導讀:本部分主要講述執(zhí)業(yè)藥師考試中關于化學動力學概述的知識,其中涉及反應速度常數(shù)、反應級數(shù)、零級反應、一級反應等知識。
化學動力學是研究化學反應速度及反應機理的科學。利用化學動力學原理可以:( 1 )研究藥物降解的機理;( 2 )研究影響藥物降解的因素及穩(wěn)定化措施;( 3 )預測藥物制劑的有效期。
(一)反應速度、反應速度常數(shù)、反應級數(shù)
1 、反應速度
反應速度常用單位時間內、單位體積中反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示:
-dC/dt ,式中 C 為t時間反應物的濃度,負號表示反應物的濃度逐漸減少。
2 、反應速度常數(shù)
根據(jù)質量作用定律,反應速度與反應物濃度之間有下列關系:
-dC/dt = KC n ( 4-1 )
式中 K 為反應速度常數(shù),是指各反應物為單位濃度時的反應速度,單位為 [ 時間 ] -1 ,其大小與反應溫度有關。 K 值越大,表示反應物的活潑程度越大,藥物制劑越不穩(wěn)定。
3 、反應級數(shù)
式( 4-1 )中的n為反應級數(shù),是各反應物所有濃度項的總和,表示反應速度隨反應物濃度的變化而改變的方式。大多數(shù)藥物的降解過程可以用零級和假零級反應、一級和假一級反應來處理。
( 1 )零級和假零級反應
若反應速度與反應物的濃度無關,這種反應稱為零級反應。如光化反應中反應物對光的吸收,其反應速度與反應物的濃度無關。
混懸液中藥物的降解僅與溶液相中的藥物量即藥物的溶解度有關,而與混懸的固體藥量無關;當藥物降解后,固體相中的藥物就溶解補充到溶液相中,保持溶液中的藥量不變;而藥物的溶解度為常數(shù),故這類降解反應也為零級反應,但與真正的零級反應有所不同,故為假零級反應。
根據(jù)式( 4-1 )可知,零級反應的n= 0 ,則零級反應速度方程式為:
-dC/dt = K ( 4-2 )
其積分式為: C = -Kt + C 0 ( 4-3 )
( 2 )一級反應和假一級反應
若反應速度與反應物濃度的一次方成正比,則稱為一級反應。大多數(shù)藥物以一級反應降解。
根據(jù)式( 4-1 )可知,一級反應的n= 1 ,則零級反應速度方程式為:
-dC/dt = K C ( 4-4 )
其積分式為: lgC = -(Kt/2.303) + lgC 0 ( 4-5 )
二種或二種以上反應物參加反應,當一種反應物濃度遠超過另一種反應物濃度,或在反應中濃度基本不變時,該反應物的濃度可近似地看成為常數(shù),故從形式上看為一級反應,但實際上有二種反應物參加反應,稱為假一級反應。如用緩沖溶液調節(jié) pH 值時,緩沖溶液中離子濃度(如 H + )遠高于藥物濃度,其降解反應為假一級反應。
(二)有效期、半衰期
1 、有效期
藥劑學中的有效期是指制劑中的藥物降解 10% 所需的時間,常用t 0.9 表示。
根據(jù)( 4-5 )可得,一級反應的有效期為:
t 0.9 = 0.1054/K ( 4-6 )
2 、半衰期
藥劑學中的半衰期是指制劑中的藥物降解 50% 所需的時間,常用t 1/2 表示。
根據(jù)( 4-5 )可得,一級反應的有效期為:
t 1/2 = 0.693/K ( 4-7 )