实验四 DSC法测定扑热息痛分解反应动力学参数.doc

PAGE PAGE 27 实验四 DSC法测定扑热息痛分解反应动力学参数 一、实验目的 1. 熟悉差示扫描量热法测定固体药物分解反应动力学的基本原理与方法 2. 掌握DSC曲线的分析与处理方法 二、基本原理 DSC法是在程序控温下，测量输给样品与参比物的功率和温度关系的一种技术。将补偿热电丝中通电流，使温差等于零，正确记录其电功率即样品的热效应。对DSC扫描中所得到放热峰或吸热峰的位置、形状与大小进行分析，因为某时刻反应热量变化与反应分子数的变化成正比，由DSC曲线的部分峰面积与全部峰总面积的比值可求出热分解分数(x)。 图4-1 DSC曲线求x示意图 图4-1 DSC曲线求x示意图 应用DSC法测定化学反应动力学参数，按以下方程求出： （4－1） 式中A为Arrhenius指前因子；x为分解分数；n为反应级数；E为活化能；T为热力学温度；R为摩尔气体常数。(4－1)式说明，当n一定时反应速度dx/dt是x, t 的函数。 对 (4－1)式逐次进行积分并做适当的近似处理。当n=1时其积分形式为： (4－2) 当时, 积分形式为： (4－3) (4－4) (4－5) 两边取对数： (4－6) 根据(4－6)式以对进行回归得直线关系，由斜率（－E/R）求得活化能（E），同时亦可确定反应级数（n），即采用尝试法，取不同的n值，代入方程（4—6）并用所得数据作图，若呈线性关系，则n值为反应级数。Arrhenius指前因子可由截距求得。 在DSC法测定药物分解动力学时，可采用以下公式计算降解分数(x)： (4－7) 即降解分数(x)等于反应进行至某温度下的反应热(H)与总反应热(H0)的比值，也等于反应进行至某温度下对应的DSC曲线峰面积(S)与反应DSC曲线峰的总面积(S0)的比值 (H与S可由计算机直接给出)，如4-2图。如果记录纸的质量均匀也可用称重法。 图4-2 降解分数( x) 图4-2 降解分数( x)的测定方法 温度/ ℃ 三、仪器与药品 CDR－1型差动热分析仪 铝坩埚 扑热息痛 金属铟（基准物） 四、操作步骤 1．仪器调整与测量方法同实验一。 2．实验条件 升温速度: 5℃/min 量程: ±5μcal/s 气氛: N2流量50 mL/min 纸 速: 600 mm/min 3．样品处理 扑热息痛过100目筛，称约10mg。 4．装样 取两个洁净的坩埚，将已称好的样品与参比物α-Al2O3分别装入两个坩埚中，并稍敦实，使它们能均匀地平铺坩埚底部，样品坩埚置于右边托盘，参比物置于左边托盘（或只放空的铝坩埚），坩埚与托盘要贴紧，每次放的位置必须保持一致。 五、数据记录与处理 1．采用称重法或积分面积法求得指定温度下的降解分数（x），并列表示之。 2．取不同数值n=0, 1/3或1/2分别代入（4－6）式，计算出不同温度与相应反应分数的值。对n=1，则代入下式： 计算出不同温度与相应的反应分数的值，其结果列表表示。 3、以与对1/T作图，确定反应级数。 4、根据所确定的数据，由所得直线斜率与截距求出反应活化能（E）与Arrhenius指前因子A。 参考文献 1武凤兰. 沈阳药学院学报，1990, 7(1):36 2陈境泓. 化学通报，1980, 1:7 3 Elegont. J Them Anal，1986, 31:1351 4朱京. 复旦大学学报，1983, 22(2):123