拉米夫定的热分解过程研究

来源:南粤论文中心 作者:王学杰,游金宗 发表于:2010-02-22 11:17  点击:
【关健词】拉米夫定(I瑚VD);热分解;热重法(TG);差示扫描量热法
摘 要:采用热重法(。I’G)和差示扫描量热法(DSC)测定了拉米夫定(LMVD)在氮 气氛中的热分解过程,结果表明LMVD的热分解过程是一个二阶段过程.运用量子 化学GAMESS软件计算了LMVD分子的键级,测定了LMVD及其在热分解过程中不 同阶段残留物的红外光谱,推测了LMVD的热分解机理.根据不同升温速率下的热重 曲线计算得到LMVD第一阶段热分解反应动力学参数,表现活化能Eo=126.5 kJ•mol~, 指前因子A=2.88×10¨min~.推算了不同使用温度下LMV


1     引    言
近年来,热分析在医药领域应用越来越广泛,如药物纯度测定、药品组成及原料分析、熔点 测定、晶型研究、药品热稳定性、有效期的评价及热分解动力学研究、天然药物的真伪鉴别、药 品加工工艺条件的确定等.热分析技术具有样品用量少、方法灵敏、快速,在较短的时间内可 获得需要复杂技术或长期研究才能得到的各种信息.用热分析手段研究药物的热稳定性和降 解反应过程,对药物的稳定性和有效期的评价及药物生产中的质量监控具有重要的指导意义, 为药物的热稳定性提供可靠的实验数据和理论依据n-4】.
拉米夫定(Lamivudine,以下简称LMVD),商品名为贺普丁(epivir),化学名为(2a.顺式).4. 氨基.1.(2.羟甲基.1,3.氧硫杂环戊烷.5.基).1H.嘧啶.2.酮,是由加拿大Biochem Pharma公司研 制的一种新型的核苷类抗病毒药,由英国Glaxo    Wellcome公司于1995年首次在美国上市,临床
上用于治疗慢性乙型肝炎.作为HIV抑制剂。拉米夫定表现出很高的药理活性和较低的毒性. 后来人们发现拉米夫定同时具有抗HIV.I,抗HIV.II及抗HBV的作用.鉴于此,拉米夫定成为 人们关注的热点【51.
本文采用热重法(TG)和差示扫描量热法(DSC)研究LMVD在氮气氛中的热分解过程,应 用量子化学GAMESS软件计算LMVD分子的键级,测定LMVD及其在热分解过程中不同阶段 残留物的红外光谱,以此推断LMVD的热分解机理,根据不同升温速率下的热重曲线数据计算
LMVD热分解反应的动力学参数,推测STVD在不同温度下的预期寿命,以期为药物的正确合 理使用提供参考.
2实验部分
2.I试剂与仪器 LMVD由杭州科本化工有限公司提供.分子结构及为计算方便设定的原子编号如图1所
示.SDT-Q600同步热分析仪(美国TA公司),样品皿为氧化铝陶瓷坩埚.FT/IR-460红外光谱 仪(El本Jasco公司),KBr压片法.


2.2实验方法

图l  LMVD的分子结构
Figure  1  The molecular structure of LMVD
将粉末样品10.0±0.5 mg置于样品坩埚中,在氮气氛下(工作气流流速为100       ml•min。1), 分别测量样品在升温速率15℃/min、10℃/min、5。C/min、20C/min时的重量和热流变化,得到样 品400C一800℃范围内的TG、DTG和DSC曲线及相应数据.
2.3动力学分析 采用TA公司随仪器提供的动力学分析软件完成LMVD的热分解动力学分析.
2.4量子化学方法 采用ChemOffice中的ChemDraw软件绘制LMVD分子结构并进行结构优化,然后运用
ChemDraw附带的GAMESS量子化学软件,采用Hartree—Fock从头计算法,在HF/3—21G。水平下 计算分子能量、电荷分布和键级,计算精度和收敛阀值取程序内定值.
3结果与讨论
3.1   LMVD的热分解过程 图2为LMVD在氮气中升温速率为10℃/min时的TG/DTG/DSC曲线,由图可知,LMVD在
氮气氛中的热分解过程为二个阶段.第一阶段外推起始分解温度252.4℃,DTG峰值温度
274.5 oC,失重率54.3%,第二阶段,在更高的温度条件下,LMVD缓慢失重,至800℃仍有约
25%的残余物. 由图2可见,在TG曲线的失重台阶前,DSC曲线有一个吸热峰,这是LMVD的熔融峰,外
推起始熔融温度为172.60C,峰值温度为177.20C,终止点温度为215.0。C,熔融过程的焓变彻为
一113.8  J/g,与实验测定的熔点172。C—178℃相一致.随后在与TG曲线的第一失重台阶对应的 部分DSC曲线有一个放热峰,表明在这一阶段的热分解过程存在放热反应.在更高的温度区间, LMVD的DSC曲线一直是吸热过程,表明在这一阶段的热分解主要为键断裂分解过程.
图2 LMVD在氮气中10℃/nin升温速率下的1Ⅳ明:Ⅳ粥C曲线
Figure  2 TG/DTG/DSC CUl3/鹪of LMVD in N2,heating  rate•10。C/min
比较了不同升温速率对热重曲线的影响.实验结果表明,随着升温速率的提高,热重曲线 略向高温方向移动,每个阶段所对应的温度范围和失重率都略有减小.随着升温速率的提高,
DTG曲线中的各峰值温度r一向高温方向移动.对LMVD在不同升温速率p下的第一阶段的
2’一I用一元二次方程拟合得到关系式1,相关系数为0.9920.
L。l=241.055+4.792fl一0.132f12                         (1)
3.2   LMVD的热分解动力学
采用ASTM E 1641.99[6】方法,研究了LMVD的热分解动力学,该方法为多重加热速率法, 或称等转化率法.该方法无须知道热分解的模式函数,在不同加热速率卢下测定系列。m曲 线的相同转化率处的数据,独立求得活化能玩和指前因子A,故被称为“无模式法”(model—free method).方法的基本原理是:热分解反应速率常数后与温度r关系为Arrhenius方程:(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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