拉米夫定的热分解过程研究(2)

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
后=A exp(一Ea/RT) (2) 式中,后为热分解反应速率常数,I_1(da/dt);A为指前因子,nfin-1;Ea为热分解反应活化能, Jmol-1;R为气体常数,8.314J/(Kt001);T为热力学温度,K. Ozawa【7】和Flyrm,grall[8】导

后=A exp(一Ea/RT)                                 (2) 式中,后为热分解反应速率常数,I_1(da/dt);A为指前因子,nfin-1;Ea为热分解反应活化能, J•mol-1;R为气体常数,8.314J/(K•t001);T为热力学温度,K.
Ozawa【7】和Flyrm,grall[8】导出了表达升温速率卢及其与之相应的在给定转化率时热力学 温度r之间的近似关系式:
lgp+0.4567(E/RT)=常数                   (3) 对于给定的转化率aI,与升温速率卢l一岛相应的温度rl一码,可得到如下方程:
lg卢l+0.4567(玩/RTl)=lg   P2+Oi4567(E/Rr2)=lg岛+0.4567(EJRT3)   (4)
对于每一个转化率a,升温速率的对数lg#对热力学温度的倒数r-1作图,可得到线性关 系,可由直线的斜率一0.4567(E。/R)计算得到活化能玩.对于不同的转化率屹一姒也成立同
样的关系.
利用升温速率p和求得的玩值,可由下式计算得到指前因子A. A=p(Ea/RT)exp(go/Rr)                        (5)
应用方程(4)和(5)处理实验数据,可得出LMVD在不同转化率时的表观活化能E和指前 因子A,并可由此计算LMVD在各种温度条件下的分解速率和稳定性,结果见表1.
表1   LMVD在不同转化率时的动力学参数
Table 1   The kinetic parameters of LMVD at different conversion degrees
由表1中数据可见,在氮气氛中不同失重率时的活化能和指前因子变化较小,表明这一阶
段的热分解过程可能是简单反应. Dakin[9】提出并用实验证明了材料的使用寿命与温度的倒数呈线性关系,即
lgr=o/T+b                            (6) 式中,r为预期寿命,r为热力学温度,a=E。/2.303R,b为与反应级数//,和指前因子A有关的 常数.根据计算得到的活化能既和实验得到的设定转化率时的时间可建立寿命方程,推算出 LMVD在不同使用温度下的预期使用寿命.对于药物应有较高的质量要求,故设定失重5%即 为其使用寿命极限,视为失效,结果见表2.
表2  LMVD的预期使用寿命
表2数据表明,LMVD的热稳定性很好,在常温下可长期保存,即使在较高的温度下也有 较好的稳定性,这有利于药物及制剂的生产、加工、运输和保存.
3.3   LMVD的热分解机理探讨
从理论上讲,有机分子热分解过程是由于分子受热动能增高,原子振动加剧而使化学键断 裂的结果,化学键键级越小越容易断裂.为了解LMVD的热解机理,我们首先试图从分子结构 的角度进行理论探讨.采用量子化学从头计算法对LMVD分子的电荷分布及键级进行计算, 结果见图3,根据LMVD分子的键级分布,可以判断LMVD分子键断裂的位置和顺序,由此推 测在无氧热解过程中LMVD的热解机理.LMVD分子中c4一N5键的键级最小,应最先断裂。然 后是Olo—ClI键、q一0lo键、N5一q键和C9一C13键断裂失去一个氧和一个碳,分子断裂成2个 小分子,并进一步分解,依次为C。.一O。5键断裂脱去羟基、硫醚基,N5一c6键和C2一N7键断裂 脱去氨基和氮原子,N3一c4键断裂脱去羰基.

图3  LMVD分子中的化学键键级
Figure  3 The molecular bond orders of LMVD
为进一步确认热分解机理,测定了LMVD及其在氮气中在加热过程中各温度阶段的热分
解残留物的红外光谱,结果见图4.比较系列红外光谱可见,245℃残留物的红外光谱中
1088cm-1的C_卜C峰消失,其它主要峰都还在,证明010—clI键、c9一Olo键已断裂.270。C残
留物的红外光谱中3050—3450cm-1的羟基宽峰和3380cm-1的氨基峰消失,1651cm-1的羰基峰 和1285cm-1的C—N峰基本消失,而1624cm.1的C—N峰和1565cm-1的C altair  C峰还在.320℃ 残留物的红外光谱中有机结构均基本破坏.红外光谱分析结果与量化计

4结论
-:I.MVD的m谱;b:245+C残留物的m谱;e:270。C残留物的m谱;d:320+C残留物的IR谱
Figure 4 IR Spectra of LMVD and remainders from thermal decomposition
-:LMVD;b:remaindef at 245℃;c:remainder    at 270+C;d:remainder at 320。C
对拉米夫定(LMVD)的热分析研究表明,在氮气氛中LMVD的连续热分解过程包括了二个 阶段.测定了LMVD的熔融焓.根据不同升温速率下的热重曲线,数据计算出LMVD在氮气 中第一阶段热分解反应的动力学参数,表观活化能(玩)为126.5       kJ•mol~,指前因子(A)为(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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