第二章 药物物理常数测定法

药物分析第二章物理常数测定法物理常数表示药物的物理性质的重要特征常数，在一定条件下保存不变。应用：测定药物的物理常数，可以判断真伪，检查其纯度，还可以用于含量测定。《中国药典》（2000版）收录的物理常数：相当密度、馏程、熔点、旋光度、折光率、黏度第一节相对密度的测定法一、基本原理相当密度是指在相同特定条件下，某物质的密度与参考物质（纯化水）的密度之比。或者相同条件下，物质比纯水重的倍数。(除另有规定，温度t=20℃)12tdt温度下物质的密度温度下同体积水的密度应用：物质在一定温度下，均有一定的比值（相对密度），相对密度随纯度改变而改变，测定相对密度，可以区别或检查药品的纯度。例：乙醇的相对密度不大于0.8129，及含量不低于95.0%（体积百分数）二、测定方法1.比重瓶法2.韦氏比重称法3.比重计法注意：相当密度均指液体药物的密度比重瓶测定法比重瓶是测定液体相对密度的专用精密仪器，是容积固定的玻璃称量瓶，其种类和规格有多种。常用的有带温度计的精密度瓶和带毛细管的普通密度瓶，见图。比重瓶测定法在一定温度下，同一密度瓶分别称取等体积的样品溶液和蒸馏水的质量，两者质量之比即为该样品溶液的相对密度。01022020mmmmd99823.02020204dd式中m0——空密度瓶质量，g；m1——密度瓶和水的质量，g；m2——密度瓶和样品的质量．g；0.99823——20℃时水的密度，g／cm3。比重瓶测定法带温度计的精密度瓶：1.比重瓶洁净、干燥并精密称定m02.装满供试品（应低于20℃或按规定温度），装上温度计。置20℃（或规定温度）左右的水浴中浸泡10~20min,使内容物温度达到20±1℃，用滤纸拭去溢出液体，立即盖上罩。3.从水浴中取出比重瓶，用滤纸将比重瓶外壁擦干，精密称定m24.将供试品倾去，洗净比重瓶，装满新费过冷水，照上法处理后精密称定m15.相对密度计算例：用比重瓶法测定某液体药物的相对密度。比重瓶重43.765g，装满供试品后称重52.171g，装满纯化水后称重53.245g。以上均在20℃时进行。计算d2020和d204。普通比重瓶法（略）比重瓶测定法本法适用于：测量一般液体的相对密度，对易挥发液体或室温超过20℃等，可用韦氏比重秤法。供试品用量少韦氏比重秤原理：一定体积的物体在各种液体中所受浮力与该液体的相对密度成正比。F浮＝F下表面－F上表面＝F向上－F向下＝P向上*S－P向下*S＝ρ液*g*H*S－ρ液*g*h*S＝ρ液*g*V排韦氏比重秤适用：供试品足够供测试，可选用本法，测定结果准确可靠，而且手续简便迅速，可直接读取相对密度。易挥发液体也用本法韦氏比重秤结构玻璃锤内有温度计，玻璃锤有一定体积，浸入液体中恰好能排开5g水。平衡：游码：使用方法仪器：20℃相对密度为1的韦氏比重秤。安装在操作平台上。使用：1.从仪器盒中取出，将玻璃锤和玻璃筒洗净、干燥，调节高度并固定。2.将横梁置于托架的玛瑙刀座上，用等重砝码（大砝码）校正零点（调整水平螺丝）；取下等重砝码，换上玻璃锤，此时必须保持平衡。3.玻璃筒内装体积80%的新沸冷水，水浴调温至20±1℃。3.玻璃筒内装体积80%的新沸冷水，水浴调温至20±1℃。4.将玻璃锤浸入圆筒内水中，秤臂右端悬挂游码于1.000刻度处，调整螺丝至平衡。将圆筒内水倾去，拭干。5.将供试液置于圆筒内至相同高度，调整温度，将玻璃锤浸入供试液中，调整游码的数量至平衡，读取数值，即供试品相对密度。注意：若为4℃时相对密度为1的比重秤，应将在20℃测得的供试品比重除以0.998299823.02020204dd注意事项1.比重瓶洁净干燥（重铬酸钾、自来水、纯化水洗净，乙醇、乙醚干燥）2.供试品或水装瓶时不得有气泡。3.调节温度时室温和测定温度的确定。室温低于20℃（冬天），水浴温度约为22℃，不必迅速称量，体积收缩使毛细管充满气体，其重量忽略不计室温高于20℃（夏天），水浴温度约为18℃，需迅速称量（水蒸气冷凝于比重瓶外）4.使用新沸水冷却，以除去少量空气。5.对于韦氏比重秤，用水调平衡后位置不再变动。例：用4℃相对密度为1的韦氏比重秤测得20℃时某液体药物相对密度读数为0.6939。已知20℃水的密度为0.9982，4℃水的密度为1.0000。回答下列问题：1）说明测量时各游码的位置（5g,500mg,50mg,5mg）2）供试品的相对密度是多少？3）测定过程中，用水调整平衡时，读数是多少？相对密度的其他方法比重（密度）计法是根据阿基米德原理制成的，其种类很多、但结构和形式基本相同，都是由玻璃外壳制成。头部呈球形或圆锥形，里面灌有铅珠、水银或其它重金属，使其能立于溶液中，中部是胖肚空腔，内有空气故能浮起，尾部是一细长管．内附有刻度标记，刻度是利用各种不同密度的的液体标度的。相对密度的其他方法比重计测定方法1.将混合均匀的被测样液沿筒壁徐徐注入适当容积的清洁量筒中，注意避免起泡沫。2.将密度计洗净擦干，缓缓放入样液中，待其静止后，再轻轻按下少许，然后待其自然上升，静止并无气泡冒出后，从水平位置读取与液平面相交处的刻度值。3.同时用温度计测量样液的温度，如测得温度不是标准温度，应对测得值加以校正。第二节馏程测定法沸点——液体物质的蒸汽压与大气压相等时，液体呈现沸腾现象，此时温度即为物质的沸点。馏程——馏程系指一种液体照下述方法蒸馏，校正到标准压力[101.3kPa(760mmHg)]下,自开始馏出第5滴算起，至供试品仅剩3～4ml，或一定比例的容积馏出时的温度范围。意义：测定馏程可以区别或检查药品的纯杂程度。纯度高的药品馏程短，纯度低的药品馏程长测定方法一、仪器测定方法1.冷凝管及冷凝剂：馏程在130℃以下用水冷却，馏程在130℃以上用空气冷凝2.温度计：分浸型具有0.5刻度的温度计，预先经过校正，温度计汞球的上端与蒸馏瓶出口支管下壁相齐。图2－2温度计在蒸馏烧瓶颈中的位置测定方法3.加热：馏程80℃以下用水浴（液面不得超过供试品液面），80℃以上用直接火焰或电加热器。测定方法二）操作方法1.取供试品25ml，经长颈干燥小漏斗转移至干燥蒸馏瓶中，加入洁净的无釉小瓷片，插上温度计2.加热至沸腾。3.调节温度，是每分钟馏出2~3ml4.读取自冷凝开始馏出第5滴时与供试品仅剩3~4ml或一定比例容积（90%）馏出时的温度范围，即为供试品的馏程。注意事项1.供试品沸点80℃以下用水浴加热，其液面始终不得超过供试品液面，80℃以上用直接火焰或电加热时，火源始终不得超过供试品液面，以免发生蒸汽过热，温度计指示偏高造成误差。2.防止爆沸，在蒸馏开始前加入止爆剂（或一端封闭的毛细管或洁净小瓷片）3.蒸馏速度不宜过快，控制在每分钟馏出2~3ml4.温度计校正按照熔点测定法下校正5.馏出5滴时检读温度，是在冷凝管下端出口处算注意事项6.为了准确读取温度，不要在空气流动的地方操作，最好在室温恒温20℃~25℃进行7.馏程80℃以下，量取及测量供试品体积时，均宜在5~10℃水浴中进行。80℃以上在常温下进行。8.测得的馏程需要校正到标准压力（101.3kPa,760mmHg)下：测定时气压高于标准压力，每高0.36kPa（27mmHg）应将测得得温度减去0.1℃，如果在标准压力以下，每低于0.36kPa（27mmHg），应增加0.1℃例：在102.2kPa下测得某液态物质的馏程为72.5~74.0℃，回答问题：1）一般用什么进行加热，对液面高度有什么要求，如何防止爆沸？2）对测得的馏程进行校正？第三节熔点测定法测定熔点的目的：某些药物具有一定的熔点，测定熔点可以鉴别药物，检查药物的纯净程度。什么是熔点：一种物质按照规定方法测定：由固体熔化成液体的温温度；熔融同时分解的温度；在熔化时初熔至全熔经历的温度范围。测定熔点的药品应具备的条件：遇热晶型不转化，其初熔点和终熔点容易分辨；熔融同时分解是指某一药品在一定温度产生气泡、上升、变色或浑浊等现象。依照物质性质不同，测定法可以分为三种：第一法：测定易粉碎的固体药品第二法：测定不易粉碎的固体药品第三法：测定凡士林或其他类似物质测定方法一）仪器1.容器：供放置传温液，可用硬质玻璃烧杯、圆底烧瓶等容器，能耐电炉丝加热或直火加热2.搅拌器：粗细适宜，性状合适的玻璃棒；以电热丝内加热时，用磁力搅拌器3.温度计：分浸式具有0.5℃刻度。预先用熔点测定用标准品校正（温度计校正曲线）4.毛细管：9cm,内径0.9-1.1mm,厚0.10-0.15mm,一端熔封,用中性硬质玻璃毛细管测定方法一）仪器5.传温液：80℃,水；80℃,硅油或液体石蜡；熔点300℃以上用硫酸钾-硫酸溶液。6.内热式熔点测定装置：电热丝直接浸入传热液内，利用调压变压器控制电热丝的电压，以控制温度和升温速率，并用磁力搅拌器搅拌。1）传温液：不良导体（硅油），温度计汞球底部距离加热表面2.5cm以上2）调压变压器3）磁力搅拌器测定方法二）操作方法1.测定易碎的固体药品1）研粉，干燥。（105℃干燥；五氧化二磷干燥器）2）在一端熔封的毛细管中装入供试品高度约3mm，压紧。3）将温度计放入传温液容器中（高度2.5cm以上），加入传温液至分浸线，加热4）待温度上升至规定熔点低限约10℃时，将毛细管浸入传温液中，贴附在温度计上，供试品部分位于汞球中部，继续加热，每分钟升温1~1.5℃（熔融同时分解2.5~3℃/min）5）记录初熔温度和全熔温度。重复3次测定，取平均不易粉碎固体药品供试品熔融(minT)吸入毛细管(双开口)10cm10℃静置24h，凝固毛细管缚在温度计上Bp约低5℃,慢升温供试品开始上升记录温度凡士林或类似物质供试品加热90℃,厚12cm冷至BP上限10℃大水银球温度计冷至5℃粘附供试品至混浊浸入16℃的水中温度计插入试管中塞紧水浴加热38℃后1℃/min供试品第一滴滴落测定方法2.测定熔融时分解的供试品熔点：方法同上。调节升温速度2.5~3℃。供试品开始局部液化是（或开始产生气泡时）的温度作为初熔温度；供试品固相全部液化时，有时固相消失不明显，以供试品分解物开始膨胀上升时的温度作为全熔温度。无法分辨初熔、全熔时，可记录发生突变时的温度。结果应在规定范围以内注意事项1.毛细管内径必须按规定选用，内径大，全熔温度会偏高2.温度计校正、传温液按规定使用3.供试品的使用研细干燥；熔点范围低限135℃以上，不分解的，采用105℃干燥；熔点在135℃以下或受热分解的，在五氧化二磷干燥器中干燥24小时；尽量装紧；易氧化的供试品处理4.加热要求注意事项5.熔点判断以毛细管内供试品开始局部熔化（出现明显液滴）时的温度作为初熔温度；以全部融化（澄明）作为全熔温度。至少测三次，取平均值。受热出现膨胀发松，物面不平的现象——发毛向中心聚集紧缩的现象——收缩变软形成软质柱的现象——软化管壁出现细微液滴——出汗以上均不作初熔判断。熔融分解：气泡、膨胀上升、突变时的温度注意事项6.读数要求估计到0.1℃，3进2舍例：0.3℃~0.7℃写成0.5℃0.8℃~0.9℃进为1℃95:74.我国药典规定“熔点”的含义系指固体A.自熔化开始点到液化点B.自熔化开始点到崩坍点C.自收缩点到液化点D.自崩坍点到液化点E.自熔化开始点到熔化澄明点01:74.中国药典规定“熔点”系指A.固体初熔时的温度B.固体全熔时的温度C.供试品在毛细管内收缩时的温度D.固体熔化时自初熔至全熔的一段温度E.供试品在毛细管内开始局部液化时的温度第四节旋光度测定法一、基本原理不对称碳原子H︱R－C－R′︱CH3手性碳原子具有光学活性COHHCHOHCHOHCHCHOHCH2OHO葡萄糖旋光度直线偏振光通过含有某些光学活性的药物液体（或溶液）时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或向右旋转，旋转的度数称为旋光度在一定温度和一定波长下，偏振光透过长1dm，每1ml中含有旋光物质1g的溶液时的旋光度。也就是管长为1dm、浓度为1g/ml时测得的旋光度20D钠光谱D线（589.3nm）20DlctD