頭孢呋辛酸結晶熱力學研究

頭孢呋辛酸結晶熱力學研究目錄實驗內(nèi)容及方法實驗數(shù)據(jù)處理實驗結果擬合參考文獻12345課題研究背景及意義一研究背景及意義

1.1頭孢呋辛酸分子式：C16H16N4O8S分子量：424.39中文別名：頭孢呋肟結構式：

物理特性白色至微黃色粉末，密度：1.76g/cm3，熔點：171.5-173℃。

藥物特性

頭孢呋辛酸為第二代頭孢菌素，是臨床上廣泛應用的一種抗生素，現(xiàn)已成為暢銷世界的抗感染類藥物。1.2頭孢呋辛酸特性

1.3結晶背景及意義

溶液結晶是一個復雜的質量與能量傳遞，固體以晶體形態(tài)從溶液中析出的過程。而結晶熱力學性質的研究是了解一個結晶過程的重要方面。

結晶熱力學數(shù)據(jù)1

固液相平衡數(shù)據(jù)

34誘導期數(shù)據(jù)基本物性數(shù)據(jù)介穩(wěn)區(qū)數(shù)據(jù)2

結晶熱力學性質，如溶解度、超溶解度等基礎數(shù)據(jù)在結晶過程開發(fā)中具有重要的作用。對于確定提高產(chǎn)率的方向，以及尋找更好的結晶條件都具有現(xiàn)實的意義。

②

作為臨床上廣泛應用的一種抗生素，有關頭孢呋辛酸溶解度等基礎數(shù)據(jù)的報道幾乎沒有，因此本課題重點測定其在不同體系中的溶解度值，考察溶劑種類、溫度等因素對溶解度的影響。

①

二實驗內(nèi)容及方法研究內(nèi)容選擇溶解度的測量方法測量純?nèi)軇┲械娜芙舛葴y量混合溶劑中的溶解度用溶解度模型擬合實驗數(shù)據(jù)2.1實驗內(nèi)容2.2溶解度的測定方法

溶解度的測定方法主要有平衡法和動態(tài)法兩種，如下所示：

又稱分析法、靜態(tài)法，就是在一定的測量溫度下當固液兩相達到充分平衡以后通過測量液相中被測組分的含量來確定其溶解度。

核心思想是通過溫度變化或改變?nèi)軇┙M成使溶液中懸浮的固體粒子析出或消失來判斷溶解是否達到平衡。平衡法動態(tài)法2.3測定方法的對比測定效率較高且不需確定溶液組成，利用高精度的儀器判定溶解終點便可得到準確可靠的溶解度數(shù)據(jù)平衡法動態(tài)法對固液平衡速率有嚴格的要求，否則將影響所測溶解度數(shù)據(jù)的準確性設備簡單，在確保固液兩相充分分離的前提下，對液相組成進行分析可得到準確可靠的溶解度數(shù)據(jù)測定過程耗時太長，且必須對所測體系建立特定的分析方法優(yōu)點缺點2.4激光監(jiān)視動態(tài)法1.原料和試劑原料：頭孢呋辛酸粉末試劑：無水甲醇，無水乙醇，異丙醇，丙酮，乙酸乙酯，去離子水2.實驗設備100mL結晶器、78-1磁力攪拌器、501A型超級恒溫器、DW-40低溫浴槽、JDW-3型激光電源、JG2型激光接收器、SWP-NSR300系列單色無紙記錄儀、分析天平、普通玻璃儀器2.5激光監(jiān)視動態(tài)法實驗裝置圖1.激光發(fā)射器2.磁力攪拌器3.結晶器4.信號接收器5.記錄儀6.恒溫水浴槽三實驗數(shù)據(jù)及處理

3.1頭孢呋辛酸在純?nèi)軇┲械娜芙舛葦?shù)據(jù)頭孢呋辛酸在五種純?nèi)軇┲械娜芙舛葓D頭孢呋辛酸在純?nèi)軇┲械娜芙舛龋ā?，甲醇?/p>

▼，丙酮；?

，乙醇；

★，異丙醇；

?，乙酸乙酯）

頭孢呋辛酸在這些有機純?nèi)軇┲械娜芙舛入S溫度的升高而增大，在甲醇溶劑中的溶解度最大，其次是丙酮但其溶解度隨溫度變化不明顯，在異丙醇及乙酸乙酯溶劑中的溶解度很小。3.2頭孢呋辛酸在甲醇-水不同配比混合溶劑中的溶解度頭孢呋辛酸在甲醇-水不同配比混合溶劑中的溶解度圖頭孢呋辛酸在甲醇-水溶液中的溶解度（■，xc=0.3042；●，xc=0.638；▲，xc=0.7806；▼，xc=0.8183；★，xc=1）頭孢呋辛酸在不同甲醇含量的溶劑中溶解度隨著溫度的升高增幅很明顯，并且隨著甲醇含量的增加溶解度增大。當二元混合溶劑中甲醇的摩爾分數(shù)大于0.65后，頭孢呋辛酸的溶解度明顯增大。3.3頭孢呋辛酸在乙醇-水不同配比混合溶劑中的溶解度數(shù)據(jù)頭孢呋辛酸在乙醇-水不同配比混合溶劑中的溶解度圖頭孢呋辛酸在乙醇-水溶液中的溶解度（■，xc=0.2362；●，xc0.5548；▲，xc=0.7132；▼，xc=0.7623；★，xc=1）頭孢呋辛酸在不同乙醇含量溶劑中的溶解度隨著隨溫度的升高增幅明顯，且隨著混合溶劑中乙醇含量的增加，溶解度增大。與甲醇-水的混合溶劑有著類似的趨勢。四實驗數(shù)據(jù)擬合純?nèi)軇┑臄M合我們重點采用了經(jīng)驗方程對頭孢呋辛酸在純?nèi)軇┲械娜芙舛冗M行了關聯(lián)，Apelblat的三參數(shù)模型，如下所示:

在工業(yè)上為了對溶劑組成范圍內(nèi)任意點的溶解度數(shù)據(jù)進行預測，本課題將對測得的溶解度數(shù)據(jù)用溶解度模型進行擬合。混合溶劑的擬合

為了計算溶質在二元混合溶劑中的溶解度，Acree等人提出了(CNIBS)/Redlich-Kister方程即R-K方程，其表達式為：

表一甲醇-水混合溶劑擬合參數(shù)及方差表二乙醇-水混合溶劑擬合參數(shù)及方差表三純?nèi)軇M合參數(shù)及方差

從擬合結果可以看出，在各溶劑中溶解度曲線的擬合度R2較高，σx較小，所以Apelblat的三參數(shù)模型和R-K方程能較好的表示頭孢呋辛酸的溶解度。研究結果分析

1.測定了頭孢呋辛酸在五種純?nèi)軇┮约安煌M成的二元混合溶劑中的溶解度。

2.應用Apelblat三參數(shù)方程及R-K方程擬合了頭孢呋辛酸在不同溶劑體系和溶劑組成中的溶解度隨溫度的變化關系。頭孢呋辛酸在這些溶劑中的溶解度均隨溫度的升高而增大由于頭孢呋辛酸是強極性分子，它不溶于弱極性或非極性分子易溶于強極性溶劑,這一理論可用于指導工業(yè)結晶方式的選擇。若采用溶析結晶可用甲醇作溶劑水作溶析劑，將其析出。相關指數(shù)較高，擬合效果好，實驗數(shù)據(jù)可作為指導工業(yè)生產(chǎn)的基礎數(shù)據(jù)。五參考文獻

1王靜康．化學工程手冊(結晶)．北京：化學工業(yè)出版社，19962米彥，劉景圣．溶液結晶方法的研究進展．農(nóng)產(chǎn)品加工，2011（5）：4~63王靜康，張遠謀.工業(yè)結晶（Ⅰ