华西药学杂志
W C J ・P S 1999, 14(1) ∶9～10
甲硝唑解离常数的测定
杨世昕
(华西医科大学药学院 成都610041)
提要 酸碱解离常数是联系溶解度与pH 值之间的重要理化常数。T he M erck Index 11th Ed . (1989) 未收载有甲硝唑的该数据。用等摩尔分光光度法测定甲硝唑原料药物在pH 缓冲溶液中的碱性解离常数, 由公式pK b =pK -pH+lg (A i -A BH +) /(A B -A i ) 计算得到pK b 为11. 47。
关键词 甲硝唑 广义酸碱 解离常数 U V -分光光度法
甲硝唑(m etro nidazole ) (2-甲基-5-硝基咪唑-1-乙醇) 是一广义碱(B ) , 微溶于水, 并与H +离子建立解离平衡。平衡方程式如下
:
值在上述二界限值之间的范围内) 的综合吸光度, 在同一特征吸收波长处测定上述三种pH 值甲硝唑等摩尔溶液的吸光度, 由式(2) 可计算得解离指数pK b 。
1 实验部分
平衡受溶液pH 值影响而移动, 在极限情况下, 当溶液偏碱性时, 平衡完全向左移, 溶液中仅存甲硝唑碱(B ) , 溶液的吸收曲线只有一个特征吸收峰; 当溶液偏酸性时, 平衡完全向右移, 溶液中仅存甲硝唑解离后所生成的共轭酸(BH ) , 溶液也只有一个BH 的特征吸收峰, 二者的波长不同。但当溶液的pH 值在适当的范围内时, B 与BH 共存于溶液中, 溶液的吸收曲线有两个吸收峰, 峰高分别代表了B 和BH 的平衡浓度, 根据酸碱平衡得如下方程式:pK b =-lgK b =pK -pH+lg [B]/[BH ]
++
+
+
+
+
1. 1 药品和仪器
甲硝唑(武汉制药厂产品) ; HCl-NaAc 缓冲溶液, pH -3型数字离子酸度计(成都仪器厂) ; U V-240分光光度计(日本岛津) 。1. 2 实验方法
[2]
配制HCl -N aAc 系列pH 值缓冲溶液, 并稀释成含甲硝唑为等摩尔浓度(14 g/m l) 的测定液, 精密测定各液的pH 值。
1. 2. 1 平衡完全向右或左移, 溶液pH 值范围的确定 取pH 1. 00、pH 0. 81、pH 0. 60的三种溶液, 用U V-分光光度计自动扫描, 分别绘出吸收曲线, 三种溶液的吸收曲线完全重合, 只有一个吸收峰在波长318nm 处, 此为甲硝唑生成
+
BH 的特征吸收峰将其溶液编号为1, 类此, 定出平衡完全向左移溶液的pH 值范围为
(1)
式(1) 中K 为水的离子积, [B ]和[BH ]分别为甲硝唑与其共轭酸的平衡浓度, pK b 为甲硝唑的解离指数, 据等摩浓度分光光度法测定酸碱解离指数的原理式(1) 可以代换成下式:pK b =pK -pH+lg (A i -A BH +) /(A B -A i ) (2) 式(2) 中A B 为平衡完全向左移溶液(pH 值大于某界限值以上, 只含甲硝唑碱B ) 的吸光度, A BH +为平衡完全向右移溶液(pH 值小于某界限值以下, 只含甲硝唑生成的共轭酸BH ) 的吸i +
[1]
pH5. 80、pH6. 00、pH 6. 50的三条吸收曲线完全重合, 只有一个吸收峰在波长277nm 处, 此为甲硝唑的特征吸收峰, 将其溶液编号为9。1. 2. 2 平衡共存溶液pH 值范围的确定 经预试, 取定一些测定液的pH 值范围在上述二极限溶液的pH 值之间如表1编号为2～8。. .
10
华西药学杂志 第14卷
对1～9号各测定液分别扫描绘出吸收曲线(图1)
。
同一波长处所测三种pH 值溶液的吸光度A BH +、A i 和A B 代入式(2) 计算pK b 值(表2) 。
Table 2 The dissorciation constant pK b of metronidazole
Sol
pH
Wavelength(nm)
33011. 4811. 4611. 4911. 4811. 4911. 5011. 51
32011. 4811. 4611. 4911. 4811. 4911. 45…
318
pK b
2345678
1. 912. 142. 312. 522. 722. 913. 19
11. 4811. 3311. 4011. 4211. 4411. 4911. 46
11. 3211. 3311. 4011. 4211. 4411. 4611. 46
11. 4511. 4311. 4611. 4611. 4811. 4711. 47
11. 5111. 4311. 4611. 4611. 4711. 4711. 47
285
277
265
Fig 1 Absorbance curves of equimolar metronidazole in dif -ferent pH -buffer solutions (No. 1～9)
1pH =0. 60～1. 00 2pH=1. 91 3pH=2. 14 4pH=2. 315pH=2. 52 6pH=2. 72 7pH=2. 91 8pH=3. 139pH=5. 80～6. 50
A ver age value pK b =11. 47±0. 04
2 讨论
由式(1) 联系甲硝唑的溶解度对溶液pH 值的依赖关系, 在pH 1～5范围内, 溶解度S =[B ]+[BH +]。利用解离常数pK b 在确定的pH 值溶液中, 用分光光度法即可测算出甲硝唑的相对溶解度, 用调节溶液pH 值以改变、控制甲硝唑的溶解性, 在分离提纯甲硝唑的实际工作中经常使用, 解离常数对制定合理的工艺条件有指导意义。
参 考 文 献
12
胡之德, 赵正风主编. 分光光度分析法. 银川:宁夏人民出版社, 1987. 4, 159
杭州大学化学系分析化学教研室主编. 分析化学手册. 北京:化学工业出版社, 1982. 16
1. 2. 4 吸光度的测定 根据图1, 在两个最大特征吸收峰波长及其附近波长处, 对同一波长测定各编号溶液的吸光度(表1) 。将表1中在
Table 1 Absorbance of equlmolar metronidazole solutions
(14 g /ml ) in diff erent pH -buffer solutions near maximum absorbance .
sol
pH
Wavelength(nm)
3300. 6800. 5560. 5440. 4860. 4160. 3310. 2640. 2030. 049
3200. 7420. 6110. 5270. 4720. 4160. 3500. 298…0. 078
318*
A BH
123456789
0. 60～1. 00
1. 912. 142. 312. 522. 722. 913. 135. 80～6. 50
0. 677
A i
0. 5730. 3400. 3600. 3820. 4060. 4250. 443
A 0. 150
0. 480
0. 521
0. 443
*The wavelength with maximum absorbance of metronidazole (B ) and (BH +).
0. 3250. 2910. 3230. 3580. 3990. 4310. 458
0. 2650. 2340. 2620. 2950. 3310. 3600. 385
0. 216
+
2850. 299
277*0. 206
2650. 156
DETERMINATION OF DISSOCIATION CONSTANT OF METRONIDAZOLE BY UV -SPECTROPHOTOMETRY
Yang Shixin
(S chool of Phar mac y , W e st China Univ er sity of M ed ical S ciences Chengd u 610044)
ABSTRACT Equimo lar metr onidazo le so lutio ns F r om the for mula pK b =pK -pH +lg (A i -A BH +) /in different pH-buffer s w er e pr epar ed. T he pH-value (A B -A i ) , the disso ciatio n co nstant o f met ro nidazole
and abso rbance (A ) of each solutio n w ere det ected . w as calculated . T he pK b w as 11. 47. -
华西药学杂志
W C J ・P S 1999, 14(1) ∶9～10
甲硝唑解离常数的测定
杨世昕
(华西医科大学药学院 成都610041)
提要 酸碱解离常数是联系溶解度与pH 值之间的重要理化常数。T he M erck Index 11th Ed . (1989) 未收载有甲硝唑的该数据。用等摩尔分光光度法测定甲硝唑原料药物在pH 缓冲溶液中的碱性解离常数, 由公式pK b =pK -pH+lg (A i -A BH +) /(A B -A i ) 计算得到pK b 为11. 47。
关键词 甲硝唑 广义酸碱 解离常数 U V -分光光度法
甲硝唑(m etro nidazole ) (2-甲基-5-硝基咪唑-1-乙醇) 是一广义碱(B ) , 微溶于水, 并与H +离子建立解离平衡。平衡方程式如下
:
值在上述二界限值之间的范围内) 的综合吸光度, 在同一特征吸收波长处测定上述三种pH 值甲硝唑等摩尔溶液的吸光度, 由式(2) 可计算得解离指数pK b 。
1 实验部分
平衡受溶液pH 值影响而移动, 在极限情况下, 当溶液偏碱性时, 平衡完全向左移, 溶液中仅存甲硝唑碱(B ) , 溶液的吸收曲线只有一个特征吸收峰; 当溶液偏酸性时, 平衡完全向右移, 溶液中仅存甲硝唑解离后所生成的共轭酸(BH ) , 溶液也只有一个BH 的特征吸收峰, 二者的波长不同。但当溶液的pH 值在适当的范围内时, B 与BH 共存于溶液中, 溶液的吸收曲线有两个吸收峰, 峰高分别代表了B 和BH 的平衡浓度, 根据酸碱平衡得如下方程式:pK b =-lgK b =pK -pH+lg [B]/[BH ]
++
+
+
+
+
1. 1 药品和仪器
甲硝唑(武汉制药厂产品) ; HCl-NaAc 缓冲溶液, pH -3型数字离子酸度计(成都仪器厂) ; U V-240分光光度计(日本岛津) 。1. 2 实验方法
[2]
配制HCl -N aAc 系列pH 值缓冲溶液, 并稀释成含甲硝唑为等摩尔浓度(14 g/m l) 的测定液, 精密测定各液的pH 值。
1. 2. 1 平衡完全向右或左移, 溶液pH 值范围的确定 取pH 1. 00、pH 0. 81、pH 0. 60的三种溶液, 用U V-分光光度计自动扫描, 分别绘出吸收曲线, 三种溶液的吸收曲线完全重合, 只有一个吸收峰在波长318nm 处, 此为甲硝唑生成
+
BH 的特征吸收峰将其溶液编号为1, 类此, 定出平衡完全向左移溶液的pH 值范围为
(1)
式(1) 中K 为水的离子积, [B ]和[BH ]分别为甲硝唑与其共轭酸的平衡浓度, pK b 为甲硝唑的解离指数, 据等摩浓度分光光度法测定酸碱解离指数的原理式(1) 可以代换成下式:pK b =pK -pH+lg (A i -A BH +) /(A B -A i ) (2) 式(2) 中A B 为平衡完全向左移溶液(pH 值大于某界限值以上, 只含甲硝唑碱B ) 的吸光度, A BH +为平衡完全向右移溶液(pH 值小于某界限值以下, 只含甲硝唑生成的共轭酸BH ) 的吸i +
[1]
pH5. 80、pH6. 00、pH 6. 50的三条吸收曲线完全重合, 只有一个吸收峰在波长277nm 处, 此为甲硝唑的特征吸收峰, 将其溶液编号为9。1. 2. 2 平衡共存溶液pH 值范围的确定 经预试, 取定一些测定液的pH 值范围在上述二极限溶液的pH 值之间如表1编号为2～8。. .
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华西药学杂志 第14卷
对1～9号各测定液分别扫描绘出吸收曲线(图1)
。
同一波长处所测三种pH 值溶液的吸光度A BH +、A i 和A B 代入式(2) 计算pK b 值(表2) 。
Table 2 The dissorciation constant pK b of metronidazole
Sol
pH
Wavelength(nm)
33011. 4811. 4611. 4911. 4811. 4911. 5011. 51
32011. 4811. 4611. 4911. 4811. 4911. 45…
318
pK b
2345678
1. 912. 142. 312. 522. 722. 913. 19
11. 4811. 3311. 4011. 4211. 4411. 4911. 46
11. 3211. 3311. 4011. 4211. 4411. 4611. 46
11. 4511. 4311. 4611. 4611. 4811. 4711. 47
11. 5111. 4311. 4611. 4611. 4711. 4711. 47
285
277
265
Fig 1 Absorbance curves of equimolar metronidazole in dif -ferent pH -buffer solutions (No. 1～9)
1pH =0. 60～1. 00 2pH=1. 91 3pH=2. 14 4pH=2. 315pH=2. 52 6pH=2. 72 7pH=2. 91 8pH=3. 139pH=5. 80～6. 50
A ver age value pK b =11. 47±0. 04
2 讨论
由式(1) 联系甲硝唑的溶解度对溶液pH 值的依赖关系, 在pH 1～5范围内, 溶解度S =[B ]+[BH +]。利用解离常数pK b 在确定的pH 值溶液中, 用分光光度法即可测算出甲硝唑的相对溶解度, 用调节溶液pH 值以改变、控制甲硝唑的溶解性, 在分离提纯甲硝唑的实际工作中经常使用, 解离常数对制定合理的工艺条件有指导意义。
参 考 文 献
12
胡之德, 赵正风主编. 分光光度分析法. 银川:宁夏人民出版社, 1987. 4, 159
杭州大学化学系分析化学教研室主编. 分析化学手册. 北京:化学工业出版社, 1982. 16
1. 2. 4 吸光度的测定 根据图1, 在两个最大特征吸收峰波长及其附近波长处, 对同一波长测定各编号溶液的吸光度(表1) 。将表1中在
Table 1 Absorbance of equlmolar metronidazole solutions
(14 g /ml ) in diff erent pH -buffer solutions near maximum absorbance .
sol
pH
Wavelength(nm)
3300. 6800. 5560. 5440. 4860. 4160. 3310. 2640. 2030. 049
3200. 7420. 6110. 5270. 4720. 4160. 3500. 298…0. 078
318*
A BH
123456789
0. 60～1. 00
1. 912. 142. 312. 522. 722. 913. 135. 80～6. 50
0. 677
A i
0. 5730. 3400. 3600. 3820. 4060. 4250. 443
A 0. 150
0. 480
0. 521
0. 443
*The wavelength with maximum absorbance of metronidazole (B ) and (BH +).
0. 3250. 2910. 3230. 3580. 3990. 4310. 458
0. 2650. 2340. 2620. 2950. 3310. 3600. 385
0. 216
+
2850. 299
277*0. 206
2650. 156
DETERMINATION OF DISSOCIATION CONSTANT OF METRONIDAZOLE BY UV -SPECTROPHOTOMETRY
Yang Shixin
(S chool of Phar mac y , W e st China Univ er sity of M ed ical S ciences Chengd u 610044)
ABSTRACT Equimo lar metr onidazo le so lutio ns F r om the for mula pK b =pK -pH +lg (A i -A BH +) /in different pH-buffer s w er e pr epar ed. T he pH-value (A B -A i ) , the disso ciatio n co nstant o f met ro nidazole
and abso rbance (A ) of each solutio n w ere det ected . w as calculated . T he pK b w as 11. 47. -