药物制剂稳定性.ppt
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1、关于药物制剂稳定性现在学习的是第1页,共101页第一节第一节概概述述药物制剂的稳定性包括化学稳定性、物理稳定药物制剂的稳定性包括化学稳定性、物理稳定性、生物稳定性三个方面。性、生物稳定性三个方面。化学稳定性化学稳定性物理稳定性物理稳定性生物学稳定性生物学稳定性是指药物由于水解、氧化等化学降是指药物由于水解、氧化等化学降是指药物由于水解、氧化等化学降是指药物由于水解、氧化等化学降解反应,使药物含量解反应,使药物含量解反应,使药物含量解反应,使药物含量(或效价)、色泽或效价)、色泽或效价)、色泽或效价)、色泽产生变化。产生变化。产生变化。产生变化。如混悬剂中药物颗粒结块、结晶生长,如混悬剂中药物颗
2、粒结块、结晶生长,如混悬剂中药物颗粒结块、结晶生长,如混悬剂中药物颗粒结块、结晶生长,乳剂的分层、破裂,胶体制剂的老化,乳剂的分层、破裂,胶体制剂的老化,乳剂的分层、破裂,胶体制剂的老化,乳剂的分层、破裂,胶体制剂的老化,片剂崩解度、溶出速度的改变等,主要片剂崩解度、溶出速度的改变等,主要片剂崩解度、溶出速度的改变等,主要片剂崩解度、溶出速度的改变等,主要是制剂的物理性能发生变化。是制剂的物理性能发生变化。是制剂的物理性能发生变化。是制剂的物理性能发生变化。一般指药物制剂由于受微生物的污染,一般指药物制剂由于受微生物的污染,一般指药物制剂由于受微生物的污染,一般指药物制剂由于受微生物的污染,而
3、使产品变质、腐败。而使产品变质、腐败。而使产品变质、腐败。而使产品变质、腐败。现在学习的是第2页,共101页一、研究药物制剂稳定性的意义一、研究药物制剂稳定性的意义药物分解变质药物分解变质药效降低药效降低产生毒副反应产生毒副反应造成经济损失造成经济损失现在学习的是第3页,共101页二、研究药物制剂稳定性的任务二、研究药物制剂稳定性的任务制订药物产品的有效期,制订药物产品的有效期,保证药物产品的质量保证药物产品的质量,为新产品提供稳定性依据。为新产品提供稳定性依据。筛选出最佳处方筛选出最佳处方筛选出最佳处方筛选出最佳处方,为临床提供安全、稳定、有效的,为临床提供安全、稳定、有效的药物制剂。药物制
4、剂。现在学习的是第4页,共101页第二节第二节药物稳定性的化学药物稳定性的化学动力学基础动力学基础一、反应级数一、反应级数反反应应级级数数有有零零级级、一一级级、伪伪一一级级及及二二级级反反应应;此此外外还有分数级反应。还有分数级反应。现在学习的是第5页,共101页降解速度与浓度的关系:降解速度与浓度的关系:dC/dtdC/dt为降解速度;为降解速度;k反应速度常数;反应速度常数;反应速度常数;反应速度常数;C反应物的反应物的浓度;浓度;nn反应级数;反应级数;反应级数;反应级数;n=0为零级反应;为零级反应;n=n=1为一级反为一级反为一级反为一级反应;应;应;应;n=2为二级反应,以此类推
5、。为二级反应,以此类推。为二级反应,以此类推。为二级反应,以此类推。-dC/dt=kCn现在学习的是第6页,共101页(一)零级反应(一)零级反应零级反应的微分速率方程为:零级反应的微分速率方程为:-dC/dt=k0积分得:积分得:C=C0-k0 tu复方磺胺液体制剂的颜色消退符合零级反应动力复方磺胺液体制剂的颜色消退符合零级反应动力学。学。现在学习的是第7页,共101页(二)一级反应(二)一级反应其速率方程为:其速率方程为:-dC/dt=kC积分式为积分式为:lgC=kt/2.303+lgCot1/2=0.693/kt1/2=0.693/kt0.9=0.1054/kt0.9=0.1054/k
6、现在学习的是第8页,共101页如果反应速率与两种反应物浓度的乘积成正比的反应,称为如果反应速率与两种反应物浓度的乘积成正比的反应,称为如果反应速率与两种反应物浓度的乘积成正比的反应,称为如果反应速率与两种反应物浓度的乘积成正比的反应,称为二二二二级反应级反应级反应级反应。1/C=kt+1/C0若其中一种反应物的浓度大大超过另一种反应物,或保持若其中一种反应物的浓度大大超过另一种反应物,或保持若其中一种反应物的浓度大大超过另一种反应物,或保持若其中一种反应物的浓度大大超过另一种反应物,或保持其中一种反应物浓度恒定不变的情况下,则此反应表现出其中一种反应物浓度恒定不变的情况下,则此反应表现出其中一
7、种反应物浓度恒定不变的情况下,则此反应表现出其中一种反应物浓度恒定不变的情况下,则此反应表现出一级反应的特征,一级反应的特征,一级反应的特征,一级反应的特征,故称为故称为故称为故称为伪一级反应伪一级反应伪一级反应伪一级反应。例如酯的水解,在酸。例如酯的水解,在酸。例如酯的水解,在酸。例如酯的水解,在酸或碱的催化下,可用伪一级反应处理。或碱的催化下,可用伪一级反应处理。或碱的催化下,可用伪一级反应处理。或碱的催化下,可用伪一级反应处理。(三)二级反应(三)二级反应现在学习的是第9页,共101页 d酯酯酯酯/dt-k-k2 2 酯酯HH+dd酯酯/dt-k-k2 酯酯酯酯OHOH-故为二级反应。但
8、如故为二级反应。但如故为二级反应。但如故为二级反应。但如HH+或或或或OHOH-酯酯酯酯,或用缓冲盐保,或用缓冲盐保,或用缓冲盐保,或用缓冲盐保持持持持H-H-或或或或OH+OH+于几乎不变,于几乎不变,于几乎不变,于几乎不变,k=kk=k2 2H+或或或或k=kk=k2 2OH-,则:则:则:则:d酯酯酯酯/dt/dt-k酯酯酯酯故为伪一级反应。酯的水解常为一级或伪一级动力学反应但有时是二故为伪一级反应。酯的水解常为一级或伪一级动力学反应但有时是二故为伪一级反应。酯的水解常为一级或伪一级动力学反应但有时是二故为伪一级反应。酯的水解常为一级或伪一级动力学反应但有时是二级反应。级反应。级反应。级
9、反应。现在学习的是第10页,共101页级数级数微分式微分式积分式积分式 0 0 1 1 2 2 现在学习的是第11页,共101页级数级数t0.9(有效期有效期)t0.5(半衰期半衰期)是否与是否与C0有关有关0C0 010KC0 02K有关有关10.1054K0.693K无关无关21C0K19C0K有关有关现在学习的是第12页,共101页第三节第三节制剂中药物的化学降解途径制剂中药物的化学降解途径降解反应降解反应水解水解氧化氧化其他其他异构化异构化聚聚 合合脱脱 羧羧主要是酯类,酰胺类主要是酚类,烯醇类,芳胺类,吡唑酮类,噻吩类现在学习的是第13页,共101页一、水解一、水解水解是药物降解的主
10、要途径,此类药物主要有酯水解是药物降解的主要途径,此类药物主要有酯类(包括内酯)、酰胺类(包括内酯类)。类(包括内酯)、酰胺类(包括内酯类)。1、酯类药物的水解、酯类药物的水解酸酸性性碱碱性性现在学习的是第14页,共101页酰酰胺胺类类药药物物水水解解以以后后生生成成酸酸与与胺胺。属属这这类类的的药药物物有有氯氯霉霉素素、青青霉霉素素类类、头头孢孢菌菌素素类类、巴巴比比妥妥类类等等药药物物。此此外外如如利利多多卡卡因因、对对乙乙酰氨基酚(扑热息痛)等也属此类药物。酰氨基酚(扑热息痛)等也属此类药物。2.酰胺类药物的水解酰胺类药物的水解现在学习的是第15页,共101页(1 1)氯霉素)氯霉素l氯
11、霉素水溶液在氯霉素水溶液在pH7以下,主要是酰胺水解,生以下,主要是酰胺水解,生成氨基物与二氯乙酸。成氨基物与二氯乙酸。pH的影响:的影响:lpH27,pH对水解速度影响不大;对水解速度影响不大;lpH6,最稳定;最稳定;lpH8,水解加速,水解加速。脱氯的水解作用脱氯的水解作用现在学习的是第16页,共101页温度的影响温度的影响氯霉素水溶液氯霉素水溶液120 C加热,氨基物可能进一加热,氨基物可能进一步发生分解生成对硝基苯甲醇。步发生分解生成对硝基苯甲醇。光的影响光的影响光的影响光的影响水溶液对光敏感,在水溶液对光敏感,在pH5.4暴露于日光下,暴露于日光下,变成黄色沉淀。变成黄色沉淀。(1
12、 1)氯霉素)氯霉素氯霉素的有些分解产物可能使发生氧化、还氯霉素的有些分解产物可能使发生氧化、还原和缩合反应产生的。原和缩合反应产生的。现在学习的是第17页,共101页青霉素类药物的分子中存在着不稳定的青霉素类药物的分子中存在着不稳定的青霉素类药物的分子中存在着不稳定的青霉素类药物的分子中存在着不稳定的 -内酰胺环,在内酰胺环,在内酰胺环,在内酰胺环,在HH+或或或或OHOH-影影影影响下,很易裂环失效。响下,很易裂环失效。响下,很易裂环失效。响下,很易裂环失效。青霉素最稳定青霉素最稳定青霉素最稳定青霉素最稳定pH5.8,10%pH5.8,10%葡萄糖注射液对葡萄糖注射液对葡萄糖注射液对葡萄糖
13、注射液对本品有一定影响,最好避免合用(合用时间本品有一定影响,最好避免合用(合用时间本品有一定影响,最好避免合用(合用时间本品有一定影响,最好避免合用(合用时间1h1h);乳酸钠注射液);乳酸钠注射液);乳酸钠注射液);乳酸钠注射液对本品水剂有显著催化作用,不能合用对本品水剂有显著催化作用,不能合用对本品水剂有显著催化作用,不能合用对本品水剂有显著催化作用,不能合用。头孢菌素类药物分子中同样含有头孢菌素类药物分子中同样含有头孢菌素类药物分子中同样含有头孢菌素类药物分子中同样含有 -内酰胺环,易于水解。内酰胺环,易于水解。内酰胺环,易于水解。内酰胺环,易于水解。(2 2)青霉素和头孢菌素类)青霉
14、素和头孢菌素类现在学习的是第18页,共101页也属于酰胺类药物,在碱性溶液中容易水解。也属于酰胺类药物,在碱性溶液中容易水解。也属于酰胺类药物,在碱性溶液中容易水解。也属于酰胺类药物,在碱性溶液中容易水解。有些酰胺类药物,如利多卡因,临近酰胺基有较大的基团,有些酰胺类药物,如利多卡因,临近酰胺基有较大的基团,有些酰胺类药物,如利多卡因,临近酰胺基有较大的基团,有些酰胺类药物,如利多卡因,临近酰胺基有较大的基团,由于空间效应,故不易水解。由于空间效应,故不易水解。由于空间效应,故不易水解。由于空间效应,故不易水解。(3 3)巴比妥类)巴比妥类现在学习的是第19页,共101页 阿糖胞苷在酸性溶液中
15、,脱氨水解为阿糖脲苷。阿糖胞苷在酸性溶液中,脱氨水解为阿糖脲苷。在碱性溶液中,嘧啶环破裂,水解速度加快。在碱性溶液中,嘧啶环破裂,水解速度加快。另外,如维生素另外,如维生素B、地西泮、碘苷等药物的、地西泮、碘苷等药物的降解,主要也是水解作用降解,主要也是水解作用。3.其他药物的水解其他药物的水解现在学习的是第20页,共101页氧化也是药物变质最常见的反应。氧化也是药物变质最常见的反应。失去电子失去电子失去电子失去电子为氧化,为氧化,在有机化学中常把在有机化学中常把脱氢脱氢脱氢脱氢称氧化。药物氧化分解常是自称氧化。药物氧化分解常是自称氧化。药物氧化分解常是自称氧化。药物氧化分解常是自动氧化。即在
16、大气中氧的影响下进行缓慢的氧化过程。动氧化。即在大气中氧的影响下进行缓慢的氧化过程。动氧化。即在大气中氧的影响下进行缓慢的氧化过程。动氧化。即在大气中氧的影响下进行缓慢的氧化过程。药物的氧化作用与化学结构有关,许多酚类、烯醇类、药物的氧化作用与化学结构有关,许多酚类、烯醇类、芳胺类、吡唑酮类、噻嗪类药物较易氧化。芳胺类、吡唑酮类、噻嗪类药物较易氧化。氧化过程一般都比较复杂,有时一个药物,氧化、光氧化过程一般都比较复杂,有时一个药物,氧化、光化分解、水解等过程同时存在。化分解、水解等过程同时存在。二、氧化二、氧化现在学习的是第21页,共101页药物氧化分解常是自动氧化,多为游离的链式反应。药物氧
17、化分解常是自动氧化,多为游离的链式反应。药物氧化分解常是自动氧化,多为游离的链式反应。药物氧化分解常是自动氧化,多为游离的链式反应。第一步第一步第一步第一步 链开始形成链开始形成链开始形成链开始形成 这一过程需下列条件引发:这一过程需下列条件引发:这一过程需下列条件引发:这一过程需下列条件引发:光照射:光照射:光照射:光照射:紫外线照射下药物的碳氢键发生均裂紫外线照射下药物的碳氢键发生均裂紫外线照射下药物的碳氢键发生均裂紫外线照射下药物的碳氢键发生均裂过渡金属的催化氧化:过渡金属的催化氧化:过渡金属的催化氧化:过渡金属的催化氧化:过渡金属使碳氢键氧化成烃基自由基和氢离子过渡金属使碳氢键氧化成烃
18、基自由基和氢离子过渡金属使碳氢键氧化成烃基自由基和氢离子过渡金属使碳氢键氧化成烃基自由基和氢离子引发剂的存在与产生:引发剂的存在与产生:引发剂的存在与产生:引发剂的存在与产生:一些过氧化物和偶氮化合物极易分解而产生自一些过氧化物和偶氮化合物极易分解而产生自一些过氧化物和偶氮化合物极易分解而产生自一些过氧化物和偶氮化合物极易分解而产生自由基,继而导致药物碳氢键均裂由基,继而导致药物碳氢键均裂由基,继而导致药物碳氢键均裂由基,继而导致药物碳氢键均裂现在学习的是第22页,共101页R+O2ROOROO+RHROOH+RROO+X非活性产物ROO+RROO+ROOR+R非活性产物第二步第二步链链的的传
19、传播播第三步第三步链链反反应应的的终终止止现在学习的是第23页,共101页这类药物分子中具有酚羟基,如肾上腺素、左旋多巴、这类药物分子中具有酚羟基,如肾上腺素、左旋多巴、这类药物分子中具有酚羟基,如肾上腺素、左旋多巴、这类药物分子中具有酚羟基,如肾上腺素、左旋多巴、吗啡、去水吗啡、水杨酸钠等。吗啡、去水吗啡、水杨酸钠等。吗啡、去水吗啡、水杨酸钠等。吗啡、去水吗啡、水杨酸钠等。1.1.酚类药物酚类药物2.2.烯醇类烯醇类维生素维生素C是这类药物的代表,分子中含有烯醇基,极易氧化,氧是这类药物的代表,分子中含有烯醇基,极易氧化,氧化过程较为复杂。化过程较为复杂。维生素维生素C去氢抗坏血酸去氢抗坏血
20、酸2,3二酮古罗糖二酮古罗糖酸酸草酸草酸+L+L丁糖酸丁糖酸丁糖酸丁糖酸O水解水解现在学习的是第24页,共101页在无氧条件下,发生脱水作用和水解作用生成呋喃甲醛和二氧在无氧条件下,发生脱水作用和水解作用生成呋喃甲醛和二氧化碳,由于化碳,由于H+的催化作用,在酸性介质中脱水作用比碱性介质的催化作用,在酸性介质中脱水作用比碱性介质快,实验中证实有二氧化碳气体产生。快,实验中证实有二氧化碳气体产生。现在学习的是第25页,共101页芳胺类芳胺类如磺胺嘧啶钠。吡唑酮类如氨基比林、如磺胺嘧啶钠。吡唑酮类如氨基比林、安乃近。安乃近。噻嗪类噻嗪类如盐酸氯丙嗪、盐酸异丙嗪等。如盐酸氯丙嗪、盐酸异丙嗪等。这些药
21、物都易氧化,其中有些药物氧化过程极为这些药物都易氧化,其中有些药物氧化过程极为复杂,常生成有色物质。复杂,常生成有色物质。含有碳含有碳-碳双键的药物碳双键的药物如维生素如维生素A或或D的氧化,是典型的游离基链式的氧化,是典型的游离基链式反应。反应。易氧化药物要特别注意光、氧、金属离子对易氧化药物要特别注意光、氧、金属离子对他们的影响,以保证产品质量。他们的影响,以保证产品质量。3.3.其他类药物其他类药物现在学习的是第26页,共101页三、三、光解光解许多药物对光不稳定,如硝苯吡啶类、喹诺酮类等药物。许多药物对光不稳定,如硝苯吡啶类、喹诺酮类等药物。许多药物对光不稳定,如硝苯吡啶类、喹诺酮类等
22、药物。许多药物对光不稳定,如硝苯吡啶类、喹诺酮类等药物。光解光解光解光解(photodegration)(photodegration)是指化合物在光的作用下所发生的是指化合物在光的作用下所发生的降解反应。光解反应有不同的类型。羰基化合物在光降解反应。光解反应有不同的类型。羰基化合物在光照下,发生照下,发生碳基与碳基与 碳之间的键裂碳之间的键裂,这类光解反应称为,这类光解反应称为norrish型裂解型裂解。现在学习的是第27页,共101页光化产物发生光化产物发生,裂解称裂解称为为norrishnorrish反应。反应式如反应。反应式如下:下:温度对光解反应速率影响较小,温度每增加10,光解的反
23、应速率仅为原来的1.0-1.8倍。现在学习的是第28页,共101页1.异构化异构化光学异构光学异构光学异构光学异构几何异构几何异构几何异构几何异构(opticalisomerization)(opticalisomerization)(geometricisomerization)(geometricisomerization)四、其他反应四、其他反应是指化合物的光学是指化合物的光学是指化合物的光学是指化合物的光学特性发生了变化,特性发生了变化,特性发生了变化,特性发生了变化,一般是指化合物的一般是指化合物的一般是指化合物的一般是指化合物的光活性异构体之间光活性异构体之间光活性异构体之间光活性
24、异构体之间发生了相互的转变。发生了相互的转变。发生了相互的转变。发生了相互的转变。是指化合物的顺反是指化合物的顺反是指化合物的顺反是指化合物的顺反式之间发生了转变,式之间发生了转变,式之间发生了转变,式之间发生了转变,从而使药物的纯度从而使药物的纯度从而使药物的纯度从而使药物的纯度及生理活性发生了及生理活性发生了及生理活性发生了及生理活性发生了变化。变化。变化。变化。现在学习的是第29页,共101页光学异构化可分为光学异构化可分为外消旋化作用外消旋化作用(racemization)和和差向异构差向异构(epimerization)。左旋肾上腺素具有生理活性,本品水溶液在左旋肾上腺素具有生理活性
25、,本品水溶液在pH4左右产生外消旋化作用,外消旋以后,只左右产生外消旋化作用,外消旋以后,只有有50%的活性。因此,应选择适宜的的活性。因此,应选择适宜的pH。左旋。左旋莨菪碱也可能外消旋化。外消旋化反应经动力莨菪碱也可能外消旋化。外消旋化反应经动力学研究系一级反应。学研究系一级反应。(1 1)光学异构化)光学异构化现在学习的是第30页,共101页差向异构化差向异构化差向异构化差向异构化指含有两个或两个以上手性中心的化合物分子中某手指含有两个或两个以上手性中心的化合物分子中某手指含有两个或两个以上手性中心的化合物分子中某手指含有两个或两个以上手性中心的化合物分子中某手性中心的构型通过化学反应转
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- 药物制剂 稳定性
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