2018 10 12 bai 3 ly thuyet dong hoc phan ung 95%

PowerPoint Presentation 1 Bài 3 CƠ SỞ TÍNH TOÁN TUỔI THỌ CỦA THUỐC Biên soạn PGS TS Đặng văn Hòa PGS TS Võ thị Bạch Huệ tháng 10 2018 ĐỘNG HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC PHẢN ỨNG 2 MỤC. PowerPoint Presentation 1 Bài 3 CƠ SỞ TÍNH TOÁN TUỔI THỌ CỦA THUỐC Biên soạn PGS TS Đặng văn Hòa PGS TS Võ thị Bạch Huệ tháng 10 2018 ĐỘNG HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC PHẢN ỨNG 2 MỤC.

1

CƠ SỞ TÍNH TOÁN TUỔI THỌ CỦA THUỐC

Biên soạn: PGS TS Đặng văn Hòa

PGS TS Võ thị Bạch Huệ tháng 10 / 2018

ĐỘNG HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC PHẢN ỨNG

MỤC TIÊU HỌC TẬP

- Trình bày được công thức tính tốc độ phản ứng hóa học

- Nêu được ý nghĩa của hằng số tốc độ, trạng thái dịch chuyển, phức

hoạt, năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học

- Xác định được bậc phản ứng / khi nghiên cứu sự phân hủy của

thuốc

-Tính t 50 và t 90 cho các phản ứng

http://ww w.chemis tryexplai ned.com/

images/c hfa_01_i mg0184.j

3

- Khảo sát phản ứng đơn giản : H 2 O 2 + 2HI  2H 2 O + I 2

tổng quát : aA + bB  pP + qQ

t = 0 [A], [B] : nồng độ ban đầu của A và B

Theo thời gian [A], [B] sẽ giảm dần (để tạo ra [P] và [Q])

http://w ww.um d.umich edu/cas l/natsci/

slc/slco nline/T RANSF /index.h tml

1 Tốc độ phản ứng hóa học (v)

Khảo sát hợp chất tham gia phản ứng A có nồng độ là C n

- Ở thời điểm t 1 : chất A có nồng độ = C 1

- Ở thời điểm t 2 : chất A có nồng độ = C 2 và C 2 < C 1

v = do C 2 - C 1 < 0, t 2 > t 1 nên v là số âm

dấu (-) trước tỷ số để cho v là một số dương (vì là vận tốc)

Đặt: C 2 - C 1 = dC ; t 2 - t 1 = dt Như vậy

(1)

Gọi v : tốc độ của phản ứng

theo luật tốc độ: v = ƒ([chất tham gia phản ứng])

http://www.beaconhurst.stirlin

5

2 Hằng số tốc độ

Theo (1) tốc độ phản ứng là một hàm số theo nồng độ của tất cả các thành phần tham gia phản ứng nên nếu ban đầu có 2 chất A và B phản ứng nhau thì có thể viết:

(a, b = tổng chỉ số của các số hạng nồng độ / phương trình tốc độ)

nhiệt độ phản ứng

3 Năng lượng hoạt hoá

Muốn phản ứng xảy ra thì các phân tử phải va chạm với nhau

Nhưng không phải mọi va chạm đều dẫn đến phản ứng

ĐỘNG HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC PHẢN ỨNG

CH 2 = CH 2 bị tấn công bởi HCl theo nhiều hướng nhưng chỉ có một hướng là xảy ra phản ứng http://www.chemguide.co.uk/physical/basicrates/introduction.html#top

7

3 Năng lượng hoạt hoá

Ví dụ: 1 mol HI, V= 1 lít dưới áp suất khí quyển,

ở 556 0 C xảy ra 5,5 x 10 35 lần va chạm / giây

và chỉ 3,0 x 10 17 va chạm là có hiệu quả để dẫn đến phản ứng :

2HI  H 2 + I 2

sự phân hủy của HI theo thời gian

Khi xảy ra phản ứng, bất kỳ nguyên tử nào đó của một chất có thể có nhiều nối hay có ít nối hơn để tuân theo quy tắc bát bộ (8 electron)

Chất này có thể nhận được hay mất đi tạm thời 1 hay nhiều electron

Trạng thái tạm thời này thường không bền

ĐỘNG HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC PHẢN ỨNG

3 Năng lượng hoạt hoá

Octet rule

9

Trạng thái không bền gọi là trạng thái dịch chuyển

Chất không bền trong trạng thái dịch chuyển của phản ứng gọi là phức hoạt Thế năng gia tăng để tạo phức hoạt gọi là năng lượng hoạt hóa Ea

Thế năng của phản ứng là thế năng của phức hoạt tạo thành

= thế năng để chất phản ứng (R) chuyển đổi thành sản phẩm (P)

3 Năng lượng hoạt hoá

phản ứng tỏa nhiệt phản ứng thu nhiệt

năng lượng thấp năng lượng cao

Phản ứng muốn đi từ trạng thái ban đầu tới trạng thái kết thúc phải vượt qua một hàng rào thế được gọi là NĂNG LƯỢNG HOẠT HOÁ (phụ thuộc vào bản chất) của hệ

sản phẩm (C+D)

chất phản

ứng

(A+B)

11

4 Bậc của phản ứng

Khi nghiên cứu sự phân hủy của thuốc (Drug): (coi chất A hoặc chất B là D = Drug)

- hoạt chất bị phân hủy theo thời gian

- các thành phần khác giữ nguyên không thay đổi,

Sự̣̣̣ phân huỷ D được minh họa:  D  sản phẩm

v = k[A] a [B] b (2)

v = k[A] a [B] b = k’[A] a (3)

(1)

Khi  = 0 : PHẢN ỨNG BẬC 0 là phản ứng mà tốc độ v

- không phụ thuộc [D]

- phụ thuộc một số yếu tố lý hay hoá như:

+ Độ hấp thụ ánh sáng / phản ứng quang hóa + Sự tiếp xúc bề mặt / hệ dị thể

ĐỘNG HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC PHẢN ỨNG

gchel p/how tosolv eit/Ki netics /Halfli fe.htm

l

13

 = 1   [D] 1 = [D]  v = k1[D] 1 = k1[D]

Tốc độ phản ứng : chỉ tùy thuộc [D]

(4): phương trình vi phân cấp 1 bậc I Ở thời điểm t = 0 : [D0] ; t bất kỳ: [D]

dt k D

D d hay

D k dt

D d

] [

] [ ]

[ ]

0 ] e 1D

[ ] D

Thí dụ: PHẢN ỨNG BẬC 1

Ở 318 độ K (45 0C), hằng số tốc độ tương đương 9.62·10-6 s-1

và thời gian bán hủy:

t1/2 = 0.693/9.62·10-6 = 72'037 giây, hay là 1201 phút (khoảng 20 giờ)

Các biến đổi của nồng độ của sản phẩm theo thời gian:

15

k2[D]2

lấy tích phân và giải phương trình trên :

hay (5)

[D] = f(t) là một đường cong

và đường biểu diễn của là một đường thẳng

Từ phương trình (5) suy ra:

dt

k]

D[

]D[dhay

]D[

kdt

]D[d

t

k]

D[

1]

D

[

1

2 0





] [

]

1 t

k D

)

( ]

[

] [

]

1 t

k D

PHẢN ỨNG BẬC 2

ví dụ

Product

 = 2  = [D]2  v = k2[D]2

Không nên lẫn lộn với tổng của 2 phản ứng

Khi A và B là hoạt chất: A + B  C + D

nếu B: hằng số thì phản ứng sẽ chỉ tùy vào A

thông thường khi tính toán



]

[D

17

v = k 2 [Amp].[H 2 O]

Đây là PHẢN ỨNG BẬC 2 có hằng số tốc độ là k 2

Chất phân tích Nồng độ Phản ứng

Tiếp tục khảo sát

Các phản ứng phân hủy thuốc thường là bậc 0 hay bậc 1

Bậc 2 hiếm thấy, bậc cao hơn hầu như không có

Ví dụ:

1 ester được thuỷ phân theo phản ứng

RCOOR’ + OH-  RCOO- + R’OH Phản ứng này được biết là bậc 2 , thực tế được định lượng trong một dung dịch đệm pH = 13 cho kết quả của hàm lượng ester

Vì [OH - ] được hằng định nên sẽ coi như phương trình này là bậc nhất biểu kiến

xlg[ t] /[ ] 304

.



19

Phản ứng phân hủy của Decarboxymoxalactam

Hashimoto et al (1984) drug stability volume 43 -1990

Hãy xác định bậc phân hủy của Decarboxymoxalactam?

Hashimoto et al (1984) drug stability volume 43 -1990

đường biểu diễn %còn lại theo thời gian

y = -1.6571x + 93.095

R2 = 0.9555

0 20 40 60 80 100 120

thời gian (phút)

Ln(D%)

Bước 1: Vẽ đường

biểu diễn của nồng độ

% theo thời gian

Nhận xét: Kết quả cho

thấy [D%] theo thời gian không là một đường thẳng

http://boo ks.google.

com/imag es/cleardo t.gif

Thời gian (phút) % còn lại Ln [% còn lại] % phân hủy

Hashimoto et al (1984) drug stability volume 43 -1990

đường biểu diễn %còn lại theo thời gian

thời gian (phút)

Ln(D%)

Bước 2: Vẽ đường biểu diễn

của nồng độ % theo thời gian và Ln [D%] theo thời gian

Nhận xét: Kết quả cho thấy

ln [D%] theo thời gian là một đường thẳng

Kết luận: phản ứng phân hủy bậc 1

21

Để nghiên cứu tuổi thọ̣ của thuốc

cần biết cách tính thời gian để thuốc phân hủy đến nồng độ mong muốn

t90: thời gian thuốc phân hủy còn 90% hàm lựơng ban đầu

(= tuổi thọ̣ của thuốc ) (= Shelf-life)

t95: thời gian thuốc phân hủy còn 95% hàm lựơng ban đầu

(= tuổi thọ̣ của thuốc ) (= Shelf-life)

Với một phản ứng bậc cao hơn 2 ; v = kn[D]n

Thực tế: phản ứng phân hủy thuốc bậc 2 hiếm xảy ra

bậc cao hơn 2 hầu như không có

phản ứng phân hủy thuốc chủ yếu hướng vào bậc 0 hay 1

PHẢN ỨNG PHƯƠNG TRÌNH CÔNG THỨC

-BậC 2 HAY CAO Hơn

hiếm gặp - có thể chuyển từ bậc 2 về

bậc 1 biểu kiến

TÍNH t 90 VÀ t 95 CHO CÁC PHẢN ỨNG

D d hay

D

k dt

D d

] [ ]

[ ]

-23 http://www.ch.man.ac.uk/lectures/cm121/cm121gam/CM121_lecture_3.html

First Order kinetics

The End