物理常数测定

1、 第二章第二章 药物鉴别药物鉴别物理常数测定物理常数测定物理常数是评价药物质量的重要指标，物理常数是评价药物质量的重要指标，不同性质、纯度的药物有着不同的物理常不同性质、纯度的药物有着不同的物理常数值，在分析工作中可选择测定相关的物数值，在分析工作中可选择测定相关的物理常数才进行药物的鉴别，检查。理常数才进行药物的鉴别，检查。l 相对密度相对密度l 熔点熔点l 馏程馏程l 黏度黏度l 旋光度旋光度l 折光率折光率 主要内容主要内容1 1、概念、概念相对密度相对密度: :指在相同的温度、压力条指在相同的温度、压力条 件下，某物质的密度与水的密度的比值，件下，某物质的密度与水的密度的比值，除另有规

2、定外，温度为除另有规定外，温度为2020。 一、相对密度一、相对密度 2、测定相对密度的意义、测定相对密度的意义 纯药物的相对密度在特定条件下为不变的常纯药物的相对密度在特定条件下为不变的常数，药物的纯度改变，相对密度也随之改数，药物的纯度改变，相对密度也随之改变，测定相对密度，可以变，测定相对密度，可以区别或检查药物区别或检查药物的纯杂程度。的纯杂程度。 3、相对密度测定方法、相对密度测定方法中国药典中：中国药典中：l 比重瓶法比重瓶法 测定一般液体药物的相对密度。测定一般液体药物的相对密度。l 韦氏比重秤法韦氏比重秤法 测定挥发性液体药物。测定挥发性液体药物。 首先将洁净、干燥并精密称定重

3、量的比重瓶，首先将洁净、干燥并精密称定重量的比重瓶，装满供试品，装好温度计，水浴使内容物达装满供试品，装好温度计，水浴使内容物达到到20(20(或各品种项下规定温度或各品种项下规定温度) )，用滤纸吸，用滤纸吸干溢出侧管的液体，立即盖上罩。干溢出侧管的液体，立即盖上罩。 然后将比重瓶从水浴中取出，再用滤纸将比然后将比重瓶从水浴中取出，再用滤纸将比重瓶的外面擦净，精密称定，减去比重瓶的重瓶的外面擦净，精密称定，减去比重瓶的重量，求得供试品的重量后倾去，洗净比重重量，求得供试品的重量后倾去，洗净比重瓶，装满新沸过的冷水，再照上法测得同一瓶，装满新沸过的冷水，再照上法测得同一温度时水的重量，计算，即

4、得。温度时水的重量，计算，即得。（1 1） 比重瓶法比重瓶法 供试品的供试品的相对密度相对密度供试品重量供试品重量/ /水重量水重量 注意：注意：用比重瓶测定用比重瓶测定时的环境时的环境( (指比重瓶指比重瓶和天平的放置环境和天平的放置环境) )温度应温度应略低于略低于2020或或各品种项下规定的温各品种项下规定的温度。度。 图图 比重瓶比重瓶 取取2020时时相对密度为相对密度为1 1的韦氏比重秤，用新沸过的韦氏比重秤，用新沸过的冷水将所附玻璃圆筒装至八分满，置的冷水将所附玻璃圆筒装至八分满，置20(20(或或各品种项下规定的温度各品种项下规定的温度) )的水浴中，将悬于秤端的水浴中，将悬于

5、秤端的玻璃锤浸入圆筒内的水中，秤臂右端悬挂游的玻璃锤浸入圆筒内的水中，秤臂右端悬挂游码于码于1.00001.0000处，调节秤臂左端平衡用的螺旋使处，调节秤臂左端平衡用的螺旋使平衡，然后将玻璃圆筒内的水倾去，拭干，装平衡，然后将玻璃圆筒内的水倾去，拭干，装入供试液至相同的高度，并用同法调节温度，入供试液至相同的高度，并用同法调节温度，平衡后读取数值，即得供试品的相对密度。平衡后读取数值，即得供试品的相对密度。（2 2） 韦氏比重秤法韦氏比重秤法该比重秤系在该比重秤系在44时相对密度时相对密度为为1 1，则用水校，则用水校准时游码应悬挂准时游码应悬挂于于0.99820.9982处，并处，并应将在

6、应将在2020测得测得的供试品相对密的供试品相对密度除以度除以0.99820.9982。图图3-2 3-2 韦氏比重秤韦氏比重秤 概念：概念：熔点是固体药物固液两态在大气压力熔点是固体药物固液两态在大气压力下达成平下达成平 衡的温度。衡的温度。由于受药物纯度及测定时温度传导的影响，绝大多数由于受药物纯度及测定时温度传导的影响，绝大多数药物在加热熔化表现为一个过程，即从供试品在毛细药物在加热熔化表现为一个过程，即从供试品在毛细管内局部液化，出现明显液滴（初熔）至固相消失，管内局部液化，出现明显液滴（初熔）至固相消失，供试品全部液化（全熔）的过程，即从供试品全部液化（全熔）的过程，即从初熔到全熔初

7、熔到全熔的的过程过程。二、熔点二、熔点l有的药物初熔和全熔难以辨别，则以有的药物初熔和全熔难以辨别，则以熔化时熔化时发生突变的温度作为熔点发生突变的温度作为熔点。l 有的药物熔融同时分解，则以有的药物熔融同时分解，则以熔融同时分熔融同时分解的温度作为熔点。解的温度作为熔点。l因此，一般来说，因此，一般来说，药物的熔点药物的熔点系指系指药物由固药物由固体熔化成液体的温度，熔融同时分解的温度，体熔化成液体的温度，熔融同时分解的温度，或在熔化时自初熔至全熔的一段温度或在熔化时自初熔至全熔的一段温度。根据药物的性状不同，中国药典（根据药物的性状不同，中国药典（20052005年版）中收载有三种熔点测定

8、的方法：年版）中收载有三种熔点测定的方法：l第一法第一法 用于测定易粉碎的固体药物。用于测定易粉碎的固体药物。l第二法第二法 用于测定不易粉碎的固体药品。用于测定不易粉碎的固体药品。l第三法第三法 用于测定凡士林或其他类似的物质用于测定凡士林或其他类似的物质。温度计温度计 b b型管型管( (ThieleThiele管管) ) 观察样品在加热过程中的变化，以观察样品在加热过程中的变化，以局部液局部液化时的温度作为初熔温度化时的温度作为初熔温度，全部液化时的全部液化时的温度作为全熔温度温度作为全熔温度。记录供试品在初熔至。记录供试品在初熔至全熔时的温度，重复测定三次，取平均值，全熔时的温度，重复

9、测定三次，取平均值，即得。即得。 传温液的选择视被测药品熔点的高低而定传温液的选择视被测药品熔点的高低而定l 熔点在熔点在8080以下者，用水作为传温液；以下者，用水作为传温液；l 熔点在熔点在8080以上者，用硅油或液体石蜡作以上者，用硅油或液体石蜡作为传温液。为传温液。 测定熔点用的温度计通常选用测定熔点用的温度计通常选用分浸型温度分浸型温度计计（温度计有全浸型和分浸型温度计两（温度计有全浸型和分浸型温度计两种）。温度计使用前还应用熔点标准品进种）。温度计使用前还应用熔点标准品进行校正。行校正。 测定熔点的方法较多，测定熔点的方法较多，毛细管法仍是各国药毛细管法仍是各国药典使用的主要方法典

10、使用的主要方法。由于测定熔点的方法不由于测定熔点的方法不同，受传温液、升温的速度等因素的影响，同，受传温液、升温的速度等因素的影响，所以应严格按照中国药典的规定进行测定。所以应严格按照中国药典的规定进行测定。 熔点测定用的对照品无有效期，一般只要外熔点测定用的对照品无有效期，一般只要外观无变异均可使用。观无变异均可使用。 当用毛细管法测定熔点难以判断时，须用当用毛细管法测定熔点难以判断时，须用差示热分析法（差示热分析法（DSCDSC）予以辅佐）予以辅佐。 对于一类新药，其熔点须用毛细管法和对于一类新药，其熔点须用毛细管法和DSCDSC法两种方法进行测定。法两种方法进行测定。四、馏四、馏 程程1

11、 1、 概念概念 馏程馏程系指一种系指一种液体液体依照中国药典规定方法依照中国药典规定方法进进行蒸馏行蒸馏，校正到，校正到标准压力标准压力 1013kPa（760mmHg） 下，自开始馏出下，自开始馏出第第5 5滴算起滴算起，至供试品仅剩至供试品仅剩3-4ml3-4ml或一定比例的容积馏出或一定比例的容积馏出时的温度范围时的温度范围。2、测定馏程的意义：、测定馏程的意义：某些液体药品具有一定的某些液体药品具有一定的馏程，不同的药物馏程不同。因此测定馏程可以馏程，不同的药物馏程不同。因此测定馏程可以 区别不同的药物；区别不同的药物； 检查药物的纯杂程度。检查药物的纯杂程度。 纯度高的药品，馏程较

12、短；纯度高的药品，馏程较短； 纯度低的药品则馏程较长。纯度低的药品则馏程较长。3 3、馏程的测定方法、馏程的测定方法 馏程的测定采用馏程的测定采用国产国产1919标准磨口蒸馏装置，标准磨口蒸馏装置，用具有用具有0.5ml0.5ml刻度的量筒收集馏出液。测定时刻度的量筒收集馏出液。测定时取供试品取供试品25ml25ml，经长颈干燥小漏斗加入干燥，经长颈干燥小漏斗加入干燥蒸馏瓶中，蒸馏瓶中， 加入洁净的无釉小磁片数片，插加入洁净的无釉小磁片数片，插入温度计，安装好蒸馏装置，加热，使液体入温度计，安装好蒸馏装置，加热，使液体沸腾，调节温度使每分钟馏出沸腾，调节温度使每分钟馏出2-3ml2-3ml，注

13、意检，注意检读自冷凝管开始馏出第读自冷凝管开始馏出第5 5 滴与供试品仅剩滴与供试品仅剩3-3-4ml4ml的温度范围，或一定比例的容积馏出时的的温度范围，或一定比例的容积馏出时的温度范围，即为供试品的馏程。温度范围，即为供试品的馏程。图图 馏程测定装置馏程测定装置 测定时，气压如在：测定时，气压如在：l 101.3kPa(760mmHg)101.3kPa(760mmHg)以上，每以上，每高高0.36kPa 0.36kPa (2.7mmHg)(2.7mmHg)，应将测得的温度，应将测得的温度减去减去0.10.1；l 101.3kPa(760rnmHg)101.3kPa(760rnmHg)以下，

14、每以下，每低低0.36kPa0.36kPa (2.7mmHg)(2.7mmHg)，应，应增加增加0.10.11 1、概念：、概念： 黏度系指流体对流动的阻抗能力。黏度系指流体对流动的阻抗能力。l 中国药典中国药典20052005年版把黏度分为：年版把黏度分为：运动黏度、运动黏度、 动力黏度和特性黏度动力黏度和特性黏度2 2、测定黏度的意义：、测定黏度的意义：可以区别或检查其药物的纯杂程度。可以区别或检查其药物的纯杂程度。五、黏度五、黏度l 动力黏度动力黏度指液体以指液体以1cm/s1cm/s的速度流动时，在每的速度流动时，在每1cm1cm2 2平平面上所需剪应力的大小，以面上所需剪应力的大小，

15、以PaPas s为单位。为单位。l 运动黏度运动黏度是液体的是液体的动力黏度与其密度的比值动力黏度与其密度的比值，再乘，再乘以系数以系数1010-6-6即得，以即得，以mmmm2 2/s/s为单位。为单位。l 对于高聚物，溶剂的黏度对于高聚物，溶剂的黏度0 0常因高聚物的溶入而增常因高聚物的溶入而增大，溶液的黏度大，溶液的黏度与溶剂的黏度与溶剂的黏度0 0的比值（的比值（/0 0）称为称为相对黏度相对黏度（rr），当高聚物溶液的浓度较稀时，），当高聚物溶液的浓度较稀时，其其相对黏度的对数值与高聚物溶液的浓度的比值，相对黏度的对数值与高聚物溶液的浓度的比值，即为即为该高聚物的特性黏度该高聚物的特

16、性黏度。3、黏度的测定方法、黏度的测定方法l黏度的测定用黏度计。黏度的测定用黏度计。l中国药典采用的黏度测定方法有三种：中国药典采用的黏度测定方法有三种：第一法是采用第一法是采用平氏黏度计测定牛顿流体平氏黏度计测定牛顿流体（包括纯液（包括纯液体和低分子物质的溶液）的体和低分子物质的溶液）的运动黏度运动黏度。第二法是采用第二法是采用旋转式黏度计测定非牛顿液体旋转式黏度计测定非牛顿液体（包括（包括高聚物的溶液、混悬液、乳剂分散液体和表面活性高聚物的溶液、混悬液、乳剂分散液体和表面活性剂的溶液）的剂的溶液）的动力黏度。动力黏度。第三法是采用第三法是采用乌氏黏度计乌氏黏度计测定测定特性黏度特性黏度，常

17、用于右，常用于右旋糖酐及其制剂等的特性黏度的测定。旋糖酐及其制剂等的特性黏度的测定。A BA B图图3-5 3-5 平氏黏度计（平氏黏度计（A A） 乌氏黏度计（乌氏黏度计（B B）第一法：平氏黏度计测定牛顿流体的第一法：平氏黏度计测定牛顿流体的 运动黏度或动力黏度运动黏度或动力黏度 测定时，取毛细管内径符合要求的测定时，取毛细管内径符合要求的平氏黏度计平氏黏度计1 1支，支，在支管上连接一根橡皮管，用手指堵住宽管管口，在支管上连接一根橡皮管，用手指堵住宽管管口，倒置黏度计，将主管插入供试液体中，从橡皮管倒置黏度计，将主管插入供试液体中，从橡皮管的另一端开始抽气使得供试品充满缓冲球与测定的另一

18、端开始抽气使得供试品充满缓冲球与测定球，并达到测定线球，并达到测定线m2m2处，迅速提出黏度计并倒转，处，迅速提出黏度计并倒转，抹去黏附于管外的供试品，取下橡皮管使连接于抹去黏附于管外的供试品，取下橡皮管使连接于主管管口上，将黏度计垂直固定于恒温水浴中。主管管口上，将黏度计垂直固定于恒温水浴中。 黏度计水浴时，水浴的液面高于缓冲球的中部，黏度计水浴时，水浴的液面高于缓冲球的中部，放置放置1515分钟后，自橡皮管的另一端抽气，使供分钟后，自橡皮管的另一端抽气，使供试品充满测定球，并超过测定线试品充满测定球，并超过测定线m1m1，开放橡皮，开放橡皮管口，使供试品在管内自然下落，用秒表准确管口，使供

19、试品在管内自然下落，用秒表准确记录液面自测定线记录液面自测定线m1m1下降至测定线下降至测定线m2m2处的流出处的流出时间。取两份供试溶液多次测量取平均值，并时间。取两份供试溶液多次测量取平均值，并按下式计算，即为供试品的运动黏度或供试溶按下式计算，即为供试品的运动黏度或供试溶液的动力黏度。液的动力黏度。l 运动黏度运动黏度（mm2/s）Ktl 动力黏度动力黏度（Pas）106Kt 式中式中 K 为用已知黏度的标准液测得的黏度计常数为用已知黏度的标准液测得的黏度计常数，mm2/s2； t 为测得的平均流出时间为测得的平均流出时间s；为供试溶为供试溶液在规定温度下的密度，液在规定温度下的密度，k

20、g/m3。 平氏黏度计规格很多，常用的毛细管内径为平氏黏度计规格很多，常用的毛细管内径为0.8mm0.05mm，1.0mm0.05mm，1.2mm0.05mm，1.5mm0.1mm 或或 2.0mm0.1。第二法第二法: 采用旋转式黏度计测定采用旋转式黏度计测定非牛顿液体动力黏度。非牛顿液体动力黏度。 通常是根据在旋转过程中作用于液体介质通常是根据在旋转过程中作用于液体介质中的切应力的大小来完成测定的，并下列中的切应力的大小来完成测定的，并下列公式来计算供试品的动力黏度。公式来计算供试品的动力黏度。( / )K T 式中式中 K为已知黏度的标准液测得的旋转为已知黏度的标准液测得的旋转式黏度计常

21、数；式黏度计常数；T为扭力矩为扭力矩；为角速度为角速度。 常用的旋转式黏度计有同轴双筒黏度计、常用的旋转式黏度计有同轴双筒黏度计、单筒转动黏度计、锥板型黏度计、转子型单筒转动黏度计、锥板型黏度计、转子型旋转式黏度计，可根据供试品的实际情况旋转式黏度计，可根据供试品的实际情况和黏度范围适当选用。和黏度范围适当选用。第三法第三法: 采用乌氏黏度计测定特性黏度采用乌氏黏度计测定特性黏度 测定时，首先将待测药物制成一定浓度的溶液，用测定时，首先将待测药物制成一定浓度的溶液，用3 3号垂熔玻璃漏斗过滤，取号垂熔玻璃漏斗过滤，取续滤液续滤液（7ml7ml以上）沿洁以上）沿洁净、干燥乌氏黏度计的宽管内壁注入

22、储器中，将黏净、干燥乌氏黏度计的宽管内壁注入储器中，将黏度计垂直固定于恒温水浴中，并使度计垂直固定于恒温水浴中，并使水浴的液面高于水浴的液面高于缓冲球缓冲球，放置，放置1515分钟后，将两根乳胶管分别接于主分钟后，将两根乳胶管分别接于主管和侧管处，夹住侧管管口的胶管，自主管管口处管和侧管处，夹住侧管管口的胶管，自主管管口处抽气，使供试品溶液的液面缓缓升高至缓冲的中部，抽气，使供试品溶液的液面缓缓升高至缓冲的中部，依次开放侧管，主管，使供试品溶液在管内自然下依次开放侧管，主管，使供试品溶液在管内自然下落。落。 供试品在管内下落时，用秒表准确记录液面自测供试品在管内下落时，用秒表准确记录液面自测定

23、线定线m1m1下降至测定线下降至测定线m2m2处处的流出时间即为供试液的流出时间即为供试液的流出时间（的流出时间（T T），重复测定两次取平均值，两次），重复测定两次取平均值，两次测定值相差不得超过测定值相差不得超过0.10.1秒。秒。 再取溶剂经再取溶剂经3 3号垂熔玻璃漏斗滤过后按照相同的方号垂熔玻璃漏斗滤过后按照相同的方法操作测得溶剂的流出时间（法操作测得溶剂的流出时间（T T0 0），重复测定两），重复测定两次，两次测定值应相同。次，两次测定值应相同。l 按下式计算特性黏数：按下式计算特性黏数： 特性黏数特性黏数ln r/cln r/c， 式中式中rr为（为（T/TT/T0 0）；）；

24、c c为供试液的浓度为供试液的浓度g/mlg/ml。l 测定时，通常水浴温度应为测定时，通常水浴温度应为250.1。1 1、概念：旋光度指偏振光旋转的度数。、概念：旋光度指偏振光旋转的度数。 当平面偏振光通过含有某些光学活性物质的液体当平面偏振光通过含有某些光学活性物质的液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或向右旋转。或向右旋转。l旋光度有旋光度有左旋和右旋左旋和右旋之分，偏振光向右旋转之分，偏振光向右旋转（顺时针）称为右旋，用符号（顺时针）称为右旋，用符号“+”+”表示；表示；偏振光向左旋转（逆时针）称为左旋，用符偏振光向左旋转（逆时针

25、）称为左旋，用符号号“-”-”表示。表示。六、旋光度六、旋光度l 偏振光透过偏振光透过1dm1dm并每并每1ml1ml中含有旋光性物质中含有旋光性物质1g1g的溶液，在一定波长与温度下测得的旋的溶液，在一定波长与温度下测得的旋光度称为光度称为比旋度。比旋度。2 2、测定比旋度的意义：、测定比旋度的意义：区别或检查某些药品的纯杂程度，区别或检查某些药品的纯杂程度，用以用以测定药物的含量测定药物的含量。 中国药典规定具有中国药典规定具有旋光性的药品要作比旋度旋光性的药品要作比旋度测定测定，因为，因为具有不同旋光性的药物其药理具有不同旋光性的药物其药理作用差异很大作用差异很大，因此，对于光学异构体药

26、，因此，对于光学异构体药理作用不同的药物，控制其光学异构体的理作用不同的药物，控制其光学异构体的量非常重要。量非常重要。3 3、旋光度的测定、旋光度的测定 物质的旋光度不仅与其化学结构有关，而物质的旋光度不仅与其化学结构有关，而且还与被测溶液的浓度、光路长度、测定且还与被测溶液的浓度、光路长度、测定时定时的温度以及偏振光的波长有关。时定时的温度以及偏振光的波长有关。浓浓度越大，光路越长，则偏振面旋转的角度度越大，光路越长，则偏振面旋转的角度也就越大。也就越大。即在一定的波长和温度下，即在一定的波长和温度下，旋旋光度（光度（）与浓度（）与浓度（c c）、光路长度（）、光路长度（l l）以及该物质

27、的比旋度以及该物质的比旋度 三者成正比三者成正比关系：关系： tDcl tD 中国药典中国药典20052005年版采用年版采用钠光谱的钠光谱的D D线线(589.3nm)(589.3nm)测定旋光度，除另有规定外，测定管长度为测定旋光度，除另有规定外，测定管长度为1dm1dm，测定温度为测定温度为2020，在此条件下测定的比旋度用，在此条件下测定的比旋度用 表示。表示。l 对于液体供试品：对于液体供试品：l 对于固体供试品：对于固体供试品： 式中，式中， 为比旋度；为比旋度；为测得的旋光度；为测得的旋光度；l l为为光路长度（即测定管长度，光路长度（即测定管长度，dmdm）；）；d d为液体的

28、相为液体的相对密度；对密度； c c为每为每100ml100ml溶液中含有被测物质的重溶液中含有被测物质的重量，量，g(g(按干燥品或无水物计算按干燥品或无水物计算) )。 20D2 0Dl d20100Dlc 20D 测定药物旋光度时，钠光灯启辉后至少测定药物旋光度时，钠光灯启辉后至少2020分钟后分钟后发光才能稳定，测定或读数时应在钠光灯稳定后发光才能稳定，测定或读数时应在钠光灯稳定后读取，供试的液体或固体物质的溶液若有浑浊或读取，供试的液体或固体物质的溶液若有浑浊或含有混悬的颗粒。应预先滤过取续滤液测定。含有混悬的颗粒。应预先滤过取续滤液测定。 仪器的各个光学镜片应保持干燥清洁，防止灰尘

29、仪器的各个光学镜片应保持干燥清洁，防止灰尘和油污的污染。测定结束后测试管必须洗净晾干，和油污的污染。测定结束后测试管必须洗净晾干，以备下次再用。以备下次再用。应 用1. 比旋度的测定 中国药典许多药物（如硫酸奎宁、肾上腺素、葡萄糖等）的性状项下规定了比旋度的测定，既判别了药物的真伪，又检查了药物的纯度2. 在杂质检查中的应用 如硫酸阿托品中莨菪碱的检查3. 在含量测定中的应用 如葡萄糖注射液的含量测定 例如：用2分米长测定管，在20 时测葡萄糖注射液的旋光度为+9.80。，计算该葡萄糖注射液的浓度。 解：按药典规定葡萄糖（无水品）的比旋度为 a D =52 .75。（取+52 .50。-53.

30、00。）的平均值） 现已知 L =2 dm a = 9.80。 则： 100 a 100 *9.80 C = = = 9.29 （%） aD* L 52 .75*2 计算所得含水葡萄糖的浓度,葡萄糖注射含量是按结晶葡萄糖（C6H12O6 H2 O）计算的。 故下列计算结果应为： M C 6H 12O6 H2O 198 .17 9.29 = 9.29 =10.22（%） MC6H12O6 180 . 17 即:葡萄糖注射液中含葡萄糖的含量为 10.22%。 直按取样测定时，本题计算也可按中国药典规定，将a乘以1.0426 即得供试品中每100ml含C6H12O6 H2O的克数: 9.8 1.0426 = 10.22 （