头孢唑啉钠溶解度的测定与关联

头孢唑啉钠溶解度的测定与关联 如果您需要更多资料可以到www.docin.com/week114进行免费查阅 头孢唑啉钠溶解度的测定与关联 金海红，李玉，任保增 郑州大学化工与能源学 院，河南 郑州 (450001) E- mail:haihong212@163.com 293.15K~317.15K 摘 要:使用激光监视技术，在常压条件下，测量 温度下头孢唑啉钠在乙醇和二甲亚砜混合物中(溶剂组成:乙醇摩尔分数为 0~0.9)的溶解度。在乙醇和二甲亚砜 二相混合溶剂中头孢唑啉钠的溶解度随温度升高而增加，随溶剂组成中乙醇含量的增加而下 降。实验数据分别使用 Apelbat 方程和 CNIBS/Redlich-Kister 方程进行关联。对十组溶解度 数据进行研究发现，CNIBS/Redlich-Kister 方程对实验数据能够提供更准确的数学征。所 测定的溶解度数据和关联模型可以作为基础热力学数据和模型在头孢唑啉钠结晶过程中应 用。 关键词:头孢唑啉钠;激光监视技术;溶解度 中图分类号:O645.12 文献标识码:A 引言 头孢唑啉钠(CHNaOS:476.79 (6R,7R)-3-甲基-7-[(R)-2-氨基-2-苯乙酰氨基]-8-氧代 141343 -5-硫杂-1-氮杂双环[4,2,0]辛-2-烯-2-甲酸)呈白色至微黄色结晶性粉末。在水中易溶，微溶于 [1]甲醇，几乎不溶于乙醇。头孢唑啉钠(图 1)是一种重要广谱第一代头孢菌素抗生素类药 物。在其合成与纯化过程中，头孢唑啉钠的溶解度数据对其结晶条件的选择和结晶工艺的优 [2~3]化至关重要。但是迄今为止，仅有少量的头孢唑啉钠溶解度数据被报道。本实验主要是 对头孢唑啉钠在常压、温度在 293.15K 到 317.15K 下溶解度的测定。同时实验所得的数据 Apelbat CNIBS/Redlich-Kister 分别通过 方程和 方程模型进行拟合。 N N CONa 2 CH 3O S N S H N N S N H H N O N 1. 图 头孢唑啉钠的分子结构式 Fig. 1.Structure of cefazolin sodium 1 实验 1.1 原料 乙醇，天津华东化学试剂有限公司提供，分析纯;二甲亚砜，山东烟台双双化学试剂有 限公司提供，分析纯;头孢唑啉钠，中国海口满方圆化工有限公司提供，液相色谱检测纯度 达到 99.0%以上。 1.2 试验方法和步骤 [4~7]本实验溶解度数据采用动态激光监视方法。动态激光监视装置包括一个带夹套的平 3底玻璃三口烧瓶(120 cm，中国黎明化工研究院)、冷凝器、精密温度计(精密度?0.05K) 和磁力搅拌。平底玻璃三口烧瓶内温度是通过低温恒温槽(型号:DC2006,中国上海比朗仪 器有限公司)控制，并使夹套内温度控制恒定(控温精度?0.05K)。冷凝器是为了防止溶剂 如果您需要更多资料可以到www.docin.com/week114进行免费查阅 如果您需要更多资料可以到www.docin.com/week114进行免费查阅 的挥发。精密温度计用于测定烧瓶内溶液的温度。 首先，打开低温恒温槽并设定温度，同时开启磁力搅拌器和光电转换器。激光穿过烧瓶， 信号通过光电转换器转换成电信号并被工作站采集。先加入少量的溶质，随着固体溶质的不 断溶解，工作站的信号会逐渐增大，并不断趋于平缓。随着信号的大小变化来调整溶质加入 量。直到最后一粒溶质完全溶解，信号达到最大，并趋于稳定。此时，记下加入溶质的总量 并进一步计算此温度下的溶解度。 在饱和溶液中溶质的摩尔分数溶解度用如下方程计算: / M m A A (1)x = A m/ M + m/ M + m/ M A ABBCC 溶剂的摩尔分数由如下方程计算: mM 0 C C (2) = x C + mm/ M / M CB BC 上式中 m, m和 m分别表示溶质，二甲亚砜和乙醇的质量，M, M和 M分别表示 AB C AB C 溶质，二甲亚砜和乙醇的分子量。 2 结果与讨论 在 293.15K 到 317.15K 温度范围内，头孢唑啉钠在乙醇和二甲亚砜二元混合物中的溶解 度见表 1。从表 1 中，可以看出在固定溶剂组成下，头孢唑啉钠的溶解度随着温度的增加而 增加。并且在固定温度下，其溶解度随着溶剂中乙醇含量的增加而降低。 表 1. 293.15K 至 317.15K 下头孢唑啉钠在乙醇和二甲亚砜二元混合溶剂中的摩尔分数溶解度 Table 1. Mole fraction solubility of cefazolin sodium solvate in ethanol + dimethyl sulfoxide mixtures from 293.15K to 317.15K 33calc calc exp 3x×10 (Apelbat) x×10 (CNIBS) T/K x×10 A A A 0 x =0.0000 c 293.15 3.546 3.951 3.545 297.15 5.389 5.560 5.389 301.15 7.819 7.779 7.818 305.15 11.20 10.82 11.20 309.15 15.16 14.97 15.16 313.15 20.36 20.59 20.35 317.15 28.19 28.19 28.20 0 x =0.1065 c 293.15 2.591 2.978 2.594 297.15 4.163 4.234 4.124 301.15 5.928 5.982 5.936 305.15 8.706 8.400 8.711 309.15 11.99 11.73 12.00 313.15 16.05 16.28 16.11 317.15 22.47 22.48 22.40 0 x =0.2035c 293.15 1.911 2.136 1.905 297.15 2.916 3.049 2.915 301.15 4.231 4.331 4.213 305.15 6.180 6.123 6.160 309.15 8.841 8.617 8.797 313.15 12.24 12.07 12.12 317.15 16.66 16.84 16.83 0 x =0.3065c 293.15 1.273 1.267 1.273 297.15 1.859 1.860 1.853 301.15 2.687 2.715 2.700 305.15 3.901 3.941 3.945 如果您需要更多资料可以到www.docin.com/week114进行免费查阅 如果您需要更多资料可以到www.docin.com/week114进行免费查阅 309.15 5.777 5.692 5.842 313.15 8.155 8.179 8.255 317.15 11.69 11.69 11.53 0 x =0.4050c 293.15 0.7633 0.7818 0.7800 297.15 1.099 1.156 1.120 301.15 1.628 1.700 1.645 305.15 2.475 2.486 2.441 309.15 3.722 3.615 3.693 313.15 5.275 5.229 5.262 317.15 7.472 7.525 7.483 0 x =0.5008c 293.15 0.4618 0.4726 0.4344 297.15 0.6754 0.6994 0.6440 301.15 0.9943 1.0291 0.9532 305.15 1.481 1.506 1.462 309.15 2.270 2.191 2.225 313.15 3.181 3.172 3.154 317.15 4.543 4.567 4.606 0 x =0.6064c 293.15 0.1823 0.1965 0.2025 297.15 0.2968 0.3044 0.3231 301.15 0.4530 0.4682 0.4849 305.15 0.7267 0.7154 0.7749 309.15 1.107 1.086 1.178 313.15 1.630 1.638 1.665 317.15 2.452 2.455 2.503 0 x =0.6999c 293.15 0.1012 0.1101 0.0947 297.15 0.1721 0.1725 0.1611 301.15 0.2586 0.2683 0.2476 305.15 0.4200 0.4144 0.4026 309.15 0.6424 0.6355 0.6169 313.15 0.9698 0.9683 0.8976 317.15 1.463 1.466 1.363 0 x =0.8028c 293.15 0.03882 0.04339 0.03911 297.15 0.06487 0.06927 0.06642 301.15 0.1058 0.1097 0.1075 305.15 0.1723 0.1725 0.1678 309.15 0.2751 0.2691 0.2691 313.15 0.4207 0.4171 0.4385 317.15 0.6385 0.6419 0.6457 0 x =0.9014c 293.15 0.01633 0.01608 0.01692 297.15 0.02549 0.02622 0.02443 301.15 0.04285 0.04239 0.04322 305.15 0.06661 0.06800 0.05806 309.15 0.1072 0.1082 0.1047 313.15 0.1739 0.1709 0.2187 317.15 0.2669 0.2680 0.2911 3 数据关联 [8~10]表 1 中的溶解度数据是通过 Acree 及其工作组成员提出的近乎理想二元混合溶剂方 程(CNIBS)/Redlich–Kister 拟合而得。方程如下: i N (3) ln x = xln(x ) + xln(x ) + xxS( x? x)A B A B c A c B c ? i B c 0 0 0 0 0 0 i =1 在恒温条件下，该方程为结晶溶质的溶解度随着二元混合溶剂组成的变化而变化提供了 00 A SN=1,2,3……xx 是在溶质 不一种很好的数学模型。该式中 为恒定的方程参数，。和 i BCi 存在条件下计算的初始摩尔分数组成。(x)是在纯溶液 i 下溶质的饱和摩尔分数溶解度。当A 如果您需要更多资料可以到www.docin.com/week114进行免费查阅