葡萄糖分解.pdf

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1、α–D-葡萄糖热分解过程分析和动力学评价ErwinKaisersbergerNETZSCH-GerätebauGmbH,Selb/Germany编译：曾智强耐驰仪器（上海）有限公司摘要本文采用热分析方法和热质联用方法研究α-D-葡萄糖的热分解过程。首先通过热重（TG）和差示扫描量热（DSC）法测量α-D-葡萄糖的熔点以及熔融焓，并通过热质联用法分析α-D-葡萄糖的热稳定性及热分解产物。另外本文对α-D-葡萄糖的分解动力学加以探讨，讨论了获得可信的动力学参数的实验条件，并将动力学测评的结果用于反应物

2、、产物浓度与等温反应时间的关系的计算，并由此列出了对所测评的动力学数据外推的应用限制。关键词：葡萄糖，热分析，动力学前言实验过程热分析技术在药品检验中有着广泛的应用，包括药本文使用德国耐驰公司（NETZSCH）生产的热重分品熔点的测定、药品的纯度测定、药品多晶型的测定、析仪TG439、同步热分析仪STA449Jupiter及其质谱药品溶剂化物和水分的测定、药品的相容性测定以及稳联用系统研究了D-吡喃葡萄糖（分子式为C6H12O6）定性测定等诸多方面。特别是采用热分析方法可以大大的热分解过程和机理。

3、同步热分析的优势在于将热重分加速了稳定性研究进程，并且通过反应动力学研究来考析（TG）与差示量热扫描（DSC）结合为一体，在同一察药品的稳定性。因此热分析技术在新药研制、中间体次测量中利用同一样品可同步得到热重与差热信息，从检测、处方最佳配方的选择、药物稳定性的预测、药物而保证了两种测量模式的严格对应。测量参数如下：质量优劣的评价等方面，起着举足轻重的作用。目前，样品质量：2-5mg发达国家已把热分析方法作为控制药品质量的主要方坩埚：铝坩埚，带孔盖法。在我国申报新药中，热分析也被列为控制药品质量的

4、重要分析方法之一。温控程序：升温，30…400℃在药品检验中，最常用的是差示扫描量热法（DSC）升温速率：1、2、5、和10Kmin-1和热重分析法（TG）。DSC可有效地检测到药品是否发气氛：氩气，40ml/min生化学反应或物理作用，而TG是评价药品热稳定性最直观有效的方法。另外，热分析仪与质谱分析（MS）联另外，本文采用NETZSCH公司的热力学软件处理用则可以在分子水平上分析复杂机理【6，7】。本文对糖α-D-葡萄糖的热分析结果，并根据所选的动力学模型计类化合物的一个典型例子－α-D-葡萄

5、糖的热稳定性及算其热分解动力学参数。热分解过程加以研究，不仅阐明了该化合物的性质，更重要的是通过对TG、DSC曲线的详细讨论，探讨了利结果与讨论用热分析方法推断化学反应历程和机理的可行性，并通过与MS联用，对放出的气相产物进行同步分析有力地支持了热分析解释。1.热分析结果-1-标示的曲线。该检测可以获得氧化过程中的信息。在我们的测试中，225-305℃之间的TG的第一步失重的末尾在升温速率为5Kmin-1时，用TG-DSC-MS在氩气出现了氧气消耗。在330℃以上的终点反应，葡萄糖转中测试α-D-

6、葡萄糖熔融与热分解过程。应用TG与DSC化为饴糖，消耗了氧气并有明显的二氧化碳生成。观测到了热分解，而释放出的气体的组分则由质谱检测。α-D-葡萄糖在升温速率分别为1、2、5、10Kmin-1下的分解过程如图3所示，实线为升温速率1Kmin-1的TG曲线。由DTG曲线和相应的失重可见样品的分解过程分为2个阶段。第一阶段的失重量与加热速率无关。第二阶段的失重量则与加热速率有着很大的关系，这证明了该分解段至少包含了两个同时进行的竞争反应。图1：α-D-葡萄糖熔融与分解过程如图1中DSC曲线所示，在14

7、3℃观测到α-D-葡萄糖开始熔融，在156℃出现熔融峰。而TG曲线和DTG曲线说明在175℃以上至少有两步分解。另外，DSC检测显示了在206、290和340℃的温度区域有一个吸热，两个吸热--放热反应。根据DSC测试数据与TG分析观图3：α-D-葡萄糖在不同升温速率下的分解过程测到的化学反应，可以认为TG测试中330℃以上的失也就是说，α-D-葡萄糖第二步分解反应包括两部重是终点反应。分。即一个MS检测到产物为二氧化碳和C4H4O碎片的快速分解和一个后继的终点反应（图2）。第二步分解开始于252

8、℃，根据DTG曲线，其失重速率是0.5％min。在316℃分解速率达到最大为6％min-1。最后一步分解开始于350℃，分解速率为1.2％min-1。即使在400℃时，分解速率还为0.5％min-1。2.动力学评价用DSC或TG研究化学反应，选用不同的升温速率图2：用TG-DSC-MS测试α-D-葡萄糖熔融与分解过对样品多次测试，不同反应类型所得到的结果有明显的程，释放出的分解产物用MS检测区别。因此必须选择适当的升温速率和等温温度，才可以获得对应化学变化的有效动力学数据[3]。本