Chất lỏng ionic là gì trong tổng hợp capcasin năm 2024

Một phản ứng bao gồm nhiều giai đoạn nối tiếp nhau, tốc độ pư được quyết định bởi tốc độ của giai đọan chậm nhất

v = -d[A]/dt hay v = + d[B]/dt [nếu

Chậm → quyết định tốc độ

không có sự thay đổi thể tích]

nhanh

• Bậc của p.u Là đại lượng cho biết mức độ ảnh hưởng của nồng độ đối với tốc độ p.u h.h. Bậc p.u đối với một chất cho truocs là số mũ nồng độ của chất ấy trong pt động học của p.u. Phân biệt bậc p.u khác với hệ số tỉ lượng aA + bB +… -> xX + yY… [a,b,x,y là hệ số tỉ lượng] P.u phân hủy H2O2-> 2H2O +O2 P.u gồm 2 gđ: Gđ 1: H2O2-> 2H2O +O hstl là 1 [gđ chậm] Gđ 2: O + H2O2-> 2H2O +O2 hstl là 2 P.u CH3COCH3 +I2 -> CH3COCH2I + HI Gđ 1 CH3COCH3 -> CH3C[OH]=CH2 hstl là 1[gđ chậm] Gđ 2 CH3C[OH]=CH2 +I2 -> CH3COCH2I + HIhstl là 2 Bậc p.u là bậc của gđ có tốc độ chậm nhất trong các gđ của p.u 5

EOS

• Chu kì bán hủy Là thời gian để hàm lượng thuốc giảm đi một nửa • Hạn dùng của thuốc Là thời gian để hàm lượng thuốc còn lại 90% so với ban đầu

22/02/2019

Phản ứng đơn giản – pư diễn ra có 1 giai đoạn, đi từ chất đầu đến chất cuối H2 [k] + I2[k] = 2HI[k]

Phản ứng phức tạp – pư diễn ra qua nhiều giai đoạn Mỗi giai đoạn – gọi là một tác dụng cơ bản ∑ giai đoạn [ tác dụng cơ bản ]: cơ chế của pư. Ví dụ

Định luật tác dụng khối lượng của Guldberg-waage nghiệm đúng cho các pư đơn giản và cho từng tác dụng cơ bản của pư phức tạp.

2N2O5 = 4NO2 + O2

Có hai giai đoạn:

Định luật tác dụng khối lượng [M.Guldberg và P. Waage ] Ở nhiệt độ không đổi, pư đồng thể, đơn giản: aA + bB = cC + dD Tốc độ phản ứng : v = k.CaA.CbB k: hằng số ở nhiệt độ không đổi, đặc trưng cho động học một phản ứng cho trước. Nếu [A]=[B]=1 mol/l thì v=k. Hằng số tốc độ p.u là tốc độ của p.u khi nồng độ các chất p.u bằng nhau và bằng đơn vị [=1].

N2O5 = N2O3 + O2

N2O5 + N2O3 = 4NO2 7

Phân tử số

Phân tử số - là số tiểu phân [ ng tử, phân tử, ion ] của chất pư tương tác gây nên biến đổi hoá học trong 1 tác dụng cơ bản.[PTS = 1,2,3] Tam phân tử

Chỉ một phần nhỏ những va chạm giữa các phân tử dẫn đến biến đổi hóa học, gọi là va chạm có hiệu quả hay hiệu dụng. P.u càng nhiều phân tử tham gia càng khó thực hiện. Xs va chạm của 3 phân tử là bé nhất, rất hiếm. Thực tế chưa tìm thấy p.u có pts cao hơn 3. 6FeCl2 + KClO3 + 6HCl = 6FeCl3 ++ KCl +3H2O. K/n pts không áp dung cho tất cả p.u h.h

Đơn phân tử

Lưỡng phân tử

Đối với pư đơn giản PTS=1 → pư đơn phân tử I2 [k] = 2I[k] PTS=2 → pư lưỡng phân tử H2[k] + I2[k] = 2HI [k] PTS=3 → pư tam phân tử 2NO [k] + O 2[k] = 2NO2[k]

Đối với pư đơn giản PTS=? → N2 O5 = N2O4 + O PTS=? → CH3COOC2H5 +H2O = CH3COOH + C2H5OH EOS

EOS

Phân tử số

Phản ứng đồng thể ở nhiệt độ không đổi [có thể tích không đổi]

Bậc p.u

P.t.s

Giá trị

Có thể: số nguyên, số âm, phân số

Chỉ có số nguyên dương

Giá trị cao nhất

Áp dụng

Chỉ được xđ bằng thực nghiệm

Chỉ áp dụng cho p.u cơ bản gđ, không áp dụng cho p.u phức tạp

TỐC ĐỘ TRUNG BÌNH

v=-

d D

C A a C A C B    C B b a b

1 C C 1 C D 1 C A 1 C B == + c t = + d t a t b t

TỐC ĐỘ TỨC THỜI V=EOS

1 dCA a dt

\=-

1 dCB b dt

V [mol.L-1.s-1]

\=+

1 c

dCC dt

\=+

1 dCD d dt 12

22/02/2019

Tốc độ tức thời tại t=0

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

[tốc độ ban đầu ] C4H9Cl[aq] + H2O[l]  C4H9OH[aq] + HCl[aq]

Tốc độ tức thời tại t= 600s

Bản chất phản ứng Nồng độ [áp suất ] của chất pư Nhiệt độ Xúc tác Diện tích bề mặt tiếp xúc [pư dị thể] Dung môi [pư trong dung dịch] Sự khuấy trộn…..

ĐỊNH LUẬT ĐỘNG HỌC aA

Tốc độ tức thời :

Phản ứng phức tạp m+n – bậc phản ứng

Ví dụ - xét phản ứng phức tạp 2NO[g] + Br2[g]  2NOBr[g] • Tốc độ phản ứng được xác định bằng thực nghiệm : v = k[NO]2[Br2] • Cơ chế phản ứng

+ dD

V = kCAn CBm

Phản ứng đơn giản

n=a ; m = b

na

hoặc n = a

mb

hoặc m = b

Step 1: NO[g] + Br2[g] Step 2: NOBr2[g] + NO[g]

k1 k-1 k2

NOBr2[g]

[fast]

2NOBr[g] [slow]

k – hằng số tốc độ pư , phụ thuộc vào : bch pư, T, xúc tác 15

•Vì giai đoạn 2 chậm nên tốc độ phản ứng v = v2 V = v2= k2[NOBr2][NO] •NOBr2 là chất trung gian không bền nên nồng độ NOBr sẽ biểu diễn qua nồng độ NO và Br2 của cân bằng ở gđoạn 1 [V1]cb = [v-1]cb

k1[ NO][Br2 ]  k1[ NOBr2 ]

k [ NOBr2 ]  1 [ NO][Br2 ] k1

ĐỘNG HỌC CỦA PƯ ĐƠN GIẢN • Phản ứng bậc 0 • Phản ứng bậc 1 • Phản ứng bậc 2

k k Rate  k2 1 [ NO][Br2 ][ NO]  k2 1 [ NO]2[Br2 ] k1 k1

v = k[NO]2 [Br2] 17

22/02/2019

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 0

P.u mà tốc độ p.u không phụ thuộc vào sự thay đổi nồng độ của chất tham gia p.u A → sản phẩm

[A] C [A]o

 O

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 0

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 1 A t=0 t= 

C0 C

→

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 1

sản phẩm 0

[mol/l]

dC  A = dt CA





C 0A

k1

k1CA 

dCA CA

Lg[A]

k1 dt

[A]0

\= ln

k1 =



1 

C0 C

ln C 0 C

tg= -k/2,303 23

t 24

22/02/2019

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 1

• Sự phân hủy glucose trong dịch nước. Từ các số liệu NC, xây dựng đồ thị lg[A] theo t và tính t1/2 [Glucose] mmol.dm-3

[A]

Thời gian [phút]

[A]0

56,0

55,3

54,2

52,5

49,0

120

240

480

[A]0/2 O

T1/2

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 2 P.u có sự tương tác của 2 phân tử cùng loại

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 2

2A → sản phẩm

22/02/2019

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 2 •

𝑑𝑥 𝑑𝑡

\= 𝑘 𝐴 𝑜 − 𝑥 [𝐵]𝑜 − 𝑥

•

• Nếu nồng độ ban đầu A và B khác nhau  𝑘𝑑𝑡 =dx/ 𝐴 𝑜 − 𝑥 [𝐵]𝑜 − 𝑥 𝑡 𝑑𝑡 𝑡=0

→𝑘  Ta có  𝑘𝑡 = 𝑘=

𝑡 1 𝑥=0 𝐴 𝑜−𝑥 [𝐵]𝑜 −𝑥

1 𝐴 𝑜−𝑥 [𝐵]𝑜−𝑥

1 𝐴 𝑜 −[𝐵]𝑜

1 [ln[𝐵]𝑜 𝐴 𝑜 ]−[𝐵]𝑜

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 2

𝑑𝑥

 𝑑𝑡 = 𝑘 𝐴 𝑜 − 𝑥  𝑘𝑡 = −

1 𝐴 𝑜−𝑥

+ ln 𝐴 𝑜 − 𝑥 − ln 𝐴

1 1 𝐴 −𝑥 [𝐵] [𝑙𝑛 [𝐵]𝑜 −𝑥 [𝐴]𝑜 𝑡 𝐴 𝑜−[𝐵]𝑜 𝑜 𝑜

\= 𝑘 𝐴 𝑜 − 𝑥 [𝐵]𝑜 − 𝑥

• Nếu nồng độ ban đầu A và B bằng nhau 𝐴 𝑜 = 𝐵

𝑑𝑥 1 [𝐵]𝑜−𝑥

𝑑𝑥 𝑑𝑡

𝑜

−ln [𝐵]𝑜 − 𝑥

1 𝑥

−

𝑜

1 𝐴𝑜

 t1/2= 1/k 𝐴 𝑜  P.u bậc 2 có t1/2 tỉ lệ nghịch với nồng độ ban đầu các chất p.u

2,303 𝑏[𝑎−𝑥] 𝑙𝑔 𝑎[𝑏−𝑥] 𝑡[𝑎−𝑏] 31

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 2

1/[A] 1/[A]0

tg=OC/OB =k

C 

O 33

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 2

PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CỦA PƯ BẬC 2 • Dựa vào chu kì bán hủy • K=1/[t1/2.[A]0] -> xđ được t1/2, tính k

X: nồng độ ester và NaOH p.u theo t.10-3 [mol/l] Thời gian p.u [phút]

5,91

11,42

16,30

22,07

31,17

31,47

36,44

22/02/2019

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG • PP thử sai: khảo sát sự biến đổi hàm lượng của chất thử nghiệm trong từng khoảng thời gian khác nhau. Thay các số liệu vào pt động học các loại p.u, xem có trị số nào tương thích thì bậc của p.u là bậc của pt đó.  Nếu p.u bậc 0 thì đường [A]=f[t] là đường thẳng.  Nếu p.u bậc 1 thì đường lg[A]=f[t] là đường thẳng.  Nếu p.u bậc 2 thì đường 1/[A]=f[t] là đường thẳng. • PP dựa vào chu kì bán hủy: tiến hành p.u với nồng độ ban đầu của các chất khác nhau, đo thời gian cần để nồng độ ban đầu còn 1 nửa, thay vào cthuc tính hằng số tốc độ xđ xem thuộc bậc nào.  Vd: phan hủy acetaldehyde ở 518oC, nếu áp suất ban đàu 363 mmHg thì t1/2 410 giây, 169 mmHg thì t1/2 là 880 giây. Xđ bậc p.u

ĐỘNG HỌC CỦA PƯ PHỨC TẠP • Nguyên lí độc lập: mỗi p.u thành phần diễn ra tuân theo quy luật động học một cách độc lập, riêng rẽ, không phụ thuộc vào các p.u thành phần khác. • Dấu hiệu nhận biết phức tạp:  Bậc p.u thay đổi  Trong qtr p.u thường tạo ra sp trung gian  Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc giữa nồng độ sp vào thời gian thường có dạng chữ S

PƯ THUẬN NGHỊCH

• Là p.u mà sau khi chất tham gia ban đầu mất đi một lượng để tạo thành sp thì các chất tạo thành lại tương tác với nhau cho ra chất ban đầu. • Thường là p.u biến đổi đồng phân, p.u trao đổi, p.u ester hóa, p.u thủy phân. • Để đơn giản, xét 1 p.u thuận nghịch bậc 1 A1

k1 ⇄

𝑑𝐴

• 𝑣 = 𝑣1 − 𝑣2 = − 𝑑𝑡 = 𝑘1 . 𝐴1 − 𝑘2 . 𝐴2 • a là nồng độ ban đầu chất p.u A1 , x là nồng độ A1 đã p.u tại thời điểm t. • Nếu tại thời điểm t = 0 ban đầu, nồng độ sp A2 =0, thì x = [A2] tại thời điểm t: •

𝑑𝑥 𝑑𝑡

\= 𝑘1 . [𝑎 − 𝑥] − 𝑘2 . 𝑥 [1]

• Khi p.u CB [x= x CB, nồng độ chất tham gia p.u không đổi]:

•

𝑑𝑥𝑐𝑏 𝑑𝑡

\= 0 => 𝑘1 . 𝑎 − 𝑥𝑐𝑏 = 𝑘2 . 𝑥𝑐𝑏 => 𝑘2 =

𝑘1 . 𝑎−𝑥𝑐𝑏

thay vào [1] 39

PƯ THUẬN NGHỊCH • •

𝑑𝑥 𝑑𝑡

𝑘1 .𝑎 𝑥𝑐𝑏

𝑘1 .𝑎 𝑥𝑐𝑏 1

[𝑥𝑐𝑏 − 𝑥] =>

\= 𝑡 𝑙𝑛 𝑥

𝑥𝑐𝑏

𝑐𝑏 −𝑥

𝑘1 .𝑎 𝑥𝑐𝑏

𝑡 𝑑𝑡 𝑡=0

𝑡 𝑑𝑥 𝑡=0 𝑥𝑐𝑏 −𝑥

𝑥𝑐𝑏

\=> 𝑘1 = 2,303. 𝑎.𝑡 𝑙𝑔 𝑥

𝑐𝑏 −𝑥

𝑥𝑐𝑏

[2]

PƯ SONG SONG • Là p.u là p.u trong đó các chất p.u ban đầu có thể đồng thời biến đổi theo các hướng khác nhau, tạo các sp khác. • P.u song song bậc 1: • Xét 1 p.u theo sơ đồ sau [y] A2 k1 [x] A1 [z] A3

[3]

• Như vậy biết a, x và x CB tính được k1 rồi tính được k2 theo [2]

• Gọi a là nồng độ ban đầu của chất p.u, x là nồng độ chất A1 đã tham gia p.u tại thời điểm t. 41

22/02/2019

PƯ SONG SONG •

𝑑𝑥 𝑑𝑡

PƯ SONG SONG

\= 𝑘. [𝑎 − 𝑥] [1]

• Mặt khác

 Ở đây k là hằng số tốc độ biến đổi chất p.u A1 theo cả 2 hướng. Lấy tích phân pt trên từ t =1 -> t tương ứng từ x= 0 -> x

𝑑𝑧

𝑘1 𝑘2

\=>

𝑦 𝑧

𝑘1 𝑘2

[3]

• NC x,y,z ở thời điểm t khác nhau, thay vào [2], [3] tìm được k1 và k2. 2

KCl

KClO 4

6 KClO 3

𝑎

𝑡

𝑎−𝑥

 𝑘 = 𝑙𝑛

𝑑𝑥

𝑑𝑦

KCl

NO 2 H2 O

𝑑𝑧

 Tại t=0, x =0, y =0 ta có x=y +z => = + = 𝑘1 . 𝑎 − 𝑥 + 𝑑𝑡 𝑑𝑡 𝑑𝑡 𝑘2 . 𝑎 − 𝑥 = [𝑘1 + 𝑘2 ][𝑎 − 𝑥] so với pt [1] thấy k=𝑘1 + 𝑘2 1

• y là nồng độ chất A2 tại thời điểm t, z là nồng độ chất A3 tại thời điểm t 𝑑𝑥

+ 3 O2

HN O 3

H2 O

NO 2

𝑎

 => 𝑘1 + 𝑘2 = 𝑡 𝑙𝑛 𝑎−𝑥 [2]

OH O2 N

NO 2

H2 O

NO 2

PƯ SONG SONG

PƯ NỐI TIẾP • Vd: p.u phân hủy glucose • Xét p.u xảy ra: A1 k1 A2 k2 A3

• P.u song song bậc 2:

• − n

i 1

v   vi  

• −

n dxi   ki a  x .[b  x] dt i 1

• −

𝑑𝐴1

\= 𝑘1 . 𝐴1

𝑑𝑡 𝑑[𝐴2 ] 𝑑𝑡 𝑑𝐴3 𝑑𝑡

\= 𝑘1 . 𝐴1 − 𝑘2 . 𝐴2

\= 𝑘2 . 𝐴2

• Tại thời điểm ban đầu của p.u t = 0, [𝐴1 ]=a, 𝐴2 = 𝐴3 = 0 • Gọi x là nồng độ chất A1 đã p.u, y là nồng độ chất A2 tại thời điểm t, z là nồng độ chất A3 tại thời điểm t

dx  k a  x .[b  x] dt n 1 b[ a  x ] k   ki  ln t.[a  b] a[b  x] i 1

•

x x  x  ....  xn x x1 x2   ....  n  1 2  k1 k 2 k n k1  k 2  ...  k n k

𝑑𝑥 𝑑𝑡

𝑑𝑦

\= 𝑘1 . 𝑎 − 𝑥 [1] ; 𝑑𝑡 = 𝑘1 . 𝑎 − 𝑥 − 𝑘2 𝑦 [2];

\=>

𝑑𝑡 𝑑𝑦 𝑑𝑡

\= 𝑘1 . 𝑎. 𝑒 −𝑘1 𝑡 − 𝑘2 𝑦 =>

𝑑𝑦 𝑑𝑡

\= 𝑘2 𝑦 [3]

PƯ NỐI TIẾP

• Từ [1] lấy tích phân: lna-ln[a-x]=𝑘1 𝑡 => a-x = a.𝑒 −𝑘1 𝑡 => x = a[1𝑒 −𝑘1 𝑡 ] [4] thay vào [2] ta có: 𝑑𝑦

𝑑𝑡

PƯ NỐI TIẾP

•

𝑑𝑧

+ 𝑘2 𝑦=𝑘1 . 𝑎. 𝑒 −𝑘1 𝑡

• Biết x=y=z, thay vào tren ta có 𝑘1 .𝑎

• 𝑧 = 𝑎 1 − 𝑒 −𝑘1 𝑡 − 𝑘 𝑘1 𝑘2 −𝑘1

𝑒 𝑘2 𝑡 + 𝑘2 𝑦𝑒 𝑘2 𝑡 =𝑘1 . 𝑎. 𝑒 −𝑘1 𝑡 . 𝑒 𝑘2 𝑡

2 −𝑘1

𝑘1 .𝑎

𝑒 −𝑘1 𝑡 + 𝑘

2 −𝑘1

𝑒 −𝑘2 𝑡 = 𝑎[1 − 𝑘

𝑘1 . 2 −𝑘1

𝑒 −𝑘1 𝑡 +

𝑒 −𝑘2 𝑡 [6]

• Từ [4] [5], [6] tính được k1 k2 k3 theo cơ sở các số liệu thực nghiệm.

\=> 𝑑𝑦. 𝑒 𝑘2 𝑡 +𝑘2 𝑦𝑒 𝑘2 𝑡 𝑑𝑡=𝑘1 . 𝑎. 𝑒 [𝑘2 −𝑘1 ]𝑡 𝑑𝑡  d[y𝑒 𝑘2 𝑡 ]=𝑘1 . 𝑎. 𝑒 [𝑘2 −𝑘1 ]𝑡 𝑑𝑡 .Lấy tích phân: •

𝑦 𝑑[ y𝑒 𝑘2 𝑡 ] 𝑦=0

• y𝑒

𝑘2 𝑡

𝑘1 .𝑎

\=𝑘

2 −𝑘1

\= 𝑒

𝑡 𝑘 . 𝑎. 𝑒 [𝑘2 −𝑘1 ]𝑡 𝑑𝑡 𝑡=0 1

[𝑘2 −𝑘1 ]𝑡

𝑘1 .𝑎

−𝑘

2 −𝑘1

𝑘1 .𝑎

\=> y =𝑘

2 −𝑘1

𝑘1 .𝑎

𝑒 −𝑘1 𝑡 − 𝑘

2 −𝑘1

𝑒 −𝑘2 𝑡 [5] 47

22/02/2019

Yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ pư

Ảnh hưởng của nồng độ chất pư đến tốc độ pư

Ảnh hưởng của nồng độ Ảnh hưởng của nhiệt độ Ảnh hưởng của xúc tác

• Phản ứng đồng thể v = kCAa .Cbb • Phản ứng dị thể vhh >> vkt → v  vkt vhh sự phụ thuộc lgk theo nghịch đảo nhiệt độ [1/T] là hàm bậc nhất, đồ thị là 1 đường thẳng, hệ số 𝐸∗

𝑂𝐶

góc tg− 2,303.𝑅 = 𝑂𝐵54

22/02/2019

Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng

Phương trình Arrhenius • Gọi T1 là nhiệt độ khảo sát ở đk thường, ứng với k1 • T2 là nhiệt độ khảo sát ở đk cao, ứng với k2 𝑘

𝐸∗

• 𝑙𝑔 𝑘2 = − 2,303𝑅 1

1 𝑇2

−𝑇

𝐸 ∗ .[𝑇

𝑇]

2− 1 = 2,303𝑅𝑇 𝑇

2 1

Bt: thủy phân sulphacetamin ở 120oC thì hằng số tốc độ phân hủy là 9.10-6.s-1. Năng lượng hoạt hóa là 94kJmol-1 Xác định hằng số tốc độ phân hủy ở 25oC. 55

Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng

• Phương pháp lão hóa cấp tốc thuốc là phương pháp đẩy nhanh sự phân hủy thuốc trong điều kiện thực nghiệm nhằm tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định và tuổi thọ của thuốc trong khoảng thời gian ngắn, rồi từ đó dự kiến tuổi thọ của thuốc ở điều kiện thực tế bảo quản.

§Ó dù ®o¸n tuæi thä cña thuèc A chØ ph©n huû theo qui luËt ®éng häc bËc 1, tiÕn hµnh như sau: b¶o qu¶n thuèc ë nhiÖt ®é 50oC vµ 60oC, sau 100ngµy, x¸c ®Þnh hµm lưîng dưîc chÊt, cho kÕt qu¶ thuèc cßn 96,3% vµ 92,8% so víi hµm lưîng ban ®Çu H·y tÝnh tuæi thä cña thuèc A khi b¶o qu¶n ë 30oC [thuèc ®¹t tiªu chuÈn khi hµm lưîng kh«ng nhá h¬n 90% so víi hµm lưîng ban ®Çu] . Ghi chó: - Bµi tËp chØ xÐt vÒ tiªu chuÈn hµm lîng.

Xác định tuổi thọ của thuốc • PP thử dài hạn: xác định tuổi thọ của thuốc trong điều kiện thường. • Phương pháp thử cấp tốc: xác định tuổi thọ trong điều kiện nhiệt cao  Đk thử cấp tốc cho vùng khí hậu VN: nhiệt độ 402 oC, độ ẩm 75 5[%], thời gian thử 6 tháng [với CP kém bền or chưa NC nhiều, thời gian thử kéo dài hơn so với quy định]. Việc thử cấp tốc thường tiến hành trong buồng vi khí hậu kiểm soát được nhiệt độ và độ ẩm. 59

- C¸c chØ tiªu kh¸c cña thuèc ®Òu ®¹t trong 58 qu¸ tr×nh b¶o qu¶n

Xác định tuổi thọ của thuốc • Ct tính tuổi thọ thuốc ở đk thường: T[t] = yn . T[lh]  T[t]: tuổi thọ ở đk thường  T[lh]: tuổi thọ ở đk lão hóa  yn : hệ số nhiệt độ [y =2-4, giá trị Tb = 3] • Vd: Nhiệt độ thương T[t] =30oC, T[lh]= 50oC  n= [T[lh]-T[t]]/10 = 2  Tuổi thọ thuốc: T[t] = 32 . T[lh] -> biết tuổi thọ ở đk lão hóa -> tuổi thọ thường 60

22/02/2019

Ảnh hưởng của xúc tác tới tốc độ phản ứng Chất xúc tác – làm tăng tốc độ pư hoá học có G lgkh = lg𝑘1-pH

sp sp

Phản ứng xúc tác acid-base

TH OH- tham gia xt: 𝑣 = 𝑘2 . [𝑂𝐻 − ] 𝐵 Lgv=lg𝑘2 + lg 𝐵 + 𝑝𝐻 + 14 khd = 𝑘2 [𝑂𝐻 − ] Với nước tinh khiết: [𝐻 +][𝑂𝐻 −] =10-14= kn => [𝑂𝐻 −] = kn / [𝐻 +] => khd = 𝑘2 [𝑂𝐻 −] = 𝑘2 . kn / [𝐻 +] => lgkhd = lg 𝑘2 . 𝑘𝑛 +pH =f[pH] là đường thẳng không qua góc tọa đọ, hệ số góc +1, đây là p.u xt base đặc trưng. • • • •

• Ảnh hưởng của pH trên tốc độ p.u: k0 A + Bsp [1] ka B- + H+ BH [2] [1] => v= k0 . [A][B] 𝐵 − [𝐻 + ] k • [2] => ka = 𝐵𝐻 => 𝐵− = [𝐻a+ ] 𝐵𝐻 • => v= k0 . ka .

𝐴 𝐵𝐻 [𝐻 + ]

• Gọi Bo là nồng độ ban đầu của B=> [Bo]= [B-] + [BH] 𝐵𝐻

• => [BH]= [Bo]- ka . + => [BH] 𝐻+ + ka . 𝐵𝐻 = [Bo] [𝐻 ] [BH] [Bo] 𝐴 𝐵𝐻 [𝐻 +] => 𝐻 + = 𝐻 + +k thay vào v= k0 . ka . [𝐻 + ] ta có a 𝐴 [Bo] v=k0 . ka . 𝐻 + +k a

22/02/2019

Phản ứng xúc tác acid-base • Thay vòa pt tốc độ: v=k0 . ka .  Đặt khd= k0 . ka .

1 𝐻 + +𝑘0

𝐴

Phản ứng xúc tác acid-base

[Bo]

• Trong mt có acid: 𝐻 + >> ka => ka + 𝐻 +  𝐻 + , ta có  khd= k0 . ka / 𝐻 + => lg khd =lg k0 + lg ka +pH=f[pH] là đường thẳng không qua gốc tọa độ có h/s góc +1 ở vùng acid  Trong mt base: 𝐻 + ka + 𝐻 +  ka , ta có  khd= k0 . ka / ka = k0 hằng số tốc độ không phj thuộc pH

𝐻 + +𝑘0

ta có v= khd . 𝐴 [Bo]

 Từ pt khd = 𝑘𝑎

𝑘0 𝑘𝑎

𝑘0 𝑘𝑎 𝑘0 𝑘𝑎

𝑘0

độ, có h/s góc 73

\=>

tại -𝑘𝑎

𝑘0 𝑘𝑎

𝑘𝑎 +[𝐻 + ]

𝑘𝑎 +[𝐻 + ] 𝑘0 𝑘𝑎

\=>

1 𝑘ℎ𝑑

\=f[[𝐻 ]] là đt không qua góc tọa

, cắt trục tung tại

𝑘0

, cắt trục hoành 74

 Mặt khác từ pt khd =

Xúc Tác dị thể

Phản ứng xúc tác acid-base 𝑘0 𝑘𝑎

𝑘𝑎 +[𝐻 + ] 𝑘ℎ𝑑 [𝐻 + ] 1 [𝐻 + ]

F B

homogeneous acid catalysts

ta có

 Khdka +khd [H+]= k0ka => khd = k0 - khd [H+]/ka = f[H+]] là đt không qua góc tọa độ, hệ số góc - khd /ka  Tóm lại, h/s tốc độ hiệu dụng của p.u là hàm tuyến tính của nồng độ các ion tham gia xt.

N H

CO2H L-proline [organocatalyst]

enzyme [biocatalyst]

zeolite [crystalline

aluminosilicate]

copper-zinc crystallites on silica

Cơ chế xúc tác dị thể

[Thuyết hấp phụ] Khuếch tán chất pư từ ngoài đến bề ngoài mặt chất xúc tác Hấp phụ chất phản ứng trên bề mặt [tại tâm hoạt động của bề mặt xúc tác] Phản ứng trên bề mặt

Nhiều pư được xúc tác trên những bề mặt của chất rắn thích hợp .

Giải hấp sản phẩm phản ứng khỏi bề mặt Khuếch tán sản phẩm từ bề mặt ra ngoài 77

EOS

22/02/2019

Xúc tác dị thể Phản ứng hydrogen hoá etylen C2H4[g] + H2[g]  C2H6[g], H = -136 kJ/mol. Phản ứng rất chậm khi không có xúc tác. Sự có mặt của xúc tác kim loại [Ni, Pt hay Pd] phản ứng diễn ra nhanh tại nhiệt độ phòng. – Đầu tiên phân tử etylen và hydro bị hấp phụ lên tâm hoạt động cùa bề mặt kim loại. – Liên kết hydro bị đứt và nguyên tử hydro di chuyển trên bề mặt kim loại

– Khi 1 ng tử H va chạm với 1 phân tử etylen trên bề mặt thì lk  C-C bị đứt và 1 lk  C-H được hình thành – Khi phân tử C2H6 tạo thành thì nó sẽ được giải hấp ra khỏi bề mặt của xúc tác. – Khi etylen và H2 bị hấp phụ lên bề mặt xúc tác thì năng lượng cắt đứt lk và năng lượng hoạt hoá của pư sẽ nhỏ hơn so với khi không dùng xúc tác.

HYDRO HÓA XÚC TÁC

Cơ chế của xúc tác dị thể porous carrier [catalyst support]

bed of catalyst particles

reactants

substrate

reactor

product

reaction desorption adsorption products

catalyst support active site

HYDRO HÓA XÚC TÁC

22/02/2019

Classic Route to Ibuprofen H C l, AcO H , Al W aste

Ac 2 O

AcO H

HCl

H 2 O / H+

ClC H 2 CO 2 Et

AlCl 3

NaO Et

Hoechst Route To Ibuprofen AcOH

C O C H3

EtO 2 C

O HC

N H2O H

H2 / Ni

CO, Pd

Ac2O

H 2 O / H+

O N

HO2C

OHN

H O2C

N H3

TỔNG HỢP PARACETAMOL

TỔNG HỢP PARACETAMOL:XÚC TÁC TS1

XÚC TÁC TẠO LIÊN KẾT C-C

Green Paracetamol Process

Anti-inflammatory drug

Ibuprofen production 100% atom efficiency Celanese Company

1.642 billion $ In 2013

22/02/2019

XÚC TÁC TẠO LIÊN KẾT C-C

Antiparkinsonian agent

Lazabemide production 100% atom efficiency Hoffmann-La Roche Company

Rút ngắn từ 8 gđ xuống 1 gđ

XÚC TÁC TẠO LIÊN KẾT C-C Tổng hợp Naproxen: Phương pháp kinh điển

XÚC TÁC TẠO LIÊN KẾT C-C Naproxen production: Albemarle Company

XÚC TÁC SINH HỌC Anti-inflammatory drug

Heck Coupling: Nobel prize 2010: 96

22/02/2019

VAI TRÒ CỦA XÚC TÁC SINH HỌC

CPO

subtilisin

• Phản ứng êm dịu: dung môi nước, nhiệt độ phòng

phytase

XÚC TÁC SINH HỌC

• Enzym từ thiên nhiên, dễ phân hủy sinh học • Tốc đọ cao, đặc hiệu, lập thể cao • Sản phẩm chất lượng cao • Thân thiện môi trường

laccase

CaLB

HNlase

Inventing New Enzymes & Enzymatic Reactions 97

ƯU ĐIỂM CỦA XÚC TÁC SINH HỌC

ƯU ĐIỂM CỦA XÚC TÁC SINH HỌC E. coli cell

• Xt có tính chọn lọc cao, nhạy đối với ảnh hưởng của nhiệt độ, pH mt -> chọn lọc và điều chỉnh kiểm soát được

OH OH

O OH

H2O3PO

H2 5000 KPa

D-glucose

CO2H

Co, 160 oC

OH OH

O O

H2O3PO

OH OH

HO2C

CO2H

OH OH

conc. HNO3

CO2H

O CO2H O

O2 900 KPa

OH OH

Cu, NH4NO3

cis,cismuconic acid

catechol

CO2H

O HO

OH O

Adipic acid

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYM

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYM • Sự a/h của nồng độ cơ chất đối với tốc độ p.u • 𝑣=

𝑑𝑃 𝑑𝑡

\= 𝑘2 [𝑆𝐸]

• Nếu sử dụng PP nồng độ dừng với ES. Ta có tốc độ p.u 𝑘1 𝐸 𝑆 − 𝑘−1 𝑆𝐸 + 𝑘2 𝑆𝐸 = 0 • =>

Cơ chế chìa khóa

Enzym E t/d với chất nền S tạo phức chất enzyme-cơ chất ES, sau đố phức chất này bị phân hủy tạo sp cuối P và tái sinh xt enzyme E

𝑑[𝐸𝑆] 𝑑𝑡

\= 𝑘1 𝐸 𝑆 − [𝑘−1 +𝑘2 ] 𝑆𝐸 = 0

• Gọi [Eo] là nồng độ ban đầu xt, [E] nồng độ còn lại của xt khi CB

22/02/2019

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYM • [Eo] = [E]+ [ES]=> [E]= [Eo] - [ES] • 𝑘1 𝐸0 𝑆 − 𝑘1 𝑆𝐸 𝑆 = [𝑘−1 +𝑘2 ] 𝐸𝑆 𝐸

0 • => 𝐸𝑆 = 𝑘−1+𝑘 2 𝑘1

• Khi nồng độ cơ chất nhỏ  TH 𝑘𝑚 >>[S] => 𝑘𝑚 + [S]  𝑘𝑚 , tốc độ p.u v tang theo sự tang nồng độ cơ chất gần như tuyến tính: v =

𝑆 +𝑆

• Giả sử gđ 2 xảy ra với tốc độ chậm, tốc độ p.u bị giới hạn bởi tốc độ pt, khi đó: • 𝑣=

𝑑𝑃 𝑑𝑡

𝐸

0 = 𝑘2 𝑆𝐸 = 𝑘2 . 𝑘−1+𝑘 2

• Đặt 𝑘𝑚 =

𝑘1

𝑘−1 +𝑘2 𝑘1

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYM

𝑆

[hằng số Michaelis] => 𝑣 = 𝑘2 .

𝐸0 𝑆 𝑘𝑚 +[𝑆]

𝑘𝑚

• Khi nồng độ cơ chất lớn [S] >>𝑘𝑚 => 𝑘𝑚 + [S]  [S]  Nồng độ cơ chất S tang tới một giới hạn nào đó thì tốc độ p.u tang gần giá trị cực đại.  𝑣 = 𝑘2 .

+𝑆

𝑘2 . 𝐸0 𝑆

𝐸0 𝑆 𝑘𝑚 +[𝑆]

𝐸0 𝑆

 𝑘2 .

𝑆]

 Ta có v= 𝑘2 𝐸0 . Khi đó p.u xt men đạt tới tốc độ cực đại Vmax =𝑘2 𝐸0 𝑉𝑚𝑎𝑥 𝑆

 => v=

𝑘𝑚 +[𝑆]

𝑣

𝑣𝑚𝑎𝑥 𝑘𝑚

\=> =

số góc tg=OA/OB=

𝑘𝑚

𝑣𝑚𝑎𝑥 [𝑆]

\= 𝑓[ ] là tuyến tính với hệ 𝑆

𝑣𝑚𝑎𝑥

Cấu trúc của enzym

Hóa lập thể của thalidomide

ENZYM OXI HÓA KHỬ

22/02/2019

Enzym khử hóa ceton

Công nghệ enzym khử hóa ceton

Sản xuất L-tert-leucine bằng enzym khử hóa

Tổng hợp hydroxy acid

XÚC TÁC SINH HỌC THỦY PHÂN

22/02/2019

Cơ chế xúc tác sinh học thủy phân ester H3COOC

H3COOC Glu O

Glu

O O

Xúc tác sinh học thủy phân ester

His Ester bound in active site

H Ser

+ N O

NH Gly

N H

Ser His Tetrahedral intermediate

Ala

H NH Gly

NH Ala

O Glu O

H3COOC

O H His

O S

O H

Ser

H NH

Gly Acyl enzyme

NH Ala

Xúc tác sinh học thủy phân ester

Neuropathic pain and partial seizures drug

Xúc tác sinh học thủy phân ester

Xúc tác sinh học thủy phân nitril Nitrilase from Bacillus pallidus

22/02/2019

Xúc tác sinh học thủy phân nitril

Xúc tác sinh học thủy phân Glycoside

Glycosidase enzyme

Xúc tác sinh học thủy phân Glycoside

steviozit

Rutin

steviol

Quercetin

Xúc tác sinh học thủy phân Glycoside

Thủy phân Glycoside Amylase Hydrolysis of starch to sugars

Cirsilineol 4’-O-β-D glucopyranozit

Cirsilineol

22/02/2019

Tổng hợp Vitamin B5 Tổng hợp Vitamin B5

127

Quang hợp

128

Xúc tác quang hóa-quang hợp

256 tỷ tấn/năm

Light harvesting antenna purple photosynthetic bacteria

Quang hợp Four protein subunits Two monomeric chlorophylls Two pheophytin molecules Quinone molecule QA Quinone molecule QB One iron ion [Fe]

Reaction center of bacterium Rhodopseudomonas virdis

Công nghệ ứng dụng trong hóa dược

Nobel Prize in 1988

22/02/2019

Trạng thái siêu tới hạn

Công nghệ carbon dioxide siêu tới hạn

Supercritical Fluid

Supercritical Fluid Extraction SFE [Gas Extraction]

Trạng thái siêu tới hạn High pressure liquid extraction

Giản đồ pha của CO2 và H2O

Supercritical Fluid Extraction - SFE [Gas Extraction]

Adsorption

Absorption L-L extraction

Stripping

Ứng dụng của công nghệ siêu tới hạn

Công nghệ siêu tới hạn Extraction, purification, and separation of:

Extraction, purification, and separation of: Edible oils and fats Hops extract Natural dyes: Annatto, Hibiscus Vitamins [Tocopherols, Vit. E, Tocotrienols] Carotenoids Sterols Essential fatty acids [EPA, DHA, DPA]

Bioactive compounds, e.g. Pyrethrum Caffeine, Theobromine, Cholesterol Spices: Capsaicin, Pepper, Coriander Mono- and Diglycerides Aroma compounds: Thiosulfinates Citrus oils Antioxidants: Vitamin E, Ascorbic acid, Polyphenoles, Diacin, Genicin [Steroids]

Theobromine Caffeine

22/02/2019

Xúc tác trong CO2 siêu tới hạn

Cấu tạo của chất lỏng ionic

Công nghệ chất lỏng ionic

22/02/2019

Công nghệ xúc tác kết hợp CO2 siêu tới hạn và chất lỏng ionic

Cấu tạo của chất lỏng ionic

Reactant IL + Catalyst + Reactant + CO2

High pCO2 one phase

Công nghệ xúc tác sinh học- CO2 siêu tới hạn và chất lỏng ionic scCO2 phase OH

CO2 + Product IL + Catalyst + Product

Low pCO2 two phases

P

CO2 + IL

Carbon dioxide

P

P CO2 IL

Ionic liquid + catalyst

Product

Peters & Witkamp

Công nghệ chất lỏng ionic

OAc

lipase

IL phase

Pravadoline, a potential non-steroidal antiinflammatory drug

Or poly[ethyleneglycol] [PEG]

Xúc tác chuyển pha ammonium salts 1-4 and phosphonium salts 5,6

XÚC TÁC CHUYỂN PHA

22/02/2019

Xúc tác chuyển pha

Cơ chế hoạt động của xúc tác chuyển pha

Xúc tác chuyển pha

Xúc tác chuyển pha X-

N+ R OR

Nu-

 + 

Nu-E

H2O N+ R OR

PTC [X]

HO-

 + N+ + Nu H R OR

PTC [Nu]

PTC [OH]

Organic Aqueous -

N+ R OR

HO-

M+OH-

N+ + M+XR OR

PTC [X]

PTC [OH]

Two phase mild reaction conditions

Xúc tác chuyển pha crown ethers 7-9 and a cryptand 10 Complexes with potassium cation are shown for 7 and 10

Purple benzene- Chất oxi hóa mạnh trong dung môi hữu cơ

22/02/2019

Xúc tác chuyển pha Thioesterification for Lubricant

Xúc tác chuyển pha cho phản ứng alkyl hóa O Ph

OtBu

1. PhCH2Br 2. 50% aq. KOH 3. PTC[phase transfer catalyst] Toluene/CHCl3[7:3]

O Ph

N Ph

OtBu CH2Ph

rt, 6hr Br N+ O N

C37H37BrN2O

Corey, E.J.; Xu, F.; Noe, Mol. Wt.:M.C. 605.61J. Am. Chem. Soc. 1997, 114, 12424.

Application Phase-transfer catalyst Thiolation [Methyl Mercaptan]

Công nghệ đông khô và động học quá trình bay hơi nước

Cấu tạo của nước H

22/02/2019

Giản đồ pha của nước

Cấu tạo của nước

The bond that forms water is a covalent bond

Công nghệ đông khô

Công nghệ đông khô Freeze-drying is a kind of preservation technology, by which the material is cooled below its eutectic temperature or glass transition temperature firstly to be solidified completely, then dried in vacuum space at low temperature by sublimation drying and desorption drying till 95-99% of moisture is removed. The product can be stored at room temperature or 4 0C for long time. Freeze-drying has become a most important technique for the preservation of heat-sensitive pharmaceuticals and foods.

Công nghệ đông khô

Các quá trình truyền nhiệt và truyền khối G

[a] Q

G [d]

plate

[b] G

[c] G

[e]

frozen layer

Q [f]

heat transfer

mass transfer

22/02/2019

Công nghệ đông khô The freeze drying of fruits and vegetables is emerging and high value-added technology. Application: Freeze-dried foods are high value-added products, regarded as high-quality food, convenience food, leisure food, exported vegetables and fruits, or in travelling, exploration, navigation and so on. Problems and difficulties: Freeze-drying process is a time-consuming and energy consuming process; the parameters of the freeze-drying process have decisive impact on the quality of freeze-dried food .

Sản phẩm theo công nghệ đông khô • Pharmaceuticals – large and small molecules • Bacteria • Viruses • Vaccines • Plasma • Small Zoological Specimens [Taxidermy] • Fruit • Coffee • Flowers • Water-Damaged Documents

Bài Viết Liên Quan

Toplist mới

Bài mới nhất

Chủ Đề