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氯霉素比青霉素类抗生素稳定，但其水溶液仍很易分解，在pH7以下，主要是酰胺水解，生成氨基物与二氯乙酸。
在pH2～7范围内，pH对水解速度影响不大。在pH6最稳定，在pH2以下8以上水解作用加速，而且在pH>8还有脱氯的水解作用。氯霉素水溶液120℃加热，氨基物可能进一步发生分解生成对硝基苯甲醇。水溶液对光敏感，在pH5.4暴露于日光下，变成黄色沉淀。对分解产物进行分析，结果表明可能是由于进一步发生氧化、还原和缩合反应所致。
目前常用的氯霉素制剂主要是氯霉素滴眼液，处方有多种，其中氯霉素的硼酸-硼砂缓冲液的pH为6.4，其有效期为9个月，如调整缓冲剂用量，使pH由原来的6.4降到5.8，可使本制剂稳定性提高。氯霉素溶液可用100℃、30分钟灭菌，水解约3%～4%，以同样时间115℃热压灭菌，水解达15%，故不宜采用。
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