Въведение
Във фармацията едва ли има активна съставка, за която да е писано повече от ацетилсалициловата киселина (или накратко ASA; в англо- и немскоговорящите страни търговското наименование Aspirin™ често се използва дори като синоним). Историята на нейния успех започва в края на XIX век, когато д-р Феликс Хофман за първи път синтезира веществото в лабораториите на BAYER без примеси. В днешно време то все още е един от най-популярните фармацевтични продукти, използван в широк терапевтичен диапазон. Той принадлежи към групата на нестероидните противовъзпалителни средства (НСПВС) и е показан за лечение на болка, треска и възпаление. Освен това се използва за предотвратяване на повторна поява на инфаркт или инсулт при високорискови пациенти. През 1977 г. ASA е добавен като аналгетик в "списъка на основните лекарства" на СЗО (Световната здравна организация). [1]
Това е последната от четирите бележки по приложението, които разглеждат по-подробно термичното поведение на ацетилсалициловата киселина; първите три разглеждат разлагането в различни газови атмосфери, кинетиката на разлагането и получените газови видове [2, 3, 4].
Експериментален
За изследване на термичното разлагане на ацетилсалициловата киселина бяха проведени термогравиметрични измервания (TGA) с NETZSCH TG 209 Libra® в хелиева атмосфера. За поддържаща интерпретация термоанализаторът беше допълнително свързан с 403 Aëolos® квадруполен масспектрометър. Точните условия на измерване са описани подробно в таблица 1.
Таблица 1: Параметри на измерването
| Параметър | Ацетилсалицилова киселина |
|---|---|
| Анализатор | TG 209 Libra® с QMS 403 Aëolos® |
| Държач за проба | TGA, тип S |
| Тигел | Al2O3, 85 μl, отворен |
| Маса на пробата | 8.35 mg |
| Температурна програма | RT до 500°C, скорост на нагряване: 10 K/min |
| Атмосфера | Хелий* (100 ml/min) |
*В тази работа хелиевата атмосфера е в съответствие с измерванията, включени в предишните бележки за приложение 208, 209 и 210 (част 1 до 3).
Резултати от измерванията и обсъждане
Пиролизата на ацетилсалициловата киселина показва два етапа на загуба на маса (фигура 1). Първата стъпка на загуба на маса от 66,4 % е свързана с пик в скоростта на загуба на маса (DTG) при 170 °С. Втората стъпка на загуба на маса възлиза на 33,4 % с пик в кривата на DTG при 327 °C.
Свързването на масспектрометъра, използвано за получаване на по-задълбочена представа за пиролизата на ацетилсалицилова киселина, показва сложен профил на изхвърляне на газове в двата етапа на загуба на маса (фигура 2). За по-подробно разглеждане масовите спектри от съответните стъпки бяха извлечени и подложени на сравнение с базата данни "NIST MS Library".
Анализът на базата данни на първата стъпка на загуба на маса показва главно припокриващо се освобождаване на ацетилова киселина и салицилова киселина, което показва разграждане на ацетиловата функционалност на ацетилсалициловата киселина (фигура 3). Заедно с двата основни продукта на изпускане в спектъра са представени и по-високи масови числа (> 138 u), които могат да се припишат на димера на салициловата киселина. Освен това не може да се изключи възможността за частично изпаряване на неразложената ацетилсалицилова киселина в рамките на първата стъпка на загуба на маса, тъй като всички основни маси от спектъра на ацетилсалициловата киселина (43, 60, 92, 120, 138 u) се припокриват от споменатите по-горе продукти на разпадане.
Вторият етап на загуба на маса е доминиран главно от освобождаването на димера на салициловата киселина. Особено в долния масов диапазон (< 60u) обаче могат да се видят разлики със спектъра от базата данни, което показва освобождаване на допълнителни газови видове (фигура 4).
Благодарение на откритите продукти на изхвърляне на газове може да се състави зависим от температурата поглед върху поведението на изхвърляне на газове. За тази цел бяха избрани специфичните масови числа на отделните продукти на изпускане и бяха нанесени в сравнение с кривата на загуба на маса (фигура 5). Съответното представяне илюстрира припокриването на термичното разграждане на ацетилсалициловата киселина и изпарението на салициловата киселина, образувана като продукт на разграждането в рамките на първата стъпка на загуба на маса. Става ясно също така, че образуването и изпарението на олигомерите на салициловата киселина започва още в същия температурен диапазон и е доминиращият процес на разграждане в следващия температурен ход.
Резюме
Комбинацията от термогравиметрия и масспектрометрия е мощен инструмент за получаване на задълбочена представа за процесите на термично разлагане и отделяните газове. Свързването с масспектрометър позволява да се направи преглед на зависимите от температурата продукти на изхвърляне на газове, който е с подобно високо качество като метода на комбиниране на термогравиметрия с инфрачервена спектроскопия. Поради по-специфичния характер на масовите спектри обаче свързването с масспектрометър позволява да се направят по-точни заключения по отношение на отделяните газови видове.
В обобщение, термичното разлагане на ацетилсалициловата киселина в хелиева атмосфера протича в двуетапен процес, състоящ се от отделяне на ацетилната функционалност и свързаното с това освобождаване на оцетна киселина, както и от изпаряване на салициловата киселина под формата на олигомер (напр. димер). Газово-аналитичният преглед на съответните етапи на загуба на маса показва частично припокриване на двата процеса поради едновременното освобождаване на оцетна и салицилова киселина в рамките на първия етап на загуба на маса.
Подробният анализ на получените MS спектри показва, че не всички продукти на изпускане могат да бъдат достъпни чрез директно свързване на TGA с масспектрометър. По този начин, особено при втората стъпка на загуба, е възможно да се присвоят ясно само части от наблюдаваните масови числа. Комбинацията от газова хроматография и масспектрометрия (GC-MS) обаче, както вече беше показано в част 3 на тази поредица от приложни бележки, разполага с още по-специализирана методика за свързване, която е специално разработена за този вид задачи [4].