Introduktion
Inden for farmaci er der næppe nogen aktiv ingrediens, der er blevet skrevet mere om end acetylsalicylsyre (eller ASA i forkortet form; i engelsk- og tysktalende lande bruges mærkenavnet Aspirin™ endda ofte som synonym). Dens succeshistorie begyndte i slutningen af det 19. århundrede, da Dr. Felix Hoffmann syntetiserede stoffet i BAYERs laboratorier for første gang uden urenheder. I dag er det stadig et af de mest populære lægemidler, der anvendes i et bredt terapeutisk spektrum. Det hører til gruppen af ikke-steroide antiinflammatoriske lægemidler (NSAID) og er indiceret til behandling af smerter, feber og betændelse. Desuden bruges det til at forebygge tilbagefald af hjerteanfald eller slagtilfælde hos højrisikopatienter. I 1977 blev ASA tilføjet som et smertestillende middel til WHO's (Verdenssundhedsorganisationen) liste over "essentielle lægemidler". [1]
Dette er den sidste af fire applikationsnoter, der mere detaljeret undersøger acetylsalicylsyres termiske opførsel; de første tre omhandlede NedbrydningsreaktionEn nedbrydningsreaktion er en termisk induceret reaktion af en kemisk forbindelse, der danner faste og/eller gasformige produkter. nedbrydning i forskellige gasatmosfærer, nedbrydningskinetik og de resulterende gasarter [2, 3, 4].
Eksperimentel
Til undersøgelse af den termiske NedbrydningsreaktionEn nedbrydningsreaktion er en termisk induceret reaktion af en kemisk forbindelse, der danner faste og/eller gasformige produkter. nedbrydning af acetylsalicylsyre blev der udført termogravimetriske målinger (TGA) med NETZSCH TG 209 Libra® under en heliumatmosfære. For at understøtte fortolkningen blev den termiske analysator desuden koblet sammen med et 403 Aëolos® quadrupol-massespektrometer. De nøjagtige målebetingelser er beskrevet i tabel 1.
Tabel 1: Måleparameter
| Parameter | Acetylsalicylsyre |
|---|---|
| Analysator | TG 209 Libra® med QMS 403 Aëolos® |
| Prøveholder | TGA, type S |
| Smeltedigel | Al2O3, 85 μl, åben |
| Masse af prøve | 8.35 mg |
| Temperaturprogram | RT til 500°C, opvarmningshastighed: 10 K/min |
| Atmosfære | Helium* (100 ml/min) |
*I dette arbejde var en heliumatmosfære i overensstemmelse med målingerne i de tidligere Application Notes 208, 209 og 210 (del 1 til 3).
Måleresultater og diskussion
Pyrolysen af acetylsalicylsyre udviser to massetabstrin (figur 1). Det første massetabstrin på 66,4 % er forbundet med en top i massetabshastigheden (DTG) ved 170 °C. Det andet massetabstrin udgør 33,4 % med en top i DTG-kurven ved 327 °C.
Massespektrometerkoblingen, der blev brugt til at få dybere indsigt i pyrolysen af acetylsalicylsyre, viser en kompleks profil for afgasning i de to massetabstrin (figur 2). Til nærmere undersøgelse blev massespektrene for de respektive trin uddraget og underkastet en databasesammenligning med "NIST MS Library".
Databaseanalyse af det første massetabstrin viser hovedsageligt en overlappende frigivelse af acetylsyre og salicylsyre, hvilket indikerer NedbrydningsreaktionEn nedbrydningsreaktion er en termisk induceret reaktion af en kemisk forbindelse, der danner faste og/eller gasformige produkter. nedbrydning af acetylfunktionaliteten i acetylsalicylsyre (figur 3). Sammen med de to vigtigste afgasningsprodukter er højere massetal (> 138 u) også repræsenteret i spektret, hvilket kan tilskrives dimeren af salicylsyre. Derudover kan delvis FordampningFordampning af et grundstof eller en forbindelse er en faseovergang fra væskefase til damp. Der findes to typer fordampning: fordampning og kogning.fordampning af den ukomponerede acetylsalicylsyre i det første massetabstrin ikke udelukkes som en mulighed, da alle hovedmasserne i acetylsalicylsyrespektret (43, 60, 92, 120, 138 u) overlappes af de tidligere nævnte nedbrydningsprodukter.
Det andet massetabstrin er hovedsageligt domineret af frigivelsen af dimeren af salicylsyre. Især i det lavere masseområde (< 60u) kan der dog ses forskelle i forhold til databasespektret, hvilket indikerer en frigivelse af yderligere gasarter (figur 4).
På grund af de registrerede afgasningsprodukter kan der udarbejdes en temperaturafhængig oversigt over afgasningsadfærden. Til dette formål blev specifikke massetal for de enkelte afgasningsprodukter udvalgt og plottet i sammenligning med massetabskurven (figur 5). Den tilsvarende præsentation illustrerer overlapning af den termiske NedbrydningsreaktionEn nedbrydningsreaktion er en termisk induceret reaktion af en kemisk forbindelse, der danner faste og/eller gasformige produkter. nedbrydning af acetylsalicylsyre og FordampningFordampning af et grundstof eller en forbindelse er en faseovergang fra væskefase til damp. Der findes to typer fordampning: fordampning og kogning.fordampning af salicylsyre, der dannes som et nedbrydningsprodukt i det første massetabstrin. Det bliver også tydeligt, at dannelsen og fordampningen af oligomerer af salicylsyre allerede starter i det samme temperaturområde og er den dominerende nedbrydningsproces i det følgende temperaturforløb.
Sammenfatning
Kombinationen af termogravimetri og massespektrometri er et stærkt værktøj til at opnå dyb indsigt i termiske nedbrydningsprocesser og de gasser, der frigives. Kobling med et massespektrometer giver mulighed for at få et overblik over temperaturafhængige afgasningsprodukter, der er af samme høje kvalitet som metoden med at kombinere termogravimetri med infrarød spektroskopi. På grund af massespektrenes mere specifikke karakter giver koblingen med et massespektrometer dog mulighed for at drage mere præcise konklusioner med hensyn til de frigjorte gasarter.
Sammenfattende sker den termiske NedbrydningsreaktionEn nedbrydningsreaktion er en termisk induceret reaktion af en kemisk forbindelse, der danner faste og/eller gasformige produkter. nedbrydning af acetylsalicylsyre i en heliumatmosfære i en totrinsproces, der består af adskillelse af acetylfunktionaliteten og den tilhørende frigivelse af eddikesyre sammen med FordampningFordampning af et grundstof eller en forbindelse er en faseovergang fra væskefase til damp. Der findes to typer fordampning: fordampning og kogning.fordampning af salicylsyre i en oligomer form (f.eks. dimer). En gasanalytisk gennemgang af de respektive massetabstrin viste en delvis overlapning af de to processer på grund af den samtidige frigivelse af eddikesyre og salicylsyre i det første massetabstrin.
Detaljeret analyse af de opnåede MS-spektre tyder på, at ikke alle afgasningsprodukter kan nås ved hjælp af den direkte kobling af TGA til et massespektrometer. Især i det andet tabstrin var det således kun muligt klart at tildele dele af de observerede massetal. Men kombinationen af gaskromatografi og massespektrometri (GC-MS), som allerede vist i del 3 af denne serie af applikationsnoter, har en endnu mere specialiseret koblingsmetode, som blev udviklet specielt til denne type opgave [4].