Εισαγωγή
Στη φαρμακευτική, δεν υπάρχει σχεδόν κανένα δραστικό συστατικό για το οποίο να έχουν γραφτεί περισσότερα από το ακετυλοσαλικυλικό οξύ (ή ASA για συντομία- στις αγγλόφωνες χώρες χρησιμοποιείται συχνά ως συνώνυμο ακόμη και η εμπορική ονομασία Aspirin™). Η ιστορία της επιτυχίας του ξεκίνησε στα τέλη του 19ου αιώνα, όταν ο Dr. Felix Hoffmann συνέθεσε την ουσία στα εργαστήρια της BAYER για πρώτη φορά χωρίς προσμίξεις. Σήμερα, εξακολουθεί να είναι ένα από τα πιο δημοφιλή φαρμακευτικά προϊόντα που χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ θεραπευτικό φάσμα. Ανήκει στην ομάδα των μη στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων (ΜΣΑΦ) και ενδείκνυται για τη θεραπεία του πόνου, του πυρετού και της φλεγμονής. Επιπλέον, χρησιμοποιείται για την πρόληψη της επανεμφάνισης καρδιακής προσβολής ή εγκεφαλικού επεισοδίου σε ασθενείς υψηλού κινδύνου. Το 1977, το ASA προστέθηκε ως αναλγητικό στον "κατάλογο βασικών φαρμάκων" του ΠΟΥ (Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας). [1]
Αυτό είναι ένα από τα τέσσερα σημειώματα εφαρμογής που εξετάζουν λεπτομερέστερα τη θερμική συμπεριφορά του ακετυλοσαλικυλικού οξέος: Διάσπαση σε διαφορετικές ατμόσφαιρες αερίων, κινητική διάσπασης και τα προκύπτοντα είδη αερίων. [2, 3, 4]
Πίνακας 1: Παράμετροι μέτρησης STA
| Παράμετρος | Ακετυλοσαλικυλικό οξύ |
| Μάζα δείγματος | 4.96 mg |
| Ατµόσφαιρα | Ήλιο |
| Χωνευτήρι | Al2O3, 85 μl, ανοικτό |
| Πρόγραμμα θερμοκρασίας | RT έως 50 °C, 10 K/min |
| Ρυθμός ροής | 100 ml/min |
| Δοχείο δείγματος | TGA, τύπος S |
Αποτελέσματα και συζήτηση
Για τη διερεύνηση της θερμικής διάσπασης του ακετυλοσαλικυλικού οξέος πραγματοποιήθηκαν θερμοβαρυμετρικές μετρήσεις (TGA) με το σύστημα NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® , συνδεδεμένο με σύστημα GC-MS (αέριος χρωματογράφος Agilent 8890 και Agilent 5975 MSD). Ως ατμόσφαιρα αερίου καθαρισμού χρησιμοποιήθηκαν αδρανή αέρια όπως ήλιο. Λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τις συνθήκες μέτρησης συνοψίζονται στον πίνακα 1.
Η πυρόλυση του ακετυλοσαλικυλικού οξέος παρουσιάζει δύο στάδια απώλειας μάζας (βλέπε σχήμα 1). Η πρώτη απώλεια μάζας 66,4% σχετίζεται με μια κορυφή στο ρυθμό απώλειας μάζας (DTG) στους 170°C. Το δεύτερο βήμα απώλειας μάζας ανέρχεται σε 33,4% με κορυφή στην καμπύλη DTG στους 327°C.
Προκειμένου να δοθεί εικόνα των προϊόντων πυρόλυσης, χρησιμοποιήθηκε η σύζευξη TGA-GC-MS για τον διαχωρισμό του πολύπλοκου μείγματος αερίων και την ταυτοποίηση των διαφόρων συστατικών. Οι παράμετροι μέτρησης για το GC-MS περιγράφονται στον πίνακα 2.
Πίνακας 2: Παράμετροι μέτρησης GC-MS
| Παράμετρος | Λειτουργία κρυοπαγίδευσης |
| Στήλη | Agilent HP-5ms |
| Μήκος στήλης | 30 m |
| Διάμετρος στήλης | 0.25 mm |
| Παγίδα κρυοπαγίδας | -50°C, 45 λεπτά |
| Θερμοκρασία στήλης | 40°C, ισόθερμη, 48 λεπτά 40°C έως 300°C, 15 K/min |
| Ατµόσφαιρα αερίου | He |
| Ροή στήλης (διαχωρισμός) | 2 ml/min (5:1) |
| Βαλβίδα | Κάθε 1 λεπτό |
Τα αέρια που απελευθερώνονται λαμβάνονταν κάθε λεπτό από την κρυοπαγίδα. Μετά τη θερμοβαρυμετρική εκτέλεση, η κρυοπαγίδα θερμάνθηκε από τους -50°C στους 300°C με ρυθμό θέρμανσης 300 K/min για να εξατμιστούν οι συμπυκνωμένες ενώσεις και να διαχωριστούν πάνω από τη στήλη GC (η οποία θερμαίνεται με 15 K/min). Η μέθοδος αυτή αυξάνει τη συγκέντρωση των πλευρικών προϊόντων και επιτρέπει τον άριστο διαχωρισμό. Το προκύπτον συνολικό ρεύμα ιόντων απεικονίζεται στο σχήμα 2. Η σύγκριση των φασμάτων MS που ανιχνεύθηκαν για κάθε κορυφή με το NIST library αποδίδει έναν αριθμό ενώσεων με εξαιρετική ποιότητα επιτυχίας. Παραδείγματα ταυτοποίησης παρουσιάζονται για τις κορυφές με χρόνο κατακράτησης 59,31 min και 60,89 min στα σχήματα 3 και 4. Εκτός από το οξικό οξύ, τη φαινόλη, το σαλικυλικό οξύ και το ακετυλοσαλικυλικό οξύ, βρέθηκαν επίσης κυκλικά ολιγομερή του 2-υδροξυβενζοϊκού οξέος όπως αναφέρεται στη βιβλιογραφία. Η ανάλυση αυτή αποκαλύπτει ότι η διάσπαση και η εξάτμιση λαμβάνουν χώρα ταυτόχρονα και εξηγεί επιπλέον γιατί τα δύο στάδια απώλειας μάζας δεν διαχωρίζονται.
Library Search
| Χρόνος κατακράτησης [min] | Όνομα | Ποιότητα επιτυχίας |
| 49.89 | Οξικό οξύ | 91 |
| 55.58 | Φαινόλη | 96 |
| 56.63 | Φαινυλεστέρας οξικού οξέος | 90 |
| 59.31 | 2-υδροξυβενζοϊκό οξύ (= σαλικυλικό οξύ) | 97 |
| 60.89 | Ακετυλοσαλικυλικό οξύ | 81 |
| 62.94 | Φαινυλοσαλικυλικό | 95 |
| 63.84 | Ξανθόνη | 97 |
| 64.79 | 6H,12H-Dibenzo[b,f][1,5]dioxocin-6,12-dione (διμερές του 2-υδροξυβενζοϊκού οξέος) | 64 |
| 71.02 | 2,10,18-Trioxatetracyclo[18.4.0.0(4,9).0(12,17)] tetracosa-1(24),4,6,8,12,14,16,20,22-nonaene-3,11, 19-τριόνη (Τριμερές του 2-υδροξυβενζοϊκού οξέος) | 90 |
Συμπέρασμα
Ο συνδυασμός θερμοβαρυμετρίας και GC-MS (αέρια χρωματογραφία/φασματομετρία μάζας) είναι μια ισχυρή τεχνική για την απόκτηση βαθιών γνώσεων σχετικά με τις διαδικασίες θερμικής αποσύνθεσης και τα αέρια που εκλύονται. Η θερμική διάσπαση του ακετυλοσαλικυλικού οξέος σε ατμόσφαιρα ηλίου έχει ως αποτέλεσμα ένα σύνθετο μίγμα αερίων με τουλάχιστον εννέα διαφορετικές ενώσεις που απελευθερώνονται. Προηγούμενες μελέτες με TGA-FT-IR (φασματοσκοπία υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier σε συνδυασμό με θερμοζυγό) έδειξαν ότι το πρώτο βήμα απώλειας μάζας απελευθερώνει οξικό οξύ και σαλικυλικό οξύ, ενώ το δεύτερο βήμα απώλειας μάζας είναι αποτέλεσμα μιας σύνθετης αντίδρασης αποσύνθεσης. Οι δυνατότητες του GC-MS ξεκινούν από εκεί που το FT-IR φτάνει στα όριά του και παρέχουν πολύ βαθύτερες γνώσεις για τα μείγματα των ταυτόχρονα απελευθερούμενων αερίων. Η TGA-GCMS είναι σε θέση να τα διαχωρίσει και να τα ταυτοποιήσει.