Johdanto
Amoksisilliini (kuva 1) on aminopenisilliiniryhmään kuuluva antibiootti. Sitä käytetään bakteeri-infektioiden, kuten välikorvatulehdusten, keuhkokuumeen ja ihoinfektioiden hoitoon [2]. Tässä yhteydessä sitä mitattiin DSC:n ja TG-FT-IR avulla, jotta saataisiin tietoa eräistä sen lämpöominaisuuksista, kuten sulamispisteestä ja hajoamislämpötilasta sekä hajoamistuotteista.
Testitulokset
DSC-mittaus suoritettiin amoksisilliinitrihydraattinäytteestä (1,622 mg) DSC 204 F1 Phoenix® . Käytettiin alumiinista upokasta, jossa oli käsin lävistetty kansi (3 reikää). Näyte kuumennettiin kahdesti -80 °C:sta lämmitysnopeudella 10 K/min; ensimmäisellä kerralla 150 °C:seen ja toisella kerralla 210 °C:seen. Kahden lämmityskerran välillä näyte jäähdytettiin hallitulla nopeudella 10 K/min. Lämmitysjaksojen DSC-mittaukset on esitetty kuvassa 2.
TGA-mittausta varten näyte (4,79 mg) valmistettiin alumiinioksidia sisältävään upokkaaseen ja kuumennettiin 700 °C:seen dynaamisessa typpi-ilmakehässä nopeudella 10 K/min. TGA-käyrä on esitetty kuvassa 3.
EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.Endoterminen piikki, joka havaittiin 107 °C:ssa (DSC-käyrä, 1. lämmitys, kuva 2), liittyy 12,9 %:n massahäviöön. Tämä prosessi - joka voi liittyä haihtuvien aineiden vapautumiseen - on DSC-mittauksessa kirjattu korkeammassa lämpötilassa kuin vastaava massahäviö TGA-käyrässä. Lämpötila, jossa haihtuminen tapahtuu, riippuu siitä, onko upokkaassa kansi ja kuinka suuria reikiä upokkaan kannessa on. Koska TGA-mittauksessa ei käytetty kantta, haihtuminen tapahtuu alhaisemmassa lämpötilassa kuin DSC-mittauksessa, jossa käytetään rei'itettyä kantta.
93 °C:ssa vapautuvien tuotteiden FT-IR-spektri (kuva 4) on tyypillinen vedelle.
Amoksisilliinin moolimassa on 365,4 g/mol [2]. Tästä seuraa, että amoksisilliinitrihydraatin moolimassa on 419,4 g/mol. Näin ollen kaiken veden vapautuminen amoksisilliinitrihydraatista johtaisi teoreettisesti noin 12,9 %:n massamuutokseen. Tässä tapauksessa (kuva 3) mittaustulokset vastaavat erinomaisesti teoreettisia arvoja.
Toinen massahäviö tapahtuu 185 °C:ssa (TGA-käyrän alkamisarvo). Vastaavat FT-IR-spektrit osoittavat, että amoksisilliinin HajoamisreaktioHajoamisreaktio on kemiallisen yhdisteen lämpöreaktio, jossa muodostuu kiinteitä ja/tai kaasumaisia tuotteita. hajoaminen alkaa hiilidioksidin (kuva 5) ja ammoniakin (kuva 6) vapautumisella. Se liittyy DSC-käyrän eksotermiseen vaikutukseen. Hajoaminen jatkuu siten, että amoksisilliini menettää yli 77 prosenttia alkuperäisestä massastaan kuumennettaessa 700 °C:seen.
Kuvassa 7 esitetään 294 °C:ssa vapautuneiden aineiden FT-IR-spektri. MyösCO2:lle ja NH3:lle tyypilliset kaistat, joista on jo puhuttu, havaittiin. Näkyvissä on kuitenkin ylimääräisiä absorptiokaistoja: Kaistat välillä 3000-2800 cm-1 viittaavat -C-H-sidoksiin, kun taas kaistat välillä 1500-1800 cm-1 voivat johtua aromaattisista aineista. Alue välillä 1900-2300 cm-1 on tyypillinen kolmoissidoksille tai kaksoissidoksille X_Y_Z. [3, 4] .
Yhteenveto
DSC-mittausten avulla havaittuja vaikutuksia amoksisilliinin lämpökäsittelyn aikana ei voida selittää pelkästään DSC-tulosten tulkinnalla. Ainoastaan TGA-FT-IR-menetelmän yhdistelmällä tehdyillä lisämittauksilla voidaan vahvistaa, että 107 °C:n lämpötilassa tapahtuva DSC-vaikutus johtuu veden haihtumisesta eikä sulamisesta, mikä aiheuttaa endotermisen DSC-piikin, mutta ei massahäviötä. Veden haihtumisen jälkeen jatkuva massahäviö on seurausta hajoamisesta. Hajoamistuotteet, muun muassa hiilidioksidi ja ammoniakki, voidaan selvästi tunnistaa FT-IR:n avulla.