Johdanto
Farmasian alalla on tuskin yhtään vaikuttavaa ainetta, josta olisi kirjoitettu enemmän kuin asetyylisalisyylihaposta (tai lyhyesti ASA; englannin- ja saksankielisissä maissa käytetään usein jopa tuotemerkkiä Aspirin™ synonyyminä). Sen menestystarina alkoi 1800-luvun lopulla, kun tohtori Felix Hoffmann syntetisoi aineen BAYERin laboratorioissa ensimmäistä kertaa ilman epäpuhtauksia. Nykyään se on edelleen yksi suosituimmista lääkeaineista, jota käytetään laajalla terapeuttisella alueella. Se kuuluu ei-steroidisten tulehduskipulääkkeiden (NSAID) ryhmään, ja se on tarkoitettu kivun, kuumeen ja tulehduksen hoitoon. Lisäksi sitä käytetään sydänkohtauksen tai aivohalvauksen uusiutumisen estämiseen suuren riskin potilailla. Vuonna 1977 ASA lisättiin kipulääkkeenä WHO:n (Maailman terveysjärjestö) "välttämättömien lääkkeiden luetteloon". [1]
Tämä on viimeinen neljästä sovellusmuistiosta, joissa tarkastellaan yksityiskohtaisemmin asetyylisalisyylihapon lämpökäyttäytymistä; kolmessa ensimmäisessä käsiteltiin hajoamista erilaisissa kaasuilmakehissä, hajoamiskinetiikkaa ja syntyviä kaasulajeja [2, 3, 4].
Kokeellinen
Asetyylisalisyylihapon termisen hajoamisen tutkimiseksi tehtiin termogravimetriset mittaukset (TGA) NETZSCH TG 209 Libra® -laitteella heliumilmakehässä. Tukevaa tulkintaa varten termoanalysaattori yhdistettiin lisäksi 403 Aëolos® kvadrupolimassaspektrometriin. Tarkat mittausolosuhteet esitetään yksityiskohtaisesti taulukossa 1.
Taulukko 1: Mittausparametri
| Parametri | Asetyylisalisyylihappo |
|---|---|
| Analysaattori | TG 209 Libra® ja QMS 403 Aëolos® |
| Näytteenpidin | TGA, tyyppi S |
| Upokas | Al2O3, 85 μl, avoin |
| Näytteen massa | 8.35 mg |
| Lämpötilaohjelma | RT-500 °C, lämmitysnopeus: 10 K/min |
| Atmosfääri | Helium* (100 ml/min) |
*Tässä työssä käytettiin heliumilmakehää aiempiin sovellusohjeisiin 208, 209 ja 210 (osat 1-3) sisältyvien mittausten mukaisesti.
Mittaustulokset ja keskustelu
Asetyylisalisyylihapon pyrolyysissä on kaksi massahäviövaihetta (kuva 1). Ensimmäiseen 66,4 prosentin massahäviöön liittyy massahäviönopeuden (DTG) huippu 170 °C:ssa. Toinen massahäviö on 33,4 %, ja DTG-käyrän piikki on 327 °C:ssa.
Massaspektrometrin kytkentä, jota käytettiin syvällisemmän näkemyksen saamiseksi asetyylisalisyylihapon pyrolyysistä, osoittaa monimutkaisen profiilin kaasujen poistumiselle kahdessa massahäviövaiheessa (kuva 2). Tarkempaa tarkastelua varten kyseisten vaiheiden massaspektrit poimittiin ja niitä verrattiin tietokantaan "NIST MS Library" -tietokannan kanssa.
Tietokanta-analyysi ensimmäisestä massahäviövaiheesta osoittaa pääasiassa asetyylihapon ja salisyylihapon päällekkäistä vapautumista, mikä viittaa asetyylisalisyylihapon asetyylifunktionaalisuuden hajoamiseen (kuva 3). Kahden tärkeimmän kaasunpoistotuotteen ohella spektrissä esiintyy myös suurempia massalukuja (> 138 u), jotka voidaan liittää salisyylihapon dimeeriin. Lisäksi hajoamattoman asetyylisalisyylihapon osittaista haihtumista ensimmäisessä massahäviämisvaiheessa ei voida sulkea pois mahdollisuutena, koska kaikki asetyylisalisyylihapon spektrin päämassat (43, 60, 92, 120, 138 u) ovat päällekkäisiä aiemmin mainittujen hajoamistuotteiden kanssa.
Toista massahäviövaihetta hallitsee pääasiassa salisyylihapon dimeerin vapautuminen. Etenkin alemmalla massa-alueella (< 60u) on kuitenkin havaittavissa eroja tietokannan spektriin nähden, mikä viittaa muiden kaasulajien vapautumiseen (kuva 4).
Havaittujen kaasuuntumistuotteiden ansiosta voidaan laatia lämpötilariippuvainen kuva kaasuuntumiskäyttäytymisestä. Tätä varten valittiin yksittäisten kaasunpoistotuotteiden massaluvut ja piirrettiin ne verrattuna massahäviökäyrään (kuva 5). Vastaava esitys osoittaa, että asetyylisalisyylihapon terminen HajoamisreaktioHajoamisreaktio on kemiallisen yhdisteen lämpöreaktio, jossa muodostuu kiinteitä ja/tai kaasumaisia tuotteita. hajoaminen ja ensimmäisen massahäviövaiheen aikana hajoamistuotteena syntyneen salisyylihapon haihtuminen ovat päällekkäisiä. On myös selvää, että salisyylihapon oligomeerien muodostuminen ja haihtuminen alkaa jo samalla lämpötila-alueella ja on hallitseva hajoamisprosessi seuraavassa lämpötilakäyrässä.
Yhteenveto
Termogravimetrian ja massaspektrometrian yhdistelmä on tehokas väline, jonka avulla voidaan saada syvällinen käsitys termisistä hajoamisprosesseista ja vapautuvista kaasuista. Yhdistäminen massaspektrometriin mahdollistaa lämpötilasta riippuvaisten kaasutuotteiden tarkastelun, joka on yhtä laadukasta kuin termogravimetrian ja infrapunaspektroskopian yhdistämismenetelmä. Massaspektrien spesifisemmän luonteen vuoksi massaspektrometriin yhdistäminen mahdollistaa kuitenkin tarkempien päätelmien tekemisen vapautuvista kaasulajeista.
Yhteenvetona voidaan todeta, että asetyylisalisyylihapon terminen HajoamisreaktioHajoamisreaktio on kemiallisen yhdisteen lämpöreaktio, jossa muodostuu kiinteitä ja/tai kaasumaisia tuotteita. hajoaminen heliumilmakehässä tapahtuu kaksivaiheisena prosessina, joka koostuu asetyylifunktionaalisen osan irtoamisesta ja siihen liittyvästä etikkahapon vapautumisesta sekä oligomeerimuodossa (esim. dimeerinä) olevan salisyylihapon haihtumisesta. Kaasuanalyyttinen tarkastelu massahäviön vaiheista osoitti, että nämä kaksi prosessia olivat osittain päällekkäisiä, koska etikkahappoa ja salisyylihappoa vapautui samanaikaisesti ensimmäisessä massahäviön vaiheessa.
Saatujen MS-spektrien yksityiskohtainen analyysi viittaa siihen, että kaikkia kaasunpoistotuotteita ei voida havaita kytkemällä TGA suoraan massaspektrometriin. Näin ollen erityisesti toisessa häviämisvaiheessa oli mahdollista määrittää selvästi vain osa havaituista massaluvuista. Kaasukromatografian ja massaspektrometrian yhdistelmässä (GC-MS), kuten jo tämän sovellusmuistiosarjan osassa 3 esiteltiin, on kuitenkin vielä erikoistuneempi kytkentämenetelmä, joka on kehitetty erityisesti tämäntyyppisiä tehtäviä varten [4].