Comportement thermique de l'acide acétylsalicylique et de l'Aspirine®

Introduction

Les cultures anciennes utilisaient déjà l'écorce de saule comme remède contre la fièvre et la douleur [1] ; l'érudit romain Pline l'Ancien considérait l'écorce de saule comme un médicament et les Teutons et les Celtes produisaient des extraits en cuisant l'écorce de saule, dont les ingrédients étaient chimiquement apparentés à l'acide acétylsalicylique synthétique [2]. Bien que plusieurs chimistes aient réussi à produire de la salicine et de l'acide salicylique au XIXe siècle, ce n'est qu'en 1897 que Felix Hoffmann a réussi à synthétiser de l'acide acétylsalicylique sans impuretés au siège de BAYER à Wuppertal-Elberfeld, en Allemagne. Kurt Wittauer (figure 2) a testé ce médicament sur des patients au cours des années suivantes, jusqu'à ce que BAYER (figure 1) dépose finalement le brevet correspondant en 1921. L'analgésique a commencé à connaître un succès triomphal dans le monde entier et aujourd'hui, BAYER produit plus de 50 000 tonnes d'acide acétylsalicylique par an [4].

Les médicaments contenant l'ingrédient actif acide acétylsalicylique sont disponibles sous diverses formes pharmaceutiques et sont utilisés non seulement pour leur effet analgésique, mais aussi pour leurs propriétés anti-inflammatoires, antipyrétiques et antiplaquettaires.

L'acide acétylsalicylique pur est une poudre blanche peu soluble dans l'eau, dont le Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope).point de fusion est de 136°C et qui se décompose à des températures plus élevées. Diverses méthodes d'analyse thermique, de spectroscopie infrarouge et des combinaisons des deux ont été utilisées dans ce travail pour étudier les produits de décomposition gazeux.

Méthodes et préparation

L'acide acétylsalicylique (CAS : 50-78-2) a été obtenu auprès de Sigma Aldrich avec une pureté de > 99%. Pour l'étude de la substance originale, le BRUKER TENSOR II a été utilisé pour mesurer les échantillons avec la réflexion totale atténuée (ATR). Pour la détermination du comportement de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion, le NETZSCH DSC 214 Polyma a été utilisé. Pour la caractérisation thermique des gaz libérés, une thermobalance a été couplée à un spectromètre infrarouge - le NETZSCH TG 209 F1 Libra^® au Bruker Equinox 55/S. Les conditions de mesure pour les études thermoanalytiques et spectroscopiques sont résumées dans les tableaux 1 à 3.

Tableau 1 : Conditions de mesure pour l'étude DSC de l'acide acétylsalicylique

Tableau 2 : Conditions de mesure pour l'étude thermogravimétrique d'un comprimé d'Aspirin® au moyen de la TGA-FT-IR

Tableau 3 : Conditions de mesure pour l'étude spectroscopique de l'acide acétylsalicylique (ATR)

Résultats et discussion

L'étude de l'ingrédient actif, l'acide acétylsalicylique, à l'aide de la spectroscopie FT-IR donne un spectre infrarouge à température ambiante qui est en bon accord avec le spectre de la bibliothèque (Bruker ATR-LIBPolymers-1-472-2) (figure 3). Le fabricant indique que la plage de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion de l'acide acétylsalicylique se situe entre 134°C et 136°C. L'étude par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) donne une enthalpie de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion de 178 J/g et une température d'apparition extrapolée de 138,5°C. Comme le montre clairement la figure 4, le signal de flux thermique indique le début du processus de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion de l'échantillon à des températures nettement plus basses que celles déterminées par l'évaluation standard du début extrapolé. La littérature décrit deux formes polymorphes de l'acide acétylsalicylique : La forme I avec une Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). température de fusion de 144,9°C et la forme II avec une Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). température de fusion de 135,5°C [5, 6].

Au-dessus d'environ 150°C, la dégradation thermique de l'acide acétylsalicylique commence. C'est pourquoi la thermogravimétrie (TGA) est mieux adaptée à une caractérisation plus poussée au-dessus du Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope).point de fusion (figure 5).

Pour caractériser la dégradation thermique, un morceau de comprimé d'aspirine a été examiné à l'aide du couplage TGA-FT-IR. Bien que les résultats thermogravimétriques entre 150°C et 450°C montrent une réaction de dégradation thermique en deux étapes et que les quantités de gaz libérés puissent être quantifiées, il n'est pas possible de déterminer quels gaz sont responsables de la perte de masse détectée sans analyse spectroscopique. Si l'on effectue une mesure où la thermobalance est couplée à un spectromètre infrarouge, la phase gazeuse peut être étudiée en continu pendant toute la durée de la mesure. Tous les spectres infrarouges sont présentés dans un arrangement tridimensionnel, à l'échelle de la température, dans la figure 6. Les résultats de la mesure thermogravimétrique sont également visibles dans la partie arrière gauche.

Si des spectres individuels sont extraits de cette présentation aux températures présentant les intensités d'absorption les plus élevées, les gaz libérés peuvent être identifiés à l'aide de spectres de comparaison provenant de bibliothèques de phases gazeuses. Le spectre individuel de la première étape de perte de masse à 180°C, qui est caractéristique, est en très bon accord avec le spectre de l'acide acétique de la bibliothèque de phases gazeuses EPANIST (figure 7). Les flèches rouges indiquent les bandes d'absorption qui ne correspondent pas à l'acide acétique, mais qui correspondent très bien aux bandes d'absorption de l'acide salicylique (EPA-NIST). Cela permet de supposer que l'acide acétylsalicylique, comme dans l'équation de réaction 1, se dégrade thermiquement en acide salicylique et en acide acétique (équation 1). À 180°C, l'acide acétique formé est déjà gazeux, tandis que l'acide salicylique, dont le Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope).point de fusion est de 159°C, commence à s'évaporer. C'est certainement aussi la raison pour laquelle la première étape de perte de masse passe directement à l'étape suivante. La combinaison de la décomposition et de l'évaporation confirme le mécanisme de dégradation proposé par Rebeiro et al [7]. En relation avec la forme comprimé du principe actif acide acétylsalicylique, l'influence de l'humidité sur les produits de réaction de la dégradation thermique est soulignée ainsi que les additifs tels que l'amidon et le stéarate de magnésium monohydraté. Gupchup et al. soulignent toutefois que l'acide acétylsalicylique, principe actif sec, peut lui-même assurer la présence d'eau par dimérisation au sens de la condensation [8].

En comparant les deux spectres de l'acide acétique et de l'acide salicylique, on constate que les bandes d'absorption situées entre 1760 ^cm-1 et 1820 ^cm-1 ne peuvent être attribuées qu'à l'acide acétique, tandis que les bandes d'absorption situées entre 1460 ^cm-1 et 1500 ^cm-1 représentent l'acide salicylique. Si l'on calcule l'évolution de l'intensité des plages d'absorption en fonction de la température, on obtient pour chaque substance des "traces" qui sont proportionnelles aux quantités correspondantes libérées en fonction de la température.