Introduction
En pharmacie, il n'y a guère de principe actif sur lequel on ait plus écrit que l'acide acétylsalicylique (ou ASA en abrégé ; dans les pays anglophones et germanophones, le nom de marque Aspirin™ est même souvent utilisé comme synonyme). Son histoire à succès a commencé à la fin du 19e siècle, lorsque le Dr Felix Hoffmann a synthétisé la substance dans les laboratoires BAYER pour la première fois sans impuretés. De nos jours, il est toujours l'un des produits pharmaceutiques les plus populaires, utilisé dans une large gamme thérapeutique. Il appartient au groupe des anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS) et est indiqué pour le traitement de la douleur, de la fièvre et de l'inflammation. Il est également utilisé pour prévenir la récurrence d'une crise cardiaque ou d'un accident vasculaire cérébral chez les patients à haut risque. En 1977, l'AAS a été ajouté en tant qu'analgésique à la "liste des médicaments essentiels" de l'OMS (Organisation mondiale de la santé)[1]. [1]
Il s'agit de la dernière des quatre notes d'application qui examinent plus en détail le comportement thermique de l'acide acétylsalicylique ; les trois premières portaient sur la décomposition dans différentes atmosphères gazeuses, la cinétique de décomposition et les espèces gazeuses résultantes [2, 3, 4].
Expérimental
Pour l'étude de la décomposition thermique de l'acide acétylsalicylique, des mesures thermogravimétriques (TGA) ont été effectuées avec le TG 209 Libra® de NETZSCH sous une atmosphère d'hélium. Pour faciliter l'interprétation, l'analyseur thermique a été couplé à un spectromètre de masse quadripolaire 403 Aëolos®. Les conditions de mesure exactes sont détaillées dans le tableau 1.
Tableau 1 : Paramètres de mesure
| Paramètres | Acide acétylsalicylique |
|---|---|
| Analyseur | TG 209 Libra® avec QMS 403 Aëolos® |
| Porte-échantillon | TGA, type S |
| Creuset | Al2O3, 85 μl, ouvert |
| Masse de l'échantillon | 8.35 mg |
| Programme de température | RT à 500°C, vitesse de chauffage : 10 K/min |
| Atmosphère | Hélium* (100 ml/min) |
*Dans ce travail, une atmosphère d'hélium était conforme aux mesures incluses dans les précédentes notes d'application 208, 209 et 210 (parties 1 à 3).
Résultats des mesures et discussion
La PyrolyseLa pyrolyse est la décomposition thermique de composés organiques dans une atmosphère inerte.pyrolyse de l'acide acétylsalicylique présente deux étapes de perte de masse (figure 1). La première étape de perte de masse de 66,4 % est associée à un pic dans le taux de perte de masse (DTG) à 170 °C. La seconde étape de perte de masse s'élève à 33,4 % avec un pic dans la courbe DTG à 327 °C. La seconde étape de perte de masse s'élève à 33,4 % avec un pic dans la courbe DTG à 327°C.
Le couplage du spectromètre de masse utilisé pour mieux comprendre la PyrolyseLa pyrolyse est la décomposition thermique de composés organiques dans une atmosphère inerte.pyrolyse de l'acide acétylsalicylique montre un profil complexe de dégazage dans les deux étapes de perte de masse (figure 2). Pour un examen plus approfondi, les spectres de masse des étapes respectives ont été extraits et soumis à une comparaison de base de données avec la "NIST MS Library".
L'analyse de la base de données de la première étape de perte de masse montre principalement une libération chevauchante d'acide acétylique et d'acide salicylique, indiquant la dégradation de la fonctionnalité acétyle de l'acide acétylsalicylique (figure 3). Outre les deux principaux produits de dégazage, des nombres de masse plus élevés (> 138 u) sont également représentés dans le spectre, ce qui peut être attribué au dimère de l'acide salicylique. En outre, l'évaporation partielle de l'acide acétylsalicylique non décomposé au cours de la première étape de perte de masse ne peut être exclue, car toutes les masses principales du spectre de l'acide acétylsalicylique (43, 60, 92, 120, 138 u) sont recouvertes par les produits de décomposition susmentionnés.
La deuxième étape de perte de masse est principalement dominée par la libération du dimère de l'acide salicylique. Cependant, des différences par rapport au spectre de la base de données peuvent être observées, en particulier dans la plage de masse inférieure (< 60u), ce qui indique la libération d'autres espèces gazeuses (figure 4).
Grâce aux produits de dégazage détectés, il est possible d'obtenir une vue du comportement de dégazage en fonction de la température. À cette fin, les nombres de masse spécifiques des produits de dégazage individuels ont été sélectionnés et représentés en comparaison avec la courbe de perte de masse (figure 5). La représentation correspondante illustre le chevauchement de la dégradation thermique de l'acide acétylsalicylique et de l'évaporation de l'acide salicylique formé comme produit de décomposition au cours de la première étape de perte de masse. Il devient également évident que la formation et l'évaporation des oligomères de l'acide salicylique commencent déjà dans la même plage de température et constituent le processus de dégradation dominant dans l'évolution de la température suivante.
Résumé
La combinaison de la thermogravimétrie et de la spectrométrie de masse est un outil puissant pour obtenir une connaissance approfondie des processus de décomposition thermique et des gaz libérés. Le couplage avec un spectromètre de masse permet d'obtenir une vue d'ensemble des produits de dégazage en fonction de la température, d'une qualité similaire à celle de la méthode combinant la thermogravimétrie et la spectroscopie infrarouge. En raison du caractère plus spécifique des spectres de masse, le couplage avec un spectromètre de masse permet toutefois de tirer des conclusions plus précises en ce qui concerne les espèces gazeuses libérées.
En résumé, la décomposition thermique de l'acide acétylsalicylique dans une atmosphère d'hélium se produit dans un processus en deux étapes composé de la séparation de la fonctionnalité acétyle et de la libération associée d'acide acétique, ainsi que de l'évaporation de l'acide salicylique sous forme d'oligomère (par exemple, dimère). Une analyse de gaz des étapes de perte de masse respectives a mis en évidence un chevauchement partiel des deux processus en raison de la libération simultanée de l'acide acétique et de l'acide salicylique au cours de la première étape de perte de masse.
L'analyse détaillée des spectres MS obtenus suggère que le couplage direct de l'ATG à un spectromètre de masse ne permet pas d'accéder à tous les produits de dégazage. Ainsi, en particulier lors de la deuxième étape de perte, il n'a été possible d'attribuer clairement qu'une partie des nombres de masse observés. Cependant, la combinaison de la chromatographie en phase gazeuse et de la spectrométrie de masse (GC-MS), comme nous l'avons déjà montré dans la partie 3 de cette série de notes d'application, présente une méthodologie de couplage encore plus spécialisée, qui a été spécialement développée pour ce type de tâche [4].