Pendahuluan
Budaya tinggi awal telah menggunakan kulit pohon willow sebagai obat untuk demam dan nyeri [1]; cendekiawan Romawi, Plinius the Elder, menganggap kulit pohon willow sebagai obat dan Teuton dan Celtic menghasilkan ekstrak dengan memasak kulit pohon willow, yang bahan-bahannya secara kimiawi terkait dengan asam asetilsalisilat sintetis [2]. Meskipun berbagai ahli kimia mampu memproduksi salisin dan asam salisilat pada abad ke-19, baru pada tahun 1897 Felix Hoffmann berhasil mensintesis asam asetilsalisilat tanpa pengotor di kantor pusat BAYER di Wuppertal-Elberfeld, Jerman. Kurt Wittauer (gambar 2) menguji obat ini pada pasien pada tahun-tahun berikutnya hingga akhirnya BAYER (gambar 1) mengajukan paten yang sesuai pada tahun 1921. Obat penghilang rasa sakit ini memulai kesuksesan gemilangnya di seluruh dunia dan saat ini, BAYER memproduksi lebih dari 50.000 ton asam asetilsalisilat per tahun [4].
Obat yang mengandung bahan aktif asam asetilsalisilat tersedia dalam berbagai bentuk farmasi dan digunakan bukan hanya karena efek analgesiknya tetapi juga karena sifat anti-inflamasi, antipiretik, dan antiplatelet.
Asam asetilsalisilat murni adalah bubuk putih murni yang sulit larut dalam air, memiliki Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik).titik leleh 136 ° C dan terurai pada suhu yang lebih tinggi. Berbagai metode analisis termal, spektroskopi inframerah, dan kombinasi keduanya digunakan dalam penelitian ini untuk menyelidiki produk Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian gas.
Metode dan Persiapan
Asam asetilsalisilat (CAS: 50-78-2) diperoleh dari Sigma Aldrich dengan kemurnian > 99%. Untuk penyelidikan zat asli, BRUKER TENSOR II digunakan untuk mengukur sampel dengan pantulan total yang dilemahkan (ATR). Untuk penentuan perilaku peleburan, NETZSCH DSC 214 Polyma digunakan. Untuk karakterisasi termal gas yang dilepaskan, termobalance digabungkan ke spektrometer inframerah - NETZSCH TG 209 F1 Libra® ke Bruker Equinox 55/S. Kondisi pengukuran untuk investigasi termoanalitik dan spektroskopi dirangkum dalam tabel 1 hingga 3.
Tabel 1: Kondisi pengukuran untuk investigasi DSC asam asetilsalisilat
| Asam Asetilsalisilat | |
|---|---|
| Massa sampel | 2.08 mg |
| Bahan wadah | Aluminium, ditusuk |
| Massa wadah | 52.75 mg |
| Kisaran suhu | 25 ... 160°C |
| Tingkat pemanasan | 7 K / menit |
| Atmosfer | Nitrogen (50 ml) |
Tabel 2: Kondisi pengukuran untuk penyelidikan termogravimetri tablet Aspirin® dengan menggunakan TGA-FT-IR
| Aspirin® | |
|---|---|
| Massa sampel | 9.141 mg |
| Bahan wadah | Alumina, terbuka |
| Massa wadah | 162.75 mg |
| Kisaran suhu | 25 ... 600°C |
| Tingkat pemanasan | 10 K / menit |
| Atmosfer | Nitrogen (40 ml) |
| Pemindaian | 32 |
| Resolusi | 4 cm-1 |
| Rentang spektral | 650 - 4500 cm-1 |
Tabel 3: Kondisi pengukuran untuk penyelidikan spektroskopi (ATR) asam asetilsalisilat
| Asam asetilsalisilat | |
|---|---|
| Detektor | DTGS |
| Pemindaian | 32 |
| Resolusi | 4 cm-1 |
| Rentang spektral | 650 - 4500 cm-1 |
Hasil dan Pembahasan
Investigasi bahan aktif asam asetilsalisilat dengan bantuan spektroskopi FT-IR menghasilkan spektrum inframerah pada suhu kamar yang sesuai dengan spektrum pustaka (Bruker ATR-LIBPolymers-1-472-2) (gambar 3). Kisaran leleh asam asetilsalisilat diindikasikan oleh produsen berada pada suhu 134°C hingga 136°C. Penyelidikan dengan menggunakan Differential Scanning Calorimetry (DSC) memberikan entalpi peleburan sebesar 178 J/g dan suhu untuk onset yang diekstrapolasi sebesar 138,5°C. Seperti yang juga dapat dilihat dengan jelas dari gambar 4, sinyal aliran panas menunjukkan awal proses peleburan sampel yang sudah berada pada suhu yang jauh lebih rendah daripada yang ditentukan oleh evaluasi yang sesuai dengan standar untuk onset yang diekstrapolasi. Dalam literatur, dua bentuk polimorfik asam asetilsalisilat dijelaskan: Bentuk I dengan Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik). suhu leleh 144,9°C dan Bentuk II dengan Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik). suhu leleh 135,5°C [5, 6].
Di atas sekitar 150°C, degradasi termal asam asetilsalisilat dimulai. Oleh karena itu, termogravimetri (TGA) lebih cocok untuk karakterisasi lebih lanjut di atas Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik).titik leleh (gambar 5).
Untuk karakterisasi degradasi termal, sepotong tablet aspirin diselidiki dengan bantuan kopling TGA-FT-IR. Meskipun hasil termogravimetri antara 150°C dan 450°C menunjukkan reaksi degradasi termal dua langkah dan jumlah gas yang dilepaskan dapat diukur, namun tidak mungkin untuk menentukan gas mana yang bertanggung jawab atas kehilangan massa yang terdeteksi tanpa analisis spektroskopi. Jika seseorang melakukan pengukuran di mana termobalance digabungkan ke spektrometer inframerah, fase gas dapat diselidiki secara terus menerus selama seluruh pengukuran. Semua spektrum inframerah disajikan dalam susunan tiga dimensi, berskala suhu, pada gambar 6. Hasil pengukuran termogravimetri juga dapat dilihat di area kiri belakang.
Jika spektrum individu diekstraksi dari presentasi ini pada suhu dengan intensitas serapan tertinggi, gas yang dilepaskan dapat diidentifikasi dengan bantuan spektrum pembanding dari pustaka fase gas. Spektrum individual untuk langkah kehilangan massa pertama pada 180°C, yang merupakan karakteristik, memiliki kesesuaian yang sangat baik dengan spektrum asam asetat dari pustaka fase gas EPANIST (gambar 7). Panah merah menunjukkan pita serapan yang tidak cocok dengan asam asetat, tetapi sangat cocok dengan pita serapan untuk asam salisilat (EPA-NIST). Hal ini mengarah pada asumsi bahwa asam asetilsalisilat, seperti pada persamaan reaksi 1, terdegradasi secara termal menjadi asam salisilat dan asam asetat (Persamaan 1). Pada suhu 180°C, asam asetat yang terbentuk sudah berbentuk gas sedangkan asam salisilat, dengan Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik).titik leleh 159°C, mulai menguap. Hal ini tentunya juga menjadi alasan mengapa langkah kehilangan massa pertama langsung dilanjutkan ke langkah berikutnya. Kombinasi Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian dan PenguapanPenguapan suatu unsur atau senyawa adalah transisi fase dari fase cair ke uap. Ada dua jenis penguapan: penguapan dan pendidihan.penguapan menegaskan mekanisme degradasi yang diusulkan oleh Rebeiro dkk. [7]. Dalam hubungannya dengan bentuk tablet dari bahan aktif asam asetilsalisilat, pengaruh kelembaban pada produk reaksi degradasi termal ditekankan bersama dengan aditif seperti pati dan magnesium stearat monohidrat. Namun, Gupchup dkk., menunjukkan bahwa asam asetilsalisilat bahan aktif kering dengan sendirinya dapat memastikan keberadaan air melalui dimerisasi dalam arti kondensasi [8].
Ketika membandingkan dua spektrum untuk asam asetat dan asam salisilat, terlihat bahwa pita serapan pada kisaran antara 1760 cm-1 dan 1820 cm-1 hanya dapat dikaitkan dengan asam asetat, sedangkan pita serapan antara 1460 cm-1 dan 1500 cm-1 mewakili asam salisilat. Jika intensitas rentang serapan dihitung sebagai fungsi suhu, maka akan diperoleh "jejak" untuk setiap zat; ini sebanding dengan jumlah yang dilepaskan sebagai fungsi suhu.
(Persamaan 1)
Perbandingan jejak yang bergantung pada suhu untuk asam asetat dan asam salisilat ditunjukkan pada gambar 8 dengan jejak Gram-Schmidt (jumlah intensitas yang tidak bergantung pada panjang gelombang) dan sinyal TGA. Seperti halnya sinyal TGA, jejak Gram-Schmidt menunjukkan bahwa langkah kehilangan massa pertama melewati secara langsung dan tanpa dataran tinggi ke langkah kehilangan massa kedua. Alasan untuk ini dapat ditemukan dalam jejak kedua produk, yang menunjukkan bahwa pelepasan asam asetat dapat dideteksi hingga sekitar 300 ° C dan, sebagai tambahan, PenguapanPenguapan suatu unsur atau senyawa adalah transisi fase dari fase cair ke uap. Ada dua jenis penguapan: penguapan dan pendidihan.penguapan asam salisilat sudah dimulai pada suhu yang lebih rendah.
Seiring dengan asam salisilat, pembentukan karbon dioksida juga dapat dideteksi dengan menggunakan intensitas Proses PenyerapanPenyerapan adalah proses fisika dan kimia di mana suatu zat (biasanya gas atau cairan) terakumulasi di dalam fase lain atau pada batas fase dua fase. Tergantung pada tempat akumulasi, ada perbedaan antara absorpsi (akumulasi dalam fase) dan adsorpsi (akumulasi pada batas fase).penyerapan yang bergantung pada suhu. Hal ini dikonfirmasi oleh spektrum individu yang diekstraksi pada suhu 360°C (gambar 9).
Pada kisaran antara bilangan gelombang 2424 dan 2224, pita serapanCO2 terlihat jelas. Selain itu, ada indikasi bahwa fenol telah terbentuk. Posisi pita serapan yang paling kuat untuk fenol ditandai dengan panah merah. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa - bersamaan dengan PenguapanPenguapan suatu unsur atau senyawa adalah transisi fase dari fase cair ke uap. Ada dua jenis penguapan: penguapan dan pendidihan.penguapan asam salisilat - proses Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian juga terjadi; hal ini menunjukkan pembentukan fenol danCO2 seperti yang ditunjukkan pada persamaan 2.
(Persamaan 2)
Ringkasan
Asam asetilsalisilat diselidiki menggunakan spektroskopi FT-IR pada suhu kamar (ATR), dan spektrum FT-IR yang diperoleh digunakan untuk identifikasi melalui perbandingan dengan pustaka spektrum. DSC digunakan untuk menyelidiki perilaku peleburan. Selain itu, perilaku termal Aspirin® dikarakterisasi dengan menggunakan TGA-FT-IR. Spektra untuk gas yang dilepaskan selama perlakuan termal dibandingkan dengan pustaka fase gas untuk identifikasi produk. Dengan demikian, mekanisme degradasi yang diketahui dari literatur dapat dikonfirmasi dan juga ditunjukkan bahwa aditif yang umum digunakan dalam pembuatan tablet Aspirin® tampaknya tidak memiliki pengaruh yang dapat dideteksi terhadap pembentukan produk Reaksi penguraianReaksi penguraian adalah reaksi yang diinduksi secara termal dari senyawa kimia yang membentuk produk padat dan/atau gas. penguraian gas.