はじめに
はじめに 薬学において、アセチルサリチル酸（略してASA。英語圏ではAspirin™という商品名さえ、同義語として使われることが多い）ほど多くのことが書かれている有効成分はほとんどない。そのサクセスストーリーは、19世紀末にフェリックス・ホフマン博士がバイエル薬品の研究所で初めて不純物を含まない物質を合成したときに始まった。現在でも、幅広い治療分野で使用されている最も人気のある医薬品のひとつである。非ステロイド性抗炎症薬（NSAIDs）のグループに属し、疼痛、発熱、炎症の治療に適応される。また、リスクの高い患者の心臓発作や脳卒中の再発予防にも用いられる。1977年、ASAはWHO（世界保健機関）の「必須医薬品リスト」に鎮痛薬として追加された。[1]
本書は、アセチルサリチル酸の熱挙動をより詳しく調べた4つのアプリケーションノートのうちの1つです：異なるガス雰囲気での分解、分解速度論、および結果として生じるガス種。[2, 3, 4]
結果と考察
アセチルサリチル酸の熱分解を調べるため、NETZSCH STA 449F3 Jupiter® を用い、GC-MSシステム（Agilent 8890ガスクロマトグラフおよびAgilent 5975 MSD）に接続して熱重量測定（TGA）を行った。パージガス雰囲気には、ヘリウムなどの不活性ガスを使用した。測定条件の詳細は表1にまとめた。
表1：STA測定パラメータ
| パラメータ | アセチルサリチル酸 |
|---|---|
| サンプル質量 | 4.96 mg |
| 雰囲気 | ヘリウム |
| るつぼ | Al2O3、85 µl、オープン |
| 温度プログラム | RT～50 °C、10 K/分 |
| 流量 | 100 ml/分 |
| 試料ホルダー | TGA、タイプS |
アセチルサリチル酸の熱分解は2段階の質量減少を示す（図1参照）。最初の質量損失は66.4%で、170℃の質量損失率（DTG）のピークに関連している。2つ目の質量損失は33.4%で、327℃のDTG曲線にピークがある。
熱分解生成物に関する知見を得るために、TGA-GC-MSカップリングを使用して、複雑な混合ガスを分離し、異なる成分を同定した。GC-MSの測定パラメータを表2に示す。
表2：GC-MS測定パラメータ
| パラメータ | クライオトラッピングモード |
|---|---|
| カラム | Agilent HP-5ms |
| カラム長 | 30 m |
| カラム直径 | 0.25 mm |
| クライオトラップ | -50℃、45分 |
| カラム径 | 40℃、等温、48分 40℃～300℃、15K/分 |
| ガス雰囲気 | He |
| カラムフロー（スプリット） | 2 ml/分（5:1） |
| バルブ | 1分毎 |
放出されたガスはクライオトラップで1分ごとにサンプリングされた。熱重量測定後、クライオトラップを-50℃から300℃まで300K/分の昇温速度で加熱し、凝縮化合物を気化させてGCカラム（15K/分で加熱）上で分離させた。この方法により、副生成物の濃度が高くなり、優れた分離が可能になる。得られた全イオン電流を図2に示す。各ピークで検出されたMSスペクトルをNISTライブラリーと比較すると、優れたヒット品質を持つ化合物が多数得られました。同定例を図3と図4に保持時間59.31分と60.89分のピークについて示します。酢酸、フェノール、サリチル酸、アセチルサリチル酸のほか、文献に記載されている2-ヒドロキシ安息香酸の環状オリゴマーも検出された。この分析から、分解と蒸発が同時に起こることが明らかになり、さらに2つの質量損失ステップが分離されない理由も説明された。
蔵書検索
| 保持時間 [分］ | 名前 | ヒット率 |
| 49.89 | 酢酸 | 91 |
| 55.58 | フェノール | 96 |
| 56.63 | 酢酸フェニルエステル | 90 |
| 59.31 | 2-ヒドロキシ安息香酸（＝サリチル酸） | 97 |
| 60.89 | アセチルサリチル酸 | 81 |
| 62.94 | サリチル酸フェニル | 95 |
| 63.84 | キサントン | 97 |
| 64.79 | 6H,12H-Dibenzo[b,f][1,5]dioxocin-6,12-dione (2-ヒドロキシ安息香酸の二量体） | 64 |
| 71.02 | 2,10,18-トリオキサテトラシクロ[18.4.0.0(4,9).0(12,17)]テトラコサ-1(24),4,6,8,12,14,16,20,22-ノネン-3,11,19-トリオン (2-ヒドロキシ安息香酸の三量体) | 90 |
結論
熱重量測定とGC-MS（ガスクロマトグラフィー/質量分析）の組み合わせは、熱分解プロセスとその結果放出されるガスについて深い洞察を得るための強力な技術手法である。ヘリウム雰囲気中でのアセチルサリチル酸の熱分解では、少なくとも9種類の化合物が放出される複雑な混合ガスが発生する。TGA-FT-IR（熱天秤と連動したフーリエ変換赤外分光法）による以前の研究では、最初の質量放出ステップでは酢酸とサリチル酸が放出されるのに対し、2番目の質量放出ステップでは複雑な分解反応の結果であることが示された。GC-MSの能力は、FT-IRが限界に達したところから始まり、同時に放出されるガスの混合物についてより深い洞察を提供する。TGA-GC-MSは、ガスの分離と同定の両方が可能です。