はじめに
薬学において、アセチルサリチル酸（略してASA。英語圏やドイツ語圏では、Aspirin™という商品名がシノニムとして使われることさえある）以上に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りました。現在でも最も人気のある医薬品のひとつであり、幅広い治療分野で使用されている。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]
これは、アセチルサリチル酸の熱挙動をより詳細に調べた4つのアプリケーションノートの最後のもので、最初の3つは、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を扱ったものである[2、3、4]。
実験的
アセチルサリチル酸の熱分解を調べるため、ヘリウム雰囲気下、NETZSCH TG 209Libra を用いて熱重量測定（TGA）を行った。この熱分析装置には403Aëolos 四重極型質量分析計が付属している。正確な測定条件の詳細は表1に示す。
表1：測定パラメータ
| パラメータ | アセチルサリチル酸 |
|---|---|
| 分析装置 | TG 209Libra QMS 403付きAëolos® |
| 試料ホルダー | TGA、タイプS |
| るつぼ | Al2O3、85μl、オープン |
| 試料質量 | 8.35 mg |
| 温度プログラム | 常温～500℃、昇温速度10K/分 |
| 雰囲気 | ヘリウム* (100 ml/min) |
*この作業では、以前のアプリケーションノート208、209、210（パート1～3）に含まれる測定に沿ったヘリウム雰囲気が用いられた。
測定結果と考察
アセチルサリチル酸の熱分解は、2つの質量損失ステップを示す（図1）。66.4%の最初の質量減少ステップは、170℃の質量減少率（DTG）のピークと関連している。第二の質量減少ステップは33.4%で、327℃にDTG曲線のピークがある。
アセチルサリチル酸の熱分解をより深く理解するために使用した質量分析計のカップリングは、2つの質量損失ステップにおけるアウトガスの複雑なプロファイルを示している（図2）。さらに詳しく調べるために、それぞれのステップのマススペクトルを抽出し、"NIST MS Library "とのデータベース比較を行いました。
最初の質量放出ステップのデータベース分析では、主にアセチル酸とサリチル酸が重複して放出されており、アセチルサリチル酸のアセチル官能基が分解されたことを示している（図3）。2つの主なアウトガス生成物とともに、より高い質量数（> 138 u）もスペクトルに表れており、これはサリチル酸の二量体に起因すると考えられる。さらに、アセチルサリチル酸のスペクトルの主質量（43, 60, 92, 120, 138 u）はすべて、先に述べた分解生成物と重なっているため、最初の質量放出ステップで未分解のアセチルサリチル酸が部分的に蒸発した可能性も否定できない。
第二段階の質量減少は、主にサリチル酸の二量体の放出によって支配されている。しかし、特に低質量領域（< 60u）では、データベーススペクトルとの違いが見られ、これは追加のガス種の放出を示している（図4）。
検出されたアウトガス生成物により、アウトガス挙動の温度依存的な見解がまとめられる。この目的のために、個々のアウトガス生成物の特定の質量数を選択し、質量損失曲線と比較してプロットした（図5）。アセチルサリチル酸の熱分解と、最初の質量損失ステップで分解生成物として生成したサリチル酸の蒸発が重なっていることがわかる。また、サリチル酸のオリゴマーの生成と蒸発は、すでに同じ温度範囲で始まっており、次の温度経過では支配的な分解プロセスであることも明らかである。
概要
熱重量測定と質量分析の組み合わせは、熱分解プロセスと放出ガスに関する深い洞察を得るための強力なツールです。質量分析計と組み合わせることで、熱重量測定と赤外分光法を組み合わせた方法と同様に、温度依存性のあるガス放出生成物の概観を得ることができます。しかし、質量スペクトルはより特異的な性質を持つため、質量分析計と組み合わせることで、放出されたガス種に関してより正確な結論を導き出すことができる。
要約すると、ヘリウム雰囲気中でのアセチルサリチル酸の熱分解は、アセチル官能基の分離とそれに伴う酢酸の放出、およびオリゴマー形態（例えば二量体）のサリチル酸の蒸発からなる2段階のプロセスで起こる。それぞれの質量放出ステップをガス分析的に見ると、最初の質量放出ステップで酢酸とサリチル酸が同時に放出されるため、2つのプロセスが部分的に重なっていることがわかった。
得られたMSスペクトルの詳細な分析から、TGAを質量分析計に直接接続しても、すべてのアウトガス生成物にアクセスできるわけではないことが示唆された。そのため、特に第2損失ステップでは、観測された質量数の一部を明確に割り当てることしかできなかった。しかし、ガスクロマトグラフィーと質量分析計の組み合わせ（GC-MS）は、このアプリケーションノートシリーズのパート3ですでに示したように、この種のタスクのために特に開発された、さらに特殊なカップリング手法を特徴としています[4]。