Sobre o comportamento térmico do ácido acetilsalicílico e da Aspirina®

Introdução

As primeiras culturas elevadas já usavam a casca de salgueiro como remédio para febre e dor [1]; o estudioso romano Plínio, o Velho, considerava a casca de salgueiro um medicamento, e os teutões e celtas produziam extratos cozinhando a casca de salgueiro, cujos ingredientes eram quimicamente relacionados ao ácido acetilsalicílico sintético [2]. Embora vários químicos tenham conseguido produzir salicina e ácido salicílico no século XIX, foi somente em 1897 que Felix Hoffmann conseguiu sintetizar o ácido acetilsalicílico sem impurezas na sede da BAYER em Wuppertal-Elberfeld, Alemanha. Kurt Wittauer (figura 2) testou esse medicamento em pacientes nos anos seguintes, até que a BAYER (figura 1) finalmente registrou a patente correspondente em 1921. O analgésico iniciou seu sucesso triunfante em todo o mundo e, atualmente, a BAYER produz mais de 50.000 toneladas de ácido acetilsalicílico por ano [4].

Os medicamentos que contêm o ingrediente ativo ácido acetilsalicílico estão disponíveis em várias formas farmacêuticas e são empregados não apenas devido ao seu efeito analgésico, mas também devido às suas propriedades anti-inflamatórias, antipiréticas e antiplaquetárias.

O ácido acetilsalicílico puro é um pó branco puro que é pouco solúvel em água, tem um Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica).ponto de fusão de 136°C e se decompõe em temperaturas mais altas. Vários métodos de análise térmica, espectroscopia de infravermelho e combinações dos dois foram empregados neste trabalho para investigar produtos de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição gasosa.

Métodos e preparação

O ácido acetilsalicílico (CAS: 50-78-2) foi adquirido da Sigma Aldrich com uma pureza de > 99%. Para a investigação da substância original, o BRUKER TENSOR II foi usado para medir as amostras com reflexão total atenuada (ATR). Para a determinação do comportamento de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão, foi usado o NETZSCH DSC 214 Polyma. Para a caracterização térmica dos gases liberados, uma termobalança foi acoplada a um espectrômetro de infravermelho - o NETZSCH TG 209 F1 Libra^® ao Bruker Equinox 55/S. As condições de medição para as investigações termoanalíticas e espectroscópicas estão resumidas nas tabelas 1 a 3.

Tabela 1: Condições de medição para a pesquisa de DSC do ácido acetilsalicílico

Tabela 2: Condições de medição para a investigação termogravimétrica de um comprimido de Aspirina® por meio de TGA-FT-IR

Tabela 3: Condições de medição para a investigação espectroscópica de (ATR) do ácido acetilsalicílico

Resultados e discussão

A investigação do ingrediente ativo ácido acetilsalicílico com a ajuda da espectroscopia FT-IR produz um espectro de infravermelho à temperatura ambiente que está em boa concordância com o espectro de library (Bruker ATR-LIBPolymers-1-472-2) (figura 3). A faixa de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão do ácido acetilsalicílico é indicada pelo fabricante como sendo de 134°C a 136°C. A investigação por meio da Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) fornece uma entalpia de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão de 178 J/g e uma temperatura para o início extrapolado de 138,5°C. Como também pode ser claramente observado na Figura 4, o sinal de fluxo de calor indica o início do processo de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão da amostra já em temperaturas significativamente mais baixas do que as determinadas pela avaliação em conformidade com o padrão para o início extrapolado. Na literatura, são descritas duas formas polimórficas de ácido acetilsalicílico: Forma I com uma Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). temperatura de fusão de 144,9°C e Forma II com uma Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). temperatura de fusão de 135,5°C [5, 6].

Acima de aproximadamente 150°C, começa a degradação térmica do ácido acetilsalicílico. Portanto, a termogravimetria (TGA) é mais adequada para caracterização adicional acima do Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica).ponto de fusão (Figura 5).

Para a caracterização da degradação térmica, um pedaço de um comprimido de aspirina foi investigado com a ajuda do acoplamento TGA-FT-IR. Embora os resultados termogravimétricos entre 150°C e 450°C mostrem uma reação de degradação térmica em duas etapas e as quantidades de gases liberados possam ser quantificadas, não é possível determinar quais gases são responsáveis pela perda de massa detectada sem análise espectroscópica. Se for realizada uma medição em que a termobalança é acoplada a um espectrômetro de infravermelho, a fase gasosa pode ser investigada continuamente durante toda a medição. Todos os espectros de infravermelho são apresentados em um arranjo tridimensional, em escala de temperatura, na figura 6. Os resultados da medição termogravimétrica também podem ser vistos na área traseira esquerda.

Se os espectros individuais forem extraídos dessa apresentação nas temperaturas com as maiores intensidades de absorção, os gases liberados poderão ser identificados com a ajuda de espectros de comparação da fase gasosa libraries. O espectro individual para a primeira etapa de perda de massa a 180°C, que é característico, está em ótima concordância com o espectro do ácido acético da fase gasosa do EPANIST library (figura 7). As setas vermelhas indicam bandas de absorção que não correspondem ao ácido acético, mas correspondem muito bem às bandas de absorção do ácido salicílico (EPA-NIST). Isso leva à suposição de que o ácido acetilsalicílico, como na equação de reação 1, se degrada termicamente em ácido salicílico e ácido acético (Equação 1). A 180°C, o ácido acético formado já está gasoso, enquanto o ácido salicílico, com um Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica).ponto de fusão de 159°C, começa a evaporar. Esse é certamente também o motivo pelo qual a primeira etapa de perda de massa passa diretamente para a etapa seguinte. A combinação de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição e evaporação confirma o mecanismo de degradação proposto por Rebeiro et al. [7]. Em conjunto com a forma de comprimido do ingrediente ativo ácido acetilsalicílico, a influência da umidade nos produtos de reação da degradação térmica é enfatizada juntamente com aditivos como starch e estearato de magnésio monohidratado. Gupchup et al., no entanto, apontam que o ingrediente ativo seco ácido acetilsalicílico pode, por si só, garantir a presença de água por meio da dimerização no sentido de condensação [8].

Ao comparar os dois espectros para o ácido acético e o ácido salicílico, percebe-se que as bandas de absorção na faixa entre 1760 ^cm-1 e 1820 ^cm-1 só podem ser atribuídas ao ácido acético, enquanto as bandas de absorção entre 1460 ^cm-1 e 1500 ^cm-1 representam o ácido salicílico. Se o curso de intensidade das faixas de absorção for calculado em função da temperatura, serão obtidos "traços" para cada substância; esses traços são proporcionais às quantidades correspondentes liberadas em função da temperatura.