Uma visão mais profunda da pirólise do ácido acetilsalicílico por meio de termogravimetria e GC-MS, parte 1

Introdução

Na farmácia, dificilmente existe um ingrediente ativo sobre o qual se tenha escrito mais do que sobre o ácido acetilsalicílico (ou ASA; nos países de língua inglesa, até mesmo o nome comercial Aspirin™ é frequentemente usado como sinônimo). Sua história de sucesso começou no final do século 19, quando o Dr. Felix Hoffmann sintetizou a substância nos laboratórios da BAYER pela primeira vez sem impurezas. Atualmente, ainda é um dos produtos farmacêuticos mais populares usados em uma ampla faixa terapêutica. Pertence ao grupo dos antiinflamatórios não esteroidais (AINEs) e é indicado para o tratamento de dor, febre e inflamação. Além disso, é usado para prevenir a recorrência de ataques cardíacos ou derrames em pacientes de alto risco. Em 1977, o AAS foi adicionado como analgésico à "lista de medicamentos essenciais" da OMS (Organização Mundial da Saúde). [1]

Esta é uma das quatro notas de aplicação que examinam com mais detalhes o comportamento térmico do ácido acetilsalicílico: Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. Decomposição em diferentes atmosferas de gás, cinética 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 as espécies de gás resultantes. [2, 3, 4]


Tabela 1: Parâmetros de medição da STA

Parâmetro

Ácido acetilsalicílico

Massa da amostra

4.96 mg

Atmosfera

Hélio

Cadinho

Al2O3, 85 μl, aberto

Programa de temperatura

RT a 50 °C, 10 K/min

Taxa de fluxo

100 ml/min

Suporte de amostra

TGA, Tipo S

Resultados e discussão

Para a investigação da Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição térmica do ácido acetilsalicílico, foram realizadas medições termogravimétricas (TGA) com o equipamento NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® , acoplado a um sistema GC-MS (cromatógrafo a gás Agilent 8890 e Agilent 5975 MSD). Gases inertes, como o hélio, foram usados como atmosfera de gás de purga. As informações detalhadas sobre as condições de medição estão resumidas na tabela 1.

A PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise do ácido acetilsalicílico apresenta duas etapas de perda de massa (veja a figura 1). A primeira perda de massa de 66,4% está relacionada a um pico na taxa de perda de massa (DTG) a 170°C. A segunda etapa de perda de massa é de 33,4% com um pico na curva DTG a 327°C.

Para fornecer informações sobre os produtos de PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise, o acoplamento TGA-GC-MS foi usado para separar a mistura complexa de gases e identificar os diferentes componentes. Os parâmetros de medição para GC-MS estão descritos na tabela 2.

1) Perda de massa dependente da temperatura (TGA) e taxa de perda de massa (DTG) do ácido acetilsalicílico em uma atmosfera de hélio

Tabela 2: Parâmetros de medição GC-MS

Parâmetro

Modo de armadilha criogênica

Coluna

Agilent HP-5ms

Comprimento da coluna

30 m

Diâmetro da coluna

0.25 mm

Armadilha criogênica

-50°C, 45 min

Temperatura da coluna

40°C, isoterma, 48 min

40°C a 300°C, 15 K/min

Atmosfera de gás

He

Fluxo da coluna (divisão)

2 ml/min (5:1)

Válvula

A cada 1 minuto

Os gases liberados foram amostrados a cada minuto no cryo trap. Após a execução termogravimétrica, a armadilha criogênica foi aquecida de -50°C a 300°C a uma taxa de aquecimento de 300 K/min para vaporizar os compostos condensados e deixá-los se separar na coluna de GC (que foi aquecida a 15 K/min). Esse método aumenta a concentração de produtos secundários e permite uma excelente separação. A corrente total de íons resultante é exibida na figura 2. A comparação dos espectros MS detectados para cada pico com a lista do NIST libraproduz vários compostos com excelente qualidade de acerto. Exemplos de identificação são mostrados para os picos com um tempo de retenção de 59,31 min e 60,89 min nas figuras 3 e 4. Além do ácido acético, do fenol, do ácido salicílico e do ácido acetilsalicílico, também foram encontrados oligômeros cíclicos do ácido 2-hidroxibenzóico, conforme indicado na literatura. Essa análise revela que a Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição e a evaporação ocorrem simultaneamente e, além disso, explica por que as duas etapas de perda de massa não são separadas.

2) Cromatograma dos 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 evoluídos do ácido acetilsalicílico coletados pela armadilha criogênica

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Tempo de retenção [min]

Nome

Qualidade de acerto
49.89

Ácido acético

91
55.58

Fenol

96
56.63

Éster fenílico do ácido acético

90
59.31

ácido 2-hidroxibenzóico (= ácido salicílico)

97
60.89

Ácido acetilsalicílico

81
62.94

Salicilato de fenila

95
63.84

Xantona

97
64.79

6H,12H-Dibenzo[b,f][1,5]dioxocin-6,12-dione

(dímero do ácido 2-hidroxibenzóico)

64
71.02

2,10,18-Trioxatetracyclo[18.4.0.0(4,9).0(12,17)]

tetracosa-1(24),4,6,8,12,14,16,20,22-nonaene-3,11,

19-triona (trímero do ácido 2-hidroxibenzóico)

90
3) Espectro medido em 59,31 min (vermelho, parte superior) em comparação com o espectro library do ácido 2-hidroxibenzóico (azul, parte inferior)
4) Espectro medido a 60,89 min (vermelho, parte superior) em comparação com o espectro de aspirina libra(ácido acetilsalicílico, azul, parte inferior)

Conclusão

A combinação de termogravimetria e GC-MS (cromatografia gasosa/espectrometria de massa) é uma técnica poderosa para obter insights profundos sobre os processos de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição térmica e os gases resultantes liberados. A decomposição térmica do ácido acetilsalicílico em uma atmosfera de hélio resulta em uma mistura de gás complexa de pelo menos nove compostos diferentes liberados. Estudos anteriores por TGA-FT-IR (espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier acoplada a uma termobalança) mostraram que a primeira etapa de perda de massa libera ácido acético e ácido salicílico, enquanto a segunda etapa de perda de massa é o resultado de uma Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. reação de decomposição complexa. A capacidade do GC-MS começa onde o FT-IR atinge suas limitações e fornece percepções muito mais profundas sobre misturas de gases liberados simultaneamente. A TGA-GCMS é capaz de separá-los e identificá-los.

Literature

  1. [1]
    www.bayer.com/en/products/aspirin
  2. [2]
    AN 209 - Informações mais detalhadas sobre a PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise do ácido acetilsalicílico por meio de análise cinética, parte 2
  3. [3]
    AN 210 - Insights mais profundos sobre a PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise doácido acetilsalicílicopor meio de medições termogravimétricasem várias atmosferas gasosas, parte 3
  4. [4]
    AN 211 - Insights mais profundos sobre a PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise doácido acetilsalicílico por meio de termogravimetria e espectrometria demassa , parte 4
  5. [5]
    Gregory T. Long, Sergey Vyazovkin, Nicoleigh Gamble, Charles A. Wight, Journal of Pharmaceutical Sciences, Vol. 91, No. 3, March 2002
  6. [6]
    AN 136 - Sobre o comportamento térmico do ácido acetilsalicílico e da aspirina