Introducere
În farmacie, nu există aproape niciun ingredient activ despre care să se fi scris mai mult decât despre acidul acetilsalicilic (pe scurt ASA; în țările anglofone, chiar și denumirea comercială Aspirin™ este adesea utilizată ca sinonim). Povestea sa de succes a început la sfârșitul secolului al XIX-lea, când Dr. Felix Hoffmann a sintetizat substanța în laboratoarele BAYER pentru prima dată fără impurități. În prezent, acesta este încă unul dintre cele mai populare produse farmaceutice utilizate într-o gamă terapeutică largă. Acesta aparține grupului de medicamente antiinflamatoare nesteroidiene (AINS) și este indicat pentru tratamentul durerii, febrei și inflamației. În plus, este utilizat pentru a preveni reapariția atacului de cord sau a accidentului vascular cerebral la pacienții cu risc ridicat. În 1977, AAS a fost adăugat ca analgezic pe "lista medicamentelor esențiale" a OMS (Organizația Mondială a Sănătății). [1]
Aceasta este una dintre cele patru note de aplicare care examinează în detaliu comportamentul termic al acidului acetilsalicilic: descompunerea în diferite atmosfere gazoase, cinetica descompunerii și speciile gazoase rezultate.
Tabelul 1: Parametrii de măsurare
| Parametru | Acid acetilsalicilic |
| Masa eșantionului | Aproximativ 5 mg |
| Atmosferă | Argon, azot și heliu |
| Creuzet | Al2O3, 85 μl, deschis |
| Program de temperatură | RT până la 600°C |
| Debit | 40 ml/min |
| Suport de probe | TGA, tip P |
Experimental
Materialul de probă, acidul acetilsalicilic (CAS: 50-78-2), a fost achiziționat de la Sigma Aldrich cu o puritate de > 99%. Acesta este o pulbere albă, cristalină, care există în trei modificări cristaline [2]. Forma I, cu un Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică).punct de topire de aproximativ 137°C [4], este cea mai stabilă la temperatura ambiantă și peste [3].
Experimentele de piroliză sunt de obicei efectuate într-o atmosferă de azot datorită disponibilității și prețului comparativ scăzut al acestuia. Acest lucru este reflectat și în mai multe publicații, de exemplu [5] și [6]. Pentru a răspunde la întrebarea dacă rezultatele obținute în azot pot fi generalizate și la alte atmosfere, a fost realizată o serie de experimente pentru studierea comportamentului termic al acidului acetilsalicilic în funcție de natura gazului de purjare. Pe lângă azot, alte atmosfere de gaze inerte utilizate au fost heliul și argonul. Parametrii de măsurare corespunzători sunt rezumați în tabelul 1.
Pentru caracterizarea comportamentului termic, a fost utilizat un instrument NETZSCH TG 209 F1 .
Figura 1 prezintă profilul tipic de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere în două etape a acidului acetilsalicilic, rezultat în urma încălzirii substanței într-o atmosferă de argon curgător. Prima etapă, cu o temperatură de vârf DTG de aproximativ 190°C, prezintă o pierdere de masă de 47%; a doua etapă, la 361°C (din nou temperatura de vârf DTG), prezintă aproape 53%. Cu toate acestea, între cele două etape de pierdere de masă nu apare un platou real. Prima fuzionează, mai mult sau mai puțin, în cea de-a doua. Acest lucru indică faptul că poate sunt implicate mai mult de două etape de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere. Posibilitatea ca un mecanism mai complex, cum ar fi acesta, să fie cazul aici este susținută în plus de faptul că al doilea vârf DTG are un umăr clar vizibil la aproximativ 320 °C pe panta descendentă.
Comparând situația într-o atmosferă de argon cu experimentele efectuate la viteze de încălzire identice în atmosfere de azot și heliu (figura 2), comportamentul în condiții de azot este aproximativ același ca în argon, în timp ce se schimbă semnificativ într-o atmosferă de heliu curgător. Se observă o creștere a primei etape de pierdere în masă cu aproximativ 18 puncte procentuale (de la 47% la aproape 65%) și, în consecință, o scădere a celei de-a doua etape de pierdere în masă cu aceeași valoare (de la 53% la 35%). În plus, ambele etape de pierdere în masă sunt deplasate la temperaturi ceva mai scăzute, indicate de scăderea temperaturilor vârfurilor DTG specifice (de la 4 K la 7 K pentru primul vârf DTG și de la 11 K la 15 K pentru cel de-al doilea). Acest lucru sugerează că în atmosfera de heliu se întâmplă ceva diferit față de atmosferele de argon și azot.
În literatura de specialitate, ca mecanism de piroliză a acidului acetilsalicilic este propus un mecanism în două etape cu evaporarea simultană a intermediarilor [7]. Măsurătorile efectuate de NETZSCH într-o atmosferă de azot, precum și într-o atmosferă de heliu, utilizând tehnici combinate, mai precis, TGA/STA în combinație cu FT-IR [6] și GC-MS [8], susțin această ipoteză. Acest lucru indică faptul că natura produselor de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere este independentă de atmosfera gazului.
Diferența majoră dintre toate aceste experimente este densitatea gazului de purjare utilizat (a se vedea tabelul 2). Aceasta diferă maxim cu un factor de 10.
Acest lucru sugerează că o DensitateDensitatea masică este definită ca raportul dintre masă și volum. densitate mai mare a gazului de purjare creează o contrapresiune mai mare, ceea ce duce la un transfer redus al componentelor volatile ale probei în atmosfera de gaz. Acest efect este vizibil în special atunci când se utilizează heliu, care are o DensitateDensitatea masică este definită ca raportul dintre masă și volum. densitate mult mai mică decât azotul sau argonul. Deoarece reacțiile de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere reale sunt independente de atmosfera de gaz inert din jur [10], probabil că evaporarea paralelă este cea mai afectată.
Faptul că descompunerea are loc la temperaturi ușor mai scăzute în heliu (de exemplu, vârf DTG la 183°C față de 187°C în azot și aproximativ 190°C în argon) se datorează conductivității termice mai mari a acestui gaz (a se vedea tabelul 3). În intervalul de temperatură în care radiația termică joacă doar un rol minor, proba atinge temperatura de reacție într-un gaz de purjare cu conductivitate termică mai mare ceva mai devreme.
Tabelul 2: Valorile densității la 0°C și presiune normală a diferitelor gaze de purjare
| Gaz | DensitateDensitatea masică este definită ca raportul dintre masă și volum. Densitate / (g/cm³) [9] |
| Heliu | 0.178 |
| Azot | 1.251 |
| Argon | 1.784 |
Tabelul 3: Valorile conductivității termice în condiții standard ale diferitelor gaze de purjare
| Gaz | Conductivitate termică (W/m-K) [11] |
| Heliu | 0.1567 |
| Azot | 0.0260 |
| Argon | 0.0179 |
Concluzie
Prezentul exemplu arată că atmosfera de gaz selectată poate avea un impact puternic asupra rezultatelor măsurătorilor termogravimetrice, chiar dacă gazul de purjare nu acționează ca un partener de reacție. O DensitateDensitatea masică este definită ca raportul dintre masă și volum. densitate foarte variabilă a gazului poate avea un efect asupra transferului compușilor gazoși de la suprafața probei în atmosfera gazoasă înconjurătoare - în special dacă este implicată evaporarea.