Inledning
Inom farmacin finns det knappast någon aktiv ingrediens som det skrivits mer om än acetylsalicylsyra (förkortat ASA; i engelskspråkiga länder används ofta även varumärket Aspirin™ som synonym). Dess framgångssaga började i slutet av 1800-talet när Dr. Felix Hoffmann syntetiserade substansen på BAYERs laboratorier för första gången utan föroreningar. Numera är det fortfarande ett av de mest populära läkemedlen som används inom ett brett terapeutiskt område. Det tillhör gruppen icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel (NSAID) och är indicerat för behandling av smärta, feber och inflammation. Dessutom används det för att förhindra återfall i hjärtinfarkt eller stroke hos högriskpatienter. År 1977 lades ASA till som ett smärtstillande medel på WHO:s (Världshälsoorganisationen) lista över "essentiella läkemedel". [1]
Detta är en av fyra tillämpningsanvisningar som mer i detalj undersöker acetylsalicylsyras termiska beteende: Nedbrytning i olika gasatmosfärer, nedbrytningskinetik och de resulterande gasarterna. [2, 3, 4]
Tabell 1: STA:s mätparametrar
| Parametrar | Acetylsalicylsyra |
| Provets massa | 4.96 mg |
| Atmosfär | Helium |
| Smältdegel | Al2O3, 85 μl, öppen |
| Temperaturprogram | RT till 50 °C, 10 K/min |
| Flödeshastighet | 100 ml/min |
| Provhållare | TGA, typ S |
Resultat och diskussion
För att undersöka den termiska nedbrytningen av acetylsalicylsyra utfördes termogravimetriska mätningar (TGA) med NETZSCH STA 449 F3 Jupiter® , kopplad till ett GC-MS system (Agilent 8890 gaskromatograf och Agilent 5975 MSD). Inerta gaser som helium användes som reningsgasatmosfär. Detaljerad information om mätförhållandena sammanfattas i tabell 1.
Pyrolysen av acetylsalicylsyra uppvisar två massförluststeg (se figur 1). Den första massförlusten på 66,4% är relaterad till en topp i massförlusthastigheten (DTG) vid 170°C. Det andra massförluststeget uppgår till 33,4% med en topp i DTG-kurvan vid 327°C.
För att ge en inblick i pyrolysprodukterna användes TGA-GC-MS -kopplingen för att separera den komplexa gasblandningen och för att Identify de olika komponenterna. Mätparametrarna för GC-MS beskrivs i tabell 2.
Tabell 2: GC-MS mätparametrar
| Parametrar | Kryo-fångstläge |
| Kolonn | Agilent HP-5ms |
| Kolonnens längd | 30 m |
| Kolonnens diameter | 0.25 mm |
| Kryo-fälla | -50°C, 45 min |
| Kolonnens temperatur | 40°C, isoterm, 48 min 40°C till 300°C, 15 K/min |
| Gasatmosfär | He |
| Kolonnflöde (split) | 2 ml/min (5:1) |
| Ventil | Varje 1 min |
De frigjorda gaserna provtogs varje minut i kryofällan. Efter den termogravimetriska körningen upphettades kryofällan från -50°C till 300°C med en uppvärmningshastighet på 300 K/min för att förånga de kondenserade föreningarna och låta dem separeras över GC-kolonnen (som upphettades med 15 K/min). Denna metod ökar koncentrationen av sidoprodukter och möjliggör utmärkt separation. Den resulterande totala jonströmmen visas i figur 2. Jämförelse av de detekterade MS-spektren för varje topp med NIST-biblioteket ger ett antal föreningar med utmärkt träffkvalitet. Identifieringsexempel visas för topparna med en retentionstid på 59,31 min och 60,89 min i figurerna 3 och 4. Förutom ättiksyra, fenol, salicylsyra och acetylsalicylsyra hittades också cykliska oligomerer av 2-hydroxibensoesyra som anges i litteraturen. Denna analys visar att nedbrytning och avdunstning sker samtidigt och förklarar dessutom varför de två massförluststegen inte är separerade.
Sökning i bibliotek
| Bevarandetid [min] | Namn | Kvalitet på träff |
| 49.89 | Ättiksyra | 91 |
| 55.58 | Fenol | 96 |
| 56.63 | Ättiksyra fenylester | 90 |
| 59.31 | 2-Hydroxibensoesyra (= salicylsyra) | 97 |
| 60.89 | Acetylsalicylsyra | 81 |
| 62.94 | Fenylsalicylat | 95 |
| 63.84 | Xanthon | 97 |
| 64.79 | 6H,12H-Dibenzo[b,f][1,5]dioxocin-6,12-dione (Dimer av 2-hydroxibensoesyra) | 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-trion (Trimer av 2-hydroxibensoesyra) | 90 |
Slutsats
Kombinationen av termogravimetri och GC-MS (gaskromatografi/masspektrometri) är en kraftfull teknik för att få djupa insikter i termiska nedbrytningsprocesser och de gaser som frigörs. Den termiska nedbrytningen av acetylsalicylsyra i en heliumatmosfär resulterar i en komplex gasblandning med minst nio olika föreningar som frigörs. Tidigare studier med TGA-FT-IR (Fourier transform infraröd spektroskopi kopplad till en termobalans) visade att det första massförluststeget frigör ättiksyra och salicylsyra, medan det andra massförluststeget är resultatet av en komplex NedbrytningsreaktionEn sönderdelningsreaktion är en termiskt inducerad reaktion av en kemisk förening som bildar fasta och/eller gasformiga produkter. nedbrytningsreaktion. Kapaciteten hos GC-MS börjar där FT-IR når sina begränsningar och ger mycket djupare insikter i blandningar av samtidigt frigjorda gaser. TGA-GCMS kan både separera och Identify dem.