Giriş
Eski yüksek kültürler söğüt kabuğunu ateş ve ağrı için bir çare olarak zaten kullanmışlardır [1]; Romalı bilgin Yaşlı Plinius söğüt kabuğunu bir ilaç olarak görmüş ve Cermenler ve Keltler söğüt kabuğunu pişirerek, içerikleri sentetik asetilsalisilik asitle kimyasal olarak ilişkili olan özütler üretmişlerdir [2]. Çeşitli kimyagerler 19. yüzyılda salisin ve salisilik asit üretebilmiş olsalar da, Felix Hoffmann 1897 yılına kadar BAYER'in Wuppertal-Elberfeld, Almanya'daki merkezinde safsızlık içermeyen asetilsalisilik asit sentezlemeyi başaramamıştır. Kurt Wittauer (şekil 2), BAYER (şekil 1) nihayet 1921'de ilgili patent için başvurana kadar sonraki yıllarda bu ilacı hastalar üzerinde test etti. Ağrı kesici dünya çapında başarı kazanmaya başladı ve bugün BAYER yılda 50.000 tondan fazla asetilsalisilik asit üretmektedir [4].
Asetilsalisilik asit etken maddesi içeren ilaçlar çeşitli farmasötik formlarda mevcuttur ve sadece analjezik etkileri nedeniyle değil aynı zamanda anti-enflamatuar, antipiretik ve antiplatelet özellikleri nedeniyle de kullanılmaktadır.
Saf asetilsalisilik asit suda az çözünen, erime noktası 136°C olan ve daha yüksek sıcaklıklarda ayrışan saf beyaz bir tozdur. Bu çalışmada gaz halindeki bozunma ürünlerini araştırmak için çeşitli termal analiz yöntemleri, kızılötesi spektroskopisi ve bu ikisinin kombinasyonları kullanılmıştır.
Yöntemler ve Hazırlık
Asetilsalisilik asit (CAS: 50-78-2) Sigma Aldrich'ten >%99 saflıkta elde edilmiştir. Orijinal maddenin araştırılması için, örnekleri zayıflatılmış toplam yansıma (ATR) ile ölçmek için BRUKER TENSOR II kullanılmıştır. Erime davranışının belirlenmesi için NETZSCH DSC 214 Polyma kullanılmıştır. Açığa çıkan gazların termal karakterizasyonu için, bir termobalans bir kızılötesi spektrometreye bağlanmıştır - NETZSCH TG 209 F1 Libra® Bruker Equinox 55/S'ye. Termoanalitik ve spektroskopik incelemeler için ölçüm koşulları tablo 1 ila 3'te özetlenmiştir.
Tablo 1: Asetilsalisilik asidin DSC incelemesi için ölçüm koşulları
| Asetilsalisilik Asit | |
|---|---|
| Örnek kütle | 2.08 mg |
| Pota malzemesi | Alüminyum, delikli |
| Pota kütlesi | 52.75 mg |
| Sıcaklık aralığı | 25 ... 160°C |
| Isıtma oranı | 7 K/dak |
| Atmosfer | Azot (50 ml) |
Tablo 2: Bir Aspirin® tabletinin TGA-FT-IR ile termogravimetrik incelenmesi için ölçüm koşulları
| Aspirin® | |
|---|---|
| Örnek kütle | 9.141 mg |
| Pota malzemesi | Alümina, açık |
| Pota kütlesi | 162.75 mg |
| Sıcaklık aralığı | 25 ... 600°C |
| Isıtma oranı | 10 K/dak |
| Atmosfer | Azot (40 ml) |
| Taramalar | 32 |
| Çözünürlük | 4 cm-1 |
| Spektral aralık | 650 - 4500 cm-1 |
Tablo 3: Asetilsalisilik asidin (ATR) spektroskopik incelemesi için ölçüm koşulları
| Asetilsalisilik Asit | |
|---|---|
| Dedektör | DTGS |
| Taramalar | 32 |
| Çözünürlük | 4 cm-1 |
| Spektral aralık | 650 - 4500 cm-1 |
Sonuçlar ve Tartışma
Aktif bileşen asetilsalisilik asidin FT-IR spektroskopisi yardımıyla incelenmesi, library spektrumu (Bruker ATR-LIBPolymers-1-472-2) ile iyi bir uyum içinde olan oda sıcaklığında bir kızılötesi spektrum verir (şekil 3). Asetilsalisilik asidinErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime aralığı üretici tarafından 134°C ila 136°C olarak belirtilmiştir. Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi (DSC) ile yapılan incelemedeErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime entalpisi 178 J/g ve ekstrapole edilen başlangıç sıcaklığı 138,5°C olarak bulunmuştur. Şekil 4'ten de açıkça görülebileceği gibi, ısı akışı sinyali, numuneninErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime sürecinin, ekstrapolasyonlu başlangıç için standart uyumlu değerlendirme ile belirlenenden önemli ölçüde daha düşük sıcaklıklarda başladığını göstermektedir. Literatürde asetilsalisilik asidin iki polimorfik formu tanımlanmıştır: Erime sıcaklığı 144,9°C olan Form I veErime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır. erime sıcaklığı 135,5°C olan Form II [5, 6].
Yaklaşık 150°C'nin üzerinde asetilsalisilik asidin termal bozunması başlar. Bu nedenle, termogravimetri (TGA) Erime Sıcaklıkları ve EntalpileriGizli ısı olarak da bilinen bir maddenin füzyon entalpisi, bir maddeyi katı halden sıvı hale dönüştürmek için gerekli olan enerji girdisinin, tipik olarak ısının bir ölçüsüdür. Bir maddenin erime noktası, katı (kristal) halden sıvı (izotropik eriyik) hale geçtiği sıcaklıktır.erime noktasının üzerinde daha fazla karakterizasyon için daha uygundur (Şekil 5).
Termal bozunmanın karakterizasyonu için, bir aspirin tabletinin bir parçası TGA-FT-IR eşleşmesi yardımıyla incelenmiştir. Her ne kadar 150°C ile 450°C arasındaki termogravimetrik sonuçlar iki aşamalı bir termal bozunma reaksiyonu gösterse ve açığa çıkan gazların miktarları ölçülebilse de, spektroskopik analiz olmadan tespit edilen kütle kaybından hangi gazların sorumlu olduğunu belirlemek mümkün değildir. Termobalansın bir kızılötesi spektrometreye bağlandığı bir ölçüm gerçekleştirilirse, gaz fazı tüm ölçüm boyunca sürekli olarak araştırılabilir. Tüm kızılötesi spektrumlar, Şekil 6'da sıcaklık ölçekli olarak üç boyutlu bir düzenlemede sunulmaktadır. Termogravimetrik ölçüm sonuçları da sol arka alanda görülebilir.
Bu sunumdan en yüksek soğurma yoğunluklarına sahip sıcaklıklarda bireysel spektrumlar çıkarılırsa, salınan gazlar gaz fazı librarilerindeki karşılaştırma spektrumları yardımıyla tanımlanabilir. Karakteristik olan 180°C'deki ilk kütle kaybı adımı için bireysel spektrum, EPANIST gaz fazı library'deki asetik asit spektrumu ile çok iyi bir uyum içindedir (Şekil 7). Kırmızı oklar, asetik asitle eşleşmeyen ancak salisilik asit (EPA-NIST) için absorpsiyon bantlarıyla çok iyi uyuşan absorpsiyon bantlarını göstermektedir. Bu da asetilsalisilik asidin, reaksiyon denklemi 1'de olduğu gibi, termal olarak salisilik asit ve asetik aside dönüştüğü varsayımına yol açmaktadır (Denklem 1). 180°C'de oluşan asetik asit zaten gaz halindeyken, erime noktası 159°C olan salisilik asit buharlaşmaya başlar. İlk kütle kaybı adımının doğrudan bir sonraki adıma geçmesinin nedeni de kesinlikle budur. Ayrışma ve BuharlaşmaBir elementin veya bileşiğin buharlaşması, sıvı fazdan buhara bir faz geçişidir. İki tür buharlaşma vardır: buharlaşma ve kaynama.buharlaşma kombinasyonu, Rebeiro ve arkadaşları [7] tarafından önerilen bozunma mekanizmasını doğrulamaktadır. Aktif bileşen asetilsalisilik asidin tablet formu ile bağlantılı olarak, starch ve magnezyum stearat monohidrat gibi katkı maddeleri ile birlikte nemin termal bozunmanın reaksiyon ürünleri üzerindeki etkisi vurgulanmaktadır. Ancak Gupchup ve arkadaşları, kuru aktif bileşen asetilsalisilik asidin kendisinin, yoğunlaşma anlamında dimerizasyon yoluyla suyun varlığını sağlayabileceğine işaret etmektedir [8].
Asetik asit ve salisilik asit için iki spektrum karşılaştırıldığında, 1760 cm-1 ve 1820 cm-1 aralığındaki absorpsiyon bantlarının sadece asetik aside atfedilebileceği, 1460 cm-1 ve 1500 cm-1 arasındaki absorpsiyon bantlarının ise salisilik asidi temsil ettiği dikkat çekmektedir. Soğurma aralıklarının YoğunlukKütle yoğunluğu, kütle ve hacim arasındaki oran olarak tanımlanır. yoğunluk seyri sıcaklığın bir fonksiyonu olarak hesaplanırsa, her madde için "izler" elde edilir; bunlar sıcaklığın bir fonksiyonu olarak salınan karşılık gelen miktarlarla orantılıdır.
(Denklem 1)
Asetik asit ve salisilik asit için sıcaklığa bağlı bu izlerin Gram-Schmidt izi (dalga boyuna bağlı olmayan yoğunlukların toplamı) ve TGA sinyali ile karşılaştırılması şekil 8'de gösterilmektedir. TGA sinyalinde olduğu gibi, Gram-Schmidt izi de ilk kütle kaybı adımının doğrudan ve plato olmadan ikinci kütle kaybı adımına geçtiğini ortaya koymaktadır. Bunun nedeni, asetik asit salınımının yaklaşık 300°C'ye kadar tespit edilebildiğini ve buna ek olarak salisilik asidin buharlaşmasının daha düşük sıcaklıklarda başladığını gösteren iki ürünün izlerinde bulunabilir.
Salisilik asit ile birlikte karbondioksit oluşumu da absorpsiyon yoğunluklarının sıcaklığa bağlı seyri vasıtasıyla tespit edilebilir. Bu, 360°C'de çıkarılan bireysel spektrum ile doğrulanmaktadır (Şekil 9).
Dalga numaraları 2424 ve 2224 arasındaki aralıkta,CO2 'nin absorpsiyon bantları açıkça görülebilir. Buna ek olarak, fenolün oluştuğuna dair işaretler de vardır. Fenol için en yoğun absorpsiyon bantlarının konumları kırmızı oklarla işaretlenmiştir. Bu nedenle, salisilik asidin buharlaşmasıyla birlikte bir Ayrışma reaksiyonuBir ayrışma reaksiyonu, katı ve/veya gaz ürünler oluşturan kimyasal bir bileşiğin termal olarak indüklenen bir reaksiyonudur. ayrışma sürecinin de gerçekleştiği varsayılabilir; bu da denklem 2'de gösterildiği gibi fenol veCO2 oluşumunu göstermektedir.
(Denklem 2)
Özet
Asetilsalisilik asit oda sıcaklığında FT-IR spektroskopisi (ATR) kullanılarak incelenmiş ve elde edilen FT-IR spektrumları library spektrumu ile karşılaştırılarak tanımlama için kullanılmıştır. Erime davranışının incelenmesi için DSC kullanılmıştır. Ek olarak, Aspirin®'in termal davranışı TGA-FT-IR ile karakterize edilmiştir. Isıl işlem sırasında açığa çıkan gazların spektrumları, ürünlerin tanımlanması için bir gaz fazı library ile karşılaştırılmıştır. Böylece literatürden bilinen bozunma mekanizmalarını doğrulamak mümkün olmuş ve ayrıca Aspirin®'in tabletlenmesinde kullanılan yaygın katkı maddelerinin gaz bozunma ürünlerinin oluşumu üzerinde tespit edilebilir bir etkisi olmadığı gösterilmiştir.