阿司匹林多學(xué)科綜合性學(xué)生實驗的優(yōu)化整合

宋偉等

[摘要] 阿司匹林的合成工藝改進一直是藥學(xué)實驗教學(xué)里的重點，繼采用優(yōu)化合成方法合成阿司匹林后本次研究展開了多學(xué)科的綜合性應(yīng)用。應(yīng)用更環(huán)保、高效的合成方法合成，對產(chǎn)品進行藥物分析、藥效學(xué)考察、藥物制劑及含量測定，是對學(xué)生基礎(chǔ)實驗和專業(yè)知識的綜合性考察。

[關(guān)鍵詞] 阿司匹林；綜合性實驗；藥物合成；藥物分析；藥物制劑

[中圖分類號] R94 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616（2013）08-42-03

阿司匹林即乙酰水楊酸，是一種沿用百年的解熱、鎮(zhèn)痛、抗炎的經(jīng)典藥物。近些年的研究發(fā)現(xiàn)，阿司匹林能有效防治動脈栓塞，抑制血小板凝集，在防治心血管疾病方面有較好的療效。同時研究表明阿司匹林還可用于防治多種癌癥，如乳腺癌、食管癌等?；趥鹘y(tǒng)的阿司匹林合成方法，將更加環(huán)保且易回收的一水硫酸氫鈉作為催化劑進行合成，并將精制后的產(chǎn)物作為原料藥進行藥理學(xué)考察，對原料藥用于合適的配方壓片后對原料藥和片劑進行藥物分析。

1 阿司匹林的合成實驗

現(xiàn)有對阿司匹林的合成工藝改進方法主要有以下幾類：（1）改變催化劑類型：①用固體超強酸或雜多酸來代替濃硫酸作催化劑，制備過程較復(fù)雜，需專用設(shè)備，不適合于學(xué)生實驗。②用氯化金屬類代替濃硫酸做催化劑，但由于金屬的后續(xù)污染較嚴重，不符合綠色化學(xué)的理念。③用維生素、碘等代替濃硫酸做催化劑[1]，查閱文獻報道產(chǎn)率不高。綜合文獻報道，本研究重點考察以NaHSO4·H2O為催化劑的合成方法[2]。（2）改變反應(yīng)條件：同樣的原料還有利用微波輻射反應(yīng)、超聲波反應(yīng)等改變反應(yīng)條件的方法[3]，由于反應(yīng)需操作者有較強的操作經(jīng)驗，經(jīng)過學(xué)生實驗后發(fā)現(xiàn)產(chǎn)率不理想。因此我們采用以NaHSO4·H2O為催化劑，其本身具有用量少且在反應(yīng)過程保持固狀、易分離和回收等特點，避免腐蝕設(shè)備、分離困難等缺點。且方法操作性強、環(huán)保、經(jīng)濟、安全性好，產(chǎn)率較高，適于學(xué)生的綜合性實驗。

1.1 儀器和試劑

所用試劑水楊酸、乙酸酐等均為分析純；一水碳酸氫鈉、濃鹽酸、碳酸氫鈉為化學(xué)純；無水乙醇、三氯化鐵等。

圓底燒瓶、冷凝管等常規(guī)玻璃儀器，DF-Ⅱ集熱式磁力加熱攪拌器（江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠），WRS-1A型數(shù)字熔點儀（上海物理光學(xué)儀廠），Bruker AVANCE Ⅱ 300核磁共振波譜儀（瑞士），高分辨質(zhì)譜儀（Agilent 6538 UHD Accurate-Mass Q-TOF LC/MS），紫外分光光度計（Varian Cary 100），紅外光譜儀（Bruker Vector 22）。

1.2 實驗方法

合成：將15.0 g水楊酸、18 mL乙酸酐和1.42 g一水硫酸氫鈉投入圓底燒瓶中，于電磁水浴鍋中75℃加熱回流攪拌反應(yīng)40 min，反應(yīng)結(jié)束后在反應(yīng)液中加入冰水，一段時間后有固體析出，待析晶完全后將固體抽濾，得到反應(yīng)粗品。

精制：加入新制的飽和碳酸氫鈉溶液，攪拌，將少量不溶物質(zhì)抽濾（主要是副反應(yīng)的產(chǎn)物）。

將稀鹽酸緩慢倒入到上述抽濾的溶液中，緩慢攪拌，至不再產(chǎn)生氣泡為止時靜置，有結(jié)晶析出。待析晶完全后將產(chǎn)品剛好完全溶于熱乙醇中，緩慢向熱乙醇溶液中滴入熱水，加至振搖有少量晶體析出時則停止。自然冷卻后，置于冰水浴中使析晶完全，抽濾，干燥，稱重，得到13.52 g，算得產(chǎn)率為69.2%。

1.3 實驗結(jié)果

三氯化鐵能與水楊酸上的酚羥基反應(yīng)生成紫堇色絡(luò)合物，而阿司匹林無此反應(yīng)。在實驗的過程中隨時監(jiān)測，可初步判斷反應(yīng)是否完全以及檢測阿司匹林的純度。經(jīng)純化后，產(chǎn)品與三氯化鐵無紫堇色反應(yīng)，證明阿司匹林較純。用b型管測定熔點為135.2～135.5℃，與標準值相符。

將阿司匹林溶于氘代二甲基亞砜（DMSO），用300 M核磁共振儀檢測一維氫譜，核磁數(shù)據(jù)如下，1H NMR（DMSO），δ2.233 （s，3H，CH3），δ7.169～7.936（m，4 H，Ph-H），δ13.111（bra，H，Ph-COOH），與文獻報道一致。

并用高分辨質(zhì)譜檢測可見（M+Na）+峰203.0321，符合阿司匹林的分子量。結(jié)合紅外光譜、紫外光譜檢測，圖譜結(jié)果均與標準品的譜圖一致。

2 阿司匹林的含量測定

配制1%氫氧化鈉溶液并用鄰苯二甲酸氫鉀標定出準確濃度，用分析天平精確稱取3份0.4 g左右的阿司匹林原料藥，中性乙醇溶解并滴加2滴酚酞溶液，用已標定好的濃度的氫氧化鈉溶液進行滴定，溶液變色后記錄數(shù)據(jù)。計算阿司匹林的含量[4]。

3次滴定結(jié)果平均算得阿司匹林的含量為99.89%，符合藥典規(guī)定。

3 阿司匹林的藥效學(xué)考察

3.1 鎮(zhèn)痛作用的考察

取12只小鼠，稱重，編號，隨機分為實驗組和對照組，各6只。實驗組灌胃給予阿司匹林溶液0.1 mL/10 g；對照組給予生理鹽水0.1 mL/10 g。記錄給藥時間，觀察小鼠的活動（記錄小鼠的扭體反應(yīng)數(shù)）。30 min后，各組小鼠腹腔注射0.6%醋酸0.1 mL/10 g。記錄30 min內(nèi)各組出現(xiàn)的扭體反應(yīng)的小鼠數(shù)和出現(xiàn)扭體反應(yīng)的次數(shù)。結(jié)果見表1。

3.2 抗炎實驗

取大鼠4只，分2組對照組和阿司匹林組，灌胃給予相應(yīng)藥物30 min后，用未稀釋雞蛋清0.05 mL注射各組大鼠兩后肢足趾中部。分別于不同時間測量大鼠后足的周長，計算各組大鼠后足周長增加百分率。見圖1。

圖1 阿司匹林大鼠抗炎實驗圖

3.3 結(jié)果

根據(jù)以上的實驗得出在鎮(zhèn)痛實驗中抑制扭體反應(yīng)率為66.67%，驗證了其鎮(zhèn)痛作用；在圖1中可以觀察到阿司匹林組明顯的抗炎作用，在抑制炎癥的擴散上起到了一定作用，驗證了阿司匹林明顯的鎮(zhèn)痛和抗炎作用。

4 阿司匹林片劑的制備及檢查

取處方量阿司匹林（過80目篩）與輔料混合均勻[5]，加適量10%淀粉漿制軟材，過14目篩制粒，將濕粒于40～60℃ 干燥，過14目篩整粒，稱干顆粒重量，加入顆粒量的5%滑石粉混勻，計算平均片重。根據(jù)片重選擇合適的沖將上述阿司匹林顆粒在適度的壓力下壓片。處方組成見表2。

4.1 硬度檢查

按《中國藥典》2010版規(guī)定（附錄IA）[6]，用硬度計測定。隨機抽取本品6片進行檢查，硬度平均值為4.6 kg，符合藥典標準。

4.2 片重差異檢查

按《中國藥典》2010版規(guī)定（附錄IA），隨機抽取本品20片，精密稱定并記錄各片重量，計算結(jié)果證明片重差異符合藥典標準。

4.3 崩解時限檢查

按《中國藥典》2010版規(guī)定（附錄XA），取本品6片分別置于吊藍的玻璃管中，啟動崩解儀進行檢查，在15 min內(nèi)全部崩解，符合藥典標準。

4.4 溶出度、含量測定和游離水楊酸的檢查

參照藥典的方法，進行溶出度、含量測定和游離水楊酸的檢查。

經(jīng)高效液相檢測得乙酰水楊酸的百分含量為99.04%，水楊酸的百分含量為0.097%，得出每片的溶出量為100.229%，得乙酰水楊酸的含量為110.19%，分析可能是對照品含量的測定值比實際偏低，導(dǎo)致了結(jié)果的偏大。

5 討論

阿司匹林具有解熱、鎮(zhèn)痛、抗炎的藥理學(xué)作用，由于致熱源較多、溫度變化差異大等因素導(dǎo)致不容易在教學(xué)實驗室中檢驗其解熱作用，因此我們著重對鎮(zhèn)痛和抗炎作用進行考察。選擇操作簡單、效果明顯的小鼠扭體實驗和大鼠足底致炎實驗，且阿司匹林的鎮(zhèn)痛和抗炎作用得到了明顯的體現(xiàn)。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量和實驗的連續(xù)性，在精制的過程中要格外注意。雖然阿司匹林合成的產(chǎn)率較高，但是其中還是伴隨著許多副反應(yīng)，處理不完全則導(dǎo)致隨后的藥物分析和藥效學(xué)考察存在誤差，合適的處理過程會讓產(chǎn)品在純度和產(chǎn)量上有較大的提高。

通過以上阿司匹林的綜合性實驗，結(jié)合多學(xué)科的專業(yè)知識，對阿司匹林的合成方法優(yōu)化、藥效學(xué)考察、片劑的制備及原料藥和片劑的檢查有了進一步的直觀認識，同時強化了學(xué)生各類實驗的操作能力。本次實驗對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、提高綜合實驗?zāi)芰κ且淮斡幸娴膰L試。

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[參考文獻]

[1] 聶鑫，翁銘圖，崔劍清，等.維生素C催化合成阿司匹林的條件研究[J].制劑與技術(shù)，2009，6（21）：58-59.

[2] 李玉賢，陳正波，趙銀波.阿司匹林合成實驗的優(yōu)化整合[J].中國醫(yī)藥指南，2011，9（15）：217-218.

[3] 吳楠，李新年，王玉梅，等.消炎藥阿司匹林的合成實驗設(shè)計[J].科技資訊，2011，12：214.

[4] 梅文君，陳曉文，顧方.阿司匹林的質(zhì)量檢測手段和含量測定方法[J].上海醫(yī)藥，2011，32（9）：453-454.

[5] 陳強，馬桂芝.阿司匹林片劑的處方優(yōu)選[J].新疆醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2010，33（9）：1047-1049.

[6] 中國藥典2010版.二部[S].2010：327-328，330-331.

（收稿日期：2013-04-07）