阿司匹林多學科綜合性學生實驗的優化整合

宋偉等

[摘要] 阿司匹林的合成工藝改進一直是藥學實驗教學里的重點，繼采用優化合成方法合成阿司匹林后本次研究展開了多學科的綜合性應用。應用更環保、高效的合成方法合成，對產品進行藥物分析、藥效學考察、藥物制劑及含量測定，是對學生基礎實驗和專業知識的綜合性考察。

[關鍵詞] 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、鎮痛、抗炎的經典藥物。近些年的研究發現，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。基于傳統的阿司匹林合成方法，將更加環保且易回收的一水硫酸氫鈉作為催化劑進行合成，并將精制后的產物作為原料藥進行藥理學考察，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，制備過程較復雜，需專用設備，不適合于學生實驗。②用氯化金屬類代替濃硫酸做催化劑，但由于金屬的后續污染較嚴重，不符合綠色化學的理念。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）改變反應條件：同樣的原料還有利用微波輻射反應、超聲波反應等改變反應條件的方法[3]，由于反應需操作者有較強的操作經驗，經過學生實驗后發現產率不理想。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過程保持固狀、易分離和回收等特點，避免腐蝕設備、分離困難等缺點。且方法操作性強、環保、經濟、安全性好，產率較高，適于學生的綜合性實驗。

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、碳酸氫鈉為化學純；無水乙醇、三氯化鐵等。

圓底燒瓶、冷凝管等常規玻璃儀器，DF-Ⅱ集熱式磁力加熱攪拌器（江蘇省金壇市醫療儀器廠），WRS-1A型數字熔點儀（上海物理光學儀廠），Bruker AVANCE Ⅱ 300核磁共振波譜儀（瑞士），高分辨質譜儀（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40 min，反應結束后在反應液中加入冰水，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，將少量不溶物質抽濾（主要是副反應的產物）。

將稀鹽酸緩慢倒入到上述抽濾的溶液中，緩慢攪拌，至不再產生氣泡為止時靜置，有結晶析出。待析晶完全后將產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，算得產率為69.2%。

1.3 實驗結果

三氯化鐵能與水楊酸上的酚羥基反應生成紫堇色絡合物，而阿司匹林無此反應。在實驗的過程中隨時監測，可初步判斷反應是否完全以及檢測阿司匹林的純度。經純化后，產品與三氯化鐵無紫堇色反應，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，核磁數據如下，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。

并用高分辨質譜檢測可見（M+Na）+峰203.0321，符合阿司匹林的分子量。結合紅外光譜、紫外光譜檢測，圖譜結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，溶液變色后記錄數據。計算阿司匹林的含量[4]。

3次滴定結果平均算得阿司匹林的含量為99.89%，符合藥典規定。

3 阿司匹林的藥效學考察

3.1 鎮痛作用的考察

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數）。30 min后，各組小鼠腹腔注射0.6%醋酸0.1 mL/10 g。記錄30 min內各組出現的扭體反應的小鼠數和出現扭體反應的次數。結果見表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 結果

根據以上的實驗得出在鎮痛實驗中抑制扭體反應率為66.67%，驗證了其鎮痛作用；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，導致了結果的偏大。

5 討論

阿司匹林具有解熱、鎮痛、抗炎的藥理學作用，由于致熱源較多、溫度變化差異大等因素導致不容易在教學實驗室中檢驗其解熱作用，因此我們著重對鎮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，且阿司匹林的鎮痛和抗炎作用得到了明顯的體現。為了保證產品的質量和實驗的連續性，在精制的過程中要格外注意。雖然阿司匹林合成的產率較高，但是其中還是伴隨著許多副反應，處理不完全則導致隨后的藥物分析和藥效學考察存在誤差，合適的處理過程會讓產品在純度和產量上有較大的提高。

通過以上阿司匹林的綜合性實驗，結合多學科的專業知識，對阿司匹林的合成方法優化、藥效學考察、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，同時強化了學生各類實驗的操作能力。本次實驗對培養學生的創新意識、提高綜合實驗能力是一次有益的嘗試。

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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，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化整合[J].中國醫藥指南，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計[J].科技資訊，2011，12：214.

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

[5] 陳強，馬桂芝.阿司匹林片劑的處方優選[J].新疆醫科大學學報，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）