醫藥院校分析化學實驗項目乙酰水楊酸含量測定的方法改進

陳銘祥 尹 佳 劉 東 周鵬飛 尹 婷

（1.廣東醫科大學<藥學院>，廣東 東莞 523808；2.廣東醫科大學<基礎醫學院>，廣東 東莞 523808；3.深圳華創生物醫藥科技有限公司，廣東 深圳 518112）

0 引言

分析化學實驗是醫藥院校醫學類、公共衛生、醫學檢驗、藥學類等專業的重要基礎實驗課程，是培養學生熟練掌握分析實驗的基本操作、養成嚴謹求實的科學實驗作風、提高學生發現問題、分析問題、解決問題的綜合分析能力的重要學科。乙酰水楊酸，商品名為阿司匹林，是醫藥史上重要的經典藥物，歷史悠久作用廣泛。隨著不斷的深入的研究，還發現許多臨床治療新用途。因而，阿司匹林的相關分析實驗一直是醫藥院校醫藥類專業分析化學的重要本科實驗項目[1]。

目前，國內大部分醫藥院校的分析化學實驗教材所選用的乙酰水楊酸分析實驗項目參照中國藥典收錄的直接酸堿滴定法[2-3]，下面就這種直接酸堿滴定方法和改進后的返滴定方法做一對比，分析其中的不足和優勢，以便在本科分析化學實驗中對該實驗項目設置中的方法進行取舍，得出適合本科生可操作、易操作的實驗操作方法。

1 實驗原理

乙酰水楊酸（俗稱阿司匹林），分子結構式見下面反應方程式，摩爾質量為180.16 g·mol-1，微溶于水（20℃時，100 mL水溶解0.25 g乙酰水楊酸），易溶于乙醇等有機溶劑。因結構中含有羧基，在水中可離解出氫離子，因而是有機弱酸（pKa=3.27×10-4，25℃），在Na2CO3或NaOH等強堿性溶液中溶解并分解為水楊酸（即鄰羥基苯甲酸）和乙酸鹽：

由于它的酸解離常數（pKa）較小，可視作為一元酸，用強堿溶液如NaOH等直接滴定，滴定后溶液呈弱堿性，可選用堿性區域變色的指示劑如酚酞指示劑。為防止乙酰水楊酸水解而消耗過多的氫氧化鈉溶液使分析結果偏高，滴定過程中應控制溫度在10℃以下。中國藥典收錄乙酰水楊酸含量的方法有直接滴定法，其滴定條件為，以中性乙醇為溶劑，在10℃以下用氫氧化鈉溶液進行滴定，滴定反應為：

該方法適用于測定乙酰水楊酸原料藥的含量，如果是阿司匹林藥品，由于在藥片制劑過程中加入淀粉等不溶物，尤其在冷乙醇中更不易溶解完全，無法準確滴定，因而藥片不宜直接滴定。為此，可以根據其強堿性溶液中溶解的化學特性（發生水解生產水楊酸（即鄰羥基苯甲酸）和乙酸鹽），依據這個水解反應，采用返滴定法進行測定，即藥片研磨成粉狀后加入過量的NaOH溶液，加熱一定時間使乙酰基水解完全，再用HCl標準溶液返滴過量的NaOH，以酚酞為指示劑，滴定至溶液顏色由粉紅色恰好變為無色即為終點。需要注意的是，該水解反應中1 mol乙酰水楊酸消耗2 mol NaOH。

2 儀器和試劑

FA2104萬分之一電子分析天平（上海舜宇恒平）；酒精燈，鐵圈，鐵架臺，石棉網，燒杯（500 mL、250 mL、150 mL、50 mL各1個）、研缽、水浴鍋，25 mL酸堿兩用滴定管，20.00 mL移液管，10 mL移液管，100 mL容量瓶，250 mL錐形瓶，50 mL量筒，膠頭滴管，表面皿，稱量瓶，具塞磨口試劑瓶，稱量紙，藥勺，火柴；NaOH溶液（500 mL，1 mol·L-1），HC1溶液（500 mL，0.1 mol·L-1），95%乙醇（分析純），酚酞指示劑（2 g·L-1，乙醇溶液），甲基橙指示劑（1 g·L-1，水溶液），無水Na2CO3基準試劑，乙酰水楊酸原料藥，阿司匹林藥片。

3 實驗步驟

3.1 0.1 mol·L-1 HCl標準溶液的配制和標定

3.1.1 配制

用移液管移取取5.00 mL濃HCl溶液（一般為12 mol·L-1），放入試劑瓶中，并用蒸餾水潤洗移液管兩三次一并加入試劑瓶中，加蒸餾水稀釋至約600 mL，蓋上玻璃塞，搖勻，即得0.1 mol·L-1HCl溶液，由于濃鹽酸揮發性很強，故要在通風良好的地方或在專門的排氣柜中操作。

3.1.2 標定

用電子分析天平準確稱取1.35 g基準物質無水Na2CO3，置于100 mL小燒杯中，加入20～30 mL蒸餾水使之溶解后，轉移到250 mL容量瓶中，定溶。用移液管移取20.00 mL于錐形瓶中，滴加2滴甲基橙指示劑，用待標定的HCl溶液滴定，溶液由黃色變為橙色即為終點。平行滴定3份，根據所消耗的HCl體積，計算HCl溶液的精確濃度。

3.2 1 mol·L-1NaOH溶液和0.1 mol·L-1氫氧化鈉標準溶液的配制

稱取約4 g NaOH固體粉末于250 mL塑料燒杯中，加入100 mL蒸餾水，溶解完全后，轉入帶橡皮塞的試劑瓶中，即為1 mol·L-1NaOH溶液。

移取已配置的1 mol·L-1NaOH溶液10.00 mL定溶至100 mL容量瓶中，搖勻，即得0.1 mol·L-1氫氧化鈉溶液，用3.1步驟配置的0.1 mol·L-1HCl標準溶液標定，經標定后計算其精確濃度，即為標準溶液。

3.3 中性乙醇的配置

用量筒量取50 mL乙醇（95%）于250 mL錐形瓶中并加入8滴酚酞指示劑，在水浴中煮沸30秒鐘，趁熱用0.1 mol·L-1氫氧化鈉標準溶液滴定至粉紅色出現并持續30 s不褪色為止，儲存于具塞磨口試劑瓶中。

3.4 乙酰水楊酸含量測定

3.4.1 直接滴定法（中國藥典收錄的方法）

用電子分析天平精確稱取0.5 g的乙酰水楊酸試樣3份，分別放入三個250 mL的錐形瓶中，每份用步驟3.2配置的中性乙醇10～15 mL溶解，用0.1 mol·L-1NaOH標準溶液滴定至淡粉紅色，搖勻，30 s內不褪色，即為終點，讀數，記錄滴定所消耗鹽酸的體積（V），要求3次測定結果的相對平均偏差不大于0.2%，計算乙酰水楊酸的含量。（注：滴定時不需要再加入酚酞指示劑，因為3.3步驟配置的中性乙醇已經加入酚酞指示劑。）

3.4.2 返滴定法（改進后的方法）

用研缽將阿司匹林藥片研磨成粉末后，用電子分析天平準確稱取0.5 g藥粉，放入100 mL干潔的小燒杯中，用移液管精確移取20.00 mL 1 mol·L-1NaOH溶液后，加入20～30 mL蒸餾水，輕輕搖勻，蓋上表面皿，放入水浴中加熱15～20 min，并使藥粉完全溶解，迅速用流水冷卻，將溶液定量轉移至100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

準確移取上述定溶的試液10.00 mL于250 mL錐形瓶中，可適當加入10～20 mL蒸餾水，滴加2～3滴酚酞指示劑，用0.1 mol·L-1HCl標準溶液滴至溶液顏色由紅色恰好變成無色即為終點，讀數，記錄滴定時所消耗的HCl溶液的體積（V1），平行測定3份，要求3次測定結果的相對平均偏差不大于0.2%。

由于在加熱過程中NaOH會吸收空氣中的CO2對而影響測定的結果，要做空白實驗校正測定試樣的結果。空白實驗的方法步驟與測定阿司匹林藥粉的方法步驟一樣，只是不用加入藥粉，其儀器和試劑所使用的用量完全一樣，同等條件下進行空白實驗的操作。記錄滴定時所消耗HCl標準溶液的體積（V2）。

根據以上結果計算阿司匹林藥片中乙酰水楊酸的含量。

4 兩種方法的優劣分析

直接滴定法作為中國藥典收錄的方法，方法步驟較為簡單，可操作性強。但實驗中需要用到中性乙醇這種試劑，有機溶劑，易揮發性，可燃性，這種試劑配置過程中需要加熱，具有一定的危險性，如果大容量大批量的操作易引發可大可小的實驗事故。如果是小批量的分析，操作人員技術嫻熟熟練，檢驗分析方面的專業技術人員可首選這種方法來測定乙酰水楊酸的含量；如果是大容量大批量的分析，操作人員是正在學習練習操作的學生，特別多人上課的本科實驗課，就算是帶教老師特別強調多次強調，也不可能時時處處指導每個學生的每個實驗操作，稍一不慎也會容易引發化學實驗事故。

因此，在分析化學實驗中開設這一實驗項目時應對其實驗方法進行改進，以避免具有危險性的化學事故的發生。直接滴定法中的主要危險操作是中性乙醇的配置，因此要考慮避免這個操作或使用中性乙醇，故采用返滴定法進行測定。從上述返滴定法的方法步驟可以看出，操作步驟比直接滴定法的較為繁瑣，且還須多做一個空白實驗，但可操作性也很強，更能訓練學生的分析化學實驗技能操作，空白實驗的操作更能提高學生的分析思維能力；同時因為不用使用中性乙醇，避免危險性的發生，更適合多人同時進行實驗，可在常規本科實驗項目中使用，因而改進后的返滴定法更具可操作性和可行性。