阿司匹林多学科综合性学生实验的优化整合

阿司匹林多学科综合性学生实验的优化整合
阿司匹林的合成工艺改进一直是药学实验教学里的重点，继采用优化合成方法合成阿司匹林后本次研究展开了多学科的综合性应用。

应用更环保、高效的合成方法合成，对产品进行药物分析、药效学考察、药物制剂及含量测定，是对学生基础实验和专业知识的综合性考察。

标签：阿司匹林；综合性实验；药物合成；药物分析；药物制剂
阿司匹林即乙酰水杨酸，是一种沿用百年的解热、镇痛、抗炎的经典药物。

近些年的研究发现，阿司匹林能有效防治动脉栓塞，抑制血小板凝集，在防治心血管疾病方面有较好的疗效。

同时研究表明阿司匹林还可用于防治多种癌症，如乳腺癌、食管癌等。

基于传统的阿司匹林合成方法，将更加环保且易回收的一水硫酸氢钠作为催化剂进行合成，并将精制后的产物作为原料药进行药理学考察，对原料药用于合适的配方压片后对原料药和片剂进行药物分析。

1 阿司匹林的合成实验
现有对阿司匹林的合成工艺改进方法主要有以下几类：（1）改变催化剂类型：①用固体超强酸或杂多酸来代替浓硫酸作催化剂，制备过程较复杂，需专用设备，不适合于学生实验。

②用氯化金属类代替浓硫酸做催化剂，但由于金属的后续污染较严重，不符合绿色化学的理念。

③用维生素、碘等代替浓硫酸做催化剂[1]，查阅文献报道产率不高。

综合文献报道，本研究重点考察以NaHSO4·H2O为催化剂的合成方法[2]。

（2）改变反应条件：同样的原料还有利用微波辐射反应、超声波反应等改变反应条件的方法[3]，由于反应需操作者有较强的操作经验，经过学生实验后发现产率不理想。

因此我们采用以NaHSO4·H2O为催化剂，其本身具有用量少且在反应过程保持固状、易分离和回收等特点，避免腐蚀设备、分离困难等缺点。

且方法操作性强、环保、经济、安全性好，产率较高，适于学生的综合性实验。

1.1 仪器和试剂
所用试剂水杨酸、乙酸酐等均为分析纯；一水碳酸氢钠、浓盐酸、碳酸氢钠为化学纯；无水乙醇、三氯化铁等。

圆底烧瓶、冷凝管等常规玻璃仪器，DF-Ⅱ集热式磁力加热搅拌器（江苏省金坛市医疗仪器厂），WRS-1A型数字熔点仪（上海物理光学仪厂），Bruker A V ANCE Ⅱ300核磁共振波谱仪（瑞士），高分辨质谱仪（Agilent 6538 UHD Accurate-Mass Q-TOF LC/MS），紫外分光光度计（Varian Cary 100），红外光谱仪（Bruker Vector 22）。

1.2 实验方法
合成：将15.0 g水杨酸、18 mL乙酸酐和1.42 g一水硫酸氢钠投入圆底烧瓶中，于电磁水浴锅中75℃加热回流搅拌反应40 min，反应结束后在反应液中加入冰水，一段时间后有固体析出，待析晶完全后将固体抽滤，得到反应粗品。

精制：加入新制的饱和碳酸氢钠溶液，搅拌，将少量不溶物质抽滤（主要是副反应的产物）。

将稀盐酸缓慢倒入到上述抽滤的溶液中，缓慢搅拌，至不再产生气泡为止时静置，有结晶析出。

待析晶完全后将产品刚好完全溶于热乙醇中，缓慢向热乙醇溶液中滴入热水，加至振摇有少量晶体析出时则停止。

自然冷却后，置于冰水浴中使析晶完全，抽滤，干燥，称重，得到13.52 g，算得产率为69.2%。

1.3 实验结果
三氯化铁能与水杨酸上的酚羟基反应生成紫堇色络合物，而阿司匹林无此反应。

在实验的过程中随时监测，可初步判断反应是否完全以及检测阿司匹林的纯度。

经纯化后，产品与三氯化铁无紫堇色反应，证明阿司匹林较纯。

用b型管测定熔点为135.2～135.5℃，与标准值相符。

将阿司匹林溶于氘代二甲基亚砜（DMSO），用300 M核磁共振仪检测一维氢谱，核磁数据如下，1H NMR（DMSO），δ2.233 （s，3H，CH3），δ7.169～7.936（m，4 H，Ph-H），δ13.111（bra，H，Ph-COOH），与文献报道一致。

并用高分辨质谱检测可见（M+Na）+峰203.0321，符合阿司匹林的分子量。

结合红外光谱、紫外光谱检测，图谱结果均与标准品的谱图一致。

2 阿司匹林的含量测定
配制1%氢氧化钠溶液并用邻苯二甲酸氢钾标定出准确浓度，用分析天平精确称取3份0.4 g左右的阿司匹林原料药，中性乙醇溶解并滴加2滴酚酞溶液，用已标定好的浓度的氢氧化钠溶液进行滴定，溶液变色后记录数据。

计算阿司匹林的含量[4]。

3次滴定结果平均算得阿司匹林的含量为99.89%，符合药典规定。

3 阿司匹林的药效学考察
3.1 镇痛作用的考察
取12只小鼠，称重，编号，随机分为实验组和对照组，各6只。

实验组灌胃给予阿司匹林溶液0.1 mL/10 g；对照组给予生理盐水0.1 mL/10 g。

记录给药时间，观察小鼠的活动（记录小鼠的扭体反应数）。

30 min后，各组小鼠腹腔注射0.6%醋酸0.1 mL/10 g。

记录30 min内各组出现的扭体反应的小鼠数和出现扭体反应的次数。

结果见表1。

3.2 抗炎实验
取大鼠4只，分2组对照组和阿司匹林组，灌胃给予相应药物30 min后，用未稀释鸡蛋清0.05 mL注射各组大鼠两后肢足趾中部。

分别于不同时间测量大鼠后足的周长，计算各组大鼠后足周长增加百分率。

见图1。

图1 阿司匹林大鼠抗炎实验图
3.3 结果
根据以上的实验得出在镇痛实验中抑制扭体反应率为66.67%，验证了其镇痛作用；在图1中可以观察到阿司匹林组明显的抗炎作用，在抑制炎症的扩散上起到了一定作用，验证了阿司匹林明显的镇痛和抗炎作用。

4 阿司匹林片剂的制备及检查
取处方量阿司匹林（过80目筛）与辅料混合均匀[5]，加适量10%淀粉浆制软材，过14目筛制粒，将湿粒于40～60℃干燥，过14目筛整粒，称干颗粒重量，加入颗粒量的5%滑石粉混匀，计算平均片重。

根据片重选择合适的冲将上述阿司匹林颗粒在适度的压力下压片。

处方组成见表2。

4.1 硬度检查
按《中国药典》2010版规定（附录IA）[6]，用硬度计测定。

随机抽取本品6片进行检查，硬度平均值为4.6 kg，符合药典标准。

4.2 片重差异检查
按《中国药典》2010版规定（附录IA），随机抽取本品20片，精密称定并记录各片重量，计算结果证明片重差异符合药典标准。

4.3 崩解时限检查
按《中国药典》2010版规定（附录XA），取本品6片分别置于吊蓝的玻璃管中，启动崩解仪进行检查，在15 min内全部崩解，符合药典标准。

4.4 溶出度、含量测定和游离水杨酸的检查
参照药典的方法，进行溶出度、含量测定和游离水杨酸的检查。

经高效液相检测得乙酰水杨酸的百分含量为99.04%，水杨酸的百分含量为0.097%，得出每片的溶出量为100.229%，得乙酰水杨酸的含量为110.19%，分析可能是对照品含量的测定值比实际偏低，导致了结果的偏大。

5 讨论
阿司匹林具有解热、镇痛、抗炎的药理学作用，由于致热源较多、温度变化差异大等因素导致不容易在教学实验室中检验其解热作用，因此我们着重对镇痛和抗炎作用进行考察。

选择操作简单、效果明显的小鼠扭体实验和大鼠足底致炎实验，且阿司匹林的镇痛和抗炎作用得到了明显的体现。

为了保证产品的质量和实验的连续性，在精制的过程中要格外注意。

虽然阿司匹林合成的产率较高，但是其中还是伴随着许多副反应，处理不完全则导致随后的药物分析和药效学考察存在误差，合适的处理过程会让产品在纯度和产量上有较大的提高。

通过以上阿司匹林的综合性实验，结合多学科的专业知识，对阿司匹林的合成方法优化、药效学考察、片剂的制备及原料药和片剂的检查有了进一步的直观认识，同时强化了学生各类实验的操作能力。

本次实验对培养学生的创新意识、提高综合实验能力是一次有益的尝试。

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[参考文献]
[1] 聂鑫，翁铭图，崔剑清，等.维生素C催化合成阿司匹林的条件研究[J].制剂与技术，2009，6（21）：58-59.
[2] 李玉贤，陈正波，赵银波.阿司匹林合成实验的优化整合[J].中国医药指南，2011，9（15）：217-218.
[3] 吴楠，李新年，王玉梅，等.消炎药阿司匹林的合成实验设计[J].科技资讯，2011，12：214.
[4] 梅文君，陈晓文，顾方.阿司匹林的质量检测手段和含量测定方法[J].上海医药，2011，32（9）：453-454.
[5] 陈强，马桂芝.阿司匹林片剂的处方优选[J].新疆医科大学学报，2010，33（9）：1047-1049.
[6] 中国药典2010版.二部[S].2010：327-328，330-331.。