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实验4
阿司匹林-环糊精包合物的制备、测定及光谱鉴定分析

一、实验目的

1.学习环糊精包合物制备的常用方法。

2.掌握包合物制备工艺的评价指标及包合物的定量测定。

3.了解包合物鉴定的方法。

二、实验原理

阿司匹林(acetylsalicylic acid,ASP)由水杨酸和醋酐合成,又称乙酰水杨酸,为解热镇痛药物,属于非甾体类抗炎药物。目前广泛应用于解热镇痛和抗炎抗风湿,可以治疗伤风感冒、发烧偏头痛、神经痛、关节痛、急性和慢性风湿痛及类风湿痛等。近年来,随着药理学研究不断深入,阿司匹林又有了新的临床用途,如治疗血栓栓塞性疾病、治疗糖尿病(阿司匹林可以促进胰岛素的分泌,从而使肠道减少对糖分的吸收),另外临床病例证实阿司匹林在量小的情况下可以抗血小板聚集。然而,阿司匹林水溶性差,易水解,从而限制了其制剂的应用。

包合物是一种分子的内部结构全部或部分包入另一种分子而形成的,其外层分子与内层小分子物质之间不发生化学反应,本质上是一种物理变化。包合物能否形成主要取决于外层分子与内层小分子物质的立体结构和两者的极性。包合物的稳定性依赖于两种分子间范德华力的强弱,只有当两种分子大小适合,两种分子间隙小,产生足够强度的范德华力时,才可以形成稳定的包合物。

环糊精(cyclodextrin,CD)是从淀粉中得到的六个以上D-葡萄糖单元以1,4-糖苷键连接的环状低聚糖化合物。当葡萄糖单体数为7个时,称为β-环糊精(β-CD)。β-CD分子亲水性基团排列在分子外侧,疏水性基团排列在分子空腔内侧,整个分子为锥柱状(图1-5),空腔内电子密度高,极性小,易形成疏水性空腔,可以包合大部分药物分子,形成的包合物稳定且服用无副作用,因此环糊精在药物中应用广泛。环糊精还具有防止药物挥发,增加溶解度,提高生物利用度,提高药效,降低药物刺激性、毒性,掩盖不良气味的作用。为提高阿司匹林的溶解性和稳定性,采用环糊精的“包埋”作用,来达到其目的。

图1-5β-环糊精的立体结构

β-环糊精包合物的制备方法包括饱和溶液法、悬浮溶液法、共蒸发法、冷冻干燥法、共研磨法、超声法等。本实验将分别采用共研磨法、超声法和饱和溶液法等不同方法将阿司匹林制成阿司匹林-β-环糊精包合物,并对不同制备方法得到的包合物进行测定,以包合率、包合物收率为综合指标对不同包合工艺进行评价,并对其包合物进行光谱鉴定分析。

式中: w 为阿司匹林包合率; w 为包合物收率; m 1 为包合物中阿司匹林的质量; m 为加入阿司匹林的质量; m 为加入β-环糊精的质量; A 为综合评价值。

通常阿司匹林包合率越高,则表示阿司匹林和环糊精的包合结果越好,所以包合率权重系数为0.8,作为评价的主要指标。而包合物的收率在实际生产中有重要意义,通常包合物的收率越高,所得产品多,所以收率的权重系数为0.2,作为评价的次要指标。

三、实验仪器与试剂

1.仪器

循环水式真空抽滤机,超声波清洗器,精密分析天平,电热恒温水浴锅,电热恒温干燥箱,紫外分光光度计,红外光谱仪,磁力搅拌器,离心机,研钵,冰箱,布氏漏斗,烧杯,表面皿,容量瓶(25mL、100mL)。

2.试剂

阿司匹林标准溶液(0.5mg/mL),β-环糊精,无水乙醇。

四、实验步骤
(一)包合物的制备

1.研磨法

在3 gβ-CD中加入50mL蒸馏水研磨成糊状,然后加入用2mL无水乙醇溶解的0.5 g阿司匹林乙醇溶液,在研钵中研磨1 h,放入冰箱,在4℃下冷藏24 h。取出后抽滤,用少量无水乙醇洗涤3次,滤饼在50℃干燥24 h,即得疏松状包合物粉末,称取包合物的总质量。

2.超声法

精密称取0.5 g阿司匹林与3 gβ-CD ,先将β-CD加入75mL蒸馏水超声处理使其溶解,缓慢滴加用2mL无水乙醇溶解的阿司匹林乙醇溶液到β-CD溶液中。将混合溶液在50℃下超声1 h,放入冰箱,在4℃下冷藏24 h。取出后抽滤,用少量无水乙醇洗涤3次。滤饼放入表面皿中,在50℃干燥24 h,得到疏松状白色包合物,称取包合物的总质量。

3.饱和水溶液法

取3 gβ-CD置于烧杯中,将烧杯放入恒温50℃水浴,向烧杯中加入75mL蒸馏水,用磁力搅拌器搅拌至溶解。称取0.5 g阿司匹林,加入2mL无水乙醇溶解后,缓慢滴入环糊精饱和溶液,搅拌1 h,4℃下冷藏24 h。取出后抽滤,并用少量无水乙醇洗涤滤饼,所得滤饼放入表面皿中,在50℃下干燥24 h,得到疏松状白色包合物,称取包合物的总质量。

(二)包合物的测定

1.阿司匹林标准曲线的绘制

精密称取50mg阿司匹林于烧杯中,用20mL无水乙醇溶解,转移到100mL容量瓶中,蒸馏水定容至刻度,得0.5mg/mL阿司匹林标准溶液。分别移取标准溶液2.0mL、4.0mL、6.0mL、8.0mL、10.0mL于5个25mL容量瓶中,蒸馏水定容至刻度,在最大吸收波长处测定阿司匹林的吸光度,以阿司匹林标准品浓度( c )为横坐标、吸光度( A )为纵坐标,绘制标准曲线,得线性回归方程。

2.包合物中阿司匹林的测定

精密称取包合物25mg置于烧杯中,用2mL无水乙醇溶解,转移至25mL容量瓶中,用无水乙醇定容至刻度,摇匀。放入超声中振荡30min进行脱包合,再放入离心机离心5min。取上层清液2mL置于25mL容量瓶中,蒸馏水定容至刻度,按照标准曲线绘制的方法进行操作,测定阿司匹林的吸光度。根据标准曲线计算阿司匹林的浓度,计算包合物中阿司匹林的质量。

3.包合物的紫外吸收光谱测定

(1)阿司匹林的紫外吸收光谱

测定阿司匹林标准溶液的紫外吸收光谱,确定最大吸收波长。

(2)β-CD溶液的紫外吸收光谱

称取50mgβ-CD于烧杯中,用少量无水乙醇溶解,转移到25mL容量瓶中,蒸馏水定容至刻度,扫描紫外吸收光谱。

(3)包合物的紫外吸收光谱

精密称取包合物25mg于烧杯中,用少量无水乙醇溶解并转移至25mL容量瓶中,用无水乙醇定容至刻度,摇匀。取上层清液2mL置于25mL容量瓶中,蒸馏水定容至刻度,扫描紫外吸收光谱。

4.包合物的红外光谱测定

分别取阿司匹林-环糊精包合物和阿司匹林标准品做红外光谱分析,并进行谱图的比较。

五、数据记录与处理

1.阿司匹林标准曲线的绘制

表1-13

2.包合物的测定结果

表1-14

3.包合物的紫外吸收光谱

将阿司匹林、β-CD、包合物的紫外吸收光谱绘制在同一张谱图中。

4.包合物的红外吸收光谱

将阿司匹林和包合物的红外吸收光谱放在同一张谱图中。

六、思考与讨论

1.比较三种不同包合物制备方法的优缺点,并根据包合物的包合率和包合物收率的计算结果,比较三种包合方法的综合评价指标。

2.对阿司匹林、β-CD、包合物的紫外吸收光谱进行分析比较。

3.分析阿司匹林和包合物的红外吸收光谱,标出各自官能团的峰位置,并对两种物质的红外光谱进行分析比较。

参考文献

[1] 颜光美.药理学[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2] 童林荟.环糊精化学:基础与应用[M].北京:科学出版社,2001. ejJo20GLsw6f6WVIA9Ry+JaLOMNfv7vnOIt5RkihWWwbPQLLONaXynnm0eJGC6FC

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