醫(yī)藥院校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目乙酰水楊酸含量測定的方法改進(jìn)

陳銘祥 尹 佳 劉 東 周鵬飛 尹 婷

（1.廣東醫(yī)科大學(xué)<藥學(xué)院>，廣東 東莞 523808；2.廣東醫(yī)科大學(xué)<基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院>，廣東 東莞 523808；3.深圳華創(chuàng)生物醫(yī)藥科技有限公司，廣東 深圳 518112）

0 引言

分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是醫(yī)藥院校醫(yī)學(xué)類、公共衛(wèi)生、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、藥學(xué)類等專業(yè)的重要基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握分析實(shí)驗(yàn)的基本操作、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)、提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的綜合分析能力的重要學(xué)科。乙酰水楊酸，商品名為阿司匹林，是醫(yī)藥史上重要的經(jīng)典藥物，歷史悠久作用廣泛。隨著不斷的深入的研究，還發(fā)現(xiàn)許多臨床治療新用途。因而，阿司匹林的相關(guān)分析實(shí)驗(yàn)一直是醫(yī)藥院校醫(yī)藥類專業(yè)分析化學(xué)的重要本科實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[1]。

目前，國內(nèi)大部分醫(yī)藥院校的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材所選用的乙酰水楊酸分析實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(jìn)后的返滴定方法做一對比，分析其中的不足和優(yōu)勢，以便在本科分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中對該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置中的方法進(jìn)行取舍，得出適合本科生可操作、易操作的實(shí)驗(yàn)操作方法。

1 實(shí)驗(yàn)原理

乙酰水楊酸（俗稱阿司匹林），分子結(jié)構(gòu)式見下面反應(yīng)方程式，摩爾質(zhì)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(jī)溶劑。因結(jié)構(gòu)中含有羧基，在水中可離解出氫離子，因而是有機(jī)弱酸（pKa=3.27×10-4，25℃），在Na2CO3或NaOH等強(qiáng)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(shù)（pKa）較小，可視作為一元酸，用強(qiáng)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(qū)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(jié)果偏高，滴定過程中應(yīng)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(jìn)行滴定，滴定反應(yīng)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(zhǔn)確滴定，因而藥片不宜直接滴定。為此，可以根據(jù)其強(qiáng)堿性溶液中溶解的化學(xué)特性（發(fā)生水解生產(chǎn)水楊酸（即鄰羥基苯甲酸）和乙酸鹽），依據(jù)這個水解反應(yīng)，采用返滴定法進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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?yōu)闊o色即為終點(diǎn)。需要注意的是，該水解反應(yīng)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(wǎng)，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(zhǔn)試劑，乙酰水楊酸原料藥，阿司匹林藥片。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

3.1 0.1 mol·L-1 HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)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(fā)性很強(qiáng)，故要在通風(fēng)良好的地方或在專門的排氣柜中操作。

3.1.2 標(biāo)定

用電子分析天平準(zhǔn)確稱取1.35 g基準(zhǔn)物質(zhì)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(zhuǎn)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(biāo)定的HCl溶液滴定，溶液由黃色變?yōu)槌壬礊榻K點(diǎn)。平行滴定3份，根據(jù)所消耗的HCl體積，計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定，經(jīng)標(biāo)定后計(jì)算其精確濃度，即為標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至粉紅色出現(xiàn)并持續(xù)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡粉紅色，搖勻，30 s內(nèi)不褪色，即為終點(diǎn)，讀數(shù)，記錄滴定所消耗鹽酸的體積（V），要求3次測定結(jié)果的相對平均偏差不大于0.2%，計(jì)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?yàn)?.3步驟配置的中性乙醇已經(jīng)加入酚酞指示劑。）

3.4.2 返滴定法（改進(jìn)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(zhǔn)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(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

準(zhǔn)確移取上述定溶的試液10.00 mL于250 mL錐形瓶中，可適當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴至溶液顏色由紅色恰好變成無色即為終點(diǎn)，讀數(shù)，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(jié)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(jié)果，要做空白實(shí)驗(yàn)校正測定試樣的結(jié)果。空白實(shí)驗(yàn)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(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)的操作。記錄滴定時所消耗HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積（V2）。

根據(jù)以上結(jié)果計(jì)算阿司匹林藥片中乙酰水楊酸的含量。

4 兩種方法的優(yōu)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(qiáng)。但實(shí)驗(yàn)中需要用到中性乙醇這種試劑，有機(jī)溶劑，易揮發(fā)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(fā)可大可小的實(shí)驗(yàn)事故。如果是小批量的分析，操作人員技術(shù)嫻熟熟練，檢驗(yàn)分析方面的專業(yè)技術(shù)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(xué)習(xí)練習(xí)操作的學(xué)生，特別多人上課的本科實(shí)驗(yàn)課，就算是帶教老師特別強(qiáng)調(diào)多次強(qiáng)調(diào)，也不可能時時處處指導(dǎo)每個學(xué)生的每個實(shí)驗(yàn)操作，稍一不慎也會容易引發(fā)化學(xué)實(shí)驗(yàn)事故。

因此，在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中開設(shè)這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時應(yīng)對其實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，以避免具有危險性的化學(xué)事故的發(fā)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(jìn)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(shí)驗(yàn)，但可操作性也很強(qiáng)，更能訓(xùn)練學(xué)生的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能操作，空白實(shí)驗(yàn)的操作更能提高學(xué)生的分析思維能力；同時因?yàn)椴挥檬褂弥行砸掖迹苊馕ｋU性的發(fā)生，更適合多人同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可在常規(guī)本科實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中使用，因而改進(jìn)后的返滴定法更具可操作性和可行性。