淀粉支载阿司匹林前药的合成及其体外释放

淀粉支载阿司匹林前药的合成及其体外释放
梅天笑;王小莺;袁厚群;万根;聂海静;鲍光明
【摘要】以淀粉和乙酰水杨酰氯为原料,合成了淀粉支载的阿司匹林高分子前药,用核磁共振谱对其进行结构表征,用紫外分光光度计测定阿司匹林的接入率,并在人工胃液和人工肠液中进行体外释放研究.结果表明,阿司匹林成功接入到淀粉分子上,该复合物在不同介质的体外释放中均呈现零级缓慢释药且释药的开始阶段无爆释现象出现,与阿司匹林相比较,其作用时间明显增长,有望显著减轻药物对胃粘膜和肠的刺激作用.
【期刊名称】《福建农林大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2014(043)001
【总页数】4页(P71-74)
【关键词】复合物;接入率;体外释放;前药
【作者】梅天笑;王小莺;袁厚群;万根;聂海静;鲍光明
【作者单位】江西农业大学动物科学技术学院;江西农业大学动物科学技术学院;江西农业大学理学院,江西南昌330045;江西农业大学动物科学技术学院;江西农业大学动物科学技术学院;江西农业大学动物科学技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】S859.7
阿司匹林(aspirin)又名乙酰水杨酸、醋柳酸、巴米尔，是一种典型的解热镇痛药，
常用于感冒、发烧、头痛、神经痛、急性风湿性关节炎及牙痛等［1，2］.随着研
究深入，阿司匹林的许多新用途逐渐被发现，如防治糖尿病及其并发症，还有一定的抗癌疗效［3－7］.但是，阿司匹林分子中苯甲酸结构的强酸性特征，导致一系
列的胃肠道反应［8－10］，而且，阿司匹林结构不稳定，在体内易水解产生游离的水杨酸，影响疗效.为了克服这些副作用，对阿司匹林做一些结构改造很有必要.
淀粉廉价易得、无毒无害、环保、无免疫原性、在体内易降解，是药物制剂的常用辅料，是作为阿司匹林支撑剂的最佳选择.
本研究首先利用水杨酸和醋酸酐合成阿司匹林，然后用阿司匹林和氯化亚砜合成乙酰水杨酰氯，最后用乙酰水杨酰氯和淀粉合成淀粉－阿司匹林高分子前药［11］.
反应结束后用紫外分光光度计测定前药中阿司匹林的接入率，并在人工胃液和人工肠液中进行体外释放研究.
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
仪器:SHB-3循环水真空泵，郑州市合众仪器有限公司;DHG-9101-1SA电热恒温
鼓风干燥箱，金坛市盛蓝仪器制造有限公司;R201D电热恒温水浴锅，巩义市科华仪器设备有限公司;UV2800紫外可见分光光度计，上海舜宇恒平科学仪器有限公司;ESJ220-4G精密电子分析天平，西安顺智电子科技有限公司;88-1恒温磁力加
热搅拌器，苏州市华隆工贸有限公司;透析膜等.
试剂:所用试剂均为分析纯.N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、氯化亚砜(SOCl2)、三乙
胺(Et3N)、氢氧化钠(NaOH)、浓硫酸、浓盐酸、磷酸二氢钾、乙酸酐、95%乙醇、水杨酸、三氯化铁和饱和碳酸氢钠均产自天津市福晨化学试剂厂;可溶性淀粉产自
天津市大茂化学试剂厂;胃蛋白酶和胰蛋白酶产自韩国BIOSHARP公司.
1.2 阿司匹林的合成
阿司匹林的合成参考文献［11，12］的方法，在干燥的100 mL圆底烧瓶中加入
12.4 g水杨酸和25.2 g乙酸酐，用滴管缓慢滴加25滴浓硫酸，边滴加边震荡烧瓶，直至水杨酸溶解，在85℃下加热搅拌2 h.反应结束后，冷却至室温，在不断
搅拌的情况下，倒入约200 mL蒸馏水，置混合物于冰浴中冷却，以使结晶完全，水解过量的乙酸酐.析出固体后抽滤，用冷水洗涤至弱酸性，抽干，得15.4 g乙酰水杨酸粗产品，产率为95.2%.加入饱和碳酸氢钠溶液，搅拌至无气泡，滤去不溶物，用浓盐酸将滤液调至酸性，并有固体逐渐析出.将烧杯置于冰水浴中充分冷却，使固体析出完全，抽滤，用冷水洗涤至弱酸性，置于80℃烘箱中烘干，得到纯化
阿司匹林15 g，检测熔点:135℃.称重后取少量阿司匹林溶于几滴乙醇中，加入
0.1 mol·L－1的三氯化铁溶液1－2滴检验，溶液未出现颜色变化.其余产品置于
干燥容器中备用.
1.3 乙酰水杨酰氯的制备
用前一步合成的阿司匹林(水杨酸与乙酸酐合成)进行酰氯化反应，如式(1).称取已
烘干的阿司匹林3.60 g置于100 mL干燥圆底烧瓶中，向烧瓶中加入5－6滴DMF，控制内温不高于30℃.开启电磁搅拌后缓缓向烧瓶内滴加5 mL氯化亚砜，同时调节磁力加热搅拌器升温至65℃，冷凝回流2 h，关掉冷凝水，蒸出过量的
氯化亚砜，TLC(氯仿∶甲醇∶水=8∶2∶0.2)跟踪，抽滤烘干得3.5 g淡黄色固体，产率为88.2%.
1.4 淀粉—阿司匹林复合物的合成
用上一步合成的乙酰水杨酰氯与淀粉连接，如式(2).在100 mL干燥圆底烧瓶中加
入2 g可溶性淀粉和20 mL DMF，在加热条件下电磁搅拌，使其充分溶解形成均相溶液，然后向烧瓶内滴加8滴三乙胺.搅拌条件下将上步反应制好的乙酰水杨酰
氯迅速加入到烧瓶中，加完后在80℃下反应7 h.反应完毕得到一糊状液体，冷却
至室温后向糊状液体中加入50 mL去离子水，震荡便有浅黄色沉淀析出，将混合
物加入到经过预处理的透析袋中透析3 d，最后用少量去离子水洗涤3次，抽滤烘干得到5.1 g浅黄色固体物质，便是淀粉—阿司匹林高分子前药的产品.
1.5 高分子前药中阿司匹林接入率的测定
1.5.1 标准曲线的制作配制5组不同浓度的水杨酸－0.1 mol·L－1NaOH溶液.5组浓度分别是4、8、12、16、20 mg·L－1，用第5 组配制的水杨酸－0.1 mol·L －1NaOH 溶液在λ =250－320 nm 之间［13，14］，每隔1 nm测定该溶液的吸光度，测得最大吸光度为0.405，所对应的波长为λ=298 nm.然后以0.1 mol·L －1 NaOH溶液作参比，在λ=298 nm处用紫外可见分光光度计分别测定各组溶液的吸光度，以浓度C为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线(图 1).其回归方程为:D298 nm=0.0195C+0.0135，其中 R2=0.9968.
1.5.2 复合物中阿司匹林接入率的测定精密称取纯化复合物0.025 g，置于100 mL的圆底烧瓶中，向圆底烧瓶加入20 mL 0.1 mo l·L－1NaOH溶液，加热水解回流2 h.回流结束并将其冷却至室温后转移到50 mL容量瓶中，用0.1 mol·L－1NaOH溶液定容至刻度线.充分摇匀后，用移液枪精密吸取5 mL于50 mL容量瓶中，加入0.1 mol·L－1NaOH 溶液至 50 mL 刻度线，摇匀.以0.1 mol·L－
1NaOH溶液作参比，在λ=298 nm处测得吸光度并记录.
1.5.3 淀粉—阿司匹林复合物的体外释放研究 (1)淀粉－阿司匹林复合物的称取［1］:称取淀粉—阿司匹林复合物32 mg，备用.
图1 浓度—吸光度标准曲线Fig.1 The standard curve of concentration-absorbance
(2)人工胃液与人工肠液的配制:配制人工胃液和人工肠液各 1000 mL［15］.
(3)检测波长的确定:分别以人工胃液和人工肠液为介质，配制一定浓度的水杨酸溶液，利用紫外可见分光光度仪进行全波长扫描(200－400 nm)，然后选择其特征
吸收峰所对应的波长作为体外释放实验的检测波长.经过测定，在人工胃液中，水
杨酸的最大吸收波长为310 nm;而在人工肠液中，水杨酸的最大吸收波长为303 nm.
1.5.4 标准曲线的测定各称取水杨酸7.5 mg溶于100 mL人工胃液和100 mL人工肠液中，各分别移取溶液
2.5、5.0、10.0、15.0、20.0 mL 于 5 个容量瓶中定容.
分别以人工胃液和人工肠液作参比，利用紫外可见分光光度计分别测定各组溶液
D310 nm和D303 nm.
以浓度C为横坐标，D310 nm为纵坐标，绘制标准曲线(图2).其回归方程
为:D310 nm=0.0213C+0.0946，其中 R2=0.9724.
以浓度C为横坐标，D303 nm为纵坐标，绘制标准曲线(图3).其回归方程
为:D303 nm=0.0131C+0.3907，其中 R2=0.9755.
图2 水杨酸在人工胃液中的标准曲线Fig.2 The standard curve of salicylic acid in artificial gastric juice
图3 水杨酸在人工肠液中的标准曲线Fig.3 The standard curve of salicylic acid in artificial intestinal juice
1.5.5 溶出度测定分别以人工胃液和人工肠液80 mL为溶出介质，控制其温度为37±0.2℃，磁力搅拌器转速约60 r·min－1.将淀粉—阿司匹林复合物置于人工胃
液和人工肠液中，每隔1 h取释放液5 mL，在离心机上离心后，利用微孔滤膜过滤，然后测定其吸光度并计算前药浓度.
2 结果与分析
2.1 复合物的核磁共振氢谱(1H-NMR)分析
从淀粉－阿司匹林复合物的核磁共振氢谱可以看出，淀粉—阿司匹林在DMSO中的核磁共振氢谱化学位移δ:7.95、7.54、7.22、7.09、5.50、5.42、5.11、4.59、
3.67、3.59、3.38、2.33 ppm.其中，化学位移δ为:ppm是阿司匹林基氢谱数据，表明目标化合物中阿司匹林基官能团的存在，而化学位移、5.11)ppm是淀粉基氢谱数据.由此可以推断出，本试验成功将阿司匹林连接到淀粉分子上.
2.2 接入率的计算
由吸光度和回归方程，计算出该组溶液的水杨酸浓度C，从而计算出复合物水解出的水杨酸质量M，最后计算出接入率.阿司匹林接入率η按水杨酸计算
为:η=M/W×100%，最后求得阿司匹林的接入率为2.62% .
2.3 共价复合物在人工胃液和人工肠液中的释放
由图4和图5可知，共价复合物在人工胃液和人工肠液中均无爆释现象，说明在
淀粉上连接阿司匹林分子可以有效控制药物的释放.另外，淀粉—阿司匹林在人工
胃液中的零级释放时间比人工肠液中的更长，超过32 h，说明淀粉—阿司匹林共
价复合物在人工胃液中具有良好的释放性能，降解速度较慢，这就可以有效控制血药浓度，减小药物对胃和肠的刺激作用［1］.
图4 共价复合物在人工胃液中的释放Fig.4 In vitro drug release of the covalent compound in artificial gastric juice
图5 共价复合物在人工肠液中的释放Fig.5 In vitro drug release of the covalent compound in artificial intestinal juice
3 结论
本研究以淀粉和乙酰水杨酰氯为原料合成淀粉—阿司匹林复合物，并对该复合物
进行核磁共振氢谱的测定，图谱清晰地表明阿司匹林成功接入到淀粉分子上，通过紫外分光光度计测定表明，淀粉-阿司匹林中阿司匹林的接入率为2.62%，接入率的高低可能与温度有关，同时，接入率也可能会随着乙酰水杨酰氯与淀粉质量比的变化而不同.淀粉—阿司匹林在人工胃液和人工肠液里的释放结果表明，在淀粉上
连接阿司匹林分子可以有效减缓药物成分的释放，控制血药浓度，减小药物对胃肠
道的刺激作用.对阿司匹林进行结构修饰具有重要的临床意义，可使其充分发挥药
用价值，并尽量避免副作用的产生.
参考文献
【相关文献】
［1］王建国.葡萄糖—阿司匹林共价复合物的合成及体外释放研究［D］.赣州:赣南师范学院，2009.
［2］华秀芳，金剑，肖忠革，等.阿司匹林的研究进展［J］.中华临床医学研究杂志，2005，
11(13):1889－1890.
［3］YIBING Y，DAVID R P.Aspirin response and failure in diabetic patients with cardiovascular disease［J］.Current Opinion in Pharmacology，2005(5):190－197.
［4］SHEENA S.M，ROBERT J.S，ARTHUR A，et parison of aspirin resistance in type 1 versus type 2 diabetes mellitus［J］.The American Journal of Cardiology，2006，
97(4):567－570.
［5］THOMAS F.IMPERIALE M D.Aspirin and theprevention of colorectal cancer［J］.The New England Journal of Medicine，2003，348(10):879－880.
［6］DYER O.Aspirin could be used to prevent cancer［J］.British Medical Journal，2003，326(5):561－565.
［7］张骁.国外药学进展［J］.中国制药信息，2006，22(1):15－16.
［8］温晓娜，毛静怡.非甾体抗炎药的不良反应［J］.中国药师，2006，9(10):959－960.
［9］刘春安，袁孟彪.阿司匹林所致胃粘膜损伤的研究近况［J］.中华内科杂志，1998，
37(8):564－565.
［10］李军婷，李兆申，刘厚环，等.非甾体抗炎药致上消化道出血的临床特征［J］.中华消化内镜杂志，2001，18(3):151－154.
［11］苏俊，曾静.阿司匹林—羟乙基纤维素复合物的合成［J］.四川化工，2010(5):11－15. ［12］杨锐生，郭建敏，张燕军.阿司匹林丁醇酯的合成［J］.齐鲁药事，2010，29(8):491－492. ［13］高文霞.右旋糖酐改性阿司匹林及体外释药研究［D］.合肥:合肥工业大学，2005.
［14］姚日生，高文霞，邓胜松，等.右旋糖酐—阿司匹林偶联物的合成［J］.精细化工，2005，22(4):205－208.
［15］国家药典委员会.中华人民共和国药典(2010年版2部)［M］.北京:中国医药科技出版社，2010.。