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

(1.江西农业大学动物科学技术学院;2.江西农业大学理学院，江西南昌330045)

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－1NaOH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:D298nm=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 mol·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D310nm和D303nm.

以浓度C为横坐标，D310nm为纵坐标，绘制标准曲线(图2).其回归方程为:D310nm=0.0213C+0.0946，其中 R2=0.9724.

以浓度C为横坐标，D303nm为纵坐标，绘制标准曲线(图3).其回归方程为:D303nm=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.

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