IX Congresso Brasileiro de Análise Térmica e Calorimetria
09 a 12 de novembro de 2014 – Serra Negra – SP - Brasil
Caracterização térmica do polimorfismo da bromoprida recristalizada
em diferentes solventes e condições de temperatura
H. Carrer • J. Cortez • L. M. Frare • M. B. Costa •
P. R. Stival Bittencourt
Resumo: Polimorfismo é a tendência de uma substância
em se cristalizar em diferentes estados cristalinos.
Polimorfos diferentes variam quanto às suas propriedades
físicas e químicas, assim sendo a presença de diferentes
formas cristalinas de um fármaco pode alterar algumas
propriedades físico-químicas de alguns medicamentos. O
objetivo deste trabalho foi detectar formas polimórficas de
um composto empregado como fármaco, a bromoprida.
Para este estudo foram realizadas recristalizações em
diferentes solventes e em diferentes temperaturas visando
obtenção de diferentes formas cristalinas, os quais foram
caracterizados por calorimetria exploratória diferencial
(DSC) e difração de raios-X (DRX). As amostras obtidas
por recristalização nas diferentes condições de
temperaturas e solventes apresentaram diferentes
termogramas e difratogramas, indicando a presença de
formas cristalinas distintas entre elas.
Palavras-chave: Calorimetria exploratória diferencial •
Difração de raios-X • Farmacologia • Biodisponibilidade.
Introdução
Segundo Giron[1], o polimorfismo é definido como a
tendência de uma substância em se cristalizar em
diferentes estados cristalinos. Esta propriedade é também
comum em algumas classes de fármacos. Essas diferentes
formas polimórficas de um fármaco podem apresentar,
quando no estado sólido, diferentes propriedades tal como
ponto de fusão, densidade, difração de raio-X e espectro
molecular, estabilidade, a solubilidade, higroscopicidade
H. Carrer
Curso Técnico em Química, Universidade Tecnológica Federal
do Paraná - UTFPR, Av. Brasil 4232, Medianeira-PR
85884000, Brasil
J. Cortez • L. M. Frare • M. B. Costa • P. R. Stival
Bittencourt ()
Programa de Mestrado em Tecnologias Ambientais, Paraná UTFPR, Av. Brasil 4232, Medianeira-PR 85884000, Brasil
e-mail: [email protected]
perfil de dissolução, etc [1,2].
A presença de formas cristalinas diferentes para um
mesmo fármaco pode alterar algumas das propriedades
físico-químicas da substância, dentre as quais a sua
solubilidade, o que pode afetar diretamente o seu perfil de
dissolução. Neste contexto, o polimorfismo tem se tornado
um problema para a indústria farmacêutica, pois esta
mudança acarreta muitas vezes na perda da eficiência
terapêutica do medicamento [3].
Nos últimos anos, a necessidade por informações sobre o
polimorfismo e sua influência sobre o comportamento dos
fármacos tem incentivado pesquisas nesta área. Até o
momento, não se conhece a incidência do polimorfismo
nos fármacos comercializados pelos diversos fornecedores
de matérias prima para a indústria farmacêutica no Brasil.
Com isso, o estudo e a comprovação desta ocorrência
poderão auxiliar na qualidade de medicamentos similares e
genéricos [4].
O processo para a síntese de um fármaco passa por
algumas etapas, tal como a purificação, cristalização,
secagem e estocagem. Dentre estas etapas, há a
possibilidade
de
ocorrência
de
transformações
polimórficas [5-7].
A recristalização é um processo extensamente utilizado
pela indústria farmoquímica para obtenção de fármacos.
Esta etapa define o grau de pureza e as propriedades
físicas da substância, tal como tamanho, forma, estrutura
cristalina [8-11].
Diversas estratégias são aplicadas pela indústria
farmoquímica para que, durante o processo de
recristalização, se obtenha um produto com as
características e propriedades requeridas. Quando
diferentes polimorfos podem ser obtidos em um mesmo
sistema de solventes, normalmente o que for menos
solúvel no solvente irá se recristalizar [6,11,12].
Além da recristalização, durante o processo de fabricação
do medicamento, outras etapas de procedimento podem
levar a alterações polimórficas, tais como, processo de
micronização;
granulação
via
úmida, secagem,
compressão, etc. Desta forma, além da caracterização
inicial do fármaco ao chegar à fábrica, é importante avaliar
se o processo produtivo também pode alterar a forma
polimorfa. Durante o decorrer do prazo de validade de um
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medicamento, pode ocorrer a reversão entre as formas
menos estáveis para as formas mais estáveis [13]. Deste
modo, para controlar este problema torna-se fundamental
conhecer as formas polimórficas possíveis de cada
fármaco e entender a sua formação. Para isso é necessário
realizar a caracterização destas formas a partir de
diferentes técnicas para construir um banco de dados
completo.
Os métodos empregados para determinação de
polimorfismo são principalmente a difração de raios-X,
infravermelho, microscopia de Raman, calorimetria
diferencial, termogravimetria e microcalorimetria. A partir
desta caracterização de fármacos é possível conhecer a
estrutura cristalina, identificar e quantificar os eventos de
perdas de massas, e identificar os processos de troca de
calor em transições de estado[14-18].
O composto 4-amino-5-bromo-N-[2-(dietilamino)etil]-2metoxibenzamida, Fórmula Molecular: C14H22BrN3O2 e
massa molar 344,26 gramas também conhecido como
Bromoprida (Fig. 1) é empregado como fármaco
antiemético, sendo utilizado em distúrbios digestivos
[19,20]. Apesar de ser um fármaco que exibe
polimorfismo, poucos estudos têm sido relatados.
Experimental
Materiais e métodos
A amostra de bromoprida comercial utilizada foi da marca
FAGRON, lote 8009.48, com 99,6% de pureza, para a
recristalização foram utilizados 0,5 g de bromoprida e
solvente em quantidade suficiente para se obter uma
solução saturada. Soluções utilizando o mesmo solvente
sofreram recristalização por dois métodos, um delas foi
deixada resfriar até temperatura ambiente (25 ºC) e outra
teve resfriamento acelerado ao ser arrefecida em banho de
gelo (0 ºC). Com o aparecimento dos cristais de
bromoprida as amostras foram filtradas, secas e
armazenadas. Os solventes utilizados foram acetona,
metanol, etanol, clorofórmio, éter e diclorometano, todos
P.A. da marca Vetec. Na tabela 1 estão listadas as
amostras e suas condições de solubilização e
recristalização.
Tabela 1. Códigos e condições as quais a bromoprida foi
solubilizada e recristalizada.
Solvente
Temperatura (ºC)
Código
-
-
BP
0
B1
25
B2
0
B3
25
B4
Metanol
Acetona
Clorofórmio
Fig. 1. Estrutura química da Bromoprida
Diclorometano
A qualidade, a segurança e a eficácia dos produtos
farmacêuticos são uma preocupação econômico-social dos
órgãos sanitários. O setor público é responsável pela
definição dos parâmetros de qualidade dos medicamentos,
bem como pela fiscalização do seu cumprimento. É
obrigação da indústria farmacêutica o cuidado rigoroso
com a qualidade e segurança dos seus processos e
produtos. O fornecimento de especificações mínimas de
qualidade para os produtos farmacêuticos e para todos os
insumos utilizados na sua fabricação é de competência
legal e exclusiva das farmacopeias [21].
Este trabalho foi desenvolvido no intuito de obter formas
polimórficas do fármaco bromoprida utilizando-se
diferentes solventes em diferentes condições de
temperatura, as análises realizadas para as amostras
obtidas foram a calorimetria exploratória diferencial
(DSC) e difração de raios-X (DRX), cujos resultados e
caracterizações podem fornecer subsídios para o controle
de qualidade das indústrias e laboratórios, melhorando a
qualidade dos produtos, podendo também estabelecer
padrões para assegurar a segurança e eficácia do
medicamento, contribuindo desta forma para uma melhor
qualidade de vida para a população.
Etanol
0
B5
25
B6
0
B7
25
B8
0
B9
25
B10
Análises
Calorimetria exploratória diferencial (DSC)
Para as análises de calorimetria exploratória diferencial –
DSC - foram utilizados aproximadamente 6 mg de
amostra, a razão de aquecimento () foi de 10 ºC min-1 e
fluxo de gás Nitrogênio de 20 mL min-1, foi usado porta
amostra de platina aberto. O equipamento utilizado foi um
analisador térmico simultâneo da marca PerkinElmer,
modelo STA6000.
Difração de raios-X (DRX)
Os difratogramas de raios-X foram obtidos utilizando-se
as amostras pulverizadas. Os parâmetros para a leitura da
difração foram de 30 mA, 40 kV e radiação de CuK (
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=1,542 Å). A leitura 2 foi feita de 2º a 80º, com taxa de
2º min-1. As análises foram realizadas em um difratômetro
de Raios-X, marca Shimadzu, modelo LABX XRD-6000.
Microscopia óptica
As fotomicrografias dos cristais das amostras de
bromoprida foram obtidas em um microscópio óptico
Marca Olympus Modelo BX51 acoplado a câmera
filmadora Olympus DP25, com ampliação de 20 vezes.
temperatura de 80 a 120 ºC, aparecendo nestes gráficos
sob forma de picos distintos ou ombros. Não foi possível
observar o evento de pré-cristalização nas amostras
recristalizadas.
Nota-se ainda pelos termogramas da figura 3 que o
solvente tem influência significativa na formação de
cristais com diferentes estabilidades térmicas [23]. Este
fenômeno pode ser conferido comparando as amostras B2,
B4, B6, B8 e B10, que foram resfriadas até 25 ºC, e entre
B1, B3, B5, B7 e B9, que foram arrefecidas até 0 ºC. Notase neste caso que solventes polares favorecem a formação
de cristais cuja faixa de temperatura são relativamente
maiores que a recristalização com solventes apolares.
Resultados e discussão
É possível observar no termograma DSC da bromoprida
comercial (BP) da figura 2, que a amostra possui dois
sinais endotérmicos, um em aproximadamente 103 ºC,
evento esse atribuído a fusão de pelo menos uma forma
estrutural cristalina com menor estabilidade (T´f), e o outro
em 152 ºC, esse ultimo valor atribuído ao ponto de fusão
principal (Tf) desta substância. O valor encontra-se dentro
da faixa de fusão especificada pela literatura [19,20], que
esta entre 151 a 155 ºC. Nota-se também neste
termograma a presença de um pico exotérmico, referente
ao evento exotérmico de pré-cristalização da amostra, logo
após a T´f, ou seja, ocorre um processo de reorganização
para formas cristalinas termodinamicamente mais estáveis
[22]. Os valores de Tf das outras amostras - B1 a B10 também estão nesta faixa de temperatura.
Fig. 3. Termograma DSC das amostras de bromoprida tratadas
em diferentes solventes e condições de temperatura.
Fig. 2. Termograma DSC da bromoprida comercial – BP
É observado na figura 3 os termogramas das amostras
tratadas em diferentes condições, tanto de solvente quanto
da condição de recristalização, na maioria das amostras é
observada a presença de pelo menos três formas
cristalinas, sendo mais instáveis que a encontrada em
aproximadamente 152º C (pico omitido nestes
termogramas), pois estes se fundem em faixa de
É importante observar o formato dos picos de fusão destes
termogramas, T´f, e T´´f , referentes a pelo menos, duas
formas cristalinas com estabilidades termodinâmicas
diferentes, pois por estes pode-se notar a diversidade da
distribuição dimensional dos cristais formados, os picos
mais estreitos denotam a formação de cristais menores e
dimensionalmente semelhantes, como é o caso de T´f de
BP, B3, e B5, e de T´´f de B1, B7, B9 e B10, este fato
ocorre devido a razão de resfriamento mais rápida.
Recristalizações que ocorrem lentamente geram cristais
maiores e, muitas vezes, com uma heterogeneidade de
tamanhos. Assim, o tamanho e o teor de cristais formados
possuem dependência da taxa de velocidade de
resfriamento usado no processo de recristalização [24].
Nos difratogramas DRX, apresentados na figura 4, são
observados não somente a modificação na intensidade e
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inversão dos picos como também o aparecimento de picos
entre algumas amostras, sendo estes indicados com setas,
as setas escuras indicam, nos difratogramas, a influência
da recristalização com diferentes solventes, e as claras, a
influência da temperatura e taxa de velocidade de
recristalização das amostras nas respectivas análises.
As setas escuras indicando os difratogramas B1 e B3
corroboram com os resultados dos termogramas,
mostrando que existe a modificação nas proporções entre
os arranjos cristalinos entre essas duas amostras quando
usados solventes diferentes na recristalização. Também é
possível notar que existe diferença na intensidade dos
picos nos difratogamas das amostras arrefecidas até 0 ºC
com relação às de 25 ºC, sendo que na maioria dos casos,
as intensidades são maiores nas primeiras.
quando se utiliza diferentes solventes nas mesmas taxas de
arrefecimento.
Fig. 5. Imagens dos cristais recristalizados de bromoprida,
obtidas por microscopia óptica, em diferentes solventes e
condições de arrefecimento.
Conclusões
Fig. 4. Difratograma DRX das amostras de bromoprida tratadas
em diferentes solventes condições de temperatura, as linhas
pontilhada entre os difratogramas mostram a influência do
gradiente de temperatura em um mesmo solvente.
Neste trabalho foi possível obter amostras realizando a
recristalização do fármaco bromoprida em diferentes
solventes em duas taxas de resfriamento e temperaturas
finais diferentes. As análises DSC nas amostras mostraram
que a temperatura fusão da forma cristalina mais estável
encontra-se dentro da faixa citada na literatura, entretanto
houve mudanças nas formas dos picos de fusão
encontradas em temperaturas mais baixa, indicando
modificações nos arranjos cristalinos entre as amostras.
Este fato também é observado nos difratogramas DRX
destas amostras, indicando que na bromoprida ocorre
polimorfismo dependendo do tratamento aplicado em sua
recristalização. Esse fenômeno pode ser conferido
qualitativamente pelas imagens obtidas pela análise
microscópica.
Referências
Apesar da análise de microscopia não dar informações
quantitativas com relação à forma cristalina, é interessante
comparar visualmente as estruturas obtidas como resultado
dos processos de recristalização da bromoprida. Na figura
5 é possível observar as imagens dos cristais formados
pela bromoprida nos respectivos solventes em
resfriamento até (a) 0 ºC e (b) 25 ºC. Com relação a
morfologia formada devido a diferença das taxas
velocidade de resfriamento, pode-se notar que existem
diferença visualmente significativas dos cristais formados
pelo mesmo solvente. O mesmo fenômeno é observado
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