Modelos aplicados a sistemas contendo moléculas com características aminoácidas

As correlações de coeficientes de atividade e solubilidade de aminoácidos foram o foco de muitos estudos.

Chen et al. (1989), combinaram o modelo de NRTL com a formulação de Pitzer- Debye-Huckel para calcular o coeficiente de atividade de aminoácidos e peptídeos em soluções eletrolíticas.

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CAPÍTULO2–REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Gupta e Heidemann (1990) utilizaram o modelo UNIFAC modificado para calcular o coeficiente de actividade de aminoácidos em água e usados os mesmos parâmetros do grupo de prever as solubilidades de antibióticos na água. Já Pinho et al. (1994) introduziram termos de ionização das espécies do tipo Debye-Huckel no modelo UNIFAC para relatar o coeficiente de atividade de diferentes espécies iônicas resultando a ionização das moléculas de aminoácidos.

Gude et al. (1996) correlacionaram dados experimentais de solubilidade de sete aminoácidos em água + 1-butanol através da solubilidade de excesso aplicada no modelo de Margules.

Coutinho e Pessoa (2004) propuseram uma modificação do modelo UNIQUAC estendido para a descrição da não idealidade de soluções de proteína. Neste modelo, a contribuição combinatória Staverman-Guggenheim utilizada no modelo UNIQUAC estendida foi substituída por um termo Flory-Huggins.

O trabalho teórico de Ferreira et al. (2004) focou na aplicação da abordagem de solubilidade de excesso com modelos termodinâmicos convencionais, como o modelo de Margules, Equações de Wilson e NRTL. Apesar destes modelos convencionais não considerar com precisão os efeitos da hidrofobicidade, o modelo NRTL permitiu uma boa representação.

Pazuki e Nikookar (2006) aplicaram os modelos NRTL, NRTL modificado e Wilson modificado para predizer o coeficiente de atividades de aminoácidos e peptídeos simples em água, obtendo bons resultados quando comparados a dados experimentais disponíveis na literatura. Vários autores também usaram o modelo de Wilson modificado, obtendo resultados em concordância com dados disponíveis na literatura (PAZUKI et al., 2007; SADEGHI, 2007; XU et al., 2004).

Para representar o equilíbrio sólido-líquido de sistemas aquosos de aminoácidos e álcoois, Ferreira et al. (2008) combinaram a abordagem da solubilidade de excesso com as equações NRTL, NRTL modificado, UNIQUAC e também com o modelo apresentado por Gude et al. (1996), obtendo o desvio médio máximo e mínimo de 38,4% e 9,1% respectivamente, para L-treonina em mistura água/etanol utilizando a última combinação.

Tseng et al. (2009) usaram o modelo NRTL para prever as não-idealidades nas soluções de cinco aminoácidos em água pura a 25 °C, concordando os resultados obtidos com dados da literatura. Mota et al. (2009) aplicaram o modelo NRTL-SAC com sucesso para estimar solubilidades de fármacos. Os dados de solubilidade em solventes orgânicos puros foram usados para ajustar os parâmetros do modelo de soluto, que foram utilizados em

CAPÍTULO2–REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Italla Medeiros Bezerra Tese de Doutorado – PPEQ – UFBA

um solvente. Este modelo mostrou-se uma ferramenta adequada para representar e predizer a solubilidade destas moléculas.

Khoshkbarch e Vera (1996), Liu et al. (1998) e Pazuki et al. (2006) adotaram a teoria da perturbação para a predição de coeficientes de atividade de sistemas aquosos contendo aminoácidos e peptídeos.

Rudolph et al. (1999) aplicaram o modelo de Khoshkbarchi e Vera (1996) para descrever a solubilidade de ampicilina e amoxicilina e seus precursores (PG, HPG e 6-APA) em água pura, como função de temperatura e pH. Nos sistemas de solvente misto (água + butanol) as solubilidades foram descritas razoavelmente com o modelo de GE proposto por Gude et al. (1996).

Rudolph et al. (2001) verificaram que um modelo termodinâmico simples tal como o modelo de Gude et al. (1996) ou a sua versão modificada com apenas um parâmetro ajustável pode descrever o comportamento de fases da ampicilina, amoxicilina e seus precursores em água + 1-butanol razoavelmente bem.

Santana et al. (2010) também aplicaram o modelo de Khoshkbarch e Vera (1996) para a ampicilina e seus precursores, descrevendo qualitativamente a solubilidade em água para a ampicilina e HPG, porém não sendo capaz de descrever para 6-APA.

Ji et al. (2009) e Seyfi et al. (2009) aplicaram a equação SAFT para correlacionar solubilidade de aminoácidos em soluções aquosa e eletrolíticas, respectivamente, à 25 °C.

Fuchs et al. (2006) usaram a equação de estado PC-SAFT para calcular a solubilidade de aminoácidos em solução aquosa em função do pH, obtendo boa concordância com os dados experimentais. Cameretti e Sadowski (2008), Daldrup et al. (2010), Ferreira et al. (2008), Held et al. (2011), Held et al. (2014) e Ruether e Sadowski (2009) também obtiveram bons resultados a partir desde modelo para sistemas contendo aminoácidos e fármacos em diferentes temperaturas e composição de solventes. Kleiner et al. (2009) mostraram a aplicabilidade deste modelo na descrição da solubilidade do paracetamol em diferentes solventes e misturas de solventes.

Franco e Pessoa (2011) apresentaram uma expressão analítica da curva de solubilidade, como uma função das constantes de ionização, o pH e a solubilidade no composto no ponto isoelétrico, sendo aplicada com sucesso na descrição da solubilidade de insulina suína em função do pH em três diferentes temperaturas e de β-lactoglobulina bovina em quatro diferentes forças iônicas.

Franco et al. (2013) modificaram o modelo proposto por Franco e Pessoa (2011) de modo a aplicá-lo em sistemas contendo aminoácidos e moléculas com grupos β-lactâmicos

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CAPÍTULO2–REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

incluindo, para tanto, um termo de não-idealidade calculado pelo modelo de Pitzer para soluções eletrolíticas, obtendo sucesso na correlação dos dados experimentais de diversos aminoácidos, bem como da ampicilina e 6-APA. Bezerra et al. (2013) obtiveram boas correlações com este modelo quando aplicados em sistemas contendo amoxicilina e hidroxifenilglicina.

Italla Medeiros Bezerra Tese de Doutorado – PPEQ – UFBA

CAPÍTULO3–D

D

M

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3.1 Reagentes

Para a realização deste trabalho foram utilizadas diversas substâncias químicas, conforme listadas na Tabela 3.1 com os seus respectivos graus de pureza e fabricante.

Tabela 3.1 – Fabricante e pureza dos compostos usados

Reagente Fabricante Pureza / % mássica

Amoxicilina cristalina Sigma-Aldrich –

Ampicilina Sigma-Aldrich –

D-(-)p-Hidroxifenilglicina Sigma-Aldrich 99,0 D−(−)-α-Fenilglicina Sigma-Aldrich 99,0 Hidróxido de sódio (NaOH) Neon P.A.

Ácido clorídrico (HCl) Vetec P.A.

Etanol Merck 99,9

Biftalato de potássico (KHPh) Nuclear 99,0

Solução aquosa padrão pH = 4,00±0,01 SpecSol – Solução aquosa padrão pH = 7,00±0,02 SpecSol – Solução aquosa padrão pH = 9,18±0,02 SpecSol –

Fonte: Autor.

A pureza da amoxicilina e ampicilina cristalinas foi determinada experimentalmente a partir de um analisador de Carbono Orgânico Total (TOC) estimado em 94% e 90%, respectivamente. Todos os reagentes foram utilizados sem purificação adicional. Em todos os experimentos foi utilizada água deionizada milliQ.

3.2 Equipamentos

Todos os equipamentos utilizados nos experimentos de solubilidade e titulação potenciométrica pertencem ao Núcleo de Pesquisa e Ensino em Petróleo e Gás (NUPEG), na Universidade Federal do Rio Grande do Noite (UFRN), e encontram-se listados a seguir:

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