A (s) + B (s) [A B] (s)

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Resumo

No presente trabalho foi realizado a síntese de co-cristais do API (do Inglês “Active Pharmaceutical Ingredient”) (S)-cetoprofeno (CET) com os co-formador ácido salicílico (SA), por meio do método mecanoquímico, moagem assistida por solvente, realizou-se estas moagens na proporção de 1:1 (mol/mol) de API:co-formador. A caracterização foi feita a partir das técnicas de difração de raios X (DRX) pelo método do pó, espectroscopia de absorção na região infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria - análise térmica diferencial (TG-DTA) e calorimetria exploratória diferencial - Fotovisual (DSC - Fotovisual), pelo qual obteve-se imagens da fusão e outros eventos dos compostos. Realizou-se análiRealizou-se prévia que mostrou que nenhuma das moléculas estudadas sofre transições polimórficas. O sistema CET:SA apresentou difratogramas de raios X que mostram a formação de co-cristal, porém o espectro na região do infravermelho não mostra alterações na bandas de absorção, no entanto os pontos de fusão, analisados a partir das curvas de DSC, mostram mais uma vez que houve interação entre as espécies, e formação de um co-cristal.

Palavras-chaves: co-cristais, cetoprofeno, mecanoquímica, ácido salicílico. Introdução

Existem várias maneiras de se melhorar a solubilidade de um fármaco, dentre elas a obtenção de sais, formas polimórficas, solvatos ou hidratos e co-cristais [1]. Devido suas características cristalinas, os co-cristais apresentam maior estabilidade em relação à umidade e ao armazenamento e apresentam menor tendência de sofrerem transformações de fases e são estáveis durante os processos de granulação úmida, formação de comprimidos e compactação [2]. Na literatura encontram-se trabalhos que relatam melhorias das propriedades físico-químicas, como solubilidade e de alguns fármacos, quando na forma de co-cristais. Para os pacientes, essas melhorias podem trazer benefícios que vão desde um melhor conforto durante a ingestão, devido a uma melhor solubilidade do API, até a diminuição de possíveis efeitos colaterais [3-8]. O cetoprofeno apresenta grande interesse comercial e caracteriza-se, farmacologicamente, por sua ação anti-inflamatória, antipirética e analgésica. Pertence à classe 2 do Sistema de Classificação Biofarmacêutica (BCS, em Inglês). Isso significa que esse API apresenta facilidade para atravessar biomembranas, mas é pouco solúvel em água [9].

Co-cristais podem ser apresentados como sinônimo de cristal molecular multi-conponente, segundo Bond, 2007 [10] ou como um complexo cristalino de dois ou mais constituintes moleculares neutros ligados na rede cristalina através de interações não covalentes, incluindo muitas vezes ligações de hidrogénio segundo Jones, 2006 [11].

A formação de um cristal ocorre através da interação representada na Figura 1, onde A representa um API e B um co-formador. Dessa forma, um co-cristal farmacêutico é resultante da interação entre um API e um co-formador, ambos no estado sólido, sem que ocorra transferência de prótons entre essas duas espécies.

A

+

B

 [A

B

]

Figura 1 – Formação de um co-cristal A·B (A e B são duas moléculas distintas)

As interações moleculares que podem ser estabelecidas para a formação de um co-cristal são do tipo ligações de hidrogênio, interações π-π e interações de Van der Waals [12].

Nos co-cristais, as moléculas do API e co-formador permanecem unidos entre si através de síntons supramoleculares

[13,14]. Na Figura 2, está representado o mais provável sínton molecular que poderá ser estabelecido entre o API e o

co-formadore escolhido para este trabalho.

Homosínton ácido-ácido

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Berry et. al. [15] relatam a obtenção de cristais de alguns anti-inflamatórios, utilizando-se nicotinamida como co-formador. Apesar dos bons resultados obtidos, não houve formação de co-cristais de cetoprofeno (através de métodos de cristalização em solução). Entretanto, nesse trabalho, foram feitos estudos da obtenção de co-cristais por métodos mecanoquímico, moagem assistida por solvente. Esse método é uma alternativa muito interessante para o estudo da obtenção de co-cristais. Em outro trabalho, Castro et. Al. [16]relatam a obtenção de cristais de naproxeno (API) com diferentes co-formadores, isômeros da piridina-carboxamida. Os resultados obtidos evidenciam que os co-cristais formados apresentam menores temperaturas de fusão com relação ao naproxeno puro, indicando que a formação desses co-cristais pode aumentar a solubilidade desse API em água.

Dessa forma, considerando-se os resultados do trabalho de Berry et. al. e o fato de o cetoprofeno pertencer à mesma classe farmacêutica do naproxeno, nesse trabalho, foi realizado um estudo para obtenção, através do método mecanoquímico, de co-cristais de (S)-cetoprofeno (API) com o co-formador ácido salicílico.

Materiais e métodos

Síntese dos co-cristais

A síntese foi feita utilizando o moinho vibratório MM 400 da Retsch, por moagem assistida com solvente, as moagens foram realizadas nas na proporção de 1:1 (2 mmol de cada reagente), pela pesagem de 0,2707 g de co-formador e 0,5 g de API com 15 L de solvente clorofórmio com auxílio de 1 esfera de aço inox, em uma frequência de 30 Hz, durante 30 minutos. DRX pelo método do pó.

Os difratogramas de raios X foram obtidos pelo Difratômetro Siemens DMAX 2000 utilizando-se tubo de cobre, submetido a 20 kV, corrente de 2 mA, Cu κα, λ = 1,5406 Å. As amostras foram colocadas em suporte de vidro, e expostas à radiação (3º ≤

2θ ≤ 50º). FTIR

Os espectros de absorção na região do infravermelho foram obtidos pelo espectrômetro Vertex 70, da Bruker. Os espectros foram obtidos através do método de refletância atenuada (ATR), com faixa de varredura entre 4000 cm-1 a 400 cm-1 (resolução de 4 cm-1) e um cristal de diamante como suporte.

TG-DTA

As curvas TG-DTA foram obtidas pelo equipamento Netzsch modelo STA 449 F3, utilizando-se a massa de amostras próximas a 5 mg e razão de aquecimento de 20 k.min-1 em atmosfera de ar seco com vazão de 50 ml.min-1 e intervalo de temperatura de 30 °C a 800 °C.

DSC - Fotovisual

As curvas DSC e imagens foram obtidos pelo equipamento Mettler-Toledo modelo DSC 1 Stare System com câmera digital SC30 acoplada, que incorpora um sensor CMOS de 3,3 megapixel, sub-conjunto optico mecanico Navitar 1-6232D com zoom de 6,5X.

Utilizou-se como massa de amostras de aproximadamente de 2 mg, razão de aquecimento de 20 ºC.min-1 em atmosfera de ar seco com vazão de 50 ml.min-1, com intervalo de aquecimento de acordo com a estabilidade térmica de cada composto. Cadinho de alumínio, 40 l, com tampa prensada e perfurada e cadinho de -alumina aberto, 30 l, para filmagem do processo de aquecimento.

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Resultados e discussões

Sistema CET:SA 1:1.

O ácido salicílico caracteriza-se como medicamento anti-inflamatório não esteroide carboxilado, com massa molar igual a 138,12 g.mol-1 e ponto de fusão entre 157-159 ºC, e não apresenta indícios de polimorfismo [17]. Os difratogramas de raios X do sistema CET:SA 1:1, CET e do SA estão representados na Figura 7.

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 2500 5000 7500 0 25000 50000 75000 1000000 2000 4000 6000 8000 10000 CET SA 1:1 SA Ângulo de difração 2(°) CET In te n sid a d e / C p s 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 500 1000 0 900 1800 2700 3600 600 1200 1800 2400 SA Ângulo de difração 2(°) CET Int ensi dade / C ps CET SA 1:1

Figura 7 – Difratogramas de raios X do CET e SA puros e da mistura CET:SA 1:1.

Figura 8 – Ampliação da região entre 30° e 40°.

Comparando-se os difratogramas de raios X mostrados na a Figura 7 pode-se observar a ausência de alguns picos do SA (31,9°; 34,96° e 35,5°) no difratograma de raios X da mistura CET:SA, o que sugere a formação de um co-cristal. Na Figura 8 pode-se observar a ampliação da região entre 30° e 40° dos difratogramas de raios X do CET, SA e da mistura 1:1 e os picos do difratograma do SA em destaque, que estão ausentes no difratograma da mistura.

Na Figura 9 estão representados os espectros de FTIR do CET, SA e da mistura CET:SA. Analisando-o, verifica-se que o espectro na região do infravermelho da mistura CET:SA e dos espectros do CET e do SA são muito semelhantes, não observa-se alteração significativas nas bandas da mistura em relação aos compostos puros, sendo esse apenas uma espectro soma do CET e SA.

2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 SA CET T rans m it ânc ia / % Número de ondas / cm-1 5% CET:SA 1:1

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0 2 4 6 8 10 12 100 200 300 400 500 600 700 800 0 20 40 60 80 100 DTA exo Mass a / % Temperatura / °C Di ferenç a de tem peratur a / ° C.mg -1 TG -1,2 -0,8 -0,4 0,0 0,4 0,8 100 200 300 400 500 600 700 800 0 20 40 60 80 100 Temperatura / °C Dif e re n ç a de t e mp e ra tura / °C.mg -1 DTA Ma s s a / % TG exo

Figura 10 - Curvas TG-DTA do CET. Figura 11 - Curvas TG-DTA do SA.

100 200 300 400 500 600 700 800 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 100 200 300 400 500 600 700 800 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Ma s s a / % TG Dif e re n ç a de t e mp e ra tura / °C.mg -1 Temperatura / °C DTA exo

Figura 12 - Curvas TG-DTA do sistema CET:SA.

As curvas TG-DTA mostraram que o CET é estável até 186 °C o SA é estável até 128 °C e o composto do sistema CET:SA é estável até 125 °C e decompõe-se em três etapas, a primeira etapa ocorre entre 125 °C e 275 °C, com um exoterma observada na curva DTA entre 125 °C a 270 °C, com perda de massa de 37,32 %, a segunda etapa ocorre de 275 °C até 375 °C com uma exoterma de 270 °C até 390 °C e perda de massa de 54,34 %, a terceira etapa ocorre entre 375 °C até 550 °C, sendo esta acompanhada de um pico de oxidação em 511,3°C e uma exoterma de 560 °C até 680°C. Embora a curva DTA do sistema CET:SA não apresente pico endotérmico que possa ser relacionado à fusão, a curva DSC, representada na Figura 13, do sistema CET:SA, mostra um pico endo referente a fusão, aos 81,4°C, temperatura de fusão mais baixa que a fusão do API e do co-formador. 40 60 80 100 120 140 160 CET:SA 1:1 CET Temperatura / °C F luxo de cal or / m W exo 4 mW SA

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Na Figura 13 podem-se observar os picos endotérmicos, referente à fusão do CET aos 96,4 °C (∆Hfus. = 108,6 J.g-1), a

fusão do SA aos 160,7°C (∆Hfus. = 162,3 J.g-1) e a fusão do sistema CET:AS aos 81,4 °C (∆Hfus. = 67,4 J.g-1). A curva DSC

da mistura CET:SA, apresenta um pico de fusão em temperatura mais baixa, que o CET e o SA, sugerindo a ocorrência de formação de um co-cristal ou de um composto eutético. Relacionando os dados de difração de raios X, as curvas TG-DTA e DSC, devido aos difratogramas de raios X mostrarem indícios de modificação na estrutura do sistema CET:SA, com os picos do SA que estão ausentes no difratograma do sistema CET:AS e o ponto de fusão deste ser em temperatura mais baixa que o API e co-formadore, acredita-se que ocorreu a formação de um co-cristal.

Na Figura 14 esta representado a processo de fusão do sistema CET:SA obtido pelo sistema DSC - Fotovisual, nas respectivas temperaturas a= 81,0 °C, b= 81,5 °C, c= 82,0°C, d=82,5 °C.

Figura 14 – Fusão do sistema CET:SA. Conclusões

As técnicas termoanalíticas mostram-se eficientes no processo de caracterização dos possíveis co-cristais, fornecendo informações importantes a respeito da estabilidade térmica e ponto de fusão do sistema CET:SA. As técnicas de DRX e FTIR foram necessárias para mostrar se houve interação entre as espécies, podendo relaciona-las com as técnicas termoanalíticas a fim de complementar a análise das mesmas.

Apesar das curvas TG-DTA não apresentarem pico referente à fusão do CET:SA mostram eventos térmicos importantes como estabilidade térmica e decomposição, pode-se observar que o sistema CET:SA tem uma estabilidade mais baixa que a que o CET (186 °C) e do SA (128 °C), próxima de 120 °C. A curva de DSC do sistema CET:SA apresenta um pico endotérmico bem definido que, com auxílio da câmera acoplada pode-se observar que este é referente à fusão do CET:SA, devido a fusão ocorrer em temperatura diferente do que o API e co-formador, há possibilidade da obtenção de um co-cristal ou de um composto eutético. Analisando os difratogramas de raios X junto às curvas de DSC podemos concluir que houve formação de um co-cristal, devido a ausência de alguns picos do difratograma SA no difratrograma do sistema CET:SA (Figura 8) e ponto de fusão mais baixo que o API e co-formador. Os espectros na região do infravermelho não indicam interação, pois não apresentam alterações significativas nas bandas dos gruposfuncionais.

Agradecimentos

FAPESP (processos: 2012/21450-1; 2013/09022-7; 2013/14884-8) CAPES (proc. 024/2012 Pró-equipamentos)

FC-UNESP Campus de Bauru.

Referências

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9. Título do documento subordinado: Biopharmaceutics Classification System (BCS), http://166.78.14.201/tsrlinc.com/services/bcs/results.cfm Acessado em: 12 de outrubro de 2014.

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