Minicurso de Inverno: Cristalografia Básica, Difração de Raios X e de Método de Rietveld

Minicurso de Inverno: Cristalografia Básica,

Difração de Raios X e de Método de Rietveld

Faculdade de Ciências Farmacêuticas

Universidade de São Paulo - Cidade Universitária - São Paulo - SP Método de Rietveld: 24 a 28 de junho de 2019

Determinação de estruturas: 15 a 19 de julho de 2019 Local/horário:

Auditório Prof. Paulo Carvalho Ferreira (Anfiteatro vermelho; Bloco 13A) da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da USP

Objetivo

Mantendo a filosofia dos Ciclos de Minicursos anteriores, o intuito do evento é o de di-vulgar a Cristalografia, que é uma ciência multidisciplinar, para as comunidades cientí-fica e industrial brasileira e formar usuários para o uso de ferramentas avançadas para a análise e tratamento de dados por difração de raios X de diversas amostras (fármacos, materiais cerâmicos, minerais, etc).

Relevância e

abrangência

do curso

No âmbito da análise de fármacos e medicamen-tos o uso da difração de raios X aliado a méto-dos avançaméto-dos de refinamento de parâmetros são uma poderosa ferramenta para a identifi-cação e quantifiidentifi-cação de polimorfos em insu-mos e produtos farmacêuticos, tema atualmente de grande importância para o controle de qualidade,

pesquisa e desenvolvimento de medicamentos. Além disso, o

conhecimento da estrutura cristalina é de grande importância nas mais variadas áreas de pesquisa, como de ciência dos materiais, química, geologia, fármacos, entre outras. Nesse curso, aspectos básicos da difração de raios X, métodos avançados de de-terminação e refinamento de estruturas cristalinas e análise quantitativa de fa-ses (ex. quantificação de polimorfos) serão abordados.

Conteúdo

O ciclo será composto por 2 módulos: (I) Método de Rietveld, (II) Determinação de Estruturas com dados DRX por pó.

O primeiro módulo será dedicado ao método de Rietveld e irá abranger a teoria e tuto-riais hands on que vão desde a identificação de fases (incluindo polimorfos de fármacos, minerais, etc), seguido de refinamentos simples de uma fase até a análise quantitativa de fases avançada através de refinamentos paramétricos. Um caso de análise quantita-tiva de fases com medidas obtidas in-situ e padrão interno será usada para determinar a variação de material amorfo em função da temperatura.

O segundo módulo será dedicado à determinação e refinamento de estruturas crista-linas com dados de difração de raios X por policristais e serão abordados vários casos onde o usuário poderá experimentar as potencialidades do método de simulated

anne-aling na solução de estruturas cristalinas de compostos orgânicos ou organometálicos.

Serão abordados (a) preparação das amostras para as medidas de difração de raios X, (b)

determinação dos parâmetros de rede, (c) criação do corpo rígido da molécula (matriz Z), (d) procedimentos para início dos cálculos e os cálculos para determinação de es-truturas e (e) o refinamento, através do método de Rietveld, da estrutura determinada.

Programação

Método de Rietveld

S: Introdução à difração de Raios X pelo método do pó e a materiais cristalinos. Será realizado no Instituto de Geociências – USP;

S: Formalismos matemáticos do Método de Rietveld; S: Alargamento instrumental e parâmetros fundamentais; T: Instalação dos programas;

T: Conversão de dados;

S: Search-Match e busca de estruturas cristalinas em banco de dados como CSDS, ICSD, COD, American Mineralogist Crystal Structure Database;

S: Topas modo interface e modo launch. (Parte 1 - Programas jEdit e Topas);

TS: Refinamentos simples com uma fase. Al₂O₃, CaF₂, ZnO, ZrO₂ monoclínico, nizatadina, carbamazepina. (Modo interface e modo launch); [Continua no dia 2]

TS: [Continuação] Refinamentos simples com uma fase. Al₂O₃, CaF₂, ZnO, ZrO₂ monoclíni-co, nizatadina, carbamazepina. (Modo interface e modo launch);

TS: Correção de orientação preferencial: Mg(OH)₂ (Modo interface e modo launch); S: Topas modo Interface e modo launch. Parte 2. Alguns recursos avançados dos progra-mas jEdit e Topas;

TS: Refinamentos com 3 fases e análise quantitativa de fases. (Modo interface e modo launch): (a) Determinação da fração de amorfo;

(b) AQF com orientação preferencial.

TS: AQF de 8 amostras simultaneamente. Todas as amostras possuem as mesmas fases em diferentes proporções. (Apenas no modo launch);

TS: Correção para os efeitos do filtro de Ni com radiação de anodo de cobre. AQF com dados locais das amostras do QPARR-1998. (Apenas no modo launch).

TS: Refinamentos não convencionais:

(a) Dados de difração de nêutrons e raios X convencional. (Apenas no modo launch); (b) Dados de luz Síncrotron fazendo uso do espalhamento ressonante (anômalo). (Determinação de estequiometria). (Apenas no modo launch);

(c) AQF: Refinamentos vinculados, sequenciais e paramétricos. (Apenas no modo launch). [Continua no dia 5]

TS: Refinamentos não convencionais:

(c) [Continuação] AQF: Refinamentos vinculados, sequenciais e paramétricos.

(Ape-nas no modo launch).

D: Demonstração de outros programas de método de Rietveld. Discussão com os participantes e encerramento.

DIA 1

DIA 2

DIA 3

DIA 4

DIA 5

Demonstração de programas Seminário

Tutorial (práticas realizadas pelos participantes com a ajuda dos instrutores) Tutorial com seminário

D S

T

Determinação de estruturas

cristalinas e Pair Distribution

Function

Essa etapa do curso está também classificada como hands-on onde se fará exposição de como executar os diversos programas entre breves explanações sobre preparo de amostras, estratégias

de obtenção de dados (quais e quando mudar os parâmetros de tempo, passo, scans, fendas…); dicas de como encontrar os parâmetros de rede cristalina e consequente refinamento e extração das intensidades de cada reflexão utilizando-se métodos de Pawley/Le Bail; Encontrar a estrutura por simulated annealing, onde se abordará o uso de corpos-rígidos, bem como de átomos isolados; e por fim, refinamento por Rietveld. O curso também introduzirá o estudo da estrutura local de sistemas amorfos pela aplica-ção da técnica de Pair Distribuction Function (PDF).

Instrutores

A equipe de profissionais altamente qualificados que irá ministrar os dois módu-los do ciclo de minicursos, é composta por:

Professor da Universidade Federal de Juiz de Fora - MG, que desde 2013 vem traba-lhando na determinação e refinamento de estruturas cristalinas a partir de dados de difração de Raios X por amostras policristalinas

Ex-professor do Instituto de Química de Araraquara - Unesp e atual coordenador do Laboratório Computacional de Análises Cristalográficas e Cristalinas - Um laboratório Virtual (labcacc.net.br), com 42 anos de experiência na área de cristalografia e difração de raios X, com forte atuação na análise de materiais cerâmicos e fármacos.

Responsável pelo Laboratório de Difração de Raios X do Instituto de Geociências da USP. Trabalha com o Método de Rietveld desde 1992. Foi o primeiro, no Brasil, a traba-lhar com o Método de Rietveld na área de Geologia.

Diretora da Nox Consultoria para aplicações da técnica de difração de raios X e métodos de quantificação de fases para indústria farmacêuticas, produtos odontológicos, etc. Professor do Departamento de Farmácia da FCF-USP.

Pós-doutorando na Universidade Federal do ABC e ex-aluno de mestrado e doutorado de Carlos O. Paiva-Santos, sendo que no doutorado trabalhou com o método PDF (Pair Distribution Function) no estudo de fármacos de liberação controlada.

PROF. DR. ALEXANDRE CUIN

PROF. DR. CARLOS O. PAIVA-SANTOS

DR. FLÁVIO MACHADO DE SOUZA CARVALHO

DRA. SELMA GUTIERREZ ANTONIO

PROF. DR. GABRIEL LIMA BARROS DE ARAUJO DR. VINÍCIUS DANILO NONATO BEZZON

Investimento e inscrições

Comissão Organizadora

Apoio

Patrocínio

As inscrições devem ser realizadas para cada módulo, com 30 vagas para cada um. O curso de cada módulo está sujeito a cancelamento e reembolso caso não seja atingido o número mínimo participantes.

Valores por módulo:

• R$ 400,00 (Alunos de graduação e pós-graduação, sem vínculo empregatício); • R$ 1.000,00 (Pós-doutorandos com bolsa e docentes de universidades); • R$ 3.000,00 (Demais profissionais).

Valores para inscrição nos dois módulos:

• R$ 600,00 (Alunos de graduação e pós-graduação, sem vínculo empregatício); • R$ 1.500,00 (Pós-doutorandos com bolsa e docentes de universidades); • R$ 4.500,00 (Demais profissionais).

Datas

• Inscrições para módulo 1 (Método de Rietveld): 5/4 a 10/6/2019 • Inscrições para módulo 2 (Determinação de estruturas): 5/4 a 1/7/2019

Carga horária de cada módulo: 40h

Para inscrição e esclarecimento de dúvidas, entre em contato com eventos@fipfarma.com.br, ou pelos telefones (11) 3735-7114 / (11) 3735-0311

ou com a Dra. Selma G. Antonio pelo e-mail: selma.antonio@gmail.com. CLIQUE AQUI PARA REALIZAR SUA INSCRIÇÃO ONLINE

Aqueles que desejam concorrer à isenção da taxa de inscrição devem enviar o currículo Lattes e uma carta de recomendação do orientador, até 20 de maio, para a e-mail da Dra. Selma G. Antonio (selma.antonio@gmail.com).