Aplicação da calorimetria exploratória diferencial (dsc) na caracterização térmica do acetato de dexametazona, excipientes e do creme de dexametazona

Application of differential scanning calorimetry (DSC) in the thermal characterization of dexamethasone acetate, excipients and dexamethasone cream

Resumos

A calorimetria exploratória diferencial (DSC) foi utilizada na caracterização do acetato de dexametazona (princípio ativo), álcool cetílico, emulgin, polawax, nipagim-M (excipientes). O princípio ativo também foi investigado utilizando-se a termogravimetria (TG) e espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível (UV-VIS). Os resultados obtidos permitiram verificar a estabilidade térmica e o ponto de fusão do princípio ativo, bem como o ponto de fusão dos excipientes utilizados na fabricação do creme de dexametazona.

Acetato de dexametazona; excipientes; TG; DTG; DSC; caracterização térmica

APLICAÇÃO DA CALORIMETRIA EXPLORATÓRIA DIFERENCIAL (DSC) NA CARACTERIZAÇÃO TÉRMICA DO ACETATO DE DEXAMETAZONA, EXCIPIENTES E DO CREME DE DEXAMETAZONA

Egon SCHNITZLER^*

Marco Aurélio da Silva CARVALHO-FILHO^*

Carlos Cezar STADLER^*

Ana Márcia VOLPATO^**

Massao IONASHIRO^***

PALAVRAS-CHAVE: Acetato de dexametazona, excipientes, TG, DTG, DSC, caracterização térmica.

INTRODUÇÃO

Estudos com respeito à aplicação da termogravimetria (TG), análise térmica diferencial (DTA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), na identificação, caracterização, estabilidade e decomposição térmica de inúmeras drogas, encontram-se descritas na literatura.

Townsend¹⁵, descreve as técnicas termoanalíticas como estratégias relativamente simples para estudos de intermediários de sínteses e produtos; cita a técnica DSC em condições cuidadosamente controladas, como muito útil nestes estudos e também de amostras suspeitas.

Wendlandt e Collins¹⁷, utilizaram as mesmas técnicas na identificação de analgésicos de não prescrição interna. Outras investigações no estudo de várias drogas, bem como a aplicação das técnicas termoanalíticas em análises de rotina e em indústrias farmacêuticas, também encontram-se descritas na literatura^{1-11, 13, 14,16, 18, 19}.

No presente trabalho, investigou-se o acetato de dexametazona utilizando-se as técnicas TG, DTG e DSC, bem como a técnica de espectroscopia de absorção na região do UV-Vis., descrita na Farmacopéia Brasileira. Os excipientes e o creme de dexametazona foram caracterizados através da DSC.

Parte Experimental

As amostras do princípio ativo, dos excipientes e do creme de dexametazona, foram fornecidas pelo Laboratório Industrial de Produção de medicamentos, da Universidade Estadual de Ponta Grossa (LIMED-UEPG). A composição do creme de dexametazona é: acetato de dexametazona = 0,001 g; excipiente = q.s.p. 1,0 g. O excipiente, constituído por .água, álcool cetílico (= 1-hexadecanol), polawax (mistura de álcoois graxos com polioxietilenoglicóis, de consistência cerosa), nipagim-M (= p-hidróxibenzoato de metila) e emulgin (mistura de ceras auto-emulsionantes).

As curvas TG, DTG e DSC, foram obtidas no equipamento de análise térmica TA-4000 (Mettler) do Instituto de Química de Araraquara – UNESP. As massas de amostra utilizadas foram da ordem de 7 mg, cadinho de platina (TG e DTG) e cadinho de alumínio com tampa perfurada (DSC). A razão de aquecimento foi de 20ºC min^-1 e como gás de purga, utilizou-se ar sintético (TG e DTG) e nitrogênio (DSC), ambos com vazão de 150 ml min^-1.

Os espectros de absorção na região do UV-Vis, foram registrados no espectrofotômetro UV-Vis – Multispec – 1501 (Shimadzu), conforme técnica descrita na Farmacopéia Brasileira.

Resultados e Discussão

As curvas TG e DTG do acetato de dexametazona (amostra A), obtida em atmosfera dinâmica de ar sintético com fluxo de 150 mL min^-1, Figura 2, mostram que este princípio ativo é estável até 270 ºC. Estas curvas também mostram que a decomposição térmica ocorre em duas etapas consecutivas, sendo a primeira observada entre 270 e 500 ºC e a segunda entre 500 e 660 ºC, com perdas que correspondem a 70% e 30% do composto, respectivamente. Nenhum resíduo foi observado na decomposição térmica deste composto.

Curvas DSC do acetato de dexametazona de diferentes fornecedores (amostras A, B e C) obtidas em atmosfera dinâmica de nitrogênio encontram-se nas figuras 3,4 e 5 respectivamente. As amostras A e B, Figuras 3 e 4, mostram pico endotérmico agudo a235 ºC, atribuído à fusão do composto e em concordância com o valor descrito na literatura¹². A exoterma observada entre 260 e 350 ºC é atribuída à oxidação que ocorre durante o processo de evaporação, provavelmente pelo oxigênio contido como impureza no gás nitrogênio. Na Figura 5, amostra C, verifica-se a presença de três picos endotérmicos, um pico exotérmico e uma exoterma. O primeiro pico endotérmico a 100 ºC é atribuído ao processo de desidratação e o segundo pico endotérmico a 218 ºC seguido de um pico exotérmico a 220 ºC são atribuídos a impurezas contidas neste princípio ativo. O pico endotérmico a 235 ºC e a exoterma entre as temperaturas de 250 e 350 ºC, são atribuídas à fusão e oxidação do material evaporado, respectivamente, conforme já observado nas curvas DSC das amostras A e B, Figuras 3 e 4.

As curvas DSC dos excipientes: álcool cetílico, emulgin, polawax e nipagim-M, obtidas em atmosfera dinâmica de nitrogênio, encontram-se nas Figuras 6 a 9, respectivamente. Essas curvas mostram dois picos endotérmicos a 50 ºC e 300 ºC (Figura 6), 49 ºC e 430 ºC (Figura 7), 51 ºC e 320 ºC (Figura 8) e 125 ºC e 300 ºC (Figura 9), atribuídos à fusão e evaporação desses compostos, respectivamente, e em concordância com os dados da literatura e também com os valores fornecidos pelos fabricantes.

Nas Figuras 10 e 11 encontram-se as curvas DSC dos cremes de dexametazona produzidos, utilizando-se o princípio ativo padrão e o princípio ativo contendo impurezas, respectivamente.

Ambas as curvas apresentam um pequeno pico endotérmico a 50 ºC e uma endoterma a 100 ºC indicativo de vários eventos térmicos ocorrendo simultaneamente.

A grande semelhança observada nessas curvas indica que a técnica DSC neste caso não deve ser utilizada no controle de qualidade do produto acabado, uma vez que estas curvas não permitiram identificar qual creme foi produzido com o princípio ativo puro e com impurezas, e esse resultado sem dúvida é atribuído a pequena quantidade de princípio ativo utilizado (0,1% m/m) na composição do creme. Neste caso, a técnica DSC deve ser utilizada no controle de qualidade dos componentes do produto acabado.

Na Figura 12 encontram-se os espectros de absorção na região do UV-Vis do acetato de dexametazona das amostras A, B e C. Estes espectros foram obtidos utilizando-se soluções destes princípios ativos em metanol 1 : 100.000. A absorbância máxima observada a 239 nm, concorda com o valor descrito na Farmacopéia Brasileira. O teor de pureza desses princípios ativos foram: amostras A e B = 99,6% e amostra C = 77,3%; evidenciando que a técnica DSC pode ser utilizada no controle de qualidade do princípio ativo.

Conclusões

As curvas TG e DTG permitiram verificar a estabilidade térmica e a decomposição térmica do princípio ativo em atmosfera dinâmica de ar sintético.

As curvas DSC permitiram verificar quando o princípio ativo contém impurezas, porém no produto acabado nenhuma informação foi possível de ser obtida dessas curvas.

As curvas DSC do princípio ativo de diferentes fornecedores, mostram informações concernentes com os resultados obtidos dos espectros de absorção na região do UV-Vis.

Agradecimento

Os autores agradecem a FAPESP, processo 90/2932-4, pelo apoio financeiro.

SCHNITZLER, E.. et al. Application of differential scanning calorimetry (DSC) in the thermal characterization of dexamethasone acetate, excipients and dexamethasone cream. Ecl. Quím. (São Paulo), v.26, p. , 2001.

ABSTRACT: Differencial scanning calorimetry (DSC) technique have been used to characterize the dexamethasone acetate (active component), cetyl alcohol, emulgin, polawax and nipagim-M (excipents). The active component have also been investigated by TG, DTG and ultraviolet and visible absorption spectra (UV-VIS). The results permitted us to verify the thermal stability and melting point of the active component, as well as the melting point of the excipients used to produce the dexamethasone cream.

KEYWORDS: Dexamethasone acetate, excipients, TG, DTG, DSC, thermal characterization.

Recebido em 1.8.2000.

Aceito em 25.8.2000.

** Departamento de Ciências Farmacêuticas – UEPG - 84030-000 – Ponta Grossa-PR – Brazil.

*** Departamento de Química Analítica – IQ-UNESP – 14801-970 – Araraquara-SP – Brazil.

• 1 Ager, D. J.; Alexander, K. S.; Bhatti, A. S.; Blackburn, J. S.; Dollimore, D.; Koogan, T. S.; Muhvic, G. M.; Webb, W. J. Stabiliti of aspirin solid mixtures. J. Pharm. Sci. , v. 75, n 1, 97-101, 1986.
• 2 Balestrieri, F.; Magri, A. L.; Marini, D.; Sacchini, A. Application of differential scanningcalorimetry to the study of drug-excipient compatibility. Thermochim. Acta, v. 285, p. 337-45, 1996.
• 3 Chauvet, A.; Masse, J. Du comportement thermique de la phenylbutazone. Trav. Soc Pharm. Mtpelier, v. 38, n. 1, p. 31-42, 1978.
• 4 Curini, R.; Zamponi, S. Thermal analytical techniques applied to the narcotic field: cocaine analysis. Thermochim. Acta, v. 153, p. 11-26, 1989.
• 5 Domagalina, F.; Slawik, T. Thermaldegradation of acetylsalicilic acid. Acta Pol. Pharm., v.33, n. 1, p. 623-6, 1976.
• 6 Fernandes, N. S.; Carvalho-Filho, M. A. S.; Mendes, R.A.; Ionashiro, M. Thermal decomposition of some chemotherapic substances. J. Braz. Chem. Soc., v. 10, n. 6, p.459-62, 1999.
• 7 Giron, D. Applications of thermal analysis in the pharmaceutical industry. J. Pharm. Biom. Anal., v. 4, n. 6, p. 755-70, 1986.
• 8 Giron, D. Thermal analysis in pharmaceutical routine analysis. Acta Pharm. Jugosl., v. 40, n. 1-2, p. 95-157, 1990.
• 9 Lvova, M. Sh.; Kozlow, E. I.; Wishnevezkaya, I. A. Thermal analysis in the quality control and standardization of some drugs. J. Therm. Anal., v. 40, p. 405-11, 1993.
• 10 Macedo, R.O.; Souza, A. G.; Macedo, A. M. C. Applications of thermogravimetry in the quality control of mebendazole. J. Therm. Anal. , v. 49, p.937-41, 1997.
• 11 Martinez Recori, C.; Sanches Monge, J. M.; Rezende Ciriza, J. A.; Marcótegni, F. Aplicación del analisis térmico differencial al estudode la estabilidad Del acido acetilsalicilico y p-cloroanilina. Rev. Asoc. Esp. Farm. Hosp., v. 6, p. 57-62,1982.
• 12 Merck Index, Merck & Co. Inc. 11^th Ed. New York: Rohway. 1989.
• 13 Ribeiro, Y.A.; Oliveira, J. D. S.; Leles, M. I. G.; Juiz, S. A.; Ionashiro, M. Thermal decompoition of some analgesics agents. J. Therm. Anal., v. 46, p. 1645-55, 1996.
• 14 Ribeiro,Y. A.; Caíres, A. C. F.; Boralle, N.; Ionashiro, M. Thermal decomposition of acetylsalicylic acid (aspirin). Thermochim. Acta. , v. 279, p. 177-81, 1996.
• 15 Townsend, I. A basic strategy for the thernal stability assessment of pharmaceutical synthetic intermediates and products. J. Therm. Anal , v. 37, p. 2031-66, 1991.
• 16 Valladăo, D. M. S.; Oliveira, L. C. S.; Zuanon-Neto, J.; Ionashiro, M. Thermal decomposition of some diuretic agents. J. Therm. Anal., v. 46, p.1291-99, 1996.
• 17 Wendlandt, W. W.; Collins, L. W. The identification of non-prescription internal analgesics by thermal analysis. Anal. Chim. Acta, v. 71, p. 411-7, 1974.
• 18 Wesolowski, M. The influence os various tablet components on thermal decomposition of some pharmaceuticals. Mickrochim. Acta, v. 1, p. 199-213, 1980.
• 19 Wesolowski, M. Analysis of drug formulations by thermal decomposition. Thermochim. Acta, v. 209, p. 223-51, 1992.

*

Departamento de Química – UEPG – 84030-000 – Ponta Grossa-PR – Brazil.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  26 Nov 2002
• Data do Fascículo
  2001

Histórico

• Recebido
  01 Ago 2000
• Aceito
  25 Ago 2000