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Tipo: Tese
Título: Síntese e caracterização de líquidos iônicos baseados em monoetanolamina e colina e aplicação na cristalização do fármaco isoniazida
Autor(es): Reis, Carla Luzia Borges
Orientador: Aguiar, Rílvia Saraiva de Santiago
Coorientador: Rocha, Maria Valderez Ponte
Palavras-chave: Mycobacterium tuberculosis;Chave Isoniazida;Líquidos iônicos;Toxicidade;Cristalização
Data do documento: 2021
Citação: REIS, Carla Luzia Borges. Síntese e caracterização de líquidos iônicos baseados em monoetanolamina e colina e aplicação na cristalização do fármaco isoniazida. 2021. 153f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Fortaleza, 2021
Resumo: Os líquidos iônicos (LIs) são considerados uma alternativa atraente para aperfeiçoar processos com finalidades econômicas, ecológicas e podem oferecer uma nova perspectiva na cristalização de insumos farmacêuticos ativos (IFAs), devido a infinidade de possibilidade de sínteses dos LIs. Neste contexto, estudou-se a aplicação de LIs na cristalização da isoniazida (INH), um dos medicamentos mais utilizados e importantes no tratamento da tuberculose, com a finalidade de analisar os efeitos nas características do fármaco, como também a interação com os LIs, síntese de novos compostos e manipulação do hábito cristalino. Inicialmente, foram sintetizados e caracterizados cinco LIs baseados no cátion colina com ácido sulfúrico, acético, benzóico e cítrico, como também, dois LIs baseados no cátion monoetanolamina com ácido acético e fórmico. Posteriormente, os sete LIs obtidos foram caracterizados por meio de propriedades físico-químicas e utilizados na cristalização da INH pelo método de evaporação do solvente. Os ensaios de toxicidade aguda dos LIs demonstraram que o hidróxido de (2-hidroxietil)-trimetilamônio; formiato de 2-hidroxi-etilamônio e acetato de 2-hidroxi-etilamônio não apresentaram toxicidade frente ao microcrustáceo Artemia salina, enquanto o acetato de (2-hidroxietil)-trimetilamônio, bissulfato de (2-hidroxietil)-trimetilamônio e citrato de (2-hidroxietil)-trimetilamônio apresentaram baixa toxicidade, com valores de DL50 de 529; 408 e 410 µg/mL, respectivamente. Na caracterização das novas formas de INH, verificou-se que a morfologia e estabilidade da INH pode ser manipulada de acordo com o LI escolhido, produzindo hábitos distintos dos encontrados na cristalização com os ácidos precursores dos LIs. As formas INH:[ChOH] e INH:[ChCit], mostraram aspecto de pó, baixa solubilidade e em relação a ação antimicobacteriana sob a Mycobacterium tuberculosis, apresentaram valor de concentração inibitória mínima de 100 e 12,5 µg/mL, respectivamente. O LI bissulfato de (2-hidroxietil)-trimetilamônio provocou mudança conformacional na estrutura da isoniazida, formando o sulfato de 2-(4-piridiniocarbonil)-hidrazina, com solubilidade em água a 25 °C de 155,90 mg/mL, sendo aprimorada em relação a isoniazida padrão, que apresentou nas mesmas condições solubilidade de 137,90 mg/mL. Diante disso, a obtenção de novas formas sólidas do fármaco INH em LIs, bem como a caracterização e elucidação de sua estrutura após a cristalização, torna-se inovador e é considerado um passo inicial para a utilização de novos solventes na cristalização de fármacos.
Abstract: The ionic liquids (ILs) are considered an attractive alternative to improve processes with economic, ecological purposes and can offer a new perspective on the crystallization of active pharmaceutical ingredients (APIs), due to the infinity of possibilities of ILs syntheses. In this context, the application of ILs in the crystallization of isoniazid (INH), one of the most used and important drugs in the treatment of tuberculosis, was studied, with the purpose of analyzing the effects on the characteristics of the drug, as well as the interaction with the ILs, synthesis of new compounds and manipulation of the crystalline habit. Initially, five ILs based on the choline cation with sulfuric, acetic, benzoic and citric acid were synthesized and characterized, as well as two ILs based on the monoethanolamine cation with acetic and formic acid. Subsequently, the seven ILs obtained were characterized by physical-chemical properties and used in the crystallization of INH by the solvent evaporation method. The acute toxicity tests against the microcrustacean Artemia salina showed that (2-hydroxyethyl)-trimethylammonium hydroxide; 2- hydroxyl ethylammonium formate and 2- hydroxyl ethylammonium acetate ILs did not show toxicity against the microcrustacean A. salina, while the (2-hydroxyethyl)-trimethylammonium acetate, (2-hydroxyethyl)-trimethylammonium bisulfate and (2-hydroxyethyl)-trimethylammonium citrate ILs showed low toxicity, with values of LD50 of de 529; 408 e 410 µg/mL. In the characterization of the new forms of INH, it was verified that the morphology and stability of the INH can be manipulated according to the chosen IL, producing habits different from those found in the crystallization with the precursor acids of the ILs. The INH:[ChOH] and INH:[ChCit] forms showed a powdery appearance, low solubility and in relation to the antimycobacterial action against Mycobacterium tuberculosis, they presented a minimum inhibitory concentration value of 100 and 12.5 µg/mL, respectively. The (2-hydroxyethyl)-trimethylammonium bisulfate IL caused a conformational change in the structure of isoniazid, led to the formation the 2-(4-pyridiniumcarbonyl)-hydrazine sulfate, with a solubility in water at 25 °C of 155.90 mg/mL, being improved compared to INH (137.90 mg/mL) under the same conditions. Therefore, the obtaining new solid forms of the drug INH in ILs, as well as the characterization and elucidation of its structure after crystallization, becomes innovative and it is considered an initial step for the use of new solvents in the crystallization of drugs.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64329
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