Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/27626

Type: Dissertação
Title: Avaliação da cristalização do metronidazol por acompanhamento com técnicas de análise em tempo real
Author(s)/Inventor(s): Dias, Camila Machado
Advisor: Silva, João Francisco Cajaiba da
Abstract: O processo de cristalização é uma operação unitária muito utilizada industrialmente, pois em uma única etapa, pode-se obter cristais de alta pureza e isolados de outros possíveis subprodutos. Porém, para que os cristais apresentem as características finais adequadas, como hábito cristalino e dimensões uniformes, o controle do processo de cristalização se torna objeto de estudo contínuo. Alguns parâmetros de controle são: velocidade de agitação, taxa de resfriamento, semeadura - adição de monocristal para indução da cristalização -, adição de antissolvente etc. Diversos estudos com metronidazol, derivado do nitroimidazol, fármaco classificado como anti-helmínticos e antiprotozoários, mostram que há dificuldade para sua compactação e confecção dos comprimidos, o que acarreta em problemas de desintegração e dissolução desses, afetando na biodisponibilidade do fármaco; assim, o controle da etapa de cristalização é uma etapa chave em todo o processo. Foram preparadas soluções supersaturadas em etanol e água a 42°C, resfriadas nas taxas de 0,2, 0,4 e 0,6°C.min-1 até a temperatura final de 5°C, obtendo dados para comparação da temperatura de início de cristalização, tamanho médio dos cristais e hábito cristalino. O tamanho das partículas foi avaliado por medição de feixe focalizado – FBRM (Focused Beam Reflectance Measurement); o hábito cristalino por um vídeo microscópio inline –PVM (Particle Vision and Measurement) e por microscopia eletrônica de varredura dos cristais obtidos após filtração a vácuo e secagem por 24 h em estufa a 60°C. Por fim, a temperatura de início de cristalização foi avaliada por índice de retroespalhamento (RBI) e análise de imagem, por alteração do sinal das componentes vermelho, verde e azul (RGB), a qual, por utilizar uma câmera como sensor, torna a análise de baixo custo e de fácil acesso. Também foi estudada a influência do posicionamento da câmera no sistema, sendo uma interna (inline) e outra externa (online) ao reator. Com o uso do PVM, pode-se avaliar inline os diferentes hábitos cristalinos influenciados pelas taxas de resfriamento e solventes, sendo corroborados pelas imagens do MEV. No sistema em etanol, houve apenas a formação do hábito cristalino prismático para as três taxas; contudo, na cristalização em água, a taxa de 0,2°C.min-1 formou cristais com hábito cristalino prismático; para as taxas 0,4°C e 0,6°C.min-1, a primeira formou uma mistura de cristais em formato de prisma com aciculares e a segunda cristais aciculares. Os sistemas de câmeras online e inline captaram o início da cristalização ao mesmo tempo, mostrando que a técnica não é influenciada pela posição do sensor, contudo, a posição externa apresentou menor capacidade de captação do sinal RGB. Todas as técnicas de análise em tempo real utilizadas detectaram o início da cristalização em tempos estatisticamente iguais para uma mesma taxa de resfriamento. Com bases nesses dados a condição mais indicada para produção de comprimidos de metronidazol é a cristalização a partir de soluções aquosas a uma taxa de 0,2°C/min.
Abstract: The crystallization process is a unitary operation widely used industrially, because in a single step, high purity crystals and possible possible by-products can be obtained. However, for the crystals to present the final selected characteristics, as there are crystals and uniform dimensions, or control of the crystallization process becomes an object of continuous study. Some control parameters are: agitation speed, cooling rate, seeding - addition of monocrystal for induction of crystallization, addition of anti-solvent, etc. shows that there is difficulty in compacting and inspecting tablets, or in problems of disintegration and dissolution of these, affecting the bioavailability of the drug; thus, the control of the crystallization step is a key step in the process. Supersaturated solutions were prepared in ethanol and water at 42 ° C, cooled at rates of 0.2, 0.4 and 0.6 ° C.min-1 to a final temperature of 5 ° C, obtaining data for comparison of the starting temperature crystallization, average crystal size and crystalline habit. The sample size was assessed by a focused focus - FBRM (Focused Beam Reflectance measurement); there is a lens by an inline microscope video - PVM (Particle Vision and Measurement) and by scanning crystal electron microscopy after vacuum filtration and drying for 24 h in an oven at 60°C. Finally, the temperature of the beginning of crystallization was evaluated by the backscatter index (RBI) and image analysis, by changing the signal of the red, green and blue components (RGB), which, by using a camera as a sensor, low cost analysis and easy access. The influence of the camera's positioning in the system was also studied, one being internal (online) and the other external (online) to the reactor. With the use of PVM, it is possible to evaluate online the different crystal habits influenced by the rates and solvents, being confirmed by the SEM images. In the ethanol system, there was only one formation of the crystalline habit of hexagonal prism for three rates, however, of crystallization in water, of 0.2°C/min from crystals with prismatic crystal habit with an average size close to 100 μm; for rates of 0.4°C and 0.6°C/min, average size varying between 80 and 90 μm, but the first forms a mixture of prismatic crystals with acicular and the second acicular crystals. The online and inline camera systems captured the beginning of crystallization at the same time, showing that the technique is not influenced by the position of the sensor, however, the external position showed less capacity to capture the RGB signal. All the real-time analysis techniques used detected the onset of crystallization at statistically equal times for the same cooling rate. Based on these data, the most suitable condition for making metronidazole tablets is crystallization from aqueous solutions at a rate of 0.2°C/min.
Keywords: Cristalização
Metronidazol
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Química
Production unit: Instituto de Química
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 2021
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: DIAS, Camila Machado. Avaliação da cristalização do metronidazol por acompanhamento com técnicas de análise em tempo real. 2021. 94 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
Appears in Collections:Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
919533.pdf17.46 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.