ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: ESTUDO TERMOGRAVIMÉTRICO DE UM MEDICAMENTO A BASE DE QUITOSANA E DETERMINAÇÃO DA ENERGIA DE ATIVAÇÃO UTILIZANDO O MODELO DE OZAWA
AUTORES: FERNANDES, N.S (UFRN) ; SOUZA, S.P.M.C. (UFRN) ; MORAIS, F.E. (UFRN) ; MARTINEZ-HUITLE, C.A. (UFRN)
RESUMO: O presente trabalho avaliou a decomposição térmica de um medicamento a base de
quitosana e determinou através do modelo de Ozawa as energias de ativação nos
percentuais de conversão 60, 65, 70, 75 e 80% correspondente a segunda e terceira
etapas de perda de massa que ocorrem de forma consecutiva. Para este estudo utilizou-se
a Termogravimetria/Termogravimetria Derivada (TG/DTG) e o modelo cinético de Ozawa. Os
resultados obtidos mostraram que esse modelo se adequou a etapa de decomposição
estudada.
PALAVRAS CHAVES: quitosana, análise térmica, modelo de ozawa.
INTRODUÇÃO: A quitosana é um biopolímero obtido da desacetilação da quitina, sendo o maior
constituinte de exoesqueletos de crustáceos, moluscos e insetos, mas também ocorre em
algumas espécies de fungos (WU et al., 2005). Medicamentos a base de quitosana são
utilizados por facilitar o emagrecimento e o controle do colesterol. A quitosana
absorve gorduras presentes no processo digestivo, impedindo que sejam processadas
pelo corpo. O estudo da estabilidade térmica é um dos principais fatores que devem
ser observados ao se desenvolver formulações farmacêuticas. Os mesmos são realizados
pela indústria farmacêutica, mas, requerem longos períodos de armazenamento das
amostras, sob condições controladas de temperatura e umidade (RODANTE et al., 2002).
As técnicas termoanalíticas apresentam inúmeras vantagens nos estudos de interação
entre princípio ativo e excipientes, estudo da cinética de degradação e estabilidade
de formas farmacêuticas, entre outras aplicações (SOUZA et al., 2002). O modelo de
Ozawa é uma das formas de se obter os parâmetros cinéticos da reação. Nesse método, o
logaritmo da razão de aquecimento (f) é plotado em função do inverso da temperatura
(SILVA et al., 2004). A energia de ativação também é calculada por esse método e é um
dos parâmetros de maior interesse para avaliar a estabilidade de compostos
farmacêuticos em que quanto maior a energia de ativação, maior a estabilidade térmica
do composto (VECCHIO et al., 2001). O objetivo desse trabalho foi estudar a
decomposição térmica de um medicamento a base de quitosana e determinar as energias
de ativação utilizando o modelo de Ozawa.
MATERIAL E MÉTODOS: Os comprimidos foram adquiridos do comércio local, em seguida pesados, pulverizados em
gral de ágata e armazenados em dessecador. A amostra de quitosana pura foi sintetizada
no Laboratório de Síntese Orgânica do Instituto de Química da UFRN obtendo-se um grau
de desacetilação correspondente a 92%. As análises termogravimétricas foram realizadas
no Laboratório de Química Analítica e Meio Ambiente (LAQUAM) do Instituto de Química da
UFRN, utilizando um sistema Shimadzu, modelo TGA – 50, capaz de operar da temperatura
ambiente a 1000 ºC, nas seguintes condições: Faixa de temperatura de 25 a 900ºC, razão
de aquecimento de 5, 10 e 20 ºC min-1, vazão de 50 mL min-1, atmosfera de nitrogênio e
cadinho de α-alumina com uma massa de aproximadamente 8 mg de amostra.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Fig. 1 mostra as curvas TG/DTG da quitosana pura e da amostra do comprimido a base
de quitosana. A curva TG da quitosana pura exibe três eventos de perdas de massa
totalizando 100 % de perda em 618,3 °C. A primeira perda ocorre no intervalo de 20,7
a 90,1 ºC (DTGPICO = 50,7 °C) com uma perda de 10,9 % referente a desidratação da
amostra. A segunda e a terceira etapas de perdas de massa ocorrem de forma
consecutiva entre 232,4 a 618,3 ºC com um percentual de 89,8 % e estão relacionadas à
decomposição da amostra. Resultados semelhantes foram encontrados por (DUARTE JÚNIOR
et al., 2010). Na curva TG da amostra do comprimido observam-se quatro etapas de
perdas de massa, sendo a primeira no intervalo de 36,5 a 96,9 ºC (DTGPICO = 61,2 °C)
relativa à desidratação da quitosana. A segunda e a terceira ocorrem de forma
consecutiva no intervalo de 240,3 a 385,6 ºC. Estas etapas estão relacionadas à
decomposição térmica dos excipientes celulose microscristalina e estearato de
magnésio. De acordo com Filho (2009) a esse excipiente sofre decomposição entre 285,0
e 350,0 °C com uma perda de massa de 76,0 %. A quarta perda de massa ocorre desde
385,6 até a temperatura de 900 ºC relacionada a carbonização da quitosana, porém por
ocorrer a velocidade constante não é visualizada na curva DTG. A energia de ativação
correspondente a segunda e terceira etapas de perda de massa que ocorrem de forma
consecutiva na amostra do comprimido foi calculada pelo modelo de Ozawa, considerando
os percentuais de conversão de 60, 65, 70, 75 e 80%. A Figura 2 exibe as curvas TG do
medicamento obtidas nas razões de aquecimento (5, 10 e 20 oC min-1) e o gráfico do
logaritmo da razão de aquecimento pelo recíproco da temperatura. As energias de
ativação variaram de 430,33 a 484,94 kJ/mol.
CONCLUSÕES: A partir dos resultados obtidos foi possível identificar as etapas de perdas de massa
da quitosana pura assim como também da amostra de comprimido a base de quitosana e
verificar a estabilidade térmica do mesmo.O modelo de Ozawa mostrou-se ser adequado
para determinar as energias de ativação nos diferentes percentuais de conversão
estudados.
AGRADECIMENTOS: A CAPES, PETROBRAS, NUPPRAR-UFRN E IQ-UFRN
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: DUARTE JÚNIOR, A. P.; ALVES, T. G. V.; TAVARES, E. J. M.; MOURA, M. R.; OLIVEIRA, M. E. C.; COSTA, C. E. F.; COSTA, R. M. R.; SILVA JÚNIOR, J. O. C. 2010. Caracterização térmica de nanopartículas de quitosana. VII Congresso Brasileiro de Análise Térmica e Calorimetria.
FILHO, R. O. C.; FRANCO, P. I. B. M.; CONCEIÇÃO, E. C.; LELES, M. I. G. 2009. Stability studies on nifedipine tablets using thermogravimetry and differential scanning calorimetry. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 97 : 343-347.
SILVA, G.; MATTOS, E. C.; NAKAMURA, N. M. IHA, K. 2004. Aplicação da calorimetria exploratória diferencial no estudo da cinética de transição α → δ HMX. 27 : 889-891.
VECCHIO, S.; RODANTE, F.; TOMASSETTI, M. 2001. Thermal stability of disodium and calcium phosphomycin and the effects of the excipients evaluated by thermal analysis. Journal Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 24 : 1111-1123.
WU, Y.; ZHENG, Y.; YANG, W.; WANG, C.; HU, J.; FU, S. 2005. Synthesis and characterization of a novel amphiphilic chitosan-polylactive graft copolymer. Carbohydrate Polymers. 59 : 165-171.
