relatorio DSC

Prévia do material em texto

Nome: Thiago ALcarde Robeldo		RA:427276
Título: “DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY” (DSC).
Objetivo
Utilizar a Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), para determinar a temperatura de transição vítrea (TG) de uma amostra de polipropileno (PP) e outra de poliestireno (PS), e possíveis impurezas, com base na análise dos gráficos de temperatura em função do calor de fusão das amostras.
Introdução
Atualmente, há vários estudos que discutem a aplicação da termogravimetria (TG) e da calorimetria exploratória diferencial (DSC), na caracterização, identificação de polimorfismo, avaliação de pureza e formulçao famaceutica de diferentes fármacos comercializados.
Basicamente, a DSC consiste em um processo que avalia a diferença de fluxo de calor entre uma substância e um material de referência, utilizando como referencial um programa para carazterizar aquecimento ou resfriamento. Para a indústria farmacêutica, esta técnica se apresenta para a determinação de pureza, estudo de compatibilidade e constituinte de formulação.
Já a TG, foi descrita na literatura como um método alternativo, que avalia perda por dessecação em matéria prima, utilizada como suporte para aplicações do estudo da pureza, estabilidade e decomposição térmica.
Através destas técnicas, para a caracterização de fármacos, é possível avaliar e qualificar quantitativamente, eventos de perda de massas, e processos endotérmicos e exotérmicos. Rustichelli et al., McGregor et al., Rodrigues-Spong et al. e Porter III et al., relataram sobre a carbamazepina; Giordano et al. relata sobre o diclofenaco de sódio. 14-18. Rustichelli et al. caracterizaram polimorfos da carbamazepina utilizando DSC combinada com outras técnicas analíticas. De acordo com o polimorfo utilizado no medicamento, a carbamazepina, que é um fármaco anticonvulsivante, pode sofrer alteração nas propriedades de dissolução e biodisponibilidade de comprimidos. Apesar de utilizada em diversas caracterizações, as farmacêuticas não especificam parâmetros como o de razão de aquecimento, o que pode inviabilizar a caracterização de modo homogêneo de algumas substâncias.
As aplicações mais utilizadas e citadas na literatura em questão são:
Determinação de umidade:
Descrita por Giron comparando o método oficial das farmacopeias, Karl Fischer, com os resultados encontrados por TG. Concluindo que não existem diferenças relevantes entre os dois tipos de análise, e propõe que a TG pode substituir o método de Karl Fischer
Pureza:
 A OMS, recomenda o uso da DSC, para a caracterização de pricípios ativos, pois se utiliza de um método absoluto. Assim, vários autores relatam a caraterização e avalização da pureza de compostos, demonstrando em alguns casos, simples análise visual da curva de aquecimento DSC, onde se pode ser observado a presença de contaminantes, avaliando o PF da amostra.
Ferguson et al., Macedo e Nascimento e Giron descrevem a utilização da Equação de van’t Hoff para determinação de pureza de fármacos.
Sabe-se que quanto maior for a concentração de impurezas, mais larga será a faixa de fusão e menor o PF. Os dados obtidos a partir de uma fusão DSC, referem-se então à faixa de fusão e o calor de fusão do analito, sendo dada pela modificação da Equação de van’t Hoff descrita acima.
Onde: T s = temperatura da amostra (K); T o = temperatura de fusão teórica do analito puro (K); R = constante universal dos gases (8,314 J mol -1 K -1 ); X 1 = fração molar da impureza; ΔH f = calor de fusão do componente principal puro (J mol -1 ) e F = fração da amostra que fundiu em T (s).
Compatibilidade de formulações farmacêticas
Este é um dos pricipais fatores, quando avalia-se as formulações farmacêticas. Estes são realizados em larga escala pela indústria, o que requer longos períodos de armazenamento, promovendo ambientes comtrolados de temperatura e umidade. Não substituindo as técnicas convencionais, as técnicas como a DSC, mostram-se úteis em estudos de estabilidade, facilitanto a escolha de formulçaões estáveis, promovendo maisor rapidez na escolha das formulações.
Além dos exemplos já citados as técnicas também podem ser utilizadas nas determinação da estabilidade e compatilbilidade de fármacos, na avaliação de polimorfismo e também cinétic de degradação térmica de amostras.
O estudo e desenvolvilmento de técnicas que cada vez mais garantam a qualidade dos produtos fármacos, é uma preocupação socio-Ecônomica, constante pelos órgãos responsáveis em todos os países, uma vez que o setor públido de saúde é responsável, pela definição dos parâmetros de qualidade dos medicamentos, fiscalização do seu cokmprimento.
METODOLOGIA
Caracterização:
As curvas TG são obtidas com razão de aquecimento de 10 C min -1 , iniciando-se à temperatura ambiente até 750 ºC, em atmosfera dinâmica de nitrogênio e com vazão de 50 mL. min -1 , cadinho de alumiío de alta purezaa e massa de amostra de aproximadamente 5,0 mg. 
As curvas DSC são usualmente obtidas sob atmosfera dinâmica de nitrogênio com vazão de 50 mL min -1 , razão de aquecimento de 10 ºC min -1 , com aquecimento desde a temperatura ambiente até 400 ºC, cadinho de alumínio parcialmente fechado e massa de amostra em torno de 0,5 mg. O equipamento deve ser previamente calibrado com índio (PF 156,6 °C; ΔHfusão = 28,54 J g –1 ) e chumbo (PF 327,0 °C), ou outros padrões recomendados pelo fabricante. A avaliação de pureza por DSC é realizada aplicando-se a Equação de van’t Hoff ao pico de fusão do fármaco.
Procedimento Experimental
Inicialmente, foram preparadas as amostras nos respectivos cadinhos (Popilpropileno e Poliestireno), e realizada a purga do equipamento.
A amostra então foi introduzida na atmosfera dinâmica do equipamento, e então selecionou-se uma taxa de aquecimento de 10ºC/min.
Ao final, foram registradas as curvas de aquecimento de cada amostra. E os gráficos obtidos se encontram abaixo.
	Gráfico 1: Análise DSC Poplipropileno
Gráfico 2: Análise DSC Poliestireno
A taxa diferencial de calor é monitorada por termopares instalados dentro do forno. Para a análise do PP foi utlizada a taxa de aquecimento de 10ºC/min-1.
O DSC emprega um método que é constituído em dois ciclos: o primeiro ciclo consiste em fundir o polímero, resfriando posteriormente para que, ao passar pela sua Tc, f orme cristais novamente. Este primeiro procedimento tem o intuito de eliminar possíveis defeitos que ocorrem na síntese polimérica ou durante o processamento do polímero. No segundo ciclo, quando o material já esta livre do histórico de produção ou síntese, realiza-se uma nova fusão do polímero para então analisar sua nova curva de Tf.
Os gráficos 1 e 2 representam uma curva padrão. Onde podemos constatar que, a Ti = 25 e 35ºC, o início da variação de massa para um determinado conjunto de condições experimentais e Tf =108,29 e ~85ºC é a menor indicando que o processo responsável pela variação de massa foi concluído (OS e PP respectivamente). O início da inflexão da curva da TG (início do pico de TG) pode ser usado para ajudar a identificar a Ti e a Tf (final do pico de TG). 
Conclusão:
O experimento apresentado, se apresentou como uma alternativa para a caracterização de amostras. Comparados com os valores da literatura, os valores de transição vítrea previsto para os matérias, são de PS~100ºC e o valor encontrado foi de 102ºC, e o do PP ~189ºC e o valor encontrado foi de 169ºC, o que indica a presença de alguma impureza, diminuindo o PF como previsto, mas dentro de uma faixa de temperatura pequena para o material.