Resumo Tecnologia Química Farmacêutica

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RESUMÃO TQF 
ESTRATÉGIAS UTILIZADAS NO PLANEJAMENTO DE NOVOS FÁRMACOS 
- Busca Sistemática: testes aleatórios de atividade biológica para todos os compostos disponíveis, geralmente obtidos de matéria-prima de origem natural. 
- Exploração de Atividade Biológica: exploração de fontes de origem natural, baseada em conhecimento (relatos) sobre um determinado tipo de ação farmacológica; (extração -> isolamento [purificação] -> testes A, B) 
- Modificação Celular: consiste na alteração estrutural de um fármaco existente, como o objetivo de correção de propriedades moleculares para obtenção de fármacos superiores. De acordo com a propriedade que se deseja ajustar devemos utilizar um método de modificação específico. 
SIMPLIFICAÇÃO MOLECULAR
- Consiste na remoção gradual de fragmentos orgânicos, com objetivo de: 
- Simplificar a estrutura – facilitar a síntese 
- Determinar o farmacófrago 
- Remoção de centros quirais 
- Montar estudos de REA/SAR
- Simplificação da molécula, mas mantendo-a atividade biológica. A cada grupo retirado, um teste de atividade biológica deve ser feito. 
REPLICAÇÃO MOLECULAR
Método de associação de moléculas. Aumenta a afinidade do alvo, quando esta apresentar a simetria. 
HIDRIDAÇÃO MOLECULAR 
- Obter moléculas que produzam mais que um tipo de atividade biológica (atuar sobre diferentes alvos) 
HOMOLOGIA 
Ajuste de volume molecular. Serve para melhorar a afinidade com o receptor. Ajuste do LogP.
Maior o C maior será a L. 
Menor o C menor será a L. 
RESTRIÇÃO CONFORMACIONAL 
- Adição de duplas: trava a molécula, pode introduzir isomeria espacial. 
- Fechamento de anéis: diminuição da flexibilidade molecular. 
- Adição de Grupos Volumosos: adição de um grupo. Adicionar grupo próximo a cadeia de flexibilidade. 
LATENCIAÇÃO 
- Obtenção de pró-fármaco 
- Ajuste de propriedades físico-químicas para correção de parâmetros farmacocinéticos ou auxiliam farmacotécnica. 
- Utilização de grupos de transportes (GT) 
- Necessidade de mecanismo para bioativação. 
- Latenciação clássica -> esteficiação do GT. 
BIOISOTERISMO 
Método utilizado para correção de propriedades físico-químicas e/ou estereoquímicas. Sua aplicação: 
- Ajuste de solubilidade 
Aumento de biodisponibilidade 
- Ajuste do metabolismo (correção T ½)
- Diminuição de toxicidade 
- Aumento de afinidade (tecido alvo) 
- Aumento de potência etc. 
- Baseado na ‘’substituição’’ isotérica. 
- Isoativos: grupos com propriedades similares (eletrônicas, espaciais, físicas ou químicas). 
Princípios de Bioisosterismo: moléculas que apresentam estruturas similares, promovem efeito similar. 
- Substituição isotérica não deve modificar a interação com o orfanismo. 
PLANEJAMENTO RACIONAL 
- Determina-se o alvo molecular. 
TRIAGEM -> biológicos / bioquímicos -> PROTÓTIPO 
- Determinação do alvo molecular 
- Caracterização de macromoléculas 
- Estrutura 3D do receptor 
- Planejamento da molécula capaz de se ligar ao receptor 
- Planejamento da molécula baseado na estrutura de um ligante químico 
DESENVOLVIMENTO COM AJUDA DE PC = CADD (computer aided drug design) 
- Visualização 
- Docking 
- Campos de interação molecular 
- Dinâmica molecular 
- Modelagem por homologia 
- Cálculo de Propriedades moleculares
QSAR X SAR 
Relação estrutura e atividade quantitativa 
- Quantificação da estrutura química 
- Quantificação da atividade biológica 
Ambos são descritores 
Relação matemática entre estrutura química (EQ) e atividade biológica (AB)
- Guia a síntese e planejamento molecular dos novos compostos ativos. 
- Te permite prever a atividade biológica de compostos de ser sintetizado. 
CONJUNTO DE DADOS QSAR 
Série de compostos:
- Semilaridade química (moléculas que agem no mesmo receptor) 
- Diversidade estrutural 
IC50 = concentração inibitória (enzimática) 
MIC – Mínima Concentração Inibitória/descritor AB 
INDÚSTRIA QWUIMICO-FARMACÊUTICA
É responsável pela transformação de matérias primas em produto, que seguem diretamente para as indústrias farmacêuticas e/ou farmácias de manipulação. 
- IGF: produção de fármacos, aromas, corantes, aditivos para alimentos etc. 
- Para a transformação de matérias-primas em princípios ativos são aplicadas diversas operações físicas diferentes (operações unitárias) que irão constituir um processo unitário. 
OPERAÇÕES UNITÁRIAS
- Cada etapa presente em uma produção industrial; 
- Operações necessárias para viabilizar a obtenção do produto; 
- Operações físicas que possibilitam o processo químicos; 
- Procedimentos de caráter universal – aplicados a qualquer tipo de indústria 
- Operações que sempre tem mesmo objetivo, independente da natureza química dos componentes envolvidos. 
- Operações de agitação e mistura: homogeneizar a mistura constituída por diferentes componentes em diferentes fases (solida, liquida e gasosa) presentes em reatores químicos. A escolha da velocidade e tipo de agitador dependa da viscosidade e do estado físico dos reagentes produtos. 
Operações de separação:
- Separação sólido-fluido e fluido-fluido: operações utilizadas para separação de duas fases. EX: filtração, decantação e centrifugação. 
- Transferência de massa de uma fase para outra devido a afinidade do componente para a segunda fase. EX: extração líquido-líquido, solido-líquido. 
- Transferência de material entre diferentes fases por influência da temperatura (troca de calor). EX: evaporação, destilação e cristalização. 
- Filtração: fluido permeia através de um leito contendo material filtrante que retém as partículas sólidas dispersas no fluido. EX: filtração à vácuo (pressão, sedimentações e centrifugação). 
- Extração líquido-líquido: é utilizada quando se deseja promover de uma solução liquida, um ou mais componentes (solutos), através do contato direto com um solvente imiscível com a mistura original. Efluentes do processo: extrato (soluto + solvente) e refinado (restante da mistura + parte do solvente). 
- Secagem: usado para remover o teor de líquido (geralmente água) de um solido úmido, pela recirculação de ar sobre o solido, carreando a água em forma de valor.
 - Destilação: utilizada para separar uma mistura liquida utilizando calor como agente de separação. A fase de menor PE é chamada de destilado quanto a fase de maior PE é chamado de resíduo. 
- Cristalização: utilizado para remoção de um soluto de uma solução liquida de cristais, através da evaporação do solvente que pode ser feita por pressão reduzida. Dessa forma cristais de soluto são produzidos pelo aumento da concentração (saturação) e redução da temperatura. 
PROCESSOS UNITÁRIOS 
- Grupos de reações químicas estudadas sob o mesmo enfoque. 
- Reações envolvidas na conversão de matérias-primas em produtos. 
- Conjunto de parâmetros: mecanismo reacional, condições dos reagentes (grau de pureza, composição da mistura), pressão, temperatura que serão utilizadas no processo. 
INDUSTRIA QUÍMICA: produção em escala industrial de um produto que envolve três fases
1-Desenvolvimento em laboratório – estudo detalhado das conversões químicas e das condições físicas, necessárias para sua execução; 
2-Desenvolvimento do produto em cada semi-industrial – equipamentos que reproduzem o processo planejado – conversão química e operações físicas necessárias numa escala bem menor que a industrial. 
3-Projeto e implantação do processo em escala industrial. 
PLANTAS QUIMICAS
- São fabricas cujas instalações são destinadas a processos químicos de transformação
- Uma planta industrial é um conjunto formado por máquina, aparelhos e outras instalações, dispostas, convenientemente em edifícios, cuja função é transformar matérias ou energias de acordo a um processo básico preestabelecido. 
- Desenho das instalações industriais, determinação da disposição física dos equipamentos. 
- Uma indústria pode ser composta por várias unidades de transformação. 
INFORMAÇÃO PARA IMPLANTAÇÃO DO PROCESSO QUIMICO 
1-DADOS QUIMICOS FUNDAMENTAIS: rendimento da reação, taxa de conversão, velocidade da reação (cinética, catalise), termodinâmica (troca de energia envolvida na reação, energia necessáriade fontes externas como calor etc.). 
2-TIPO DE PROCESSO. 
3-FLUXOGRAMAS PARA REPRESENTAÇÃO DO PROCESSO QUIMICO.
4-ESCOLHA DO PROCESSO QUIMICO, PROJETO E OPERAÇÃO: definição dos equipamentos, materiais de construção, análise de instrumentação e automação do processo, definições de variáveis como pressão, entre outros. 
5-CONTROLE E INSTRUMENTAÇÃO DOS PEROCESSOS QUIMICOS: definição da estratégia de controle e monitoração do processo – automatizado ou manual. 
6-ECONOMIA DO PROCESSO QUIMICO: análise e avaliação dos processos, avaliação dos investimentos. 
7-AVALIAÇÃO DO MERCADO – PLANEJAMENTO DE MARKETING. 
8= LOCALIZAÇÃO DA PLANTA (FÁBRICA) 
9-SEGURANÇA, AVALIAÇÃO DOS RISCOS (ambiente e saúde ocupacional) 
10-CONSTRUÇÃO DA FÁBRICA
11-MELHORIA CONTÍNUA E OTIMIZAÇÃO DOS PROCESSOS: uso de ferramentas da qualidade. 
PROCESSO CONTINUO
- Produção em grandes volumes e pequena variedade, produz um unido produto por operação, produção em fluxo ininterrupto, tecnologias relativamente inflexíveis (refinarias de petróleo, produção de papel em larga escala, petroquímicas, usinas de eletricidade). 
PROCESSO DESCONTINUO (BATELADAS) 
- Produção em volume e variedade intermediário, típico para produtos com maior valor agregado e menores volumes, cada batelada é um sistema fechado e a massa de cada batelada é fixa, o tempo de reação para todos os elementos é o mesmo. 
INDUSTRIA DE SINTESE DE FARMACOS – IQF 
- Plantas dotadas de unidades multipropósito, equipadas com vários equipamentos pequenos: possibilidade de diversificação de produto, demanda pode alterar em pequenos intervalos no tempo, alto custo e processo, realização de diferentes processos em um mesmo reator, obtenção de produtos ao mesmo tempo. 
Síntese química em operações bateladas -> fármacos com propriedades químicas e físicas únicas -> serie de reações processadas em reatores multipropósito -> produtos -> isolados (extração, cristalização, filtração) -> produtos (secos, triturados e misturados). 
ORGANIZAÇÃO
- Planta industriais desenvolvidas para maximizar a flexibilidade operacional, aliar funcionalidade e segurança, ponto central, área de produção e reatores e demais aparelhos necessários ao processo. 
- Tabela completa e de extrema importância para o sucesso dos trabalhos: setores como: adm, controle de qualidade, garantia de qualidade, manutenção, almoxarifado, pesquisa e desenvolvimento, pátio de utilidades. 
REATOR
- Vaso de reação, vaso de pressão, vaso de adição, coluna, trocador de calor e vaso coletor. 
- Reagentes e matérias-primas passam através de vários equipamentos antes de entrarem no reator, onde são ajustadas as condições para que ocorram as reações. 
- Nos equipamentos usados antes e após o reator ocorrem apenas mudanças físicas no material. 
FLUXOGRAMAS DE PROCESSOS QUIMICOS
- Sequência ordenada das conversões químicas e operações unitárias, exposição dos aspectos básicos do processo, informações sobre o processo industrial, indicam pontos de entrada de matérias-primas e da energia necessária e os pontos de remoção de produtos e subprodutos, fundamental para o projeto e operação da planta. 
Os três principais tipos de diagramas usados para descrever os fluxos de correntes químicas através de processo são:
A) Fluxogramas de blocos: operações e processos unitários, grupos de operações unitárias podem ser denotadas por um bloco simples, fluxo de processo representado por linhas retas saindo e entrando dos blocos horizontais ou verticais, direção do fluxo indicado por setas e visão geral do processo. 
B) Fluxogramas do processo 
C) Fluxogramas de tubulação e instrumentação