Impurezas de Degradação - ?· mesmo depois dos processos de purificação. d)Impurezas de Degradação…

  • Published on
    23-Dec-2018

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

2009 | v . 1 | n . 2 63

S c i e n t i a C h r o m a t o g r a p h i c a

QUALIDADE EM CROMATOGRAFIA (QUALI) / PONTO DE VISTA

Impurezas de Degradao

ResumoOs profissionais da qumica analtica tm colocado como desafio o isolamento dos compostos presentes em

outros compostos. Considerando que os compostos em pesquisa podem ser subprodutos ou, ainda, impurezas quepodem possuir complexidade de cadeia carbnica e grupos funcionais, a exigncia para as tcnicas identificativas eseparativas cada vez maior.

Todo produto quando sintetizado ou extrado possui um equilbrio reacional que mantm estruturas

estveis quela condio de temperatura, presso, umidade, salinidade, pH, viscosidade, solubilidade, velocidade,

etc. A partir do momento em que este equilbrio interrompido, por exemplo, oxidaes ou perda de gua podem

levar a reaes secundrias que modifiquem o meio e, por consequncia, novas estruturas podem se tornar

presentes no agora denominado produto final. Resduos de reagentes da

rota qumica, resduos de solventes utilizados na fabricao e produtos

de reaes secundrias diversas passam a compor as denominadas

IMPUREZAS do produto ou ativo principal, ou simplesmente

IMPUREZAS DE DEGRADAO.

AbstractNowadays analytical chemistry scientists must face the challenge of isolating compounds that are present in

minor quantities in other compounds. Considering that the target substances can be reaction byproducts, impurities

or degradation compounds which can present complex carbonic chains and functional groups,

sophisticated identification and separation techniques are required.

Every synthesized or extracted product presents an equilibrium of chemical reactions that keep molecular

structures stable to certain conditions like temperature, pressure, humidity, salinity, pH, viscosity, solubility, speed,

etc. When this equilibrium is disrupted by physical or chemical agents like light, heat, oxidation, dehydration,

secondary reactions may take place and, as a consequence, new

structures can appear in the final product. These structures, along with

reagent residues from the chemical route of production and residues of

solvents, compose the IMPURITIES of the active ingredient

or DEGRADATION IMPURITES.

Palavras-chave

Impurezas, impurezas de degradao,

isolamento de compostos.

Keywords

Impurity, degradation impurity,

composed isolation.

Flvio Leite

Diretor da T& E AnalticaCampinas (SP)Brasilflavio@teanalitica.com.br

Flvio LeiteEditor

S c i e n t i a C h r o m a t o g r a p h i c a

64 www.scient iachromatographica .com

1. Classificao das ImpurezasAs impurezas podem ser classificadas ou

subdivididas, em funo de suas origens, como:a) Impurezas provenientes da rota qumica da

sntese de fabricaob) Impurezas residuais de solventes ou os

denominados IOV (impurezas orgnicasvolteis)

c) Impurezas de Degradao Intrnsecas dareao do produto. Permanecem presentesmesmo depois dos processos depurificao.

d) Impurezas de Degradao por Exposio:

Algumas dessas impurezas so formadascom o tempo de vida do produto, por meiode oxidao lenta com o ar atmosfrico,micro reaes de impurezas com o ativoprincipal, micro reaes de impurezas comimpurezas, absoro de gua originandohidrlises, ambiente de armazenamentointerferente ou fora de compatibilidade(como exemplo: prximo a produtosvolteis), luminosidade e temperatura dearmazenamento.

Impurezas geradas em procedimentosde validao da metodologia analticade teor, visando antecipar a formao de impurezas por meio da exposio doativo ou da mistura contendo o ativo, em condies foradas, denominadas destress qumico ou fsico. importantepara o item seletividade, no qual aimpureza formada no deve interferir na quantificao do ativo principal, ouainda, no item toxicidade.

2. Impurezas de rota qumicaAnaliticamente, podem se tornar conhecidas

por meio das informaes bibliogrficas, oupublicaes dos fabricantes, ou ainda, em artigosacadmicos. Hoje, na competitividade de mercado, h interesse dos fabricantes em mostrar que o produto isento de determinadas impurezas, principalmentetxicas, ou que possam afetar a qualidade do produtofinal, quer como excipiente ou como produtoprincipal. Do ponto de vista analtico, se a impureza conhecida, provavelmente haver uma metodologiacom tcnica que a determina.

3. Impurezas residuais volteisImpurezas volteis e semivolteis, normalmente

so cromatografadas pela tcnica Cromatografia emFase Gasosa. Com o acoplamento desta cromatografiaao espectrmetro de massas, h uma enormepossibilidade de identificao, tendo em vista que oespectrmetro de massas, acoplado a cromatografia emfase gasosa, tcnica separativa por excelncia e oespectrmetro de massas deste acoplamento, possuiestabilidade no feixe de eltrons que promove a quebrada molcula, gerando fragmentao constante paraaquela molcula. Com essa constncia na quebra deeltrons e ajuda da informtica, consegue-se estabelecerbiblioteca de molculas padres, permitindo compararos fragmentos provenientes da composio da amostracom os fragmentos padres, dando confiabilidades daordem de 99% em identificao. Este acoplamento ainda permite a quantificao dos compostos, contra padresreferenciados ou pela integrao em rea porcentual.

4. Impurezas de degradao intrnsecasAlgumas impurezas de degradao so

conhecidas e descritas em bibliografias. Nafarmacutica, so chamadas de Substncias Relatadas,pois so reconhecidamente interferentes da eficcia doproduto quando introduzida no meio biolgico. Doponto de vista analtico, de baixa complexidade, poisse conhecida, provavelmente haver situaoanaltica para sua identificao e quantificao.

5. Impurezas de degradao porexposio

Os espcies que compem um produto querseja um ativo de alta pureza (lembrar que no hcomercialmente, substncia de pureza 100%) ou umamistura, podem com o tempo se interagirem formando novas substncias. Se essas novas substncias noforem identificadas aps o processamento, sodenominadas de impurezas de degradao.

Se as impurezas de degradao forem seapresentando (evoluindo) com o tempo de vida doproduto, maior ser a complexidade analtica para suadeterminao. Devido a esta complexidade,introduzem-se os denominados estudos de Estabilidade.Nesses estudos, acompanha-se a evoluo do produtopor estimativa de tempo que concluir como o Tempoou Prazo de Validade deste produto. Na farmacutica e

em alimentos, esse estudo pode levar de semanas aalguns anos, a chamada estabilidade de longa durao.Esta estabilidade, do ponto de vista comercial, apesar defundamental, resulta lanamento tardio do produto nomercado consumidor, alm do patrocinador ter custodurante o perodo de tempo estabelecido para o estudo.

Para estimar o prazo de validade, utiliza-se daestabilidade condies de energia, acima dasambientais, denominado de Estabilidade Acelerada.Nesta estabilidade, alguns parmetros de comparao, com a situao ambiente como exemplo, podem serintroduzidos: temperatura, umidade relativa,hidrlise, luminosidade, oxidao (esta oxidaopode utilizar da ao do oxignio ou da oxidaoqumica por meio de transferncia de eltrons).

A estabilidade, propriamente dita, buscaverificar a reduo do ativo de interesse, na condioforada, e extrapolar esta reduo para um prazo devalidade ao produto. Este prazo pode ser avaliado porequaes da cintica qumica ou, se encontradas,publicaes oficiais. No Brasil, pode-se citar a ANVISA (Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria) ouorganismo internacionais, como o ICH (InternationalConference on Harmonisation) e FDA (Food and DrugAdministration). A estabilidade forada ou acelerada,como colocado anteriormente, tambm, buscaresultados para o estudo da Seletividade na anlise doativo presente numa mistura (produto). Se uma misturapossui todos seus componentes conhecidos, pode-seestabelecer parmetros de observao doaparecimento dessas impurezas, em comparao comum tempo zero (produto antes de receber o aumento deenergias). Estas impurezas podem ser originrias dadegradao de excipientes ou da degradao do prprioativo ou, ainda, da juno de ambas. A complexidadeest em identificar e quantificar esta nova substncia,pois as conhecidas nas matrias-primas j foramrealizadas em ensaios prprios (muitas commonografias existentes em compndios da rea, como ondice Merck; Hand-Books; Farmacopeias; artigoscientficos etc., porm, quando em mistura, constituidesafio aos analistas e aos conhecimentos em qumicaqualitativa e quantitativa.

6. Anlise das impurezas de degradaoConsiderando um determinado mtodo

analtico, por cromatografia em fase lquida comdeteco na luz ultravioleta, os compostos queproduziro sinal analtico (picos), so os que possuem absoro desta luz; por exemplo, compostos cominsaturaes na cadeia carbnica.

6.1. Situao 1: Mtodo no Visualiza

Utilizando-se deste mtodo sobre as amostrascolocadas sob os efeitos de energia (stress), poderoresultar em impurezas que no sejam absorvidas pelaluz ultravioleta. Desta forma, o sinal analtico no ser percebido. A partir deste momento, se inicia acomplexidade analtica, pois no basta trocar osistema de deteco, ou melhor, para cadametodologia ou tcnica ou, ainda, deteco de adireo analtica, se no se consegue enxergar oproduto gerado pela energia.

6.2. Situao 2: Mtodo Visualiza

Caso utilizando da metodologia, um ou maissinais so observados, como saber a relevncia domesmo em quantidade ou toxicidade. Em termos dequantidade, existem os artifcios; no caso da anliseinstrumental, das integraes que resultam em umvalor de rea. A porcentagem da rea da impureza emrelao as demais reas no deixa de ser uma medidaquantitativa, porm, no real. Por qu? Porque aabsoro de luz diferente em intensidade paradiferentes molculas. Como fazer ento? Se houverliteratura e a substncia for comercial, problemaresolvido. Caso contrrio, isolar e ter quantidadesuficiente para propor uma identificao maisacreditvel e utilizar do fator de resposta para melhorquantificao. um trabalho de pesquisa.

7. Tcnicas analticas Tcnicas Separativas: As tcnicas analticas

mais comuns e utilizadas para separar so as tcnicascromatogrficas em suas vrias modalidades, como:CCD: Cromatografia de Camada Delgada, oucromatografia de capa fina ou TLC (Thin LayerChromatography) ou, ainda, cromatografia de placa ,tanto em papel, como em slica ou outros suportes. CC:Cromatografia de Coluna, cuja eluio do solventesobre a fase estacionria ocorre pela ao da gravidade.HPLC (High performance (pressure) liquidChromatography) ou CLAE: Cromatografia Lquida deAlta Eficincia. CFG: Cromatografia em Fase Gasosa.

As tcnicas mencionadas como separativas,hoje instrumentalizadas, tm permitido obter, pormtodos comparativos, a anlise qualitativa, emconcepo normal ou com acoplamentos comdetectores especficos. Essas tcnicas buscam oconhecimento da distribuio das espcies na amostra com a finalidade de seletividade e isolamento para a

2009 | v . 1 | n . 2 65

S c i e n t i a C h r o m a t o g r a p h i c a

S c i e n t i a C h r o m a t o g r a p h i c a

66 www.scient iachromatographica .com

identificao. Considerando a existncia de umasubstncia de referncia, ou simplesmente a razo dereas de uma corrida analtica, obter a quantificao.

Outras tcnicas podem vir a compor a pesquisa da identificao de uma molcula, aps o processo deseparao, tcnicas como: UV/VIS: Espectrometriade absoro a luz ultravioleta e Visvel. MS:Espectrometria de Massas. IV: EspectrometriaVibracional luz Infravermelha. RMN: RessonnciaMagntica Nuclear de Prton ou Carbono (maiscomuns), entre outras.

8. Isolando uma impureza ou um ativo

Um exemplo que pode ser complexo e emproduto natural: consideremos uma planta comrelatos de que o ch de suas folhas benfico paraalgum sintoma do ser humano. A pesquisa para buscar espcies qumicas presentes de origem orgnica e,posteriormente, correlacion-las com o sintoma,normalmente, consiste, inicialmente, noconhecimento da planta, habitat e logicamentepossuir uma amostra das referidas folhas. Uma dasformas de trabalh-las sec-las ao sol de formaprotegida para evitar interferncias. A seguir, soobtidos extratos a partir de gua e solventesorgnicos. Desta forma, as espcies so transferidaspara os solventes de acordo com suas polaridades e

constantes dieltricas dos solventes, como pode serobservado no fluxograma abaixo, que exemplificaalguns solventes. O Etanol o solvente de maiorutilizao no processo de extrao, porm, outrossolventes, como metanol, isopropanol, ciclohexano,diclorometano, acetato de etila, ter etlico, toluenoetc. tambm podem ser utilizados. A mistura desolventes com polaridades e constantes dieltricasdistintas produz aes extrativas com forasintermedirias, podendo promover melhoria naextrao de algumas espcies qumicas.

Os extratos so submetidos caracterizao de duas formas: Induzida, quando a busca estdirecionada para espcies qumicas j conhecidas,cujos padres (substncia de referncia) sodisponveis para a pesquisa. Esse tipo de pesquisa, decerta forma, mais rpida, pois h direes analticasj previstas em referncias bibliogrficas ou no grupoda pesquisa. A No Induzida, ou quando h poucainformao disponvel, inicia-se por pesquisabibliogrfica avanada, baseada nos relatos da aosobre o organismo. Como exemplos, para efeitocalmante, buscam-se substncias com aoneurolgica; para efeito de reduo da pressoarterial, buscam-se substncias com ao no sistemacirculatrio etc. Antes do incio do estudo analtico,alguns pesquisadores procuram maior embasamentocientfico, trabalhando com a experimentao invivo do denominado ch.

Parte da Planta Seca e Macerada Filtrao, decantao, centrifugao

gua

Hexano

Acetona / CHCl3

Evaporao

Anlise oudesenvolvimento

analtico

Evaporao

Evaporao

Evaporao

Evaporao

Evaporao

Pouco solvel

Fase aquosa

Fase orgnica

Fase orgnica

Fase aquosa

Fase aquosa

Fase no aquosa

Pouco solvel

Pouco solvel

Separao

Separao

Separao

Solvel

Solvel

Solvel

Figura 1. Exemplo ilustrativo de um processo de extrao em fitoqumica.

Obtido o extrato, podem ser propostas asseguintes etapas, as quais, contudo, devem serconsideradas como gerais ou bsicas:

1 Obteno do Espectro de Absoro luznas regies do ultravioleta e da luz visvel(UV/Vis). Desta forma, pode-se verificarpresena de espcies qumicas insaturadas(presena de dupla ligao) e espciesqumicas coloridas (apresentam gruposcromgenos fortes).

2 Obteno de Espectro Vibracional luzInfravermelho (IV). Desta forma, podem-seobservar os grupos funcionais mais evidentesdas espcies qumicas (o grupo funcionalclassifica a molcula. Por exemplo: lcooispossuem o grupo funcional OH-; Aromticos,o anel benznico) presentes no extrato.

3 Baseando-se nos solventes de extrao,inicia-se o estudo separativo por CCD ouCC, podendo-se prever a quantidade deespcies ou grupos de espcies presentesnaquele extrato. Neste momento, pode-seisolar o grupo e iniciar pesquisa decaracterizao avanada, dando incio chamada...

Recommended

View more >