5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

1/58

METODE TERMICE APLICATENANALIZAMEDICAMENTULUI

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

2/58

CIATC (Confederaia Internaional de AnalizTermiciCalorimetrie)

grup de tehnici care msoar o proprietatefizic a unei substane n funcie de

temperatur,cnd acea substaneste supusunui program controlat de temperatur"

Definiie2

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

3/58

Programul de temperaturla care poate fi supusproba:

nclzire(sau rcire)constant(ex. 10Kmin);

Isotermic;

Program complex de temperatur(ex. 10 min la 25C nclzirela 200C cu 10Kmin 30 min la 200 C rcire la 50C cu5Kmin)

nclzirea poate fi controlat n funcie de comportamentulprobei

Principii3

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

4/58

Proprietifizice msurate: Capacitatea denclzirespecific Schimbul de energie Schimbrilede massau greutate

Proprietimecanice (dimensiunea, deformarea) Proprieti optice (reflectana, transmitana,luminescena)

Natura gazuluirezultat din analiz

Proprietitermice: nclzirea Topirea Oxidarea Descompunerea

Principii4

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

5/58

Tehnici de analiz termic

A. Frecvent utilizate n analiza medicamentelor:

1. Analiza TermicOptic(Termomicroscopia) (ATO)

2. Analiza Termogravimetric(TGA)

3. Analiza TermicDiferenial(TDA)

4. Analiza CalorimetricDiferenial(DSC)

5

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

6/58

Tehnici de analiz termic

B. Moderne:

1. Analiza TermicMecanic(TMA)

2. Analiza MecanicDinamic(MDA)

3. Dilatometria

4.Termoluminescena

6

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

7/58

Analiza Termic Optic(ATO)

Thermomicroscopy

Permite observarea schimbrilorde fazale uneisubstane(desolvatarea, topirea) care au loc sub

aciunea unei nclziri programate atunci cndaceasta este aezat ntre lama i lamela unuimicroscop

Termomicroscopul- placanclzitdupun regimprogramat de temperatur

Analiza fenomenului de topire a substanei

7

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

8/58

Analiza Termic Optic (ATO) - Aplicaii

1. Observarea schimbrilorde faz

2. Determinarea temperaturii de topire i adomeniului de topire

3. Determinarea puritii

4. Studiul interaciunilor

8

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

9/58

Analiza Termic Optic (ATO) - Aplicaii

1. Observarea schimbrilorde faz Modificricristaline

Topirea pariala unei forme cristaline

Sublimarea (s.m. organice)

Polimorfismul (compuiminerali iorganici)

Aspectul cristalelor (sfere, prisme, tablete)- criteriu

de identificare

9

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

10/58

Analiza Termic Optic (ATO) - Aplicaii

2. Determinarea temperaturii de topire i aintervalului de topire

Punctul de topire al unei s.m. pure

temperatura la care aceasta este n echilibru cu faza sa lichidsub presiuneavaporilor sisaturai

Intervalul de topire ntre temperatura la care apar primele picturi de lichid i cea la care au

disprutultimele cristale

Criteriu de identitate

Criteriu de puritate- impuritile scad punctul de

topire ilrgescdomeniul de topire

10

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

11/58

Analiza Termic Optic (ATO) - Aplicaii

3. Determinarea puritiia) Topirea prematur a unor cristale datorit prezenei

unei cantitimici de impuritate

b) Topirea la temperatura eutectici la o temperaturdiferitpentru o cantitate mai mare de impuritate

11

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

12/58

Analiza Termic Optic (ATO) - Aplicaii

4. Studiul interaciunilor Determinarea temperaturii eutectice a unui amestec

A+B(A- principiul activ, B- substande referin)

Viteza denclzire-3C/min

Temperatura de topire eutectic: Criteriu de identitate Difereniereaa doi compuicu p.t. identice(ex. Aminofenazona p.t.=106,4C, 4- aminofenazona p.t.=106,3C)Aminofenazona + acetanilida = 1:1eutectic cu p.t.=61C;4- aminofenazona + acetanilida= 1:1eutectic cu p.t.=63C;

12

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

13/58

Analiza Termic Optic (ATO) - Aplicaii

1. Observarea schimbrilorde faz

2. Determinarea temperaturii de topire i a

domeniului de topire

3. Determinarea puritii

4. Studiul interaciunilor

13

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

14/58

ANALIZA TERMOGRAVIMETRIC (TGA)

PrincipiuAplicaii n analiza medicamentului

14

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

15/58

Analiza termogravimetric(TGA)

Thermogravimetry (TGA)

nregistrarea variaiei masei substanelor n

funciede temperatur n cursul nclzirii lorcontinue iuniforme

Msurtorile se realizeaz ntr-o atmosfer bine definit (inert saureactiv)

Evenimente termice nsoite de variaia masei: desorbia, absorbia,sublimarea, evaporarea, oxidarea, reducerea, descompunerea;

Evenimente termice care nu sunt nsoite de variaia masei: topirea,cristalizarea

15

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

16/58

Analiza termogravimetric(TGA)

Termograma TGA:m(mg) = f(T)

Variaia descreterii masei n funcie detemperatur: dmdt= f(T)

16

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

17/58

Analiza termogravimetric(TGA)

Aparatura:

Termobalana Microbalanelectronic

Cuptor Programator al temperaturii

Calculator pentru nregistrarea datelor

Creuzete alumin (Al2O3), platin, aluminiu,

quartz, safir

17

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

18/58

Analiza termogravimetric(TGA)

Forma curbelor TGA depinde de:1. cantitatea de prob

mic,n limitele de rezoluieale microbalanei

2. mrimeaparticulelor probei ct mai mici, pentru ca echilibrul s se atingpe o suprafa ct

mai mare

3. viteza denclzire

10K/min pnla 30K/min viteza denclziremare rezoluiatemperaturii mic viteza de nclzire mic cresc timpii de analiz i scade

pierderea de maspe unitatea de timp

18

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

19/58

Analiza termogravimetric(TGA)

Forma curbelor TGA depinde de:4. natura ipresiunea atmosferei n camera cu proba:

Gaze folosite: aer, Ar, CO2, H2, N2, He, O2

Gaze reactive: O2 Gaze inerte: N2, He

Debit: 15-50 mL/min

19

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

20/58

Analiza termogravimetric(TGA)

Forma curbelor TGA depinde de:5. forma inatura creuzetului:

Compoziia

creuzetului

Volum Reacia cu

proba

P.t.

Alumin

(Al2O3)

70L, 150L

900L, reutilizabile

inert > 1700C

Platin 30L ,70L, 150L

reutilizabile

Poate aciona caicatalizator

1770C

Aluminiu 40L ,100L inert 660C

Safir 70L, reutilizabile inert > 1700C

20

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

21/58

Analiza termogravimetric(TGA).Aplicaii

1. Determinarea temperaturii de descompunere

2. Studiul cineticii proceselor de descompunere

Termograma TGA a

atenololului

21

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

22/58

Analiza termogravimetric(TGA).Aplicaii

3. Determinarea coninutului (ap, substanevolatile, cenu)

Ex. Substane care conin ap de cristalizare(betaciclodextrina-BCD)

Metoda TGA:

creuzete: alumin, 70L; gaz de purjare: N2, 50mL/min

interval de temperatur:25- 600 C;

rata de nclzire:5C/min

22

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

23/58

Analiza termogravimetric(TGA).Aplicaii

Termograma TGA a

BCD

23

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

24/58

Analiza termogravimetric(TGA).Aplicaii

1. Determinarea temperaturii de descompunere

2. Studiul cineticii proceselor de descompunere

3. Determinarea coninutului (ap, substanevolatile, cenu)

24

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

25/58

ANALIZA TERMIC DIFERENIAL(TDA)

Principiu

Aplicaii n analiza medicamentului

25

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

26/58

Analiza Termic Diferenial(TDA)

nregistrarea variaiilor de entalpie survenite nprobn cursul uneinclziriuniforme

nregistrarea diferenei de temperatur (dT) ntresubstanade analizatio substana de referin (inertdin punct de vedere termic, nu prezint schimbri defazpe domeniul de temperatural experimentului)

26

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

27/58

Analiza Termic Diferenial(TDA)

Transformri fizice i chimice cu sau frmodificarea masei: Tranziii endoterme: deshidratare, topire, sublimare, transformri

polimorfice Tranziiiexoterme: descompunere, recristalizare, degradare oxidativ

Ex. Degradarea oxidativ a gruprilor alcoxil dintr-ungel de silice

dT=0, n prob nu are loc nici o transformare

27

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

28/58

Analiza Termic Diferenial(TDA).Aplicaii

1. Determinarea identitii

2. Determinarea puritii

3. Determinarea cantitativ:

T= G/KdH/dTG = cantitatea de substandin probK = conductibilitatea termica probei;

dH/dT = cantitatea de cldurconsumat sau degajatpe unitateade timp prin transformarea termica unui gram de substan

28

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

29/58

ANALIZA CALORIMETRIC DIFERENIAL(DSC)

PrincipiuAplicaii n analiza medicamentului

29

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

30/58

Analiza Calorimetric Diferenial(DSC)Principiu

Differential Scaning Calorimetry (DSC) msurarea energiei calorice care nsoete

schimbrilede fazca urmare a unei variaiidetemperatur pentru o prob meninut laacelai regim de temperatur cu o prob dereferin

Scanare- analizare Calorimetru- instrument pentru msurarea cldurii

sau a fluxului de cldur Diferenial- se folosesc dou calorimetre (prob,

referin)cu acelaitransfer de cldur

30

( )

5/22/2018 Metode Termice in Analiza Medicamentului (1)

31/58

Analiza Calorimetric Diferenial(DSC)Principiu

Dac apare o diferen de temperatur ntre prob i referin, datoratunei schimbride fazce apare n prob,este nlocuitenergia pncndaceastdiferende temperatureste mai micdect o valoare de baz(