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De la Manipulación Fácil a la Evaluación de la Potencia: Medición TGA-FT-IR del diclofenaco sódico

Introducción

El diclofenaco es un antiinflamatorio con propiedades analgésicas y antipiréticas. Su consumo puede provocar molestias gastrointestinales, así como dolor de cabeza o aumento de la tensión arterial. Pueden producirse efectos secundarios graves si se toma este fármaco a largo plazo. En los medicamentos, el diclofenaco está disponible, por ejemplo, en forma de sal sódica o potásica. [2] La degradación del diclofenaco sódico se investigó mediante TGA acoplado a FT-IR y se discutirá a continuación.

Estructura química del diclofenaco sódico, un antiinflamatorio no esteroideo (AINE) utilizado para aliviar el dolor.
1) Fórmula química del diclofenaco sódico [1]

Resultados de las pruebas

11.se prepararon 12 mg de diclofenaco sódico en un crisol de óxido de aluminio y se colocaron en el TG 209 F1 Libra® . La muestra se calentó a 600°C a una velocidad controlada de 10 K/min bajo una atmósfera dinámica de nitrógeno (40 ml/min). Los gases desprendidos durante el calentamiento se inyectaron directamente en el espectrómetro FT-IR a través del acoplamiento PERSEUS®.

En la figura 2 se representa la curva TGA del diclofenaco sódico durante el calentamiento a 600°C. La degradación de la muestra comienza a 281°C (inicio extrapolado de la curva TGA) y conduce a una pérdida de masa inicial del 48% entre la temperatura ambiente y 425°C. De los mínimos de la curva DTG se deduce que el proceso se desarrolla en diferentes etapas sucesivas (301°C, 311°C y 342°C). La degradación continúa hasta el final de la medición con otra pérdida de masa del 6% entre 425°C y 600°C.

Para comprender mejor el mecanismo de degradación, se analizaron por FT-IR los gases liberados durante el calentamiento. El gráfico tridimensional de la figura 3 muestra la pérdida de masa (curva roja), así como los espectros FT-IR de los gases liberados durante el calentamiento (presentación tridimensional).

Gráfico de análisis termogravimétrico que muestra la pérdida de masa de diclofenaco sódico en función de la temperatura, destacando los eventos térmicos clave.
2) Cambios de masa del diclofenaco sódico durante el calentamiento bajo nitrógeno
gráfico 3D de la curva TGA y los espectros FT-IR del diclofenaco sódico durante el análisis térmico hasta 600°C.
3) Curva TGA y espectros FT-IR durante el calentamiento del diclofenaco sódico hasta 600°C

En las figuras 4 y 5 se representan los espectros de los gases liberados a 301°C, 311°C y 343°C. Se puede observar claramente que estos tres espectros sólo difieren en la intensidad de las bandas, o más bien en la concentración de los productos liberados: Hay un aumento continuo al principio de la degradación (curvas azul y roja) antes de que se produzca una disminución (curva negra). La única excepción son las bandas entre 2300 y 2400 cm-1, que indican la liberación deCO2 a 343°C (véase la figura 6).

Comparación de los espectros FT-IR de los productos a 301°C (azul), 311°C (rojo) y 343°C (negro) destacando las variaciones de absorbancia.
4) Espectros FT-IR de los productos liberados a 301°C (curva azul), 311°C (curva roja) y 343°C (curva negra)
Comparación de los espectros FT-IR de los productos a 301°C (azul), 311°C (rojo) y 343°C (negro) resaltando los cambios de absorbancia.
5) Zoom entre 1850 y 650 cm-1 de los espectros FT-IR de los productos liberados a 301°C (curva azul), 311°C (curva roja) y 343°C (curva negra).
Comparación del espectro FT-IR mostrando los productos liberados a 343°C (negro) frente a los datos EPA_NIST CO2 (verde) con picos notables.
6) Espectro FT-IR de los productos liberados a 343°C (curva negra) en comparación con el espectro FT-IR del CO2 de la base de datos EPA_NIST (curva verde)

En la figura 7 se muestra el espectro de los productos liberados a 311°C (curvas rojas en las figuras 4 y 5). Las bandas por encima de 3000 cm-1 son el resultado de vibraciones de estiramiento =C-H. La banda a 1761 cm-1 es típica de los enlaces C=O, mientras que la banda a 1462 cm-1 indica la presencia de enlaces -C-H en los gases liberados. Las bandas en torno a 1500 cm-1 denotan la volatilización de grupos amina y amida. Las demás bandas detectadas se deben a grupos funcionales que contienen grupos aromáticos y cloro.

Espectro FT-IR a 311°C que muestra los valores de absorbancia a través de los números de onda, resaltando los distintos picos para el análisis.
7) Espectro FT-IR a 311°C

A modo de ejemplo, las figuras 8 y 9 comparan los productos liberados por el diclofenaco sódico a 311°C con los espectros de la o-cloroanilina (figura 8) y del ácido 3-metil-benzoico (figura 9).

Comparación de los espectros FT-IR de los productos a 311°C (rojo) con la o-cloroanilina (negro), resaltando los grupos funcionales clave.
8) Espectro FT-IR de los productos liberados a 311°C (curva roja) en comparación con el espectro FT-IR de la o-cloroanilina de la base de datos EPA_NIST (curva negra)
Comparación del espectro FT-IR a 311°C: curva roja para el compuesto desconocido frente a la curva verde para el ácido 3-metil-benzoico.
9) Espectro FT-IR a 311°C (curva roja) en comparación con el espectro del ácido 3-metil-benzoico de la base de datos EPA_NIST (curva verde)

En la figura 10 se muestra el espectro FT-IR de los gases liberados a 526°C (curva verde oscuro) junto con el espectro de los gases liberados a 343°C (curva azul). Las curvas presentan similitudes entre sí. La principal diferencia es el pico deCO2 que sólo aparece en el espectro a 343°C. En cambio, el monóxido de carbono sólo se detectó en el espectro a 526°C (véase también la figura 11).

Comparación de espectros FT-IR destacando los productos a 526°C (verde) y 343°C (azul), centrándose en el CO2 y los grupos funcionales.
10) Espectro FT-IR de los productos liberados a 526°C (curva verde oscuro) en comparación con el espectro FT-IR de los productos liberados a 343°C (curva azul)
Comparación del espectro FT-IR a 526°C (verde) con el espectro de monóxido de carbono EPA_NIST (negro), resaltando los picos de absorbancia clave.
11) Espectro FT-IR a 526°C (curva verde oscuro) en comparación con el espectro de monóxido de carbono de la base de datos EPA_NIST (curva negra)

Conclusión

A pesar de la facilidad con la que pueden manejarse las mediciones TGA-FT-IR, el método proporciona mucha información de una sola vez, como por ejemplo cómo se desarrolla la degradación, la temperatura a la que comienza y qué tipo de sustancias se liberan durante el proceso. Esto convierte al FT-IR en una potente tecnología capaz de caracterizar la estabilidad y composición de los productos farmacéuticos.

Literature

  1. [1]
    www.pharmacopeia.cn/
  2. [2]
    www.pharmawiki.ch/
AI Overview
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