Introdução
A polivinilpirrolidona (PVP) é um material polimérico solúvel em água com propriedades físico-químicas exclusivas. Desde sua descoberta em meados do século XX, ela se tornou rapidamente um dos três principais excipientes novos no campo farmacêutico em virtude de sua excelente solubilidade, formação de filme, biocompatibilidade e estabilidade. Pode ser usado como co-solvente em comprimidos, grânulos e injeções, e também como agente de co-fluxo em cápsulas. Além disso, serve como agente dispersante para formulações líquidas e agentes corantes, estabilizador para enzimas e medicamentos sensíveis ao calor e co-precipitante para medicamentos pouco solúveis. Também é usado como descontaminante em medicamentos oftálmicos e como lubrificante. Por meio de uma reação de polimerização radical, a N-vinilpirrolidona (NVP) pode ser polimerizada em polivinilpirrolidona (PVP). Dessa forma, a pureza e a qualidade da NVP afetam diretamente o desempenho da PVP (fórmulas estruturais da PVP e da NVP, veja a figura 1).
Parâmetros de medição
A amostra de teste era um pó branco de PVP. O teste foi realizado com um NETZSCH STA Jupiter® acoplado a um Bruker INVENIO. Nesse método, os produtos liberados durante a análise termogravimétrica são transportados através de uma linha de transferência aquecida por um gás de purga. Isso permite a análise direta e a identificação das substâncias em evolução em termos de sua estrutura usando o detector do espectrômetro de infravermelho (FT-IR). Por meio do acoplamento de uma termobalança e um FT-IR, a alteração na massa da amostra com o aumento da temperatura, bem como os grupos funcionais dos gases liberados, são medidos simultaneamente. Os parâmetros de medição estão detalhados na tabela 1.
Tabela 1: Condições de medição de TGA-FT-IR
| Instrumento | STA Jupiter® Bruker INVENIO |
| Transportador de amostras | TGA tipo S |
| Programa de temperatura | RT - 675°C |
| Taxa de aquecimento | 10 K/min |
| Cadinho | Al2O3, 300 μl, aberto |
| Massa da amostra | 39.77 mg |
| Atmosfera de gás | Nitrogênio |
| Vazão de gás | 70 ml/min |
Parâmetros de medição FT-IR | |
| Faixa espectral | 4000 - 650 cm-1 |
| Resolução | 4 cm-1 |
| Modo de varredura | Média de 16 varreduras por espectro |
| Detector | TE-DLaTGS |
A Figura 2 mostra as medições de TGA-FT-IR. A curva TGA mostra que há três etapas de perda de massa para a amostra de PVP. O primeiro intervalo de perda de massa foi entre RT e 136°C, com uma alteração de massa de 0,99%; o segundo intervalo de perda de massa foi entre 136°C e 252°C, com uma alteração de massa de 1,06%; e o terceiro intervalo de perda de massa foi entre 252°C e 675°C, com uma alteração de massa de 93,38%. A massa residual foi de 4,55%. A curva DTG é a derivada de primeira ordem da curva TGA, que reflete a taxa de perda de massa da amostra. Os picos na curva DTG foram encontrados a 73,7°C, 211,1°C e 428,5°C. A curva Gram Schmidt, que exibe as intensidades totais de IR, está em boa conformidade com a curva DTG.
A Figura 3 mostra os dados completos de FT-IR para PVP em um gráfico 3D dependente da temperatura e do número de ondas. A curva TGA é plotada em vermelho na parte posterior e mostra a correlação da perda de massa com o aumento da intensidade de IV.
Para uma avaliação detalhada dos dados de IV, foram obtidos espectros individuais em diferentes temperaturas e comparados com a biblioteca da fase gasosa. Os espectros de infravermelho extraídos a 72°C, 171°C, 231°C, 282°C e 431°C podem ser vistos na figura 4.
A água foi liberada durante as duas primeiras etapas de perda de massa na faixa de temperatura de até 270°C; veja o espectro de referência na figura 5. Nos espectros extraídos a 171°C, 213°C e 282°C, foi detectada a liberação deCO2. Os espectros a 171°C e 282°C também mostraram alguma semelhança com a 2-pirrolidinona. Um espectro de fase gasosa de referência de NVP não está disponível.
A Figura 6 exibe o espectro FT-IR durante a etapa principal de Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição. Os espectros de absorção óptica no infravermelho da NVP e da PVP são diferentes devido às diferenças na estrutura molecular e nos efeitos da polimerização. A Tabela 2 mostra a comparação dos picos característicos nos espectros de absorção no infravermelho da PVP e da NVP. O pico de absorção de C=O da NVP está em uma posição mais alta (1748 cm-1), enquanto o da PVP geralmente está na faixa de 1650-1680 cm-1; e há um grupo vinil (C=C) na molécula da NVP, enquanto não há essa ligação dupla na PVP.
Com base na análise acima e no espectro correspondente detectado a 428°C, é provável que o monômero NVP tenha sido detectado. Como resultado, pode-se concluir que a amostra de PVP se decompôs acima de 350°C. Além disso, uma mistura de outros produtos de PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise provavelmente foi liberada simultaneamente. Essa descoberta é consistente com o processo de PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise descrito na literatura [1].
Tabela 2: Comparação dos picos característicos do espectro infravermelho do NVP (monômero) e do PVP (polímero)
Conclusão
Como a demanda por medicamentos personalizados e formulações complexas continua a crescer, o PVP está sendo utilizado em aplicações cada vez mais inovadoras como excipiente farmacêutico, como em transportadores de medicamentos impressos em 3D e sistemas de administração de medicamentos direcionados. Esse desenvolvimento expande sua função e reforça sua importância no setor farmacêutico. Com o emprego de técnicas de acoplamento termoanalítico, a composição dos gases liberados durante a Reação de decomposiçãoUma reação de decomposição é uma reação induzida termicamente de um composto químico que forma produtos sólidos e/ou gasosos. decomposição térmica do PVP pode ser analisada, fornecendo informações valiosas para pesquisas adicionais sobre o produto. Além disso, a compreensão dos produtos de PiróliseA pirólise é a decomposição térmica de compostos orgânicos em uma atmosfera inerte.pirólise do PVP é fundamental para garantir a segurança do medicamento em temperaturas mais altas, pois isso ajuda a Identify possíveis subprodutos tóxicos que poderiam afetar a estabilidade do medicamento e a saúde do paciente.