Caracterizarea termică a testosteronului prin TGA-DSC-MS: implicații pentru uscare, topire și prelucrare

Introducere

Testosteronul este o substanță activă steroidală al cărei comportament termic prezintă o importanță deosebită pentru uscare, depozitare, formulare și prelucrarea termică. Chiar și cantitățile d small e de umiditate reziduală sau de solvent rezidual pot influența cristalinitatea, comportamentul la Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire, manipularea pulberii și stabilitatea termică. Prin urmare, o măsurare combinată TGA-DSC cu analiza simultană prin spectrometrie de masă a gazelor degajate este deosebit de potrivită pentru o caracterizare cuprinzătoare. Această abordare permite distingerea între eliberarea substanțelor volatile, Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire și descompunerea chimică, oferind astfel informații valoroase pentru optimizarea proceselor și controlul calității.

Condiții de măsurare

Condițiile de măsurare sunt prezentate în detaliu în Tabelul 1.

Tabelul 1: Condiții de măsurare pentru STA

Rezultate și discuții

Figura 1 prezintă curbele TGA, DTG și DSC ale testosteronului.

În intervalul de temperaturi scăzute cuprins între temperatura camerei și aproximativ 130 °C, se observă o pierdere de masă de tip „ small ” de 2,3%, cu un vârf DTG la 127 °C. Acest comportament poate fi atribuit eliberării umidității reziduale și a compușilor volatili slab legați. Semnalul DSC prezintă simultan un efect EndotermiceO tranziție de probă sau o reacție este endotermă dacă este nevoie de căldură pentru conversie.endotermic cu o temperatură de vârf de 127 °C. Aceste evenimente indică procese legate de desorbție sau deshidratare, anterioare tranziției de fază principale. Aceste informații sunt importante deoarece chiar și cantităț small e de umiditate reziduală pot influența stabilitatea la depozitare, curgerea pulberii și reproductibilitatea procesării ulterioare.

Apare un vârf EndotermiceO tranziție de probă sau o reacție este endotermă dacă este nevoie de căldură pentru conversie.endotermic pronunțat al DSC, cu o temperatură de debut extrapolată de 155 °C, care corespunde bine cu punctul de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire raportat în literatura de specialitate. Entalpia de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire a fost de 58 J/g. Acest semnal este atribuit topirii testosteronului și reprezintă principala tranziție de fază fizică a substanței. Forma bine definită a picului indică un proces de Temperaturile și entalpiile de topireEntalpia de fuziune a unei substanțe, cunoscută și sub denumirea de căldură latentă, este o măsură a aportului de energie, de obicei căldură, care este necesară pentru a transforma o substanță din stare solidă în stare lichidă. Punctul de topire al unei substanțe este temperatura la care aceasta își schimbă starea din solid (cristalin) în lichid (topitură izotropică). topire distinct. Cunoașterea temperaturii de topire este esențială pentru proiectarea etapelor de prelucrare termică. Degradarea termică a început la peste 250 °C și s-a finalizat la aproximativ 450 °C. Vârful DTG a fost identificat la 392 °C.

Analiza gazelor degajate prezentată în Figura 2 oferă informații suplimentare importante cu privire la natura evenimentelor de pierdere de masă. Urmele ionice cu m/z 18 prezintă un semnal clar, cu un maxim la aproximativ 137 °C, care este atribuit eliberării de apă. Acest lucru confirmă faptul că pierderea de masă la temperatură scăzută observată în curba TGA este cauzată, cel puțin parțial, de umiditatea reziduală. În plus, urmele ionice cu m/z 43 și m/z 58 prezintă un maxim distinct la aproximativ 171 °C, indicând eliberarea unor urme de acetonă imediat ce proba se topește. Acest lucru sugerează prezența unui solvent rezidual, provenind probabil din sinteză, purificare sau CristalizareCristalizarea este procesul fizic de întărire în timpul formării și creșterii cristalelor. În timpul acestui proces, căldura de cristalizare este eliberată.cristalizare.

Spectrul MS măsurat la 374 °C este prezentat în figura 3 și prezintă unele asemănări cu spectrul de referință al testosteronului. Această constatare sugerează o Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere parțială și o evaporare parțială a testosteronului în timpul tratamentului termic. În urma pirolizei, probabil că mai mulți produși de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere diferiți sunt eliberați simultan sub formă de amestec.

Concluzie

Măsurătoarea demonstrează că o abordare combinată TGA-DSC, completată în mod ideal de analiza gazelor emise, este esențială pentru evaluarea fiabilă a comportamentului termic al materialului. Numai această combinație permite diferențierea clară între tranzițiile fizice, precum uscarea și topirea, și procesele de degradare chimică. Fără cuplarea cu MS, aceste evenimente de pierdere de masă de nivel redus ar putea fi detectate prin TGA, dar originea lor chimică nu ar putea fi identificată cu același nivel de certitudine. Aceste rezultate oferă o bază importantă pentru optimizarea condițiilor de uscare, depozitare și prelucrare termică a testosteronului.

Această caracterizare termică a comportamentului de topire al testosteronului oferă informații valoroase pentru evaluarea stabilității sale fizice în formele de dozare transdermice. Datele obținute susțin dezvoltarea unor formulări robuste și permit evaluarea potențialelor procese de recristalizare care ar putea afecta eliberarea medicamentului și, în consecință, eficacitatea produsului. Prevenirea cristalizării este esențială pentru a asigura atât biodisponibilitatea ingredientului farmaceutic activ, cât și performanța de aderență pe termen lung a plasturilor transdermici în timpul depozitării și utilizării.