Introducere
Eudragit® este denumirea comercială a unor copolimeri pe bază de polimetacrilat utilizați pentru a direcționa eliberarea unui medicament în părțile dorite ale tractului gastro-intestinal. Eudragit® există în mai multe compoziții care diferă între ele în ceea ce privește grupurile funcționale situate pe lanțurile laterale.
Acest lucru duce la un comportament de dizolvare diferit în funcție de valoarea pH-ului mediului. De exemplu, Eudragit® L100-55 (figura 1) este solubil în fluidele intestinale de la pH 5,5 în sus, dar nu este solubil în fluidele gastrice cu valori mai scăzute ale pH-ului. Astfel, este utilizat în combinație cu medicamente pentru a fi eliberat în duoden după trecerea prin stomac [1, 2, 3].
Analiza termică a produselor Eudragit® este esențială din diferite motive: În primul rând, acestea diferă între ele prin temperatura lor de tranziție vitroasă (Tg). Chiar și polimerii Eudragit® cu o compoziție chimică similară prezintă diferențe în Tg, în funcție de raporturile monomerilor [1]. Astfel, determinarea Tg permite identificarea diferiților polimeri Eudragit®. În al doilea rând, condițiile optime de proces, de exemplu, pentru extrudarea topiturii la cald, necesită cunoașterea temperaturii de tranziție vitroasă și a stabilității termice a polimerului [3].
Din acest motiv, procesul de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere a Eudragit® L100-55 (Evonik Industries) este investigat cu ajutorul unei termobalanțe (TGA) cuplată la un spectrometru FT-IR.
Condiții de măsurare
Măsurarea TGA-FT-IR a fost efectuată utilizând o termobalanță NETZSCH TG 209 F1 Libra® . Pentru a investiga și identifica gazele eliberate în timpul analizei termogravimetrice, acestea au fost transferate direct în celula de gaz a unui sistem FT-IR de la Bruker Optics. Măsurarea a fost efectuată pe 7,33 mg de Eudragit® L100-55, folosind un creuzet deschis din oxid de aluminiu.
Proba a fost încălzită între temperatura camerei și 600°C la 10 K/min într-o atmosferă de azot (40 ml/min).
Rezultatele măsurătorilor
Figura 2 prezintă modificările de masă ale Eudragit® L100-55 între 40°C și 600°C. Primul pas de pierdere a masei de 0,8% indică eliberarea apei de suprafață până la 100°C. A doua pierdere de masă de 5,9% la 200°C (vârf DTG) este, de asemenea, asociată cu eliberarea de apă confirmată de spectrul FT-IR (figura 3). Temperatura procesului indică eliberarea de apă cristalină. În plus, apar benzi în intervalul de lungimi de undă 3000 - 2800 cm-1 și peste 1000 cm-1. Aceste benzi reprezintă molecule CH2 și CH3 care indică începutul descompunerii probei Eudragit®.
Vârful de la 294°C din curba DTG este asociat cu încă o etapă în procesul de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere: eliberarea de dioxid de carbon și probabil etanol (figurile 4 și 5). Aceasta poate fi explicată prin separarea unei grupări ester din molecula Eudragit® (figura 6). Ultima și principala etapă de Reacția de descompunereO reacție de descompunere este o reacție indusă termic a unui compus chimic care formează produse solide și/sau gazoase. descompunere, cu o pierdere de masă de 88,5%, are loc la 393°C (temperatura de vârf DTG). Benzile caracteristice ale etanolului și ale dioxidului de carbon pot fi încă detectate în spectrul FT-IR al gazelor eliberate la 393°C (figura 7). În plus, sunt prezente monoxidul de carbon (2300 cm-1 la 2100 cm-1) și o substanță esterică, care poate fi observată în banda carbonilului la 1749 cm-1. Aceasta sugerează că partea esterică C2H5-O-CO-CxHy se rupe din moleculă (a se vedea indicația roșie din figura 10). Cele două benzi de VibrațiiUn proces mecanic de oscilație se numește vibrație. Vibrația este un fenomen mecanic prin care au loc oscilații în jurul unui punct de echilibru. În multe cazuri, vibrația este nedorită, irosind energie și creând sunete nedorite. De exemplu, mișcările vibratorii ale motoarelor, ale motoarelor electrice sau ale oricărui dispozitiv mecanic în funcțiune sunt de obicei nedorite. Astfel de vibrații pot fi cauzate de dezechilibrele părților rotative, de frecarea neuniformă sau de angrenarea dinților angrenajului. Proiectarea atentă minimizează de obicei vibrațiile nedorite.vibrații de la 1460 cm-1 și 1380 cm-1 se datorează probabil unor părți ale coloanei vertebrale de carbon. Ca exemplu, în figurile 8 și 9 este ilustrat un spectru comparativ de acetat de etil și 3-metilloctan.
Concluzie
Începutul descompunerii Eudragit® este strâns legat de stabilitatea termică. Aceasta duce la modificări ale masei probei în timpul depozitării sau al tratamentului termic. Modificările de masă pot fi identificate prin termogravimetrie. Cu toate acestea, identificarea clară a gazelor eliberate - și astfel o interpretare fiabilă a pierderilor de masă - este posibilă numai atunci când termobalanța este cuplată la un dispozitiv FT-IR. Acest lucru permite să se tragă concluzii fiabile cu privire la faptul dacă o anumită pierdere de masă poate fi atribuită descompunerii sau doar eliberării de apă.
În condițiile selectate (atmosferă inertă, rată de încălzire de 10 K/min), proba Eudragit® investigată începe să se descompună la 185°C (temperatura de debut a curbei TGA). Faptul că acesta este într-adevăr începutul descompunerii este evidențiat de apariția legăturilor C-H în plus față de apa cristalină.