Técnica na qual a massa de uma substância é medida em função da
temperatura, enquanto a substância é submetida a uma programação
controlada de temperatura
Definição Segundo ICTAC – Termogravimetria -TGA
Temperatura
% m
assa
• em que pode ser detectado o início da variação de massa para um determinado conjunto de condições experimentais
Ti é a menor temperatura
Tf é a menor temperatura
• que indica que o processo
responsável pela variação de
massa foi concluído
Curva de decomposição térmica de um material
•T onset
m
Patamar inicial
massa cte
Patamar final
massa cte
X (sólido) Y (sólido) + Z (volátil)
é correspondente a de uma reação
que ocorre numa única etapa e numa
estreita faixa de temperatura;
A curva (a)
Aplicação das curvas DTGSeparação de reações sobrepostas
consiste de duas reações que são
parcialmente sobrespostas;
A curva (b)
representa duas reações, a primeira ocorrendo
lentamente (I) e que é seguida por outra (II),
que ocorre rapidamente;
A curva (c)
corresponde a uma série de reações
secundárias ou menores que ocorrem
simultaneamente ou próximas à reação principal
A curva (d)
Fonte: Técnicas de Caracterização de Polímeros – Editor Sebastião Canevarolo Jr, Editora Artliber, 2004
Ambos são estáveis
termicamente até 105°C.
AS perda única de
massa entre 105 e
205°C
Estabilidade Térmica de Fármaco
Curvas de TGA do ácido salicílico (AS) e do
ácido acetilsalicílico (AAS) sob mesmas
condições
AAS perda em duas
etapas: (1) 105 a 235°C
e (2) 235 a 380°C
10°C/min
Ar sintético
Fonte: Biofarmacotécnica. Silvia Storpirtis; José Eduardo Gonçalves, Chang Chiann, Maria Nella Gai, abdr Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2009
Equivalência Composicional
Somente a curva de TGA não é suficiente para indicar diferenças no perfil térmico das amostras
(equivalência composicional de amostras de um dado medicamento produzido por diferentes
laboratórios)
As curvas de DTG conseguem diferenciar as amostras: B, C e E são similares. A e R são
similares. Amostra D completamente diferente (pequeno pico em 148,5°C e o perfil da
decomposição entre 180 e 240°C que indica presença de lactose – única formulação com este
excipiente).
Curvas de TGA/DTG de AZT comercial a 2°C/min em ar.
Fonte: Biofarmacotécnica. Silvia Storpirtis; José Eduardo Gonçalves, Chang Chiann, Maria Nella Gai, abdr Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2009
Perda por secagem (norma Farmacopeia USP – Official Monographs)
Temp Cel200.0180.0160.0140.0120.0100.080.060.040.0
DTG
ug/
min
160.0
140.0
120.0
100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0
-20.0
-40.0
-60.0
TG %
102.0
100.0
98.0
96.0
94.0
92.0
90.0
88.0
86.0
84.0
82.0
80.0
10.7%
Sulfato de vincristina NL046975
10mg; 5°C/min de 25°C a 200°C em N2 40mL/min, platô em 160°C, perder no máximo 12%
Determinação do Teor de Umidade
Curva de TGA - perda de massa gradativa desde a temperatura ambiente até ~100°C, indica
presença de água superficial ou umidade na formulação
Pico em DTG a 50,3°C na formulação indica perda de umidade de 2%
Teor de AAS na formulação é de 76% (considerando a perda de massa entre 100 e 220°C, para
a formulação uma perda de 27,4% e para o AAS puro de 36%. Com uma regra de três simples
chega-se ao teor de AAS na formulação)
Os excipientes se decompõem acima de 220°C (indicado pelo ombro na curva de DTG a 300°C)
Curvas de TGA/DTG obtidas a 10°C/min em ar, amostras de AAS (a) puro e (b) formulação
Fonte: Biofarmacotécnica. Silvia Storpirtis; José Eduardo Gonçalves, Chang Chiann, Maria Nella Gai, abdr Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2009
Caracterização de Polimorfos
Forma I mais estável termicamente (curva tracejada)
Decomposição da forma II se dá em 190°C e da forma I em 250°C
A rifampicina existe em duas formas cristalinas principais, forma I e II, e na forma amorfa. A
forma I é a forma estável e a forma II é a metaestável.
Curvas de TGA/DTG dos polimorfos I e II de rifampicina a 10°C/min em ar
Fonte: Biofarmacotécnica. Silvia Storpirtis; José Eduardo Gonçalves, Chang Chiann, Maria Nella Gai, abdr Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2009
O cloridrato de metformina é
termicamente estável até 230°C
(decompõe entre 240 e 350°C).
O excipiente, a lactose,
apresenta perda de massa
entre 170 e 220°C.
Compatibilidade Fármaco/Excipiente
Curva de TGA obtida a 10°C/min, N2: (a)
cloridrato de metformina; (b) lactose; (c)
mistura física fármaco/excipiente (1:1)
Em 235°C, temperatura em que,
isoladamente, a lactose começa
a se decompor e o fármaco
ainda é termicamente estável, a
perda de massa da mistura foi
de aproximadamente 16%.
Apesar da alta temperatura em que
ocorre a interação, observa-se que há
predisposição para que isso ocorra
mesmo na temperatura ambiente ou,
então, durante o processamento do
produto, quando este pode ser
submetido a compressão e elevação da
temperatura.
Mistura desaconselhável!
Fonte: Biofarmacotécnica. Silvia Storpirtis; José Eduardo Gonçalves, Chang Chiann, Maria Nella Gai, abdr Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2009
Bibliografia Utilizada
Técnicas de Caracterização de Polímeros – Editor Sebastião Canevarolo Jr, Editora
Artliber, 2004, pg. 229-263.
Biofarmacotécnica. Silvia Storpirtis; José Eduardo Gonçalves, Chang Chiann, Maria Nella
Gai, abdr Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2009
Caracterização de Polímeros - Determinação de Peso Molecular e Análise Térmica, -
Elizabete F. Lucas, Bluma G. Soares e Elisabeth Monteiro, e-papers editora, 2001
Hatakeyama, T e Zhenhai Liu. Handbook of Thermal Analysis, John Wiley and Sons, New
York,1998
Speyer, R.F. Thermal Analysis of Materials, Marcel Dekker, New York, 1993.
Brown, M.E. Introduction to Thermal Analysis: Techniques and Applications, Chapman and
Hall, New York, 1988
Wunderlich, B. Thermal Analysis, Academic Press, Inc, Boston, 1990
Hatakeyama, T e Quinn, FX Thermal Analysis:Fundamentals and Applications to Polymer
Science, John Wiley and Sons, 1994.
Turi, E. Editor. Thermal Characterization of Polymer Materials, Academic Press, Boston,
1981.