Síntese e utilização de sílicas mesoporosas como matrizes para impregnação de líquido iónico/API com potencial aplicação para sistema de libertação controlada

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Com o intuito de estabilizar um composto farmacêutico num estado metaestável onde é evitada a cristalização, o catião de um líquido iónico (1-(2-hidroxietil)-3-metil-imidazólio – C2OHmim) foi intrinsecamente combinado com o anião de um princípio farmaceuticamente ativo (ibuprofenato – Ibu). A impregnação numa matriz de sílica mesoporosa (SBA-15) foi utilizada como uma estratégia adicional. O estudo foi precedido pela investigação do [C2OHmim][Ibu] no estado livre, por calorimetria diferencial de varrimento (DSC) e espectroscopia de relaxação dieléctrica (DRS). A caracterização térmica permitiu classificar o [C2OHmim][Ibu] como um formador de vidro, uma vez que exibe uma transição vítrea. No entanto, após alguma remoção de água observa-se cristalização e posteriormente fusão, que ocorre na gama de temperaturas 312 < T < 387 K. Observou-se que a transição vítrea é fortemente dependente do teor em água: uma amostra contendo 24% (w/w) em água exibe a transição vítrea a temperatura inferior a 200 K, enquanto que após a remoção da água, a transição vítrea se desloca para temperaturas mais elevadas, ~250 K. A água tem igualmente um efeito significativo sobre as propriedades de transporte: a condutividade e os coeficientes de difusão da amostra contendo água são cerca de 2 décadas superiores aos da amostra seca. Foram sintetizadas duas matrizes de sílica com diâmetro de poro de 4,5 e 5,6 nm. A impregnação de [C2OHmim][Ibu] em ambas as matrizes foi confirmada por espectroscopia de infravermelhos e por termogravimetria (TGA), a partir da qual foi determinado um grau de enchimento de 53 e 58% (w/w), respectivamente, para as matrizes de 4,5 e 5,6 nm. As propriedades calorimétricas e dieléctricas foram estudadas para o material impregnado em ambas as matrizes. Sob impregnação na matriz de sílica com 4,5 nm de diâmetro de poro, o [C2OHmim][Ibu] evita a cristalização. Observa-se também uma dependência da temperatura de transição vítrea (Tg) em relação ao teor de água, embora em menor extensão relativamente ao hóspede livre, levando a concluir que a água está adsorvida na matriz propriamente dita (a afinidade da matriz para a água foi anteriormente confirmada por DSC e termogravimetria). Após secagem, a transição vítrea detectada é mais alargada relativamente ao composto livre e inicia-se a temperaturas um pouco mais elevadas, relativamente ao composto seco. A Tg mais elevada pode ser causada por algum impedimento à mobilidade do hóspede devido a interacções com a parede dos poros, provavelmente, através de pontes de hidrogénio. Isto irá afectar também as propriedades de transporte, o que é confirmado pelo decréscimo em cerca de 2-3 décadas, tanto da condutividade real como do coeficiente de difusão do sistema impregnado comparado com o livre. Para [C2OHmim][Ibu] impregnado na matriz de 5,6 nm, foi detectada cristalização. Tal foi racionalizado como 5,6 nm, sendo uma dimensão de poro que permita o crescimento de cristais.