Las ciclodextrinas y su utilización en Química Farmacéutica

Se conocen una serie de derivados naftoquinónicos los cuales poseen propiedades tripanosidas, bactericidas y antineoplásicas. Desafortunadamente estos compuestos presentan una muy baja solubilidad en agua, la cual es de 3-4 órdenes de magnitud inferior a la concentración mínima necesaria para la formulación de soluciones parentales utilizadas en estudios clínicos. Además este es también un factor limitante para la realización de estudios in vitro a algunos de estos derivados. Para revertir esta situación se intentará la la formación de complejos de inclusión con ciclodextrinas, ya que en la literatura se encuentra una gran cantidad de antecedentes respecto al aumento de la solubilidad en agua de diversas drogas mediante la utilización de ciclodextrinas. Los estudios comprenderán: 1. Formación de complejos de inclusión. a. En solución. Se intentará la formación de complejos entre la 2-hidroxi-N-(3,4-dimetil-5-isoxazolil) -1, 4-naftoquinona-4-imina con la 2-hidroxi-N-(5-metil-3-isoxazolil)-1,4- naftoquinona-4-imina con la 2-hidroxipropil-b-ciclodextrina. Se analizará el efecto que produce la encapsulación molecular sobre la solubilidad acuosa y la estabilidad. b. En estado sólido. Se prepararán complejos de inclusión sólidos, los cuales se caracterizarán por métodos de análisis térmicos y por IR. 2. HPLC utilizando soluciones acuosas de Ciclodextrinas como fase móvil. Se analizará el efecto que ejerce, sobre la separación de ácido acetilsalicílico y ácido salicílico, la adición de ciclodextrinas a la fase móvil de un sistema de HPLC, con el objeto de encontrar un método de análisis rápido y sencillo para muestras comerciales de AAs.

Análise estrutural de ciclodextrinas: um estudo comparativo entre métodos teóricos clássicos e quânticos

In the present work, we analyzed the accuracy of distinct theoretical methods to reproduce the solid state structures of cyclodextrins. The a, b and g-cyclodextrins (CD) were considered and also their hydrates with included water molecules: a-CD.2H2O, b-CD.10H2O and g-CD.12H2O. The geometries were fully optimized using Molecular Mechanics (MM2), semiempirical (AM1 and PM3) and ab initio (HF/3-21G) methods and quantitatively compared with experimental data from X ray diffraction. The results obtained from the classical MM2 method were in best agreement with the experiment. The semiempirical and ab initio structures were also in satisfactory accordance with the experimental data. In general, the PM3 method was found to be more suitable than the AM1 to describe the CD geometries, mainly when the intramolecular hydrogen bonds are considered.

Propriedades e aplicações recentes das ciclodextrinas

Cyclodextrins (CDs) are cyclic oligosaccharides comprised of six or more glucose units connected by alpha-1,4 bonds. They have hydrophobic cavities with a hydrophilic exterior, and are versatile receptors for a variety of substrates. This ability allows them to be applied in many fields, as distinct as supramolecular chemistry, nanotechnology, pharmaceuticals, green chemistry, agrochemicals, analytical chemistry, toiletries, foods, and cosmetics. This review summarizes several aspects related to the physico-chemical properties of CDs and discusses their potential applications illustrated by recent examples. The prospects for their use in several areas are also described.

Produção, purificação e aumento da performance de ciclodextrina glicosiltransferases para produção de ciclodextrinas

Biospecific affinity chromatography was used to purify three cyclodextrin glycosyl transferases (CGTases) obtained from microorganisms isolated of soil. The cyclodextrins (CDs) production by CGTases was evaluated using starches from different sources. CDs were measured through the Complexation Theory and by HPLC. CGTase from Bacillus firmus strain 7B showed the best production (30 mmol/L of β-CD and 4.3 mmol/L of γ-CD), and its cultivation conditions were optimized. The maximum enzymatic activity was achieved using lung peptone, soluble starch and agitation speed of 160 rpm. Studied CGTases were shown quite interesting for the industrial production of CDs.

Aplicação de ciclodextrinas em processos têxteis

Cyclodextrins (CDs) are water soluble cyclic sugars with a hydrophobic nanometric cavity that permits the formation of host/guest inclusion complexes with a large variety of molecules, alternating their physical-chemical properties. In the present review CD research related to the processing of textiles is revised and discussed. CDs may function as encapsulating, dispersing and levelling agents in the dyeing and washing of textiles. Furthermore they may be anchored to polymers and textile fibers in order to impart special properties such as odor reduction, UV protection or for the controlled release of perfumes, aromas, mosquito repellents or substances with therapeutical effects.

OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAL HÍBRIDO ENTRE SÍLICA E CICLODEXTRINAS

The obtention of silica and cyclodextrin hybrid materials was accomplished by refluxing them in xylol using citric acid as a binding agent. The materials were characterized by infrared spectroscopy, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy, and elemental analysis. Evidence for the docking of cyclodextrins α and γ was substantiated based on the variation in band intensity for groups such as ≡Si-OH. Additional docking evidence includes the displacement of some of the bands that are related to cyclodextrin such as the deformation of the C-H axial bond. The α and γ-CDSi materials were characterized as amorphous compounds. The products obtained in the synthesis showed changes in the decomposition temperatures of their isolated constituents, in which the mass of α and γ-CD docked to the silica surface gave the estimated values of 41% and 47%, respectively. The elemental constituents were shown to be consistent and close to their relative theoretical values. ​Thermogravimetric analysis showed that a reduction in the percentage of the hybrids was proportional to the amount of lost mass. This new material is an improvement over synthesized organosilane materials because the operator and the environment benefit from a less toxic methodology. In addition, the material has several potential applications in complexation systems with cyclodextrin.

FÉCULA E FARELO DE MANDIOCACOMO SUBSTRATO NA PRODUÇÃO DE CICLODEXTRINAS

Ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, não redutores, capazes de formar complexos de inclusão com outras moléculas, modificando suas características químicas e físicas. São de interesse industrial, mas o fator limitante para sua utilização ainda é o alto custo de produção. Devido à sua pureza e ao teor de amilopectina, a fécula de mandioca se apresenta como substrato potencial para a produção de CDs, tendo mais de 95% de amido. Outro substrato potencial é o farelo, resíduo da extração da fécula de mandioca, com cerca de 70% de amido e custo consideravelmente inferior ao da fécula. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de CDs usando fécula e farelo de mandioca como substratos, empregando ciclodextrina glucosiltransferase (CGTase; E. C. 2.4.1.19) proveniente de Bacillus macerans. A conversão do amido em a-CDs foi de 19% para a fécula e 21% para o farelo. Para b-CDs, os valores foram de 27% e 15% para a fécula e o farelo, respectivamente. A proporção de a: b-CDs produzidas a partir da fécula foi de 1,0:1,4, enquanto que para o farelo foi de 1,5:1,0. Após 4 horas a 50ºC houve considerável perda da atividade enzimática, indicando tendência de estabilização da reação.

Microencapsulação do licopeno com ciclodextrinas

O licopeno é uma das importantes substâncias naturais de coloração industrial de alimentos. Além disso, este carotenóide tem importância em saúde humana pela sua atuação na redução de riscos de doenças crônicas como câncer, em especial de próstata, e doenças cardiovasculares. No entanto, pelo alto grau de insaturação, o licopeno é propenso à isomerização e oxidação. Neste trabalho a microencapsulação do licopeno foi estudada, utilizando as ciclodextrinas (CDs) como substâncias encapsulantes. Extraído da goiaba e isolado em coluna aberta, o licopeno dissolvido em acetona foi adicionado a alfa-, beta- e gama-CD dissolvidas em água, a acetona sendo posteriormente eliminada com auxílio de nitrogênio. Inicialmente, foi investigada a complexação com as três CDs em razão molar licopeno:CD de 1:50. O licopeno formou complexo com alfa beta- e a gama-CD, mas não com a alfa-CD. Após 180 dias de estocagem a temperatura de refrigeração (15ºC), o licopeno se manteve constante no complexo licopeno-gama-CD e reduziu cerca de 80% no complexo licopeno-beta-CD. Avaliando a melhor razão molar licopeno-CD, a inclusão foi máxima com o emprego da gama-CD e quando a razão molar foi de 1:200. O complexo mostrou-se dispersível em água, mantendo a cor vermelha do licopeno. A estabilidade à luz, mostrou-se excelente, tendo 100% de retenção em 40 dias de monitoramento a temperatura ambiente.

Preparação e carcterização de complexos multicomponentes contendo ciclodextrinas e benznidazol

The benznidazole (BNZ) is the only alternative for Chagas disease treatment in Brazil. This drug has low solubility, which restricts its dissolution rate. Thus, the present work aimed to study the BNZ interactions in binary systems with beta cyclodextrin (β-CD) and hydroxypropyl-beta cyclodextrin (HP-β-CD), in order to increase the apparent aqueous solubility of drug. The influence of seven hydrophilic polymers, triethanolamine (TEA) and 1-methyl-2- pyrrolidone (NMP) in benznidazole apparent aqueous solubility, as well as the formation of inclusion complexes was also investigated. The interactions in solution were predicted and investigated using phase solubility diagram methodology, nuclear magnetic resonance of protons (RMN) and molecular modeling. Complexes were obtained in solid phase by spray drying and physicochemical characterization included the UV-Vis spectrophotometric spectroscopy in the infrared region, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and dissolution drug test from the different systems. The increment on apparent aqueous solubility of drug was achieved with a linear type (AL) in presence of both cyclodextrins at different pH values. The hydrophilic polymers and 1-methyl-2-pyrrolidone contributes to the formation of inclusion complexes, while the triethanolamine decreased the complex stability constant (Kc). The log-linear model applied for solubility diagrams revealed that both triethanolamine and 1-methyl-2-pyrrolidone showed an action cosolvent (both solvents) and complexing (1-methyl-2-pyrrolidone). The best results were obtained with complexes involving 1-methyl-2-pyrrolidone and hydroxypropylbeta- cyclodextrin, with an increased of benznidazole solubility in 27.9 and 9.4 times, respectively. The complexes effectiveness was proven by dissolution tests, in which the ternary complexes and physical mixtures involving 1-methyl- 2-pyrrolidone and both cyclodextrins investigated showed better results, showing the potential use as novel pharmaceutical ingredient, that leads to increased benznidazole bioavailability

Preparação e caracterização de complexos multicomponentes contendo ciclodextrinas com metotrexato

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

FÉCULA E FARELO DE MANDIOCACOMO SUBSTRATO NA PRODUÇÃO DE CICLODEXTRINAS

Ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, não redutores, capazes de formar complexos de inclusão com outras moléculas, modificando suas características químicas e físicas. São de interesse industrial, mas o fator limitante para sua utilização ainda é o alto custo de produção. Devido à sua pureza e ao teor de amilopectina, a fécula de mandioca se apresenta como substrato potencial para a produção de CDs, tendo mais de 95% de amido. Outro substrato potencial é o farelo, resíduo da extração da fécula de mandioca, com cerca de 70% de amido e custo consideravelmente inferior ao da fécula. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de CDs usando fécula e farelo de mandioca como substratos, empregando ciclodextrina glucosiltransferase (CGTase; E. C. 2.4.1.19) proveniente de Bacillus macerans. A conversão do amido em a-CDs foi de 19% para a fécula e 21% para o farelo. Para b-CDs, os valores foram de 27% e 15% para a fécula e o farelo, respectivamente. A proporção de a: b-CDs produzidas a partir da fécula foi de 1,0:1,4, enquanto que para o farelo foi de 1,5:1,0. Após 4 horas a 50ºC houve considerável perda da atividade enzimática, indicando tendência de estabilização da reação.

Aplicação de ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) e de ciclodextrinas como coadjuvante na inibição do escurecimento em alimentos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Complexos de inclusão de anfotericina B com derivados de ciclodextrinas e sua incorporação em microemulsões lipídicas biocompatíveis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Produção de ciclodextrinas a partir de amidos de diferentes fontes vegetais e seu emprego na inclusão molecular de aroma cítrico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção e purificação da enzima ciclodextrina glicosiltranferase: obtenção de fases sólidas e metálicas em escala nanométrica utilizando ciclodextrinas como nanorreatores

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Microbiologia Aplicada) - IBRC