degradacion fotocatalitica del metoprolol tartrate

7/23/2019 Degradacion Fotocatalitica Del Metoprolol Tartrate

1/17

DEGRADACION FOTOCATALITICA DEL METOPROLOL TARTRATE

Resumen

La oxidacin avanzada del metoprolol tartrate de alta pureza ,extrado de un medicamento comercial, con Tio y luz UV!"# nm$ se

in%esti&' para determinar el efecto de la concentracin inicial dereactivo y la velocidad de reaccin en papel de la fotolisisdirecta con el proceso fotocataltico( An)lisis de las muestras dereacci'n por espectroscopa UV-Visindic' *ue tarrate meto+rolol esdegradado ecientemente mediante fotocatlisis a travs de laidroxilacin del anillo aromtico estudios cinticos indican *ue ladegradacin fotocataltica de tartrato de meto+rolol sigue unmecanismo de Langmuir! "insel#ood! "ou $en y %atsonL--.$ donde la reaccin cam&ia de orden cero a una de primerorden a medida 'ue &a(a la concentracin de reactivo)

Ex+erimentos adicionales mostraron *ue la /ot'lisis directa 0ue&a un+a+el menor en la oxidaci'n /otocataltica de tarrate meto+rolol( *lcar&ono orgnico total +T,. estudiosdemostraron *ue el tartratode meto+rolol se transforma en otros productos de reaccinintermedios or&)nicos antes completa min-ralizacin a ,/( La/racci'n de reacti%o trans/ormadas en +roductos or&)nicos intermediosse e%alu' +or un 1alance de materia utili2ando los resultados del an)lisisde las muestras de reacci'n +or cromato&ra/a l*uida de altorendimiento 3 la ta1la de contenido(

Pala1ras cla%e

meto+rolol Tartrate, +45loc6er, Farmacuticos, /otocat)lisis, Tio Reacci'ncintica(

Lista de sm1olosL de concentraci'n tartrato cm Meto+rolol mmol L 7Cmo Meto+rololtartrato concentraci'n inicial mmol Concentraci'n de tartrato demeto+rolol trans/ormado a +roductos or&)nicos intermedios mmol L48$meto+rolol tartrato relati%a concentraci'n acm , sin dimensiones$ TOCconcentraci'n total mmol L48$ de car1ono or&)nico A, la concentraci'ninicial de car1ono or&)nico total mmol L48$ la concentraci'n de car1onoor&)nico total COTA relati%a sin dimensiones$ Fracci'n FCO9 deminerali2aci'n tartrato de meto+rolol a co9 sin dimensiones$ Fracci'nPOI de tartrato de meto+rolol trans/ormado a +roductos or&)nicosintermedios sin dimensiones$ Tiem+o de reacci'n min$ t rm tasa dereacci'n de de&radaci'n /otocataltica mmol L48 min48$ r, o lade&radaci'n /otocataltica %elocidad de reacci'n inicial 848 mmol min48$6a+, Pseudo +rimer orden constante de %elocidad de reacci'n min48$ 6i


2/17


3/17

desde la &anda de valencia a la &anda de conduccin +-e de(andouecos positivos detrs "28!


4/17

nm m &48 de su+er>cie, se utili2' +ara los ex+erimentos de/otode&radaci'n(

EPERIMETO DE LA DEGRADACION FOTOCATALITICA

Bn sistema de reactor 3a se :a descrito ;8


5/17

transmitancia( Tam1in se anali2aron los cristales de tartrato demeto+rolol en un es+ectr'metro de RMN =arian M-2 ! utili2andoCDC8! como disol%ente( Todos los cam1ios - RMN /ueron re+o4ti%arelaci'n a TM como un est)ndar externo La concentraci'n de tartratode meto+rolol en las muestras de la reacci'n se determin' +or an)lisis

-PLC utili2ando un instrumento .aters 8#9# e*ui+ado con un detectorde a&uas B= 9 Bna columna A&ilent Tec:nolo&ies C8 8 mm x ,"mm x !,# um$ se utili2' +ara la se+araci'n de reacti%os 3 de +roductosintermedios( La /ase m'%il /ue una me2cla de 8 mM de soluci'n dea&ua de /os/ato mono1)sico de +otasio " 3 metanol La /ase m'%il/ue entre&ado a una %elocidad de 8, ml min48 3 la lon&itud de onda dedetecci'n /ue de 99 nm( El car1ono or&)nico total COT$ contenido enlas muestras de reacci'n se midi' con un modelo de anali2ador decar1ono :imad2u # A(

! Resultados 3 Discusi'n

!(8 >sico*umica Caracteri2aci'n de Meto+rolol Tartrato

*l slido cristalino &lanco de tartrato de meto+rolol o&tenido porextraccin con metanol de un medicamento comercialdieron unpunto de fusinde>nido a 4/5 6 ( Este %alor est) mu3 cerca


6/17

el Pont de /usi'n 88 de un am+lio de meto+rolol tartrato de i&ma4Aldric:( B=4=is es+ectro de una soluci'n acuosa de tartrato demeto+rolol >&( 9$ tiene una &anda1789:78: 0* /// nm y una&anda secundaria a /;< nm 'ue corresponden a 18-18 =transiciones caracterstica de un :>8LL, aromtico;8"rmados +or -4RCOQ 3 -M5C( El es+ectro en la >&ura( o1tenido ex+erimental4mentees 1astante similar a la *ue se in/orm' anteriormente ;8


7/17

del medicamento con el tiempo de reaccin) Al +rinci+io delex+erimento! la intensidad de la &anda secundaria del anilloaromtico situado a /;? nm y la intensidad de la &anda de loselectrones no enlazantes de

el ter de arilo situado en /?/ aument con el tiempo) *steefectonm indica la insercin de radicales "o en la posicin ortoy la posicin meta del anillo aromtico)Los estudios anteriores;8< tam1in :an informado de 'ue el tartrato de metoprolol sedegrada a travs de la formacin de diidroxil y triidroxiladosintermedios aro-mticos)in em1ar&o, la intensidad de la &andaprimaria del anillo aromtico disminuye con el tiempo 'ue indicala destruccin de esta parte del tartrato de metoprolol molcula)

0espus de B5 minutos de reaccin! la intensidad de las &andasa /;? y /?< nm tam&in comienza a disminuir) Como la reacci'n(


8/17

in&resos,todas las &andas tienden a desaparecerde conrmar la perdida de

aromaticidad)Varios experimentos paraestudiar la degradacin fotocatalticade soluciones acuosas de metoprololtartrato de


9/17

diferentes concentraciones con / g L de catalizador! la luz

ultravioleta y un caudal constante de oxgeno tam&in sellevaron a ca&o los resultados de los anlisis 'umicos de lasmuestras de la reaccin por "1L Fi&( "$ conrman 'ue lassolucionestartrato +rolol meto &a(a concentracin se degrada ende una manera rpida;8@, 9


10/17

metoprolol como funcin del tiempo de reaccin;9849


11/17


12/17

Los %alores +ara la 68 3 69 son constantes de !(# min43 !(#89 mMde L48( res+ecti%amente( Con el >n de %alidar el modelo de %elocidad de

reacci'n cintica( las %elocidades de reacci'n iniciales calculados con laecuaci'n 9 utili2ando los %alores numricos de 6i 3 69 tam1in sere+resentaron como una lnea continua en la >&ura( ( -a3 un acuerdora2ona1le entre el calculado 3 los +untos ex+erimentales( *studiosprevios an demostrado 'ue las soluciones de tartrato demetoprolol &a(a concentracin pueden ser degradados porfotlisis directa de radiacin solar natural o articiall9"( 98 o laradiaci'n B=4C 898( Los resultados de los estudios su&eridas *ue/ot'lisis directa de tartrato de meto+rolol tam1in siguen seudocintica de primer orden( Por lo tanto, %arios +:o ex+erimentos dede&radaci'n toc:emical eran CAMED a ca1o +ara in%esti&ar lacontri1uci'n de la /otolisis directa en la oxidaci'n /otocataltica detartrato de meto+rolol Las constantes de velocidad de reaccinaparentes y las velocidades de reaccin iniciales para losexperimentos de fotlisis se calcularon de acuerdo con elprocedimiento matemtico descrito en los prrafos anteriores )Bn resumen de los resultados ex+erimentales se +resentan en la Ta1la !(Las velocidades de reaccin iniciales de los experimentos de


13/17

degradacin foto'umica representan en la gura ; muestran'ue la fotlisis directa (uega un papel menor en la oxidacinfotocataltica de tartrato de metoprolol) Ex+enments dede&radaci'n /otocataltica /ueron controlados tam1in +or el an)lisis deTOC >&( $( Esta tcnica de analtica cuanti>ca la cantidad de car1ono

en unreated

artrato de meto+rolol m)s el car1ono en todos los +roductos or&)nicosintermedios( La com+araci'n de las cur%as de -PLC en la >&ura( " 3 Tocen la >&( es claro tartrato de meto+rolol se cur%as trans/ormadas +araotros +roductos de reacci'n intermedios or&)nicos antes de laminerali2aci'n com+leta a CO9( *sos productos intermediosorgnicos se degradan a una velocidad ms lenta 'ue el


14/17

medicamento de partida) Puesto *ue la concentraci'n de todos los+roductos de reacci'n intermedios or&)nicos +ara la de&radaci'n/otocataltica de tartrato de meto+rolol no se +uede determinar/)cilmente, es con%eniente +ara determinar la /racci'n del reacti%oori&inal de trans/ormada a los +roductos intermedios or&)nicos +or un

1alance de materiales 1asado en -PLC 3 el COT an)lisis ;98, 9


15/17

Es la concentraci'n adimensional de re&alos sin reaccionar tartrato demeto+rolol detectado +or -PLC, el adimensional Toc concentraci'n+resente en la me2cla de reacci'n, la /racci'n del medicamentotrans/orma en +roductos de reacci'n or&)nicos intermedios 3 CO9(Tam1in es +osi1le calcular los milimoles +or litro de al tartrato de

meto+rolol *ue se trans/orman intermedia a tiem+o de reacci'n or&)nicautili2ando los si4&uiente +roductos en cual*uier ecuaci'n dada

La /ormaci'n 3 el consumo de los +roductos de reacci'n or&)nicosintermedios +ara todos los ex+erimentos de de&radaci'n /otocatalticasse +resentan en la >&ura( 8( Es


16/17

im+ortante mencionar *ue el anali2ador de car1ono :imad2u tiene unlmite in/erior de detecci'n de ++m de Toc( La lnea in/erior de la>&ura( 8 +arece indicar *ue al&unos de los +roductos intermediosor&)nicos +ermanecen en la me2cla de reacci'n( e :a in/ormado de*ue los com+uestos arom)ticos son minerali2ado a tra%s de la

/ormaci'n de )cidos car1oxlicos de cadena corta ;9@


17/17

Conclusiones de alta +ure2a tartrato de meto+rolol o1tenida de unmedicamento social comercialmente se +uede de&radar de manerae>ciente +or tal3sis +:otoca a tra%s de la :idroxilaci'n del anilloarom)tico( El an)lisis +or -PLC de las muestras de la reacci'n indic' *ueesta reacci'n de de&radaci'n /oto4cataltica si&ue un mecanismo de

L--. donde los cam1ios de orden de reacci'n de orden cero a +rimeraorden *ue la concentraci'n de reactante &otas( El Si constante cintica 3la constante S9 adsorci'n de la ecuaci'n de %elocidad de reacci'n inicialson i&ual a ,!# min 3 !(#89, res+ecti%amente( Ex+erimentosadicionales mostraron *ue la /ot'lisis directa 0ue&a un +a+el menor en laoxidaci'n4P-OTOCAT al3tic de tartrato de meto+rolol +or*ue s'lo una+e*ueKa /racci'n del reacti%o inicial se trans/orma a otros com+uestosor&)nicos C- l*uido rendimiento 3 Toc I de las muestras de reacci'ncon>rm' *ue el meto+rolol mns/ormed a otras reacciones +roductosintermedios or&)nicos antes de minerai2ation com+leta a CO /acci'n de

reacti%o trans/ormado a los +roductos or&)nicos intermedios encual*uier tiem+o de reacci'n se +uede determinar mediante un 1alancede materia utili2ando los resultados de el an)lisis de las muestras de lareacci'n +or -PLC 3 la ta1la de contenido(

degradacion fotocatalitica del metoprolol tartrate

Documents