Thermoanalytical studies of carbamazepine: hydration/dehydration, thermal decomposition, and solid phase transitions

Carbamazepine (CBZ), a widely used anticonvulsant drug, can crystallize and exhibits four polymorphic forms and one dihydrate. Anhydrous CBZ can spontaneously absorb water and convert to the hydrate form whose different crystallinity leads to lower biological activity. The present study was concerned to the possibility of recovering the hydrated form by heating. The thermal behavior of spontaneously hydrated carbamazepine was investigated by TG/DTG-DTA and DSC in dynamic atmospheres of air and nitrogen, which revealed that the spontaneous hydration of this pharmaceutical resulted in a Form III hydrate with 1.5 water molecules. After dehydration, this anhydrous Form III converted to Form I, which melted and decomposed in a single event, releasing isocyanic acid, as shown by evolved gas analysis using TG-FTIR. Differential scanning calorimetry analyses revealed that Form III melted and crystallized as Form I, and that subsequent cooling cycles only generated Form I by crystallization. Solid state decomposition kinetic studies showed that there was no change in the substance after the elimination of water by heating to 120 °C. Activation energies of 98 ± 2 and 93 ± 2 kJ mol-1 were found for the hydrated and dried samples, respectively, and similar profiles of activation energy as a function of conversion factor were observed for these samples.

A carbamazepina (CBZ) é um anticonvulsivante frequentemente utilizado no Brasil e em vários países. Ela apresenta quatro formas polimórficas e um diidrato. Todas as formas são ativas farmacologicamente, porém a Forma III é a preferível do ponto de vista farmacêutico, em função de suas propriedades físico-químicas. Entretanto, essa forma é altamente higroscópica, podendo converter-se ao diidrato, menos ativo biologicamente. Nesse trabalho propõe-se avaliar o comportamento térmico da forma hidratada, visando à recuperação da forma ativa, por aquecimento. Para tanto, foi feito um estudo do comportamento térmico por TG/DTG-DTA e DSC em atmosfera dinâmica de ar e nitrogênio, que evidenciou hidratação espontânea da Forma III, gerando um hidrato contendo 1,5 moléculas de água. Essa forma sofre desidratação, seguida de fusão e conversão para a Forma I. Segue-se a decomposição em uma única etapa, na qual ocorre liberação do ácido isociânico, conforme análise de gases evolvidos, por termogravimetria acoplada ao infravermelho (TG-FTIR). Estudos por calorimetria exploratória diferencial mostraram que a Forma III se funde e se cristaliza imediatamente na Forma I, durante o aquecimento. A Forma I também se funde e ciclos de aquecimento/resfriamento posteriores evidenciaram que a substância se cristaliza apenas na Forma I por resfriamento. Estudos cinéticos da decomposição, em estado sólido, mostraram que não há alteração na substância pela eliminação da água por aquecimento, sendo determinados valores de energia de ativação da ordem de 98 ± 2 e 93 ± 2 kJ mol-1, respectivamente, para a amostra hidratada e submetida à secagem, assim como perfis semelhantes nas curvas de energia de ativação em função do fator de conversão.

Flow-injection spectrophotometric determination of captopril in pharmaceutical formulations using a new solid-phase reactor containing AgSCN immobilized in a polyurethane resin

A simple flow-injection analysis procedure was developed for determining captopril in pharmaceutical formulations employing a novel solid-phase reactor containing silver thiocyanate immobilized in a castor oil derivative polyurethane resin. The method was based on silver mercaptide formation between the captopril and Ag(I) in the solid-phase reactor. During such a reaction, the SCN- anion was released and reacted with Fe3+, which generated the FeSCN2+ complex that was continuously monitored at 480 nm. The analytical curve was linear in the captopril concentration range from 3.0 × 10-4 mol L-1 to 1.1 × 10-3 mol L-1 with a detection limit of 8.0 × 10-5 mol L-1. Recoveries between 97.5% and 103% and a relative standard deviation of 2% for a solution containing 6.0 × 10-4 mol L-1 captopril (n = 12) were obtained. The sample throughput was 40 h-1 and the results obtained for captopril in pharmaceutical formulations using this procedure and those obtained using a pharmacopoeia procedure were in agreement at a 95% confidence level.

Um procedimento simples de análise por injeção em fluxo foi desenvolvido para a determinação de captopril em formulações farmacêuticas empregando um novo reator em fase sólida contendo tiocianato de prata imobilizado em resina poliuretana obtida a partir de óleo de mamona. O método foi baseado na formação de um mercapto composto de prata, no reator em fase sólida, obtido entre o captopril e Ag (I) imobilizada. Durante a reação, íons SCN- eram liberados e reagiam com Fe3+, gerando o complexo FeSCN2+, que foi continuamente monitorado em 480 nm. A curva analítica foi linear no intervalo de concentração de captopril entre 3,0 × 10-4 a 1,1 × 10-3 mol L-1 com um limite de detecção de 8,0 × 10-5 mol L-1. Recuperações entre 97,5-103% e desvio padrão relativo de 2% para uma solução contendo 6,0 × 10-4 mol L-1 de captopril (n = 12) foram obtidos. A frequência de amostragem foi de 40 h-1 e os resultados obtidos para captopril em formulações farmacêuticas utilizando este procedimento e o da Farmacopeia, estão de acordo em um nível de confiança de 95%.