Preferential solvation of xylitol in ethanol + water co-solvent mixtures according to the IKBI and QLQC methods / Solvatación preferencial del xilitol en mezclas cosolventes etanol + agua según los métodos IKBI y QLQC / Solvatação preferencial do xilitol no misturas cosolventes etanol + água acordo o métodos IKBI e QLQC

The preferential solvation parameters, i.e., the differences between the local around the solute and bulk mole fractions of the solvents in solutions of xylitol in ethanol + water binary mixtures are derived from their thermodynamic properties by means of the inverse Kirkwood-Buff integrals (IKBI) and quasi-lattice quasi-chemical (QLQC) methods. According to IKBI method it is found that xylitol is sensitive to solvation effects, so the preferential solvation parameter δxE,S, is slightly positive in water-rich and negative in mixtures beyond 0.25 in mole fraction of ethanol. In different way, according to QLQC method, negative values of δxE,S are found in all the compositions evaluated. The more solvation by ethanol observed in water-rich mixtures could be due mainly to polarity effects. Otherwise, the preference of this compound for water in ethanol-rich mixtures could be explained in terms of the bigger acidic behavior of water interacting with hydrogen-acceptor hydroxyl groups in xylitol.

Partiendo de algunas propiedades termodinámicas clásicas se calcularon los parámetros de solvatación preferencial del xilitol (dxE,S) en mezclas etanol + agua mediante el método de las integrales inversas de Kirkwood-Buff (IKBI) y el método cuasi-enrejado-cuasi-químico (QLQC). Los parámetros dxE,S corresponden a las diferencias entre las fracciones molares locales alrededor del soluto y en el grueso de la solución. Con base en estos valores, se encuentra que este compuesto es altamente sensible a los efectos específicos de solvatación según la composición cosolvente. Así, según el método IKBI, los valores de dxE,S son positivos en mezclas ricas en agua pero negativos en composiciones desde 0.25 en fracción molar de etanol hasta el etanol puro. Sin embargo, según el método QLQC, los valores de dxE,S son negativos en todas las composiciones co-solventes analizadas. En mezclas ricas en agua la mayor solvatación por las moléculas de etanol podría deberse principalmente a efectos de polaridad. De otro lado, la preferencia que manifiesta este compuesto por el agua en mezclas ricas en etanol podría explicarse en términos del mayor comportamiento ácido del agua que estaría interactuando con los grupos aceptores de hidrógeno presentes en el soluto.

Começando a partir de algumas propriedades termodinâmicas clássicos neste trabalho, foram calculados os parâmetros de solvatação preferenciais de xilitol (δxE,S) em misturas etanol + água pelo método de integrais inversas de Kirkwood-Buff (IKBI) e o método quase-reticulado quase-químicas (QLQC). Parâmetros δxE,S correspondem às diferenças entre as fracções molares locais ao redor do soluto na solução e a granel. Com base nestes valores se verifique que este composto é extremamente sensível aos efeitos específicos de solvatação por composição de cosolvente. Assim, de acordo com o método IKBI, valores δx E,S são positivas em misturas ricas em água, mas negativas em composições 0,25 de fracção mole de etanol a etanol puro. No entanto, de acordo com o método QLQC, os valores de δxE,S são negativas em todas as composições testadas. Solvatação de xilitol por moléculas de etanol em misturas ricas em água pode ser devido por polaridade. Por outro lado, a preferência de este composto por água em misturas em etanol pode ser explicada em termos de comportamento ácido de água com os grupos aceitadores de hidrogénio presentes no soluto.

Apparent molar volumes of the Beta-adrenergic blocker propranolol-HCL in aqueous media at several temperatures / Volúmenes molares aparentes del agente Beta-bloqueador propranolol-HCL en medios acuosos a diferentes temperaturas

Propranolol-HCl is a non selective beta-adrenergic blocker widely used in the treatment of several cardiovascular diseases; nevertheless, the physicochemical information about its volumetric behavior and other aqueous properties is not complete at present. In this context, densities of aqueous solutions of propanolol-HCl have been measured in this research as a function of concentration (from 0.0500 to 0.2500) mol kg–1 at several temperatures, i.e. (278.15, 283.15, 288.15, 293.15, 298.15, 303.15, 308.15 and 313.15) K.These values have not been reported earlier in the literature. The apparent molar volumes and partial molar volumes at infinite dilution for the electrolyte drug were calculated. Otherwise, the partial molar volumes at infinite dilution and the partial molar expansibilities for the drug as molecular form were also calculated. The dependence of these properties on temperature is presented. The results are interpreted in terms of several solute-solvent interactions. Ultimately, the reported information can be useful to understand the intermolecular events exhibited by this drug in pharmaceutical and biological systems.

El Propranolol-HCl es un agente bloqueador beta-adrenérgico no selectivo ampliamente usado en el tratamiento de varias enfermedades cardiovasculares; sin embargo, la información fisicoquímica acerca de su comportamiento volumétrico, así como de otras propiedades fisicoquímicas, aún es incompleta en la actualidad. Por esta razón, en este artículo se presentan los valores de densidad de algunas soluciones acuosas de este fármaco en función de la concentración (desde 0,0500 hasta 0,2500) mol kg–1 a diferentes temperaturas (278,15, 283,15, 288,15, 293,15, 298,15, 303,15, 308,15 y 313,15) K. Estos valores no habían sido reportados previamente en la literatura. Asimismo, se presentan los volúmenes molares aparentes y volúmenes molares parciales a dilución infinita del fármaco como electrolito, y de otro lado, los volúmenes molares parciales a dilución infinita del fármaco molecular y las expansibilidades molares, los cuales fueron calculados a partir de los valores de densidad y composición de las mezclas. Los resultados obtenidosse interpretaron en términos de interacciones soluto-solvente. Finalmente, se tiene que la información presentada en este trabajo podría ser utilizada para el entendimiento de algunos eventos molecularesexhibidos por este fármaco en sistemas farmacéuticos y biológicos.

Thermodynamics of the mixing process of several sodium sulfonamides in ethanol + water cosolvent mixtures / Estudio termodinámico del proceso de mezcla de algunas sulfonamidas sódicas en mezclas cosolventes etanol + agua

Sodium sulfonamides have been extensively used for the treatment of certain infections caused by several types of microorganisms. Although sulfonamides are still widely used in therapeutics, the physicochemical information about their aqueous solutions has not been completed. In this context, the thermodynamic functions of mixing three structurally related sodium sulfonamides were evaluated: Gibbs energy, enthalpy, and entropy. The quantities of mixing were calculated based on the fusion calorimetric values obtained from differential scanning calorimetry measurements and equilibrium solubility values reported in the literature for all the drugs with ethanol + water mixtures. By means of an enthalpy-entropy compensation analysis, non-linear DELTAHo-mix vs. DELTAGo-mix plots with negative slopes from neat ethanol to a 0.60 ethanol mass fraction, and positive slopes from the latter composition to neat water were obtained. From these results, it was concluded that the dissolution process of these drugs in ethanol-rich mixtures was entropy-driven; whereas, in water-rich mixtures the process was enthalpy-driven. Nevertheless, the molecular and ionic events involved in the dissolution of these drugs in this cosolvent system remain unclear.

Las sulfonamidas sódicas han sido ampliamente utilizadas en el tratamiento de ciertas infecciones causadas por diferentes microorganismos. Si bien las sulfonamidas siguen siendo ampliamente usadas en la terapéutica actual, la información fisicoquímica de sus soluciones acuosas aún no es completa. En este contexto, estudiamos aquí las funciones termodinámicas de mezcla de tres sulfonamidas sódicas relacionadas estructuralmente y que fueron calculadas a partir de las propiedades calorimétricas de fusión y de los valores de solubilidad en equilibrio en mezclas etanol + agua publicados en la literatura...

Experimental study of the dielectric behavior of tinidazole in acetone at 25°C / Estudio experimental del comportamiento dieléctrico del tinidazol en acetona a 25°C

Tinidazole is an anti-parasitic drug widely used nowadays in therapeutics. Nevertheless, it has not been well characterized from a physicochemical point of view. In this context, by means of optical experimental methods and dielectric spectroscopy applied to diluted solutions of Tinidazole in Acetone, molar polarizations of the solute, ₀P₂, and the solvent, ₀P₁, and the average dipolar moment of tinidazole associated to acetone, were estimated, resulting in 9.18 D. Since this value is higher than the theoretical m of the two main conformers of isolated tinidazole, that is, 3.22 and 4.29 D, respectively, the formation of interactions between the solute and the solvent is assumed. An effect of intermolecular association by van der Waals and hydrogen bond interactions conducting to a modification of the partial molar volume of the solute is thus expected. From the experimental and analysis by using the Halverstadt-Kumler’s method, it can be seen that the partial molar volume had a 24% reduction as compared with the theoretical value, which would confirm the presence of such interactions.

El tinidazol es un fármaco antiparasitario ampliamente utilizado en la actualidad. Sin embargo, este fármaco no ha sido bien caracterizado desde un punto de vista fisicoquímico. Por esta razón, mediante algunos métodos ópticos y espectroscopía dieléctrica, aplicados a soluciones diluidas de tinidazol en acetona, se estimaron las polarizabilidades molares del soluto, 0P2, y del solvente, 0P1, además del momento dipolar promedio, , del fármaco asociado a la acetona, obteniendo un valor = 9,18 D. Puesto que este valor es mayor que el obtenido teóricamente para los dos confórmeros rincipales, osea 3,22 y 4,29 D, respectivamente, se asume la presencia significativa de interacciones entre el soluto y el solvente. Por lo tanto, se espera que la asociación intermolecular soluto-solvente, establecida por fuerzas de van der Waals y por enlaces de hidrógeno, conduzca a la modificación del volumen molar parcial del soluto, . A partir del análisis experimental mediante el método de Halverstadt-Kumler se observa una reducción del 24% en el valor de , al compararlo con el valor teórico, lo cual podría confirmar la presencia de tales interacciones.

Thermodynamics of mixing of sodium naproxen and procaine hydrochloride in ethanol + water cosolvent mixtures / Estudio termodinámico del proceso de mezcla de naproxeno sódico y procaína clorhidrato en mezclas cosolventes etanol + agua

Thermodynamic functions Gibbs energy, enthalpy, and entropy of mixing of sodium naproxen and procaine hydrochloride were evaluated. Mixing quantities were calculated based on fusion calorimetric values obtained from differential scanning calorimetry measurements and equilibrium solubility values reported in the literature for both drugs in ethanol + water mixtures. By means of enthalpy-entropy compensation analysis, non-linear Hmix 0 vs. Gmix 0 plots were obtained which indicates different mechanisms involved in the dissolution of these drugs according to mixtures composition. Nevertheless, the molecular and ionic events involved in the dissolution of this drug in this cosolvent system are unclear.

En este trabajo se estudiaron las funciones termodinámicas de mezcla de naproxeno sódico y procaína clorhidrato las cuales fueron calculadas a partir de las propiedades calorimétricas de fusión y de los valores de solubilidad en equilibrio en mezclas etanol + agua publicados en la literatura. Mediante análisis de compensación entálpica- entrópica se obtienen gráficos no lineales de Hmix 0 vs. Gmix 0 indicando diferentesmecanismos en el proceso de disolución según la composición cosolvente. Sin embargo, los eventos moleculares e iónicos involucrados en el proceso de disolución de este fármaco en este sistema cosolvente no son claros.

Apparent molar volumes of the anesthetic drugs procaine-HCl and lidocaine-HCl in water at temperatures from 278.15 to 313.15 K / Volúmenes molares aparentes de los anestésicos procaína-HCl y lidocaína-HCl en agua a temperaturas entre 278.15 y 313.15 K

Lidocaine-HCl and procaine-HCl are local anesthetic drugs widely used in minor chirurgic procedures, nevertheless, physicochemical information about their volumetric behavior, as well as for other aqueous properties, is not complete at present. In this context, in this article, densities of aqueous solutions of both drugs have been measured as a function of concentration (from 0.0500 to 0.5000) mol kg–1 at several temperatures, i.e. 278.15, 283.15, 288.15, 293.15, 298.15, 303.15, 308.15, and 313.15 K. The apparent molar volumes and partial molar volumes at infinite dilution for the electrolyte drugs were calculated, whereas, the partial molar volumes at infinite dilution and partial molar expansibilities for the molecular forms were also calculated. The dependence of these properties with temperature is shown. The results are interpreted in terms of interaction solute-solvent.

La lidocaína-HCl y procaína-HCl son anestésicos locales ampliamente usados en procedimientos quirúrgicos menores, sin embargo la información fisicoquímica acerca de su comportamiento volumétrico, así como de otras propiedades fisicoquímicas, aún es incompleta en la actualidad. Por esta razón, en este artículo se presentan los valores de densidad de algunas soluciones acuosas de estos dos fármacos en función de la concentración (desde 0,0500 hasta 0,5000) mol kg–1 a diferentes temperaturas (278,15, 283,15, 288,15, 293,15, 298,15, 303,15, 308,15 y 313,15 K). Así mismo se presentan los volúmenes molares aparentes y volúmenes molares parciales a dilución infinita de los fármacos como electrolitos, y de otro lado, los volúmenes molares parciales a dilución infinita de los fármacos moleculares y las expansibilidades molares, los cuales fueron calculados a partir de los valores de densidad y composición de las mezclas. Los resultados obtenidos se interpretan en términos de interacciones soluto-solvente.

Modelos de Yalkowsky-Roseman y Jouyban-Acree en la estimación de la solubilidad del ketoprofeno en algunas mezclas cosolventes propilenoglicol + agua / Yalkowsky-Roseman and Jouyban-Acree models on estimating the solubility of ketoprofen in some propylene glycol + water cosolvent mixtures

En la presente investigación se evaluó la validez de una adaptación específica del modelo de Jouyban-Acree ( J-A), en comparación con la utilidad de la ecuación logarítmica-lineal de solubilidad propuesta por Yalkowsky y Roseman (Y-R), para estimar la solubilidad del ketoprofeno (KTP) en algunas mezclas cosolventes propilenoglicol + agua, en función de la composición cosolvente y de la temperatura, en el intervalo entre 293,15 y 313,15 K. Los modelos de J-A y Y-R requieren únicamente de los valores experimentales de la solubilidad en equilibrio del fármaco en los solventes puros a las diferentes temperaturas de interés. Desafiando las ecuaciones frente a valores experimentales de solubilidad, se encontró que los valores predichos por los dos modelos semiempíricos son bastante similares entre sí (difiriendo en un promedio de 0,05 unidades logarítmicas naturales), y que además, presentan algunas desviaciones notorias respecto a los valores experimentales, en particular con el modelo Y-R. Estos resultados demostraron la necesidad de mejorar las estrategias teóricas para la estimación de esta propiedad, y así mismo, demostraron la importancia de la determinación experimental de la solubilidad, en función de la temperatura, en todas aquellas mezclas cosolventes que puedan ser útiles durante el proceso de diseño de productos farmacéuticos.

The feasibility of a trained version of the Jouyban-Acree ( J-A) model was evaluated in this research to predict the solubility of ketoprofen (KTP) in some propylene glycol + water cosolvent mixtures. The usefulness of the solubility log-linear equation proposed by Yalkowsky and Roseman (Y-R) was also evaluated for the same drug in this cosolvent system. The solubility estimation was studied as a function of temperature and cosolvent composition. The J-A and Y-R models require only the experimental equilibrium solubility values in the pure solvents at all the temperatures evaluated. The estimated solubility values obtained by using both semiempiric models were similar between them (differing in 0.05 natural logarithmic units), but they present notorious deviations with respect to the experimental values, in particular the Y-R model. These results demonstrated that it is necessary to improve the theoretical strategies for estimating this property, and on the other hand, they also demonstrated the great importance of the experimental determination of drugs solubility in those cosolvent mixtures useful in dosage forms design.

Gibbs energy of transfer processes for the antimicrobial agent Triclosan from water to some organic solvents at 25.0 °C

The thermodynamic function Gibbs energy for the dissolution processes of triclosan (TS) was calculated from solubility values obtained at 25.0 °C in organic solvents with different hydrogen-bonding capability. TS solubility was determined in ethanol, octanol, water-saturated octanol, isopropyl myristate, chloroform, and heptane. The excess Gibbs energy and the activity coefficients of the solute were also calculated. In addition, the corresponding Gibbs energies of the drug transfer process from water to the organic solvents under investigation were also calculated by means of previous reports. In all cases, this thermodynamic property comprised a negative value, indicating the preference of TS for all the organic media evaluated.

En este trabajo se presentan las energías de Gibbs para los procesos de disolución del triclosan (TS) en solventes orgánicos de diferente capacidad de formación de enlace de hidrógeno, las cuales fueron calculadas a partir de los valores de solubilidad a 25,0 °C. La solubilidad del TS se determinó en etanol, octanol, octanol saturado de agua, miristato de isopropilo, cloroformo, y heptano. Así mismo se calcularon las energías de Gibbs de exceso y los coeficientes de actividad del soluto en los mismos solventes. Adicionalmente, mediante el uso de valores previamente reportados en la literatura, se calcularon las energías de Gibbs de transferencia del TS desde el agua hasta los solventes orgánicos comprendidos en el estudio. En todos los casos, esta propiedad termodinámica fue negativa demostrando la preferencia del TS por los medios orgánicos evaluados.

Validez del métddo extendido de hildebrand en l predicción de las solubilidadees de ibuprofén y naproxén en mezclas propilenoglicol + etanol / Valdity of the eextnded hildebrand solubility approach in the estiimation of ibuprofen and naproxen solubilities in propylene glycol + ethanol mixtures / Validez da aroxiimação ampliada da solubilidde de hildebrand na estimação dda solubilidade de ibuprofen e de naproxen em misturas do propileno glicol + etanol

En la presente investigación, el Método Extendido de Solubilidad de Hildebrand (MESH), desarrollado por Martin y cols . se ha aplicado al estudio de la solubilidad del ibuprofén (IBP) y del naproxén (NAP) en mezclas binarias propilenoglicol + etanol a 298,15 K ± 0,05 K. Se han utilizado los volúmenes molares aparentes de los solutos y las fracciones volumétricas de los solvente en las respectivas soluciones saturadas. Se encontró una adecuada capacidad predictiva del MESH al utilizar modelos polinómicos regulares de cuarto orden para IBP y de tercer orden para NAP, relacionando el parámetro de interacción W con el parámetro de solubilidad de las mezclas solventes. Sin embargo, las desviaciones obtenidas en la solubilidad estimada, respecto a los valores experimentales, fueron de magnitud semejante a las obtenidas al calcular esta propiedad directamente, utilizando regresiones empíricas de la solubilidad experimental de los fármacos en función del parámetro de solubilidad de las mezclas cosolventes.

In this work the Extended Hildebrand Solubility Approach (EHSA) developed by Martin et al ., has been applied to evaluate the solubility of ibuprofen (IBP) and naproxen (NAP) in propylene glycol + ethanol cosolvent mixtures at 298.15 K ± 0.05 K. Apparent molar volumes of the solutes and the volumetric fraction of the solvents in the saturated solutions were employed. A good predictive capacity of EHSA was found using regular polynomial models of order four for IBP and of order three for NAP, when the W interaction parameter was related to the solubility parameter of the solvent mixtures. Nevertheless, the deviations obtained for the estimated solubility respect to experimental solubility were of the same order as compared with those obtained directly using empiric regressions of the experimental solubilities as a function of the cosolvent solubility parameters.

Neste trabalho a aproximação ampliada da solubilidade de Hildebrand (AASH) desenvolvida por Martin e colaboradores, foi aplicada para avaliar a solubilidade de ibuprofeno e naproxeno em misturas cosolvente do propileno glicol + etanol do 298,15 K ± 0.05 K. Os volumes molares aparentes dos solutos e a fração volumétrica dos solventes nas soluções saturadas foram empregados. Uma boa capacidade predictiva de AASH foi encontrada do usar um modelo polinomial regular em ordem quatro para IBP e em ordem três para a NAP, quando o parâmetro da interação W foi relacionado ao parâmetro da solubilidade das misturas dos solventes. Não obstante, os desvios obtidos na solubilidade estimada respeito aos valores experimentais foram na mesma ordem comparada com as aquelas obtidas diretamente usando regressões empíricas das solubilidades experimentais em função dos parâmetros da solubilidade dos cosolventes.

Determinación eppacio-temporal de la concentración de fósforo en el lago de tota / Spatial tempora determination of phosphorus concentration in lake f tota

Durante los meses de julio a noviembre del año 2003 se llevó a cabo el estudio sobre la determinación espacio-temporal de la concentración de fósforo en el Lago de Tota (Boyacá, Colombia). Las muestras se tomaron con la botella Van-Dorn tipo horizontal de dos litros de capacidad en el estrato superficial hasta 20 cm en la columna de agua y a 10 m de profundidad. Las distintas formas de fósforo estudiadas demuestran que existen diferencias significativas en sus concentraciones; los mayores valores se encontraron en el sector denominado Lago Chico y los menores en el área de Lago Grande; este comportamiento se encuentra muy asociado con los usos agrícolas del suelo en la zona litoral y con los factores climáticos, especialmente la precipitación en el área de estudio.

The lapse from July to November of 2003 a study was made to determine the spatial and temporal concentration of phosphorus in the lake of Tota (Boyacá, Colombia). Samples were taken with a Van- Dorn bottle of the horizontal type of two liter capacity in the superficial stratum up to 20 cm in the water column and at 10 m depth. The different forms of phosphorus studied, show that there are significant differences in their concentrations, the highest values being found in the sector known as Lago Chico and the lowest in the area of Lago Grande; this behavior is found to be closely related to the agricultural uses of the land in the littoral zone and additionally with the climatic factors especially the precipitation in the area investigated.