Os parâmetros cinéticos determinados pelas curvas TG dinâmicas foram ordem de reação (n) e energia de ativação (E), utilizando as metodologias de Coats-Redfern, Madhusudanam, Horowittz-Metzger e Van Krevelen. Foram analisadas curvas na razão
de 20°C.min-1, nas massas de 1, 2, 4, 6, 8 e 10 mg e determinados os parâmetros
cinéticos para o estradiol e estriol bioidênticos.
Os dados obtidos foram tratados e apresentados graficamente. Na Figura 18, têm- se os valores de n nos quatros modelos matemáticos para o estradiol bioidêntico.
Analisando a Figura 18, observa-se que os valores de n apresentam resultados semelhantes para os quatro modelos cinéticos estudados, independente da massa utilizada.
Figura 18 - Ordem de reação versus massa, para o estradiol bioidêntico
Na Figura 19 têm-se os valores de Energia de ativação para o estradiol bioidêntico.
Observa-se uma média de valores de 105,30 e 104,67 kJ.mol-1, respectivamente, para os
modelos matemáticos de CR e MV. Já para os modelos HM e VK a média de valores foi,
respectivamente, 128,34 e 117,85 kJ.mol-1.
Na Figura 20, visualiza-se a ordem de reação para o estriol bioidêntico, pode-se observar que mesmo com a variação da massa não há diferença significativa entre os valores encontrados nos diferentes modelos utilizados.
Figura 20 - Ordem de reação versus a massa, para o estriol bioidêntico
Na Figura 21 são apresentados os valores de Energia de ativação para o estriol bioidêntico. Os valores médios encontrados para os modelos CR, MD, HM e VK foram,
respectivamente, 117,79, 118,30, 140,70 e 129,49 kJ.mol-1.
Observa-se ainda pela análise das Figuras 18, 19, 20 e 21 que os métodos integrais CR e MD apresentam valores próximos entre si, sendo ligeiramente menores que os de aproximação HM e VK. Os métodos de aproximação também apresentam entre si valores próximos. Segundo Lopes (2005), o fato de os métodos integrais apresentarem valores mais baixos está relacionado ao tipo de tratamento matemático que as equações de cada método passam para serem resolvidas.
De acordo com Leiva (2005), as técnicas térmicas são efetivamente utilizadas na determinação de parâmetros cinéticos, tais como, ordem de reação, energia de ativação, entre outros. Através dos quais é possível determinar a estabilidade térmica dos materiais e até mesmo caracterizá-los.
De modo geral, os valores obtidos mostram uma boa correlação entre os modelos matemáticos utilizados, tanto para o estriol como para o estradiol. Considerando-se os valores de E, pode-se sugerir que o estriol é mais estável.
Outro método utilizado para o cálculo dos parâmetros cinéticos foi Ozawa. Através das curvas TG não-isotérmicas foi aplicado o método de Ozawa disponível no software TASYS Shimadzu (Kinetic Analysis TG). Para aplicação desse método é necessária a obtenção de pelo menos 3 curvas TG sob diferentes razões de aquecimento. Neste estudo, foram obtidas 5 curvas TG nas razões de aquecimento 10, 20, 40, 60 e
80°C.min1. O método de Ozawa foi aplicado aos dados obtidos a partir das cinco curvas
TG, sendo possível a determinação da E, n e A (fator de freqüência) para o estradiol e estriol bioidênticos.
Na Figura 22 são mostradas as curvas TG do estradiol obtidas no estudo cinético não-isotérmico, a massa residual da amostra G(X) em função do tempo reduzido e o gráfico do logaritmo da razão de aquecimento em função do inverso da temperatura
absoluta (T-1), após o tratamento de dados pelo método de Ozawa. Os valores dos
Figura 22 - Curvas TG do estradiol bioidêntico obtidas nas razões de 10, 20, 40, 60 e 80°C min-1. No
detalhe o cálculo de Ozawa contendo a função G(X) versus o tempo reduzido e o Log (razão de
aquecimento) versus T-1
Na Figura 23 são apresentadas as curvas TG do estriol obtidas no estudo cinético não-isotérmico, a massa residual da amostra G(X) em função do tempo reduzido e o gráfico do logaritmo da razão de aquecimento em função do inverso da temperatura
absoluta (T-1), após o tratamento de dados pelo método de Ozawa. Os valores dos
parâmetros cinéticos foram : E (96,85 KJ/mol); A (1,971 x 107. min-1); e ordem 0,0. A
Figura 23 - Curvas TG do estriol bioidêntico obtidas nas razões de 10, 20, 40, 60 e 80°C min-1. No detalhe o cálculo de Ozawa contendo a função G(X) versus o tempo reduzido e o Log (razão de aquecimento)
versus T-1
A tabela 7 apresenta uma comparação dos valores médios das energias de ativação entre os métodos de CR, MD, HM, VK e OZ. Pode-se observar uma boa correlação entre os diferentes métodos matemáticos utilizados, com valores sempre
menores para o estradiol, sugerindo assim que o estriol é termicamente mais estável.
Tabela 7 - Correlação entre os modelos matemáticos dos valores médios das energias de ativação (E) para
o estradiol e estriol
Energia de Ativação (kJ mol-1) Modelos Matemáticos Estradiol Estriol CR 105,30 117,79 MD 104,67 118,30 HM 128,34 140,70 VK 117,85 129,49 OZ 95,58 96,85
Foi realizado ainda o cálculo para determinação da ordem de reação utilizando
método de Arrhenius a partir das curvas TG dinâmicas obtidas na razão de 20°C min-1,
nas diferentes massas (1, 2, 4, 6, 8 e 10 mg). Os resultados obtidos para estradiol bioidêntico foram de reação de ordem zero para todas as massas estudadas e podem ser vistos no Apêndice A. Para o estriol bioidêntico, a ordem de reação também foi zero e os resultados podem ser visualizados no Apêndice B.
Neste trabalho, realizou-se o estudo cinético tanto através das curvas TG isotérmicas como das não-isotérmicas. Segundo Oliveira et al. (2011), a cinética de degradação térmica é utilizada para avaliação de estabilidade de fármacos e de formulações farmacêuticas e pode ser determinada tanto por TG dinâmica quanto por TG isotérmica. Ambas as técnicas podem ser utilizadas na área farmacêutica, no entanto, em estudos isotérmicos existe a possibilidade de se determinar o prazo de validade por extrapolação, utilizando a Equação de Arrhenius. Macedo et al. (2002) realizaram um estudo, onde avaliaram as curvas TG dinâmicas e isotérmicas do propranolol, misturas binárias fármaco-excipiente e dos comprimidos. A ordem de reação foi determinada por análises gráficas e a constante (k) foi calculada usando a equação Arrhenius.
5.2 ESPECTROSCOPIA DE ABSORÇÃO MOLECULAR NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO COM TRANSFORMADA DE FOURIER (FTIR)
O monitoramento dos possíveis produtos de degradação formados foi realizado através do infravermelho. Os espectros de absorção na região do infravermelho dos
hormônios bioidênticos apresentam as seguintes bandas características: (C-C)as do anel
em 1586 cm-1, (C-C-H) em 1451 cm-1, (O17-H) em 1283 cm-1, (CH3) em 1254 cm-1,
(C3-O) em 1237 cm-1, (C-C-H) em 1006 cm-1, as (C1-C2-H) em 928 cm-1, s (C1-C2-H)
em 830 cm-1 (VARIANKAVAL, 2002). Não foram observadas mudanças das vibrações
características dos fármacos (Figuras 24 e 25), demonstrando assim que eles não sofreram alterações, não restando resíduo dos mesmos no cadinho.
Figura 24 - Espectro de Infravermelho do estradiol bioidêntico sem aquecimento e em 170°C
Figura 25 - Espectro de Infravermelho do estriol bioidêntico sem aquecimento e nas temperaturas de 170,
200, 270, 300°C
No caso do estradiol, a partir da temperatura de 200°C não restou resíduo no cadinho, impossibilitando a confecção da pastilha de brometo de potássio. Já para o estriol, a partir da temperatura acima de 300°C é que não foi observado resíduo. Tal fato constata que o mecanismo de degradação ocorre provavelmente por volatilização sem a decomposição dos hormônios.
5.2.1 Correlação de Pearson
Foi realizado o cálculo do coeficiente de correlação de Pearson. Este coeficiente, mede o grau de relação linear entre duas variáveis quantitativas e assume valores que variam entre -1 e 1. Assim, a 25°C (temperatura ambiente) o coeficiente corresponde a 1. O valor da correlação encontrado para o estradiol na temperatura de 170°C foi de 0,9865, ou seja, valor muito próximo a 1, indicando uma relação linear quase perfeita. Já para o estriol, os valores encontrados foram: 0,9207 em 170°C; 0,9557 em 200°C; 0,9103 em 270°C; e 0,9891 em 300°C, conforme apresentado na Figura 26. Todos os valores são próximos a 1, demonstrando uma correlação quase perfeita.