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A Polarimetria consiste em um dos métodos para averiguação da qualidade dos medicamentos (BRITISH PHARMACOPOEIA, 1983; JP XVI, 2007). A pureza óptica do fármaco é determinada pela medição da rotação especifica [𝛼]𝐷0e subsequente comparação com os valores de referência, uma vez que cada composto, biologicamente, ativo tem sua quiralidade (GILPIN; GILPIN, 2011). Essas avaliações são baseadas no pH, concentração da solução (g mL-1), Temperatura (ºC) e absorção no ultravioleta visível (nm).

As propriedades dos antibióticos, enantiômeros tais como: ponto de fusão e índice de refração é semelhante, mas difere na atividade óptica, esta apresenta capacidade de girar o plano de polarização, quando é atravessado por um feixe de luz polarizada, evidencia a atividade do fármaco, por isso tem-se executado esta medida (ISHII et al., 2008).

De acordo com método 01/2008: 20207 descrita na Farmacopeia Europeia, a rotação óptica é a propriedade exibida por substâncias quirais, capazes de girar o plano de polarização da luz polarizada. Substâncias (+) apresentam efeito dextrorotatoria, no qual o plano é girado no sentido horário, enquanto que compostos (-) apresentam efeito levogiro no qual o plano de luz polarizada é girado no senti anti-horário. A detecção é baseada na interação entre um centro quiral no analito, e o incidência da radiação eletromagnética magnética polarizada (EUROPEAN PHARMACOPOEIA COMMISSION, 2008).

Por convenção a rotação óptica para um líquido é descrita pelas Equação 7.

[∝ ]𝜆𝑡 = , [∝]𝜆𝑡 (7)

Onde: α é o ângulo de rotação, quando a 20 ºC, pode ser expressa pela Equação 8.

[∝ ]𝐷 = _{. 𝑝}∝ (8)

Onde: l é a comprimento do tubo, p20 é a densidade do liquido. Para cálculo com concentração de solução a Equação 9 é considerada.

De modo que a rotação óptica específica de um líquido é o ângulo α de rotação, expresso em graus (°), do plano de polarização no comprimento de onda da linha D do sódio ( = 589,3 nm) medido a 20 ° C no líquido a ser examinada, calculada com referência a uma camada de 1 dm e dividido pela densidade expressa em gramas por centímetro cúbico.

Quanto ao instrumento, o polarímetro é um dispositivo, simples que mede de forma não destrutiva as propriedades ópticas de moléculas, através da detecção de mudanças de rotação do plano da luz linearmente polarizada. Embora, as ondas de luz possam oscilar em planos ao longo de três dimensões, a orientação rotacional desses planos é definida principalmente pelos campos elétricos e magnéticos. O aparelho é constituído por dois prismas de Nicol, um atuando como polarizador e o outro como analisador (LIMA, 1997). As medidas realizadas no polarímetro apresentam capacidade de os produtos das reações químicas afetarem tais orientações, sendo alteradas as estruturas moleculares dos compostos opticamente ativos. Logo, o valor da rotação óptica observada é o resultado da forma e da concentração de qualquer mistura de moléculas quirais presentes na amostra (LESNEY, 2004). A Figura 3.1 mostra o plano de luz polarizada da amostra girado no sentido horário.

Figura 3.1-Ilustração da rotação óptica de um composto quiral biologicamente ativo

Adaptado de Prentice-Hall, Inc. A Pearson Company, 1995 – 2002. (Chiral Compound in Plane-Polarized Light) Disponível em: http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/724/741576/chapter_05.html

As rotações observadas de enantiômeros são opostas em cada direção, pois um dos estereoisômeros rotaciona a luz polarizada numa direção dos ponteiros do relógio, denominado dextrogiro, na ilustração acima, por exemplo, α pode ser -90º ou + 270º em vez de + 90º.

A desvantagem desta técnica é na quantificação dos compostos, pois para isso necessita- se de quantidade de amostra na ordem de mg, o que para aplicação de antibióticos para medicamentos é viável, mas não para análises de resíduos (LIMA, 1997). Assim, os métodos empregados para quantificação dos fármacos nos medicamentos (GERGELY, 1989; S, 1985)

principais requisitos é que o limite da relação sinal/ruído que geralmente é alcançado em níveis mais baixos de energia. Alguns métodos são mais sensíveis, por exemplo, Ng Linder (2003) identifica os seis isômeros análogos da tetraciclina. De acordo com os pesquisadores cada análogo apresenta uma rotação específica, entretanto todos os estes são semelhantes estruturalmente, mas apresentam diferenças significativas nas rotações.

É fato, muitos compostos são, terapeuticamente, eficazes, pois são quirais, uma vez que a estereoespecificidade está diretamente relacionada com a assimetria molecular sendo determinante para sua atuação nos organismos (BARREIRO; FERREIRA; COSTA, 1997; STALCUP, 2010). Os diastereisômeros e enantiômeros quirais têm significativamente diferentes atividades biológicas. Um exemplo é a Benzilpenicilina que exibe três centros quirais (oito formas opticamente ativas isto é 8 estereoisômeros): somente o estereoisômero 3S:5R:6R apresenta atividade, na Figura 3.2 é apresentada um dos centros quirais da penicilina G. A conformação dos esteriisômeros foram calculados usando o software ChemSkech. A Estrutura foi otimizada pelo software.

Figura 3.2-Visualização de um dos Centros Quirais da Benzilpenicilina (A), imagem em 3D (B)

1 OH 2 O 3 4 N 5 6 S 7 ₈ C_H3 9 C_H3 10 11 12 O 13 NH 14 15 16 17 18 19 20 21 22 O 23 S * R (A) (B) (C)

Desenhada usando software ChemSketch ACD, 2015

Embora os isômeros R e S apresentem os mesmos substituintes, esses dois enantiômeros formam diferentes relações espaciais. Assim, somente em um isômero pode residir toda a atividade farmacológica, no caso, os demais podem ser considerados impurezas, por serem inativos.

Contrariamente dois isômeros são capazes de apresentar atividade farmacológica qualitativa e quantitativa quase idêntica (ISLAM; MAHDI; BOWEN, 1997; LU, 2007; RENTSCH, 2002). De acordo com Leffingwe (2003), 56% dos medicamentos, atualmente em uso, são compostos quirais, e 88% destas drogas sintéticas quirais são utilizados terapeuticamente como misturas racêmicas. Infelizmente, existem muitos enantiómeros, no qual a estereoespecificidade inferem no metabolismo e efeitos farmacodinâmicos não são conhecidos (RENTSCH, 2002). Ainda de acordo com Capozziello e Lattanzi (2003) a maioria das propriedades das moléculas é invariante à reflexão.

Quando examinadas em um ambiente aquiral, os enantiômeros são idênticos em muitos aspectos, tais como: na solubilidade, na densidade, no ponto de fusão, no tempo de retenção cromatográfico e no comportamento espectroscópico (UEDA e al., 2007).

Quanto às propriedades de rotação eles mudam seu sinal (CAPOZZIELLO; LATTANZI, 2003), porém é muito mais difícil produzir um único estereoisômero, embora possa ser pouco complexo a obtenção de grandes quantidades quando entra em atividade o Penicillum (HERSBACH, 1983), sendo outros compostos quirais provenientes de espécies biológicas difíceis, ou mesmo impossíveis sua síntese química (BURNS, 1986; ELMARROUNI et al., 2010; ISHIBASHI et al., 2005; UEDA et al., 2007).

3.1.2 Espectroscopia para identificação e quantificação de antibióticos em terapêuticos