Objetivos del trabajo

Estudiar, utilizando distintas técnicas de caracterización de estado sólido, diferentes formas cristalinas de alguna droga de uso farmaceutico, a confirmar. El objetivo final será obtener la mayor cantidad de formas cristalinas, entender los mecanismos que permiten pasar de una a la otra, y determinar cual de las formas es la más estable desde el punto de vista de la termodinámica.

Metodología.

Para llevar a cabo este proyecto se utilizarán muestras sintetizadas en industrias farmoquímicas locales.

Se realizarán estudios térmicos en búsqueda de cambios en el estado cristalino (polimorfismo y solvatomorfismo) por DSC y TGA. Estos cambios (transiciones de fases o descomposiciones parciales), se estudiarán por difracción de rayos X de polvos en función de la temperatura para obtener información estructural. Los estudios se extenderán a la microscopía óptica con platina de temperatura variable. La caracterización se completará con estudios de espectroscopía vibracional, utilizando un espectómetro infrarrojo y uno Raman. Se hará uso de herramientas de termodinámica para hallar conclusiones generales sobre estabilidades relativas de cada una de las formas cristalinas obtenidas.

La generación de polimorfos y solvatomorfos implica tareas de recristalización, bajo diferentes condiciones, que serán desarrolladas en nuestro laboratorio como parte de este proyecto. La esperanza de obtener las muestras para este estudio es buena, según nuestra experiencia.

En caso de obtener monocristales, se podrá acceder al estudio de las estructuras cristalinas por difracción de rayos X de monocristales.

En síntesis el proyecto contempla estudios paralelos por: difracción de rayos X en monocristales, difracción de rayos X en polvos a temperatura variable, calorimetría, microscopía óptica a temperatura variable, solubilidad y espectroscopía vibracional en un compuesto de interés farmacológico.

En una primera etapa, se espera que los alumnos lleven adelante con alguna ayuda, la obtención de muestras y los estudios térmicos preliminares, pero que tengan independencia en la realización de los estudios por difracción de rayos X en polvos a temperatura variable, participando activamente en la discusión e interpretación de los resultados, realizando mediciones en un difractómetro de polvos Philips, modelo PW1080, con platina de temperatura controlada, para realizar mediciones en el rango de temperaturas comprendido entre 80K y 750K. También aprenderán a realizar mediciones de solubilidad, lo que permitirá identificar aquellos solventes en los cuales la probabilidad de obtener monocristales de las distintas formas cristalinas sea mayor. En esta etapa, los alumnos aprenderán las nociones básicas acerca del estado cristalino de la materia, transiciones de fases, las ideas elementales de la difracción de rayos X y estructuras cristalinas. Se espera que al finalizar esta primera etapa puedan conocer las diferentes formas cristalinas en las que cristaliza el sistema, pudiendo determinar unívocamente cada una a partir de las técnicas nombradas anteriormente.

En una segunda etapa, se espera que los alumnos lleven adelante con alguna ayuda los estudios por difracción de rayos X de monocristales y los de espectroscopía vibracional, pero que tengan independencia en los estudios térmicos y calorimétricos, que permitan obtener información termodinámica y relacionarlos con las observaciones de las propiedades ópticas determinadas por microscopía. En esta etapa, los alumnos adquirirán conocimientos más profundos sobre difracción de rayos X y su relación con la estructura cristalina, junto con conocimientos elementales de espectroscopía vibracional (IR y Raman) que les permitirá caracterizar el material cristalino, identificar grupos funcionales y utilizarlos en la diferenciación de polimorfos, y obtener información termodinámica de los estudios térmicos que permita hallar energías libres y entalpías relativas entre cada una de las fases halladas.