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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS
JULIANA DE AQUINO FRANZÉ
PREPARAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DO
COMPORTAMENTO TÉRMICO DOS COMPLEXOS DE MELOXICAM COM Co(II), Cu(II), Mn(II), Ni(II) E Zn(II)
Poços de Caldas/MG 2014
JULIANA DE AQUINO FRANZÉ
PREPARAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DO
COMPORTAMENTO TÉRMICO DOS COMPLEXOS DE MELOXICAM COM Co(II), Cu(II), Mn(II), Ni(II) E Zn(II)
Poços de Caldas/MG 2014
Trabalho de conclusão de curso apresentado como parte dos requisitos para obtenção do título de graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal de Alfenas, campus Poços de Caldas. Área de concentração: Química Analítica. Orientador: Roni Antônio Mendes.
FICHA CATALOGRÁFICA
F837p Franzé, Juliana de Aquino.
Preparação, caracterização e estudo do comportamento térmico dos complexos de Meloxicam com Co(II), Cu(II), Mn(II), Ni(II) E Zn(II)./ Juliana de Aquino Franzé;
Orientação de Roni Antonio Mendes. Poços de Caldas: 2014. 29 fls.: il.; 30 cm.
Inclui bibliografias: fls. 27-29
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de Alfenas – Campus de Poços de Caldas, MG.
1. Meloxicam. 2. Estequiometria. 3. Cristalinidade. 4. Comportamento Térmico. I. Mendes, Roni Antonio (orient.).
II. Universidade Federal de Alfenas - Unifal. III. Título. CDD 540
Dedico a Deus, aos meus pais, amigos,
familiares e ao meu orientador pelo apoio na
realização deste trabalho.
AGRADECIMENTOS
A Deus por ter me dado saúde е força para superar as dificuldades.
Ao meu orientador, pela orientação, apoio, confiança e empenho dedicado à
elaboração deste trabalho.
Ao Flávio Júnior Caires, doutorando em química do IQ-UNESP, pela obtenção das
curvas e dos difratogramas de raios-X.
Ao Prof. Dr. Massao Ionashiro, por ter aberto as portas do LATIG (Laboratório de
Análise Térmica Prof. Dr. Ivo Giolito) permitindo a realização das análises.
À colega Carol Caglieri, pela colaboração na preparação dos compostos e discussão
das curvas TG.
À colega Tatyane Freitas Carvalho, pela realização dos ensaios de atividade
antibacteriana.
À FAPESP pelos equipamentos utilizados nas análises.
Agradeço а todos os professores por me proporcionar о conhecimento não apenas
racional, mas а manifestação do caráter е afetividade da educação no processo de
formação profissional, por tanto que se dedicaram а mim, não somente por terem
mе ensinado, mas por terem me feito aprender. А palavra mestre, nunca fará justiça
aos professores dedicados aos quais sem nominar terão os meus eternos
agradecimentos.
Aos meus pais, pelo amor, incentivo е apoio incondicional.
A todos que direta ou indiretamente fizeram parte da minha formação e contribuíram
para a realização deste trabalho, o meu muito obrigado.
“Que os vossos esforços desafiem as
impossibilidades, lembrai-vos de que as
grandes coisas do homem foram
conquistadas do que parecia impossível.”
(Charles Chaplin, 1977).
RESUMO
A utilização de Anti-Inflamatórios Não-Esteroidais (AINEs) no tratamento de doenças como artrite, osteoartrite e doenças degenerativas do músculo esquelético, é de grande importância, pois a inibição da COX (Ciclooxigenase) acarreta diretamente a diminuição das prostaglandinas que são os principais mediadores químicos responsáveis pela dor e edema das inflamações. O uso destes AINES, a longo prazo, desencadeia diversos sintomas dentre eles distúrbios gástricos e problemas renais e hepáticos. O meloxicam é um AINE pertencente à classe dos oxicans. Estas substâncias apresentam propriedades complexantes e são capazes de se ligarem coordenadamente com íons metálicos. Diversos complexos de AINES sintetizados com íons metálicos apresentam propriedades farmacológicas mais interessantes, como uma maior potência anti-inflamatória e menos reações adversas. O objetivo deste trabalho foi sintetizar complexos de meloxicam com Co(II), Cu(II), Mn(II), Ni(II) e Zn(II) e caracterizá-los quanto à estequiometria, cristalinidade e comportamento térmico. A atividade antibacteriana dos mesmos contra S. aureus também foi testada a fim de avaliar uma possível nova atividade farmacológica. Os compostos sólidos foram preparados por precipitação em solução aquosa. Posteriormente os complexos foram investigados por meio de difratometria de raio-X, calorimetria de varrimento diferencial (DSC) e análise simultânea termogravimétrica-térmica diferencial (TG-DTA). O teste para a atividade antibacteriana foi realizado pelo método de difusão em ágar. Os resultados permitiram estabelecer a estequiometria dos compostos. A precipitação dos compostos permitiu obter complexos cristalinos sem a incorporação de solventes não-aquosos. E os complexos obtidos apresentaram pequena atividade antibacteriana. Palavras-chave: Anti-inflamatórios não-esteroidais, meloxicam e complexos.
ABSTRACT
The use of Non-Steroidal Anti-Inflammatories drugs (NSAIDs) in treating diseases such as arthritis, osteoarthritis and degenerative diseases of skeletal muscle is of great importance, because the inhibition of COX (Cyclooxygenase) leads directly to the decrease of prostaglandins that are important mediators chemicals responsible for pain and swelling of inflammation. The use of NSAIDs, in long-term, initiate various symptoms among them gastric disorders and liver and kidney problems. Meloxicam is a type of NSAID belonging to the class of oxicans. These drugs have complexing properties and are able to bing coordinately with metallic ions. The complexes of NSAIDs synthesized with metallic ions showed pharmacological properties more interesting such as increased anti-inflammatory potency and fewer adverse reactions. The objective of this work was to synthesize complexes of Meloxicam with Co(II), Cu(II), Mn(II), Ni(II) and Zn(II) to characterize them as the stoichiometry, crystallinity and thermal behavior. The antibacterial activity of the same versus S. aureus was also tested in order to evaluate a possible new pharmacological activity. The solid compounds were prepared by precipitation in aqueous solution. Subsequently the complexes were investigated by X-ray diffractometry, differential scanning calorimetry (DSC) and simultaneous analysis thermogravimetric-differential thermal analysis (TG-DTA). The test for antibacterial activity was realized by agar diffusion method. The results permitted to establish the stoichiometry of the compounds. The precipitation of the compounds permitted to obtain crystalline complexes without incorporation of non-aqueous solvents. And the obtained complexes showed little antibacterial activity. Keywords: Non-steroidal anti-inflammatories, meloxicam and complexes.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 10
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 13
2.1. CLASSE DOS OXICANS .................................................................................. 13
2.1.1. PIROXICAM ................................................................................................... 13
2.1.2. TENOXICAM .................................................................................................. 13
2.1.3. MELOXICAM ................................................................................................. 14
2.2. COMPLEXOS METÁLICOS COM OXICANS .................................................. 14
2.2.1. PIROXICAM, ISOXICAM, MELOXICAM E CINOXICAM COMPLEXADOS
COM CU2+ ................................................................................................................. 14
2.2.2. PIROXICAM COMPLEXADO COM CU2+, ZN
2+ E NI
2+ .................................. 15
2.2.3. LORNOXICAM, PIROXICAM E TENOXICAM COM SN4+ ............................ 15
2.2.4. MELOXICAM E PIROXICAM COM CO2+ ...................................................... 15
3. METODOLOGIA .................................................................................................. 16
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES......................................................................... 17
4.1. ESTEQUIOMETRIA ........................................................................................... 25
4.2. CARACTERIZAÇÃO.......................................................................................... 17
4.3. ENSAIO DE ATIVIDADE BIOLÓGICA .............................................................. 26
5. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 27
REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 27
10
1. INTRODUÇÃO
Os Anti-inflamatórios Não-Esteroidais (AINES) compreendem um grupo de
substâncias estruturalmente diferentes entre si, muito utilizadas na terapêutica. Sua
ação farmacológica é decorrente da inibição da Ciclooxigenase (COX). A COX é
uma enzima envolvida na produção de prostaglandinas (PGs), compostos lipídicos
derivados do ácido araquidônico (um ácido graxo poli-insaturado de 20 carbonos), e
são importantes mediadores químicos do processo inflamatório. As PGs são
consideradas as principais responsáveis pela dor e pelo edema característicos de
qualquer tipo de inflamação. Assim, a inibição da COX pelos AINES acarreta a
diminuição da biossíntese de prostaglandinas, resultando em efeito anti-inflamatório
e analgésico que pode ser explorado no tratamento de uma série de patologias de
natureza flogística (HARDMAN, 2000).
Existem 2 subtipos caracterizados da enzima ciclooxigenase designados por
COX-1 (constitutiva) e COX-2 (induzida).
O uso de AINES, principalmente a longo prazo, pode desencadear várias
reações adversas, dentre as quais se destacam distúrbios gástricos, complicações
cardiovasculares, problemas renais e hepáticos. Os distúrbios gástricos são os mais
frequentes, pois as PGs, particularmente a prostaglandina PGE2, tem um papel
importante na secreção de muco gástrico, que protege a mucosa estomacal da ação
irritante do ácido clorídrico presente no suco gástrico. Sendo assim, a inibição da
biossíntese de PGs causada pelos AINES resulta em diminuição da secreção do
muco e, consequentemente, da proteção da mucosa. Além desse efeito indireto, os
AINES também têm um efeito irritante direto sobre a mucosa gástrica (HARDMAN,
2000).
Há evidências de que alguns AINES, que inibem seletivamente o tipo 2 da
enzima COX, produzem menor incidência de efeitos lesivos sobre a mucosa
gástrica.
O meloxicam é um AINE pertencente à classe dos ácidos enólicos, derivados
do grupo dos oxicans, exercendo ações como agente anti-inflamatório, analgésico e
antipirético. A estrutura do meloxicam é mostrada na Figura 1. Este fármaco é um
sólido de cor amarelo pálido, com ponto de fusão de aproximadamente 255 ºC,
pouco solúvel em água, ligeiramente solúvel em acetona, solúvel em
11
dimetilformamida e muito ligeiramente solúvel em etanol (96%) e metanol (BRITISH
PHARMACOPEIA, 2009).
Figura 1: Estrutura química do meloxicam. Fonte: BRITISH PHARMACOPEIA (2009).
Diversos AINES, dentre eles o próprio meloxicam, demonstram propriedade
complexante, por apresentarem em suas estruturas grupamentos funcionais que
permitem efetuar ligação coordenada com íons metálicos. Muitos complexos de
AINES com íons metálicos (principalmente metais de transição) foram sintetizados e
suas propriedades farmacológicas foram testadas. Estudos feitos por Santos et al
(2004), mostraram os efeitos anti-inflamatórios e as atividades ulcerogênicas do
complexo metálico Zn-diclofenaco em ratos, apresentando uma menor incidência de
úlceras nos animais e preservando os efeitos anti-inflamatórios (SANTOS et al,
2004).
De maneira geral, os complexos apresentaram propriedades farmacológicas
mais interessantes que os fármacos originais, como uma maior potência anti-
inflamatória, menores reações adversas em estudos de toxicidade aguda
envolvendo animais de laboratório e, em alguns casos, apresentaram ações
farmacológicas diferentes das normalmente exibidas pelos AINES, como por
exemplo, a atividade antitumoral do complexo Cu-diclofenaco (KONSTANDINIDOU,
1988; ROY; BANERJEE; SARKAR, 2006).
A obtenção de complexos no estado sólido também pode ser explorada com a
finalidade de se desenvolver procedimentos gravimétricos para a determinação de
AINES em medicamentos. Souza (2004), em sua dissertação de mestrado,
desenvolveu um método gravimétrico para determinação de diclofenaco em
comprimidos e em soluções injetáveis, baseado na reação de precipitação do
fármaco com íons Cu2+. O método mostrou-se rápido, barato, de fácil execução e
12
forneceu resultados estatisticamente iguais, no nível de confiança de 95%, aos
resultados obtidos pela metodologia oficial para a determinação de diclofenaco, que
é baseada em HPLC (SOUZA, 2004).
Um agente anti-inflamatório não-esteroidal também de grande importância
para estudos e comercialização, é o piroxicam (PIR) (substância da qual o
meloxicam é estruturalmente relacionado), em virtude de possuir quatro locais de
heteroátomos diferentes para posicionar os dois substituintes necessários para
completar a sua estrutura parcial, como mostra a Figura 2 (ZAYED; NOUR
MOHAMED; EL-GAMEL, 2004).
Figura 2: Estrutura química do Piroxicam com indicações das possíveis substituições.
Fonte: ZAYED; NOUR MOHAMED; EL-GAMEL (2004).
Até o presente momento, encontraram-se poucos dados na literatura a
respeito da preparação de complexo de meloxicam com metais bivalentes e não foi
encontrado nenhum trabalho que focasse no estudo do comportamento térmico dos
compostos no estado sólido. Além disso, a síntese dos compostos de meloxicam em
estudos previamente realizados foi feita em solvente não-aquosos, e em alguns
casos, o solvente utilizado foi incorporado à estrutura do complexo (CINI, 2007;
DEFASIO, 2003). Isto poderia ter um efeito limitante sobre uma possível aplicação
terapêutica dos compostos, pois alguns solventes não-aquosos presentes na
estrutura do fármaco poderiam ter efeitos tóxicos.
O objetivo do presente trabalho foi preparar complexos de meloxicam com
Co(II), Cu(II), Mn(II), Ni(II) e Zn(II), no estado sólido, por precipitação em meio
aquoso, caracterizando-os quanto à estequiometria, cristalinidade e comportamento
térmico, além de testar (in vitro) a atividade antibacteriana dos complexos contra a
13
bactéria gram-positiva Staphylococcus aureus, visando avaliar uma possível nova
atividade farmacológica para os complexos de meloxicam com os íons metálicos
escolhidos.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. CLASSE DOS OXICANS
Oxicans compreendem uma classe de anti-inflamatórios não-esteroidais
(AINES), derivados do ácido enólico. São inibidores da enzima ciclooxigenase
(COX-1 e COX-2) e apresentam atividade anti-inflamatória, analgésica e antipirética.
Esse grupo é constituído, por exemplo, pelos fármacos: piroxicam, tenoxicam, e
meloxicam.
Possuem como principal característica interessante do ponto de vista
farmacocinético um grande tempo de meia-vida permitindo seu uso em dose única
diária (ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, 2012).
2.1.1. PIROXICAM
É um anti-inflamatório eficaz e que além de bloquear a enzima
ciclooxigenase, inibe a ativação dos neutrófilos. É recomendando no tratamento de
artrite reumatoide e osteoartrite nos seres humanos (ENCICLOPÉDIA BIOSFERA,
2012).
2.1.2. TENOXICAM
Apresenta propriedades anti-inflamatórias, analgésicas e também são
inibidoras da agregação plaquetária. Este medicamento inibe as isoenzimas
ciclooxigenase (COX-1 e COX-2) aproximadamente com a mesma extensão.
É utilizado no tratamento de doenças anti-inflamatórias degenerativas do
sistema músculo-esquelético (ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, 2012).
14
2.1.3. MELOXICAM
É semelhante ao tenoxicam, porém tem como vantagem a inibição seletiva da
ciclooxigenase2 (COX-2) e é utilizado no tratamento da osteoartrite.
Além disso, apresenta diminuição nas lesões gástricas quando comparado
ao piroxicam (ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, 2012).
2.2. COMPLEXOS METÁLICOS COM OXICANS
Atualmente têm-se investido muito nos estudos destes complexos com o
objetivo de encontrar fármacos com alta atividade, baixa toxicidade e minimização
dos efeitos adversos. O interesse em complexos metálicos tem aumentado devido
ao melhoramento de certas atividades quando comparadas com os ligantes livres.
Uma molécula de coordenação pode apresentar diferentes combinações que
apresenta como vantagem, a proteção da degradação enzimática do fármaco
(MIDON, 2012).
2.2.1. PIROXICAM, ISOXICAM, MELOXICAM E CINOXICAM COMPLEXADOS
COM CU2+
Cini et al (2007) fez um estudo sobre o comportamento de coordenação de
anti-inflamatórios não-esteroidais da família do oxicam com cobre. Os complexos de
isoxicam, piroxicam, meloxicam e cinoxicam foram sintetizados e caracterizados por
difração de raios-X.
O complexo de cobre com piroxicam mostrou uma atividade anti-proliferativa
com inibição do fator de crescimento contra vários tipos de câncer.
Como alguns metais possuem certa toxicidade, foi feito um estudo também
dos anti-inflamatórios juntamente com o seu ligante, neste caso, Cu2+. A
caracterização destes mostraram efeitos benéficos como agentes anticancerígenos
(por meio de atividade anti-proliferativa), agentes anti-inflamatórios e anti-reumáticos
(através da atividade específica dos ligantes AINES e atividade de eliminação de
radicais de oxigênio dos complexos de cobre) (CINI et al, 2007).
15
2.2.2. PIROXICAM COMPLEXADO COM CU2+, ZN
2+ E NI
2+
Abu-Eittah et al (2010) fez um estudo do tratamento orbital do piroxicam com
os seus complexos M2+ (onde M: Cu, Zn e Ni), e relatou que os efeitos estéricos
existentes dentro da molécula criou-se uma estrutura não plana. Este impedimento
estérico torna a molécula instável e grandes alterações ocorrem na configuração da
molécula quando em presença de íons metálicos. A estrutura do piroxicam livre
difere muito do que no complexo metálico. Sua configuração se altera rapidamente
quando complexada com metais, formando estruturas planas e mais estáveis,
tornando-se uma droga mais eficiente (ABU-EITTAH; ZORDOK, 2010).
2.2.3. LORNOXICAM, PIROXICAM E TENOXICAM COM SN4+
Tamasi (2010) avaliou os últimos estudos a respeito dos principais compostos
metálicos do grupo de oxicans e verificou que os metais de maior interesse são o
cobre e o estanho. As atividades biológicas do lornoxicam, piroxicam e tenoxicam
complexados com Sn4+ apresentaram-se como fármacos de alto potencial contra o
Mycobacterium tuberculosis (MT), o agente patogênico da tuberculose. Já nas
atividades citotóxicas foram eficazes para uma série de células cancerígenas.
Os complexos exibiram 100% de atividade inibidora contra o MT em
concentração inibitória mínima (TAMASI, 2010).
2.2.4. MELOXICAM E PIROXICAM COM CO2+
Nita et al (2011) em seus estudos sintetizou e caracterizou tanto
analiticamente quanto toxicologicamente os compostos de coordenação de oxicans
com cobalto, sendo eles, piroxicam e meloxicam.
Os resultados mostraram que a complexação com cobalto induz uma
modificação nas propriedades toxicológicas dos compostos, apresentando uma
toxicidade menor do que os compostos livres.
Além disso, verificou-se também que alguns complexos contendo cobalto
como ligante pode proporcionar uma atividade anti-artrítico maior que os ligantes
livres (NITA et al, 2011).
16
3. METODOLOGIA
Soluções aquosas de concentrações aproximadas de 0.1 mol/L de Na-
meloxicam foram preparadas da seguinte maneira: pesou-se 18 g de meloxicam e
adicionou em cerca de 50 mL de água destilada. Foi adicionado cerca de 50 mL de
NaOH a 0.1 mol/L com agitação contínua. A suspensão resultante foi dissolvida
completamente com adição de mais água destilada. O volume foi completado até
500 mL.
As soluções aquosas de concentrações aproximadas de 0.1 mol/L de cloreto
de cobalto, cobre, manganês, níquel e zinco foram obtidas por pesagem direta dos
respectivos sais e dissolvidas em água destilada.
Para preparar os complexos, a solução de Na-meloxicam foi utilizada em
excesso estequiométrico em cerca de 50% e o seu pH inicial foi ajustado para 8.5. A
solução de Na-meloxicam foi adicionada lentamente, com agitação contínua, para a
respectiva solução do íon metálico, até à precipitação total do íon. Os precipitados
obtidos foram filtrados á vácuo e posteriormente lavados com água destilada até à
eliminação do cloreto, e mantidos em um dessecador sobre cloreto de cálcio anidro,
até atingir massa constante.
Para os compostos obtidos em estado sólido, os teores de água de
hidratação, ligante e íon metálico foram determinados a partir das curvas
termogravimétricas.
Difratogramas de raios-X pelo método do pó foram obtidos usando um
Difratômetro de raio-X Siemens D-5000, empregando radiação CuK ( = 1.541Å) e
configuração de 40 kV e 20 mA.
As curvas TG-DTA (termogravimétrica-análise diferencial térmica) simultâneas
foram obtidas em um sistema termoanalisador, modelo SDT 2960, da TA
Instruments. Os gases de purga utilizados foram ar sintético e N2, com um de fluxo
de 100 mL/min. Amostras pesando cerca de 5 mg foram aquecidas em cadinho de
alumina de 30 a 1000 ºC, com razão de aquecimento de 20 ºC/min.
As curvas DSC (calorimetria exploratória diferencial) foram obtidas por meio
de um sistema de análise térmica, modelo DSC Q10 da TA Instruments. O gás de
purga utilizado foi o nitrogênio com uma taxa de fluxo de 50 mL/min. A razão de
aquecimento de 10 ºC/min foi adotada, com amostra pesando cerca de 2 mg.
Cadinho de alumínio com tampa perfurada foi usado para registrar a curva de DSC.
17
O teste para a atividade antibacteriana dos complexos de meloxicam foi
realizado pelo método de difusão em ágar. Preparou-se soluções dos complexos e
do fármaco original com concentrações de 50 e 100 μg.mL-1 (usando CHCl3 como
solvente). Norfloxacino (20 μg.mL-1) foi usado como controle positivo. Discos de
papel de filtro (5 mm de diâmetro) foram imersos em 2 mL das soluções e mantidos
até a evaporação completa do solvente. Para o ensaio, utilizou-se uma suspensão
de Staphylococcus aureus (CCCD 03B87 ATCC 6538), com turbidez equivalente a
0.5 na escala de Mac Farland. 100 µL da suspensão bacteriana foram inoculados
nas Placas de Petri contendo meio LB, e após secagem durante 5 minutos em
estufa a 35 ºC colocou-se os discos de papel nas placas. Incubou-se por 18 horas a
35 ºC. Os halos de inibição foram medidos com paquímetro digital. O ensaio foi
repetido em triplicata.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1. CARACTERIZAÇÃO
Os difratogramas de raios-X obtidos pelo método do pó estão representados
na Figura 3 e os valores calculados de espaçamento interplanares (dhkl) e
intensidades relativas dos picos de difração (I/I0) estão apresentados na Tabela 1.
Todos os compostos foram obtidos no estado cristalino e os compostos de Co, Mn e
Zn apresentaram algumas evidências de série isomórfica.
18
Figura 3: Difração de raio-X pelo método de pó dos compostos: (a) MnL2.4H2O; (b) CoL2.4.25H2O; (c)
NiL2.4H2O; (d) CuL2.3H2O e (e) ZnL2.4H2O. Nota: L = meloxicam. Fonte: Autoria própria.
Tabela 1: Valores de espaçamentos interplanares (dhkl) e intensidade relativa dos picos de difração
(I/I0) dos compostos analisados.
MnL2.4H2O CoL2.4.25 H2O NiL2.4H2O CuL2.3H2O ZnL2.4H2O
I/I0 dhkl I/I0 dhkl I/I0 dhkl I/I0 dhkl I/I0 dhkl
100 6.42 100 6.38 100 3.53 100 5.30 100 6.42
64 3.51 69 13.81 99 6.47 87 3.49 86 14.25
60 3.86 67 3.78 83 14.48 74 11.81 85 3.52
60 5.03 60 3.48 67 3.76 61 9.07 71 3.81
46 8.47 58 5.03 67 8.47 55 6.08 69 5.03
46 3.36 52 3.59 65 5.03 45 3.65 59 5.21
45 3.29 52 3.37 60 5.17 44 4.98 55 3.35
43 3.63 51 5.21 38 7.37 52 8.56
39 6.92 49 8.47 35 5.56 44 7.03
38 14.03 44 6.92 35 3.40 42 3.60
32 5.29 32 5.70 30 2.82 31 3.95
25 5.56 25 3.96 26 4.36
23 2.08 25 2.82
Nota: L = meloxicam. Fonte: Autoria própria.
As curvas simultâneas TG-DTA dos compostos analisados em atmosfera de
ar sintético estão ilustrados na Figura 4. Estas curvas apresentam as perdas de
19
massa em quatro (Ni, Cu, Zn) ou cinco (Mn, Co) etapas com variações térmicas
correspondentes a essas perdas. As faixas de temperatura em que ocorrem estas
perdas de massa estão representadas na Tabela 2.
Figura 4: Curvas TG-DTA em atmosfera de ar dos compostos: (a) MnL2.4H2O (m=5.3661 mg); (b) CoL2.4.25H2O (m=5.3569 mg); (c) NiL2.4H2O (m=5.4083 mg); (d) CuL2.3H2O (m=5.4030 mg); (e)
ZnL2.4H2O (m=5.3273 mg). Fonte: Autoria própria.
20
Tabela 2: Faixas de temperatura (θ), massas perdidas (m) e temperaturas de pico (Tp) observadas para cada fase das curvas TG-DTA em atmosfera de ar dos compostos analisados.
Compostos Fase ∆mT Resíduo
Final Primeira Segunda Terceira Quarta Quinta Calc. TG
MnL2
4H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
50-155
8.66
141
225-300
25.80
266
300-522
24.20
440
522-620
29.68
570
705-795
2.51
-
90.79 90.85 Mn3O4
CoL2
4.25H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
45-165
9.03
142
215-305
29.34
271
305-485
31.08
415
485-575
20.73
540
910-940
1.98
920
90.09 90.18 Co2O3
NiL2
4H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
40-155
8.68
145
240-310
29.68
287
310-475
27.63
415
475-560
24.86
547
- 91.02 90.85 NiO
CuL2
3H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
30-110
6.75
104
210-340
52.69
269
340-495
9.25
440
495-635
21.44
550
- 90.28 90.13 CuO
ZnL2
4H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
30-150
8.68
125
220-300
26.85
270
300-540
25.69
500
540-670
28.91
625
- 90.29 90.13 ZnO
Nota: ∆mT = massa total perdida calculada assumindo que os produtos sólidos final da decomposição dos complexos encontrados são óxidos: Mn3O4; Co2O3 e MO (M = Ni, Cu, Zn).
L = meloxicam. Fonte: Autoria própria.
A primeira perda de massa dos compostos de Mn, Co, Ni, Cu e Zn encontram-
se na faixa de temperatura 50-155 ºC, 45-165 ºC, 40-155 ºC, 30-110 ºC e 30-150 ºC,
respectivamente. Essas primeiras perdas de massas estão relacionadas com a
desidratação dos compostos. Após a desidratação, as perdas de massas
observadas para todos os compostos são devido à decomposição térmica dos
compostos anidros. Estas perdas ocorrem em etapas consecutivas e/ou sobrepostas
com perdas parciais que são características de cada composto e sem a formação de
qualquer intermediário termicamente estável.
Para o composto de manganês anidro, as perdas de massa de até 620 ºC
correspondentes aos picos exotérmicos, são atribuídas à oxidação da matéria
orgânica, com a formação de MnO2 (teórico = 10.51%; TG = 11.61%) em mistura
com o resíduo carbonáceo, como intermediário. A última etapa da perda de massa
observada para este composto, que está entre 705-795 ºC corresponde à conversão
em Mn3O4, como resíduo final.
21
Já para o composto de cobalto anidro, as perdas de massa de até 575 ºC
correspondentes aos picos exotérmicos são atribuídas à oxidação da matéria
orgânica, com a formação de Co2O3 (teórico = 9.91%; TG = 9.80%). A última etapa
da perda de massa observada para este composto, correspondente ao pico
endotérmico entre 910-940 ºC, é a redução de Co2O3 para CoO, como resíduo final.
Nos outros compostos anidros, as decomposições térmicas atribuídas à
oxidação da matéria orgânica ocorrem até 560 ºC (Ni), 635 ºC (Cu) e 670 ºC (Zn), e
são correspondentes a picos exotérmicos, com formação dos seus respectivos
óxidos (NiO, CuO ou ZnO), como resíduo final.
A Figura 5 mostra as curvas simultâneas TG-DTA dos compostos em
atmosfera de nitrogênio. As faixas de temperatura em que estas perdas de massa
ocorrem estão representadas na Tabela 3. A primeira etapa de perda de massa para
os compostos de Mn, Co, Ni, Cu e Zn, ocorre nas faixas de temperatura de 50-155
ºC, 155-45 ºC, 40-165 ºC, 30-110 ºC e 30-165 ºC, respectivamente, e são
consistentes com as faixas de temperatura observadas para a primeira perda de
massa observada nas curvas TG-DTA em atmosfera de ar. No entanto, os teores
perdas de massas observadas durante o primeiro estágio da decomposição térmica
das curvas TG-DTA em atmosfera de N2 são ligeiramente menores do que as
observadas em atmosfera de ar, porque antes do início do registro das curvas, o
sistema foi purgado com gás nitrogênio durante cerca de 20 minutos e
provavelmente arrastou uma parte da água que foi fracamente ligada aos
compostos.
As perdas de massas observadas para todos os compostos após a
desidratação são devido à decomposição térmica dos compostos anidros, mas a
pirólise da matéria orgânica não é completa, gerando mistura de óxidos metálicos
com resíduos carbonáceos.
O número de etapas de perdas de massas observadas nas curvas de TG-
DTA em atmosfera de N2 é menor que o número observado nas curvas TG-DTA em
atmosfera de ar. Um detalhe interessante que pode ser observado nas curvas TG-
DTA em atmosfera de nitrogênio é que a temperatura em que se inicia a
decomposição dos compostos anidros está próxima da temperatura observada nas
curvas TG-DTA em atmosfera de ar. Este fato permite sugerir que o tipo de
atmosfera (inerte ou oxidante) não tem qualquer influência sobre a estabilidade
22
térmica do composto anidro, mas pode influenciar os mecanismos de decomposição
térmica.
Figura 5: Curvas TG-DTA dos compostos em atmosfera de N2: (a) MnL2.4H2O (m=5.4001mg); (b) CoL2.4.25H2O (m=5.3661 mg); (c) NiL2.4H2O (m=5.3593 mg); (d) CuL2.3H2O (m=5.3622 mg); (e)
ZnL2.4H2O (m =5.4347 mg). Fonte: Autoria própria.
23
Tabela 3: Faixas de temperaturas (θ), massas perdidas (m) e temperaturas de pico (Tp) observadas para cada etapa das curvas TG-DTA em atmosfera de N2 dos compostos analisados.
Compostos
Fase ∆mT Resíduo
Final Primeira Segunda Terceira Quarta Calc.
(%)
TG
(%)
MnL2
4H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
50-155
8.55
138
225-290
28.22
276
290-460
20.57
453
440-980
21.53
-
90.79 78.47
Mn3O4 + C
CoL2
4.25H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
45-155
8.52
139
240-300
26.89
267 /
280
300-425
19.64
-
425-980
18.95
530
90.09 74.00
Co2O3 + C
NiL2
4H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
40-165
8.56
140
240-300
41.01
285
300-425
18.59
-
425-980
16.40
-
91.02 84.56
NiO + C
CuL2
3H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
30-110
4.83
-
210-365
62.27
250
365-980
14.01
-
- 90.28 85.99
CuO + C
ZnL2
4H2O
θ(°C)
m(%)
Tp(oC)
30-165
8.51
100 /
125
210-525
54,12
270
525-980
18.66
-
- 90.29 81.34
ZnO + C
Nota: ∆mT = massa total perdida calculada assumindo que os produtos sólidos final da decomposição dos complexos encontrados são óxidos: Mn3O4; Co2O3 e MO (M = Ni, Cu, Zn).
L = meloxicam Fonte: Autoria própria.
As curvas DSC dos compostos estão representadas na Figura 6. Todas as
curvas DSC mostram picos endotérmicos que estão em conformidade com as
primeiras perdas de massas observadas nas curvas TG-DTA e são devido à
desidratação dos compostos. As entalpias de desidratação encontradas para os
compostos de Mn, Co, Ni, Cu e Zn, foram 272.3, 243.1, 241.2, 262.6 e 232.6 J/g,
respectivamente. A curva DSC do composto de cobre mostra um pico exotérmico a
185 ºC que não está associado com as alterações de massa da curva TG-DTA. Para
elucidar este evento, os padrões de difração de raios-X (Figura 7) foram obtidos para
o composto aquecido a 160 ºC e 205 ºC. As diferenças observadas nos picos de
difração permitem sugerir que este pico exotérmico é devido a uma transição
cristalina.
24
Figura 6: Curvas de DSC dos compostos em atmosfera de N2: (a) MnL2.4H2O; (b) CoL2.4.25H2O; (c)
NiL2.4H2O; (d) CuL2.3H2O; (e) ZnL2.4H2O Fonte: Autoria própria.
25
Figura 7: Difração de raios-X pelo método do pó de: (a) CuL2.3H2O; (b) CuL2
aquecida a 160 ºC; (c) CuL2 aquecida a 205 ºC. Nota: L = meloxicam. Fonte: Autoria própria.
4.2. ESTEQUIOMETRIA
Os compostos obtidos tinham as seguintes cores: Co (laranja), Cu (oliva), Mn
(amarelo), Ni (verde) e Zn (amarelo claro). Os resultados analíticos dos compostos
sintetizados estão representados na Tabela 4. Os resultados das curvas
termogravimétricas em atmosfera de ar (Figura 3), permitiram calcular a
26
estequiometria dos compostos, que estão de acordo com a fórmula geral ML2nH2O,
em que M = Co(II), Cu(II), Mn(II), Ni(II) e Zn(II); L = meloxicam e n = 4.25 (Co), 4
(Mn, Ni, Zn) e 3 (Cu).
Tabela 4: Dados analíticos para o ML2nH2O
Fórmula
empírica
Peso
molecular
(g/mol)
Água (%) Perda de ligante (%) Resíduo
Teórico Experimental
(TG) Teórico
Experimental
(TG) Teórico
Experimental
(TG)
MnL24H2O 827.76 8.71 8.66 82.07 82.19 9.21 9.15
CoL24.25
H2O 836.26 9.15 9.03 80.92 81.15 9.91 9.82
NiL24H2O 831.51 8.67 8.68 82.35 82.33 8.98 9.14
CuL23H2O 818.35 6.61 6.75 83.67 83.38 9.72 9.87
ZnL24H2O 838.20 8.60 8.68 81.69 81.57 9.71 9.87
Nota: M = Mn, Co, Ni, Cu ou Zn; L = meloxicam e n = número de moléculas de água. Fonte: Autoria própria.
4.3. ENSAIO DE ATIVIDADE BIOLÓGICA
Os resultados dos ensaios de atividade antibacteriana dos complexos contra
S. aureus mostraram que tais compostos têm um efeito muito pequeno na inibição
do crescimento para esta espécie de micro-organismo. Apenas alguns discos
impregnados com os complexos avaliados mostraram evidência de halos e ainda,
muito pequenos, em comparação com a norfloxacina. Os resultados foram
submetidos à análise de variância (ANOVA), aplicando-se o teste de Scott-Knott,
com nível de significância de 0.05, e foi possível observar que não há diferença
significativa na atividade antibacteriana nos complexos e que esta é muita pequena,
nas concentrações avaliadas (50 e 100 µg.mL-1). Os resultados estão
representados na Tabela 5.
27
Tabela 5: Resultados obtidos no teste de atividade antibacteriana contra S.aureus.
Composto Média dos halos de inibição (mm)
NiL2.4H2O
MnL2.4H2O
CoL2.4.25H2O
CuL2.3H2O
ZnL2.4H2O
Norfloxacina (controle positivo)
5.63a
6.11a
6.58a
7.09a
7.37a
12.98b
Nota: Letras sobrescritas iguais caracterizam compostos cujas atividades, estatisticamente, não são diferentes.
Fonte: Autoria própria
Por outro lado, os discos impregnados com meloxicam não mostraram halos
de inibição em nenhuma placa, evidenciando que a droga original, nas
concentrações avaliadas, não tem nenhuma atividade antibacteriana contra S.
aureus. Em outro estudo, encontrado na literatura (MAHMOUD et al, 2014), os
autores observaram boa atividade antibacteriana para complexos de lornoxicam
(análogo ao meloxicam), mas as concentrações utilizadas foram muito maiores (100
mg.mL-1) do que as que foram testadas neste estudo. É importante ressaltar,
entretanto, que mesmo concentrações de 50 e 100 µg.mL-1, são muito altas e
provavelmente não poderiam ter emprego clínico, uma vez que a máxima
concentração terapêutica do meloxicam é de 1 µg.mL-1, valor acima do qual os
efeitos tóxicos das droga são acentuados.
5. CONCLUSÃO
A estequiometria dos compostos foi estabelecida. A precipitação dos
complexos em meio aquoso foi possível, gerando compostos cristalinos, e
eliminando a incorporação dos solventes não-aquosos na composição dos mesmos.
Os complexos obtidos apresentaram pequena atividade antibacteriana contra
S. aureus.
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