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Tipo do documento: Dissertação
Título: ESTUDO DFT DOS FÁRMACOS DAPSONA E RIFAMPICINA E DE SUAS INTERAÇÕES COM O COFORMADOR ÁCIDO OXÁLICO NA FORMAÇÃO DE DISPERSÕES SÓLIDAS
Título(s) alternativo(s): DFT Study of the Drugs Dapsone and Rifampicin and Their Interactions with the Coformer Oxalic Acid in the Formation of Solid Dispersions
Autor: SOARES, Izzadora Quintanilha 
Primeiro orientador: LAGE, Mateus Ribeiro
Primeiro membro da banca: LAGE, Mateus Ribeiro
Segundo membro da banca: RIBEIRO, Paulo Roberto da Silva
Terceiro membro da banca: PAES, Lilian Weitzel Coelho
Resumo: As doenças infecciosas conhecidas como hanseníase (HAN) e tuberculose (TB) são causadas por bactérias e ainda afetam muitos brasileiros, sendo os fármacos dapsona (DPS) e rifampicina (RIF) utilizados no tratamento dessas doenças. Porém, foi constatado no estudo desses materiais que eles são fármacos que apresentam baixa solubilidade em água e são classificados como fármacos da Classe II, do Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SBC). Deste modo, dispersões sólidas de cada um desses fármacos com o coformador ácido oxálido (OXA) foram desenvolvidas em outros trabalhos, com o intuito de aumentar a biodisponibilidade desses fármacos no organismo, com maior eficácia terapêutica. Com isso, torna-se necessário o desenvolvimento de um estudo teórico, contribuindo para o melhor entendimento da formação e da estabilidade de dispersões sólidas do fármaco DPS com o coformador OXA e do fármaco RIF com o mesmo coformador. No presente trabalho, inicialmente foram realizados cálculos DFT com o funcional DFT ωB97X-D em associação com o conjunto de funções de base Pople, em cálculos de otimização de geometria e de frequências vibracionais, no estudo de propriedades estruturais, termodinâmicas e eletrônicas dos fármacos DPS e RIF, do coformador OXA, bem como de íons formados a partir desse coformador e de ambos os fármacos estudados. Em seguida, novos cálculos também foram realizados no estudo de heterodímeros, formados a partir da interação entre íons formados a partir do fármaco e do coformador, em cada caso. Cada geometria otimizada obtida neste trabalho foi confirmada como mínimo na superfície de energia potencial, por meio de cálculos de frequências vibracionais, sendo que todas as frequências vibracionais calculadas são positivas. A partir desses cálculos iniciais, foram então determinados diversos parâmetros em cada caso, como momento de dipolo, mapa de potencial eletrostático, cargas atômicas parciais, dados espectroscópicos, bem como as distribuições espaciais e os valores de energia de orbitais moleculares. Todos esses parâmetros foram determinados para cada uma das espécies de RIF, DPS e OXA, sendo considerados então na construção das geometrias inicias dos heterodímeros, considerados no estudo das interações na formação de disperões sólidas. Deste modo, em cada caso, o fármaco foi posicionado em uma orientação específica em relação ao coformador, de maneira a favorecer o estabelecimento de interações intermoleculares, considerando-se ainda diferentes possibilidades, investigando-se interações intermoleculares a partir diferentes sítios do fármaco e do coformador. A partir dos resultados dos cálculos, as interações foram então estudadas a partir dos dados termodinâmicos e espectroscópicos obtidos teoricamente, determinando-se a interação mais favorável em cada caso. Os valores de ΔG 298 e ∆EZPVE obtidos para interação DPSH2+ -OXA2- são de -38,94 kcal/mol e -45,83 kcal/mol, enquanto os valores desses parâmetros para a interação RIF+ -OXAsão de -14,81 kcal/mol e -19,62 kcal/mol, respectivamente. Portanto, nossos resultados confirmam que os compostos de partida utilizados na preparação das dispersões sólidas são estáveis, indicando também que as dispersões sólidas são estabilizadas principalmente através de ligações de hidrogênio entre o fármaco e o coformador, em cada uma das dispersões sólidas, o que contribui para a estabilidade dos materiais formados. Esses resultados contribuem ainda para a compreensão da formação de novas dispersões sólidas que venham a ser estudadas.
Abstract: Infectious diseases known as leprosy (HAN) and tuberculosis (TB) are caused by bacteria and still affect many Brazilians, and the drugs dapsone (DPS) and rifampicin (RIF) are used to treat these diseases. However, it was found in the study of these materials that they are drugs that have low solubility in water and are classified as Class II drugs of the Biopharmaceutical Classification System (SBC). Thus, solid dispersions of each of these drugs with the coformer oxalic acid (OXA) were developed in other studies, with the aim of increasing the bioavailability of these drugs in the body, with greater therapeutic efficacy. Therefore, it is necessary to develop a theoretical study, contributing to a better understanding of the formation and stability of the solid dispersions of the drug DPS with OXA coformer and of the drug RIF with the same coformer. In the present work, DFT calculations were initially performed with the DFT functional ωB97X-D in association with Pople basis sets, in geometry optimization and vibrational frequencies calculations, in the study of structural, thermodynamic and electronic properties of the drugs DPS and RIF, of the coformer OXA, as well as of the ions formed from this coformer and from both studied drugs DPS and RIF. Then, new calculations were also performed in the study of heterodimers, formed from the interaction between ions formed from the drug and the coformer, in each case. Each optimized geometry obtained in this work was confirmed as a minimum on the potential energy surface, through vibrational frequency calculations, since all calculated vibrational frequencies are positive. From these initial calculations, several parameters were determined in each case, such as dipole moment, electrostatic potential map, partial atomic charges, spectroscopic data, as well as the spatial distributions and energy values of molecular orbitals. All these parameters were determined for each of the RIF, DPS and OXA species, and were then considered in the construction of the initial geometries of the heterodimers, considered in the study of interactions in the formation of solid dispersions. Thus, in each case, the drug was positioned in a specific orientation in relation to the coformer, in order to favor intermolecular interactions, considering different possibilities, investigating intermolecular interactions from different sites of the drug and the coformer. From the results of the calculations, the interactions were then studied from the theoretically obtained thermodynamic and spectroscopic data, determining the most favorable interaction in each case. The values of ΔG 298 and ∆EZPVE obtained for the DPSH2+ -OXA2- interaction are -38.94 kcal/mol and -45.83 kcal/mol, while the values of these parameters for the RIF+ -OXAinteraction are -14.81 kcal/mol and -19.62 kcal/mol, respectively. Therefore, our results confirm that the starting compounds used in the preparation of solid dispersions are stable, also indicating that solid dispersions are stabilized mainly through hydrogen bonds between the drug and the coformer, in each of the solid dispersions, which contributes for the stability of the formed materials. These results also contribute to the understanding of the formation of new solid dispersions that may be studied.
Palavras-chave: DFT;
Dapsona;
Rifampicina;
Ácido oxálico;
Dispersões sólidas
DFT;
Dapsone;
Rifampicin;
Oxalic acid;
Solid dispersions
Área(s) do CNPq: Análise e Controle e Medicamentos
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: COCC - COORDENAÇÃO DO CURSO CIÊNCIAS CONTÁBEIS/CCIM
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST
Citação: SOARES, Izzadora Quintanilha. Estudo dft dos fármacos dapsona e rifampicina e de suas interações com o coformador ácido oxálico na formação de dispersões sólidas. 2022. 181 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Ciência dos Materiais/CCSST) - Universidade Federal do Maranhão, Imperatriz, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6347
Data de defesa: 30-Out-2022
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST

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