Isolamento e Caracterização das Impurezas Presentes na 8-Cloroteofilina

Autor correspondente: S. Y. GABHE E-mail:

Abstract

Cromatografia líquida simples de fase reversa isocrática de alto rendimento foi utilizada para separar três impurezas presentes na amostra de 8-cloroteofilina. A LC-MS foi utilizada para a caracterização das impurezas. Com base em dados espectrais de massa, as estruturas dessas impurezas foram caracterizadas como 3,7-di-hidro-1,3-dimetil-1H-purina-2,6-diona (impureza I), 3,7-di-hidro-1,3,7-trimetil-1H-purina-2,6-diona (impureza II) e isômero de 8-cloro- 1,3-dimetil-2,6(3H,1H)-purina-iona (impureza III).

Palavras-chave

8-Cloroteofilina, impureza, LC-MS, HPLC de fase reversa, teofilina

Introdução

A indústria de medicamentos a granel forma a base de todas as indústrias farmacêuticas, pois é a fonte de ingredientes farmacêuticos ativos (APIs) de qualidade especificada. O maior desafio para as indústrias de medicamentos a granel é produzir o medicamento final de qualidade e pureza necessárias, economicamente. A pureza dos IFAs depende de vários fatores, tais como matérias-primas, seus métodos de fabricação e tipo de cristalização ou processo de purificação. No entanto, é quase impossível obter materiais absolutamente puros, uma vez que as impurezas são incorporadas a eles durante a fabricação, purificação ou armazenamento. Uma impureza é qualquer componente de uma substância química (excluindo a água) que não seja uma entidade química definida como substância farmacêutica. Para a substância química produzida por síntese química, a ICH classifica as impurezas em três categorias, tais como impurezas orgânicas, impurezas inorgânicas e solventes residuais. As impurezas presentes na substância podem ser tóxicas, podem alterar as propriedades físicas ou químicas da substância, tornando-a inutilizável medicinalmente. As impurezas podem diminuir a vida útil do produto e podem causar dificuldades na formulação. Portanto, não só o controle das impurezas, mas também a qualificação das impurezas é uma questão crítica para as indústrias de medicamentos a granel.

Antihistaminas como o dimenidrinato e o teoclato de promethazina são drogas amplamente utilizadas no tratamento do enjôo do movimento. 8-Cloroteofilina, quimicamente 8-cloro-1,3-dimetil-2,6(1H, 3H)- purinediona, é um intermediário que é usado na preparação da forma salina destes fármacos. É essencial para garantir a pureza e segurança do dimenidrinato e do teoclato de prometazina. Para isso, a 8-cloroteofilina deve ser obtida com a maior pureza e com um perfil de impureza conhecido.

De um levantamento bibliográfico, Wadke et al. estudaram as interações da 9-metilisoalloxazina e da 3,9-dimetilisoalloxazina com a 8-cloroteofilina. A 8-cloroteofilina foi utilizada como padrão interno para determinação da taxa pelo método HPLC. Também foi determinada potenciometricamente. A determinação simultânea do cloridrato de clorfenoxamina, 8-cloroteofilina e cafeína na forma de dosagem multicomponente foi conduzida por um método cromato-densitométrico em camada fina. Gil et al. investigaram o comportamento eletroanalítico da 8-cloroteofilina por voltametria cíclica e por polarografia de pulso diferencial e determinaram seu conteúdo em preparações farmacêuticas por polarografia de pulso diferencial. A estabilidade indicando o método RP-HPLC foi desenvolvida e validada para a 8-cloroteofilina junto com a difenidramina e a cafeína. Também foram desenvolvidos métodos espectrofotométricos e quimiométricos para determinação simultânea de cafeína, 8-cloroteofilina e clorfenoxamina hidroclorada em misturas ternárias. Até o momento, nenhum método cromatográfico e espectroscópico foi relatado para separação e caracterização das impurezas presentes na 8-cloroteofilina. Portanto, o presente trabalho foi realizado com o objetivo de isolar e caracterizar as impurezas presentes na 8-cloroteofilina usando técnicas analíticas modernas.

8-Chlorotheophylline foi uma amostra de presente da Kores (India) Ltd., Thane. Todos os outros produtos químicos e reagentes foram obtidos da S. D. Fine Chemicals Ltd (Mumbai, Índia). Os solventes utilizados para estudos de TLC e TLC preparativos foram de grau analítico e os utilizados para estudos de HPLC foram de grau HPLC. O acetato de sódio tri-hidratado de grau AR foi utilizado para a preparação de tampão.

Estudos de TLC foram realizados a fim de conhecer o número de impurezas presentes na amostra. Placas de TLC pré-revestidas de Silica gel 60GF254 (Merck) foram utilizadas como fase estacionária. A amostra foi dissolvida em quantidade mínima de acetato de etilo e esta solução foi utilizada para a detecção das placas de TLC. Várias fases móveis foram experimentadas. Acetato de etilo:tolueno:ácido acético glacial (10:0.3:0.5 v/v/v) mostrou melhor separação em comparação com outras fases móveis. Quatro componentes foram separados da amostra de 8-cloroteofilina usando TLC com os valores Rf de 0,029, 0,132, 0,198 e 0,852, respectivamente. A 8-cloroteofilina teve um Rf de 0,852.

Após o desenvolvimento da fase móvel para TLC, foi feita uma tentativa de separar a mistura usando TLC preparativo. A amostra foi dissolvida em quantidade mínima de acetato de etilo e manchada em forma de banda. Todas as três impurezas foram separadas da 8-cloroteofilina por TLC preparativa usando as mesmas condições cromatográficas usadas em estudos de TLC. As diferentes bandas foram coletadas separadamente e extraídas com acetato de etilo. Como as quantidades de cada impureza isolada I, II e III eram muito menores, foi decidido isolar essas impurezas coletivamente. As impurezas I, II e III foram designadas coletivamente como fração I. A fração I foi isolada da 8-cloroteofilina por TLC preparativa. Como cada impureza não foi isolada separadamente, não foi possível realizar diferentes técnicas de identificação, como IR, NMR. Decidiu-se realizar mais investigações utilizando LC-MS, o que permite a separação e caracterização simultânea. Antes da análise do LC-MS, foi desenvolvido o perfil de HPLC para a fração I. Um cromatógrafo líquido de alto desempenho da Tosoh equipado com bomba alternativa CCPM, um controlador de bomba PX8010 e um detector UV foi utilizado para estudos de HPLC. Um laço de 20 µl de capacidade foi instalado na unidade da válvula de injeção. A fracção I foi dissolvida em acetonitrilo e submetida a análise por HPLC de fase reversa com fase móvel composta por acetonitrilo: acetato de sódio tri-hidratado (pH 3,57; 0,01 M) (5:95 v/v). A coluna selecionada foi Phenomenex ODS (250×4,6 mm I.D.; tamanho da partícula 5 µm). A vazão foi de 1,5 ml/min e a detecção foi monitorada a um comprimento de onda de 280 nm. A fase móvel foi filtrada através do filtro de vidro sinterizado G5 sob vácuo antes do uso e filtrada para remover bolhas de ar. A análise por HPLC da fração I também revelou três picos com tempos médios de retenção de 8,324 min, 14,275 min e 20,933 min, respectivamente (fig. 1). Pico com tempo médio de retenção de 2,086 min foi o pico do solvente.

Fração I foi então submetido à análise LC-MS para caracterização das impurezas. Os estudos LC-MS foram realizados num sistema em que a parte LC consistia em HPLC da série 1100 (Agilent Technologies, USA) composta por um desgaseificador a vácuo (G1322A), bomba quaternária (G1311A), um amostrador automático (G1313A) e um detector UV/visível (G1314A) e a parte MS consistia em espectrómetro de massa quadrupolar triplo Quattro II (Micromass UK Ltd., UK).

Em estudos LC-MS, as separações cromatográficas líquidas foram obtidas pela coluna Phenomenex C18 (250×4,6 mm, 5 µm) à temperatura ambiente com a fase móvel do acetonitrilo: tampão de acetato de sódio (5:95, v/v) a uma taxa de fluxo de 1,5 ml/min. O espectrômetro de massa foi executado em modo de ionização positiva por spray de elétrons (ESI) com relação massa/carga (m/z) na faixa de 120-500 m/z. O nitrogênio foi utilizado como gás nebulizador. Os dados foram adquiridos e processados pelo software Masslynx. Dados espectrais de massa das impurezas foram obtidos (figs. 2, 3 e 4). A via de fragmentação para três picos é caracterizada pela perda do grupo metilo e/ou grupo carbonilo. Picos com valores m/z de 180,9, 195,7 e 214,9 correspondem a picos +, + e +, respectivamente. De acordo com os dados de EM obtidos, as impurezas eluídas a 8,324 min, 14,275 min e 20,933 min foram teofilina (mol. wt. 180), cafeína (mol. wt. 194) e um isômero de 8-cloroteofilina (mol. wt. 214,5), respectivamente (Tabela 1). Assim, três impurezas foram separadas e suas estruturas foram elucidadas com base em dados espectrais de massa (Esquema 1).