Estudio de las interacciones entre el sulfatiazol y la mezcla dioxano-agua

ESTUDIO DE LAS INTERACCIONES ENTRE EL SULFATIAZOL y LA MEZCLA DIOXANO-AGUA. Escalera B. Y Sellés E. Opto. de Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Universidad de Alcalá de Henares. (Madrid). España. RESUMEN Se ha realizado un estudio de interacciones soluto-disolvente para el sulfa tiazol en dioxanp-agua a partir de medidas experimentales de solubilidad en el men cionado sistema disolvente y de la determinación de la solubilidad ideal de la su famida mediante medidas calorimétricas. Si la sulfamida formase una disolución ideal la máxima solubilidad encontrada debería ser igual a la ideal; sin emb�rgo, el hecho de encontrar solubilidades ex perimentales menores indica que se trata de una solución regular en la que el fár maco y el disolvente, o ambos, se asocian predominantemente consigo mismo por lo que las solubilidades experimentales encontradas en todos los casos son inferiores a la solubilidad ideal. Los valores del parámetro de Walker calculados, son para proporciones de mez clas tanto menores como mayores de la unidad. Se considera que en el primer caso tanto el soluto como el disolvente, o ambos, se asocian entre sí, y por lo tanto la interacción soluto-disolvente real es inferior a la ideal. Para el segundo caso. se puede interpretar esta situación como una débil solubilización del soluto. INTRODUCCION Para definir las distintas clases de interacción entre el soluto y el di sol- . i vente (1) se. utiliza la combinación de la solubilidad ldeal, X2, la solubilidad experimental, X2 y la constante de proporcionalidad, �, o parámetro de Walker, que es una medida de la desviación de la media geométrica asumida en la Teoría de las Disoluciones Regulares de Scatchard-Hildebrand (2,3), y está relacionado con el término W mediante la siguiente expresión: K (ec. 1) en la que dI y Ó2 son los parámetros de solubilidad del disolvente y del soluto respectivamente. El término W se calcula mediante la siguiente expresión que deri207 va de la modificación de la ecuación de Hildebrand: W (ec.2) 2 El término A lo define la siguiente expresión: V2 tJ2 A 1 (ec.3) 2,303 R T en la que V2 es el volumen molar del soluto, � la constante universal de los ga ses, T ña temperatura absoluta y �l' la gracción de volumen del disolvente: �l (ec.4) en la que Vl es el volumen molar del disolvente. W es un término de interacción introducido por Martin y cols. (4) en la ecuación de Hildebrand para extender la teoría del parámetro de solubilidad a di soluciones polares. Por tanto, este término es una medida de las interacciones so luto-disolvente. Los valores del parámetro de Walker varían en cada disolución, se trata de una variable, que mide la desviación de la media geométrica asumida en la Teoría de las disoluciones regulares. En las disoluciones regulares, K es igual a la unidad; en las no regulares, toma valores diferentes. Cuando k)l, la solubilidad es mayor que la predicha por la ecuación de Hlldebrand, debido a interacciones soluto-disolvente; cuando K<l, también es menor la solubilidad, debido a interacciones soluto-soluto o disolven te-disolvente (1). i La solubilidad ideal, X2' corresponde a la solubilidad que debería tener el soluto en una disolución ideal, dicho término explicaría la energía que se necesi taría para romper la estructura cristalina de un compuesto sólido y transformarlo en forma líquida. Este término se calcula a partir del calor molar de fusión y tem peratura de fusión, mediante la siguiente expresión: ,AHm Tm - T (ec.5) R Tm.T 208 en la que AHmf es el calor molar de fusión del soluto, Tm la temperatura de fusión T la temperatura de estudio y R la constante universal de los gases. De esta expresión se puede concluir que la solubilidad ideal de una sustancia es la misma en cualquier disolvente y que sólo depende de su calor de fusión, tem peratura de fusión y temperatura a la que se determina (5). METODOS Materiales: Sulfatiazol, con una riqueza mínima del 99,5 por ciento (Interchi mia Hamburg). Dioxano, de calidad espectrofotométrica yagua gcidulada a pH 4. Determinacion de la solubilidad: Se determinó a 25 0,2 ºC, en mezclas disol ventes �ioxano-agua por un método descrito en la literatura (6). Las concentracio nes de las disoluciones saturadas se determinan espectrofotométricamente en meta nol a la longitud de onda de 288 nm y sus densidades con picnómetros de 10 mI, a 25 0,5 ºC. Volumen molar del sulfatiazol: se utiliza el calculado el método de contribu ciíon de grupos de Fedors (6) Solubilidad ideal: se determina mediante la ec.5, a partir del calor molar de fusión y temperatura de fusión (7). RESULTADOS Y DISCUSION i La solubilidad ideal, X2' calculada con la ec.5 y. el calor molar de fusión y temperatura de fusión (7) es 22,5lXlO-3 La tabla 1 recoge los datos de .solubilidad obtenidos experimentalmente para las distintas proporciones de dioxano, así como los valores.de ¿l' ÓlÓ2' y �,ne cesarios para el cálculo del término de interacción soluto-disolvente K. La figura 1 recoge los valores de solubilidad experimentales, X2, en función del parámetro de solubilidad de la mezcla disolvente, ¿)l' y en trazo grueso el va lor de la solubilidad ideal del sulfatiazol. Como se puede observar de los resultados obtenidos, la solubilidad experimen tal es inferior a la ideal en todas las proporciones dioxano-agua. Este hecho indi ca la existencia d� interacciones moleculares que afectarían a la solvatación del soluto por el sistema-disolvente. Los valores del parámetro de Walker calculados son para las distintas propor ciones de las mezclas tanto menores como mayores de la unidad. Se considera qu en el primer caso tanto el soluto como el disolvente, o ambos, se asocian entre sí, y 209 por lo tanto la interacción soluto-disolvente real es inferior a la ideal; fenó meno que se observa en todas las mezclas que tienen una proporción de dioxano in ferior al 60 por ciento. Para el segundo caso, esta situación se puede interpretar como una débil solubilización del soluto, ya que los valores de � son mayores de la unidad pero la solubilidad real es inferior a la ideal; y sucede en el caso de las mezclas con un porcentaje superior al 50 por ciento de dioxano. Se encontraron resultados diferentes al hacer este estudio con otra sulfami-a da, la sulfameracina, en el mismo sistema disolvente dioxano-agua (8). Las dife rencias de solubilidad experimentales con respecto con respecto a la ideal, se d� ben al predominio de la interacción soluto-disolvente frente a las interacciones soluto-soluto o disolvente-disolvente, debido a las diferencias de las estructu ras químicas de ambas sulfamidas. CONCLUSIONES Se demuestra la utilidad del empleo de la solubilidad ideal, solubilidad ex perimental.y parámetro de Walker para estudiar las distintas clases de interac ción soluto-disolvente en el sulfatiazol en dioxano-agua; de gran �portancia po� que, en función de la interacción que predomine, se producen variaciones en la so lubilidad que explicarían, al tratarse de una disolución irregular, la diferencia entre las solubilidodes experimentales y la ideal. BIBLIOGRAFIA l. Martin A., Wu P.L., Adjei A., Mehdizaleh M., James K. C. y Metzler C.- J. Pharm Sci., �!, 1334 (1982). 2. Hildebrand J.H., Prausnitz J.M. y Scott R.L.- Regular and related solutions; Van Nostrand Reinhold, New York, 1970. 3. Scatchard G.- Chem. Rev., �, 321 (1931). 4. Martin A., Newburger J. y Adjei A.- J. Pharm. Sci., 68, (10) IV (1979). 5. Martin A. y Miralles M.- J. Pharm. Sci. 71, 439 (1982). 6. Fedors R.F.- Polym. Eng. Sci., 14, 147 (1974). 7. Martin A., Wu P.L. y Velasquez T.- J. Pharm. Sci., 74, 278 (1985) 8. Escalera B., Ranz L., Sellés E. y Fresno M.J.- European Review for Medical and Pharmacological Sciences, 12, 613 (1.990) 9. Martin A., Newburger J. y Adjei A.- J. Pharm. Sci., 69, 448 (1.989). 210 TABLA 1 : Parámetros del sulfatiazol en dioxano-agua. --- � de Dioxano d1(a) -3 X2010 (b) d1od2(c) W (d) O 23,45 0,0305 307,1950 347,7260 10 22,11-0,1376 289,6410 320,1610 20 20,76 0,2374 271,9560 292,2960 30 19,42 0,4273 254,4020 266,5270 40 18,07 0,8126 236,7170 242,4800 50 16,73 1,3740 219,1630 220,1910 60 15,39 2,6613 201,6090 199,9610 70 14,04 3,3124 183,9240 180,5280 75 13,37 4,0901 175,1470 171,7590 80 12,70 4,0107 166,3700 162,9900 85 1--'.,03 3,2696 157,5930 154,3100 90 . J _,33 2,6794 148,4230 145,7480 94 10,08 1,3910 141,4800 138,6050 96 10,55 0,9594 138,2050 135,2020 100 10,01 0,2061 131,1310 126,6400 Referencia (9). (a) (b) (c) (d) (e) Solubilidades experimentales expresadas en fracción molar. d calculado por el método de Fedors = 13,14 (6). C�lculados con la eco 2; V_ = 149,9 (6)(Método de Fedors). � - Calculado con la eco l. JO II K (e) 1,1319 1,1053 1,0747 1,0476 1,0243 1,0046 0,9918 0,9815 0,9806 0,9796 0,9791 0,9819 0,9796 0,9782 0,9657 Figura 1: Solubilidad en fracción molar del sulfatiazol en dioxano-agua. (.): solubili dad experimental; ( __ ): solubilidad ideal. 211