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Previous issue date: 2017-12-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / A branch of lamivudine crystal engineering deals with its protonable pyrimidine-based nitrogen being a recipe of crystallization with acids. In this context and in relation to the drug lamivudine, ten new crystalline phases were prepared and their crystal structures were elucidated by single crystal X-ray diffraction. In addition, two of them were also characterized by infrared spectroscopy (IR) and other three were characterized by TG and DSC thermal analysis. Thus, this study shows an interesting example of chiral recognition even without chiral resolution. Lamivudine (R)-mandelate and (S)-mandelic acid cocrystal of lamivudine (R)-mandelate trihydrate showed the enantiopreference between lamivudine cation and the (R)-mandelandelate anion in both salt and cocrystal of salt phases through the robust synthon 2-aminopyridine-carboxylate. The present study shows how two solid forms of lamivudine with mandelic acid were used as a model to distinguish between the nature of a salt or cocrystal of salt. This happened because specific information obtained from IR spectra allowed the identification of ionized and neutral forms of mandelic acid directly in the spectrum of the cocrystal of salt. Furthermore, the formation of crystalline forms of lamivudine resembling a DNA structure was investigated due to its great structural value. After crystallization experiments three crystalline structures of lamivudine that mimics DNA structure were obtained and named as lamivudine duplex IV, V and VI, respectively. In the duplex IV of lamivudine the counterions are responsible for opening the two strands due to their hydrogen bonding pattern. The theoretical approach has shown that there is not an energetic tendency regarding the formation of lamivudine duplex with aliphatic organic acids or lamivudinium salts with aromatic acid. Thus, the preference of lamivudine in the assembly of double-helix structures with aliphatic organic acids rather than aromatic acids has been rationalized based on the amount of acid used during the synthesis. In addition, four other salts were also prepared by crystallizing lamivudine with the L-tartaric, sulfuric and perchloric acids, where the two-point synthon described by the graph set R22(8) prevailed. On the other hand, in the structure of lamivudine perchlorate monohydrate neither the two-point synthon nor the three-point one was observed. Finally, the first anhydrous polymorph of lamivudine was reported. This new polymorphic phase of lamivudine is anhydrous as well as form II. In addition to being a new solid phase of alleged commercial interest, the polymorphic form IV of lamivudine also reinforces the importance of performing an extensive screening of the crystallization conditions of new crystalline modifications of active pharmaceutical ingredients. / Um ramo da engenharia de cristais de lamivudina lida com sua base nitrogenada pirimidina, a qual pode ser protonada, sendo assim um alvo de cristalização com ácidos. Nesse contexto, e com relação ao fármaco lamivudina, dez novas fases cristalinas foram preparadas e suas estruturas cristalinas foram elucidadas por difração de raios X por monocristal. Além disso, duas delas também foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho (IV) e outras três foram caracterizadas termicamente por TG e DSC. Desse modo, esse estudo mostra o interessante exemplo de reconhecimento quiral mesmo sem resolução quiral. O (R)-mandelato de lamivudina e o co-cristal (S)-mandélico de (R)-mandelato de lamivudina trihidratado revelaram a enantiopreferência da conexão entre o cátion (lamivudina)+ e o ânion (R)-mandelato- em ambas fases de sal e co-cristal de sal através do sínton robusto de dois pontos 2-aminopiridina-carboxilato. O presente estudo mostra que as duas formas sólidas de lamivudina com ácido mandélico foram utilizadas como modelo para distinguir entre a natureza de um co-cristal de sal e de um sal. Isso porque informações específicas obtidas dos espectros de IV tornaram possível identificar ambas as formas ionizadas e neutra do ácido mandélico diretamente no espectro do co-cristal de sal. Ainda, investigou-se a formação de formas cristalinas de lamivudina que se assemelham a estrutura de DNA devido a seu grande valor estrutural. Após os experimentos de cristalização foram obtidas três estruturas cristalinas de lamivudina semelhantes a estrutura de DNA denominadas de dupla hélice de lamivudina IV, V e VI. Na dupla hélice de lamivudina IV os contra-íons são responsáveis pela abertura da dupla fita devido ao seu padrão de ligação de hidrogênio. A abordagem teórica mostrou que não há uma tendência energética com respeito a formação de duplex de lamivudina com ácidos orgânicos alifáticos ou de sais de lamivudina com ácidos aromáticos. Desse modo, a preferência da lamivudina em montar estruturas cristalinas de dupla hélice com ácidos orgânicos alifáticos ao invés de ácidos aromáticos foi racionalizada com base na quantidade de ácido usada durante a síntese. Além disso, também foram preparados outros quatro sais ao cristalizar lamivudina com os ácidos L-tartárico, sulfúrico e perclórico, onde o sínton de dois pontos descrito pelo conjunto gráfico R22(8) prevaleceu. Por outro lado, na estrutura do perclorato de lamivudina monohidratado nem o sínton de dois pontos e nem o de três pontos foram observados. Por fim, o primeiro polimorfo anidro de lamivudina foi reportado. Essa nova fase polimórfica de lamivudina é anidra assim como a forma II. Além de ser uma nova fase sólida de suposto interesse comercial, a forma polimórfica IV de lamivudina também reforça a importância de se realizar uma varredura extensiva das condições de cristalização de novas modificações cristalinas de insumos farmacêuticos ativos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/8046 |
| Date | 13 December 2017 |
| Creators | Silva, Cameron Capeletti da |
| Contributors | Martins, Felipe Terra, Martins, Felipe Terra, Marques, Ivo de Almeida, Gomes, Danielle Cangussu de Castro, Oliveira, Cecília Maria Alves de, Oliveira, Anselmo Elcana de |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Química (IQ), UFG, Brasil, Instituto de Química - IQ (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 663693921325415158, 600, 600, 600, 600, 7826066743741197278, 1571700325303117195, -961409807440757778 |
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