SENA JÚNIOR, Diniz Maciel de. Propriedades Vibracionais e Térmicas do Topiramato Cristalino. 2008. 129 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-04T19:42:01Z
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Previous issue date: 2008 / The scientific interest on molecular crystals stems from their great versatility and ease of processing. For pharmaceutically active ingredients, the structure-activity relationship is of major importance. Topiramate, a white and crystalline solid, is a powerful drug efficiently employed to control epilepsy symptoms. The mechanism of action involves a negative modulatory effect on the AMPA/kainate subtypes of glutamate receptors and some types of voltage-gated Na+ and Ca2+ channels, and a positive modulatory effect on some types of GABAA receptors and at least one type of K+ channels in neurons. Despite its pharmacological attributes, the lack of publications regarding its physical-chemical properties in the literature is apparent. In order to fill this gap, a research comprising vibrational spectroscopy techniques (Raman and infrared), thermal analysis (TGA/DTA/DSC), and theoretical calculations, was carried out. With the aid of calculations employing density functional theory (DFT), most of the observed vibrational bands is assigned. Consideration of Raman spectra recorded at temperatures above and below room temperature, as well as under high hydrostatic pressures, indicated maintenance of the orthorhombic crystalline structure under the diverse thermodynamic conditions employed. Thermal analysis, however, showed that, after the melting point, the sample undergoes decomposition in a process comprising three stages, possibly initiated with loss of the sulfamate group by the molecule. This event inspired a theoretical study aimed at promoting the sulfamate group bond breakage in a controlled way by employing a laser instead of heat. This was accomplished by quantum dynamics simulations which showed that, by using a set of ultrashort pulses in the infrared region, it is possible to reach levels close to 70 % dissociation in less than 3 ps. / O interesse científico pelos cristais moleculares resulta da facilidade de processamento destes materiais, e de sua grande versatilidade. No caso de drogas, a relação entre estrutura e atividade é de suma importância. Topiramato, um sólido branco e cristalino, é um fármaco utilizado com bastante eficiência para controlar os sintomas da epilepsia. O mecanismo de ação envolve um efeito modulatório negativo nos receptores de glutamato do subtipo AMPA/kainato e alguns tipos de canais de Na+ e Ca2+ voltagem-dependentes, bem como um efeito modulatório positivo em alguns tipos de receptores GABAA e pelo menos um tipo de canal de K+ nos neurônios. A despeito de suas qualidades farmacológicas, a escassez de trabalhos relacionados às suas propriedades físico-químicas na literatura é evidente. Para ajudar a preencher esta lacuna, uma investigação envolvendo técnicas de espectroscopia vibracional (Raman e infravermelho), análises térmicas (TGA/DTA/DSC), e cálculos teóricos, foi realizada. Com a ajuda de cálculos empregando a teoria do funcional de densidade (DFT), a atribuição da maioria das bandas vibracionais observadas foi realizada. A observação dos espectros Raman obtidos em temperaturas acima e abaixo da ambiente, bem como sob altas pressões hidrostáticas, indicou que a estrutura cristalina ortorrômbica é mantida nas diferentes condições termodinâmicas empregadas. A análise térmica, entretanto, mostrou que, após a fusão, o material sofre decomposição em um processo que envolve três etapas, possivelmente iniciado com a perda do grupo sulfamato pela molécula. Este fato motivou um estudo teórico a fim de modelar a quebra da ligação do sulfamato de maneira controlada, utilizando um laser em lugar de calor. Isto foi realizado com simulações de dinâmica quântica, que mostraram que, através da utilização de uma combinação de pulsos ultracurtos na região do infravermelho, é possível atingir níveis próximos a 70% de dissociação em menos de 3 ps.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/11932 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Sena Júnior, Diniz Maciel de |
| Contributors | Freire, Paulo de Tarso Cavalcante |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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