FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / 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 cientÃfico pelos cristais moleculares resulta da facilidade de processamento destes materiais, e de sua grande versatilidade. No caso de drogas, a relaÃÃo entre estrutura e atividade à de suma importÃncia. Topiramato, um sÃlido branco e cristalino, à um fÃrmaco utilizado com bastante eficiÃncia para controlar os sintomas da epilepsia. O mecanismo de aÃÃo envolve um efeito modulatÃrio negativo nos receptores de glutamato do subtipo AMPA/kainato e alguns tipos de canais de Na+ e Ca2+ voltagem-dependentes, bem como um efeito modulatÃrio positivo em alguns tipos de receptores GABAA e pelo menos um tipo de canal de K+ nos neurÃnios. A despeito de suas qualidades farmacolÃgicas, a escassez de trabalhos relacionados Ãs suas propriedades fÃsico-quÃmicas na literatura à evidente. Para ajudar a preencher esta lacuna, uma investigaÃÃo envolvendo tÃcnicas de espectroscopia vibracional (Raman e infravermelho), anÃlises tÃrmicas (TGA/DTA/DSC), e cÃlculos teÃricos, foi realizada. Com a ajuda de cÃlculos empregando a teoria do funcional de densidade (DFT), a atribuiÃÃo da maioria das bandas vibracionais observadas foi realizada. A observaÃÃo dos espectros Raman obtidos em temperaturas acima e abaixo da ambiente, bem como sob altas pressÃes hidrostÃticas, indicou que a estrutura cristalina ortorrÃmbica à mantida nas diferentes condiÃÃes termodinÃmicas empregadas. A anÃlise tÃrmica, entretanto, mostrou que, apÃs a fusÃo, o material sofre decomposiÃÃo em um processo que envolve trÃs etapas, possivelmente iniciado com a perda do grupo sulfamato pela molÃcula. Este fato motivou um estudo teÃrico a fim de modelar a quebra da ligaÃÃo do sulfamato de maneira controlada, utilizando um laser em lugar de calor. Isto foi realizado com simulaÃÃes de dinÃmica quÃntica, que mostraram que, atravÃs da utilizaÃÃo de uma combinaÃÃo de pulsos ultracurtos na regiÃo do infravermelho, à possÃvel atingir nÃveis prÃximos a 70% de dissociaÃÃo em menos de 3 ps.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:1137 |
| Date | 29 May 2008 |
| Creators | Diniz Maciel de Sena JÃnior |
| Contributors | Paulo de Tarso Cavalcante Freire |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em FÃsica, UFC, BR |
| 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 UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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