American Journal of Drug Delivery and Therapeutics Acesso livre

Abstrato

Comportamento Termodinâmico da Naringenina em Sistema Solvente Misto de Água e Metanol a temperaturas entre 288,15 e 328,15K

Noubigh

Naringina (C27H32O14) com o nome químico 4′,5,7-trihidroxiflavanona-7-ramnoglucosídeo, um glicosídeo flavanona frequentemente encontrado em muitos citrinos, especialmente toranja e limão, sendo responsável pelo sabor amargo do fruto. Tem sido referido que a naringina pode apresentar efeitos biológicos como atividades antioxidantes, anti-inflamatórias, anticancerígenas (cancro da mama), antialérgicas, antidiabéticas, antiangiogénese e redutoras do colesterol. Como flavonóide vegetal, a naringina tem atraído um interesse científico e público significativo nos últimos anos devido aos seus versáteis efeitos de promoção da saúde. No entanto, devido à muito baixa solubilidade da naringina em água à temperatura ambiente, a sua biodisponibilidade é baixa e isso dificulta novos estudos sobre as suas aplicações farmacológicas.

A medição experimental da solubilidade de compostos bioativos na solução em função da composição do solvente e da temperatura é valiosa principalmente para o design de produtos farmacêuticos e industriais, e também para obter informações completas sobre características físico-químicas de dissoluções farmacêuticas. Além disso, são necessários dados de solubilidade de solutos em diferentes solventes para determinar os solventes apropriados para a extração, separação, produção e purificação de compostos orgânicos. temperaturas. Estes modelos podem resolver problemas como o elevado custo e o longo tempo no processo de determinação da solubilidade. A dependência da solubilidade com a temperatura permite que a análise termodinâmica nos forneça informação sobre os mecanismos envolvidos no processo de dissolução.

Solid-liquid phase equilibrium solubility of naringenin in (water + methanol) binary solvent mixtures was determined by using UV spectrophotometric method from 288.15 K to 328.15 K at atmospheric pressure. The solubility of naringenin increased with increasing temperature in all tested systems. The Apelblat equation, van’t Hoff equation, Jouyban-Acree model and combined Jouyban-Acree models were employed to correlate the solubility data in binary solvent mixtures. The selected thermodynamic models all can give acceptable results. Furthermore, the standard Gibbs free energy, enthalpy and entropy for the dissolution of naringenin and excess enthalpy of solution HE, were calculated, which indicates that the dissolution process of naringenin is an endothermic and entropy favorable process for their trauma needs   and many without any referral to address.

This study describes the thermodynamics of dissolution of flavonoid naringin in different aqueous solutions of dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 0–100% (w/w) under atmospheric pressure and over a temperature range of 298.15 to 325.15 K. The temperature dependence of solubility of naringin was analyzed using the modified Apelblat equation model, ideal model, and the λH equation model. In a mean harmonic temperature, the dissolution thermodynamic parameters of naringin containing,   and   were also calculated. Furthermore, the effects of solvent composition on the solubility of this flavonoid were analyzed in terms of Hildebrand's solubility parameter (δH) and Kamlet, Abboud and Taft (KAT) solvatochromic parameters (α, β, and π*). Finally, the preferential solvation parameters of the flavonoid naringin by DMSO (δxDMSO,S) were determined from experimental solubility data using the inverse Kirkwood–Buff integrals (IKBIs). It was found that water preferentially solvates naringin in water-rich mixtures while DMSO forms local solvation shells in compositions from 50% (w/w) or xDMSO = 0.19 up to pure co-solvent. Moreover, the structure of solvation shells of naringin in the under study mixtures was obtained by molecular dynamics (MD) simulations. The computational results showed that in the compositions xDMSO > 0.20, the probability of presence of the DMSO molecules in vicinity of naringin is more than water molecules. These findings are compatible with the available IKBI data.

Para além da solubilidade, o fenómeno de solvatação preferencial em que o soluto é rodeado preferencialmente pelo componente da mistura de solventes não foi estudado até agora em muitos compostos farmacêuticos. O fenómeno pode ajudar na compreensão das interações moleculares envolvidas no processo de dissolução. Assim sendo, o presente estudo centra-se primeiro na medição da solubilidade de equilíbrio do flavonóide antioxidante naringina em sistemas co-solventes aquosos de DMSO (0–100% p/p) e diferentes temperaturas (298,15 a 325,15 K) utilizando um método de equilíbrio de dissolução isotérmica. De salientar que o co-solvente DMSO é um importante solvente polar aprótico com muito baixa toxicidade e imensa importância biológica. Dissolve compostos polares e não polares e é miscível numa vasta gama de solventes orgânicos, bem como em água. Na etapa seguinte, analisa-se o efeito da temperatura na solubilidade da naringina nas misturas aquosas binárias para avaliar as grandezas termodinâmicas envolvidas no processo de solubilidade. É importante salientar que o intervalo de temperaturas utilizado neste trabalho abrange diferentes condições ambientais, bem como a temperatura normal do corpo humano. Também determinámos a influência da composição do co-solvente na solubilidade da naringina através das equações KAT. Por fim, a abordagem inversa das integrais de Kirkwood-Buff (IKBI) é aplicada para avaliar a solvatação preferencial da naringina nas misturas binárias examinadas. Por outro lado, as simulações de dinâmica molecular (MD) baseadas numa série de abordagens computacionais complementares fornecem uma ferramenta muito poderosa para investigar o fenómeno de solvatação, especialmente a solvatação preferencial, utilizando diretamente a função de distribuição radial computada (RDF). Caracterizámos também a estrutura da camada de solvatação da molécula de naringina (solvatação preferencial) nas misturas aquosas de DMSO através do cálculo dos RDFs. Os resultados da solvatação preferencial são depois comparados com os dados obtidos a partir da abordagem inversa das integrais de Kirkwood-Buff (IKBI).