Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáSolubility, the ability to dissolve a solute in a solvent, is crucial in pharmaceutical research, influencing drug formulation and bioavailability. Poorly water-soluble drugs, such as acetaminophen (ACP), a world-wide used drug as painkiller and antipyretic, often present challenges. The addition of hydrotropes to aqueous solutions is one of the strategies used to enhance the solubility of those solutes in water. This study compares the effect of various hydrotrope types (organic compounds, ionic liquids, deep eutectic solvents and organic or inorganic salts) at different concentrations. New solubility data in aqueous solutions of [BMIm][Ac], ChBr, ChCl, NaBS, NaCapry, NaSCN, NaSal, Na2SO4, NaTOS, NH4SCN, (NH4)2SO4, urea, ethanol, 1,2-propanediol, glycerol and acetone were measured at 298.2 K by the shake-flask method coupled to UV-Vis spectroscopy or gravimetry as analytical techniques. A critical comparison with literature data was also carried out. NaTOS, NaSal and [BMIm][Ac] stood out as hydrotropes with better performance, by enhancing the ACP solubility at lower hydrotropic concentrations.
Statistical analysis of the hydrotrope polarity assessed using the COSMO-RS model showed a good positive correlation with the apolar factor, at a hydrotrope concentration of 0.10 (weight fraction). At the same hydrotrope concentration, in the studied organic solvents (ethanol, 1,2-propanediol, glycerol and acetone) a strong negative correlation is observed between their hydrogen donor character and the acetaminophen solubility, and an evident negative correlation between the hydrogen bond parameter and the ACP solubility was observed for systems containing ionic liquids.
It is necessary to investigate these correlations for other hydrotrope concentrations, and temperatures, attempting to find heuristics that allow the analysis of the drug solubility increase in a predictive way.
Finally, it was possible to identify hydrotropes capable of enhancing the solubility of acetaminophen, with potential application in other drugs formulations.A solubilidade, a capacidade do soluto para se dissolver num solvente, é crucial na investigação farmacêutica, influenciando a formulação e a biodisponibilidade do medicamento. Os fármacos pouco solúveis em água, como o acetaminofeno (ACP), um fármaco mundialmente utilizado como analgésico e antipirético, apresentam frequentemente desafios. A adição de hidrótropos a soluções aquosas é uma das estratégias utilizadas para aumentar a solubilidade desses solutos em água. Este estudo compara o efeito de vários tipos de hidrótropos (compostos orgânicos, líquidos iónicos, solventes eutécticos profundos e sais orgânicos ou inorgânicos) em diferentes concentrações. Foram medidos novos dados de solubilidade em soluções aquosas de [BMIm][Ac], ChBr, ChCl, NaBS, NaCapry, NaSCN, NaSal, Na2SO4, NaTOS, NH4SCN, (NH4)2SO4, ureia, etanol, 1,2-propanodiol, glicerol e acetona a 298,2 K pelo método do frasco agitado acoplado à espetroscopia UV-Vis ou gravimetria como técnicas analíticas. Foi também efectuada uma comparação crítica com dados da literatura.
NaTOS, NaSal e [BMIm][Ac] destacaram-se como hidrótropos com melhor desempenho, aumentando a solubilidade do ACP em concentrações hidrotrópicas mais baixas.
A análise estatística da polaridade do hidrótropo, avaliada pelo modelo COSMO-RS, mostrou uma boa correlação positiva com o fator apolar, a uma concentração de hidrótropo de 0,10 (fração mássica). Para a mesma concentração de hidrótropos, nos solventes orgânicos estudados (etanol, 1,2-propanodiol, glicerol e acetona), observa-se uma forte correlação negativa entre o seu carácter dador de hidrogénio e a solubilidade do acetaminofeno, e uma evidente correlação negativa entre o parâmetro de ligação de hidrogénio e a solubilidade do ACP para os sistemas que contêm líquidos iónicos.
É necessário investigar estas correlações para outras concentrações de hidrótropos, e temperaturas, tentando encontrar heurísticas que permitam analisar o aumento da solubilidade do fármaco de forma preditiva.
Finalmente, foi possível identificar hidrótropos capazes de aumentar a solubilidade do acetaminofeno, com potencial aplicação em formulações de outros fármacos
