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Title in Portuguese: Polimorfismo conformacional no modafinil investigado através de cálculos DFT e espectroscopia vibracional
Author: Paschoal, Alexandre Rocha
Advisor(s): Ayala, Alejandro Pedro
Keywords: Teoria do funcional da densidade
Modafinil
Issue Date: 2007
Citation: PASCHOAL, A. R. Polimorfismo conformacional no modafinil investigado através de cálculos DFT e espectroscopia vibracional. 2007. 94 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007.
Abstract in Portuguese: O polimorfismo, definido como a habilidade de uma molécula (ou um conjunto de moléculas) de adotar diferentes arranjos estruturais, tornou-se, nas últimas décadas, um campo de pesquisa bastante intenso. Dentre outras vantagens de estudar sistemas polimórficos, podemos destacar o estudo da influência do empacotamento molecular nas propriedades de estado sólido, um melhor entendimento dos mecanismos de crescimento dos cristais. Estas características ganharam relevância devido a seu impacto no controle da biodisponibilidade e dos processos da indústria farmacêutica. Neste trabalho, focamos nosso estudo no polimorfismo de uma substância farmacêutica, o modafinil, que é o ingrediente ativo no Provigil R . O modafinil, cuja nomenclatura química e fórmula molecular são, respectivamente, 2-[(difenilmetil)sul nil]acetamida e C15H15NO2S, é indicado para o tratamento da narcolepsia, mais especificamente o "excesso de sono diurno", que é uma das conseqüências desta doença. Até agora, sete formas polimórficas do modafinil foram observadas, sendo as formas I e III as mais estáveis. A determinação da estrutura cristalina das formas I e III mostra que existem duas moléculas independentes em cada um desses polimorfos, as quais são antiômeras. Além disso, o modafinil também foi cristalizado nas formas R e S obtidas após a separação dos enantiômeros. Neste trabalho usamos cálculos de DFT para investigar a estabilidade conformacional do moda nil. As principais torções das moléculas foram varridas com o objetivo de identificar as conformações estáveis, que foram então comparadas com as moléculas independentes observadas nas estruturas cristalinas determinadas experimentalmente. Para cada conformação calculada,também determinamos o espectro vibracional. Esses resultados teóricos foram comparados com o espectro Raman do polimorfo III do moda nil. As principais características do espectro vibracional, que permitem a caracterização do polimorfo, foram relacionadas com os grupos moleculares associados aos modos normais de vibração, fornecendo informações sobre as interações intra- e intermoleculares associadas com o polimor smo do modafinil.
Abstract: Polymorphism, de ned as the ability of a molecule (or a set of molecules) to adopt several packing arrangements, became, in the last decades, a eld of research on its own. Among other advantages of studying polymorphic systems, one can cite the study of the in- uence of molecular packing on solid-state properties, a better understanding of nucleation and crystal growth mechanisms. These advantages became relevant due to their impacts on the control of bioavailability and processes in pharmaceutical industry. In the present work we study the polymorphism of a pharmaceutical substance, the moda nil, which is the active pharmaceutical ingredient (API) of the Provigil R. Moda nil, whose chemical name and structural formula are, respectively, 2-[(diphenylmethyl)sul nyl]acetamide and C15H15NO2S, is indicated in the treatment of narcolepsy, speci cally the excessive daytime sleepiness (EDS), which is a narcolepsy side e ect. Up to now, seven polymorphic forms of moda nil have been observed and the polymorphic forms I and III are the most stable ones. The determination of the crystalline structures of the forms I and III showed that there are two independent molecules, which are enantiomers, in each one of these polymorphs. Besides, moda nil has been crystallized in the forms R and S obtained after the separation of the enantiomers. DFT calculations were performed to investigate the conformational stability of the molecules of moda nil. The main torsions of the molecules were scanned in order to identify the stable conformations, which were compared with independent ones obtained from the crystalline structures determined experimentally. For each calculated conformation, we also calculated the vibrational spectra. These theoretical results were compared with the Raman spectra of the polymorph III of moda nil. In such a way, the main features of the vibrational spectra that allow the polymorph discrimination were correlated with molecular groups associated to these vibrational modes providing an insight into the intra- and intermolecular interaction associated to the polymorphism of moda nil.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/784
metadata.dc.type: Dissertação
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