Publication detail

Thermal decomposition of active pharmaceutical substances and accuracy of the related kinetic predictions: The case of nifedipine

Authors: Svoboda Roman

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Thermochimica Acta

Publisher name: Elsevier Science BV

Place: Amsterdam

Page from-to: 179790

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Tepelný rozklad aktivních farmaceutických látek a přesnost souvisejících kinetických předpovědí: Případ nifedipinu	K tepelnému rozkladu léčiva nifedipin byla použita neizotermická termogravimetrie. Dominantní proces tepelné molekulární degradace (jak potvrdila Ramanova spektroskopie) začíná velmi pomalu při přibližně 150 °C, což je pod bodem tání T-m přibližně 170 °C. Kinetika rozkladu byla popsána pomocí autokatalytické Šesták-Berggrenovy kinetiky; k určení následující sady parametrů byl použit nový přístup označovaný jako víceparametrová kinetická analýza z jediné křivky (sc-MKA): aktivační energie rozkladu E-d = 115,5 ± 2,4 kJ mol⁻¹, předexpoziční faktor rozkladu log(A(d)/s⁻¹) přibližně 8,5–8,9, Šesták-Berggrenovy kinetické exponenty M přibližně 0–0,2 a N přibližně 0,3–0,5. Následné kinetické předpovědi na základě těchto výsledků potvrdily dobrou tepelnou stabilitu nifedipinu, která umožňuje přípravu amorfní fáze ochlazováním taveniny a zpracování pomocí extruze za tepla a 3D tisku. Podrobná analýza výkonu metody sc-MKA byla provedena na základě obdobných literárních dat pro indomethacin, nimesulid a griseofulvin. Porovnání ukázalo více než dostatečný výkon metody sc-MKA při aplikaci na data tepelných rozkladů aktivních farmaceutických látek. Nejkritičtějším aspektem postupu sc-MKA se ukázalo být přesné určení modelově nezávislých parametrů (aktivační energie E-d a předexpozičního faktoru A(d)) a jejich teplotních trendů. S ohledem na specifika metody sc-MKA, tj. fixní hodnotu E-d(T), je určení teplotní závislosti A(d)(T) mimořádně důležité a stojí za rozsáhlé ověřování opakovatelnosti.	Tepelný rozklad; nifedipin; kinetika; TG; Ramanova spektroskopie
eng	Thermal decomposition of active pharmaceutical substances and accuracy of the related kinetic predictions: The case of nifedipine	Non-isothermal thermogravimetry was used to study the thermal decomposition of the nifedipine drug. The dominant process of thermal molecular degradation (as confirmed by Raman spectroscopy) starts very slowly at similar to 150 degrees C, which is below the melting point of T-m approximate to 170 degrees C. The decomposition kinetics was described in terms of the autocatalytic & Scaron;est & aacute;k-Berggren kinetics; a novel approach denoted as single-curve multivariate kinetic analysis (sc-MKA) was used to determine the following set of parameters: activation energy of decomposition E-d = 115.5 +/- 2.4 kJ mol(-1), decomposition pre-exponential factor log(A(d)/s(-1)) approximate to 8.5-8.9, & Scaron;est & aacute;k-Berggren kinetic exponents M approximate to 0-0.2 and N approximate to 0.3-0.5. The consequent kinetic predictions based on these results have confirmed the good thermal stability of nifedipine, which allows for the melt-quenching preparation of the amorphous phase as well as for the processing via hot melt extrusion and 3D printing. An in-depth analysis of the relevant performance of the sc-MKA approach was done based on the akin literature data for indomethacin, nimesulide, and griseofulvin. The comparison has revealed more than sufficient performance of the sc-MKA method with regard to its application to the thermal decomposition data of active pharmaceutical substances. The most critical aspect of the sc-MKA procedure was demonstrated to be the accurate determination of the model-free parameters (activation energy E-d and pre-exponential factor A(d)) and their temperature trends. Considering the specificity of the sc-MKA method, i.e., the fixed value of E-d(T), the determination of the temperature dependence of A(d)(T) is of utmost importance and worth extensive repeatability checks.	Nifedipine; Thermogravimetry; Thermal decomposition; Raman spectroscopy; Kinetic predictions

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links