ESCALA DE GRIFfIN, EQUAÇÕES E CÁLCULOS Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa Ano lectivo 2015/2016 Tecnologia Farmacêutica II TEORIA EHL ESCALA DE GRIFfIN, EQUAÇÕES E CÁLCULOS Ana Raquel Oliveira Diana Branco Inês Caldeira Madalena Sanches (Turma 4ª feira 11-14h)

SUMÁRIO EHL e escala de Griffin Exercícios para a determinação do EHL do óleo/emulsão; Exercícios para a determinação do EHL de um emulgente; Exercícios para a determinação da concentração de emulgentes.

Emulgentes com EHL entre: Equilíbrio Hidrófilo-Lipófilo (EHL ou HLB) -Escala de Griffin Sistema para classificar, numericamente, um determinado composto segundo as suas características de hidrofilia e lipofilia. Emulgentes com EHL entre: 3-6 favorecem a formação de emulsões A/O 8-16 favorecem a formação de emulsões O/A

Equilíbrio Hidrófilo-Lipófilo (EHL ou HLB) -Escala de Griffin + Lipofílicos Graças ao sistema desenvolvido por Griffin, a seleção do agente emulsivo mais adequado para cada fórmula de emulsão tornou-se mais simples e racional. EHL da emulsão Máximo de estabilidade + Hidrofílicos

Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação do EHL de óleo/emulsão Fórmulas EHL emulsão = EHL FO = % óleo da fase oleosa x EHL óleo EHL emulsão = % emulgente no sistema emulgente x EHL agente emulsivo

Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação do EHL de óleo/emulsão 1. Cálculo do EHL da emulsão O/A EHL emulsão = EHL FO = % óleo da fase oleosa x EHL óleo Cálculos 1 Fase Oleosa = 5 (Cera)+26 (Parafina líquida) +18 (Óleo vegetal) = 49 2 Cera Parafina Líquida Óleo vegetal 49 - 100 % 5 - x x = 10.2 % (0.102) 49 - 100 % 26 - x x = 53.1 % (0.531) 49 - 100 % 18 - x x = 36.7 % (0.367)

Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação do EHL de óleo/emulsão 1. Cálculo do EHL da emulsão O/A EHL emulsão = EHL FO = % óleo da fase oleosa x EHL óleo Cálculos EHL FO = 0.102 x 15 + 0.531 x 10.5 + 0.367 x 9 = 10.41 Óleo Vegetal Parafina líquida Cera 3

Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação do EHL de óleo/emulsão 1. Cálculo do EHL da emulsão O/A OU EHL emulsão = % emulgente no sistema emulgente x EHL agente emulsivo Como só temos 1 agente emulsivo, este constitui 100 % do sistema emulgente : EHL emulsão = 1 x EHL agente emulsivo =1 x 10.41=10.41

Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação do EHL de óleo/emulsão 2. Pretende-se formular uma emulsão com uma mistura de tween 60 (EHL = 14,9) e span 80 (EHL = 4,3), mas o EHL do óleo a emulsionar é desconhecido. Para determinar o seu EHL, como proceder no laboratório? Supondo que a razão de emulgentes que conduz à emulsão mais estável é de 60% span para 40% de tween, calcular o EHL do óleo. Uma emulsão é estável quando o EHL do sistema emulgente é igual ao EHL da fase oleosa. Deste modo : Cálculos EHL Óleo a emulsionar = 0.40 x 14.9 + 0.60 x 4.3 TWEEN 60 (EHL = 14.9) – 40 % SPAN 80 (EHL = 4.3) – 60 % EHL Óleo a emulsionar = 8.54

EHL= PM parte hidrófila PM total x 100/5 Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação do EHL de um emulgente 1. Cálculo do EHL de um emulgente não iónico: CH3(CH2)16CH2(OCH2CH2)3OH Para Tensioactivos não iónicos : Cálculos PM parte hidrófila= 149,166 g/mol PM parte hidrofóbica= 253,494 g/mol EHL= 7,40 EHL= E+P 5 E- percentagem em peso de cadeias de oxietileno P- percentagem em peso de radicais de álcoois polihidricos EHL= PM parte hidrófila PM total x 100/5

EHL= PM parte hidrófila PM total x 100/5 Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação do EHL de um emulgente 2. Da eterificação em meio ácido do álcool esteárico CH3(CH2)16CH2 OH com vários polietilenoglicóis (PEG ou tween) (OCH2CH2)nOH, podem obter-se várias substâncias com valores de EHL diferentes. Se para a emulsão que se pretende preparar, o EHL indicado for 12,6, qual deverá ser o tamanho indicado da cadeia do polietilenoglicol? Cálculos H⁺ Álcool Esteárico CH3(CH2)16CH2OH + (OCH2CH2)nOH  CH3(CH2)16CH2(OCH2CH2)nOH + H₂O EHL=12,6 n= ? PM parte hidrofóbica= 253,494g/mol X= 431,62 Para Tensioactivos não iónicos : X EHL= PM parte hidrófila PM total x 100/5 12.6 X + 253.494

Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação do EHL de um emulgente 2. Da eterificação em meio ácido do álcool esteárico CH3(CH2)16CH2 OH com vários polietilenoglicóis (PEG ou tween) (OCH2CH2)nOH, podem obter-se várias substâncias com valores de EHL diferentes. Se para a emulsão que se pretende preparar, o EHL indicado for 12,6, qual deverá ser o tamanho indicado da cadeia do polietilenoglicol? CH3(CH2)16CH2OH + (OCH2CH2)nOH  CH3(CH2)16CH2(OCH2CH2)nOH + H2O EHL=12,6 n= ? PM parte hidrofóbica= 253,494g/mol X= 431,62 n.PM O + 2n.PM C+ 4n.PM H+ PM O+ PM H = 431,62 n= 9,41  n= 9

EHL= EHL óleo −EHL span 80 x % span 80 % emulgente problema Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação do EHL de um emulgente 3. Após a preparação de diversas formulações com diferentes percentagens de um emulgente desconhecido e de Span 80, constatou-se que a emulsão mais estável correspondia a 60% do emulgente problema e a 40% de Span 80. Calcule o EHL do emulgente problema, recorrendo ao método de Chun. (Dados: EHL óleo = 11; EHL Span 80 = 4,3) Método de Chun – span 80 (emulgente padrão) EHL= EHL óleo −EHL span 80 x % span 80 % emulgente problema EHL = (11 - 4,3 x 0,4)/0,6 = 15,47 Fórmula elaborada por Chun e colaboradores para ser aplicada quando os agentes emulsivos são moléculas mais complexas (goma arábica, adraganta, …) Preparam-se emulsões conhecendo o EHL do óleo e com várias misturas de proporções diferentes de um par de emulgentes: um padrão com EHL conhecido e o emulgente problema; Utiliza-se a emulsão mais estável para calcular o EHL do emulgente problema

Cálculos e Equações -Exercícios para a determinação da concentração de emulgentes 1. Podem utilizar-se misturas de emulgentes O/A e A/O que atinjam o EHL pretendido. Neste caso, o EHL pretendido da mistura de 5g de emulgentes é 10,5. Sabendo que a mistura faz-se com Span 80 (EHL = 4,3) e Tween 60 (EHL = 14,9), quais as suas concentrações na emulsão final? S = Span 80 T = Tween 60 S + T = 1 (EHLs x S) + (EHLt x T) = EHL mistura T = 1 - S (4,3 x S) + (14,9 x (1-S)) = 10,5 T = 1 – 0,42 = 0,58 S = 0,42 ≪≫ ≪≫ % de 5 g 2,1 g de Span 80 2,9 g de Tween 60

𝐸𝐻𝐿=Σ(nº grupos hidrófilos do emulgente) − ( nº grupos 𝐶𝐻 2 ) + 7 Fórmulas Método para compostos tipo éster Em que : IS – índice de saponificação IA – índice de acidez do ácido 𝐸𝐻𝐿=20 ( 1− IS/ IA ) Método de Davies 𝐸𝐻𝐿=Σ(nº grupos hidrófilos do emulgente) − ( nº grupos 𝐶𝐻 2 ) + 7

Bibliografia Aulton, M.E., Pharmaceutics: The Science of Dosage Form Design. 1988: Churchill Livingstone. Prista, L.V.N.; Alves, A.C.; Morgado, R.M.R., Tecnologia farmacêutica: I Volume. 1995: Fundação Calouste Gulbernkian. Lachman, L.; Lieberman, H.A.; Kanig, J.L., Teoria e prática na indústria farmacêutica. 2001: Fundação Calouste Gulbenkian.