Tornando mais verdes métodos de controle de qualidade e de extração das folhas de boldo-do-chile (Peumus boldus Molina) e seus derivados

Abstract

Os avanços na ciência moderna associados aos conhecimentos tradicionais têm se mostrado uma forte alternativa para o desenvolvimento de novos medicamentos, possibilitando criar alternativas produtivas e direcionando a ciência para novas descobertas que supram a demanda global por medicamentos. A megadiversidade existente no território brasileiro apresenta uma enorme vantagem competitiva, sendo a indústria farmacêutica um dos setores com maior potencial de aproveitamento. Contudo, o atual modelo de controle de qualidade e pesquisa e desenvolvimento realizado nas indústrias farmacêuticas gera milhares de litros de resíduos tóxicos por dia, seja pela realização de experimentos sem o planejamento adequado, resultando em processos pouco eficientes, ou pelo uso de metodologias analíticas ultrapassadas. Visando garantir menor impacto ambiental destas atividades, o presente trabalho de pesquisa buscou desenvolver e aplicar conceitos verdes para a análise da matéria prima e controle em processo de boldina assim como no desenvolvimento da extração deste alcaloide de folhas de boldo-do-chile. Desta forma, o preparo de amostra para análise da droga vegetal segundo a Farmacopeia Brasileira teve o solvente diclorometano substituído por acetato de etila, desejável do ponto de vista da química verde, e o solvente hexano substituído por um menor volume de tolueno que, apesar de não verde, apresenta uma melhor classificação geral. Transferiu-se a metodologia da Farmacopeia Brasileira 6ª edição, baseada em HPLC para UHPLC, permitindo uma análise com o dobro de eficiência de separação dos pares críticos e economia de 8 vezes no volume de fase móvel utilizada. Também, reduziu-se a quantidade de dietilamina na fase móvel pelo uso de coluna com sílica de alta pureza. Para o insumo farmacêutico ativo vegetal com marcador químico boldina, foi otimizado por Planejamento Composto Central um método por UHPLC-PDA/UV para análise direta de boldina, permitindo separar e quantificar o analito sem necessitar realizar a etapa de preparo de amostra que dispensa tempo e custo, gerando alto volume de resíduos e possibilitando a ocorrência de erros analíticos. A realização de triagem por Planejamento Fatorial Fracionário dos parâmetros de processo, solvente e material envolvidos na extração de boldina possibilitou definir as variáveis de maior influência na eficiência extrativa, sendo que as condições de temperatura alta (80 °C), sem a moagem da matéria-prima forneceram melhores resultados. Com isto, foi possível eliminar a operação de moagem normalmente aplicada na produção deste insumo e definir um parâmetro crítico de monitoramento durante o processo. A abordagem descrita demonstrou que é possível atender princípios verdes da etapa analítica ao desenvolvimento e controle do produto, permitindo obter processos mais inteligentes do ponto de vista produtivo e ambiental.

The advances in modern science associated with traditional knowledge have proven to be a strong alternative for the development of new drugs, making it possible to create productive alternatives and directing science to new discoveries that supply the global demand for drugs. The megadiversity existing in the Brazilian territory has an enormous competitive advantage, with the pharmaceutical industry being one of the sectors with the greatest potential for exploitation. However, the current model of quality control and research and development carried out in the pharmaceutical industries generates thousands of liters of toxic waste per day, either by carrying out experiments without proper planning, resulting in inefficient processes, or by using outdated analytical methodologies. In order to guarantee less environmental impact of this activity, the present research work applied green concepts in the analytical stage for raw material analysis and control of the boldine process as well as in the development of the extraction of this alkaloid from the leaves of boldo-do-chile. In this way, the sample preparation for analysis of the vegetable drug according to Brazilian Pharmacopeia had the solvent dichloromethane replaced by ethyl acetate, desirable from the point of view of green chemistry, and the hexane solvent replaced by a lower volume of toluene which, although not green, has better overall rating. The Brazilian Pharmacopeia 6th edition methodology was transferred by HPLC to UHPLC, allowing an analysis with twice the efficiency of separation of critical pairs and savings of 8 times in the volume of mobile phase used. Also, the amount of diethylamine in the mobile phase was reduced by using a column with high purity silica. For the active pharmaceutical ingredient plant with the chemical marker boldine, a method by UHPLC-PDA / UV was optimized by Central Composite Design for direct analysis of boldine, allowing separation and quantification of the analyte without the need to carry out the sample preparation step, which does not require time and cost, generating a high volume of waste and enabling the occurrence of analytical errors. The screening by Fractional Factorial Design of the process variables, solvent and material parameters involved in the boldine extraction made it possible to define the variables with the greatest effect on extractive efficiency. The use of high temperature (80 °C) and non-grinding of the raw material provided the highest extraction efficiency. In this way, it was possible to eliminate the grinding operation normally applied in the production of this raw material and an accurate monitoring of the temperature in the production process was defined as critical. The approach described demonstrated that it is possible to meet green principles from the analytical stage to product development and control without major investments, allowing to obtain more intelligent processes from the productive and environmental point of view.