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SEMESTE 2017-1
FORMATO PARA PROPONER CURSOS, TÓPICOS O CURSOS AD HOC
1. Título del Curso Fundamental
QUIMICA SUPRAMOLECULAR Y ESTADO SOLIDO
POLIMORFOS Y CO-CRISTALES FARMACÉUTICOS
2. Tutor responsable
Nombre completo
Adscripción
FARMACÉUTICO:
Teléfono:
Correo electrónico
Dr. Juan Manuel Germán Acacio
Coordinación de la Investigación CientíficaRAI
5487-6080 Ext. 6355
[email protected]
3. Profesores Invitados
Nombre completo
Adscripción
Teléfono:
Correo electrónico
Dr. Jesús Váldes Martínez
Instituto de Química
5622-4435
[email protected]
4. Introducción/justificación del Curso, Tópico o Curso ad hoc
Con el presente curso se dará a los alumnos herramientas teóricas y
metodológicas con un punto de vista Químico-Farmacológico que ayuden a la
introducción al campo del estado sólido farmacéutico, en particular el polimorfismo
y los co-cristales farmacéuticos que en los últimos años han sido vistos como
temas relevantes en la industria farmacéutica. Los cocristales permiten preparar
fármacos a la medida más eficaces en el tratamiento de diversas enfermedades.
De igual forma, el presente curso proporcionará elementos que ayuden a introducir
al estudiante al: estudio, diseño y síntesis de co-cristales farmacéuticos con base
en áreas fundamentales como son: química supramolecular e ingeniería de
cristales. Se expondrán diversas técnicas analíticas necesarias para la
caracterización de co-cristales farmacéuticos.
5. Características para la impartición del Curso, Tópico o Curso ad hoc
Indique el lugar, días y horario en Sala Audiovisual del Instituto de Química
donde se realizará el Curso
Martes y Jueves de 17:00-18:30
Número de sesiones y duración en 32 sesiones de 2.5 horas cada una.
horas por sesión (mínimo 36
horas)
Disponibilidad de impartirlo por SI X
videoconferencia
Número total de alumnos que 4 mínimo-16 máximo
puede aceptar
Número de alumnos del PDCB 4 mínimo-16 máximo
que puede aceptar
NO
6. Método de evaluación
Por favor incluya en este apartado él % de la contribución relativa de:
Exámenes (número)
(uno de conocimientos) 30 %
Participación en clase
40 %
Presentación de un proyecto
Obligatoria
Trabajos
30 %
7. Temario del Curso Fundamental
Unidad 1. Introducción y semblanza histórica de la Química supramolecular
(Dr. Jesús Valdés 3 horas)
Definición y desarrollo de la química supramolecular
Interacciones intermoleculares
Conceptos Básicos de Química Supramolecular
Conceptos supramoleculares y Diseño
Unidad 2. Diseño de co-cristales (Dr. Jesús Valdés 20 horas)
Aspectos fundamentales de Sales y co-cristales farmacéuticos
Definiciones: Las sales y co-cristales farmacéuticos
Procesos de autoensamblaje
Sintones supramoleculares (jerarquía y reglas de Etter)
Cambridge Structural Database
Rendimiento supramolecular
Estrategias de diseño de sales y co-cristales farmacéuticos
Co-cristales ternarios y cuaternarios
Unidad 3. Química supramolecular de la vida (Dr. Jesús Valdés 3 horas)
Inspiración biológica para la química supramolecular
Enzimas y coenzimas
Neurotransmisores y Hormonas
DNA
Autoensamble bioquímico
Unidad 4. Polimorfismo (Dr. Jesús Valdés 6 horas)
Introducción y definiciones
Importancia comercial e industrial del polimorfismo
Ocurrencia del polimorfismo en farmacia
Importancia de polimorfismo en farmacia
La imprrtancia de las formas metaestables
La imprrtancia de las formas amorfas
Unidad 5. Espectroscopía Infrarroja. (Mtro. Antonio Hernández 6.5 horas)
Efectos de la radiación infrarroja sobre la unión química.
Vibraciones moleculares.
Factores que afectan la frecuencia de absorción de la radiación infrarroja.
Instrumentación analítica en espectroscopia infrarroja.
Frecuencias de absorción de los hidrocarburos alifáticos y aromáticos.
Frecuencias de absorción de grupos funcionales oxigenados: alcoholes, éteres,
cetonas, aldehídos, carboxilos, ésteres y anhídridos.
Caracterización de compuestos por su respuesta espectroscópica
Unidad 6. Resonancia Magnética Nuclear (Mtro. Antonio Hernández 9.5 horas)
Fundamentos teóricos de la Resonancia Magnética Nuclear, espín nuclear,
momento magnético, comportamiento de la materia en un campo magnético.
Instrumentación analítica en Resonancia Magnética Nuclear: Dominio de tiempo y
dominio de frecuencia.
Factores que afectan la absorción de la radiofrecuencia por los grupos protonados:
desplazamiento Químico, multiplicidad, intensidad de la absorción, constante de
acoplamiento, integración.
Sistemas de acoplamiento de primer y de segundo orden.
Interpretación de espectros de compuestos que presentan sistemas de
acoplamiento de primer orden
7. Espectrometría de Masas. (Mtro. Antonio Hernández 9.5 horas)
Ionización molecular: Ionización electrónica, ionización química y bombardeo de
átomos rápidos.
Instrumentación analítica en espectrometría de Masas: Introducción de muestra,
fuentes de ionización y analizadores másicos.
Iones producidos en Espectrometría de Masas: Ión molecular, pico base, iones
fragmento y picos isotópicos.
Mecanismos generales de Fragmentación: Hidrocarburos alifáticos, hidrocarburos
aromáticos, compuestos oxigenados y compuestos nitrogenados.
Principales mecanismos de rearreglos de fragmentación.
Introducción a la caracterización de compuestos por sus espectros de masa
8. TGA/DSC (Dr. Juan Manuel Germán 5 horas)
Análisis Termogravimétrico (TGA).
Fundamentos de TGA
¿Qué nos permite conocer una curva de TGA?
Ejemplos de aplicación de TGA en diversas áreas: farmacia, materiales, polímeros
y alimentos
Instrumentación, tipo de crisoles y preparación de muestras.
Interpretación de curvas termogravimétricas.
Calorimetría de Barrido Diferencial (DSC).
Fundamentos de DSC.
Interpretación y análisis de resultados: fusión, cristalización, deshidratación,
descomposición y temperatura de transición vítrea.
Influencia de parámetros experimentales: velocidad de calentamiento, cantidad de
muestra, atmósfera y tipo de crisol.
Aplicación de DSC en diversas áreas: farmacia (estudio de pureza y polimorfismo
en fármacos), polímeros, materiales funcionalizados.
9. Cristalografía de Rayos-X (Dr. Juan Manuel Germán 15 horas)
Naturaleza de los rayos-X. Espectro contínuo y característico. Teoría general de la
difracción de los rayos-X por una red cristalina. Ecuaciones de Laüe. Ley de
Bragg. Métodos experimentales de difracción de rayos-X.
Unidad 10. Conceptos Farmacológicos y Evaluación de la Actividad
Biológica (Dr. Juan Manuel Germán 2.5 horas)
Bibliografía básica
Berger S. Sicker D. 2009. Classics in Spectroscopy. Isolation and Structural
Elucidation of Natural Products,. Wiley-VCH. Germany,645 pp.
Brunton LL, Lazo JS, Parker KL. 2007. Goodman & Gilman’s Manual of The
Pharmacological Basis of Therapeutics. 11ª ed. New York: McGraw-Hill.
Pretsch E., Bühlmann P., Affolter C. 2000. Structure Determination of Organic
Compounds. Tables of Spectral Data. Springer Verlag. Berlin, Heidelberg, New
York, 3rd. ed. 421 pp.
Silverstein R.M., Webster F.X., Kiemle D.J. 2005. Spectrometric Identification of
Organic Compounds. 7th ed. John Wiley and Sons. New York.
Staff of the Department of Pharmacology. 1968. University of Edinburg.
Pharmacological Experiments on Isolated preparations. Edinburgh, S.
Livingstone Ltd.
Tallarida, R. J., Raffa, R. B., McGonigle, P., 1989. Principles in General
Pharmacology. 1th ed. Springer-Verlag, New York, NY.
Wade Jr., L.G., 1995. Organic Chemistry. 3rd. ed., Prentice Hall. Upper Saddle
River, N.J. USA.
Steed, J. W. Atwood, J. L., Supramolecular Chemistry, 2da Ed., 2009, John Wiley
& Sons, Ltd.
Bernstein, J, 2002. Polymorphism in Molecular Crystals. Oxford University Press,
Oxford.
Bibliografía complementaria
Espectroscopía
1. Skoog, D. A., Holler, J. H., Nieman, T. A., Principios de Análisis Instrumental, 5a
Edición, Madrid, España, McGraw Hill, 2001.
2. Rubinson, K. A., Rubinson, J. F., Análisis Instrumental, Madrid, España,
Pearson Educación, S.A. 2001.
3. Willard, H. H., Merrit, L. Jr., Dean, J. A. y Settle, F. A., Métodos Instrumentales
de Análisis, México, D. F., Grupo Editorial Iberoamérica, 1991. koog.HollerNieman, Análisis Instrumental, quinta edición, Mc Graw Hill, 2001.
4. Silverstein-Basser-Morril, Spectrometric Identification of Organic Compounds,
quintaedición, John Wiley and sons, 1991.
5. Lambert-ShurvellLightner and Cooks, Organic Structural Spectroscopy, Upper
Saddle, New Jersey, USA, Prentice Hall, l99
6. Spectroscopy. Comprehensive Analytical Chemistry Ser., Vol. 35. New York,
USA, Elsevier Science, 2001
Cristalografía
Burns G. and Glazer A.M., Space Groups for Solid State Scientists, Academic
Press, 1990.
Giacovazzo C., Monaco H.L., Viterbo D., Scordari F., Gilli G., Zanotti G., Catti M.,
Fundamentals of Crystallography, Oxford University Press, 1992.
1. M.B. Boisen Jr. & G.V. Gibbs. Mathematical Crystallography. Reviews in
Mineralogy Volume 15. Mineralogical Society of America, 1990.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
Pecharsky V. K. and Zavalij P. Y., Fundamentals of Powder Diffration and
Structural Characterization of Materials, Springer Science+Business Media Inc.,
NY, USA, 2005.
West A. R., Solid State Chemistry and its Applications, Wiley, 2000.
Ladd M.F.C and Palmer R.A., Structure Determination by X-ray Cristallography,
Plenum Press, New York, 1993.
Cowley J., Electron Diffraction Techniques, Oxford Science Pub., 1992.
Jackson A. G., Handbook of Crystallography., Springer-Verlag, New York, 1991.
Hyde B. G., Inorganic Crystal Structure,. Wiley and Sons, 1989.
Glazer A.M., Hilger A., The Structure of Crystals, England, 1987.
Cullity B. D., Elements of X-Ray Diffraction, 1978.
Wyckoff R.W., Crystal Structures, 2nd. Edition, Interscience Pub., 1966.
International Tables of Crystallografy, Volume A, IUCr, Springer.
International Tables for Crystallography ,Volume A: Space-group symmetry,
International. Union of Crystallography. Springer