Journal américain de l'administration de médicaments et de la thérapeutique Libre accès

Abstrait

Comportement thermodynamique de la naringénine dans un système de solvants mixtes eau et méthanol à des températures comprises entre 288,15 et 328,15 K

Noubigh

La naringine (C27H32O14) dont le nom chimique est 4′,5,7-trihydroxyflavanone-7-rhamnoglucoside, est un glycoside de flavanone que l'on trouve fréquemment dans de nombreux agrumes, en particulier le pamplemousse et le citron, de sorte qu'il est responsable du goût amer du fruit. Il a été rapporté que la naringine peut avoir des effets biologiques tels que des activités antioxydantes, anti-inflammatoires, anticancéreuses (cancer du sein), antiallergiques, antidiabétiques, anti-angiogéniques et hypocholestérolémiantes. En tant que flavonoïde végétal, la naringine a suscité un intérêt scientifique et public important ces dernières années en raison de ses effets polyvalents bénéfiques pour la santé. Cependant, en raison de la très faible solubilité de la naringine dans l'eau à température ambiante, sa biodisponibilité est faible et cela entrave les études ultérieures sur ses applications pharmacologiques.

La mesure expérimentale de la solubilité des composés bioactifs dans la solution en fonction de la composition du solvant et de la température est particulièrement utile pour la conception de produits pharmaceutiques et industriels, ainsi que pour obtenir des informations complètes sur les caractéristiques physicochimiques des dissolutions pharmaceutiques. De plus, les données de solubilité des solutés dans différents solvants sont nécessaires pour déterminer les solvants appropriés pour l'extraction, la séparation, la production et la purification des composés organiques. Il existe divers modèles mathématiques et empiriques pour corréler et prédire la solubilité des composés médicamenteux dans différents solvants et à différentes températures. Ces modèles peuvent résoudre des problèmes tels que le coût élevé et le temps long du processus de détermination de la solubilité. La dépendance de la solubilité à la température permet à l'analyse thermodynamique de nous donner des informations sur les mécanismes impliqués dans le processus de dissolution.

Solid-liquid phase equilibrium solubility of naringenin in (water + methanol) binary solvent mixtures was determined by using UV spectrophotometric method from 288.15 K to 328.15 K at atmospheric pressure. The solubility of naringenin increased with increasing temperature in all tested systems. The Apelblat equation, van’t Hoff equation, Jouyban-Acree model and combined Jouyban-Acree models were employed to correlate the solubility data in binary solvent mixtures. The selected thermodynamic models all can give acceptable results. Furthermore, the standard Gibbs free energy, enthalpy and entropy for the dissolution of naringenin and excess enthalpy of solution HE, were calculated, which indicates that the dissolution process of naringenin is an endothermic and entropy favorable process for their trauma needs   and many without any referral to address.

This study describes the thermodynamics of dissolution of flavonoid naringin in different aqueous solutions of dimethyl sulfoxide (DMSO) containing 0–100% (w/w) under atmospheric pressure and over a temperature range of 298.15 to 325.15 K. The temperature dependence of solubility of naringin was analyzed using the modified Apelblat equation model, ideal model, and the λH equation model. In a mean harmonic temperature, the dissolution thermodynamic parameters of naringin containing,   and   were also calculated. Furthermore, the effects of solvent composition on the solubility of this flavonoid were analyzed in terms of Hildebrand's solubility parameter (δH) and Kamlet, Abboud and Taft (KAT) solvatochromic parameters (α, β, and π*). Finally, the preferential solvation parameters of the flavonoid naringin by DMSO (δxDMSO,S) were determined from experimental solubility data using the inverse Kirkwood–Buff integrals (IKBIs). It was found that water preferentially solvates naringin in water-rich mixtures while DMSO forms local solvation shells in compositions from 50% (w/w) or xDMSO = 0.19 up to pure co-solvent. Moreover, the structure of solvation shells of naringin in the under study mixtures was obtained by molecular dynamics (MD) simulations. The computational results showed that in the compositions xDMSO > 0.20, the probability of presence of the DMSO molecules in vicinity of naringin is more than water molecules. These findings are compatible with the available IKBI data.

Outre la solubilité, le phénomène de solvatation préférentielle dans lequel le soluté est entouré de préférence par le composant du mélange de solvants n'a pas été étudié jusqu'à présent dans de nombreux composés pharmaceutiques. Le phénomène peut aider à comprendre les interactions moléculaires impliquées dans le processus de dissolution. Par conséquent, la présente étude se concentre d'abord sur la mesure de la solubilité à l'équilibre de la naringine, un flavonoïde antioxydant, dans des systèmes de cosolvants aqueux de DMSO (0 à 100 % en poids/poids) et à différentes températures (298,15 à 325,15 K) à l'aide d'une méthode d'équilibre de dissolution isotherme. Il est à noter que le cosolvant DMSO est un solvant aprotique polaire important avec une très faible toxicité et une immense importance biologique. Il dissout les composés polaires et non polaires et est miscible dans une large gamme de solvants organiques ainsi que dans l'eau. Dans l'étape suivante, l'effet de la température sur la solubilité de la naringine dans les mélanges aqueux binaires est analysé pour évaluer les quantités thermodynamiques impliquées dans le processus de solubilité. Il est important de souligner que la plage de température utilisée dans ce travail couvre différentes conditions ambiantes ainsi que la température normale du corps humain. Nous avons également déterminé l'influence de la composition du cosolvant sur la solubilité de la naringine au moyen d'équations KAT. Enfin, l'approche des intégrales inverses de Kirkwood-Buff (IKBI) est appliquée pour évaluer la solvatation préférentielle de la naringine dans les mélanges binaires examinés. D'autre part, les simulations de dynamique moléculaire (MD) qui sont basées sur une gamme d'approches informatiques complémentaires fournissent un outil très puissant pour étudier le phénomène de solvatation, en particulier la solvatation préférentielle, directement en utilisant la fonction de distribution radiale calculée (RDF). Nous avons également caractérisé la structure de la couche de solvatation de la molécule de naringine (solvatation préférentielle) dans les mélanges aqueux de DMSO en calculant les RDF. Les résultats de la solvatation préférentielle sont ensuite comparés aux données obtenues à partir de l'approche des intégrales inverses de Kirkwood-Buff (IKBI).