2. 3. Horas Teóricas 23 1.4. Horas Prácticas 37 60 AS I G ...

INGENIERIA EN QUÍMICA FARMACÉUTICAEN COMPETENCIAS PROFESIONALES

ASIGNATURA DE CINÉTICA FARMACÉUTICA

1. Competencias Dirigir procesos de fabricación farmacéuticos a travésde metodologías de diseño de productos, procesos yequipos, herramientas administrativas y de calidad conbase en la normatividad aplicable para contribuir a lasalud de la población y fortalecer el sector.

2. Cuatrimestre Noveno3. Horas Teóricas 234. Horas Prácticas 375. Horas Totales 606. Horas Totales por Semana

Cuatrimestre4

7. Objetivo de aprendizaje El alumno diseñará estudios de equilibrio y dereacciones químicas a través de modelos cinéticos, quepermitan obtener productos farmacéuticos con lasespecificaciones técnicas requeridas

Unidades de AprendizajeHoras

Teóricas Prácticas Totales

I. Equilibrio químico 5 8 13II. Cinética de las reacciones homogéneas

irreversibles5 8 13

III. Cinética de las reacciones homogéneasreversibles

5 9 14

IV. Farmacocinética 8 12 20Totales 23 37 60

ELABORÓ: Comité del P.E. de Ing. en QuímicaFarmacéutica REVISÓ: Dirección Académica

APROBÓ: C. G. U. T. y P. FECHA DE ENTRADAEN VIGOR: Septiembre de 2020

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CINÉTICA FARMACÉUTICA

UNIDADES DE APRENDIZAJE

1. Unidad deaprendizaje I. Equilibrio químico

2. Horas Teóricas 53. Horas Prácticas 84. Horas Totales 135. Objetivo de laUnidad deAprendizaje

El alumno determinará las condiciones de equilibrio químico paraobtener productos farmacéuticos a través de reaccioneshomogéneas y heterogéneas.

Temas Saber Saber hacer Ser

Constante deequilibrioquímico

Describir la clasificaciónde las reaccionesquímicas: Homogéneas yheterogéneas

Definir los conceptos deequilibrio químico yconstante de equilibrio.

Explicar el método decálculo de la constante deequilibrio.

Determinar la constantede equilibrio en unareacción homogénea enfase liquida

AnalíticoProactivoResponsableTrabajo en EquipoCapacidad deSíntesisSolución deproblemas



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Efecto de lapresión yconcentraciónen laconstante deequilibrio

Explicar la variación de laconstante de equilibrio enfunción de la presión y laconcentración, enreacciones homogéneas yheterogéneas.

Determinar la constantede equilibrio en unareacción química, a partirde la presión del sistema.


Efecto de latemperaturaen laconstante deequilibrio.

Describir una reacciónquímica y explicar la elefecto de la temperaturaen la misma.

Explicar el efecto de latemperatura en laconstante de equilibrio.

Determinar la constantede equilibrio de unareacción química adiferentes temperaturas.


Efecto de latemperatura ypresión en lareversibilidadde unareacción

Describir el concepto de“conversión” en unareacción químicareversible.

Explicar el efecto de latemperatura y presión enel equilibrio de unareacción química.

Evaluar el equilibrio deuna reacción química deinterés farmacéutico adiferentes temperaturas ypresiones.




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PROCESO DE EVALUACIÓN

Resultado de aprendizaje Secuencia de aprendizaje Instrumentos y tiposde reactivos

A partir de un caso prácticoelaborará un reporte que incluya:- Portada- Introducción- Determinación de la constantede equilibrio en función de laconcentración.- Dependencia de la constantede equilibrio en función de lapresión.- Dependencia de la constantecon la temperatura.- Variación de la conversión enfunción de la concentración,temperatura y la presión.- Memoria de cálculo.- Discusión de resultados.- Conclusiones- Bibliografía

1. Comprender el concepto deconstante de equilibrio.

2. Comprender el equilibrio enuna reacción química deacuerdo a las concentracionesde reactivos y productos.

3.- Analizar el efecto de lapresión y la temperatura sobrela constante de equilibrio enreacciones químicas.

4. Analizar el efecto de latemperatura y presión en elequilibrio de una reacciónquímica.

Ejercicios prácticosRúbrica



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PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE

Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticosAnálisis de casosTareas de investigaciónPráctica en laboratorio.

PCMedios audiovisualesMaterialEquipo y reactivos de laboratorioInternetManual de prácticas.Equipo de seguridad

ESPACIO FORMATIVO

Aula Laboratorio / Taller Empresa

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1.Unidad deaprendizaje II. Cinética de las reacciones homogéneas irreversibles

2.Horas Teóricas 53.Horas Prácticas 84.Horas Totales 13

5.Objetivo de la Unidadde Aprendizaje

El alumno determinará el modelo cinético de reaccioneshomogéneas irreversibles para la obtención de productosquímicos farmacéuticos.


Velocidad dereaccionesirreversibles

Describir el concepto develocidad de reacción.

Explicar los factores queafectan a la velocidad dereacción.

Describir los conceptosde: molecularidad y ordende reacción de unaecuación química.

Explicar la ley develocidad.

Evaluar la influencia de latemperatura yconcentración en lavelocidad de reacción.




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Modeloscinéticos

Explicar el métododiferencial de modeloscinéticos en reaccionesirreversibles de cero,primero y segundo orden.

.

Evaluar una reacciónquímica de degradaciónde un fármaco ydeterminar el orden dereacción de reacción parasu extinción.

Desarrollar hojas decálculo interactivas quepermitan determinar elmodelo cinético de unareacción.


Efecto de latemperaturaen laconstante develocidad.

Describir el efecto de latemperatura en laconstante de velocidad deuna reacción

Comprender la teoría decolisiones en una reacciónquímica y explicar losconceptos de:- energía de activación- intermediario químico- estado de transición- mecanismo de reacción

Comprender elfundamento de laecuación de Arrhenius yexplicar el método decálculo de la energía deactivación.

Determinar la energía deactivación de unareacción de interésfarmacéutico.




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A partir de un caso prácticoelaborará un reporte quecontenga:- Portada- Introducción- Molecularidad y orden dereacción- Modelo cinético- Efecto de la temperatura con laconstante de reacción- Cálculo de la energía deactivación.- Mecanismo de reacción- Memoria de cálculo- Análisis de resultados- Conclusiones- Bibliografía

1. Comprender los conceptosde: velocidad de reacción,molecularidad y orden dereacción.2. Comprender el métododiferencial para ladeterminación de modeloscinéticos.3. Analizar el efecto de latemperatura y la energía deactivación en la constante develocidad de la reacción.4. Identificar el modelo cinéticoy calcular la energía deactivación de una reacción deinterés farmacéutico




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Métodos y técnicas de enseñanza Medios y materiales didácticosAnálisis de casosTareas de investigaciónPrácticas en laboratorio.

PCMedios audiovisualesMaterialEquipo y reactivos de laboratorioInternet.Manual de prácticas.

ESPACIO FORMATIVO


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1. Unidad deaprendizaje III.- Cinética de las reacciones homogéneas reversibles

2.Horas Teóricas 53.Horas Prácticas 94.Horas Totales 14

5.Objetivo de la Unidadde Aprendizaje

El alumno determinará el modelo cinético de reaccionesreversibles y complejas para la obtención de productos químicosde interés farmacéutico.


Ecuacionescinéticas dereaccionesreversibles.

Explicar la teoría de losmodelos cinéticos dereacciones reversibles deprimer y segundo orden.

Explicar el procedimientode modelado de cinéticade reaccionesreversibles.

Determinar y simular elmodelo cinético de unareacción orgánicafarmacéutica (reversible).

AnalíticoProactivoTrabajo en EquipoCapacidad detrabajar bajopresiónCapacidad deSíntesisSolución deproblemas

Modeloscinéticos dereaccionescomplejas

Explicar el procedimientode obtención de losmodelos cinéticos develocidad en reaccionescomplejas, en serie ysimultáneas.

Describir los modeloscinéticos en reaccionesmixtas en serie ysimultáneas de unproceso farmacéutico.

Proponer el modelocinético de reaccionescomplejas en serie ysimultáneas.




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A partir de un caso práctico,elaborará un reporte quecontenga:- Portada- Introducción- Modelo cinético de reaccionesreversibles.- Modelo cinético de reaccionescomplejas.- Memoria de cálculo.- Conclusiones.- Bibliografía

1. Identificar la teoría dereacciones reversibles ycomplejas.

2. Comprender el método deobtención de modelos cinéticosde reacciones reversibles ycomplejas

3. Analizar los modeloscinéticos de reaccionesreversibles y complejas enprocesos farmacéuticos.




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PCMedios audiovisualesMaterialEquipo y reactivos de laboratorioInternet.Manual de prácticas.Equipo de Seguridad.

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1. Unidad deaprendizaje IV. Farmacocinética

2.Horas Teóricas 83.Horas Prácticas 124.Horas Totales 205.Objetivo de la Unidadde Aprendizaje

El alumno determinará el comportamiento y la cinética deabsorción, distribución, metabolismo y eliminación de un fármaco.


Introducción a lafarmacocinética

Explicar los conceptos defarmacocinética,biodisponibilidad y sistemaLADME (liberación,absorción, distribución,metabolismo, excreción) defármacos.

Describir las vías deadministración de fármacosy su influencia en lefarmacocinética de losmismos.




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La cinética delsistema LADME.

Describir la aplicación decinética de los procesos delsistema LADME.

Explicar las reaccionesmetabólicas de fase I de yfase II.

Identificar los factores quemodifican las etapas delsistema LADME.

Realizar la simulaciónde la farmacocinéticade un fármacomediante un softwarededicado e identificarlas etapas del sistemaLADME.

Evaluar los factoresque modifican laabsorción y elmetabolismo de unfármaco en un modelobiológico.


Parámetrosfarmacocinéticos

Describir el modelomonocompartimental paraun Bolo intravenoso.

Explicar los conceptos de:Área bajo la curva,concentración máximaplasmática, tiempomáximo, constante deabsorción, constante dedistribución, volumen dedistribución, y constante deeliminación de un fármaco.

Determinar la cinéticade las etapas delsistema LADME de unfármaco.

Construir una curva“tiempo vsconcentraciónplasmática” de unfármaco y determinarlos parámetrosfarmacocinéticos.




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A partir de un estudio de caso,elaborar un reporte quecontenga:

PortadaIntroducciónDesarrollo- Vía de administración delfármaco- Cinética de metabolismo- Reacciones metabólicas- Factores involucrados en lacinética metabólica- Cantidad del fármaco- Eliminación del fármaco- Volumen de distribuciónAnálisis de resultadosConclusionesBibliografía

1.- Identificar la farmacocinéticade un fármaco.

2.- Comprender las etapas delsistema LADME de un fármaco.

3. Determinar los parámetrosfarmacocinéticos de unfármaco.

Estudios de casoRúbrica



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Medios audiovisualesMaterial, reactivos y equipo de laboratorioInternetSimuladorEquipo de seguridad

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CAPACIDADES DERIVADAS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES A LAS QUECONTRIBUYE LA ASIGNATURA

Capacidad Criterios de DesempeñoEvaluar oportunidades de mejora aprocesos y productos farmacéuticos através de método científico, métodos ytécnicas analíticas considerando lanormatividad, la ciencia aplicada de laquímica y necesidades de la poblaciónpara su optimización.

Entrega un reporte de las oportunidadesdetectadas a procesos y productosfarmacéuticos que contenga:

A) De producto:

- Propiedades químicas- Propiedades bioquímicas- Propiedades físicas- Propiedades fisicoquímicas- Propiedades toxicológicas- Propuesta de mejora- Justificación- Conclusiones

B) De proceso:

- Diagrama de flujo- Instrumentación y control- Variables de proceso- Balances de materia y energía- Cálculo de reactores y cinética química- Operaciones unitarias- Propuesta de mejora- Justificación- Conclusiones



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Capacidad Criterios de DesempeñoProponer productos y procesosfarmacéuticos innovadora con base en laciencia aplicada de la química, métodos ytécnicas analíticas, nuevas tecnologías,normatividad aplicable y métodosestadísticos para determinar su viabilidad..

Entrega una propuesta de productos y procesosfarmacéuticos que incluya:

A) Producto:- Introducción- Fórmula química- Forma farmacéutica- Componentes- Presentación- Conservación- Pruebas de validación- Control de calidad- Justificación

B) Proceso:

- Introducción- Innovación- Operaciones unitarias- Equipos- Variables de control- Pruebas de validación- Control de proceso- Optimización- Justificación



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Capacidad Criterios de DesempeñoDesarrollar el escalamiento y primer loteindustrial a través de la aplicación demetodología de escalado, herramientasde planeación, software especializado,técnicas tradicionales y modernas deanálisis, desarrollo de procesos yselección de equipos, considerando lanormatividad aplicable para establecer lasespecificaciones técnicas.

Entrega primer lote y ficha técnica de formulaciónde producto y proceso que contenga:

A) Especificaciones de Producto:

- Formulación química- Forma farmacéutica- Propiedades fisicoquímicas- Pruebas de estabilidad- Pruebas de validación- Normatividad aplicada- Conclusiones y recomendaciones

B) Especificaciones de proceso:

- Diagrama de flujo- Balance de materia y energía- Parámetros de control- Pruebas de validación- Técnicas de escalamiento y software utilizado- Instrumentación y control del proceso- Técnicas analíticas- Normatividad aplicable- Conclusiones y recomendaciones



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FUENTES BIBLIOGRÁFICAS

Autor Año Título del Documento Ciudad País Editorial

LevenspielOctave (2009) Ingeniería de las reacciones

químicas D.F. México Limusa Wiley

Avery H. E. (2002) Cinética química básica ymecanismos de reacción. D.F. México Reverté.

José FelipeIzquierdo (2004) Cinética de las reacciones

químicasBarcelona España

EdicionesUniversitat deBarcelona

Atkinson B. (1989) Reactores bioquímicos Barcelona España Reverté

Scott Fogler H. (2001) Elementos de ingeniería delas reacciones químicas D.F. México Pearson

Smith J. M. (1991) Cinética química paraingeniería D.F. México McGraw-Hill

H. E. Avery (2002) Cinética química básica ymecanismos de reacción

Barcelona España Reverté

Hebert AlanChambi (2014) Cinética química en la

industria farmacéuticaJuliaca -Puno Perú Universidad

Andina



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