Introduktion
Man har fundet ud af, at smeltetemperaturen for forskellige faste stoffer som f.eks. visse polymerer, fedtsyrer, Ionic væsker og farmaceutiske forbindelser sænkes betydeligt i nærvær af superkritisk kuldioxid (scCO2) på grund afCO2's opløselighed i smelten. Denne effekt kan være fordelagtig ved behandling eller KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering af materialerne fra deres smelter, især hvis de er termisk følsomme. Et materiales følsomhed over for smeltepunktsdepression i nærvær af scCO2 kan undersøges ved at bruge højtryks-DSC (HP-DSC) til at måle materialets Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltetemperatur under forhøjet tryk afCO2, selv uden at nå superkritiske forhold. I denne undersøgelse blev effekten af høje tryk af kuldioxid på smeltepunktet af den farmaceutiske forbindelse piroxicam, et ikke-steroidt antiinflammatorisk lægemiddel (NSAID), undersøgt. Fire vandfri krystallinske former (polymorfer) af denne forbindelse er blevet rapporteret [1]. Den kommercielt tilgængelige form I, med en Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltetemperatur på ca. 201 °C, er den mest stabile krystallinske form. Det har vist sig, at smeltepunktet for form I sænkes betydeligt ved tilstedeværelse af scCO2 [1]. Da piroxicam nedbrydes ved Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltning, kan det være en fordel at sænke smeltepunktet for forbindelsen for at dyrke andre krystallinske former (f.eks. form III) fra smelten, som er vanskelige at få adgang til ved KrystalliseringKrystallisering er den fysiske hærdningsproces under dannelse og vækst af krystaller. Under denne proces frigives krystallisationsvarme.krystallisering fra opløsninger i organiske opløsningsmidler.
Eksperimentelle detaljer
Piroxicam (TCI America) blev brugt som modtaget. DSC-målinger blev udført med NETZSCH DSC 204 HP Phoenix® på 4-6 mg prøver i åbne 25 μL aluminiumdigler. Prøverne blev opvarmet ved 10 K/min under en strøm af N2 ellerCO2 med tryk fra 1 til 40 bar ved en strømningshastighed på 100 mL/min eller under en statiskCO2-atmosfære for at opnå tryk på >55 bar. En indiumstandard blev brugt til at verificere instrumentets temperaturkalibrering, som ikke varierede under de forskellige atmosfærer og tryk.
Resultater
Figur 1 viser smelteovergangene i DSC-kurverne for piroxicam form I under omgivendeCO2-tryk ogCO2-tryk på 40 bar og 63 bar. Mens målingerne ved omgivelsestryk og 40 bar blev udført under en dynamisk strøm afCO2, blev målingen ved 63 bar udført under en statisk atmosfære afCO2 i et lukket system. Det maksimale tryk på 55 bar fraCO2-tanken blev tilført HP-DSC'en ved omgivelsestemperatur, og systemet blev lukket, så trykket steg med opvarmningen og nåede 63 bar ved prøvens begyndende Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltning. Den ekstrapolerede begyndelsestemperatur for piroxicam-smeltetoppen på 201,3 °C ved omgivelsestryk stemmer overens med litteraturværdien1. Smeltepunktet blev sænket med ca. 5,5 K til 196 °C under 40 barCO2. Den faldt med yderligere 2,5 K under etCO2-tryk på 63 bar.
For at verificere, at effekten af smeltepunktssænkningen på piroxicam ved stigendeCO2-tryk var specifik forCO2, blev effekten af stigende N2-tryk på forbindelsens smelteadfærd undersøgt. Figur 2 viser smeltetoppene for piroxicam under N2 ved omgivelsestryk, 10 bar og 40 bar. I modsætning til effekten på smeltepunktet af stigendeCO2-tryk forårsagede stigende N2-tryk en lille stigning i piroxicams Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltepunkt, hvilket er i overensstemmelse med de fleste materialers opførsel, som undergår udvidelse, når de skifter fra faste stoffer til væsker.
Sammenfatning
HP-DSC-målinger viste, at piroxicam gennemgår en smeltepunktssænkning på ca. 8 K ved tilstedeværelse af enCO2-atmosfære på 63 bar sammenlignet med situationen ved omgivelsestryk. Denne undersøgelse viste, at HP-DSC-målinger kan bruges til at screene faste stoffer for potentiel smeltepunktssænkning i scCO2, selv når trykket er under det, der er nødvendigt for at nå den superkritiske fase.