Introduction
La pureté des produits pharmaceutiques et alimentaires va de pair avec leur qualité. Les substances livrées ne doivent pas contenir de contaminants susceptibles de nuire à un organisme. En particulier dans les formulations, les contaminants ne doivent pas interférer avec l'ingrédient actif et donc entraver son bon fonctionnement. Pour ces raisons, le site purity determination est essentiel pour les substances médicamenteuses, cosmétiques et alimentaires.
Dans le présent exemple, la pureté de la Nipagine a été déterminée. Cette poudre blanche est connue sous le nom chimique de parabène méthylique (figure 1) et est utilisée comme conservateur dans les cosmétiques, les médicaments et les aliments sous le nom de E218 [1, 2].
L'ASTM E928-08 décrit la procédure pour purity determination au moyen de mesures DSC. Elle tient compte du fait que "la plage de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). température de fusion d'un composé s'élargit à mesure que le niveau d'impureté augmente" [3]. Cette méthode s'applique aux mélanges contenant des impuretés qui se dissolvent dans la matière fondue et sont insolubles dans le cristal, c'est-à-dire aux impuretés dites eutectiques.
Conditions d'essai
L'importance de la résistance thermique - Solution logicielle permettant de gagner du temps : NETZSCH
Les changements de température au cours d'une mesure DSC sont généralement mesurés du côté de la référence. La "vraie" température de l'échantillon dépend de la résistance thermique entre les creusets de référence et d'échantillonnage ainsi que de l'enthalpie des processus se produisant dans l'échantillon. La connaissance de la température correcte de l'échantillon jouant un rôle important dans la détermination de la pureté, la résistance thermique doit être calculée avant les tests. Dans le logiciel NETZSCH Proteus® pour DSC, l'étalonnage de la résistance thermique s'effectue en même temps que l'étalonnage de la température et de l'enthalpie, de sorte que les courbes résultantes indiquent automatiquement la température réelle à l'intérieur de l'échantillon.
Mesures
Avant les mesures avec le DSC 204 F1 Phoenix® , les moules Concavus® en aluminium ont été lavés à l'acétone et chauffés à 425°C pendant une minute. Après avoir placé l'échantillon (masse de l'échantillon 2,12 mg) dans le creuset, celui-ci a été hermétiquement fermé et placé dans la cellule DSC.
La plage de température doit être choisie avec soin afin de commencer à chauffer bien avant la Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion, car le Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope).point de fusion peut être abaissé sous l'influence d'impuretés. En outre, il faut tenir compte de la pré-Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion, qui est minime dans les matériaux très purs, mais qui peut augmenter avec la contamination.
Dans le premier segment, l'échantillon a été chauffé de la température ambiante à 100°C à une vitesse de 20 K/min. Dans le segment suivant, la vitesse de chauffage a été réduite à 0,7 K/min et la température a été augmentée à 130°C. Pendant toute l'expérience, la cellule DSC a été purgée avec de l'azote sec.
Résultats des tests
La figure 2 montre la courbe DSC du deuxième segment de chauffage. Le pic EndothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est endothermique si la conversion nécessite de la chaleur.endothermique résulte de la Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion de la Nipagine. La température d'apparition détectée à 125,4°C est en bon accord avec la valeur de la littérature pour la Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). température de fusion (125,2°C [1]).
Pour le calcul de la pureté, l'équation de Van't Hoff est utilisée, comme décrit dans la méthode A de l'ASTM E928-08 :
TS: température de l'échantillon [K]
T0: Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). température de fusion de la nipagine pure [K]
R : constante des gaz (= 8,314 J/mol-1-K-1)
X : fraction molaire de l'impureté
H : chaleur de Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). fusion [J-mol-1], calculée à partir de la surface du pic
F : fraction fondue
Le diagramme de Van't Hoff est une représentation graphique des données du site purity determination. Il compare les données de mesure réelles pour 1/F (l'inverse de la fraction du pic de fusion) avec la température à laquelle cette quantité de fusion est observée. Ces données sont généralement non linéaires ; la non-linéarité augmente avec la diminution de la pureté. L'écart par rapport à la linéarité est dû à la pré-fusion, qui ne peut être détectée au moyen de la DSC. Il convient de noter que la courbure est influencée par le programme de température de la mesure DSC (démarrage trop proche du pic de fusion) et les limites pour le calcul de la surface du pic (par exemple, limite gauche trop proche du pic de fusion).
Pour la linéarisation de la courbe, le logiciel calcule une valeur révisée pour F en ajoutant un facteur de correction c à la surface totale et à chaque surface fractionnée. Cette procédure permet finalement d'obtenir la linéarité de la courbeTs=f(1/F).
En outre, le poids moléculaire doit être saisi dans le logiciel pour calculer la valeur du mole%.
La figure 3 présente les données observées et corrigées (courbe linéaire).
La pureté est calculée à partir de la pente des données linéaires corrigées. Le Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope).point de fusion théorique d'un matériau pur à 100 % peut également être obtenu à partir du tracé comme le point où la fraction fondue (1/F) est égale à 0 (T de fusion pure dans l'encadré de la figure 3). Il s'élève à 126,063°C par rapport à la Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope). température de fusion de 125,995°C. Le logiciel NETZSCH Purity calcule que la teneur en impuretés de l'échantillon de Nipagin mesuré est de 0,14 mole-%.
Les résultats ne sont fiables que lorsque les données ajustées présentent une linéarité, que le niveau de pureté est supérieur à 98,5 % et que le facteur de correction c est inférieur à 20 % [3].
Après la mesure, l'échantillon a été pesé à nouveau pour s'assurer qu'aucune perte de masse ne s'est produite pendant la mesure. Une variation de la masse initiale indiquerait une évaporation des substances volatiles, ce qui entraînerait un effet EndothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est endothermique si la conversion nécessite de la chaleur.endothermique. Ainsi, le pic EndothermiqueUne transition d'échantillon ou une réaction est endothermique si la conversion nécessite de la chaleur.endothermique ne serait pas seulement dû à la fusion, mais aussi à la libération de substances volatiles, ce qui fausserait l'évaluation du pic. Cela fausserait l'évaluation du pic.
Conclusion
La méthode DSC permet de déterminer facilement la pureté des matériaux cristallins purs. La pureté est calculée en utilisant le taux de fusion du matériau étudié. Le pic de fusion DSC permet de déterminer l'abaissement du Températures et enthalpies de fusionL'enthalpie de fusion d'une substance, également connue sous le nom de chaleur latente, est une mesure de l'apport d'énergie, généralement de la chaleur, nécessaire pour convertir une substance de l'état solide à l'état liquide. Le point de fusion d'une substance est la température à laquelle elle passe de l'état solide (cristallin) à l'état liquide (fusion isotrope).point de fusion, qui est directement lié à la présence d'impuretés.
Une condition préalable pour purity determination au moyen de la DSC est que les impuretés se dissolvent dans la matière fondue et soient insolubles dans le cristal. Pour que purity determination soit correct, la sublimation de l'échantillon doit également être évitée.