ヒントとコツ
るつぼの蓋が水和物の熱挙動に及ぼす影響とは？
水和物は、加熱すると結晶水を放出する結晶性固体の一群である。
放出温度は、ひとつには、水が構造に結合する結合エネルギーに依存する。このため、熱分析によって結晶構造の結合関係に関する情報を得ることができる。しかし、放出温度は、使用する容器システムにも影響される。るつぼの蓋の穴の直径が放出温度に影響することが予想されます。したがって、同じ水和物からの水の放出にさかのぼることができるDSCまたはTGA曲線における効果は、選択された測定条件のみに基づいて、その温度位置の点で大きく異なる可能性がある。
以下のアモキシシリン三水和物の例で、DSC曲線にどのような効果が現れるかを示す。アモキシシリンは、中耳炎、気管支炎、皮膚病などの細菌感染症の治療に、ヒトや動物に使用される抗生物質である。この物質は胃酸に侵されないため、点滴や注射だけでなく、錠剤や懸濁液としても投与できる。経口用医薬品の場合、アモキシシリンはほとんどが白色の結晶性粉末である三水和物の形で含まれている[1]。
TGA-FT-IRによる事前調査
アモキシシリンによる水分の放出が物質の分解と重なっていないことを確認するために、まずBruker FT-IRと組み合わせた熱重量測定が行われ、その結果が図1に示されている。
この試料は、600℃まで加熱する間に数回の質量変化を示す。DTGピーク温度132℃の第一段階は、12.9%の質量損失に相当する。この値は、アモキシシリン三水和物のモル質量419g/molと3つの水分子すべての放出に基づいて計算できる理論質量損失12.88%とよく一致している。図2から、放出されたガスは確かに水だけであることが確認された。
異なる穴をあけた容器によるDSC調査
各2.25 mgの質量の試料をConcavus® アルミニウムるつぼに秤量し、異なる穴のあいた蓋でるつぼを密閉した。調製した穴の写真を以下に示す。離水は吸熱（吸熱性）ピークとしてDSC曲線に現れる。図3から明らかなように、孔径が小さくなるにつれて、ピークの開始点、特に対応する各ピークの頂点の両方が高温側にシフトしている。穴の直径を11.5倍（約727μmから約63μm）小さくすると、ピーク温度は37Kシフトする。
概要
有機水和物および無機水和物の試験に貫通蓋付きアルミニウムるつぼを使用する場合、穴の大きさは、結果として得られる吸熱（吸熱性）蒸発ピークの温度位置に大きく影響する。DSC測定結果の良好な再現性は、同一の測定条件を採用した場合にのみ達成される。同様に、燃焼反応や分解反応など、ガスが放出されるすべての反応においても同様の挙動が予想される。