Inleiding
De smelttemperaturen van verschillende vaste stoffen zoals bepaalde polymeren, vetzuren, Ionic vloeistoffen en farmaceutische verbindingen blijken aanzienlijk lager te zijn in aanwezigheid van superkritisch kooldioxide (scCO2) door de oplosbaarheid van hetCO2 in de smelt. Dit effect kan gunstig zijn voor het verwerken of kristalliseren van de materialen uit hun smelt, vooral als ze thermisch gevoelig zijn. De gevoeligheid van een materiaal voor smeltpuntverlaging in de aanwezigheid van scCO2 kan worden onderzocht door gebruik te maken van hoge druk DSC (HP-DSC) om de Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelttemperatuur van het materiaal te meten onder verhoogde druk vanCO2, zelfs zonder superkritische omstandigheden te bereiken. In dit onderzoek werd het effect van hoge druk kooldioxide op het Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt).smeltpunt van de farmaceutische verbinding piroxicam, een niet-steroïde anti-inflammatoir geneesmiddel (NSAID), onderzocht. Er zijn vier watervrije kristallijne vormen (polymorfen) van deze verbinding gerapporteerd [1]. De commercieel verkrijgbare vorm I, met een Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelttemperatuur van ca. 201°C, is de meest stabiele kristallijne vorm. Er is aangetoond dat het Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt).smeltpunt van vorm I aanzienlijk wordt verlaagd in aanwezigheid van scCO2 [1]. Aangezien piroxicam ontleedt bij het Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelten, zou het verlagen van het Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt).smeltpunt van de verbinding gunstig kunnen zijn voor het groeien van andere kristallijne vormen (bijv. vorm III) uit de smelt die moeilijk bereikbaar zijn door KristallisatieKristallisatie is het fysieke proces van verharding tijdens de vorming en groei van kristallen. Tijdens dit proces komt kristallisatiewarmte vrij.kristallisatie uit oplossingen in organische oplosmiddelen.
Experimentele details
Piroxicam (TCI America) werd gebruikt zoals ontvangen. DSC-metingen werden uitgevoerd met de NETZSCH DSC 204 HP Phoenix® op 4-6 mg monsters in open aluminium kroezen van 25 μL. De monsters werden verwarmd bij 10 K/min onder een stroom van N2 ofCO2 met drukken variërend van 1 tot 40 bar bij een stroomsnelheid van 100 mL/min of onder een statischeCO2 atmosfeer om drukken van >55 bar te bereiken. Er werd een indiumstandaard gebruikt om de temperatuurkalibratie van het instrument te verifiëren, die niet varieerde onder de verschillende atmosferen en drukken.
Resultaten
Figuur 1 toont de smeltovergangen in de DSC-curves van piroxicam vorm I onder omgevingsdruk vanCO2 enCO2 -drukken van 40 bar en 63 bar. Terwijl de metingen bij omgevingsdruk en 40 bar werden uitgevoerd onder een dynamischeCO2-stroom, werd de meting bij 63 bar uitgevoerd onder een statischeCO2-atmosfeer in een gesloten systeem. De maximale druk van 55 bar uit deCO2-tank werd toegelaten tot de HP-DSC bij omgevingstemperatuur en het systeem werd gesloten zodat de druk toenam bij verwarming en 63 bar bereikte bij het begin van het Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelten van het monster. De geëxtrapoleerde aanvangstemperatuur van de smeltpiek van piroxicam van 201,3 °C bij omgevingstemperatuur komt overeen met de waarde in de literatuur1. Het begin van het Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelten werd met ongeveer 5,5 K verlaagd tot 196 °C onder 40 barCO2. Het daalde met nog eens 2,5 K onder eenCO2 -druk van 63 bar.
Om te verifiëren dat het smeltpuntsverlagende effect op piroxicam door het verhogen van deCO2-druk specifiek was voorCO2, werd het effect van het verhogen van de N2-druk op het smeltgedrag van de verbinding onderzocht. Figuur 2 toont de smeltpieken van piroxicam onder N2 bij omgevingsdruk, 10 bar en 40 bar. In tegenstelling tot het smeltpuntverlagende effect van toenemendeCO2-druk, veroorzaakte toenemende N2-druk een lichte verhoging van het Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt).smeltpunt van piroxicam, wat overeenkomt met het gedrag van de meeste materialen, die uitzetting ondergaan wanneer ze van vaste stoffen in vloeistoffen veranderen.
Samenvatting
HP-DSC metingen toonden aan dat piroxicam een smeltpuntverlaging van ongeveer 8 K ondergaat in de aanwezigheid van eenCO2 atmosfeer van 63 bar vergeleken met de situatie bij omgevingsdruk. Dit onderzoek toont het nut aan van HP-DSC-metingen voor het screenen van vaste stoffen op potentiële smeltpuntsverlaging in scCO2, zelfs als de druk lager is dan wat nodig is om de superkritische fase te bereiken.