Thermische karakterisering van testosteron met behulp van TGA-DSC-MS: implicaties voor het drogen, smelten en verwerken

Inleiding

Testosteron is een steroïde werkzame stof waarvan het thermisch gedrag van groot belang is voor het drogen, de opslag, de formulering en de thermische verwerking. Zelfs small e hoeveelheden restvocht of restoplosmiddel kunnen de Kristalliniteit / KristalliniteitsgraadKristalliniteit verwijst naar de mate van structurele orde van een vaste stof. In een kristal is de ordening van atomen of moleculen consistent en repetitief. Veel materialen zoals glaskeramiek en sommige polymeren kunnen zo worden bereid dat er een mengsel ontstaat van kristallijne en amorfe gebieden. kristalliniteit, het smeltgedrag, de verwerkbaarheid van het poeder en de Thermische stabiliteitEen materiaal is thermisch stabiel als het niet ontleedt onder invloed van temperatuur. Een manier om de thermische stabiliteit van een stof te bepalen is door een TGA (thermogravimetrische analyser) te gebruiken. thermische stabiliteit beïnvloeden. Daarom is een gecombineerde TGA-DSC-meting met gelijktijdige massaspectrometrische analyse van de vrijgekomen gassen bijzonder geschikt voor een uitgebreide karakterisering. Deze aanpak maakt het mogelijk om onderscheid te maken tussen de afgifte van vluchtige stoffen, 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 en chemische ontleding, en levert zo waardevolle informatie op voor procesoptimalisatie en kwaliteitscontrole.

Meetomstandigheden

De meetomstandigheden worden in tabel 1 nader beschreven.

Tabel 1: Meetomstandigheden voor STA

Resultaten en bespreking

Figuur 1 toont de TGA-, DTG- en DSC-curves van testosteron.

In het lage temperatuurbereik tussen kamertemperatuur en ongeveer 130 °C wordt een small massaverlies van 2,3 % waargenomen, met een DTG-piek bij 127 °C. Dit gedrag kan worden toegeschreven aan het vrijkomen van restvocht en zwak gebonden vluchtige stoffen. Het DSC-signaal vertoont tegelijkertijd een EndothermEen monsterovergang of reactie is endotherm als er warmte nodig is voor de omzetting.endotherm effect met een piektemperatuur van 127 °C. Deze verschijnselen duiden op desorptie- of dehydratatiegerelateerde processen voorafgaand aan de belangrijkste FaseovergangenDe term faseovergang (of faseverandering) wordt meestal gebruikt om overgangen tussen de vaste, vloeibare en gasvormige toestand te beschrijven.faseovergang. Dergelijke informatie is belangrijk omdat zelfs ge small e hoeveelheden restvocht de opslagstabiliteit, de poederstroom en de reproduceerbaarheid van de verdere verwerking kunnen beïnvloeden.

Er treedt een uitgesproken endotherme DSC-piek op met een geëxtrapoleerde begintemperatuur van 155 °C, wat goed overeenkomt met het in de literatuur gerapporteerde 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. De smeltenthalpie bedroeg 58 J/g. Dit signaal wordt toegeschreven aan 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 testosteron en vertegenwoordigt de belangrijkste fysische FaseovergangenDe term faseovergang (of faseverandering) wordt meestal gebruikt om overgangen tussen de vaste, vloeibare en gasvormige toestand te beschrijven.faseovergang van de stof. De duidelijk gedefinieerde piekvorm duidt op een duidelijk smeltproces. Kennis van 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 is essentieel voor het ontwerpen van thermische verwerkingsstappen. Thermische afbraak begon boven 250 °C en was voltooid bij ongeveer 450 °C. De DTG-piek werd gevonden bij 392 °C.

De analyse van het vrijgekomen gas, weergegeven in figuur 2, levert belangrijke aanvullende informatie op over de aard van de massaverliesverschijnselen. Het ionenspoor van m/z 18 vertoont een duidelijk signaal met een maximum bij ongeveer 137 °C, dat wordt toegeschreven aan het vrijkomen van water. Dit bevestigt dat het in de TGA-curve waargenomen massaverlies bij lage temperatuur ten minste gedeeltelijk wordt veroorzaakt door restvocht. Bovendien vertonen de ionensporen van m/z 43 en m/z 58 een duidelijk maximum bij ongeveer 171 °C, wat wijst op het vrijkomen van sporen aceton zodra het monster gesmolten is. Dit duidt op de aanwezigheid van restoplosmiddel, waarschijnlijk afkomstig van de synthese, zuivering of KristallisatieKristallisatie is het fysieke proces van verharding tijdens de vorming en groei van kristallen. Tijdens dit proces komt kristallisatiewarmte vrij.kristallisatie.

Het gemeten MS-spectrum bij 374 °C is weergegeven in figuur 3 en vertoont enkele overeenkomsten met het bibliotheekspectrum van testosteron. Deze bevinding duidt op een gedeeltelijke ontleding en gedeeltelijke VerdampingDe verdamping van een element of verbinding is een faseovergang van de vloeibare fase naar damp. Er bestaan twee soorten verdamping: verdamping en koken.verdamping van testosteron tijdens de thermische behandeling. Bij PyrolysePyrolyse is de thermische ontbinding van organische verbindingen in een inerte atmosfeer.pyrolyse komen waarschijnlijk verschillende ontledingsproducten tegelijkertijd als mengsel vrij.

Conclusie

Uit de meting blijkt dat een gecombineerde TGA-DSC-aanpak, idealiter aangevuld met analyse van vrijgekomen gassen, essentieel is voor een betrouwbare beoordeling van het thermische gedrag van het materiaal. Alleen deze combinatie maakt een duidelijk onderscheid mogelijk tussen fysische overgangen, zoals drogen en 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, en chemische afbraakprocessen. Zonder koppeling aan MS zouden deze gebeurtenissen met een gering massaverlies weliswaar door TGA kunnen worden gedetecteerd, maar zou de chemische oorsprong ervan niet met dezelfde mate van zekerheid kunnen worden vastgesteld. Deze resultaten vormen een belangrijke basis voor het optimaliseren van de droog-, opslag- en thermische verwerkingsomstandigheden voor testosteron.

Deze thermische karakterisering van het smeltgedrag van testosteron levert waardevolle informatie op voor de beoordeling van de fysische stabiliteit ervan in transdermale toedieningsvormen. De verkregen gegevens ondersteunen de ontwikkeling van robuuste formuleringen en maken de evaluatie mogelijk van potentiële herkristallisatieprocessen die de afgifte van het geneesmiddel en daarmee de werkzaamheid van het product kunnen aantasten. Het voorkomen van KristallisatieKristallisatie is het fysieke proces van verharding tijdens de vorming en groei van kristallen. Tijdens dit proces komt kristallisatiewarmte vrij.kristallisatie is essentieel om zowel de biologische beschikbaarheid van het actieve farmaceutische ingrediënt als de hechtprestaties op lange termijn van transdermale pleisters tijdens opslag en gebruik te waarborgen.