Monitorowanie polimorfizmu paracetamolu za pomocą DSC

Paracetamol (acetaminofen) jest najczęściej stosowanym lekiem przeciwbólowym i przeciwgorączkowym zarówno w Stanach Zjednoczonych, jak i w Europie. Nie warto jednak przyprawiać się o ból głowy, gdy weźmie się pod uwagę jego właściwości fizykochemiczne. Bardzo pomocna jest analiza termiczna, a w szczególności różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC).

Wiadomo, że paracetamol ma trzy polimorfy [2]:

Stabilna forma I (jednoskośna)
Metastabilna forma II (ortorombowa) i
Niestabilna forma III

Forma I ma niższą pojemność cieplną niż forma II. Poniżej -120°C modyfikacja formy II staje się bardziej stabilna niż forma I [3]. Ponadto, forma II zawiera dobrze zdefiniowane płaszczyzny poślizgu w swojej strukturze krystalicznej, co może ułatwić bezpośrednią kompresję do produkcji tabletek [4].

Zachowanie termiczne paracetamolu

W poniższym przykładzie 2,09 mg paracetamolu ogrzewano dwukrotnie od temperatury pokojowej do 200°C w aluminiowych tyglach i atmosferze azotu. Etap chłodzenia w międzyczasie również przeprowadzono z prędkością 10 K/min. W^pierwszym etapie ogrzewania widoczny jest efekt EndotermicznyPrzemiana próbki lub reakcja jest endotermiczna, jeśli do konwersji potrzebne jest ciepło.endotermiczny z ekstrapolowaną temperaturą początkową 169°C. Koreluje to dobrze z temperaturą topnienia formy I (6). Podczas kolejnego etapu kontrolowanego chłodzenia (nie pokazanego tutaj) nie zachodzi KrystalizacjaKrystalizacja to fizyczny proces twardnienia podczas tworzenia i wzrostu kryształów. Podczas tego procesu uwalniane jest ciepło krystalizacji.krystalizacja. Oznacza to, że paracetamol jest nadal amorficzny na początku^drugiego etapu ogrzewania. W^drugim etapie ogrzewania najpierw pojawia się efekt EgzotermicznyPrzejście próbki lub reakcja jest egzotermiczna, jeśli generowane jest ciepło.egzotermiczny (z temperaturą szczytową 82°C), który jest związany z procesem krystalizacji na zimno lub po krystalizacji. Jednak wraz ze wzrostem ogrzewania okazuje się, że nie ma takiej samej modyfikacji jak poprzednio, ponieważ odpowiedni efekt topnienia jest przesunięty do niższych wartości. Ekstrapolowana temperatura początku 157°C jest charakterystyczna dla formy II [5]. Tak więc metastabilna forma II powstała podczas krystalizacji końcowej.

Rys. 2: Pomiar DSC paracetamolu, przedstawione są krzywe DSC pierwszego (czerwona) i drugiego ogrzewania (ciemnoniebieska); skalowanie osi y jest ważne dla obu krzywych; warunki pomiaru patrz tekst

Więcej informacji na temat możliwości zastosowania analizy termicznej w branży farmaceutycznej można znaleźć tutaj. Literatura: [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Paracetamol [2] Bashpa, K. Bijudas, Anjali M Tom, P.K. Archana, K.P. Murshida, K. Noufala Banu, K.R. Amritha, K. Vimisha, Polymorphism of paracetamol: A comparative study on commercial paracetamol samples, International Journal of Chemical Studies, Vol. 1, Issue 6 (2014), p 25 -29 [3] Sacchetti, Thermodynamic Analysis of DSC Data for Acetaminophen Polymorphs, J. Therm. Anal. and Cal., 63; str. 345 - 350 [4] Kachrimanis, D. Braun, U. Griesser, Quantitative analysis of paracetamol polymorphs in powder mixtures by FT-Raman spectroscopy and PLS Regression, J Pharm Biomed Anal. 2007; 43; s. 407-412 [5] Polymorphism in the Pharmaceutical Industry, pod redakcją R. Hilfikera i M. van Raumera, s. 435/436, Wiley-VCH, 2019