Inledning
Smälttemperaturen för olika fasta ämnen, t.ex. vissa polymerer, fettsyror, Ionic vätskor och farmaceutiska föreningar, har visat sig sänkas avsevärt i närvaro av superkritisk koldioxid (scCO2) på grund avCO2:s löslighet i smältan. Denna effekt kan vara fördelaktig vid bearbetning eller KristalliseringKristallisation är den fysiska processen av härdning under bildandet och tillväxten av kristaller. Under denna process frigörs kristallisationsvärme.kristallisering av materialen från deras smältor, särskilt om de är termiskt känsliga. Ett materials känslighet för smältpunktssänkning i närvaro av scCO2 kan undersökas genom att använda högtrycks-DSC (HP-DSC) för att mäta materialets Smälttemperaturer och entalpierEtt ämnes smältningsenthalpi, även kallad latent värme, är ett mått på den energitillförsel, vanligtvis värme, som krävs för att omvandla ett ämne från fast till flytande tillstånd. Ett ämnes smältpunkt är den temperatur vid vilken det ändrar tillstånd från fast (kristallin) till flytande (isotropisk smälta).smälttemperatur under förhöjdaCO2-tryck, även utan att nå superkritiska förhållanden. I denna studie undersöktes effekten av höga koldioxidtryck på smältpunkten för den farmaceutiska föreningen piroxicam, ett icke-steroidalt antiinflammatoriskt läkemedel (NSAID). Fyra vattenfria kristallina former (polymorfer) av denna förening har rapporterats [1]. Kommersiellt tillgänglig form I, med en Smälttemperaturer och entalpierEtt ämnes smältningsenthalpi, även kallad latent värme, är ett mått på den energitillförsel, vanligtvis värme, som krävs för att omvandla ett ämne från fast till flytande tillstånd. Ett ämnes smältpunkt är den temperatur vid vilken det ändrar tillstånd från fast (kristallin) till flytande (isotropisk smälta).smälttemperatur på ca 201°C, är den mest stabila kristallina formen. Det har visats att smältpunkten för form I sänks avsevärt i närvaro av scCO2 [1]. Eftersom piroxikam sönderdelas vid Smälttemperaturer och entalpierEtt ämnes smältningsenthalpi, även kallad latent värme, är ett mått på den energitillförsel, vanligtvis värme, som krävs för att omvandla ett ämne från fast till flytande tillstånd. Ett ämnes smältpunkt är den temperatur vid vilken det ändrar tillstånd från fast (kristallin) till flytande (isotropisk smälta).smältning kan en sänkning av föreningens Smälttemperaturer och entalpierEtt ämnes smältningsenthalpi, även kallad latent värme, är ett mått på den energitillförsel, vanligtvis värme, som krävs för att omvandla ett ämne från fast till flytande tillstånd. Ett ämnes smältpunkt är den temperatur vid vilken det ändrar tillstånd från fast (kristallin) till flytande (isotropisk smälta).smältpunkt vara fördelaktig för att odla andra kristallina former (t.ex. form III) från smältan som är svåra att komma åt genom kristallisation från lösningar i organiska lösningsmedel.
Experimentella detaljer
Piroxicam (TCI America) användes i oförändrat skick. DSC-mätningar utfördes med NETZSCH DSC 204 HP Phoenix® på 4-6 mg prover i öppna 25 μL aluminiumdeglar. Proverna upphettades vid 10 K/min under ett flöde av N2 ellerCO2 med tryck från 1 till 40 bar vid en flödeshastighet på 100 mL/min eller under en statiskCO2-atmosfär för att uppnå tryck på >55 bar. En indiumstandard användes för att verifiera instrumentets temperaturkalibrering, som inte varierade under de olika atmosfärerna och trycken.
Resultat
Figur 1 visar smältövergångarna i DSC-kurvorna för piroxikam form I under omgivandeCO2-tryck ochCO2-tryck på 40 bar och 63 bar. Medan mätningarna vid omgivande tryck och 40 bar utfördes under ett dynamiskt flöde avCO2, utfördes mätningen vid 63 bar under en statisk atmosfär avCO2 i ett slutet system. Det maximala trycket på 55 bar frånCO2-tanken tillfördes HP-DSC vid omgivningstemperatur och systemet stängdes så att trycket ökade med uppvärmningen och nådde 63 bar när provet började smälta. Den extrapolerade starttemperaturen för piroxikams smälttopp på 201,3°C vid omgivande tryck överensstämmer med litteraturvärdet1. Smältpunkten sänktes med ca 5,5 K till 196°C under 40 barCO2. Den minskade med ytterligare 2,5 K under ettCO2-tryck på 63 bar.
För att verifiera att effekten av smältpunktssänkningen på piroxicam genom ökatCO2-tryck var specifik förCO2, undersöktes effekten av ökat N2-tryck på föreningens smältbeteende. Figur 2 visar smälttopparna för piroxicam under N2 vid omgivande tryck, 10 bar och 40 bar. I motsats till den smältpunktssänkande effekten av ökandeCO2-tryck orsakade ökande N2-tryck en liten ökning av smältpunkten för piroxikam, vilket överensstämmer med beteendet hos de flesta material, som genomgår expansion när de ändras från fasta ämnen till vätskor.
Sammanfattning
HP-DSC-mätningar visade att piroxikam genomgår en smältpunktssänkning på cirka 8 K i närvaro av enCO2-atmosfär på 63 bar jämfört med situationen vid omgivande tryck. Denna studie visade att HP-DSC-mätningar är användbara för screening av fasta ämnen för potentiell smältpunktssänkning i scCO2, även när trycket är lägre än vad som krävs för att nå den superkritiska fasen.