Polymorphie ist die Fähigkeit eines festen Materials, verschiedene kristalline Strukturen (Synonym: Formen, Modifikationen) auszubilden. Materials, in verschiedenen kristallinen Formen zu existieren.
Obwohl verschiedene Modifikationen eines Polymorphen die gleiche chemische Struktur besitzen, unterscheiden sie sich in den physikalischen Eigenschaften, wie z.B.:
- Löslichkeit
- Schmelzpunkt
- Wasseraufnahmefähigkeit
- Dichte
- Wärmekapazität
Dies beeinflusst Verhalten und Verarbeitbarkeit des Produkts, wie z.B.:
- Stabilität,
- Aufnahme in den Körper
- Auflösung(-srate)
- Bioverfügbarkeit
Deshalb ist Polymorphie ein wichtiges Thema für den Pharma- und Lebensmittelbereich.
Die unterschiedlichen Modifikationen eines Polymorphen können mittels dynamischer Differenz-Kalorimetrie (DSC) charakterisiert werden.
Beispiel
Polymorphie von Paracetamol
Die Abbildung zeigt zwei Aufheizungen einer Paracetamol-Probe (Ausgangsmasse: 2,6 mg). Die Aufheizraten sowie die Abkühlraten zwischen beiden Aufheizungen betrugen 10 K/min.
In der ersten Aufheizung wurde bei 169 °C (extrapolierte Onsettemperatur) ein endothermer Schmelzpeak detektiert. Die Schmelztemperatur ist typisch für die monokline Form I von Paracetamol. [1]
Während der Abkühlung mit 10 K/min tritt keine Kristallisation auf. Diese erfolgt erst in der zweiten Aufheizung bei 72 °C (Onset-Temperatur) und resultiert in einer anderen Modifikation mit einem Schmelzpunkt von 157 °C. Die Temperatur ist typisch für die orthorhombische Form II von Paracetamol [1].
![DSC-Messungen an Paracetamol 1] Quelle: M. Szelagiewicz et al., Therm. Anal. Cal., 57 (1999) 23](https://d2brmtk65c6tyc.cloudfront.net/fileadmin/user_upload/polymorphism_01.PNG?1595873389)