Polymorphie

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) 23DSC-Messungen an Paracetamol
1] Quelle: M. Szelagiewicz et al., Therm. Anal. Cal., 57 (1999) 23


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