超高速示差走査熱量測定を用いた不明メントールの多形検出
活性物質の多形形態の知識は、特に製薬業界において非常に重要です。この記事では、これまで未知だったメントール多形体をFlash DSCにより特定し特性評価する方法をご紹介します。
イントロダクション
化成品化合物の安定性と溶媒における溶解度は、いずれも化合物の構造によって異なります。たとえば、医薬品 物質の開発では、さまざまな多形体を同定し、それらの安定性を評価することが重要です。DSCは多形体の迅速な検出によく使用されます。
ここで、昇温速度と冷却速度の選択は、多形体を検出するかどうか、検出できる場合はどの多形を検出するかに大きく影響します。液体中での構造の形成は冷却条件に強く影響されます。冷却速度に応じて、異なる多形体または異なる多形体の混合物が形成される。加熱中に、他の多形の存在を示す再組織化プロセスが発生します。
従来のDSC装置では、最大で約300K/分の最大値昇温速度と冷却速度が可能でした。この記事では、Flash DSCで可能な高い昇温速度と冷却速度によって、従来のDSCでは検出できなかった多形体をどのように特定できるかについて説明します。この作品に選ばれた物質はメントールでした。これまで知られていなかった多形は、左旋性レボメントールとラセミ体(左旋性エナンチオマーと右旋性鏡像異性体の1:1の混合物)の両方で見られました。
実験の詳細
レボメントールまたは (1R,2S,5R)-5-methyl-2 propan-2-yl) cyclohexanol)シクロヘキサノール)をアクロス有機社から入手し、ラセミ体をアルファ・アエザールから室温および常圧で安定な形態(α型)で入手した。測定は、メトラー・トレドの超高速示差走査熱量計 Flash DSC 1を使用して実施しました。また1000 K/秒の昇温速度と冷却速度が使われました。単結晶片をセンサに置いて測定を行いました。
Flash DSC 測定 mFDSCに使用する結晶の質量は直接測定できません。ただし、Flash DSC測定で測定したα形の融解エンタルピーΔHFDSC (in μJ) と、従来のDSCで測定した質量に関して正規化した安定形の融解エンタルピー (Δhα in J/g)を比較することで推定できます：
mFDSC[ug]= Δ HFDSC / Δ hα
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結論
多形挙動を調べるために、通常は異なる昇温速度と冷却速度で実験を行います。特定の形態が発生するかどうかは、加熱/冷却条件に大きく依存します。レボメントールとメントールのラセミサンプルを使用して、Flash DSCとその高い昇温および冷却速度の助けを借りて未知の多形が見つかることを示しました。
Detection of previously unknown menthol polymorphs by Flash DSC | Thermal Analysis Application No. UC 466 | Application published in METTLER TOLEDO Thermal Analysis UserCom 46