MĚŘENÍ ROZPUSTNOSTI
Obr. 9: Přístroj Crystalline
Ve výše uvedeném příkladu byly dvě modelové sloučeniny zkoumány pouze pomocí přístroje Crystal16. Konstrukce pseudobinárních fázo- vých diagramů vyžaduje předchozí znalost rozpustnosti všech sloučenin. Hypoteticky lze všechny výsledky, včetně fázového diagramu daného systému API-koformer, generovat do 48 hodin. Metoda umožňuje rychlý předběžný screening možných systémů kokrystalů, na které navazují další analýzy, jako je rentgenová difrakce monokrystalu (SC-XRD), nukleární magnetická rezonance v pevném stavu (ss-NMR), infračervená spektroskopie v pevném stavu (IR), diferenční skenovací kalorimetrie (DSC), atd. Potřebujeme účinnou metodu pro stanovení rozpustnosti složitých systémů, jako jsou kokrystaly, a pro dobré vymezení oblasti tvorby ko- krystalu. Izotermickou rozpustnost kokrystalu v celém rozsahu složení, která poskytuje informaci o oblasti tvorby kokrystalu, lze snadno stanovit metodou SA, přičemž se vychází z rozpustnosti čisté složky při dané teplotě. Níže je uveden příklad CBZ a INA. Výchozí bod se vytvoří roz- puštěním obou složek při jejich koncentraci nasycení (bod 1 na obr. 8). Ačkoli vyloučený molární podíl obou složek v rozpuštěné látce nemusí být nutně blízký jejich stechiometrickému poměru v pevném kokrystalu, ve většině případů se nachází v oblasti, ve které se tvoří kokrystaly, čímž se získá výchozí suspenze. Soustava se ředí přídavkem rozpouštědla až do bodu vyčeření. Pokud je rozpustnost kokrystalu drasticky nižší než rozpustnost čistých složek, je velký také přidaný objem rozpouštědla. V takovém případě lze provádět sekvenci měření. Je třeba připravit vý- chozí složení obsahující menší množství obou čistých složek (např. bod 2 na obr. 8). Od tohoto bodu lze přidávat nenasycené roztoky jedné ze složek, dokud se nezíská čirý roztok. Tak se získají další body na přímce rozpustnosti. Technika přídavku rozpouštědla poskytuje rychlý způsob stanovení rozpustnosti složitých systémů. Multiplexování a automatizace této techniky, jako na obr. 6, a podobně jako u metody TV v přístroji Crystal16 vede k efektivnímu generování dat. Obr. 8: Stanovení fázového diagramu kokrystalu INA-CBZ v etanolu pomocí přídavku rozpouštědla. Je vynesen molární zlomek CBZ ( χ CBZ ) proti molárnímu zlomku INA ( χ INA ). Zelené značky představují údaje o rozpustnosti při T = 20 °C. Metodika SA je znázorněna modrými teč- kami (výchozí body), červenými šipkami (cesty adice) a oranžovými ko- sočtverci (vybrané body vyčeření).
4 Závěr Použití automatizovaných technik s detekcí bodu vyčeření/zákalu po- mocí senzorů zákalu nebo kamery, výrazně zvýšilo sběr rozpustnostních dat. Stanovení rozpustnosti metodou bodu vyčeření/zákalu přístrojem Crystal16 a jeho integrovanými senzory zákalu umožňuje vědcům snazší sběr a reprodukci dat ve srovnání s metodou EqC. Pro metodu přídavku rozpouštědla lze použít přístroj Crystalline vybavený kamerami pro pozorování částic. Tato technika je oblíbená pro stanovení rozpustnosti při konstantní teplotě a rychlé generování izotermických fázových diagramů. Obě metody jsou proto široce používány v řadě laboratoří po celém světě, jak v průmyslu, tak na akademické půdě. Každý rok je publikováno přibližně 25 vědeckých článků, které zdůrazňují uplatnění přístrojů Crystal16 a Crystalline v takových měřeních. Vedle multiplexování měření bodů vyčeření/zákalu vedla automatizace přístroje ke zvýšení efektivity a snížení nákladů na práci s touto analytic- kou metodou, což by mělo podnítit využití dat o rozpustnosti od raných fází výzkumu, přes vývoj krystalizačních procesů až po fáze formulační. Pro více informací o článku Rozpustnost: význam, měření a další apli- kace navštivte naši webovou stránku, kde naleznete webinář se stejným názvem, který přednáší Prof. dr. Joop ter Horst, naši databázi publikací a odkazy uvedené v tomto dokumentu. Pokud máte zájem o bezplatné předvedení nebo vyzkoušení přístrojů, napište nám prostřednictvím webové stránky nebo na adresu info@crystallizationsystems.com. Literatura [1] Reus M.A., A.E.D.M. van der Heijden, J.H. ter Horst, Org. Process. Res. Dev. 2015, 19 (8), 1004–1011. [2] Vellema J., Hunfeld N.G.M., Van den Akker H.E.A., ter Horst J.H., Eur. J. Pharm. Sci. 2011, 44, 621–626. [3] Ter Horst J.H., Deij M.A., Cains, P.W., Cryst. Growth Des. 2009, 9 (3), 1531–1537. [4] Chiarella R.A., Davey R.J., Peterson M.L., Cryst. Growth Des. 2007, 7 (7), 1223–1226.
formu. Tým vědců pod vedením profesora Ryana Gilmoura a profesora Johannese Neugebauera vyvinul nový koncept, v němž je tato konverze umožněna světlem v roli vnějšího zdroje energie. Vědci použili hliníkový komplex, který je akti- vován světlem, jako katalyzátor k selektivní pře- měně směsi molekul, které se chovají jako zrca- dlové obrazy, na jednu formu. Reakční proces zkoumali jak experimentálně, tak výpočetně. Po- drobné počítačové analýzy významně přispěly k pochopení základních procesů. Nové para- digma zaujme svou provozní jednoduchostí a ši- rokou použitelností, neboť použitý hliníkový kom- plex je běžným katalyzátorem chemických reakcí řízených teplem. Nyní se počítá s převedením na procesy zprostředkované světlem, což umožní spoustu nových reakcí s vysokou mírou kontroly nad prostorovým uspořádáním produktů. Dosažení prostorové kontroly v reakcích říze- ných světlem je jednou z hlavních výzev v sou-
časné organické chemii. Za tímto účelem se v jedné reakci obvykle používají dva různé kata- lyzátory: fotokatalyzátor, který iniciuje reaktivitu, pracuje ve spolupráci s druhým katalyzátorem, který řídí prostorové uspořádání molekul. Na- opak úspěšné integrace obou funkcí v jedné katalytické struktuře bylo dosud dosaženo pouze začleněním rozpoznávacích motivů na míru do struktury katalyzátoru a substrátu. Autoři této práce představují katalyzátor, který regu- luje reaktivitu a selektivitu současně. Váže se na jednoduché ketony, funkční skupinu, která je v organických molekulách rozšířená, čímž se ob- chází potřeba na míru šitých komponent. Kromě toho je katalyzátor založen na hliníku s vysokým obsahem zemin, který je levnější než přechodné kovy, jež se běžně používají jako fotokatalyzátory. Pův. publ.: DOI: 10.1038/s41586-023-06407-8 » www.uni-muenster.de
SVĚTLO REGULUJE STRUKTURNÍ PŘEMĚNU CHIRÁLNÍCH MOLEKUL Tým z univerzity v Münsteru vyvinul nový kon- cept, při němž se směs molekul, které se chovají jako zrcadlové obrazy, přemění na jedinou formu. K tomuto účelu využívají světlo jako vnější zdroj energie. Tato přeměna má význam např. pro pří- pravu léčiv. Studii publikoval v Nature . Stejně jako naše ruce, i některé organické mo- lekuly se k sobě vztahují jako obraz a jeho odraz. Jev chemici nazývají „chiralita“. Dva zrcadlové obrazy téže molekuly, tedy oba enantiomery, mají často rozdílné biologické vlastnosti. Metody che- mické syntézy však často vytvářejí směs obou forem v poměru 1:1. Proto má velký význam se- lektivní přeměna těchto směsí na jednu vybranou
25
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIII (2023)
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online