Zeitschrift für fortgeschrittene Chemieingenieurwesen

Abstrakt

SURMOF-induzierte Kristallisation und Morphologie-Engineering

Bolla G

SAMs sind eine bekannte Methode und werden verwendet, um verschiedene weniger stabile Polymorphe oder kristalline Morphologien (verschiedene Flächen) zu reproduzieren, aber die Ergebnisse sind aufgrund der begrenzten Beteiligung an der Gesamtoberfläche oft nicht praktikabel. Aus diesem Grund wurden SAMs kürzlich als SURMOFs erweitert, bei denen es sich hauptsächlich um die Abscheidung von MOFs auf SAM-Heterooberflächen handelt. Abgesehen von SAMs und SURMOFs gibt es noch einige weitere zusätzliche Richtungen, die von verschiedenen Gruppen in Richtung pharmazeutischer Arzneimittel gemeldet wurden. SURMOFs wurden kürzlich in verschiedenen Anwendungen untersucht. Der Vorteil der kontrollierten Ausrichtung der MOFs auf der Grundlage der grundlegenden SAM-Funktionsgruppe würde ein bevorzugtes Wachstum der Zielfunktionsgruppe kleiner organischer Moleküle ermöglichen, aber dieser junge Zweig der Chemie wurde in Richtung morphologischer Technik noch nicht erforscht. Da es sich bei MOFs um hochporöse kristalline Materialien handelt, sind ihre Wirkung und ihr Beitrag auf der Oberfläche als heterogene Schicht im Vergleich zur üblichen SAM-Oberfläche recht effektiv. Darüber hinaus können sie zu anderen Keimbildungs- und Wachstumsrichtungen führen als der übliche Kristallisationspfad. Die Methode der SURMOF-Template-Kristallisation umfasst drei Schritte. (1) SAMs werden unter Verwendung von Goldsubstraten und Thiollösungen hergestellt; (2) MOF-Filmherstellung aus Lösungen durch schichtweises Eintauchen (LBL-D); und (3) Kristallisation des organischen Feststoffs. Diese SURMOF-Substrate wurden entwickelt, um zu untersuchen, wie die Templat-Funktionalisierung hochporöser Oberflächen (SURMOFs) die Keimbildung funktionaler organischer Moleküle und die morphologische Kristalltechnik von Benzamiden (BZAs) beeinflussen kann. Die Auswahl der BZAs wurde aufgrund ihrer fehlenden Komplexbildung während der Kristallisation mit ausgewählten HKUST-MOFs gerechtfertigt. Die Lösungskristallisation von BZA-Kristallen führte zu einer Plattenmorphologie mit (001), (011), (101) als Hauptflächen, während die SURMOF-Kristallisation eine Nadelmorphologie mit (001), (011) morphologisch wichtigen Flächen nahelegte und die Hauptfläche (101) verzögert war. Daher ist die Kontrolle einer Fläche mit modifizierter SURMOF-Oberflächenkristallisation eine Alternative zur additiv induzierten Kristallisation, da das Ergebnis mit dem Erreichen von Platten- bis Nadelkristallen von BZA übereinstimmt. Als zweites Beispiel zeigte eine 4-Aminobenzamid (ABZA)-Lösung eine Kristallisation ohne Substrat in EtOH als Blockmorphologie mit (100) und (110) als Hauptflächen, mit den primären Amidketten N−H•••O, während ABZA-Kristalle auf der Oberfläche des SURMOF-Substrats Nadeln auf der Oberfläche und Blockmorphologie an den Kanten zeigten, (111) als Hauptfläche und (001), (110), (100), (011) und (010), was bestätigte, dass die Nukleation von ABZA auf der MOF-Oberfläche sich von der normalen Lösungsmittelkristallisation unterscheidet. Tatsächlich zeigten kantengewachsene Kristalle Nadeln der (100)-Fläche als Hauptfläche und außerdem eine (111)-Fläche von geringer morphologischer Bedeutung. Daher können MOF-Poren die Oberfläche blockieren,wodurch andere Flächen wachsen können und außerdem das Wachstum im Vergleich zu normalen Experimenten abweicht. Das dritte Beispiel von 4-Hydroxybenzamid (HBZA) wurde ähnlich wie BZA und ABZA gezüchtet. Gut gewachsene Einzelkristalle zeigten eine Stabmorphologie mit (001), (011) und (010), und außerdem wurden Kristalle auf der Oberfläche des heterogenen SURMOF-Substrats durch die Methode der Lösungsphasenepitaxiekristallisation mit mehreren Kristallen an verschiedenen Stellen der gestalteten Oberfläche untersucht. Diese Kristalle zeigten eine Plattenmorphologie mit (001) hauptsächlich und (011), (010), (100) und (101) von geringer morphologischer Bedeutung. Die durch MOF induzierten Kristalle wuchsen entlang der c-Achse durch N−H•••O auf der Oberfläche und zeigten Blockmorphologie an den Rändern, während Randkristalle ein Gleichgewicht aus MOF- und Lösungskristallisation darstellten. Um den Vorteil der heterogenen Nukleation durch SURMOFs zu zeigen, wird ein Beispiel des Medikaments Paracetamol (N-Acetyl-Para-Aminophenol, APAP) vorgestellt. Bildung des weniger stabilen Polymorphs von APAP und die Morphologieänderungen durch SURMOFs. APAP ist ein bekannter pharmazeutischer Wirkstoff (ein API, der als Analgetikum und Antipyretikum verwendet wird; auch als Paracetamol bezeichnet) und es werden drei Polymorphe berichtet, wobei Form I weniger löslich ist und im Vergleich zu Form II eine schlechte Tablettenverdichtung aufweist, und eine weitere metastabile Form III. Die Formen I und II kristallisieren gleichzeitig bei der Lösungskristallisation, Form II wurde als Nadeln berichtet, während Form I Blöcke und Prismen aufweist. Aus Sicht der Formulierung und Tablettierung ist Form II aufgrund ihrer geschichteten Packung besser. Die Reproduzierbarkeit von Form II während der Lösungskristallisation bleibt jedoch weiterhin eine große Herausforderung, obwohl Schmelzkristallisation oder die Verwendung eines Zusatzstoffs Form II erzeugen können, diese Methoden sind jedoch nicht für die industrielle Verarbeitung von Formulierungen im Massenmaßstab geeignet. Daher wurden die Studien fortgesetzt, um geeignete Methoden zur Herstellung der Form II zu finden. Die Kristallisationskeime auf der porösen Oberfläche von SURMOF trug wesentlich zur einzigartigen Keimbildungskinetik bei, ermöglichte die Stabilisierung der metastabilen Phase und konstruierte das SURMOF mit Blockmorphologie, was einen doppelten Vorteil bietet. Diese erfolgreiche Demonstration der MOF-induzierten heterogenen Keimbildung bietet einen neuen Ansatz und eröffnet Herausforderungen für die Entdeckung metastabiler Polymorphe sowie inhärente Morphologieunterschiede, die auf komplementären Wechselwirkungen an der SURMOF-Schnittstelle beruhen.Die durch MOF induzierten Kristalle wuchsen entlang der c-Achse durch N−H•••O auf der Oberfläche und bildeten an den Rändern eine Blockmorphologie, während die Randkristalle ein Gleichgewicht zwischen MOF- und Lösungskristallisation aufwiesen. Um den Vorteil der heterogenen Nukleation durch SURMOFs zu zeigen, wird ein Beispiel des Arzneimittels Paracetamol (N-Acetyl-para-aminophenol, APAP) vorgestellt. Bildung des weniger stabilen Polymorphs von APAP und die Morphologieänderungen durch SURMOFs. APAP ist ein bekannter aktiver pharmazeutischer Inhaltsstoff (ein API, der als Analgetikum und Antipyretikum verwendet wird; auch als Paracetamol bezeichnet), und es werden drei Polymorphe gemeldet, von denen Form I weniger löslich ist und eine schlechtere Tablettierbarkeit als Form II aufweist, sowie eine weitere metastabile Form III. Die Formen I und II kristallisieren gleichzeitig bei der Lösungskristallisation, Form II wurde als Nadeln gemeldet, während Form I Blöcke und Prismen aufweist. Aus Sicht der Formulierung und Tablettierung ist Form II aufgrund ihrer geschichteten Packung besser. Die Reproduzierbarkeit von Form II während der Lösungskristallisation bleibt jedoch weiterhin eine große Herausforderung. Form II kann zwar durch Schmelzkristallisation oder die Verwendung eines Zusatzstoffs hergestellt werden, diese Methoden sind jedoch nicht für die industrielle Verarbeitung von Formulierungen im Massenmaßstab geeignet. Daher wurden weiterhin Studien durchgeführt, um geeignete Methoden zur Herstellung von Form II zu finden. Die Kristallkeimbildung auf der porösen Oberfläche von SURMOF trug erheblich zur einzigartigen Keimbildungskinetik bei, ermöglichte die Stabilisierung der metastabilen Phase und konstruierte SURMOF mit Blockmorphologie, die einen doppelten Vorteil bietet. Diese erfolgreiche Demonstration der durch MOF induzierten heterogenen Keimbildung bietet einen neuen Ansatz und eröffnet Herausforderungen für die Entdeckung metastabiler Polymorphe sowie inhärente Morphologieunterschiede, die auf komplementären Wechselwirkungen an der SURMOF-Schnittstelle beruhen.Die durch MOF induzierten Kristalle wuchsen entlang der c-Achse durch N−H•••O auf der Oberfläche und bildeten an den Rändern eine Blockmorphologie, während die Randkristalle ein Gleichgewicht zwischen MOF- und Lösungskristallisation aufwiesen. Um den Vorteil der heterogenen Nukleation durch SURMOFs zu zeigen, wird ein Beispiel des Arzneimittels Paracetamol (N-Acetyl-para-aminophenol, APAP) vorgestellt. Bildung des weniger stabilen Polymorphs von APAP und die Morphologieänderungen durch SURMOFs. APAP ist ein bekannter aktiver pharmazeutischer Inhaltsstoff (ein API, der als Analgetikum und Antipyretikum verwendet wird; auch als Paracetamol bezeichnet), und es werden drei Polymorphe gemeldet, von denen Form I weniger löslich ist und eine schlechtere Tablettierbarkeit als Form II aufweist, sowie eine weitere metastabile Form III. Die Formen I und II kristallisieren gleichzeitig bei der Lösungskristallisation, Form II wurde als Nadeln gemeldet, während Form I Blöcke und Prismen aufweist. Aus Sicht der Formulierung und Tablettierung ist Form II aufgrund ihrer geschichteten Packung besser. Die Reproduzierbarkeit von Form II während der Lösungskristallisation bleibt jedoch weiterhin eine große Herausforderung. Form II kann zwar durch Schmelzkristallisation oder die Verwendung eines Zusatzstoffs hergestellt werden, diese Methoden sind jedoch nicht für die industrielle Verarbeitung von Formulierungen im Massenmaßstab geeignet. Daher wurden weiterhin Studien durchgeführt, um geeignete Methoden zur Herstellung von Form II zu finden. Die Kristallkeimbildung auf der porösen Oberfläche von SURMOF trug erheblich zur einzigartigen Keimbildungskinetik bei, ermöglichte die Stabilisierung der metastabilen Phase und konstruierte SURMOF mit Blockmorphologie, die einen doppelten Vorteil bietet. Diese erfolgreiche Demonstration der durch MOF induzierten heterogenen Keimbildung bietet einen neuen Ansatz und eröffnet Herausforderungen für die Entdeckung metastabiler Polymorphe sowie inhärente Morphologieunterschiede, die auf komplementären Wechselwirkungen an der SURMOF-Schnittstelle beruhen.Die Kristallkeimbildung auf der porösen Oberfläche von SURMOF trug wesentlich zur einzigartigen Keimbildungskinetik bei, ermöglichte die Stabilisierung der metastabilen Phase und entwickelte SURMOF mit Blockmorphologie, die einen doppelten Vorteil bietet. Diese erfolgreiche Demonstration der MOF-induzierten heterogenen Keimbildung bietet einen neuen Ansatz und eröffnet Herausforderungen für die Entdeckung metastabiler Polymorphe sowie inhärente Morphologieunterschiede, die auf komplementären Wechselwirkungen an der SURMOF-Schnittstelle beruhen.Die Kristallkeimbildung auf der porösen Oberfläche von SURMOF trug wesentlich zur einzigartigen Keimbildungskinetik bei, ermöglichte die Stabilisierung der metastabilen Phase und entwickelte SURMOF mit Blockmorphologie, die einen doppelten Vorteil bietet. Diese erfolgreiche Demonstration der MOF-induzierten heterogenen Keimbildung bietet einen neuen Ansatz und eröffnet Herausforderungen für die Entdeckung metastabiler Polymorphe sowie inhärente Morphologieunterschiede, die auf komplementären Wechselwirkungen an der SURMOF-Schnittstelle beruhen.