Журнал передовой химической инженерии

Абстрактный

SURMOF-индуцированная кристаллизация и морфологическая инженерия

Болла Г

SAM — это хорошо известный метод, используемый для формирования и воспроизведения различных менее стабильных полиморфов или кристаллических морфологий (разные грани), но результаты часто непрактичны из-за ограничения вклада в общую поверхность. В связи с этим в последнее время SAM расширяются до SURMOF, которые в основном представляют собой осаждение MOF на гетероповерхностях SAM. Помимо SAM и SURMOF, есть еще несколько дополнительных направлений, о которых сообщалось различными группами в отношении фармацевтических препаратов. SURMOF недавно изучались с различными приложениями. Преимущество контролируемой ориентации MOF на основе основной функциональной группы SAM позволило бы обеспечить преимущественный рост целевой функциональной группы небольших органических молекул, но эта молодая отрасль химии еще не исследовалась в направлении морфологической инженерии. MOF, являясь высокопористыми кристаллическими материалами, их воздействие и вклад на поверхность в качестве гетерогенного слоя весьма эффективны по сравнению с обычной поверхностью SAM. Кроме того, они могут приводить к различным направлениям зародышеобразования и роста, чем обычный путь кристаллизации. Метод кристаллизации SURMOF по шаблону включает три этапа. (1) SAM готовятся с использованием золотых подложек и тиоловых растворов; (2) приготовление пленки MOF из растворов с использованием послойного погружения (LBL-D); и (3) кристаллизация органического твердого вещества. Эти подложки SURMOF были разработаны для исследования того, как функционализация шаблона высокопористых поверхностей (SURMOF) может влиять на зародышеобразование функциональных органических молекул и морфологическую кристаллическую инженерию бензамидов (BZA). Выбор BZA был оправдан из-за отсутствия у них комплексообразования во время кристаллизации с выбранными MOF HKUST. Кристаллизация кристаллов BZA из раствора привела к пластинчатой ​​морфологии (001), (011), (101) в качестве основных граней, тогда как кристаллизация SURMOF предполагала игольчатую морфологию с морфологически важными гранями (001), (011), а основная грань (101) была замедлена. Следовательно, управление одной гранью с модифицированной поверхностной кристаллизацией SURMOF является альтернативой кристаллизации, вызванной добавкой, поскольку результат соответствует достижению пластинчатых и игольчатых кристаллов BZA. В качестве второго примера раствор 4-аминобензамида (ABZA) показал кристаллизацию без субстрата в EtOH в виде блочной морфологии с (100) и (110) в качестве основных граней, с первичными амидными цепями N−H•••O, тогда как кристаллы ABZA на поверхности субстрата SURMOF показали иглы на поверхности и блочную морфологию на краях, (111) в качестве основной грани и (001), (110), (100), (011) и (010), что подтвердило, что зародышеобразование ABZA на поверхности MOF отличается от обычной кристаллизации растворителя. Действительно, кристаллы, выращенные на ребрах, показали иглы грани (100) в качестве первичной поверхности, а также дополнительно показали грань (111) второстепенной морфологической важности. Следовательно, поры MOF могут блокировать поверхность,что позволяет другим граням расти и далее приводит к разному росту по сравнению с обычными экспериментами. Третий пример 4-гидроксибензамида (HBZA) был выращен аналогично BZA и ABZA. Хорошо выращенные монокристаллы показали стержневую морфологию с (001), (011) и (010) и следующие кристаллы на поверхности гетерогенной подложки SURMOF через метод кристаллизации эпитаксии из фазы раствора были изучены с несколькими кристаллами в различных местах спроектированной поверхности. Эти кристаллы показали пластинчатую морфологию как (001) основную и (011), (010), (100) и (101) второстепенную морфологическую значимость. Кристаллы, индуцированные MOF, росли вдоль оси c через N−H•••O на поверхности и блочную морфологию на краях, тогда как краевые кристаллы были балансом MOF и кристаллизации из раствора. Чтобы показать преимущество гетерогенной нуклеации с помощью SURMOF, представлен пример лекарственного средства ацетаминофен (N-ацетил-пара-аминофенол, APAP). Образование менее стабильного полиморфа APAP и изменения морфологии с использованием SURMOF. APAP является хорошо известным активным фармацевтическим ингредиентом (API, используемый в качестве анальгетика и жаропонижающего средства; также называемый парацетамолом), и сообщается о трех полиморфах, где форма I менее растворима и демонстрирует плохое таблетирование по сравнению с формой II, и еще одной метастабильной формой III. Формы I и II кристаллизуются одновременно при кристаллизации раствора, форма II была представлена ​​в виде игл, тогда как форма I имеет блоки и призмы. С точки зрения рецептуры и таблетирования форма II лучше из-за ее слоистой упаковки. Однако воспроизводимость формы II во время кристаллизации раствора по-прежнему остается большой проблемой, но кристаллизация расплава или использование добавки могут производить форму II, но эти методы не подходят для промышленной обработки для рецептур в больших масштабах. Поэтому исследования продолжили поиск подходящих методов для производства формы II. Зародышеобразование кристаллов на пористой поверхности SURMOF внесло значительный вклад в уникальную кинетику зародышеобразования, позволило стабилизировать метастабильную фазу и спроектировало SURMOF с блочной морфологией, обеспечивающей двойное преимущество. Эта успешная демонстрация гетерогенного зародышеобразования, индуцированного MOF, предлагает новый подход и открывает задачи для открытия метастабильного полиморфа вместе с присущими различиями морфологии, основанными на дополнительных взаимодействиях на интерфейсе SURMOFКристаллы, индуцированные MOF, росли вдоль оси c через N−H•••O на поверхности и блочной морфологии на краях, тогда как краевые кристаллы представляли собой баланс MOF и кристаллизации раствора. Чтобы показать преимущество гетерогенного зародышеобразования с помощью SURMOF, представлен пример лекарственного средства ацетаминофен (N-ацетил-пара-аминофенол, APAP). Образование менее стабильного полиморфа APAP и изменения морфологии с использованием SURMOF. APAP является хорошо известным активным фармацевтическим ингредиентом (API, используемый в качестве анальгетика и жаропонижающего средства; также называемого парацетамолом), и сообщается о трех полиморфах, где форма I менее растворима и демонстрирует плохое таблетирование по сравнению с формой II, и еще одной метастабильной формой III. Формы I и II кристаллизуются одновременно при кристаллизации раствора, форма II была описана как иглы, тогда как форма I имеет блоки и призмы. С точки зрения формулирования и таблетирования форма II лучше из-за ее слоистой упаковки. Однако воспроизводимость формы II во время кристаллизации раствора все еще остается большой проблемой, но кристаллизация расплава или использование добавки могут производить форму II, но эти методы не подходят для промышленной обработки для рецептур в больших масштабах. Поэтому исследования продолжили поиск подходящих методов для производства формы II. Зародышеобразование кристаллов на пористой поверхности SURMOF внесло значительный вклад в уникальную кинетику зародышеобразования, позволило стабилизировать метастабильную фазу и спроектировало SURMOF с блочной морфологией, обеспечивающей двойное преимущество. Эта успешная демонстрация гетерогенного зародышеобразования, индуцированного MOF, предлагает новый подход и открывает задачи для открытия метастабильного полиморфа наряду с присущими различиями морфологии, основанными на дополнительных взаимодействиях на интерфейсе SURMOFКристаллы, индуцированные MOF, росли вдоль оси c через N−H•••O на поверхности и блочной морфологии на краях, тогда как краевые кристаллы представляли собой баланс MOF и кристаллизации раствора. Чтобы показать преимущество гетерогенного зародышеобразования с помощью SURMOF, представлен пример лекарственного средства ацетаминофен (N-ацетил-пара-аминофенол, APAP). Образование менее стабильного полиморфа APAP и изменения морфологии с использованием SURMOF. APAP является хорошо известным активным фармацевтическим ингредиентом (API, используемый в качестве анальгетика и жаропонижающего средства; также называемого парацетамолом), и сообщается о трех полиморфах, где форма I менее растворима и демонстрирует плохое таблетирование по сравнению с формой II, и еще одной метастабильной формой III. Формы I и II кристаллизуются одновременно при кристаллизации раствора, форма II была описана как иглы, тогда как форма I имеет блоки и призмы. С точки зрения формулирования и таблетирования форма II лучше из-за ее слоистой упаковки. Однако воспроизводимость формы II во время кристаллизации раствора все еще остается большой проблемой, но кристаллизация расплава или использование добавки могут производить форму II, но эти методы не подходят для промышленной обработки для рецептур в больших масштабах. Поэтому исследования продолжили поиск подходящих методов для производства формы II. Зародышеобразование кристаллов на пористой поверхности SURMOF внесло значительный вклад в уникальную кинетику зародышеобразования, позволило стабилизировать метастабильную фазу и спроектировало SURMOF с блочной морфологией, обеспечивающей двойное преимущество. Эта успешная демонстрация гетерогенного зародышеобразования, индуцированного MOF, предлагает новый подход и открывает задачи для открытия метастабильного полиморфа наряду с присущими различиями морфологии, основанными на дополнительных взаимодействиях на интерфейсе SURMOFКристаллическое зародышеобразование на пористой поверхности SURMOF внесло значительный вклад в уникальную кинетику зародышеобразования, позволило стабилизировать метастабильную фазу и спроектировало SURMOF с блочной морфологией, обеспечивающей двойное преимущество. Эта успешная демонстрация гетерогенного зародышеобразования, индуцированного MOF, предлагает новый подход и открывает проблемы для открытия метастабильных полиморфов вместе с присущими различиями морфологии, основанными на дополнительных взаимодействиях на интерфейсе SURMOFКристаллическое зародышеобразование на пористой поверхности SURMOF внесло значительный вклад в уникальную кинетику зародышеобразования, позволило стабилизировать метастабильную фазу и спроектировало SURMOF с блочной морфологией, обеспечивающей двойное преимущество. Эта успешная демонстрация гетерогенного зародышеобразования, индуцированного MOF, предлагает новый подход и открывает проблемы для открытия метастабильных полиморфов вместе с присущими различиями морфологии, основанными на дополнительных взаимодействиях на интерфейсе SURMOF