Journal de génie chimique avancé

Abstrait

Ingénierie de la cristallisation et de la morphologie induites par SURMOF

Bolla G

Les SAM sont une méthode bien connue et utilisée pour reproduire divers polymorphes ou morphologies cristallines moins stables (faces différentes), mais les résultats ne sont souvent pas pratiques en raison de la limitation de la contribution à la surface totale. En raison de cela, les SAM ont récemment été étendus en SURMOF, qui sont principalement le dépôt de MOF sur des hétérosurfaces SAM. Outre les SAM et les SURMOF, quelques autres directions supplémentaires ont été rapportées par différents groupes en direction des médicaments pharmaceutiques. Les SURMOF ont été étudiés récemment avec différentes applications. L'avantage de l'orientation contrôlée des MOF sur la base du groupe fonctionnel SAM de base permettrait une croissance préférentielle du groupe fonctionnel cible de petites molécules organiques, mais cette jeune branche de la chimie n'a pas encore été explorée dans le sens de l'ingénierie morphologique. Les MOF étant des matériaux cristallins hautement poreux, leur impact et leur contribution sur la surface en tant que couche hétérogène sont assez efficaces par rapport à la surface SAM habituelle. De plus, ils peuvent conduire à des directions de nucléation et de croissance différentes du chemin de cristallisation habituel. La méthode de cristallisation du modèle SURMOF comprend trois étapes. (1) Les SAM sont préparés à l'aide de substrats d'or et de solutions de thiol ; (2) Préparation du film MOF à partir de solutions par immersion couche par couche (LBL-D) ; et (3) Cristallisation du solide organique. Ces substrats SURMOF ont été conçus pour étudier comment la fonctionnalisation modèle des surfaces hautement poreuses (SURMOF) peut influencer la nucléation de molécules organiques fonctionnelles et l'ingénierie cristalline morphologique des benzamides (BZA). La sélection des BZA a été justifiée en raison de leur absence de formation de complexe pendant la cristallisation avec des MOF HKUST sélectionnés. La cristallisation en solution des cristaux BZA a donné lieu à une morphologie en plaque de (001), (011), (101) comme faces principales, tandis que la cristallisation SURMOF a suggéré une morphologie en aiguille avec (001), (011) des faces morphologiquement importantes et la face principale (101) a été retardée. Par conséquent, le contrôle d'une face avec une cristallisation de surface SURMOF modifiée est une alternative à la cristallisation induite additive car le résultat correspond à l'obtention de cristaux de BZA en forme de plaque à aiguille. Comme deuxième exemple de solution de 4-amino benzamide (ABZA) a montré une cristallisation sans substrat dans EtOH sous forme de morphologie en bloc avec (100) et (110) comme faces principales, avec les chaînes amides primaires N−H•••O, tandis que les cristaux ABZA sur la surface du substrat SURMOF ont montré des aiguilles sur la surface et une morphologie en bloc sur les bords, (111) comme face principale et (001), (110), (100), (011) et (010), ce qui a confirmé que la nucléation d'ABZA sur la surface MOF est différente de la cristallisation normale par solvant. En effet, les cristaux développés sur les bords ont montré des aiguilles de face (100) comme surface principale et ont également montré en outre une face (111) d'importance morphologique mineure. Par conséquent, les pores MOF peuvent bloquer la surface,Français qui permet à d'autres faces de croître et conduit en outre à une croissance différente par rapport aux expériences normales. Le troisième exemple de 4-hydroxy benzamide (HBZA) a été cultivé de manière similaire au BZA et à l'ABZA. Les monocristaux bien développés ont montré une morphologie en tige avec (001), (011) et (010) et les cristaux suivants sur la surface du substrat hétérogène SURMOF par la méthode de cristallisation par épitaxie en phase solution ont été étudiés avec plusieurs cristaux à divers endroits de la surface conçue. Ces cristaux ont montré une morphologie en plaque comme (001) majeure et (011), (010), (100) et (101) d'importance morphologique mineure. Les cristaux induits par MOF ont grandi le long de l'axe c à travers N−H•••O sur la surface et la morphologie en bloc sur les bords tandis que les cristaux de bord étaient un équilibre de MOF et de cristallisation en solution. Pour montrer l'avantage de la nucléation hétérogène par les SURMOF, un exemple de médicament paracétamol (N-acétyl-para-aminophénol, APAP) est présenté. La formation du polymorphe le moins stable de l'APAP et les changements de morphologie à l'aide des SURMOF. L'APAP est un ingrédient pharmaceutique actif bien connu (un API, utilisé comme médicament analgésique et antipyrétique ; également appelé paracétamol) et trois polymorphes sont décrits, la forme I étant moins soluble et présentant une faible compaction par compression par rapport à la forme II, et une autre forme métastable III. Les formes I et II cristallisent simultanément dans la cristallisation en solution, la forme II a été décrite comme des aiguilles tandis que la forme I a des blocs et des prismes. Du point de vue de la formulation et de la compression, la forme II est meilleure en raison de son emballage en couches. Cependant, la reproductibilité de la forme II pendant la cristallisation en solution reste toujours un grand défi, mais la cristallisation à l'état fondu ou l'utilisation d'un additif peuvent produire la forme II, mais ces méthodes ne conviennent pas au traitement industriel des formulations à grande échelle. Les études se sont donc poursuivies pour trouver des méthodes adaptées à la production de la forme II. La nucléation cristalline sur la surface poreuse de SURMOF a contribué de manière significative à une cinétique de nucléation unique, a permis la stabilisation de la phase métastable et a conçu le SURMOF avec une morphologie en bloc offrant un double avantage. Cette démonstration réussie de la nucléation hétérogène induite par MOF offre une nouvelle approche et ouvre des défis pour la découverte de polymorphes métastables ainsi que des différences de morphologie inhérentes basées sur des interactions complémentaires à l'interface SURMOFFrançais Les cristaux induits par MOF se sont développés le long de l'axe c par N−H•••O sur la surface et la morphologie des blocs sur les bords tandis que les cristaux de bord étaient un équilibre de MOF et de cristallisation en solution. Pour montrer l'avantage de la nucléation hétérogène par les SURMOF, un exemple de médicament paracétamol (N-acétyl-para-aminophénol, APAP) est présenté. Formation du polymorphe le moins stable de l'APAP et les changements de morphologie à l'aide des SURMOF. L'APAP est un ingrédient pharmaceutique actif bien connu (un API, utilisé comme médicament analgésique et antipyrétique ; également appelé paracétamol) et trois polymorphes sont décrits, la forme I étant moins soluble et présentant une faible compaction en comprimés par rapport à la forme II, et une autre forme métastable III. Les formes I et II cristallisent concomitamment dans la cristallisation en solution, la forme II a été décrite sous forme d'aiguilles tandis que la forme I présente des blocs et des prismes. Du point de vue de la formulation et de la compression, la forme II est meilleure en raison de son emballage en couches. Cependant, la reproductibilité de la forme II pendant la cristallisation en solution reste un grand défi, mais la cristallisation en fusion ou l'utilisation d'un additif peuvent produire la forme II, mais ces méthodes ne sont pas adaptées au traitement industriel pour les formulations à grande échelle. Par conséquent, les études ont continué à trouver des méthodes appropriées pour la production de la forme II. La nucléation cristalline sur la surface poreuse de SURMOF a contribué de manière significative à une cinétique de nucléation unique, a permis la stabilisation de la phase métastable et a conçu le SURMOF avec une morphologie en bloc offrant un double avantage. Cette démonstration réussie de la nucléation hétérogène induite par MOF offre une nouvelle approche et ouvre des défis pour la découverte de polymorphes métastables ainsi que des différences de morphologie inhérentes basées sur des interactions complémentaires à l'interface SURMOFFrançais Les cristaux induits par MOF se sont développés le long de l'axe c par N−H•••O sur la surface et la morphologie des blocs sur les bords tandis que les cristaux de bord étaient un équilibre de MOF et de cristallisation en solution. Pour montrer l'avantage de la nucléation hétérogène par les SURMOF, un exemple de médicament paracétamol (N-acétyl-para-aminophénol, APAP) est présenté. Formation du polymorphe le moins stable de l'APAP et les changements de morphologie à l'aide des SURMOF. L'APAP est un ingrédient pharmaceutique actif bien connu (un API, utilisé comme médicament analgésique et antipyrétique ; également appelé paracétamol) et trois polymorphes sont décrits, la forme I étant moins soluble et présentant une faible compaction en comprimés par rapport à la forme II, et une autre forme métastable III. Les formes I et II cristallisent concomitamment dans la cristallisation en solution, la forme II a été décrite sous forme d'aiguilles tandis que la forme I présente des blocs et des prismes. Du point de vue de la formulation et de la compression, la forme II est meilleure en raison de son emballage en couches. Cependant, la reproductibilité de la forme II pendant la cristallisation en solution reste un grand défi, mais la cristallisation en fusion ou l'utilisation d'un additif peuvent produire la forme II, mais ces méthodes ne sont pas adaptées au traitement industriel pour les formulations à grande échelle. Par conséquent, les études ont continué à trouver des méthodes appropriées pour la production de la forme II. La nucléation cristalline sur la surface poreuse de SURMOF a contribué de manière significative à une cinétique de nucléation unique, a permis la stabilisation de la phase métastable et a conçu le SURMOF avec une morphologie en bloc offrant un double avantage. Cette démonstration réussie de la nucléation hétérogène induite par MOF offre une nouvelle approche et ouvre des défis pour la découverte de polymorphes métastables ainsi que des différences de morphologie inhérentes basées sur des interactions complémentaires à l'interface SURMOFLa nucléation cristalline sur la surface poreuse de SURMOF a contribué de manière significative à une cinétique de nucléation unique, a permis la stabilisation de la phase métastable et a conçu le SURMOF avec une morphologie en bloc offrant un double avantage. Cette démonstration réussie de la nucléation hétérogène induite par MOF offre une nouvelle approche et ouvre des défis pour la découverte de polymorphes métastables ainsi que des différences de morphologie inhérentes basées sur des interactions complémentaires à l'interface SURMOFLa nucléation cristalline sur la surface poreuse de SURMOF a contribué de manière significative à une cinétique de nucléation unique, a permis la stabilisation de la phase métastable et a conçu le SURMOF avec une morphologie en bloc offrant un double avantage. Cette démonstration réussie de la nucléation hétérogène induite par MOF offre une nouvelle approche et ouvre des défis pour la découverte de polymorphes métastables ainsi que des différences de morphologie inhérentes basées sur des interactions complémentaires à l'interface SURMOF