Superschnelle Kristalle

Sie konnten Kristallisationsprozesse messen, die 10.000 Mal schneller ablaufen als bislang bekannte. Kenntnisse über die unterschiedlichen Kristallisationswege sind wichtig, um die spezifische Wirkung bei der Entwicklung von Arzneimitteln charakterisieren zu können.

Der Wirkstoff Nifedipin liegt in verschiedenen chemischen Modifikationen vor, die jeweils aus den gleichen Atomen aufgebaut sind, sich aber in ihrer räumlichen Anordnung und somit in ihren Eigenschaften unterscheiden. Deshalb sind Kenntnisse über alle Modifikationen und deren Umwandlungs(Kristallisations)wege wichtig. So kann man gezielt eine Modifikation des Wirkstoffes bei der Herstellung stabilisieren.

Nifedipin liegt in einer amorphen (glasartigen) und zwei kristallinen Modifikationen (α, β) vor. Die amorphe Form einer Verbindung ist in der Regel besser löslich, aber weniger stabil als ihr kristallines Pendant. Die Modifikationen können unter bestimmen Bedingungen ineinander übergehen. Den außerordentlich schnellen Übergang vom amorphen Zustand in die metastabile β-Modifikation haben die Forscher nun mittels in situ-Ramanspektroskopie beobachtet.

Die β-Modifikation ist bei 25 Grad Celsius für weniger als 10 Minuten stabil, bevor wiederum die Umwandlung in die stabile α-Modifikation erfolgt. Die Geschwindigkeit der Transformation impliziert, dass klassische Diffusion nicht die treibende Kraft für die Bildung der verschiedenen Modifikationen ist. Stattdessen erklären die Forscher ihre Beobachtung damit, dass sich die Moleküle räumlich vororientieren und dadurch die schnelle Kristallisation möglich wird.

Die aktuellen Arbeiten der BAM auf diesem Gebiet werden über das Schwer-punktprogramm „Kristalline Nichtgleichgewichtsphasen“ (SPP 1415) der DFG gefördert.

[1] Chem. Commun., 2012, DOI: 10.1039/C1CC16301A

Kontakt:
Dr. rer. nat. Franziska Emmerling
Abteilung 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
E-Mail: franziska.emmerling@bam.de