On selective formation and transformation of amorphous solid and hydrate crystals

Abstract

Crystallization technology for preparing desired solid forms for compounds with amorphous and crystalline forms is a challenging task in the chemical and pharmaceutical sectors. In particular, in order to grasp the screening of solid forms, the complex kinetics of nucleation, growth, dissolution and transformation must be studied. This work systematically studied on the selective production of the solid forms including amorphous and crystalline solids based on the thermodynamic properties, supersaturation, metastable limit, transformation kinetics, polymorph formation and screening strategy. It is possible to obtain selectively the solid forms by referring to the supersaturation and solubility data. It could also guide the screening of new polymorphs, the control and development of solid forms. This can provide the proposed strategy for screening solid forms in the production of solids in the solid chemical industry and contribute to the advancement of the quality of solid products.

Das Entstehen und Modifizieren von metastabilen Solvaten (Hydraten) oder auch Polymorphen stellt in der chemischen und pharmazeutischen Industrie ein großes Problem dar. Die Arbeit ist hierzu in Fallstudien an Hand des Stoffsystems "disodium guanosine 5'-monophosphate" (GMP) angegangen worden. Es können neben der amorphen Modifikation je nach Herstellungsweg auch ein Heptahydrat und ein Tetrahydrat erzeugt werden. Das Erzeugen erfolgt über ein "Anti-solvent-Kristallisationsverfahren". Es konnte so aufgezeigt und verfolgt werden, in welchen Schritten die Umwandlung in die jeweilige stabilere Modifikation verläuft. Die Fenster der Umwandlungen können so bestimmt und genutzt, bzw. vermieden werden. Aus der Fallstudie ist ein allgemeines Vorgehen für die Erfassung, Kontrolle, bzw. Nutzung oder Vermeidung dieser Art der Umwandlungen von Solvaten oder Polymorphen auch in laufenden Prozesssen mit den on-line, in-line-Techniken abgeleitet worden.