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The influence of glass transition temperature and molecular interactions on the stability of co-amorphous systems
Matea Zivkovic
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Diplomstudium Pharmazie
Betreuer*in
Thomas Rades
DOI
10.25365/thesis.59402
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-26559.29798.607272-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Arbeit beschäftigte sich hauptsächlich mit der Frage, ob die Stabilität co-amorpher binärer Verbindungen äquimolarer Mengen überwiegend von ihrer Glasübergangstemperatur (Tg) oder den molekularen Wechselwirkungen innerhalb der Mischung oder von beiden Faktoren gleichzeitig abhängig ist, während sie bei unterschiedlichen Temperaturen gelagert wurden. Für die experimentelle Durchführung dieser Diplomarbeit wurde eine unpolare Aminosäure (Phenylalanin) als Hilfsstoff ausgewählt, um mit elf verschiedenen Wirkstoffen, die sich in ihren Strukturen und pharmakologischen Eigenschaften unterscheiden, co-amorphe binäre Verbindungen zu bilden. Zur Herstellung der co-amorphen Mischungen verwendete man eine oszillierende Kugelmühle. Mithilfe der Röntgenpulverbeugung (XRPD) und Differentiellen Scanning Kalorimetrie (DSC) überprüfte man, ob die Mischungen eine diffuse Streuung, auch „Halo“ genannt, in ihren Diffraktogrammen hatten sowie eine einzige Glasübergangstemperatur (Tg) laut DSC-Messungen besaßen, was bedeutet, dass die Mischungen erfolgreich in ihre co-amorphen Formen überführt werden konnten. Die Messungen der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) zeigten molekulare Wechselwirkungen, die für die Bildung und Aufrechterhaltung der co-amorphen Zustände verantwortlich sind. Die co-amorphen Mischunegn wurden bei definierten Temperaturen gelagert. Um den amorphen Zustand und Beginn einer Rekristallisation zu beobachten, wurden die Proben in regelmäßigen Zeitabständen mit XRPD gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Stabilität co-amorpher Mischungen bei äquimolaren Verhältnissen nicht allein von den gemessenen Tgs und / oder dem Ausmaß ihrer molekularen Wechselwirkungen abhängig ist. Neue Erkenntnisse legen nahe, dass die Wahl einer äquimolaren Mischung möglicherweise nicht immer die geeignetste ist, um co-amorphe Verbindungen herzustellen, die über einen längeren Zeitraum stabil bleiben sollen.
Abstract
(Englisch)
This thesis focused on the question, whether the stability of co-amorphous compounds at equimolar ratios and stored at different temperatures is mainly dependent on their glass transition temperatures and/or on molecular interactions within the compound. In this study, one non-polar amino acid (phenylalanine) was chosen as a co-former to interact with eleven different drugs, that differ in their structures and pharmacological properties. The co-amorphous mixtures were prepared with a vibrational ball mill. X-ray powder diffraction (XRPD) and differential scanning calorimetry (DSC) measurements revealed whether the mixtures possessed a halo in their diffractograms and a single glass transition temperature (Tg) in the DSC measurements, indicating that they were successfully converted into their co-amorphous forms. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) results indicated molecular interactions, that were responsible for forming and maintaining the co-amorphous state. Samples that did turn co-amorphous were then stored at defined temperatures and their solid states were measured using XRPD to monitor the onset of recrystallization at regular intervals. The results showed that the time of stability of co-amorphous samples at equimolar ratios cannot be attributed to their measured Tgs and / or strength of molecular interactions within the co-amorphous systems only. New findings suggest, that the choice of an equimolar blend might not always be the best one to produce co-amorphous forms, that retain their physical and chemical stability for a longer period.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
co-amorph Glasübergangstemperatur Rekristallisation äquimolar Stabilität molekulare Wechselwirkungen
Autor*innen
Matea Zivkovic
Haupttitel (Englisch)
The influence of glass transition temperature and molecular interactions on the stability of co-amorphous systems
Paralleltitel (Deutsch)
Der Einfluss der Glasübergangstemperatur und molekularer Wechselwirkungen auf die Stabilität co-amorpher Systeme
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
80 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thomas Rades
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC15516072
Utheses ID
52458
Studienkennzahl
UA | 449 | | |