Термическое изучение полиморфных модификаций и плавления парацетомола

Новосибирский государственный университет

Факультет Естественных наук

Лабораторная работа.

Термическое изучение полиморфных модификаций и плавления парацетомола.

Выполнил:               

Студент группы 4403         

Ломовский Игорь

Новосибирск

2008г.

Цель работы:

Ознакомиться с принципом работы дифференциально-сканирующего калориметра, а так же из полученных данных определить коэффициент чувствительности прибора для температуры плавления.

Введение:

Для парацетамола описано три полиморфнх модификации низкотемпературную, моноклинную (I) и орторомбическю (II).  Низкотемпературная модификация устойчива при температуре ниже 5 ⁰К и в данной работе не изучалась. Переход из орторомбической в моноклинную модификацию происходит диапазоне температур 80-120 ⁰C с энтальпией 3,3-3,8 Дж/г. Плавление моноклинной происходит при температуре 169 ⁰C с энтальпией 176-182 Дж/г. Плавление орторомбической полиморфной модификации происходит пре температуре 157 ⁰C [1].

Для исследования использовался монокристалл орторомбического парацетомола, полученный Михайленко кристаллизацией при медленном охлаждении водного раствора [2]. Орторомбический парацетомол имеет плоскость спайности, параллельную дифракционной плоскости (100) (Рис. 1), по которой проводилось отделение части образца на исслеования. Полученный образец состоял из двух монокристаллов ромбической формы с неровным отверстием посередине с общей массой 0,588 мг.

Рис. 1 Плоскость спайности кристалла орторомбического парацетамола

Дифференциально-сканирующая калориметрия проводилась на приборе NETZSCH DSC-204. Нагревание проводилось от 25 ⁰C до 185 ⁰C со скоростью 0,1 ⁰C /сек.

Полученная зависимости ДСК показана ниже (Рис. 2 и 3). На графике наблюдается четыре пика, три из которых малы и имеют нечеткое начало. Четвертый пик значительно больше, имеет четкую классическую форму.

Рис.2 ДСК орторомбического парацетамола

Рис. 3 ДСК ромбического парацетамола, увеличенные пики фазового перехода.

*При обработке первого пика использовалась аппроксимация нулевой линии линейной (*) и сигмовидной функцией (**)

Пики 1-3 соответствуют полиморфному переходу орторомбический - моноклинный. Наличие трех пиков говорит о том, что кроме двух монокристаллов при подготовке образца образовался еще один кристалл крайне малой массы. Суммарная энтальпия перехода равна 4,1 Дж/г, что превышает литературное [3] значение в 2.4 Дж/г. Это связанно с малой величиной пиков и неоднозначностью проведения нулевой линии.

Пик 4 соответствует плавлению. Он имеет раздвоенную вершину, следовательно, для точного определения энтальпии плавления необходимо провести повторный анализ с меньшей скоростью нагревания. Температура плавления отличается от литературной [4] на 0,2 ⁰С, энтальпия на 3,4 Жд/г, что является вполне допустимой ошибкой.

Так же из полученных данных можно сделать вывод о том, что за время хранения монокристалл орторомбического парацетамола не претерпел полиморфной модификации и коэффицинт чувствительности прибора при 170 ⁰С, равный 0,2628 Жд*с/В является верным.

Список литературы:

1. “DSC and adiabatic calorimetry study of polymorphs of paracetomol” E.V. Boldyreva, V.A. Drebushchak, I.E. Paukov etc. – J. of Thermal analysis and calorimetry, Vol. 77 (2004) 607-623.
2. M.A. Mikhailenko, J. Cryst. Growth, 265 (2004) 616.
3. A. Burger and R. Ramberger, Microchim., Acta II (1979) 273.
4. E.V. Boldyreva, T.P. Shakhtshneider, M.A. Vasilenchenko, H. Ahsbahs and H. Uchtmann, Acta Crystallogr., B56 (2000) 299.