先端化学工学ジャーナル

概要

SURMOFによる結晶化と形態工学

ボラG

SAM はよく知られた方法で、さまざまな安定性の低い多形または結晶形態 (異なる面) を形成および再現するために使用されますが、総表面への寄与が制限されるため、結果は実用的ではないことがよくあります。そのため、最近 SAM は SURMOF として拡張され、これは主に MOF を SAM ヘテロ表面上に堆積するものです。SA​​M と SURMOF とは別に、医薬品に向けてさまざまなグループからいくつかの追加の方向性が報告されています。SURMOF は最近、さまざまな用途で研究されています。基底 SAM 官能基に基づいて MOF の配向を制御する利点により、小さな有機分子のターゲット官能基を優先的に成長させることができますが、この化学の新しい分野は、形態工学の方向ではまだ研究されていません。MOF は高度に多孔質の結晶性材料であるため、通常の SAM 表面と比較すると、不均一層としての表面への影響と寄与は非常に効果的です。さらに、通常の結晶化経路とは異なる核形成および成長方向につながる可能性があります。テンプレート SURMOF 結晶化法には 3 つのステップがあります。(1) 金基板とチオール溶液を使用して SAM を準備します。(2) レイヤー バイ レイヤー ディッピング (LBL-D) を使用して溶液から MOF フィルムを準備します。(3) 有機固体の結晶化。これらの SURMOF 基板は、高多孔質表面 (SURMOF) のテンプレート機能化が機能性有機分子の核形成とベンズアミド (BZA) の形態学的結晶工学にどのように影響するかを調査するために設計されました。BZA を選択したのは、選択した HKUST MOF との結晶化中に錯体が形成されなかったためです。BZA 結晶の溶液結晶化では、主要面として (001)、(011)、(101) の板状形態が得られましたが、SURMOF 結晶化では、(001)、(011) が形態学的に重要な面であり、主要 (101) 面は遅延した針状形態が示唆されました。したがって、修正された SURMOF 表面結晶化で 1 つの面を制御することは、添加剤誘導結晶化の代替手段であり、その結果は BZA の板状から針状結晶の達成と一致する。2 番目の例として、4-アミノベンズアミド (ABZA) 溶液は、EtOH 中で基質なしで結晶化し、主要面として (100) と (110) を持つブロック形態を示し、主要なアミド鎖は N−H•••O であったが、SURMOF 基質の表面上の ABZA 結晶は、表面に針状、エッジにブロック形態を示し、主要面として (111)、(001)、(110)、(100)、(011)、および (010) であり、MOF 表面上の ABZA の核形成は通常の溶媒結晶化とは異なることが確認された。実際、エッジ成長結晶は、主要面として (100) 面の針状を示し、さらに形態学的に重要度の低い (111) 面も示した。したがって、MOF の細孔は表面をブロックすることができ、これにより、他の面が成長し、さらに通常の実験と比較して異なる成長につながります。4-ヒドロキシベンズアミド（HBZA）の3番目の例は、BZAおよびABZAと同様に成長しました。十分に成長した単結晶は、（001）、（011）、および（010）のロッド形態を示し、次に、溶液相エピタキシー結晶化法によるSURMOF異種基板の表面上の結晶が、設計された表面のさまざまな場所で複数の結晶を使用して研究されました。これらの結晶は、（001）が主要なプレート形態であり、（011）、（010）、（100）、および（101）がマイナーな形態的重要性を示しました。MOF誘起結晶は、表面のN−H•••Oを介してc軸に沿って成長し、エッジでブロック形態でしたが、エッジ結晶はMOFと溶液結晶化のバランスでした。 SURMOF による不均一核形成の利点を示すために、アセトアミノフェン (N-アセチル-パラアミノフェノール、APAP) という薬物の例を示します。SURMOF を使用した、より安定性の低い APAP の多形の形成と形態変化。APAP はよく知られた医薬品有効成分 (鎮痛薬および解熱薬として使用される API、パラセタモールとも呼ばれる) であり、3 つの多形が報告されています。そのうち、フォーム I はフォーム II と比較して溶解性が低く、錠剤の圧縮性が悪く、もう 1 つの準安定フォーム III があります。フォーム I と II は溶液結晶化で同時に結晶化し、フォーム II は針状であるのに対し、フォーム I はブロックとプリズムであると報告されています。製剤と錠剤化の観点からは、フォーム II は層状に詰められているため優れています。しかし、溶液結晶化中のフォーム II の再現性は依然として大きな課題であり、溶融結晶化または添加剤の使用によってフォーム II を生成できますが、これらの方法はバルクスケールの製剤の工業的処理には適していません。そのため、フォーム II の生成に適した方法を見つけるための研究が続けられています。SURMOF の多孔質表面での結晶核形成は、独自の核形成速度論に大きく貢献し、準安定相の安定化を可能にし、ブロック形態で SURMOF を設計して 2 つの利点をもたらしました。MOF によって誘発される不均一核形成のこの成功した実証は、新しいアプローチを提供し、SURMOF インターフェースでの補完的な相互作用に基づく固有の形態の違いとともに、準安定多形の発見への課題を切り開きます。MOF 誘起結晶は、表面の N−H•••O を介して c 軸に沿って成長し、エッジではブロック形態になりましたが、エッジ結晶は MOF と溶液結晶化のバランスでした。SURMOF による不均一核形成の利点を示すために、薬物アセトアミノフェン (N-アセチルパラアミノフェノール、APAP) の例を示します。SURMOF を使用した APAP の安定性の低い多形の形成と形態変化。APAP はよく知られた有効医薬品成分 (鎮痛薬および解熱薬として使用される API、パラセタモールとも呼ばれる) であり、3 つの多形が報告されています。フォーム I はフォーム II と比較して溶解性が低く、錠剤の圧縮が悪く、もう 1 つは準安定なフォーム III です。フォーム I と II は溶液結晶化で同時に結晶化し、フォーム II は針状であるのに対し、フォーム I はブロックとプリズムであると報告されています。しかし、溶液結晶化中のフォーム II の再現性は依然として大きな課題であり、溶融結晶化または添加剤の使用によってフォーム II を生成できますが、これらの方法はバルクスケールの製剤の工業的処理には適していません。そのため、フォーム II の生成に適した方法を見つけるための研究が続けられています。SURMOF の多孔質表面での結晶核形成は、独自の核形成速度論に大きく貢献し、準安定相の安定化を可能にし、ブロック形態で SURMOF を設計して 2 つの利点をもたらしました。MOF によって誘発される不均一核形成のこの成功した実証は、新しいアプローチを提供し、SURMOF インターフェースでの補完的な相互作用に基づく固有の形態の違いとともに、準安定多形の発見への課題を切り開きます。MOF 誘起結晶は、表面の N−H•••O を介して c 軸に沿って成長し、エッジではブロック形態になりましたが、エッジ結晶は MOF と溶液結晶化のバランスでした。SURMOF による不均一核形成の利点を示すために、薬物アセトアミノフェン (N-アセチルパラアミノフェノール、APAP) の例を示します。SURMOF を使用した APAP の安定性の低い多形の形成と形態変化。APAP はよく知られた有効医薬品成分 (鎮痛薬および解熱薬として使用される API、パラセタモールとも呼ばれる) であり、3 つの多形が報告されています。フォーム I はフォーム II と比較して溶解性が低く、錠剤の圧縮が悪く、もう 1 つは準安定なフォーム III です。フォーム I と II は溶液結晶化で同時に結晶化し、フォーム II は針状であるのに対し、フォーム I はブロックとプリズムであると報告されています。しかし、溶液結晶化中のフォーム II の再現性は依然として大きな課題であり、溶融結晶化または添加剤の使用によってフォーム II を生成できますが、これらの方法はバルクスケールの製剤の工業的処理には適していません。そのため、フォーム II の生成に適した方法を見つけるための研究が続けられています。SURMOF の多孔質表面での結晶核形成は、独自の核形成速度論に大きく貢献し、準安定相の安定化を可能にし、ブロック形態で SURMOF を設計して 2 つの利点をもたらしました。MOF によって誘発される不均一核形成のこの成功した実証は、新しいアプローチを提供し、SURMOF インターフェースでの補完的な相互作用に基づく固有の形態の違いとともに、準安定多形の発見への課題を切り開きます。SURMOF の多孔質表面での結晶核形成は、ユニークな核形成速度論に大きく貢献し、準安定相の安定化を可能にし、ブロック形態で SURMOF を設計して二重の利点をもたらしました。MOF 誘導による不均一核形成のこの成功した実証は、新しいアプローチを提供し、SURMOF インターフェースでの補完的な相互作用に基づく固有の形態の違いとともに、準安定多形体の発見への挑戦を切り開きます。SURMOF の多孔質表面での結晶核形成は、ユニークな核形成速度論に大きく貢献し、準安定相の安定化を可能にし、ブロック形態で SURMOF を設計して二重の利点をもたらしました。MOF 誘導による不均一核形成のこの成功した実証は、新しいアプローチを提供し、SURMOF インターフェースでの補完的な相互作用に基づく固有の形態の違いとともに、準安定多形体の発見への挑戦を切り開きます。