通过机械研磨,一种化合物的三种不同晶体形式或多晶态首次可逆地从一种转变为另一种。这项工作背后的团队表示,原则上可以获得的多晶型的数量是无限的,这表明球磨机可以提供一种更环保、更快、更便宜的方式来制造对制药和化学工业很重要的产品。

球磨是机械化学合成的常用工艺,它有望使化学更加可持续。这是因为,与传统的基于溶液的方法不同,它不需要热量,也不需要少量的溶剂(如果有的话),而且不会产生有毒废物。

它还有望产生无法通过溶液方法获得的化合物的新多态性。由于同一化合物的多晶型可能具有截然不同的物理性质,因此寻找新的多晶型在药物发现和药物制造中非常重要。

在此之前,已经用球磨技术制造了三种相同材料的晶型。然而,只有两个多晶型被证明可以从一种形式可逆地转化为另一种形式。现在,杰里米·桑德斯英国剑桥大学的实验室已经更进一步,展示了该技术如何实现二硫化合物的三个多态的一罐相互转换,并在此过程中发现了一种新的多态。

桑德斯说:“我们预计这将成为一种普遍现象。“我们已经发现了许多化合物,它们在铣削条件下显示出两个多态之间的可逆多态转换。在其他涉及三个或更多多态性的可逆转换例子被发现之前,这只是一个时间问题。”

研究人员专注于研究研磨粉末的纳米晶体性质,以及微量的溶剂和添加剂如何随后影响多态性的稳定性。为此,他们使用了一种模型化合物- 2-硝基苯-4-氯苯二硫化。之前的工作表明,它可以在两种多晶体之间相互转化,该团队测试了铣削过程中各种溶剂的影响。

计划

来源:©Giulio Isacco Lampronti/剑桥大学

三种多晶型之间的相互转换是通过仔细调整溶剂类型和浓度来实现的,并添加了少量最初被认为是污染物的物质

他们的铣削实验表明,特定的条件使三种晶型中的每一种都能相互转化。在不添加液体溶剂的情况下,将B型或新发现的C型磨成A型。同时,在A型溶液中加入少量各种溶剂可制得B型溶液,在C型溶液中加入乙腈可制得B型溶液。同时,A型或B型多晶体通过加水形成C型。

桑德斯解释说:“我们已经预测到了这种情况,但由于技术的限制,我们花了很长时间才能精确地确定能够可靠地导致三种不同多态相互转换的溶剂和浓度。”“我们发现现在我们可以可靠地从A到B再到C的晶体形式,反之亦然,这非常令人满意。”

然而,在这三种多态体之间的相互转化过程中,有一个有趣而必要的条件:微量的(2-硝基苯)。2-二硫化物必须作为污染物存在或添加到混合物中,才能使每次转化有效。该团队目前的假设是,污染物可能是一个模板,使不同的多态晶体成核。

“这对多态性的机械化学控制领域是一个显著的贡献,”他说Tomislav星期五šč我ć他在加拿大麦吉尔大学研究机械化学。“这项工作的一个细节特别吸引人:低丰度分子杂质在实现多态转化中的明显作用。这是一个有趣的效应,可能为机械化学多态性控制开辟新的机会。”