GESLAAGD IN 1E ZIT (18/20).
Volledige Nederlandse samenvatting van het vak 'Fysicochemie van Geneesmiddelen', gebaseerd op college slides en eigen toegevoegde notities. Bevat alle leerstof met een overzichtelijke structuur en afbeeldingen ter verduidelijking.
Iedereen die dit document al gebr...
Fysiochemische eigenschappen van geneesmiddelen
1. GM in vaste toestand
1 Introductie
Terminologie:
» Drug : geneesmiddel
o Gerules bestaan uit actieve stof + hulpstoffen
» Actieve stof
» Formulatie = doseringsvorm
» Hulpstoffen = excipients
2 Amorfe, kristallijne en polymorfe geneesmiddelen
A. Algemeen
» Molec. : meestal gesynthetiseerd in opgeloste toestand --> Hoe in vaste toestand verkrijgen:
o Complexvorming --> neerslag : filteren
o Evaporatie : verdampen solvent
o Bevriezen
Telkens nog stap nodig om GM in vaste vorm te krijgen
Vaste stoffen kn in ≠toestanden vrkomen:
» Kristallijne vorm : GM komen als kristallen vr
o Geordende posities tov elkaar : geordend in vaste vorm
o Gedefinieerde & meestal gemakk. (microscopisch) herkenbare structuren
o bestaande uit 3D "rooster" wrin indiv. molec. aan zijknten v kristalrooster geplaatst
> Bv. meth-amphetamine, cocaine, acyclovir
» Amorfe materialen : GM komen zonder enige vorm vr
o niet goed gedefinieerd
o eerder willekeurig, ongeordend (microscopisch) uiterlijk
=> Vanaf opgelost : geen sprake meer v amorf of kristallijn --> enkel in vaste vorm
» Terminologie : gebaseerd op manier indiv. molec. in vaste toestand zijn verpakt
De kristallen ve bep. stof kn in grootte variëren:
» Macrokristallen:
o (gemiddelde) grootte meeste GMkristallen : "10tallen v micrometers"
» Nanokristallen:
o GMkristallen ve gemiddelde grootte v "100en nanometers"
Hoe de grootte vd kristallen te bepalen?
» Microscopisch
o Lichtmicroscoop : resolutie : +/- 0,5 µm
o Elektronenmicroscoop : resolutie enkele nm
» Dr middel van zeefanalyse
o Zeeftoren : apparatuur opgebouwd uit ≠zeven --> ≠poriegrootte
o Zorgt vr 1e indicatie grootte kristallen
» Dr middel van lichtverstrooiing (zie later)
Cel mens : 10 - 100 µm
Bacterie : 1-10 µm
Virussen : 100 nm
Proteinen/lipiden : 1 – 10 nm
Benzeen, glucose : 1 nm
C – C, C – H : 0,1 nm
I, K : 0,3 nm
Nanokristal GM : +100 nms
Microkristal GM : >> µms
Polymorfisme
» Verbindingen in oplossing kn stollen in kristallijne toestand of amorfe toestand
o In ene batch : GM in amorfe toestand
≠vormen
o Andere batch : GM in kristallijne toestand
o Verbindingen kn kristalliseren als ≠soorten kristallen tegelijkertijd
o Deel kristal, deel amorf
» Molec op ++ manieren in kristal rangschikken: verschil verpakking, oriëntatie/conformatie
» Thermodynamisch aspect :
o ≠kristaltypen ve polymorf GM hb neiging om langzaam om te zetten in kristaltype dat
thermodynamisch meest stabiel
= omzetting nr stabieler kristaltype ifv tijd : energie komt vrij bij aangaan binding
--> Energetisch lagere toestand : spontaan gebeuren
» Hb ≠fysische & chemische eigenschappen; bijv. verschillend smeltpunt, oplosbaarheid
o Bv. bij spontaan omleggen vr stabiliteit problemen :
» Amorfe vorm --> vaak ↑oplosbh dan kristallijne vorm
o noodz. type kristallijne/amorfe toestand GM in elke batch te bepalen
, 3
B. Bepalen of een medicijn kristallijn, amorf of polymorf is
» Wat zie je? - Kristallen = kristallijn
- Verschillende kristallen = polymorf
- Geen kristallen = amorf
Calorimetrisch :
» Smeltpunt gedetecteerd : kristallen aanwezig (--> gekenmerkt dr Tsmelt)
o Bv. corticosteron : sterkere interacties = ↑Tsmelt --> ++ energie nodig om overwinnen
» Geen smeltpunt gedetecteerd, wel glasovergangstemperatuur (Tg) : amorfe materialen aanw.
» Smeltpunt + Tg gedetecteerd : polymorf
» Verschillende smeltpunten gedetecteerd : ≠kristallen aanwezig : polymorf
=> Differentiële scanning calorimetrie = ++gebruikte calorimetrische techniek om kristallisatie-, smelt-
en glasovergangstemperaturen v solid state GM te bepalen
C. Biofarmaceutisch belang vd kristallijne vs. amorfe toestand ve medicijn
Amorfe vaste stoffen
» Inherent minder stabiel : hogere energietoestand dan kristallijne vaste stoffen
» hebben potentieel om in loop v tijd omzetten in thermodynamisch stabielere kristallijne vorm
» Vertonen sterkere chemische reactiviteit : dr hogere moleculaire mobiliteit
o En dus ↑snelheid chemische afbraak
» Vaak ↑oplosbh dan kristallijne
» Gebruik = mogh. om BB te verbeteren igv slecht in water oplosbare GM
≠redenen belangrijk om bepalen of medicijn amorf, kristallijn of polymorf is :
» Invloed op oplossnelheid
» Invloed op farmaceutische verwerkbaarheid vh GM in vaste toestand
o Bep. kristallen zijn makkelijker te vervormen (tot tablet bv.) dan andere
Opmerking over belang kristallen in farmaceutische industrie:
» verschillende kristalstructuren, polymorfen kn elk wrd gepatenteerd
o drdat oplosbaarh = effectiviteit GM beïnvloed
o stabiliteit, toxiciteit & verwerkbaarheid : afh. polymorfe vorm
» Crystallics® : bedrijf, gericht op vinden alle polymorfen v nieuwe GM & procesomstandigh
o Oplosmiddel, zoutvormer, temp, conc en koeltijd --> gevarieerd :
▪ gemakk 5-15 ≠polymorfen vormen --> Doel : ++robuuste & actieve kristalvorm
3 Onderkoelde vloeistoffen en glazige toestand
A. Wat zijn onderkoelde vloeistoffen?
» Supercooled liquids = glassy state = amorfe GM --> GM in glastoestand, onderkoelde vloeistf
» Vloeistof onder vriespunt afgekoeld --> neiging tot kristalliseren
» Kristallisatieproces begint ergens = nucleatie
o Nucleatie : plaats in aanwh ve zaadkristal/kern waaromheen zich kristalstructuur kn
vormen => vaste stof
▪ Bv. fout aan binnenknt container, onzuiverheid in water, vold. verstoring
, 4
o Als kristallen geschikte opp-onvolkomenheid kn vinden wnr vriespunt bereikt
--> stof bevriest bij verwachte temperatuur
» Dergelijk oppervlak niet beschikbaar : geen nucleatie
o vloeistof blijft op temp (warmte nog steeds verwijderd) --> blijft in vloeibare toestand
=onderkoelde vloeistof.
▪ Wrs zeer zuivere & schone materialen met hogere viscositeit
o container geschud of klein kristal toegevoegd => snelle kristalisatie
Voorbeeld 1 : zuiver water
Wat gebeurt wanneer we water langzaam afkoelen?
1. onderkoelde vloeistof = vloeistof bij temp onder het vriespunt --> wrd niet vast
2. onderkoelde vloeistof = thermodynamisch instabiel
--> tenietgedaan dr vorming vavn waterkristallen, met vrijkomen v energie/warmte & T↑
3. Balans tsn water en ijs:
--> warmte vrij dr vorming kristallen = tenietgedaan dr verdere afkoeling water
--> Tot water volledig bevroren = balans & blijft temperatuur 0°C
4. Water is volledig gekristalliseerd: alleen ijs, T↓
Trage afkoeling
1. Supercooled state : water nog vlb
> Ookal onder vriestemp
= metastabiele toestand
2. Bij verstoring (tikken, schudden) : metastabiele toestand opgegeven
= Kristalisatie
> Watermolec. Gn bindingen aan = energie vrij
Stijging Temp tot 0°C
3. Balans : overblijvend water kristalliseert verder
4. Alleen ijs : pas als al het water gekristalliseerd
Wat gebeurt er als we water snel afkoelen?
» Snelheid vlstf afgekoeld = groter dan snelheid wrmee molec zich kn uitlijnen in kristalrooster
» energie = laag --> water : stroperig & vloeistof als "vaste stof" ervaren :
o nog steeds vloeistof --> zeer hoge viscositeit = amorf water
» Temp wrbij verandering in eigenschappen optreedt = glasovergangstemperatuur (Tg)
o -113 °C vr water : onder dit punt --> water in glassy state = vitrificatie
= onderkoelde vloeistof die eruit ziet zoals glas
Snelle afkoeling
» Temp daalt : bij 0° geen kristallen
o Onvoldoende tijd vr ordening & vormen kristallen
» Kinetische energie blijft dalen zonder vorming kristallen
=> Amorf water : water vast, zonder kristallen
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller Farmaseutke. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $13.91. You're not tied to anything after your purchase.
