Polymorphysm and crystallization: practical strategies for identifying, predicting and controlling

Polymorphie von Molekülkristallen ist als das Vorkommen von mehr als einer Kristallphase einer chemisch definierten Spezies definiert. Dieses Phänomen ist sowohl für die Grundlagenforschung als auch für die Anwendung von Bedeutung. Da die meisten Arzneistoffe in fester, kristalliner Form vorliegen, kann sich die Polymorphie beispielsweise auf die Verarbeitung, Lagerstabilität, die Anwendbarkeit und schließlich auch auf die Wirksamkeit von Arzneimitteln auswirken. Trotzdem, ist die Isolierung und Entdeckung von polymorphen Formen noch nicht vorhersagbar. Dies ist noch immer eine offene Frage und wird daher zunehmend erforscht. Um hier schnellere Forschritte zu erzielen, ist die Kenntnis von viel mehr Kristallstrukturen von polymorphen Modifikationen notwendig. Anders als bei anorganischen Festkörpern, ist die Polymorphie bei organischen Verbindungen noch relativ schlecht untersucht, was mit den richtungsabhängigen Kräften in organischen Molekülkristallen zusammenhängt. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt zielt auf ein besseres Verständnis der Polymorphie auf molekularer Ebene ab und soll einen Beitrag dazu leisten, dieses Phänomen besser vorhersagen zu können. Wir beabsichtigen homologe Serien von Verbindungen zu untersuchen, die durch Veränderung von bestimmten Molekülteilen zu verschiedenen strukturellen Einheiten (Motiven) assoziieren können. Wenn die Molekülvariation die Bildung eines Motivs betrifft, oder sogar mehrere Arten von Assozationsmöglichkeiten, dann sollte deren Bildungsgleichgewicht entsprechend beeinflusst werden. Durch entsprechende Veränderung der Molekülteile kann also das Gewicht von einer Assoziationsart zur anderen verschoben werden. Das System kann durch einen Zustand gehen, bei dem beide Einflüsse im Gleichgewicht sind, was gerade die Bildung verschiedener polymorpher Formen möglich macht. Es sollte daher möglich sein die Fähigkeit für die Bildung polymorpher Formen einzustellen. Das Forschungsprojekt sollte also neue Einblicke in die Grundlagen der Polymorphie durch die Anwendung von Verfahren aus dem Bereich des Crystal Engineerings erlauben und dazu beitragen die Zusammenhänge zwischen molekularer Struktur und der Bildung polymorpher Formen besser zu verstehen.