超臨界流体の利用による結晶多形の核発生と成長に関する研究

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本研究では、超臨界流体としてCO_2を用い、GAS法(Gas Anti-Solvent Method)による結晶の析出制御への可能性を明らかにすることを目的とし、晶析操作条件と析出挙動、結晶形状、粒径分布などの相関性について検討を行った。昨年度に完成した高圧晶析セルを用いて、医薬品の一種であるスルファチアゾール(C_9H_9N_3O_2S_2)の晶析実験を行った。主な晶析操作条件として、温度、最大圧力、加圧方法などが考えられる。そこで、温度を25℃一定とし、加圧法に着目し、先ず段階的に加圧する方法による検討を行った。これは、溶液の体積増加が見られなくなった時点で圧力を小刻み(0.5MPa)に加えるものである。最大圧力を4.5-5.8MPaの範囲で変化させた。このとき析出した結晶は柱状で、その粒径は予想に反し大きく2-6mmであった。また、晶析セル器壁へのスケーリングがかなり量認められた。最大圧とともに析出量は増加するが、晶癖や粒径には大きな変化はみられなかった。次に、過飽和度を急激に増加させ、核発生を促進することを目的として、最大圧力まで一挙に加圧する“急速加圧法"を用いて晶析を行った。この方法では、最大圧を5.0,5.5,5.8MPaで変化させたところ、いずれの場合も結晶の形状は前法と同様であったが、粒径には変化がみられ、5.5,5.8MPaでは段階的加圧法に比べて粒径が1/2-1/3に小さくなることが認識された。しかし、その効果は期待したほどではなかった。そこで、最初に急速に高圧力を加え核を発生させておき、次の段階で減圧する“2段圧力変化法"を考案し、これについて検討を行った。この結果、粒径が一桁小さい、10Μm程度の小粒径の結晶が得ることが認められた。これらの一連の検討により、結晶の粒径制御におけるGAS法の有利性が明らかになった。