vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2022-58-4-360-368vestich-760Research ArticleФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯPHYSICAL CHEMISTRYВлияние условий кристаллизации на полиморфизм субстанции модафинилEffect of crystallization conditions on modafinil substance polymorphismКаранкевичЕ. Г.KarankevichE. G.

Каранкевич Елена Григорьевна – кандидат химических наук, заведующий лабораторией.

Ул. Сурганова, 13, 220072, Минск

Karankevich Elena G. – Ph. D. (Chemistry), Head of the Laboratory.

13, Surganov str., 220072 Minsk

extract@ifoch.bas-net.byКуваеваЗ. И.KuvaevaZ. I.

Куваева Зоя Ивановна – доктор химических наук, профессор, заведующий отделом.

Ул. Сурганова, 13, 220072, Минск

Kuvaeva Zoya I. – D. Sc. (Chemistry), Professor. Head of the Department.

13, Surganov str., 220072, Minsk

lie@ifoch.bas-net.byКульбицкаяЛ. В.KulbitskayaL. V.

Кульбицкая Людмила Викторовна – научный сотрудник.

Ул. Сурганова, 9/1, 220072, Минск

Kulbitskaya Lyudmila V. – Researcher.

9/1, Surganov str., 220072, Minsk

lyu1401@yandex.ruПоповА. С.PopovA. S.

Попов Антон Сергеевич – старший преподаватель, начальник медицинской службы.

Ул. Уборевича, 77, 220096, Минск

Popov Anton S. – Senior Lecturer, Head of the medical service.

77, Uborevich str., 220096, Minsk

antonydoc@rambler.ruИнститут физико-органической химии, Национальная академия наук БеларусиInstitute of Physical Organic Chemistry, National Academy of Sciences of BelarusИнститут общей и неорганической химии, Национальная академия наук БеларусиInstitute of General and Inorganic Chemistry, National Academy of Sciences of BelarusБелорусская государственная академия авиацииBelarusian State Aviation Academy202228112022584360368Copyright © Каранкевич Е.Г., Куваева З.И., Кульбицкая Л.В., Попов А.С., 20222022Каранкевич Е.Г., Куваева З.И., Кульбицкая Л.В., Попов А.С.Karankevich E.G., Kuvaeva Z.I., Kulbitskaya L.V., Popov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/760

С использованием метода порошковой рентгеновской дифракции изучено влияние условий кристаллизации модафинила из его метанольных растворов на полиморфное состояние полученной субстанции. Показано, что изменения скорости охлаждения и концентрации насыщенных растворов оказывают влияние на получение образцов субстанции модафинила, имеющих отличия дифрактометрических характеристик. Причем скорость охлаждения практически не влияет на выход кристаллического продукта, который находится в зависимости от степени насыщения кристаллизационных растворов. Установлено, что I полиморфная форма модафинила может быть получена из растворов модафинила с концентрацией в диапазоне 0,34–0,44 М при медленном охлаждении растворов, преимущественно с градиентом температур 5–10 ºС/ч до температуры (5 ± 2) ºС. Увеличение скорости охлаждения насыщенных растворов и их концентрация >0,44 М приводит к получению смешанных полиморфных форм кристаллов модафинила.

The effect of the crystallization conditions of modafinil from its methanol solutions on the polymorphic state of the resulting substance was studied using the X-ray powder diffraction method. It is shown that changes in the cooling rate and the concentration of saturated solutions have an effect on obtaining samples of the modafinil substance with differences in diffractometric characteristics. Moreover, the cooling rate practically does not affect the yield of the crystalline product, which depends on the degree of saturation of crystallization solutions. It was found that the I polymorphic form of modafinil can be obtained from modafinil solutions with a concentration in the range of 0.34–0.44 M with slow cooling of solutions, mainly with a temperature gradient of 5–10 °C/hour to a temperature of 5 ± 2 °C. An increase in the cooling rate of saturated solutions and their concentration >0.44 M leads to the production of mixed polymorphic forms of modafinil crystals.

модафинилполиморфизмсубстанциякристаллизацияпорошковая рентгеновская дифракцияmodafinilpolymorphismsubstancecrystallizationX-ray powder diffractionReferencesЛеонидов, Н. Б. История развития концепции полиморфизма химических веществ (краткий очерк) / Н. Б. Леонидов // Рос. хим. журн. – 1997. – Т. 41, № 5. – С. 10–22.Leonidov N. B. History of development of the concept of polymorphism of chemicals (brief essay). Rossiiskii himicheskii zhurnal = Russian Journal of General Chemistry, 1997, vol. 41, no. 5, pp. 10–22 (in Russian).Rychkov, D. A. Simple and efficient modifications of well known techniques for reliable growth of high-quality crystals of small bioorganic molecules / D. A. Rychkov, S. G. Arkhipov, E. V. Boldyreva //j.appl. Crystallogr. – 2014. – Vol. 47. – P. 1435–1442. https://doi.org/10.1107/s1600576714011273Rychkov D. A., Arkhipov S. G., Boldyreva E. V. Simple and efficient modifications of well known techniques for reliable growth of high-quality crystals of small bioorganic molecules. Journal of Applied Crystallography, 2014, vol. 47, pp. 1435–1442. https://doi.org/10.1107/s1600576714011273Datta, S. Crystal structures of drugs: Advances in determination, prediction and engineering / S. Datta, D. J. W. Grant // Nat. Rev. Drug Discovery. – 2004. – Vol. 3, N 1. – P. 42–57. https://doi.org/10.1038/nrd1280Datta S., Grant D. J. W. Crystal structures of drugs: Advances in determination, prediction and engineering. Natural Reviews Drug Discovery, 2004, vol. 3, no. 1, pp. 42–57. https://doi.org/10.1038/nrd1280Dunitz, J. D. Disappearing Polymorphs /j. D. Dunitz, J. Bernstein // Accts. Chem. Res. – 1995. – Vol. 28, N 4. – P. 193– 200. https://doi.org/10.1021/ar00052a005Dunitz J. D., Bernstein J. Disappearing Polymorphs. Accounts of Chemical Research, 1995, vol. 28, no. 4, pp. 193–200. https://doi.org/10.1021/ar00052a005Гильдеева, Г. Н. Полиморфизм: влияние на качество лекарственных средств и актуальные методы анализа / Г. Н. Гильдеева // Качественная клиническая практика. – 2017. – № 1. – С. 56–59.Gildeeva G. N. Polymorphism: the influence on the quality of drugs and actual methods of analysis. Kachestvennaya klinicheskaya praktika = Good Clinical Practice, 2017, no. 1, pp. 56–59 (in Russian).Prado, L. D. Solid State in the Pharmaceutical Industry: A Brief Review January 2015 / L. D. Prado, H. Rocha // Revista Virtual de Quimica. – 2015. – Vol. 7, N. 6. – P. 2080–2112. https://doi.org/10.5935/1984-6835.20150123Prado L. D., Rocha H. Solid State in the Pharmaceutical Industry: A Brief Review January 2015. Revista Virtual de Quimica, 2015, vol. 7(6), pp. 2080–2112. https://doi.org/10.5935/1984-6835.20150123Смирнова, И. Г. Анализ кристаллической и пространственной структуры лекарственных веществ / И. Г. Смирнова, Г. Н. Гильдеева, В. В. Чистяков // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. – 2012. – Т. 53, № 4. – С. 234–240.Smirnova I. G., Gildeeva G. N., Chistyakov V. V. Analysis of crystal and three dimensional structures of drug substances. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Ser. 2. Himiya = Moscow University Chemistry Bulletin, 2012, vol. 53, no. 4, pp. 234–240 (in Russian).Successful Application of the Derived Crystal Packing (DCP) Model in Resolving the Crystal Structure of a Metastable Polymorph of ((±)Modafinil / M. Pauchet [et al.] // Crystal growth & design. – 2004. – Vol. 4, N 6. – P. 1143–1151. https:// doi.org/10.1021/cg030069tPauchet M., Gervais C., Courvoisier L., Coquerel G. Successful Application of the Derived Crystal Packing (DCP) Model in Resolving the Crystal Structure of a Metastable Polymorph of ((±)Modafinil. Crystal Growth and Design, 2004, vol. 4, no. 6, pp. 1143–1151. https://doi.org/10.1021/cg030069tLohani, S. Polymorphism: in the Pharmaceutical Industry / S. Lohani, D. J. W. Grant. – Weinheim: Wiley-VCH, 2006. – Chapter 2. Thermodynamics of Polymorphs. https://doi.org/10.1002/3527607889.ch2Lohani S., Grant D. J. W. Polymorphism: in the Pharmaceutical Industry. Chapter 2. Thermodynamics of Polymorphs. Weinheim, Wiley-VCH, 2006. https://doi.org/10.1002/3527607889.ch2Gavezzotti, A. Chapter 6. Crystal polymorphism: Conventional and real wisdom / A. Gavezzotti // J. Theoret. Computat. Chem. – 2021. – Vol. 20. – P. 143–168. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-823747-2.00001-9Gavezzotti A. Chapter 6. Crystal polymorphism: Conventional and real wisdom. Journal Theoretical and Computational Chemistry, 2021, vol. 20, pp. 143–168. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-823747-2.00001-9Mahieux, J. Access to several polymorphic forms of (±)-modafinil by using various solvation−desolvation processes / J. Mahieux, M. Sanselme, G.Coquerel // Cryst. Growth Des. – 2016. – Vol. 16. – Р. 396−405. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.5b01384Mahieux J., Sanselme M., Coquerel G. Access to several polymorphic forms of (±)-modafinil by using various solvation−desolvation processes. Crystal Growth and Design, 2016, vol. 16, pp. 396−405. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.5b01384Mahieux, J. Access to single crystals of (±)-form IV of modafinil by crystallization in gels. Comparisons between (±)-forms I, III, and IV and (−)-form I / J. Mahieux, M. Sanselme, G.Coquerel // Cryst. Growth Des. – 2013. – Vol. 13. – P. 908–917. https://doi.org/10.1021/cg301630dMahieux J., Sanselme M., Coquerel G. Access to single crystals of (±)-form IV of modafinil by crystallization in gels. Comparisons between (±)-forms I, III, and IV and (−)-form I. Crystal Growth and Design, 2013, vol. 13, pp. 908–917. https:// doi.org/10.1021/cg301630dLinol, J. Inversion of the Relative Stability between Two Polymorphic Forms of (±) Modafinil under Dry High-Energy Milling: Comparisons with Results Obtained under Wet High-Energy Milling / J. Linol [et al.] // Cryst. Growth Des. – 2007 – Vol. 7, N 9. – P. 1608–1611. https://doi.org/10.1021/cg0700723Linol J., Morelli T., Petit M.-N., Coquerel G. Inversion of the Relative Stability between Two Polymorphic Forms of (±) Modafinil under Dry High-Energy Milling: Comparisons with Results Obtained under Wet High-Energy Milling. Crystal Growth and Design, 2007, vol. 7, no. 9, pp. 1608–1611. https://doi.org/10.1021/cg0700723Физические основы ренгеноструктурного исследования кристаллических материалов / А. А. Клопотов [и др.]. – Томск : Том. политех. ун-т, 2013. – 276 с.Klopotov A. A., Abzaev Yu. A., Potekaev A. I., Volokitin O. G., Klopotov V. D. Physical bases of X-ray study of crystalline materials. Tomsk, Tomsk University Publ. 2013. 276 p. (in Russian).Ковба, Л. М. Рентгенофазовый анализ / Л. М. Ковба, В. К. Трунов. – изд. 2-е, доп. и перераб. – М.: МГУ, 1976. – 232 с.Kovba L. M., Trunov V. K. X-ray phase analysis. 2nd ed. Moscow, Moscow State University, 1976. 232 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.