Bestimmung der Schmelztemperatur |
 | 06.12.2011 14:44 Uhr |
ZL / Die Bestimmung der Schmelztemperatur wird im Apothekenalltag gern als schnelle, wenig aufwendige und kostengünstige Methode zur Prüfung der Identität eines Stoffes verwendet. Um falsche Rückschlüsse auf die Qualität der Substanz zu vermeiden, müssen einige Bedingungen unbedingt beachtet werden.
Die Schmelztemperatur kann nur dann als sicheres Identitätskriterium herangezogen werden, wenn sie in der Monographie des jeweiligen Stoffes unter den Identitätsprüfungen aufgeführt ist. Sobald hier allerdings noch weitere Prüfungen genannt sind, müssen diese ebenfalls durchgeführt werden und der Schmelzpunkt reicht in diesem Fall als alleiniger Nachweis nicht aus.
Identität oder Eigenschaft?
Besonders kritisch ist die Identitätsfeststellung, wenn die Schmelztemperatur in der Monographie lediglich unter Eigenschaften aufgeführt ist, zum Beispiel bei den Corticoiden. Eigenschaften sind nicht als analytische Anforderungen zu sehen und somit nicht verbindlich gemäß Ph. Eur. 1.4 »Monographien«. Hier darf das Ergebnis der Schmelztemperaturbestimmung nur als Hinweis auf die Qualität aufgefasst werden.
Gefüllte Kapillaren im Schmelzpunktbestimmungsgerät vor der Aufheizphase...
Einen guten Überblick bietet die Anlage M des DAC. Sie enthält eine Tabelle mit Schmelztemperaturen aus den Ph. Eur., DAB oder DAC Monographien verschiedener Stoffe in alphabetischer Auflistung und außerdem die Schmelztemperaturen aus den alternativen Identifizierungen des DAC.
Die Schmelztemperatur ist die Temperatur, bei der eine feste Substanz mit ihrer Schmelze im Gleichgewicht steht. Eine scharfe Schmelztemperatur ist nur bei extrem reinen Substanzen messbar. Mit den üblichen Methoden kann bei sorgfältiger Arbeitsweise die Schmelztemperatur bis auf einige zehntel Grad genau bestimmt werden. Bei Gemischen aus mehreren Stoffen beobachtet man in der Regel eine Schmelzpunkterniedrigung. Diesen Effekt macht man sich zum Beispiel im Winter durch das Streuen von Salz zur Glättevermeidung auf den Straßen zunutze. Für die Analytik bedeutet dies, dass möglicherweise eine Verunreinigung vorliegt, wenn eine zu niedrige Schmelztemperatur festgestellt wird. Denn selbst kleine Verunreinigungen, auch solche durch höher schmelzende Stoffe, verursachen in der Regel eine Absenkung der Schmelztemperatur. Meist beobachtet man auch ein größeres Schmelzintervall, also eine »unscharfe« Schmelztemperatur.
...und nach Erreichen der Schmelztemperatur.
Fotos: ZL
Viele organische Verbindungen schmelzen unter Zersetzung. Diese Zersetzungstemperatur ist meist unscharf und abhängig von der Erhitzungsgeschwindigkeit: Je schneller die Temperaturerhöhung, desto höher die Zersetzungstemperatur. Die Reproduzierbarkeit solcher Versuche kann problematisch sein und ist von der exakten Einhaltung aller relevanten Parameter abhängig.
Methode, Geräte und Fehlerquellen
Die übliche Vorgehensweise zur Bestimmung der Schmelztemperatur ist die Schmelzpunkt-Kapillarmethode nach Ph. Eur. 2.2.14 beziehungsweise die Instrumentelle Methode nach Ph. Eur. 2.2.60. Sehr wichtig ist eine sorgfältige Aufbereitung der Probe: Die Substanz muss fein pulverisiert und entsprechend getrocknet werden (24 Stunden im Vakuum über Silicagel R). Die vorbereitete Probe »wird so in die Glaskapillare eingefüllt, dass eine 4 bis 6 mm hohe, kompakte Säule entsteht«. Eine gute Verdichtung der Probe kann erzielt werden, indem man die befüllte Kapillare mit dem geschlossenen Ende nach unten durch ein dünnes, 20 bis 40 cm langes Rohr fallen lässt, das auf einer harten Oberfläche steht.
Weiterhin wichtig ist eine langsame Aufheizgeschwindigkeit. Die Ph. Eur. gibt ab einer Temperatur, die 10 °C unterhalb der zu erwartenden Schmelztemperatur liegt, eine Heizrate von 1 °C pro Minute an. Wenn sich die Temperatur 5 °C unterhalb der zu erwartenden Schmelztemperatur befindet, wird die Glaskapillare in die Apparatur eingeführt. Abgelesen wird die Temperatur, bei der das letzte feste Teilchen in die flüssige Phase übergeht.
Vollautomatische Geräte zur Schmelztemperaturbestimmung arbeiten entweder mit Lichttransmission oder -reflexion durch die mit der Probe befüllte Kapillare. Die Probe wird nach einem ausgewählten Programm erhitzt und die Schmelztemperatur von einem opto-elektronischen System selbstständig gemessen. Empfehlenswert sind Apparaturen, die zusätzlich auch eine manuelle Bestimmung der Schmelztemperatur, also ein visuelles Ermitteln der Schmelztemperatur durch den Prüfenden ermöglichen, da insbesondere bei Substanzen, die unter Zersetzung schmelzen, das automatische Ablesen oft erschwert ist.
Geräte zur Bestimmung der Schmelztemperatur müssen regelmäßig mit Schmelzpunkt-Referenzsubstanzen wie denen der WHO oder anderen geeignete Substanzen kalibriert werden. Oft bieten die Hersteller dies als Dienstleistung an. /
