盐酸二甲双胍晶体的机械和热动力学参数。

文摘

盐酸二甲双胍的大尺寸单晶:15.5×1×1.5 mm3被溶剂蒸发法生长在水溶液。盐酸二甲双胍的晶体结构被确认使用单晶x射线衍射分析。加工硬化系数和牛顿抵抗压力的水晶据估计使用维氏硬度测量。热分析进行了等温条件下的温度范围25 - 700°C。Coats-Redfern关系被用来评估热动力学和热力学参数的确定的数据。盐酸二甲双胍的阿仑尼乌斯方程k = 0.60 x 1010 e -137473 / RT mol-1s-1。

关键字

盐酸二甲双胍、XRD、硬度、热重分析。

介绍

盐酸二甲双胍盐酸盐(1-Dimethylimidodicarbonimidic肼)是一种降糖药药物用于治疗2型糖尿病。特别是,它用于肥胖的人那些与正常肾脏功能和超重。许多作品相关药品盐酸二甲双胍的属性是在文献[报告1,2,3),但物理和热性能研究较少。热重分析(TGA)给信息的热稳定性,氧化稳定性和分解动力学的材料。TGA被应用于制药行业揭示药物的理化性质,多态性,纯洁和配方兼容性。石膏晶体的热分析4)和一些药物晶体(5,6,7由作者)进行评估。

目前,盐酸二甲双胍的单晶生长缓慢的溶剂蒸发法。晶体生长是证实了利用单晶x射线衍射分析。动力学参数进行评估从使用外套和雷德芬TG数据的方法。热稳定性和热力学参数确定。

实验

Glycomet 500老药物从USV有限公司购买印度。水溶液浓度的MH 0.75使用双重蒸馏制备UV处理过的水。玻璃碗(50毫米直径)作为晶体生长的血管。结晶被允许在一个晶体生长室环境温度恒定≈27°C和照片证明环境。透明的、定义良好的形状的晶体的大小:15.5×1×1.5 mm3(图1)结晶在几天之内。

生长晶体受到x射线衍射研究使用Enraf-Nonius cad 4衍射仪,使用MoKα(λ= 0.71073)。胞参数得到的最小二乘优化设置79反射的角度。

晶体生长的显微硬度测量用日本岛津公司显微硬度测试仪(模型没有。HMV2T)金刚石压头。抛光水晶是安装在一个平台的显微硬度测试仪和不同负载应用在固定间隔时间。缩进被固定为15秒的时间。测量压痕对角线长度(d)对各种负荷(P)在低负荷区(LLR)。维氏硬度值确定使用表达式(1)[8]。

(1)

同时热重分析(TGA)和差热分析(DTA)的粉末样品进行了盐酸二甲双胍晶体生长的温度范围25°C到700°C的不断升温速率15°C / min氮气氛下使用珀金埃尔默,钻石热分析仪。的氧化铝坩埚使用是作为参考样本。盐酸二甲双胍TGA曲线显示在图2。

x射线衍射分析

晶格参数:= 7.99 (7)a, b = 14.01 (23), c = 7.99(8),β= 114.85(16)°和P21 /空间群。这些值与值报告值(9]。这些值确定盐酸二甲双胍的身份。

硬度分析

图3和图3 b显示d和P和对数的变化分别为P与d2。发现,显微硬度增加而增加的负载。相关的表达式(2)加载和对角线的长度硬度计压头是由梅尔定律,

(2)

P是负载,n是加工硬化系数和材料常数。根据海斯和肯德尔(10]当负载应用于材料,P是部分影响小电阻压力。基于这一假设,eqn。(2)修改,

(3)

,W是牛顿抵抗压力和b是一个常数。

d和P对数的情节给一条直线(图3)和加工硬化被计算为3.39。在显微硬度研究中,硬度值应该增加随着负载的增加,如果n > 2,减少n < 2。Onitsch [11)指出,n是在1.0和1.6之间为硬质材料和软材料超过1.6。根据这一标准,盐酸二甲双胍是一种软材料和确定材料常数为2.950 x 10⁴g /μm²。情节之间P和d2(图3 b)几乎是线性和牛顿抵抗压力和常数(b)估计分别为-37.747 g和0.0743 g /μm2。牛顿抵抗压力是负的LLR [12]。

弹性刚度常数(C11)不同加载使用伍斯特的经验公式计算C11 =高压^7/4并给出了表1。

热分析

盐酸二甲双胍的DTA / TGA曲线第一个吸热峰在229.89°C表明盐酸二甲双胍的熔点(13]。质量损失发生在五个阶段。的第一个质量损失10.28%,报239.9°C是归因于北半球的释放₃分子从标题化合物1,1-Dimethylbiguanide盐酸和放热趋势肯定这离解。一个不稳定的中间体C8H19N9.2HCl和结束产品1、盐酸1-dimethyl-2-cyanoguanidine可能导致这一过程。这种化合物的形成可能是合理的质量损失5.1%相当于一半NH3分子进化由于二聚体的形成。进一步加热导致的损失22.02%,消除HCl分子化合物275.3°C。C的解放₂H₄分子造成的质量损失16.94%,报304.9°C和氰基胍(C₂H₄N₄)可能形成。这种化合物分解成为dicyanamide (C₂接下来的₃)和NH₃造成的质量损失10.28%,报323.8°C。进一步加热导致质量损失16.32% (HCN)和16.91% (N2)为585.4°C和叶碳残留物。

动力学参数

两种不同的方程(4 & 5)应用于计算动力学参数TG曲线的图2。外套和雷德芬[14]导出以下方程确定活化能(E)的值,频率因子(A)和反应(n)。

(4)

(5)

α——的一部分物质分解在时间t、n -的反应,一个频率因子,E -活化能,R -气体常数和β-加热率。

的值来确定反应的活化能和秩序,左手边的图方程(1)和1 / T画不同的n值和最佳的线性情节给了正确的值n。这个方程是有效的对所有值除了n = 1。最好的线性情节获得n = 4.5和decipted在图4。活化能和频率因子测定线性斜率和截距的健康。活化能和频率因子的计算值137.473焦每摩尔和0.62 x 1010年代¹分别。盐酸二甲双胍的阿仑尼乌斯方程k = 0.62 x 1010 e¹37473 / RT摩尔¹年代¹。

热力学参数

盐酸二甲双胍的热力学参数:活化熵(ΔS),活化焓(ΔH)和吉布斯自由能(ΔG)计算使用方程6 - 8。

(6)

在h和k分别为普朗克常数和波尔兹曼常数。

(7)

(8)

ΔS的价值观,ΔHΔG -62.49 J / Kmol, 132.89焦每摩尔167.31焦每摩尔。正值ΔG表明,盐酸二甲双胍是发酵的分解反应。

结论

单晶的盐酸二甲双胍被缓慢结晶溶剂蒸发法。单斜晶体的形式证实了利用单晶x射线衍射分析。维氏硬度试验表明材料属于软类别。弹性刚度和牛顿抵抗压力评估。外套和雷德芬关系应用于确定动力学参数和阿仑尼乌斯方程。热力学参数表明,分解反应是发酵。

确认

作者感谢大学拨款委员会,印度政府,提供主要的研究项目;Thiruvalluvar学院部长Papanasam博士和k . Ravikumar b . bloom博士实验室x射线晶体学,IICT,海德拉巴。

引用

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