Studio della Cristallizzazione del Cloridrato di Tiamina e dei suoi Idrati: Caratterizzazione e Analisi = Study of Thiamine Hydrochloride Crystallization and its Hydrates: Characterization and Analysis

Le molecole organiche allo stato solido possono esibire diverse forme polimorfiche o anche idrate, se queste incorporano nel reticolo cristallino molecole d’acqua, a seconda delle condizioni con cui viene condotto il processo di cristallizzazione. Le diverse forme polimorfiche degli ingredienti farmaceutici attivi (API) possono differire in alcune caratteristiche cruciali come la solubilità in un dato solvente, il punto di fusione, la velocità di dissoluzione e la stabilità. È importante quindi conoscere le diverse strutture cristalline esistenti per uno specifico composto e come queste strutture si trasformano. Inoltre, è necessario sapere quale sia la forma stabile in determinate condizioni e come isolare le altre diverse forme polimorfiche. In questo lavoro di tesi è stato studiato il processo di cristallizzazione del cloridrato di tiamina (THCL), comunemente conosciuto come vitamina B1, un API utilizzato come integratore per soggetti deboli che, a causa di problemi di salute, non sono in grado di assorbirne una quantità adeguata tramite una dieta equilibrata. Si presenta come una polvere fine dal colore che varia dal bianco al giallo pallido. Il cloridrato di tiamina può avere diversi idrati, in questa tesi si è focalizzata l’attenzione sullo studio delle forme monoidrato (MH) ed emiidrato (HH). Il primo passo di questo lavoro è stato quello di ottenere la curva di solubilità del materiale di partenza in un solvente 20% H2O - 80% EtOH (w/w) tramite un metodo termo-gravimetrico a temperatura controllata. Il secondo passo è stata la ricerca della zona metastabile utilizzando due velocità di raffreddamento differenti. Per questo step è stata monitorata la variazione di trasmittanza di un fascio di luce, e conseguentemente anche di assorbanza, per trovare il preciso momento di inizio del processo di cristallizzazione e la corrispondente temperatura. Per ogni esperimento le forme cristalline ottenute sono state caratterizzate attraverso diffrazione di raggi X da polveri (PXRD) e spettroscopia Raman. Per l’ultimo step del lavoro sono stati ripetuti gli esperimenti del precedente passo, per poi effettuare dei prelievi di cristalli dal cristallizzatore. Tramite l’osservazione dei campioni al microscopio a luce polarizzata sono state ricavate una serie di immagini, da cui è stato possibile ottenere una distribuzione di dimensioni dei cristalli. Considerando la forma aghiforme dei cristalli, le distribuzioni sono state prodotte considerando sia il lato lungo che quello corto. Anche in questo caso i risultati ottenuti con le due diverse velocità di raffreddamento sono stati messi a confronto. I diffrattogrammi ottenuti al PXRD e gli spettri Raman sono stati confrontati con quelli trovati in letteratura ed è stata trovata un’ottima corrispondenza con strutture di tiamina esistenti, inoltre con questo lavoro di tesi è stata confermata anche l’emiidrata come forma termodinamicamente stabile, mentre la monoidrata come la forma cineticamente favorita durante la cristallizzazione da soluzione. Dalle distribuzioni delle dimensioni sono stati ottenuti risultati dotati di senso fisico, in quanto con velocità di raffreddamento inferiori sono stati osservati cristalli con dimensioni superiori su entrambi i lati.