La nucleación selectiva y el descubrimiento de polimorfos orgánicos a través de la epitaxia con sustratos de un solo...

Área de la Ciencia:

• La cristalografía es una técnica de cristalografía.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ingeniería Química Ingeniería Química.

Sus antecedentes:

• El polimorfismo, la capacidad de un material sólido para existir en múltiples formas cristalinas, impacta significativamente las propiedades del material.
• El control del polimorfismo es crucial para aplicaciones farmacéuticas y de materiales, sin embargo, lograr la cristalización selectiva sigue siendo un desafío.
• Estudios previos mostraron que seis polimorfas conformacionales de 5-metil-2-[(2-nitrofenil) amino]-3-tiofenocarbonitrilo (1) pueden formarse a partir de una solución.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de la estructura superficial del sustrato cristalino en la nucleación selectiva y el crecimiento orientado de los polimorfos del compuesto 1.
• Para utilizar el análisis de red geométrica para comprender y predecir las relaciones epitaxiales entre los polimorfos y las superficies de sustrato.
• Explorar el potencial de los sustratos cristalinos para descubrir nuevas polimorfas y controlar la cristalización.

Principales métodos:

• Cristalización del compuesto 1 en sustratos de ácido pimélico (PA) y ácido succínico (SA) monocristalino.
• Microscopía de fuerza atómica (AFM) para mediciones de goniometría y análisis de superficie.
• Análisis geométrico de la red utilizando el programa GRACE (análisis geométrico en el espacio real de la epitaxia cristalina).

Principales resultados:

• Crecimiento selectivo y orientado de la metestabilidad.
• YN YN YN YNN YNN YNN YNN
• polimorfismo de 1 se produjo en las caras (101) (((PA) de los sustratos de ácido pimélico.
• El AFM reveló orientaciones cristalográficas específicas y coincidencias epitaxiales entre el polimorfo YN y la cara (101) (((PA).
• La sublimación en sustratos de ácido succínico resultó en un crecimiento menos selectivo de múltiples polimorfos, correlacionándose con coincidencias epitaxiales más débiles predichas por GRACE.
• El análisis de GRACE confirmó que solo el polimorfo YN tiene una coincidencia epitaxial favorable con (101) (((PA), lo que explica la selectividad observada.

Conclusiones:

• La estructura de la superficie del sustrato dicta críticamente la selectividad y la orientación de la nucleación y el crecimiento del cristal.
• Los sustratos cristalinos pueden emplearse como una poderosa herramienta para la nucleación polimórfica selectiva y el descubrimiento de nuevas formas cristalinas.
• El modelado de red geométrica proporciona un método valioso para seleccionar bibliotecas de sustrato y predecir el control epitaxial sobre el polimorfismo.