Experimentelle und modellbasierte Studien zur Untersuchung von Einflussfaktoren auf die Kinetik bei der "Bevorzugten Kristallisation" von Threonin

Ein wichtiges Aufgabengebiet der pharmazeutischen Industrie stellt heutzutage die Enantiomerentrennung zur Herstellung von hochreinen Wirkstoffen dar. Bei diesen Wirkstoffen handelt es sich größtenteils um Stereoisomere, die die gleiche Summenformel aber eine unterschiedliche räumliche Ausrichtung aufweisen. Im Speziellen handelt es sich in der Regel hier bei um Enantiomere die eine bestimmte Art von Stereoisomeren darstellen. Diese Moleküle besitzen zwei mögliche räumliche Konfigurationen,d ie sich wie Bild und Spiegelbild zueinander verhalten. Daher zeigen sie identische physikalische Eigenschaften mit Ausnahme der Wechselwirkung mit polarisiertem Licht bzw. mit anderen chiralen Substanzen. Letzteres hat zur Folge, dass ihre chemische und biologische Wirksamkeit unterschiedlich ist, und nur einem der beiden Enantiomere die gewünschte therapeutsiche bzw. metabolische Aktivität zukommt (API). Normalerweise werden äquimolare Mischungen beider Enantiomere (Racemat) in der Industrie hergestellt. Aus diesem Grund ist die Anwendung eines Trennverfahrens zwingend erforderlich um das gewünschte reine Enantiomer in (hoch)reiner Form zu erhalten. Hierfür stehen eine Reihe bereits etablierter, konventioneller Methoden zur Verfügung (chemische, biochemische, chromtographische Verfahren). Eine weitere Möglichekeit zur Trennung racemischer Gemische ist die sogenannte "Bevorzugte Kristallisation". Sie stellt eine attraktive Alternative zu den in der Regel aufwendigeren konventionellen Verfahren dar. Die Anwendbarkeit dieses direkten Trennverfahrens ist aber bislang auf eine relativ geringe Anzahl von chiralen Substanzen beschränkt. Dabei handelt es sich um die sogenannten konglomeratbildenden Systeme, bei denen die Enantiomere in der festen Phase nicht mischbar sind. Diese Substanzklasse repräsentiert etwa 10 % der diesbezüglich untersuchten chiralen, organischen Verbindungen. Wünschenswert wäre es, in Zukunft dieses Verfahren ebenfalls auf die wesentlich häufiger vorzukommenden, verbindungsbildenden Systeme zu erweitern. Dies setzt jedoch ein tiefgründiges Prozessverständnis voraus und lässt sich zunächst am besten anhand relativ einfacher (sprich konglomeratbildender), aber repräsentativer Modellstoffsysteme studieren. Mit Hilfe entsprechender Modelle sollte es dann möglich sein, Prozessführungsstrategien systematisch zu untersuchen und zu optimieren. Das Ziel dieser Diplomarbeit besteht darin, einen Beitrag zur Quantifizierung der "Bevorzugten Kristallisation" am Beispiel des konglomeratbildenden Systems Throenin/Wasser zu leisten. Hierbei steht die Identifizierung und Analyse von Einflussfaktoren wie Temperatur, Rührgeschwindigkeit und Konzentration des Gegenenantiomers auf die Kristallisationskinetik im Vordergrund. Es sollen erste Schätzwerte für die Kristallisationsparameter in Abhängigkeit dieser Einflussfaktoren ermittelt werden