Polymorphieuntersuchungen - COnnecting REpositories · PDF file 2017. 3. 12. · Polymorphieuntersuchungen ausgewählter Sulfonamide Dissertation zur Erlangung des naturwissenschaftlichen

Polymorphieuntersuchungen

ausgewählter Sulfonamide

Dissertation

zur Erlangung des naturwissenschaftlichen Doktorgrades

(Dr. rer. nat.)

dem Fachbereich Chemie

der Universität Essen

vorgelegt von

Wolfgang Schaap

aus Straelen am Niederrhein

Essen 2001

Referent: Prof. Dr. R. Boese Korreferent: Prof. Dr. P. Rademacher Tag der mündlichen Prüfung: 21.12.2001

„....every compound has different polymorphic forms and the number of forms known for a given compound

is proportional to the time and energy spent in research on that compound"

Walter C. McCrone, 1963

Danksagung Die vorliegende Arbeit wurde in der Zeit von September 1996 bis Dezember 2000 am Institut

für Anorganische Chemie der Uni Essen angefertigt.

Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. R. Boese für die Überlassung des Themas und

seine stete Diskussionsbereitschaft. Der mir gewährte Freiraum hat mich sowohl in fachlicher

Hinsicht als auch darüber hinaus weitergebracht.

Für die Übernahme des Korrefferats möchte ich Herrn Prof. Dr. P. Rademacher meinen

herzlichsten Dank aussprechen.

Weiterhin danke ich Herrn Dipl Ing. Dieter Bläser für seine fachliche Unterstützung und

Ratschläge bei der Durchführung der Strukturanalysen.

Herrn Dr. Jordi Benet-Buchholz (Bayer AG, Leverkusen) möchte ich meinen herzlichsten

Dank für die Durchführung einer Einkristallstrukturanalyse aussprechen, ohne die die

Kristallstrukutur der Modifikation II des SST nicht möglich gewesen wäre.

An dieser Stelle möchte ich nicht versäumen, Herrn Dr. J.-O. Henck (Bayer AG, Leverkusen)

für sein Interesse an dieser Arbeit, seine zahlreichen Ratschläge und Denkanstösse zu danken,

die mich auf dem Gebiet der Polymorphie weitergebracht haben.

Der Arbeitsgruppe danke ich für das überaus angenehme Arbeitsklima und auch die Geduld

und nicht nur fachliche Unterstützung während dieser Zeit.

Außerdem danke ich allen meinen Freunden, die es auch schwierigen Phasen der Arbeit

schafften, daß meine Motivation und mein Humor nicht auf der Strecke blieben.

Meinen Eltern

Inhaltsverzeichnis INHALTSVERZEICHNIS..........................................................................................................I

ABBILDUNGSVERZEICHNIS.............................................................................................. III

TABELLENVERZEICHNIS ..................................................................................................VII

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ......................................................................................... VIII

1 EINLEITUNG UND AUFGABENSTELLUNG............................................................... 1

2 ALLGEMEINER TEIL...................................................................................................... 4 2.1 ANTIBAKTERIELL WIRKSAME SULFONAMIDE ............................................................................................ 4

2.1.1 Strukturelle Einteilung .................................................................................................................... 4 2.1.2 Antibakteriell wirksame Spaltprodukte der Sulfonamide................................................................ 5 2.1.3 Wirkungsmechanismus der Sulfonamide ........................................................................................ 7

2.2 THERMODYNAMISCHE GRUNDLAGEN ZUR POLYMORPHIE......................................................................... 9 2.2.1 Bildung polymorpher Modifikationen............................................................................................. 9 2.2.2 Energie-Temperatur-Diagramme .................................................................................................. 11

2.3 ZWISCHENMOLEKULARE KRÄFTE............................................................................................................ 17 2.3.1 Van-der-Waals-Kräfte................................................................................................................... 17 2.3.2 Die Wasserstoffbrückenbindung ................................................................................................... 18 2.3.3 Nachweismethoden ....................................................................................................................... 23 2.3.4 Wasserstoffbrückenbindungen und Polymorphie.......................................................................... 24 2.3.5 Konformationspolymorphie .......................................................................................................... 25

2.4 STRATEGIE ZUR AUFFINDUNG POLYMORPHER FORMEN .......................................................................... 27 2.5 THERMISCHE ANALYSE ........................................................................................................................... 29 2.6 METHODEN DER RÖNTGENBEUGUNG ...................................................................................................... 30 2.7 DIE KRISTALLISATION............................................................................................................................. 31

2.7.1 Grundlegende theoretische Betrachtungen.................................................................................... 31 2.7.2 Kristallisationsverfahren ............................................................................................................... 35

3 EXPERIMENTELLER TEIL .......................................................................................... 40 3.1 CSD-RECHERCHE UND THERMODYNAMISCHE DATEN ............................................................................ 41 3.2 UNTERSUCHTE VERBINDUNGEN .............................................................................................................. 44 3.3 ANGEWENDETE METHODEN .................................................................................................................... 45 3.4 VERWENDETE LÖSUNGSMITTEL .............................................................................................................. 45

4 UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE............................................................................... 46 4.1 SULFANILAMID........................................................................................................................................ 48

4.1.1 Derzeitiger Kenntnisstand ............................................................................................................. 48 4.1.2 Herstellung der Modifikationen .................................................................................................... 48 4.1.3 Thermoanalyse .............................................................................................................................. 49 4.1.4 Pulverdiffraktometrie .................................................................................................................... 49 4.1.5 Beschreibung der Kristallstruktur der Modifikationen IV............................................................. 52 4.1.6 Beschreibung der Kristallstruktur des Hydrats II .......................................................................... 53 4.1.7 Ergebnisse und Diskussion............................................................................................................ 55

4.2 1-SULFANILYL-1-THIOHARNSTOFF .......................................................................................................... 59 4.2.1 Derzeitiger Kenntnisstand ............................................................................................................. 59 4.2.2 Synthese der Verbindung .............................................................................................................. 59 4.2.3 Thermoanalyse .............................................................................................................................. 60 4.2.4 Pulverdiffraktometrie .................................................................................................................... 60 4.2.5 Einkristallstruktur und Diskussion von 1-Sulfanilyl-1-thioharnstoff ............................................ 61

4.3 SULFANILHARNSTOFF.............................................................................................................................. 65 4.3.1 Derzeitiger Kenntnisstand ............................................................................................................. 65 4.3.2 Synthese der Verbindung .............................................................................................................. 65 4.3.3 Herstellung der Modifikationen .................................................................................................... 66 4.3.4 Thermoanalyse .............................................................................................................................. 66 4.3.5 Pulverdiffraktometrie .................................................................................................................... 67 4.3.6 Einkristallstruktur von Sulfanilharnstoff-Hydrat........................................................................... 68

Inhaltsverzeichnis II

4.3.7 Ergebnisse und Diskussion.........