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Schmelzpunktbestimmung: Ein sicheres Verfahren

Vom 18. Februar 2024

Zur Identitätsprüfung eines Ausgangsstoffs wird oft die Schmelzpunktbestimmung aufgrund ihrer unkomplizierten und schnellen Durchführbarkeit gewählt. Eine genaue Vorgehensweise ist hierbei für ein repräsentatives Ergebnis unerlässlich.

Laut dem Pharmazeutischen Wörterbuch „Hunnius“ wird der Schmelzpunkt wie folgt definiert: „[…] diejenige, vom Druck abhängige Temperatur, bei der ein Stoff in den flüssigen Aggregatzustand übergeht. Die Angabe erfolgt in Grad Celsius oder Kelvin […].“

Das Europäische Arzneibuch (Ph. Eur.) bezeichnet den Schmelzpunkt als: „[…] diejenige Temperatur […], bei der eine klare Schmelze vorliegt (Klarschmelzpunkt).“

Der korrekte Schmelzpunkt ist nur bei reinen festen Substanzen messbar, da sich bei Stoffgemischen in der Regel eine Schmelzpunkterniedrigung abzeichnet. Zudem gilt die Schmelzpunktbestimmung nur dann als sichere Prüfung der Identität, wenn diese in der Monografie des zu prüfenden Stoffes auch unter den Identitätsprüfungen aufgeführt ist. Sollte der Schmelzpunkt in der Monografie nur unter den Stoffeigenschaften zu finden sein, ist dieser zwar ein Hinweis auf die Qualität des Ausgangsstoffes, jedoch nicht als verbindliche Identitätsprüfung anzusehen.

Die Bestimmung des Schmelzpunktes erfolgt meist mit der Kapillarmethode (Ph. Eur. 2.2.14) und einem Schmelzpunktbestimmungsgerät. Sollte kein solches Gerät zur Verfügung stehen, können die Glaskapillaren auch in ein Becherglas, das mit einer Heizbadflüssigkeit (beispielsweise flüssiges Paraffin) gefüllt ist, gestellt werden. Bei sorgfältiger Durchführung und Beachtung aller Vorgaben gilt die Methode der Schmelzpunktbestimmung als zuverlässige Prüfmöglichkeit der Identität.

Wie funktioniert die Schmelzpunktbestimmung mit der Kapillarmethode?

Für die Bestimmung des Schmelzpunktes wird der reine feste Stoff verwendet. Beachtet werden muss, dass die Substanz fein gepulvert vorliegt, da durch das Verwenden von Kristallen der Wärmetransport eingeschränkt ist und keine aussagekräftigen Ergebnisse erzielt werden können. Zudem sollte die Probe vor der Schmelzpunktbestimmung gut getrocknet sein, weshalb eine 24-stündige Trocknung im Exsikkator empfohlen wird. Anschließend wird die gepulverte, getrocknete Probe vier bis sechs Millimeter hoch in eine Glaskapillare gefüllt und durch Aufklopfen verdichtet.

Bei Verwendung eines Schmelzpunktbestimmungsgerätes wird dies zunächst ohne die Probe auf eine Temperatur von etwa 5 Grad Celsius unter dem zu erwartenden Schmelzpunkt aufgeheizt. Die Kapillare mit der Probe wird in das Gerät eingebracht und mit einer Heizrate von einem Grad Celsius pro Minute bis zum Erreichen der Schmelztemperatur erhitzt. Sobald die Substanz komplett geschmolzen ist, wird die Temperatur abgelesen und notiert. Die Genauigkeit des Schmelzpunktes hängt von der Reinheit der Substanz ab, sodass kleine Abweichungen von zwei bis drei Grad Celsius häufig beobachtet werden.

Bestimmung des Mischschmelzpunktes

Der Mischschmelzpunkt ist eine vom Deutschen Arzneimittel-Codex (DAC) festgelegte Methode, die Verunreinigungen in der zu prüfenden Substanz und damit eine Verringerung des Schmelzpunktes berücksichtigt. Als erster Schritt wird auch hier der Schmelzpunkt mittels Kapillare für den reinen, fein gepulverten Stoff bestimmt und notiert. Eine vorangegangene Trocknung ist im Fall des Mischschmelzpunktes nicht nötig. Anschließend wird die Prüfsubstanz zu gleichen Teilen mit einer identischen Referenzsubstanz verrieben und der Schmelzpunkt dieses Gemisches ebenfalls mit der Kapillarmethode geprüft. Eine Abweichung der beiden gemessenen Werte von maximal zwei Grad Celsius kann toleriert werden und die Prüfung entspricht den Vorgaben.

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