Cocrystal engineering fontos a termelés energetikai anyagok, gyógyszerek, és más vegyületek. Ezek közül a legszélesebb körben tanulmányozott és használt alkalmazás a gyógyszerfejlesztés, pontosabban az aktív gyógyszerészeti összetevők (API) kialakítása, tervezése és megvalósítása. Az API szerkezetének és összetételének megváltoztatása nagymértékben befolyásolhatja a gyógyszer biohasznosulását. A kokristályok tervezése kihasználja az egyes komponensek sajátos tulajdonságait, hogy megteremtse az oldhatóság legkedvezőbb feltételeit, amelyek végső soron fokozhatják a gyógyszer biohasznosulását. A fő ötlet az API kiváló fizikai-kémiai tulajdonságainak fejlesztése, miközben maga a gyógyszermolekula tulajdonságai állandóak. A Cocrystal struktúrák a kábítószer-felfedezés alapanyagává is váltak. Szerkezet-alapú virtuális szűrési módszerek, mint például a dokkolás, Az ismert fehérjék vagy receptorok kokristályszerkezeteit használja az új ligandum-receptor kötő konformációk tisztázására.
PharmaceuticalsEdit
a Cocrystal engineering olyan nagy jelentőségűvé vált a gyógyszerek területén, hogy a többkomponensű cocrystals egy bizonyos alosztálya a gyógyszerészeti cocrystals kifejezést kapta, amely egy szilárd cocrystal korábbi komponensre és egy molekuláris vagy ionos API-ra (aktív gyógyszerészeti összetevő) utal. Más osztályozások azonban akkor is léteznek, ha egy vagy több összetevő környezeti körülmények között nincs szilárd formában. Például, ha az egyik komponens környezeti körülmények között folyadék, akkor a kokristály valójában kokristálszolvátnak tekinthető, amint azt korábban tárgyaltuk. Az egyes komponensek környezeti körülmények közötti fizikai állapota az egyetlen megosztási forrás ezen osztályozások között. A kókuszristályok osztályozási elnevezési sémája úgy tűnhet, hogy magának a kókuszristálynak nincs jelentősége, de a kategorizálásban jelentős információk találhatók a fizikai tulajdonságokról, például az oldhatóságról és az olvadáspontról, valamint az API-k stabilitásáról.
a gyógyszerészeti kokristályok célja, hogy a tiszta API-któl elvárt tulajdonságoktól eltérő tulajdonságokkal rendelkezzenek anélkül, hogy kovalens kötéseket hoznának létre és/vagy megszakítanának.A legkorábbi jelentett gyógyszerészeti kokristályok közé tartoznak a szulfonamidok. A gyógyszerészeti kokristályok területe tehát az API-k és a kokristályképző vegyületek közötti kölcsönhatások alapján nőtt. Leggyakrabban az API – k külső hidrogénkötési képességgel rendelkeznek, ami hajlamosabbá teszi őket a polimorfizmusra, különösen a kokristályos szolvátok amelyek ismerten különböző polimorf formákkal rendelkeznek. Ilyen eset a szulfatiazol gyógyszer, egy közös orális és helyi antimikrobiális szer, amely több mint száz különböző szolvátot tartalmaz. Ezért fontos a gyógyszeripar területén a cocrystal minden polimorf formájának szűrése, mielőtt azt a meglévő API reális javításának tekintik. A gyógyszerészeti kokristály képződést több funkciós csoport is vezérelheti az API – n, amely bevezeti a bináris, hármas és magasabb rendű kokristály formák lehetőségét. Mindazonáltal a kokristály-előbbit az API tulajdonságainak optimalizálására használják, de kizárólag az API izolálására és/vagy tisztítására is használható, mint például az enantiomerek egymástól való elválasztása, valamint a gyógyszer előállítása előtt eltávolítva.
azzal az érveléssel, hogy a gyógyszerészeti kokristályok fizikai tulajdonságai végül megváltozhatnak az egyes komponensek változó mennyiségével és koncentrációjával. Az egyik legfontosabb tulajdonság, amelyet a komponensek koncentrációjának változásával meg kell változtatni, az oldhatóság. Kimutatták, hogy ha a komponensek stabilitása kisebb, mint a közöttük képződött kokristály, akkor a kokristály oldhatósága alacsonyabb lesz, mint az egyes alkotóelemek tiszta kombinációja. Ha a kokristály oldhatósága alacsonyabb, ez azt jelenti, hogy a kokristályosodás hajtóereje van. A gyógyszerészeti alkalmazásoknál még fontosabb az a képesség, hogy megváltoztassák az API hidratációs stabilitását és biohasznosulását a kokristályképződéssel, ami hatalmas hatással van a gyógyszerfejlesztésre. A cocrystal növelheti vagy csökkentheti az olyan tulajdonságokat, mint az olvadáspont és a relatív páratartalom stabilitása a tiszta API-hoz képest, ezért eseti alapon kell tanulmányozni azok felhasználását a gyógyszeripari piacon történő javításában.
olyan szűrési eljárást fejlesztettek ki, amely segít meghatározni a kokristályok képződését két komponensből, valamint a tiszta API tulajdonságainak javítását. Először meghatározzuk az egyes vegyületek oldhatóságát. Másodszor, a két komponens kokristályosodását értékeljük. Végül a fázisdiagram szűrést és a porröntgendiffrakciót (PXRD) tovább vizsgáljuk, hogy optimalizáljuk a komponensek kokristályosodásának feltételeit. Ez az eljárás még mindig történik, hogy felfedezzék cocrystals gyógyszerészeti érdeklődés, beleértve az egyszerű API-k, mint a karbamazepin (CBZ), egy közös kezelés epilepszia, trigeminus neuralgia, és a bipoláris zavar. A CBZ-nek csak egy elsődleges funkcionális csoportja van, amely részt vesz a hidrogénkötésben, ami egyszerűsíti a kokristály képződésének lehetőségeit, amelyek nagymértékben javíthatják alacsony oldódási biohasznosulását.
egy másik példa a vizsgált API-ra a piracetám vagy (2-oxo-1-pirrolidinil)acetamid, amelyet a központi idegrendszer stimulálására használnak, és így fokozza a tanulást és a memóriát. A piracetám négy polimorfja létezik, amelyek a karbonil és az elsődleges amid hidrogénkötését foglalják magukban. Ugyanezek a hidrogénkötő funkciós csoportok lépnek kölcsönhatásba és fokozzák a piracetám kokristályosítását gentissavval, egy nem szteroid gyulladáscsökkentő gyógyszerrel (NSAID) és p-hidroxi-benzoesavval, az aszpirin prekurzor szalicilsav izomerjével. Nem számít, mi az API, amelyet kutatnak, teljesen nyilvánvaló a gyógyszerfejlesztés területén a folyamatos fejlesztés széles körű alkalmazhatósága és lehetősége, így világossá téve, hogy a kokristályosítás hajtóereje továbbra is azon fizikai tulajdonságok javításának kísérletéből áll, amelyekben a meglévő kokristályok hiányoznak.
RegulationEdit
augusztus 16-án, 2016-ban, az amerikai food and drug administration (FDA) közzétett egy tervezetet iránymutatás szabályozási osztályozása gyógyszeripari Co-kristályok. Ebben az útmutatóban az FDA azt javasolja, hogy a co-kristályokat polimorfként kezeljék, mindaddig, amíg bizonyítékot mutatnak be az ionos kötések létezésének kizárására.
energetikai anyagok
két HMX és CL-20 robbanóanyag 1:2 arányban kristályosodva hibrid robbanóanyagot képez. Ennek a robbanóanyagnak ugyanolyan alacsony volt a HMX érzékenysége, és majdnem ugyanolyan robbanóképessége, mint a CL-20-nak. A robbanóanyagok fizikai keverése olyan keveréket hoz létre, amely ugyanolyan érzékenységgel rendelkezik, mint a legérzékenyebb komponens, amelyet a kokristályosodás legyőz.