药物的多晶型.ppt

第二章药物的多晶型（Polymorphismofdrugs）一、晶型（CrystallizationCrystalStructure）1.晶体概念物质的三种状态2.晶体的特性2.1各向异性：晶体的物理性质随方向而变称为各向异性。力学性质人们熟知固体云母(一种硅酸盐矿物)很容易被劈为薄片.如果我们试图于和自然的层形结构不平行的方向折断云母那么它就比较牢固了。通过这种方式云母显示出其机械强度有极明显的各向异性。热学性质在加热时所有物体都膨胀。然而仔细测量固体膨胀的量随方向而异。因此热膨胀显示出各向异性。在一些固体中热传导也是各向异性的。磁学性质在室温能自动磁化的物质称为铁磁体。铁是铁磁体的一个普通的例子。通过一定的处理可以使铁丧失磁性或使它的自动磁化度增加将一块没有磁化的铁放在通电的线圈中它可以重新被磁化。进一步的实验证明使铁（或铁磁体）磁化所需能量和物体与线圈的相对朝向有关。在某些方向铁磁体比在其他方向更为磁化即这些物质有磁学各向异性。对固态的性状研究的愈多愈发现各向异性这一一般的现象是一个规律而不是一个例外。一般来说绝大多数晶体的一些物理参数是各向异性的但是另一些物理参数则是各向同性的。举例来说固体氯化钠在光学上是各向同性的而在力学上却是各向异性的。宏观固体的任一物理性质最终是由组成固体的分子性质和个别分子在多分子阵列中的排列所决定。分子的原子结构愈复杂分子愈会显示独特的性质。偶极矩举例来说如图所示甲烷比氯苯要简单得多可以预计两者的性质是不同的。特别是由于氯原子的电负性比苯基大氯苯分子具有净的偶极矩且可能和它有方向性性质有关．另一方面甲烷没有明显的方向性性质它是一个高度对称的分子。因此单个分子的复杂性可以使它组成的物质具有特殊的方向性性质。现在我们转入象固体那样的分子的多分子集合体!偶极矩当我们考虑杂乱阵列的性质时虽然每一单个分子有偶极矩阵列的杂乱性使得分子的偶极矩效应互相抵消。如果我们测量整个阵列的净偶极矩结构的复杂性使得总的偶极矩为零。因为在任何一个方向都没有偶极矩固体在各方面的介电常数都相同。因此在这一点上固体是各向同性的。对于有规则阵列情况就很不一样。由于所有偶极矩都是平行的它们将互相加强意味固体作为整体将具有净的偶极矩它将在空间规定一个“特殊”方向。这样固体的介电常数将随方向而变即是各向异性的。两个结构都是由紧靠的氯苯分子组成。可是（a）的杂乱性意味作为总体没有净偶极矩宏观上是各向同性的。只有象（b）那样一个有序的规则结构可以有净的偶极矩因而在宏观上是各向异性的。这个具各向异性效应的阵列和上面一个各向同性的阵列之间的差别是什么呢?前一阵列是杂乱的而后一阵列恰好相反——是一个高度规则的阵列在其中分子精确地互相平行。杂乱阵列的特征是无序而第二种有规则的阵列则可以称为是有序的。就是这个有序提示了各向异性的意义和固态的本质。固态的物理性质必定反映了大量的单个分子的性质。因此只是当这些分子以一定的、明确的方式排列成为有序的阵列任何方向性性质才会明显。如果排列是杂乱的则组成固体的分子的任何方向性性质将因分子相互之间的朝向和位置的杂乱无规则平均后为零。因此只当分子排列得规则而有序时才可能有各向异性。事实上我们很容易设想一个有序的却没有净的偶极矩的氯苯分子的阵列如图所示。结论晶体的特性2.2对称性晶体的特性2.３对X-射线衍射性1.什么是X射线？是波长处在0.1~1.0nm（1~10Å10–10~10–9m）之间的一种电磁辐射这个尺度与晶体中的分子间距可相比。X射线在电磁谱中位置如图。物理学家用两个字来描述波与障碍物的相互作用。第一个字是散射第二个字是衍射。散射是障碍物的尺寸和波动的波长可以相比时波和障碍物的相互作用。衍射是障碍物的尺寸比波动的波长大得多时的波和障碍物的相互作用。我们可以说光波被大气中的尘埃粒子散射可是被一个象小轴承那样的障碍物所衍射。现在我们考虑一个由大量的尺寸的数量级为1nm的原子组成的晶体。晶体尺寸的数量级为l0mm。当波长为0.lnm（1Å）的X-射线和晶体相互作用时每个原子都将散射波起一个散射中心的作用。晶体中所有分子的散射组合起来将提供一个总的净效应。可以将这个总效应看作为晶体作为一个整体提供的效应。由于晶体比X射线波长大得多我们称晶体衍射X射线。我们现在看到散射是原子的一种基本的性质是这些散射事件的组合产生了衍射这个宏观现象。严格地讲衍射本质上是宏观现象它是许多微观散射事件的结果。应该注意“散射”和“衍射”这两个字在意义上的差别常被忽略它们常用来描述同一个总的物理现象。晶体X-射线衍射的意义我们来考虑这样一个类比如果有一艘5