[대한약전/KP] 융점측정법

융점측정법

Melting Point Determination

 

융점은 보통 결정성물질이 가열로 융해하여 고상과 액상이 평형상태가 될 때의 온도로 정의하지만 실용적으로는 검체를 가열 승온하는 과정에서의 상태변화를 관찰하여 융해종점의 온도를 측정하여 융점으로 한다. 융점은 순수물질에서는 각각의 물질의 고유한 값을 나타내므로 물질의 동정, 확인 및 순도의 지표로 쓴다. 
융점은 다음 중 한 방법으로 측정한다. 비교적 순도가 높고 가루로 만들 수 있는 물질은 제 1 법으로, 물에 불용성이고 가루로 하기 어려운 물질은 제 2 법으로, 바셀린 류의 융점은 제 3 법으로 측정한다. 
측정은 따로 규정이 없는 한 제 1 법으로 측정한다.

The Melting Point is defined to be the temperature at which a crystalline substance melts during heating, when the solid phase and the liquid phase are in an equilibrium. However, in this Pharmacopoeia it is conventionally conventionally 
defined to be the temperature at which the remaining solid sample melts completely when it is subjected to continuous heating and the change of the sample state that accompanies heating is accurately observed. 
Since a pure substances has an intrinsic melting point, it is used for the identification and/or confirmation of a substance and also as an indicator of the purity of a substance. 
The melting point is determined by either of the following 
methods: 
Method 1 is applied to those substances of which the purity is comparably high and which can be pulverized, Method 2 to those substances which are insoluble in water and cannot be readily pulverized, and Method 3 to petrolatums. Unless otherwise specified, measurement is performed by Method 1.

 

제 1 법 

보통 비교적 순도가 높고 가루로 만들기 쉬운 것은 이 방법으로 측정한다. 
1) 장 치 그림과 같은 장치를 쓴다. 
다만 교반, 가온 및 냉각조작 등이 자동화 된 장치도 쓸 수 있다. 
욕액 상온에서 동점도 50 ~ 100 mm2/s의 맑은 실리콘유를 쓴다. 
침선부온도계 측정온도범위에 따라 1 호 ~ 6 호의 온도계가 있다. 융점이 50 ℃ 미만일 때는 1 호, 40 ℃ 이상 100 ℃ 미만일 때는 2 호, 90 ℃ 이상 150 ℃ 미만일 때는 3 호, 140 ℃ 이상 200 ℃ 미만일 때는 4 호, 190 ℃ 이상 250 ℃ 미만일 때는 5 호, 240 ℃ 이상 320 ℃ 미만일 때는 6 호를 쓴다. 
모세관 안지름 0.8 ~ 1.2 mm, 길이 120 mm, 벽의 두께 0.2 ~ 0.3 mm이며 한쪽 끝이 막힌 경질유리로 만든 것을 쓴다.

2) 조작법 검체를 고운 가루로 하여 따로 규정이 없는한 데시케이터 (실리카겔)에서 24 시간 건조한다. 또 건조 후라고 할 때에는 건조감량 항의 조건으로 건조한 것을 쓴다. 이 검체를 건조한 모세관 H에 넣고 막힌 끝 쪽을 밑으로 하여 유리판 또는 자기판 위에 세운 길이 약 70 cm의 유리관 안에 떨어뜨려 튀게 하여 단단하게 채워서 층의 두께가 3 mm 또는 이에 가까운 두께가 되도록 한다. 욕액 B를 가열하여 예상한 융점보다 약 10 ℃ 낮은 온도까지 천천히 올려 침선부온도계 D의 침선을 욕액의 메니스커스에 일치시키고 검체를 넣은 모세관 H를 코일용수철 G에 끼워 검체를 넣은 부분이 온도계 D의 수
은구 가운데에 오도록 한다. 1 분간에 약 3 ℃ 올라가도록 가열하다가 예상한 융점보다 약 5 ℃ 낮은 온도부터는 1 분간에 1 ℃ 올라가도록 가열한다. 검체가 모세관 H안에서 액화하여 고체를 전혀 볼 수 없게 되었을 때 온도계 D의 눈금을 읽어 융점으로 한다. 
장치의 적합성 장치의 적합성의 확인은 융점표준품을 써서 정기적으로 한다. 융점표준품은 2 호 ~ 5 호 온도계를 쓰는 경우의 장치적합성평가를 위하여 조제된 것으로 다른 융점을 가지는 6 종류의 고순도 물질 (아세트아닐리드, 아세토페네티딘, 카페인, 설파닐아미드, 설파피리딘, 바닐린)이 선택되어 있고 각 물질의 융점 MPf (융해종점의 온도)이 표시되어 있다. 예상되는 검체의 융점에 맞는 온도계 및 융점표준품을 선택하여 조작법에 따라 융점표준품의 융점을 측정할 때 바닐린 및 아세트아닐리드의 융점은 MPf ± 0.5 ℃, 아세토페네티딘 및 설파닐아미드의 융점은 MPf ± 0.8℃, 설파피리딘 및 카페인의 융점은 MPf ± 1.0℃ 의 범위에 있을 때 장치의 적합성이 확
인된 것으로 한다. 다만 위의 측정은 3 회 반복하여 그 평균값을 융점으로 한다. 그러나 부적합으로 판정된 때는 위의 조작법에 따라 검체의 충전, 온도계 및 모세관의 위치, 욕액의 가열·교반, 온도상승속도의 제어 등이 올바른 지를 확인하여 재시험을 한다. 이들 조건 설정이 올바른 데도 위의 판정기준에 적합하지 않을 때는 침선부온도계를 재검정하거나 교환할 필요가 있다. 

Method 1 
This method is applied to those substances of which the purity is comparably high and which can be purlverized. 
(1) Apparatus Use the apparatus illustrated in the figure. 
Alternatively, apparatus in which some of the procedures, such as stirring, heating, and cooling, are automated can be used. 
Bath fluid: Use clear silicone oil having the viscosity of 50 to 100 mm2/s at ordinary temperature. 
Thermometer with an immersion line: There are six types of thermometers, Type 1 –Type 6, which are specified by an appropriate measuring temperature range. For melting points lower than 50 °C, use a thermometer 
Type 1; for 40 °C to 100 °C, Type 2; for 90 °C to 
150 °C, Type 3; for 140 °C to 200 °C, Type 4; for 
190 °C to 250 °C, Type 5; for 240 °C to 320 °C, Type 
6. 
Capillary tube: Use a hard glass capillary tube 120 mm long, 0.8 mm to 1.2 mm in inner diameter and with walls, 0.2 mm to 0.3 mm thick; one end is closed.

A: Heating receptacle (hard glass) 
B: Bath fluid 
C: Teflon stopper 
D: Thermometer with an immersion line 
E: Thermometer-fastening spring 
F: Vent for adjustment of the bath fluid volume 
G: Coil spring 
H: Capillary Tube 
I: Spring for fastening the stopper 
(2) Procedure Reduce the sample to a fine powder, and, unless otherwise specified, dry in a desiccator (silica gel) for 24 hours. When it is specified to do the test after drying, dry the sample under the conditions in the test for Loss on Drying before the determination. 

Place the sample in a dried capillary tube H, and pack the sample tightly in a layer about 3 mm in height by dropping it repeatedly, with the closed end of H down, through a glass tube, about 70 cm long, held vertically on a glass or porous plate. Heat the bath fluid B until the temperature rises to about 10 °C below the expected melting point, place the immersion line of the thermometer D at the same level as the meniscus of the bath fluid, and insert capillary tube H into coil spring G so that the sample is on a level with the middle of the mercury bulb of the thermometer D. Then continue the heating to raise the temperature at a rate of approximately 3 °C per minute until the temperature rises to 5 °C below the expected 1296 General Tests, Processes and Apparatus melting point, then carefully regulate the rate of increase to 1 °C per minute. Read the indication of the thermometer D at the point at which the sample liquefies throughout and no solid is visible in the capillary tube H, and designate the temperature as the melting point. 
System suitability test—Conformation of the system suitability of the apparatus should be done periodically periodically by using the Melting Point Reference Standards. 
The Reference Standard is prepared for the suitability test of the apparatus when it is used with Type 2 –Type 5 thermometers, and consists of 6 highly purified substances: acetanilide, acetophenetidine, caffeine, sulfanilamide, sulfapyridine, and vanillin. The label shows the certified melting points of the respective substances (the end point of the melting change), MPf. 
After selecting one of the thermometers and the appropriate Melting Point Reference Standard based upon the expected melting point of a sample specimen, perform a melting point measurement of the selected Reference Standard, according to the above procedure. 
When the value of the obtained melting point of the Reference Standard is within MPf ± 0.5 °C in the case of vaniline and acetanilide, within MPf ± 0.8 °C in the case of acetophenetidine and sulfanilamide, and within MPf ± 1.0 °C in the case of sulfapyridine and caffeine, the apparatus is assumed to be suitable. 
The above-mentioned measurement is repeated 3 times and the average is determined to be the melting point of the Reference Standard tested. When the above suitability test criteria are not met in a certain melting point measurement system of an apparatus and a Reference Standard, do the test again, after checking the packing of the sample specimen into the capillary tube, the locations and positioning of the thermometer and the capillary tube, the heating and stirring of the bath fluid, and the control of the temperature increasing rate. 
When a melting point measurement system does not meet the suitability test criteria again after checking these measuring conditions, the thermometer with an immersion line should be calibrated again or replaced with a new one.

 

제 2 법 

지방, 지방산, 파라핀 또는 납(蠟) 등에 적용한다. 
1) 장치 제 1 법의 장치와 달리 물을 넣은 비커를 욕액 및 가열용기로 쓴다. 온도계는 침선부온도계 또는 전몰식온도계를 쓴다. 또한 모세관은 제 1 법에 규정된 것과 같은 것으로 양 끝이 열려있는 것을 쓴다. 
2) 조작법 검체를 조심하면서 될 수 있는 대로 낮은 온도에서 융해하고 거품이 들어가지 않도록 조심하면서 모세관 속에 빨아 올려 약 10 mm의 높이가 되도록 한다. 모세관으로부터 검체가 흘러나오지 않도록 하여 10 ℃ 이하에서 24 시간 방치하거나 적어도 1 시간 얼음 위에 방치한 다음 검체의 위치가 수은구의 가운데 바깥쪽에 오도록 고무줄로 온도계에 붙들어 맨다. 모세관을 단 온도계를 물을 넣은 비커에 넣어 검체의 아래 끝을 수면 아래 30 mm의 위치에 고정한다. 물을 계속 저어주면서 가온하여 예상한 융점보다 5 ℃ 낮은 온도에 이르렀을 때부터 1 분간에 1 ℃ 올라가도록 가열한다. 모세관에서 검체가 떠오를 때의 온도계의 온도를 읽어 융점으로 한다.

Method 2 
This method is applied to such substances as fats, fatty 
acids, paraffins or waxes. 
(1) Apparatus Instead of the apparatus specified in Method 1, use a water-containing beaker as a bath fluid and a heating vessel. In this measurement, total immersion mercury-filled thermometers can also be used in place of the thermometer with an immersion line. Furthermore, the capillary tube should be the same as specified in Method 1, except that both ends of the tube are open. 
(2) Procedure Carefully melt the sample at as low a temperature as possible, and, taking care to prevent bubbles, draw it into a capillary tube (one as used in Method 1 and which is left open at both ends) to a depth of about 10 mm. Allow the charged tube to stand for 24 hours at a temperature below 10 °C, or for at least 1 hour in contact with ice, holding the tube so as not to allow loss of the sample from it. Then attach the tube to the thermometer by means of a rubber band so that the sample is on a level with the middle part of the mercury bulb. Adjust the tube on a water- containing beaker to such a position that the lower edge of the 
sample is 30 mm below the water surface. Heat the beaker with constant stirring until the temperature rises to 5 °C below the expected melting point. Then regulate the rate of increase to 1 °C per minute. The temperature at which the sample is observed to rise in the capillary tube is taken as the melting point.

 

제 3 법 

바셀린류에 적용한다. 
1) 장치 제 1 법의 장치와 달리 물을 넣은 비커를 욕액 및 가열용기로 쓴다. 온도계는 침선부온도계 또는 전몰식온도계를 쓴다. 
2) 조작법 검체를 잘 저어 섞으면서 천천히 90 ~ 92 ℃ 까지 가열하여 융해한 다음 가열을 그치고 검체를 융점보다 8 ~ 10 ℃ 높은 온도까지 방치하여 식힌다. 온도계 (침선부 또는 전몰식)를 5 ℃로 식혀 닦아서 건조하고 곧 수은구의 반정도를 검체에 삽입하였다가 바로 빼내어 수직으로 하고 방치하여 식혀 묻은 검체가 혼탁하여질 때 16 ℃ 이하의 물속에 5 분간 담가 둔다. 다음에 시험관에 온도계를 넣어 온도계의 아래 끝과 시험관의 바닥 사이가 15 mm가 되도록 코르크마개로 온도계를 고정한다. 이 시험관을 약 16 ℃의 물이 들어 있는 비커 속에 매달고 수욕의 온도가 30 ℃가 될 때까지는 1 분간에 2 ℃ 올라가도록하고 그 다음부터는 1 분간에 1 ℃ 올라가도록 가열한다. 온도계로부터 최초의 1 방울이 떨어질 때의 온도를 측정한다. 이 조작을 3 회 반복하여 측정값의 차가 1 ℃ 미만일 때에는 그 평균값을, 1 ℃ 이상일 때는 다시 이 조작을 2 회 반복하여 모두 합한 5 회의 평균값을 융점으로 한다.

Method 3 
This method is applied to petrolatums. 
(1) Apparatus Instead of the apparatus specified in Method 1, use a water-containing beaker as a bath fluid and a heating vessel. In this measurement, total immersion mercury-filled thermometers can also be used in place of the thermometer with an immersion line. 
(2) Procedure Melt the sample slowly, with thorough stirring, until it reaches a temperature between 90 °C and 92 °C. Discontinue the heating, and allow the sample to cool to a temperature between 8 °C and 10 °C above the expected melting point. Chill the bulb of the thermometer to 5 °C, wipe, dry, and, while still cold, thrust into the molten sample to such a depth that approximately the lower half of the bulb is submerged. Withdraw it immediately, hold vertically, cool until the attached sample becomes dull, then dip for 5 minutes in water having a temperature not higher than 16 °C. Fix the thermometer securely in a test tube by means of a cork stopper so that the lower end is 15 mm above the bottom of the test tube. Suspend the tube in water contained in a beaker at a temperature of about 16 °C, and raise the temperature of the bath to 30 °C at a rate of 2 °C per minute, then at a rate of 1 °C per minute until it reaches the melting point. Read the temperature at which the first drop leaves the thermometer. If the variations between each of three determinations are not more than 1 °C take the average of the three. If any of the variations is greater than 1 °C, make two additional determinations, and take the average of the five as the melting point.