分子固体における多形：赤、オレンジ、黄色の結晶の特異な系

ダイヤモンドとグラファイトは互いの多形であり、同じ組成を持ちながら異なる構造と特性を有します。多くの他の物質も多形を示します：無機および有機、自然および人工のものです。多形は結晶化、相転移、材料合成、生体鉱化、特殊化学物質の製造の研究で遭遇されます。多形は結晶パッキングおよび構造-特性関係について貴重な洞察を提供します。赤、オレンジ、黄色の結晶で知られる5-メチル-2-(2-ニトロフェニル)アミノ-3-チオフェンカルボニトリルは、ケンブリッジ構造データベースで解明された構造を持つ7つの多形を持ち、その数は最大です。医薬化学者によって初めて合成されたROYは、有機固体における驚くべき多様性を示すため、固体化学者から注目を集めています。ROYの多形の多くの構造と熱力学的特性が知られており、ROYは計算モデルのテスト用の重要なモデルシステムとされています。記録上最も多形の多い物質ではないものの、ROYの多くの多形は同じ液体から同時に結晶化し、同じ条件下で動的に安定しているという点で特異です。ROYの多形の研究は、核形成が結晶化の多形を定義するという一般的な見解を無効にする新しい結晶化メカニズムを明らかにしました。ゆっくりと核形成する多形でも、他の多形で迅速に成長し核形成を行う場合、製品を支配することができます。ROYの研究はまた、ガラス転移温度に冷却された有機液体における驚くほど速い結晶成長モードを理解するのにも役立っています。この成長モードは、より等方的であり、ひょっとするとより液体的なパッキングを持つ多形にのみ存在します。ROYの豊かな多形は、有利な熱力学と動力学の組み合わせから生じます。同様のエネルギーまたは自由エネルギーを持つ多形が多数存在するだけでなく、多くの多形は動的に安定で、観察されるためには同様の速度で結晶化する必要があります。この系は、多形が固体状態の構造や特性に対して提供する独自の洞察と、現時点での現象に関する私たちの理解の不十分さを示しています。ROYに関する多くの研究にもかかわらず、同等またはより多形的な次の分子を予測することは依然として不可能です。ROYは医薬化学者からの幸運な贈り物です。