Zusammenfassung Ziel dieser Arbeit ist die Bewertung des Potentials verschiedener chiraler Lösungsmittel hinsichtlich einer kristallisationsbasierten Trennung von Racematen. Es kann generell angenommen werden, dass ein chirales Lösungsmittel aufgrund von schwachen selektiven Wechselwirkungen mit den Enantiomeren einer racemischen Mischung diastereomere Addukte ausbildet, welche veränderte physikalische Eigenschaften aufweisen. Dieses kann sowohl zu einer Asymmetrie des ternären Löslichkeitsphasendiagrams führen als auch selektiv auf Kristallisationskinetiken wirken und einen Trennprozess ermöglichen. Systematische experimentelle Arbeiten sind notwendig, um die Aussicht auf einen erfolgreichen Trennprozess mittels chiraler Lösungsmittel bewerten zu können. Als Modellsubstanzen wurden in dieser Arbeit zwei aus pharmazeutischer Sicht relevante Substanzen (Mandelsäure und N-Methylephedrin) ausgewählt, welche sowohl die Gruppe der racemischen Verbindungen als auch die der Konglomerate repräsentieren. Drei unterschiedliche Gruppen von chiralen Lösungsmitteln wurden eingesetzt: (a) ‚klassische‘ chirale Lösungsmittel, (b) chirale ionische Flüssigkeiten und (c) ‚maßgeschneiderte‘ chirale Lösungsmittel. Die Untersuchungen konzentrierten sich auf drei Schwerpunkte: (i) Vermessung der ternären Löslichkeitsphasendiagramme der Modellsubstanzen, (ii) Feststellung der ‚Nukleationspunkte‘, bzw. der metastabilen Breite in Bezug auf die primäre Keimbildung und die Induktionszeit, und (iii) Design geeigneter Kristallisationstrennprozesse. Im experimentellen Kapitel der Arbeit wurden erste Versuche zur Identifikation geeigneter ‚klassischer‘ chiraler Lösungsmittel mit enantioselektiven Eigenschaften mittels Magnetresonanzspektroskopie (NMR) durchgeführt. Diese ‚Screening‘-Methode wurde insbesondere detailliert für die Modellsubstanz Mandelsäure erarbeitet, da diese als verbindungsbildende Substanz besonders komplex ist. Mittels der Messung von 1H-NMR und Raman-Spektren der gewählten neun ‚klassischen‘ Lösungsmittel konnte kein messbarer Einfluss auf das chirale System nachgewiesen werden. Zusätzlich glichen sich die Screeningergebnisse einander deutlich. Aus diesem Grund wurden die nachfolgenden Versuche mit den am besten verfügbaren Lösungsmitteln durchgeführt. Die gemessenen ternären Löslichkeitsphasengleichgewichte der Modellsubstanzen in den ‚klassischen‘ chiralen Lösungsmitteln wiesen keine Asymmetrie auf. Einzig das ternäre Löslichkeitsphasengleichgewicht von N-Methylephedrin in der chiralen ionischen Flüssigkeit (1R, 2S)-(-)-Dimethylephedrinium bis (trifluoromethylsulfonyl) amid zeigte kleine Asymmetrien. Ferner wurden Asymmetrien in den Löslichkeitsphasengleichgewichten der Mandelsäure in den ‚maßgeschneiderten‘ chiralen Lösungsmitteln (S)-n-Propylmandelsäureester und (S)-Isopropylmandelsäureester nachgewiesen. Während der Großteil der chiralen Lösungsmittel keine quantifizierbare chirale Selektivität in Bezug auf die Thermodynamik der untersuchten Lösungen zeigte, konnten deutlich unterschiedliche chiral-selektive Kristallisationskinetiken über die Messung der metastabilen Breiten und der Induktionszeiten ermittelt werden. Diese wichtigen Ergebnisse der experimentellen Arbeiten entsprachen im Wesentlichen den Ergebnissen der theoretischen Modellierung. Hierbei könnten Rechnungen auf molekularer Ebene und die Bestimmung der jeweiligen Lösungsenthalpien ein wirkungsvolles „Screening-Tool“ für die Abschätzung der Wechselwirkungen zwischen den Molekülen der Modellsubstanzen und den jeweiligen chiralen Lösungsmitteln darstellen. Die gemessenen unterschiedlichen Kristallisationskinetiken der Enantiomere der Modellsubstanzen in chiralen Lösungsmitteln und die Einflüsse auf die Thermodynamik der untersuchten Lösungen bildeten die Grundlage chiraler Trennungen, welche im Anschluss in dieser Arbeit erfolgreich durchgeführt und demonstriert wurden.
