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Auteur(s)
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Denis MANGIN : Docteur Institut National Polytechnique de Grenoble – Ingénieur ENSIC NANCY - Maître de Conférences à l'Université Claude Bernard Lyon 1, Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés UMR 5007
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François PUEL : Docteur Université Claude Bernard Lyon 1 – Ingénieur ESCPE LYON - Maître de Conférences à l'Université Claude Bernard Lyon 1, Laboratoire d'Automatique et de Génie des Procédés UMR 5007
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Stéphane VEESLER : Docteur Université Aix Marseille 3 – Ingénieur ESCPE LYON - Directeur de Recherches au Centre de Recherche en Matière Condensée et Nanosciences, CNRS, Marseille Luminy
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Lire l’articleINTRODUCTION
De nombreuses substances peuvent apparaître sous différentes phases solides si les conditions du milieu de croissance le permettent. Ces phases solides peuvent être des polymorphes, des solvates, des isomères, des solides microcristallins et des amorphes.
Cet article est focalisé sur les polymorphes et les « pseudopolymorphes ».
Après des définitions et la présentation d'enjeux liés à l'emploi de polymorphes, nous ferons brièvement quelques rappels sur la nucléation et la croissance de phases cristallines en solution qui sont nécessaires pour comprendre les mécanismes rencontrés permettant d'obtenir préférentiellement une phase solide polymorphique plutôt qu'une autre ou bien qui commandent le faciès final des cristaux produits. La troisième partie sera également consacrée aux transitions de phases solides, en particulier le polymorphisme. Les fondements thermodynamiques et cinétiques étant posés, la quatrième partie est dédiée aux données de base à acquérir expérimentalement en laboratoire pour le développement de la phase solide souhaitée. Enfin, les stratégies d'obtention et de contrôle d'un polymorphe seront présentées et discutées dans la cinquième partie.
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Polymorphisme et transitions de phases solides en solutionArticle inclus dans l'offre
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2. Rappels sur la nucléation et la croissance en solution
Le lecteur trouvera une description plus détaillée des concepts dans la littérature ([1] [J 2 710]). Nous ne donnerons ici que les principales définitions.
2.1 Sursaturation
Si on considère une solution sursaturée, la force motrice de la cristallisation est la différence des potentiels chimiques qu'ont les molécules respectivement dans la solution mère sursaturée µ et dans la solution saturée µ s à l'équilibre cristal-solution. Cette différence s'écrit, par mole de molécule qui va cristalliser :
avec :
- R :
- constante des gaz parfaits,
- T :
- température.
Pour ne pas compliquer, et introduire les activités, nous écrirons ici sans préciser les unités que le degré de sursaturation β vaut :
avec :
- C :
- concentration initiale ou actuelle de la phase qui va cristalliser,
- Cs :
- concentration à saturation ou solubilité.
...
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Rappels sur la nucléation et la croissance en solution
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BOISTELLE (R.) - Actualités néphrologiques - . Crosnier J., Funck Brentano J.L., Bach J.F., Grunfeld J.P., Éd. Flammarion Médecine Sciences, 159-202 (1985).
-
(2) - VEESLER (S.), PUEL (F.), FEVOTTE (G.) - Polymorphism in processes of crystallization in solution - . STP Pharma Pratiques 15(1), 53-84 (2005).
-
(3) - SATO (K.) - Polymorphic transformations in crystal growth - . J. Phys. D : Appl. Phys. 26: B77-B84 (1993).
-
(4) - KASHCHIEV (D.) - Nucleation: Basic theory with applications - . Butterworth-Heinemann, Oxford (2000).
-
(5) - OSTWALD (W.) - * - Z. Phys. Chem., 1897, 22, 289 (1897).
-
(6) - CARDEW (P.T.), DAVEY (R.J.) - The kinetics of solvent-mediated phase transformation - . Proc. R. Soc. Lond. A 398: 415-428 (1985).
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