Stratégies d'obtention et de contrôle d'une variété polymorphique souhaitée
Polymorphisme et transition de phases solides en solution
J2160 v1 Article de référence

Stratégies d'obtention et de contrôle d'une variété polymorphique souhaitée
Polymorphisme et transition de phases solides en solution

Auteur(s) : Denis MANGIN, François PUEL, Stéphane VEESLER

Date de publication : 10 mars 2008 | Read in English

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1 - Définitions et enjeux

2 - Rappels sur la nucléation et la croissance en solution

3 - Polymorphisme et transitions de phases solides en solution

4 - Données de base à obtenir en laboratoire pour le développement d'une phase solide

  • 4.1 - Liste des données de base à obtenir en laboratoire
  • 4.2 - Criblage de polymorphes
  • 4.3 - Étude en solution de la stabilité relative de phases solides
  • 4.4 - Étude de la transition de phases solides en solution

5 - Stratégies d'obtention et de contrôle d'une variété polymorphique souhaitée

6 - Conclusion

Sommaire

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Auteur(s)

  • 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

  • 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

  • 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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INTRODUCTION

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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j2160

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5. Stratégies d'obtention et de contrôle d'une variété polymorphique souhaitée

Pour un système présentant plusieurs polymorphes, deux situations sont possibles selon que la phase désirée est le polymorphe le plus stable ou un polymorphe métastable.

La stratégie à adopter pour obtenir la phase souhaitée repose principalement sur l'éviction de la nucléation primaire hétérogène, qui est un mécanisme parfois « erratique » qui peut produire une phase solide différente de la phase souhaitée (cf. § 3.2) : très souvent c'est un ensemencement qui est utilisé pour assurer le plus tôt possible la présence en suspension du polymorphe souhaité. Le tableau 3 résume les quatre situations principales possibles en donnant des exemples pris dans la littérature.

Nous apportons les commentaires suivants :

  • Lorsque le polymorphe désiré est le polymorphe stable, la situation est sous contrôle au moyen de l'ensemencement par le polymorphe stable. Les précautions à prendre sont liées à la préparation de la semence, en particulier sur trois points : il convient de s'assurer que c'est le bon polymorphe qui est ensemencé, que la surface de la semence soit activée afin qu'elle ait toute son efficacité et enfin que la semence soit bien additionnée dans un milieu sursaturé avant nucléation primaire [17] [32]. C'est cette situation qu'il faut privilégier le plus possible car peu risquée, en développant l'application de la substance chimique avec le polymorphe le plus stable. Au contact de la semence de phase solide stable, il est possible de former une autre phase solide métastable, mais in fine celle-ci se dissoudra au profit de la phase solide stable.

  • Lorsque le polymorphe désiré est métastable, la situation est défavorable, car le risque de transition vers une phase cristalline plus stable, suite à une nucléation primaire, ne peut pas être...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (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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