Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Après avoir défini les notions de polymorphisme cristallin, d'état amorphe et de faciès ou habitus des particules cristallines, cet article présente le processus de cristallisation. Le cas simple de la cristallisation d'une molécule à partir d'un solvant met l'accent sur les différents paramètres physico-chimiques, notamment la nucléation, l'énergie d’activation de germination, et le rôle du solvant et des impuretés. Puis, l'article rappelle les éléments de cristallographie, tels que systèmes cristallins et réseaux de Bravais, maille cristalline ou unité asymétrique, pour fixer quelques définitions.
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Michel BAUER : Directeur du Département international d’analyse - Sanofi-Synthélabo
INTRODUCTION
Ce premier article examine en détail, après un bref rappel historique, les différentes définitions concernant le polymorphisme cristallin et l’état amorphe ainsi que celles concernant les particules pulvérulentes (habitus/faciès, états d’agrégation et d’agglomération). Le polymorphisme et les faciès cristallins sont la conséquence d’un processus complexe, appelé cristallisation, pour lequel une brève introduction est proposée dans le cas de la cristallisation d’une molécule à partir d’un solvant. Celle-ci souligne les différents paramètres physico-chimiques jouant un rôle clé dans ce phénomène (nucléation, énergie d’activation de germination, rôle du solvant et des impuretés, etc.). Enfin, dans un dernier paragraphe, un rappel concernant les éléments de cristallographie (systèmes cristallins/réseaux de Bravais, maille cristalline, unité asymétrique) est abordé dans le but de fixer un certain nombre de définitions nécessaires à la compréhension globale des trois articles qui composent cette étude.
Le but de ces articles est de décrire ce phénomène et d’envisager ses conséquences dans le domaine pharmaceutique principalement, mais aussi dans d’autres a priori moins connus. Ils paraîtront dans l’ordre suivant :—
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[AF 3 640] - Cristallisation et polymorphisme. Description du phénomène ;
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— Cristallisation et polymorphisme- Physico-chimie du polymorphisme - Cristallisation et polymorphisme. Physico-chimie du polymorphisme ;
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— Cristallisation et polymorphisme- Applications - Cristallisation et polymorphisme. Applications pharmaceutiques et autres.
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Quelques exemples du phénomène observé4. Éléments de cristallographie
4.1 Généralités
Les corps simples, les molécules minérales, en règle générale ioniques (ClNa, CO3Ca, etc.), les molécules organiques (neutres ou sous forme de sels) existent donc à l’état solides sous forme de cristaux caractérisés par un ordre à longue distance. Celui-ci traduit la répétition dans l’espace tridimensionnel d’un motif constitué d’atomes, d’ions ou de molécules, ce qui, d’un point de vue mathématique se traduit par une opération de translation. La compréhension globale du polymorphisme et de la morphologie cristalline nécessite une étude approfondie de la cristallographie en tant que science de l’organisation spatiale des atomes, ions et molécules (cf. encadré).
Si nous avons fait débuter l’histoire du polymorphisme à Klaproth, il faudrait en fait reconnaître l’apport fondamental des minéralogistes du XVIIIe siècle comme Romé de l’Isle (1736-1790) et René Just Haüy (1743-1822), eux-mêmes partant de travaux et réflexions effectués par Agricola (1494-1555), Stenon (1638-1686), Erasme Bartholin (1625-1698) et Huy-gens (1629-1695).
Il faut souligner qu’Haüy, avec son concept de « molécule intégrante », avait déjà dégagé l’idée fondamentale que les formes extérieures des cristaux n’étaient que la conséquence d’un arrangement régulier et périodique d’entités ultimes qu’il nommait justement molécules intégrantes.
Mais, il faudra attendre la découverte de la diffraction des rayons X par von Laue (1912) et leur mise en œuvre par W. et L. Bragg pour apporter la preuve expérimentale directe de la nature périodique de l’arrangement cristallin au niveau atomique et moléculaire.
Nous allons aborder sommairement les notions essentielles de cristallographie renvoyant le lecteur à quelques références ...
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Éléments de cristallographie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DIU (B.) - Les atomes existent-ils vraiment. - Sciences, Édition Odile Jacob, p. 176, fév. 1997.
-
(2) - MITSCHERLICH (E.) - Annales de chimie et physique 2. - Série 19, p. 350 (1821).
-
(3) - HALEBLIAN (J.), McCRONE (W.) - Pharmaceutical application of polymorphism. - Journal of Pharmaceutical Sciences, 58, p. 911-929 (1969).
-
(4) - TAMMAN (G.) - Zur atomistischen Theorie des Polymorphismus. - Zeitung für Physik und Chemie, 82, p. 172-200 (1913).
-
(5) - KUHNERT-BRANDSTÄTTER (M.) - The status and future of chemical microscopy. - Pure and Applied Chemistry, 10, p. 136-143 (1965).
-
(6) - HIGUCHI (W.), LAU (P.), HIGUCHI (T.), SHELL (J.) - Polymorphism and drug availability, solubility in the méthyl prednisolone system. - Journal of Pharmaceutical Sciences, 52, p. 150-153...
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