Effet du solvant sur la morphologie cristalline de l'ibuprofène : étude expérimentale et modélisation moléculaire

par Hervé Cano

Thèse de doctorat en Génie des procédés et de l'environnement

Sous la direction de Nadine Gabas.

Soutenue en 2000

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Ibuprofène
• Croissance cristalline
• Solvant, Effets de (chimie)

Résumé

Ce travail est consacre a l'etude experimentale et theorique de l'effet de deux solvants sur la forme des cristaux d'ibuprofene (principe actif pharmaceutique). L'objectif est de prevoir la morphologie cristalline en solution, en utilisant des techniques de modelisation moleculaire. D'un point de vue experimental, la croissance de monocristaux d'ibuprofene est realisee dans une cellule a flux laminaire et son evolution est suivie grace a une camera video couplee a un systeme d'analyse d'images. La morphologie de croissance de l'ibuprofene est etablie d'apres la mesure des vitesses d'avancement des faces (100), (002) et (011) qui limitent le cristal. Dans l'acetate d'ethyle, l'ibuprofene cristallise sous forme de plaquettes, fines et allongees suivant l'axe 010 ; en revanche, dans l'ethanol, les cristaux presentent une forme plus isometrique (prisme hexagonal de base (100)). La morphologie theorique est tout d'abord etablie a partir du modele de l'energie d'attachement donnant la forme du cristal dans le vide. Pour prendre en compte l'effet du solvant, on calcule les energies d'interaction cristal/solvant dans une boite de simulation au moyen de techniques de dynamique moleculaire. Ces valeurs servent alors a modifier les energies d'attachement de l'ensemble des faces f (a croissance lente, identifiees selon la theorie des chaines de liaisons periodiques). Les resultats montrent que l'acetate d'ethyle interagit fortement et specifiquement avec la face (100) du cristal tandis que les energies d'interaction avec l'ethanol sont du meme ordre de grandeur pour l'ensemble des faces. Les morphologies ainsi obtenues sont en bon accord avec l'experience bien que, sur le plan quantitatif, on note quelques divergences concernant l'importance morphologique relative des faces. Dans l'ensemble, ce modele d'energie d'attachement modifiee parait approprie pour rendre compte de l'effet du solvant sur l'habitus cristallin, ce qui permet d'envisager de nombreuses applications.

Titre traduit

Solvant effect on ibuprofen crystal morphology : experimental study and molecular modelling

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