De l'origine moléculaire de la discrimination chirale à l'état solide

On the molecular origin of chiral discrimination in the solid state

• Auteur / Autrice : Youness Amharar
• Direction : Samuel Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Rouen
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sciences et méthodes séparatives (Mont-Saint-Aignan (Seine-Maritime) ; 2000-...)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résolution (chimie)

Composés d'inclusion

Énantiomères

Chiralité

Cristallisation

Résumé

Ce manuscrit traite de l’étude des origines moléculaires de la discrimination chirale à l’état solide. Différents aspects de cette problématique ont été abordés : La première partie de ce travail porte sur l’étude de la discrimination chirale lors de la cristallisation de complexes supramoléculaires de type hôte-invité formés entre la β-cyclodextrine perméthylée et les énantiomères du 1-(p-fluorophényl)éthanol. L’analyse détaillée de ce système a révélé une stoechiométrie et des caractéristiques inhabituelles. La combinaison de l’analyse structurale, de la caractérisation des phases solides et de la modélisation moléculaire a permis de mettre en évidence un mécanisme de reconnaissance chirale original basé sur deux phénomènes : une inclusion moléculaire et une inclusion de réseau. La seconde partie de ce manuscrit concerne l’étude de la déshydratation du monohydrate racémique de la 5-méthyl-5-(4’-éthylphényl)hydantoïne. A partir d’informations structurales et de données sur le comportement physique des phases solides, des mécanismes de transformations ont pu être établis afin de décrire les différentes relations entre les phases homo- et hétérochirales mises en jeu. Le rôle essentiel joué par les molécules d’eau résiduelles lors de la déshydratation ainsi que l’importance de la mobilité moléculaire pour la résolution spontanée à l’état solide ont été mis en évidence. Enfin une démarche méthodologique a été élaborée et illustrée avec l’étude du système binaire formé entre les énantiomères de la Diprophylline.

This manuscript is devoted to the study of the molecular origins of chiral discrimination in the solid state. Several angles of this topic have been treated: The first part of this work deals with the study of chiral discrimination during the crystallization of host-guest supramolecular complexes formed between permethylated β-cyclodextrin and the enantiomers of 1-(p-fluorophényl)ethanol. The detailed analysis of this system revealed unusual stoichiometries and remarkable features. The combination of structural analysis, physical characterization of solid phases and molecular modeling has conducted to an original mechanism of chiral recognition based on two contributions: a molecular inclusion and a lattice inclusion. The second part of this work relates the study of the dehydration of the original racemic monohydrate of 5-methyl-5-(4’-ethylphenyl)hydantoin (18H). The mechanisms of the different transformations as well as the relationships between homo- and heterochiral phases could be established from structural data and form the physical behavior of solid phases. The major role played by residual water molecules during the dehydration and the impact of the molecular mobility on the spontaneous resolution could be highlighted. Finally, a methodology was developed and exemplified with the study of the binary system formed between the enantiomers of Diprophylline.