Discrimination à l'état solide durant la cristallisation : application à l'ultrapurification du phénanthréne
Auteur / Autrice : | Antoine Burel |
Direction : | Gérard Coquerel |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 20/10/2017 |
Etablissement(s) : | Normandie |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale physique, sciences de l’ingénieur, matériaux, énergie (Saint-Etienne du Rouvray, Seine Maritime) |
Partenaire(s) de recherche : | Equipe de recherche : Sciences et méthodes séparatives (Mont-Saint-Aignan (Seine-Maritime) ; 2000-...) |
Laboratoire : Sciences et méthodes séparatives (Mont-Saint-Aignan (Seine-Maritime) ; 2000-...) | |
Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Sylvie Malo |
Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Randon, Tom Leyssens, Joop Ter Horst | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jérôme Randon, Tom Leyssens, Joop Ter Horst |
Résumé
La cristallisation est un processus d’auto-assemblement de molécules à partir d’une phase désordonnée (liquide, amorphe ou gazeuse). De façon générale, la miscibilité à l’état solide entre un constituant d’intérêt et son impureté dépendent d’une part, de la structure moléculaire de ces deux espèces, et d’autre part, de la structure cristalline du réseau hôte, c’est-à-dire celui du composé d’intérêt. En cas d’absence de miscibilité, l’optimisation des conditions de cristallisation permet un retrait total de l’impureté du composé visé. Cette thèse vise à démontrer que, lorsque deux molécules sont semblables et que leur structure cristalline est peu dense, des solutions solides de substitutions peuvent se former et empêcher le retrait de l’impureté de l’espèce cible. Inversement, lorsque les impuretés sont très diférentes de l’espèce à purifer, l’absence de solution solide est observée et permet leur élimination totale grâce à une bonne discrimination à l’état solide. Le système du phénanthrène, un composé servant entre autres de base pour la synthèse de composésmorphiniques, a été choisi pour illustrer cette thèse. Diverses méthodes de cristallisation (fusion de zone, co-cristallisation, recristallisation en solution, sublimation-condensation) ont été testées et ont permis, après optimisation et combinaison, l’obtention à l’échelle préparative de phénanthrène pur à plus de 99,999 % en moles, ce qui le place sur l’échelle de l’ultra-pureté (pureté > 99,9 % en moles).