Recherche de Conglomérats pour la résolution chirale par voie de cristallisation

Discovering Conglomerates for Chiral Resolution by Crystallization

• Auteur / Autrice : Aliou Mbodji
• Direction : Valérie Dupray
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 14/05/2020
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : Physique, Sciences de l'Ingénieur, Matériaux, Energie
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sciences et méthodes séparatives (Mont-Saint-Aignan (Seine-Maritime) ; 2000-...)
• Jury : Président / Présidente : Gérard Coquerel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Coquerel, Gabin Gbabode, Richard M. Kellogg
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Johan Wouters, Jeanne Crassous

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chiralité

Rayons X -- Diffraction

Composés organiques

Démixtion

Conglomérat (géologie)

Cristallisation

Mots clés libres

Conglomérats

Résolution chirale

Cristallisation

Génération de seconde harmonique

Séparation de phase

Conglomerates

Chiral resolution

Crystallization

In situ SHG

Phase separation

Résumé

L’objectif premier de cette thèse était de développer une méthode expérimentale qui permet d’identifier les conglomérats des composés racémiques ou des solutions solides pour leur séparation par voie de cristallisation. Ainsi évaluer des tendances de formation des conglomérats. La première partie est spécifiquement consacré à la conception et à l’installation de la génération de seconde harmonique (in situ SHG). Le nouveau dispositif de la SHG permettra de repérer des conglomérats en solution en variant les températures de cristallisation et de suivre les transformations entre phases auxquelles au moins une phase se cristallise dans un groupe d’espace non-centrosymétrique. La fiabilité de cette méthode expérimentale de SHG est testée en utilisant les composés inorganiques (Quartz et KDP) qui sont efficients pour l’effet de la SHG. La transversalité de la méthode pour les composés organiques chiraux a été démontrée par l’étude de la transition de phase entre le conglomérat et le composé racémique du monochlorhydrate hydraté d’histidine d’une part et du propionate de l’imeglimine d’autre part. La deuxième partie traite la caractérisation du composé chiral chlocyphos, de la recherche et de l’identification de conglomérats dérivés du chlocyphos et leur séparation chirale par voie de la cristallisation préférentielle. Les structures cristallines des sels du chlocyphos ont été résolues par la diffraction des rayons X sur monocristal (SC-XRD) et la tendance qui s’est dégagée est la formation de conglomérats avec les alkyle-amines à partir de l’éthyle jusqu’au cyclohexyle avec une similarité des structures cristallines. L’élaboration du diagramme de phase binaire du conglomérat avec une solution solide partielle du chlocyphos de l’éthylamine a été abordée.

The objective of this research project is to develop a method that enables the identification of conglomerates rather than racemic compounds or solid solutions for their chiral resolution by crystallization. Then, evaluate the trends of conglomerate formation. The first part of the manuscript is specifically dedicated to the design and implementation of the in situ SHG set-up. The new SHG device allows to screen conglomerates in suspensions at various temperatures and in various solvents and to follow phase transition. The reliability of the experimental in situ SHG set-up was tested by using inorganic material (Quartz and KDP) which are efficient for SHG effects. The applicability of the method to chiral organic compounds was demonstrated by the study of the solid-solid transition between the conglomerate and the racemic compound phases of histidine monohydrochloride hydrate and imeglimin propionate. The second part concerns the characterization of the chiral compound chlocyphos, the search and identification of its conglomerate derivatives and their chiral separation by using preferential crystallization. Crystal structures of the chlocyphos salts are determined by SC-XRD and the strong tendency of alkyl-amine salts to crystallize as conglomerates with similar crystal packing is highlighted. Through careful analysis of their crystal and molecular structures, a trend with respect to alkyl amine moiety length starting from ethyl to cyclohexyl can be established. The elaboration of the binary phase diagram of conglomerate with partial solid solutions in ethylammonium chlocyphos is also investigated.