Exercice : Identification de polymorphes par ACD : Cas du F2692

Cet exercice a été conçu à partir d'une publication traitant du polymorphisme du F2692 (voir formule ci-dessous), parue dans le Journal of Pharmaceutical Science de 1992 ( Chauvet et col., 1992[1]).

Formule du F2692Informations[2]

Deux formes cristallines 1 et 2 avaient été identifiées en tant que polymorphes vrais (ni solvatation, ni hydratation).

Les thermogrammes de la forme 2, obtenues suivant quatre vitesses de remontée en température (a), (b), (c) et (d) sont fournis. Si on ne considère que la trace (a) enregistrée à une vitesse de 1 °C.min-1, on voit à T=156 °C un petit événement endothermique, suivi d'un important événement endothermique à 180 °C. Un examen mené en parallèle sur la forme 2 par microscopie optique sous lumière polarisée et muni d'une platine chauffante montre que l'événement à 156 °C se traduit par une modification de la réfringence sans apparition de gouttelettes de liquide, alors qu'à 180 °C on assiste à la fusion de l'échantillon.

Thermogrammes de la forme 2 du F2692. | | Informations complémentaires...Informations
Thermogrammes de la forme 2 du F2692.Informations[4]

Par ailleurs la forme 1, obtenue à partir d'un solvant différent de celui utilisé pour obtenir la forme 2, présente en ACD[5] (à la même vitesse 1 °C.min-1) un seul endotherme intense à 180 °C et correspondant à une fusion.

Question

Comment interprétez-vous ces résultats ? Quelle suggestion peut être faite à ce stade concernant le caractère monotrope ou énantiotrope du système 1-2 ?

Question

Afin de confirmer leur hypothèse, les chercheurs ont enregistré le thermogramme ACD[5] de la forme 2 à très haute vitesse (20 °C.min-1), qui ne montre plus qu'un pic de fusion situé à 171,8 °C. Sur le tableau sont récapitulées les températures et les enthalpies de fusion pour les deux formes obtenues dans les mêmes conditions de vitesse de chauffe.

Données thermiques de formes 1 et 2 du F2692

Forme

\(T_f\) (°C)

\(\Delta H _f\) (kJ.mol-1)

1

171,8

29,3

2

179,9

27,2

Cela vous aide-t-il à confirmer ou non votre conclusion précédente ?

Les chercheurs ont enfin effectué des mesures de solubilité thermodynamique dans l'eau des deux formes en fonction de la température. Les résultats obtenus sont présentés ci-dessous (représentation de Van't Hoff en \(\frac{1}{T}\), \(T\) étant la température absolue) :

Représentation de la variation de la solubilité aqueuse des formes I et II d'une molécule en fonction de 1/T. | | Informations complémentaires...Informations
Représentation de la variation de la solubilité aqueuse des formes I et II d'une molécule en fonction de 1/T.Informations[7]

Question

Sachant qu'il y a un point de croisement des courbes à \(\frac{1}{T} = 28,3.10^{-4} \textrm{ K}^{-1}\) :

  • Calculer la température absolue correspondant à ce point de croisement ;

  • Quelle interprétation faites-vous de cette expérience ? Est-ce cohérent par rapport à vos réponses aux questions 1 et 2 ?

Question

Quelle est l'allure du diagramme \(G(T)\) pour les deux formes. Positionner les informations obtenues en ACD[5] uniquement.