Diffraction des Rayons X (DRX)

C'est la méthode de référence, dans la mesure où son application aux mono-cristaux permet l'obtention de la structure cristalline, ainsi que la preuve absolue de la structure tridimensionnelle de la molécule à l'état solide (voir par exemple le Paracétamol forme 1 et forme 2).

L'autre méthode est la diffraction des rayons X sur poudre (DRXP) qui permet d'obtenir une « empreinte digitale » de la forme cristalline. Cette méthode peut être pratiquée en routine et se prête bien au développement d'une méthode de dosage d'une forme en présence d'une autre. Par ailleurs à partir de l'étude par DRX sur mono-cristaux, on peut calculer le diagramme théorique DRXP et le comparer à celui obtenu à partir d'un lot courant de production, et d'en valider ainsi l'identité. La figure suivante représente la maille cristalline obtenue pour la forme 2 de Rimonabant à partir d'un mono-cristal. Outre la structure de la molécule, on peut voir également le nombre de molécule dans la maille monoclinique (ici Z=4). On peut ensuite calculer l'empreinte théorique et la comparer avec celle obtenue sur un lot industriel.

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Maille élémentaire de la forme 2 de RimonabantInformations

L'ensemble des informations obtenues pour cette structure est résumé ci-après :

  • système monoclinique

  • Z=4

  • Paramètres de maille :

    \textrm{a (Å)} = 17,467

    \textrm{b (Å)} = 9,282

    \textrm{c (Å)} = 13,945

    \beta = 91,994°

  • masse volumique (\textrm{kg/m}^3)

    • théorique : 1360

    • expérimentale (pycnométrie à l'hélium/température ambiante)  : 1360

Autre exemple, celui du flurbiprofen ( Henck et col., 1999). Sur la figure suivante sont présentés les diagrammes DRXP des formes I, II, III, ainsi que, pour illustrer ce que nous disions plus haut, le diagramme théorique obtenu à partir d'un monocristal de la forme I :

Diagramme théorique forme I ((trace supérieure) puis, allant de haut en bas, diagrammes expérimentaux des formes I,II, III du flurbiprofen. | | Informations complémentaires...Informations
Diagramme théorique forme I ((trace supérieure) puis, allant de haut en bas, diagrammes expérimentaux des formes I,II, III du flurbiprofen.Informations

On peut remarquer :

  • l'excellente comparabilité des diagrammes théorique et expérimental de la forme I ;

  • les empreintes DRXP extrêmement différentes d'une forme à l'autre, autorisant le développement d'une méthode analytique de dosage d'une forme dans une autre.