Polymorphisme, cristallisation et paracétamol.

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Bonjour à tous,

Actuellement élève en PCSI, je suis comme beaucoup en investigation pour mes TIPE. J'ai axé mes recherches sur l'influence des conditions de cristallisation détectée par l'analyse des différents composés obtenus par diffraction par rayons X.
Première étape de mes expériences : trouver un composé à synthétiser en conditions de labo de prépa.

J'ai donc pensé au paracétamol, qui possède deux polymorphes, le paracétamol (I) dit "monoclinique" et le paracétamol (II) "orthohombique", j'ai cherché comment obtenir ces deux composés par des conditions de cristallisation différentes.

Et là... plus rien.

C'est pourquoi je me tourne vers vous, pouvez-vous m'indiquer des livres références sur le sujet ? Des informations ? Des conseils ?

Merci d'avance à ceux qui répondront.

[darrigan]

Bonsoir,

J'ai trouvé ceci :

• M. Haisa, S. Kashino and H. Maeda, Acta Crystallogr., B30 (1974) 2510.
The Orthorhombic Form of p-Hydroxyacetanilide
La forme orthorhombique est obtenue par évaporation lente d'une solution éthanolique.

• M. Haisa, S. Kashino, R. Kawai and H. Maeda, Acta Crystallogr., B32 (1976) 1283.
The Monoclinic Form of p-Hydroxyacetanilide
La forme monoclinique est obtenue par évaporation lente d'une solution aqueuse.

Il semble exister une 3e forme, mais celle-ci n'est pas stable d'après ce que j'ai lu ici :
http://cdn.intechopen.com/pdfs/43134/In ... rystal.pdf

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Bonjour darrigan,

J'avais lu ces documents sans pour autant m'attarder sur ces indications. Merci de me les avoir indiquées.
Mais y a t'il à votre avis des conditions de température et de pression spécifiques ?
De plus, comme je voudrais utiliser la diffraction par rayons X pour distinguer les deux types de cristaux j'aurai besoin de les conserver le temps de trouver un labo possédant le matériel requis.
Connaissez-vous la durée de vie d'un tel produit ?

Encore merci.

[darrigan]

Bonjour,

A mon avis, non, pas de température et pression spécifique pour ces deux formes, puisqu'elles sont obtenues par recristallisation en solvant. Pour les conserver, je pense qu'il suffit, une fois qu'ils ont été obtenus et séchés au dessiccateur, de les mettre dans des piluliers à l'abris de l'humidité et de la chaleur.
Aucune idée de la durée de vie, mais je ne vois pas pourquoi, si les flacons sont hermétiques, ils s'altèreraient. On pourrait imaginer que la forme cristalline la moins thermodynamiquement stable pourrait évoluer... c'est surtout celle-ci qu'il faudrait conserver à l'abris de la chaleur.

Tu nous diras tes résultats ?

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Merci de la réponse.
Je vais voir si le lycée possède un dessicateur, sinon j'utiliserai une étuve.

Encore une chose, si je regarde ce que le site conseille sur cette synthèse : [ http://wiki.scienceamusante.net/index.php?title=Synth%E8se_du_parac%E9tamol%20 ] , je ne vois pas à quelle étape de la réaction intervient l'évaporation lente dans la solution éthanolique ou aqueuse.
D'autre part pour le protocole je dois fournir un nom de solution "éthanolique", pourriez-vous m'en indiquer qui soit pratique pour maniper ?

De plus, pourriez-vous me dire, si oui ou non, les cristaux auront un spectre différent par analyse par diffraction de rayons X si je change la durée d'évaporation, et si je change de solvant "éthanolique", (ou d'autres paramètres ?) ?
Dans ce cas, lors de ma synthèse à l'étape de la cristallisation je ferai varier ces paramètres.

Et bien sûr je vous communiquerai volontiers mes résultats.

Merci.

[darrigan]

Je vais voir si le lycée possède un dessicateur, sinon j'utiliserai une étuve.

L'étuve c'est risqué car tu chauffes, donc tu risques de favoriser le changement de cristallisation de la forme la moins stable. L'intérêt du dessiccateur, c'est que ça évite de chauffer.

je ne vois pas à quelle étape de la réaction intervient l'évaporation lente dans la solution éthanolique ou aqueuse.
D'autre part pour le protocole je dois fournir un nom de solution "éthanolique", pourriez-vous m'en indiquer qui soit pratique pour maniper ?

A partir de paracétamol purifié, tu dois fabriquer une solution, dans l'éthanol, soit dans l'eau. Comme une recristallisation, tout simplement.

Je ne vois pas ce que tu veux dire par "nom de solution éthanolique"... La solution s'appellerait "paracétamol en solution éthanolique". Où est le problème ?

De plus, pourriez-vous me dire, si oui ou non, les cristaux auront un spectre différent par analyse par diffraction de rayons X si je change la durée d'évaporation, et si je change de solvant "éthanolique", (ou d'autres paramètres ?) ?

On ne dit pas "spectre", on dit "diffractogramme", quand il s'agit de DRX.
Les deux formes cristallines devraient avoir des diffractogrammes différents ; c'est d'ailleurs ainsi que tu sauras si la synthèse a bien fonctionné en faisant varier les paramètres. On ne peut pas savoir a priori si la méthode de recristallisation va fonctionner : il faut faire l'expérience et l'analyse DRX.

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Merci de ces réponses complètes !

Je n'avais pas saisi qu'on obtenait les deux formes par recristallisation à partir du produit purifié et non par cristallisation directe.

Je vais donc procéder le plus vite possible à la synthèse. Je pense que je ferai varier la vitesse de recristallisation. Ça ne coûte rien d'essayer.

Encore merci pour votre aide qui m'a fait progresser.