Academic literature on the topic 'Spectroscopie RMN à l'état solide'

Ce travail de thèse traite de l’utilisation de la RMN solide dans le contexte du contrôle qualité de formulations pharmaceutiques. Des études structurales de polymorphismes ont été menées sur deux principes actifs, le Xaliproden et l’Irbesartan. Un processus de déformulation a été proposé et validé, permettant un contrôle de qualité et la détection de contrefaçons. Les effets de transformation sur la stabilité des médicaments et de ses ingrédients ont été suivis et décrit par RMN haute-résolution. Enfin, les aspects de quantitativité des mesures RMN par CPMAS 13C ont été abordés. Les techniques usuelles ont été évaluées pour des échantillons contenant du 13C en abondance naturelle, et une technique alternative a été proposée en vue de ces applications
This thesis reports on the use of solid-state NMR in the quality control of pharmaceutical formulations. Polymorphism structural studies were done on two active principle components of pharmaceutical drugs, Xaliproden and Irbesartan. A process of deformulation is proposed and validated, aiming at controlling drug quality and detecting counterfeits. The effects of processing on the stability of the drugs and the individual ingredients are followed and described by use of high-resolution NMR techniques. Finally, the quantitative aspects of the NMR measurements by 13C CPMAS techniques are investigated. Common techniques are evaluated for 13C enriched or naturally abundant samples, and another method is proposed in view of these applications

La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) appliquée à l'état solide permet d'observer, outre les perturbations des niveaux Zeeman, un grand nombre d'interactions internes, généralement moyennées à l'état liquide. Lorsque les développements séquentiels expérimentaux ne permettent pas de s'affrranchir de certaines d'entre elles, l'interprétation des spectres est rendue délicate voire impossible. Théorie et méthodes numériques se mettent alors au service de l'expérience pour une meilleure compréhension des bservations. Néanmoins, un dilemme doit être résolu entre précision des calculs, taille des édifices atomiques traités et nature des noyaux sondés. A partir de l'approximation pseudo-potentiel développée dans le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), il est montré dans ce travail qu'il est possible de prédire avec précision les paramètres de déplacement chimique et de gradient de champ électrique des éléments 3d dans des systèmes étendus. Une étude fine des différentes approximations présentes dans la méthode "gauge-including projector augmented-wave" (GIPAW) a permis le développement d'outils fiables pour l'étude des noyaux 49Ti, 51V et 55Mn. Après validation sur des composés modèles d'oxydes de vanadium, ces outils ont été légitimement appliqués à d'autres systèmes périodiques. Ainsi, l'étude de composés complexes comme un décavanadate de césium ou des phosphovanadates, a permis d'apporter des réponses quant aux indéterminations structurales et aux problèmes d'interprétation des spectres RMN. Quelques problèmes inhérents à l'approche DFT ont été soulevés et discutés
Besides Zeeman levels perturbation, nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) applied to solid state allows the observation of numerous coupling interactions that are not accessible in liquid state. Despite sequential developments for high resolution measurements, interpretation of resonance spectra remains delicate. .

Les interactions entre polysaccharides et lipides forment aujourd'hui un vaste domaine d'étude, présentant notamment un intérêt particulier pour les industries alimentaires et pharmaceutiques. Nous savons que l'amylose, un polysaccharide composé de résidus glucose branchés en [apha 1→4] essentiellement linéaire, peut encapsuler de petites molécules hydrophobes formant ce qu'on appelle un polymorphe V. L'étude de ce type de complexes pourrait permettre de développer de nouvelles voies de formulations de substances bioactives ou de nouveaux adjuvants de vaccins. Ce type d'interactions pourraient aussi être présentes dans d'autres systèmes biologiques, tels que dans la capsule de Mycobacterium tuberculosis. En effet, cette couche externe enveloppant le bacille contient majoritairement un polysaccharide ramifié analogue à l'amylose appelé alpha-glucane mais aussi de multiples lipides connus comme étant des facteurs de virulence de cette mycobactérie, tels que les dimycocérosates de phthiocérol ou les dimycolates de tréhalose. La mise en évidence et l'analyse de ce type d'interaction pourrait permettre de comprendre l'organisation de cette capsule et d'en savoir plus sur ses fonctions biologiques. Ce manuscrit présente une étude mêlant méthodes théoriques et expérimentales de caractérisation des interactions au sein de complexes d'amylose en présence de lipides "classiques" ou mycobactériens ainsi que de systèmes comprenant des polysaccharides ramifiés. La première partie de ce manuscrit présente deux études purement théoriques portant sur des complexes d'amylose en présence d'acide palmitique et de doubles hélices d'amylose appelées polymorphe B. En utilisant une méthodologie couplant dynamique moléculaire (MD) et calculs de paramètres RMN par DFT, nous avons pu caractériser le nombre minimum de résidus glucose nécessaires pour former de manière stable le polymorphe V autour de l'acide palmitique. Nous avons pu aussi démontrer l'impact de la longueur du polymère sur le calcul de paramètre RMN et qu'il était crucial d'introduire le caractère dynamique de ces polymorphes afin d'obtenir des résultats en accord avec l'expérience. Concernant le polymorphe B, nous avons pu montrer qu'il était nécessaire de prendre en compte les conditions périodiques du système afin de pouvoir différencier deux types de résidu au sein de la double hélice, comme cela est observé expérimentalement sur des échantillons cristallins.[...]
Polysaccharide-lipid interactions now form a vast domain of study, of particular interest to the pharmaceutical and food industries. We already know that amylose, an essentially linear polysaccharide composed of [alpha 1→4]-linked glucose moieties, can form helices around small hydrophobic molecules and lipidic chains. These helical structures are called V polymorphs and their study may allow the development of new ways to deliver bioactive compounds, or of new vaccine adjuvants. This type of interaction might also be found in other biological systems, such as in the capsule of Mycobacterium tuberculosis. Indeed, this external layer covering the bacillus is composed mostly of a large branched polysaccharide analogous to amylose, called alpha-glucan, but it also contains numerous lipids, such as phtiocerol dimycocerosates or trehalose dimycolates, known to be virulence factors of the mycobacterium. Demonstration of the existence of such interactions and their study may lead to a better understanding of the capsule and its biological functions. This manuscript describes a study combining theoretical and experimental methods to characterize the interactions amongst amylose complexes formed in the presence of classical and mycobacterial lipids and in systems composed of branched polysaccharides. The first part of this work describes two purely theoretical studies on amylose complexed with palmitic acid and on amylose double helices called B polymorphs. Using molecular dynamics (MD) simulations and calculations of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) parameters at the Density Functional Theory (DFT) level, we were able to define the minimum number of glucose residues needed to former a stable V polymorph around a palmitic acid molecule. We could also show that the number of residues has a direct impact on the calculation of NMR parameters and that it is crucial to consider the dynamic behavior of these polymers to obtain results that fit well to experimental data. Regarding the B polymorph, we showed that it is essential/necessary to consider the periodic conditions of the system to be able to characterize two different residue positions, as has been observed experimentally. To the best of our knowledge, no V polymorph has been characterized in the presence of lipids composed of several lipidic chains. The second part of this manuscript describes several such complexes, formed in the presence of classical and mycobacterial lipids composed of 1, 2 or 4 lipidic chains, and their analysis by solid-state NMR. We elaborated a model describing the different equilibria implicated in the complexation process and could demonstrate that the primary structure of the lipids was one of the key factors. [...]

Le travail de thèse porte sur une étude structurale d'un certain nombre d'oxo-carboxylates de titane (IV) obtenus par réaction entre des alcoxydes de titane et divers acides carboxyliques. Le manuscrit comporte trois chapitres présentant les travaux portant sur des oxo-carboxylates de titane (IV) saturés, insaturés et halogénés, respectivement. On y trouve présentée une nomenclature propre au laboratoire permettant de classer avec logique les divers carboxylates de titane étudiés. La thèse présente aussi un important travail de caractérisation par diffraction des rayons X sur monocristal puisque les structures des 27 nouveaux composés synthétisés y sont décrites et discutées. L’autre point fort de la thèse est une caractérisation RMN poussée, à l'aide de techniques performantes et variées : RMN en solution ( 1H, 13C), RMN du solide (13C CP-MAS) et spectroscopies à deux dimensions (1H DOSY et COSY). Il est ainsi possible de voir dans la plupart des cas étudiés si la structure observée à l’état solide se conserve ou au contraire se réarrange lors de la dissolution des espèces cristallines dans CDCl3
This PhD thesis is devoted to a structural study of some titanium(IV) oxocarboxylate species synthesized by reacting titanium(IV) alkoxides with various carboxylic acids. The manuscript is made of three parts describing results obtained with saturated, unsaturated and halogenated carboxylic acids respectively. A new nomenclature is proposed allowing to classify with logic and rigor all the structures described both in literature and in this thesis. All the reported new compounds (a grand total of 27) were characterized through single-crystal X-ray diffraction and structurally described. Another major improvement was to perform in each case a detailed NMR study involving a wide range of techniques : solution NMR (1H and 13C), solid-sate NMR with cross-polarization and magic angle spinning (13C CP-MAS) as well 2D spectroscopies such as 1H DOSY and 1H-1H COSY. It was thus possible to check the stability or instability of the structures observed in the solid state after dissolution of crytalline species in CDCl3

Les systèmes d'administration de médicaments (Drug Delivery Systems (DDSs)) sont des formulations ou des dispositifs utilisés pour améliorer les performances de médicaments peu efficaces. Les Metal-Organic Frameworks (MOFs) de taille nanométrique sont des vecteurs de médicaments potentiellement intéressant de part leur capacité à incorporer de grandes quantités de principes actifs dans leurs pores, et dont la surface peut être modifiée, leur donnant une meilleure stabilité et efficacité. L'analyse de la structure d'un DDS est une étape clé pour guider les chimistes vers la synthèses de matériaux toujours plus performants. La spectroscopie RMN à l'état solide est une technique idéale pour l’analyse de ces architectures supramoléculaire car elle fourni des informations sur la localisation du médicament, l'interaction médicament-MOF et la structure du MOF, ainsi que sur le processus de dégradation, qui conduit à la libération du médicament. Dans cette thèse, nous avons exploré les potentialités de la RMN du solide associée, quand nécessaire, au marquage isotopique pour la caractérisation poussée de DDSs à base de MOFs. Une attention particulière a été portée sur l’utilisation des hétéronoyaux (19F, 27Al, 31P, 13C, 17O) présent dans le principe actif ou dans le nanovecteur et qui, au prix d’une sévère perte de sensibilité, offre beaucoup plus d’information que le noyau 1H
Drug delivery systems (DDSs) are formulations used to improve the performance of drugs with low efficacy and safety. Nanosized porous Metal-Organic Frameworks (MOFs) are considered as promising drug carriers, as large amount of drug can be incorporated in their pores and their surface can be coated with specific ligand, increasing their stability and efficacy. Analysis of the structure of a DDS is an essential step to guide the synthesis efforts towards particles with improved properties. Solid-state NMR spectroscopy is uniquely suited to study these supramolecular assemblies as it provides information at the atomic scale about drug location, drug-carrier interaction, and carrier structure and about the process of degradation, which allows the delivery of the drug. In this thesis, we have explored the potential of ssNMR spectroscopy associated to, when required, isotope labeling for the in-depth characterization of selected MOF-based DDSs. A particular focus was put on the use of heteronuclei (19F, 27Al, 31P, 13C, 17O) that are present in the drug and/or the carrier, and which, at the cost of severe sensitivity drop, provide much more information than 1H nucleus

On présente des applications de la résonance magnétique nucléaire (RMN) du solide sur des matériaux organiques et inorganiques. Après une brève introduction aux concepts de la RMN du solide, on introduit les principales techniques RMN pour l'analyse des matériaux organiques (MAS, CPMAS) appliquées ensuite à l'étude du papier "LINTERS". Les résultats des expériences de relaxation (T1r,), de filtre dipolaire et 2D WISE sont traités pour estimer les dimensions des pores contenant l'eau. On présente les techniques RMN adaptées à l'étude des matériaux inorganiques et on applique la technique MQMAS à l'étude de la turquoise. Une nouvelle technique d'édition spectrale, ORIACT, spécifique aux noyaux quadripolaires est décrite. On rappelle les concepts des impulsions SPIN-LOCK pour les transferts adiabatiques des cohérences et on démontre expérimentalement l'augmentation de résolution obtenue avec la méthode 23NA ORIACT, par rapport au RIACT, sur l'étude des zéolithes.

La thèse est consacrée à l'analyse de la mobilité et de l'interaction du dihydrogène dans et avec des complexes de transition par la spectroscopie RMN à l'état gazeux, liquide et solide. Le sujet est traité en quatre chapitres indépendants. Dans le premier chapitre des études sur l'échange quantique de ligand dihydrogène dans les complexes synthétisés [RuCl(H)2(dppe)2]+[BF4]- (1), [OsH(H)2(dppe)2]+[BF4]- (2), et [RuH(H)2(dppe)2]+[BF4]- (3) ont été réalisées. Jusqu'à présent, il n'existe aucune méthode pour déterminer les fréquence de tunnelling rotateur expecter pour ces complexes dans la gamme des MHz. Ici nous avons utilisé comme méthode la relaxation en RMN à l'état solide en champ variable à basse température. Dans le deuxième chapitre, les complexes synthétisés de ruthénium deuterés, RuD2(D2)2(PCy3)2 (4) et RuID(D2)(PCy3)2 (5) ont été mesurés par la RMN MAS 2H et 31P à l'état solide. Par l'analyse de la forme des signaux des spectres, les interactions quadrupolaires ont pu être déterminées. Complexe 5 réagir avec du deuterium libre au complexe RuID(D2)2(PCy3)2 5-D2. Dans la partie principale, le phénomène de la conversion de ortho à para hydrogène par des complexes de transition est examinée. Vaskas complex IrClCO(PPh3)2 (6) est connus pour catalyser en solution la conversion de para à ortho hydrogène, l'échange des isotopes d'hydrogène et des réactions d'hydrogénation des hydrocarbures non saturés. Nous démontrons par la spectroscopie RMN que le solvant n'est pas tout à fait nécessaire pour que ces réactions aient lieu. La dernière partie est consacrée à l'activation C-H dans des complexes orthométallés du ruthénium. La synthèse d'un exemple très rare d'un complexe cis hydrure ethène RuH(C2H4)(ph-py)(PiPr3)2 (8) et sa structure sont presentées. L'existence de ce complexe contraste avec la catalyse efficace de Murai, où un couplage C-C est effectué par réactions des complexes orthometallés avec des hydrocabures non saturés. C'est grâce à des calculs théoriques réalisés par Eric Clot de l'Université de Montpellier que la stabilité du complexe est expliquée.