Academic literature on the topic 'RMN à l'état solide [Résonance Magnétique Nucléaire]'

Cette thèse traite du recouplage et du découplage des interactions dipolaires homonucléaire et hétéronucléaire en RMN des solides. Premièrement, deux types de techniques permettant d’établir des corrélations à travers l’espace entre des noyaux quadripolaires et de spin-1/2 sont présentés : Multiple-Pulse Cross-Polarization (MPCP) et Dipolar - Multiple Heteronuclear Quantum Coherence (D-HMQC). Nous comparons différentes séquences de recouplage dipolaire telles que SFAM, SR41² pouvant être utilisées avec D-HMQC. Secundo, nous proposons un nouvel exemple de technique de découplage de l’interaction diplolaire homonucléaire basée sur les principes de symétrie. Il fonctionne à de hautes vitesses de rotations à l'angle magique (MAS) (vR > 25 kHz) et sa version lissée appelée SAM (Smoothed Amplitude Modulation) est complémentaire d’autres méthodes antérieures, telles que DUMBO ou FSLG/PMLG. Troisièmement, une nouvelle méthode de recouplage homonucléaire appelée SPIP, permet la création de cohérences double quanta (DQ) entre noyaux de spin 1/2, tel que 1H. Comparée aux techniques DQ antérieures, cette séquence n’exige que des champs rf modérés, même à vitesses MAS extrêmement rapides. En outre, il affiche plus de robustesse à l’anisotropie de déplacement chimique et à l’off-résonnance. Quatrièmement, une méthode de traitement, appelée covariance, est employée en RMN des solides pour produire des spectres de corrélation homonucléaire (HOMCOR) 2D. Elle permet de s’affranchir des problèmes de troncature du signal, sans aucune connaissance préalable des positions et des largeurs des résonances, d'une manière plus performante que le traitement par transformée de Fourier habituel
This thesis deals with the recoupling and decoupling of dipolar homonuclear and heteronuclear interactions in solid-state NMR.First, two kinds of techniques for establishing the through-space correlations between quadrupolar nuclei and spin 1/2 nuclei are presented. One is MPCP (Multiple-pulse Cross-Polarization) recoupling sequence and the other one is D-HMQC (Dipolar assisted- Heteronuclear Multiple Quantum Coherence) sequence. We evaluate different kinds of dipolar recoupling techniques such as SFAM, SR41², that are used in our D-HMQC. Second, we propose a new 1H homonuclear dipolar decoupling technique labeled SAM (Smooth Amplitude Modulation). This method that is a symmetry-based sequences, works mainly at fast or ultra-fast Magic Angle Spinning (MAS) rates (vR > 25 kHz) and is complementary to previous methods, such as DUMBO, FSLG/PMLG. Third, a novel symmetry-based homonuclear recoupling method (SPIP) that excites double-quantum (DQ) coherences between spin-1/2 nuclei, such as 1H, is presented. Compared to previous 1H DQ-recoupling techniques, this pulse sequence requires moderate rf field, even at ultra-fast MAS speed. Furthermore, it displays higher robustness to both chemical shift anisotropy and spreads in resonance frequencies.Fourth, a new processing scheme, called covariance, is employed in solid state NMR to produce homo-nuclear correlation (HOMCOR) 2D spectra. It can accommodate signal truncation much better than the usual 2D-FT data treatment, without any previous knowledge of the positions and line-widths of the resonances. Besides, covariance methods can be applied to HETCOR NMR data to generate two HOMCOR indirect-covariance spectra

Ce travail présente une méthode de caractérisation et de quantification, par RMN de l'27Al et du 1H, permettant d'obtenir la description la plus précise possible des zéolithes en terme de nature chimique, de localisation et de concentration des diverses espèces aluminiques tétra-, penta- et hexa-coordinées. Dans un premier temps, nous avons étudié les sites aluminium présents dans la zéolithe Y, choisie comme référence, par RMN MAS et MQMAS de l'27Al (étude directe) et par RMN 1H/27Al TRAPDOR via l'étude du proton (étude indirecte). La nature et la quantité des espèces aluminium présentes dans la zéolithe Y sont modifiées par plusieurs traitements : traitement hydrothermal, lavages acides et échanges ioniques. Les paramètres caractéristiques des sites Al (déplacement chimique, constante quadripolaire et concentration) sont calculés par décomposition des spectres MAS et MQMAS. La méthode d'identification et de quantification des espèces aluminiques par RMN MAS et MQMAS de l'27Al a ensuite été appliquée à l'étude d'autres systèmes zéolithiques : les zéolithes MOR, EU-1 et ZSM-22. Nous avons montré que deux types d'atomes d'aluminium sont présents dans les zéolithes désaluminées : les atomes de réseau tétra-coordinés et les espèces aluminiques extra-réseau (EFAL) penta- et hexa-coordinées. Les atomes d'aluminium de charpente tétra-coordinés peuvent apparaître sous deux formes en RMN de l'27Al : un pic fin associé aux Al compensés par des protons et une raie large fortement quadripolaire attribuée aux Al compensés par des EFAL ioniques. Les atomes d'aluminium penta- et hexa-coordinés présentant un caractère quadripolaire marqué sont associés aux EFAL de type amorphe alumine ou silice-alumine. Les Al hexa-coordinés peu quadripolaires sont attribués aux EFAL ioniques compensant une partie des charges négatives de la charpente. Les données quantitatives de la RMN de l'27Al permettent alors de calculer les rapports Si/Al global et de charpente dans les zéolithes désaluminées.

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. .

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

Le but de cette étude est d'essayer de mieux comprendre la nature de la liaison ion-ligand phosphoryle, généralement décrite dans la littérature comme une interaction de type purement électrostatique. Un des paramètres permettant d'obtenir des renseignements sur la perturbation induite par la coordination est la constante de couplage quadrupolaire du noyau #1#7o qui est sensible aux gradients de champ électrique, donc a la distribution électronique qui l'entoure. Dans un premier temps nous avons étudié la relaxation spin-réseau du noyau #3#1p pour onze produits organophosphorés (oxydes de phosphine, trialkylphosphates et phosphoramides), à trois fréquences différentes et en fonction de la température pour trois d'entre eux, ce qui nous a permis de déterminer et de comparer les contributions des différents mécanismes de relaxation possibles. La constante de couplage quadrupolaire du noyau #1#7o a été obtenue à partir des mesures du tenseur d'écran du noyau #3#1p, à l'état solide, et des spectres RMN #1#7o. Nous avons discuté la variation de ces paramètres, particulièrement entre l'oxyde de triphenylphosphine (tppo) libre et engagé dans les complexes zn(tppo)#4(bf#4)#2, mg(tppo)#4(cf#3)#2 et cd(tppo)#4(bf#4)#2. La corrélation entre l'étude RMN #3#1p à l'état solide du complexe zn(tppo)#4(bf#4)#2 et l'analyse radio-cristallographique, nous a fourni des informations structurales intéressantes. Grace à l'exploitation, des temps de relaxation spin-réseau et des effets Overhauser nucléaires des noyaux #1#3c des groupes phényles du TPPO et de ses complexes, les mouvements internes de rotation dans ces espèces ont pu être dénombrés et caractérisés par leur temps de corrélation. Enfin, nous avons étudié la cinétique d'échange entre le ligand (TPPO) libre et engage dans le complexe cd(TPPO)#4 (bf#4)#2

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.

Au cours de ce travail de thèse, des méthodes de RMN à l’état solide fondées sur l’interaction dipolaire (D) (polarisation croisée (CP) en rotation à l’angle magique) et l’interaction de couplage scalaire (J) homo- et hétéronucléaire (MAS-J-INADEQUATE et MAS-J-HMQC/INEPT) ont été développées dans le cadre des paires de spins {31P ; 31P} et {31P ; 29Si}. La mise au point de ces séquences a été effectuée à l’aide de composés modèles, tels que la phase Si5O(PO4)6 et certains polymorphes de SiP2O7. Les proximités spatiales, ainsi que les connectivités chimiques ont ainsi été mises en évidence. L’évaluation des constantes isotropes de couplage 2JP-O-Si a également été permise grâce à l’analyse détaillée des courbes d’évolution HMQC et INEPT. D’un point de vue théorique, des calculs ab initio de paramètres RMN des noyaux 31P, 29Si et également 17O, à partir des méthodes PAW et GIPAW, ont été effectués sur ces phases cristallisées. Enfin la méthodologie RMN en phase solide a été appliquée à la caractérisation de matériaux de type gels et de silicophosphates mésoporeux. Des premiers éléments de réponse concernant la nature des enchaînements Si-O-P au sein de ces systèmes ont ainsi pu être apportés.