Deracemization of Sodium Chlorate with Or Without the Influence of Sodium Dithionate Manon Schindler
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Deracemization of sodium chlorate with or without the influence of sodium dithionate Manon Schindler To cite this version: Manon Schindler. Deracemization of sodium chlorate with or without the influence of sodium dithionate. Cristallography. Normandie Université, 2020. English. NNT : 2020NORMR004. tel- 02521046v2 HAL Id: tel-02521046 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02521046v2 Submitted on 15 May 2020 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. THÈSE Pour obtenir le diplôme de doctorat Spécialité Physique Préparée au sein de l’Université de Rouen Normandie Deracémisation du chlorate de sodium avec et sans l’influence du dithionate de sodium Présentée et soutenue par Manon SCHINDLER Thèse soutenue publiquement le 13 mars 2020 devant le jury composé de Mme. Elizabeth HILLARD Dr. Hab. Université de Bordeaux Rapporteur M. Elias VLIEG Pr. Université Radboud de Nimègue Rapporteur Mme. Sylvie MALO Pr. Université de Caen Normandie Présidente M. Woo Sik KIM Pr. Université Kyung Hee de Séoul Examinateur M. Gérard COQUEREL Pr. Université de Rouen Normandie Directeur de thèse Thèse dirigée par Gérard COQUEREL, professeur des universités au laboratoire Sciences et Méthodes Séparatives (EA3233 SMS) THÈSE Pour obtenir le diplôme de doctorat Spécialité Physique Préparée au sein de l’Université de Rouen Normandie Deracemization of sodium chlorate with or without the influence of sodium dithionate Présentée et soutenue par Manon SCHINDLER Thèse soutenue publiquement le 13 mars 2020 devant le jury composé de Mme. Elizabeth HILLARD Dr. Hab. Université de Bordeaux Rapporteur M. Elias VLIEG Pr. Université Radboud de Nimègue Rapporteur Mme. Sylvie MALO Pr. Université de Caen Normandie Présidente M. Woo Sik KIM Pr. Université Kyung Hee de Séoul Examinateur M. Gérard COQUEREL Pr. Université de Rouen Normandie Directeur de thèse Thèse dirigée par Gérard COQUEREL, professeur des universités au laboratoire Sciences et Méthodes Séparatives (EA3233 SMS) Acknowledgements This work was funded by the Normandy region and European regional development fund (FEDER) through the SCAMPI project. First, I want to thank Prof. Gérard Coquerel for giving me the opportunity to achieve this Ph.D in the SMS laboratory and supervising me. Thank you for sharing your knowledge and your infinite passion for heterogeneous equilibria, crystallization and crystals in general, which brought me here today. Moreover, thank you for your determination to find the best opportunities for all of us. In my case, my Swiss break of 5 months in Nestlé would not have been possible without your disposition to think outside the box. It has been a great opportunity to develop my knowledge about crystallization in industrial field and to reinforce my English level. Then, I give a particular thanks to Dr. Clément Brandel for supervising my master and Ph.D work. I thank you for sharing your knowledge and valuable ideas and proposals during the past 3 years, for spending time to read and amend all of my writings and presentations and for having believe in me since the beginning. This Ph.D would not have been the same without your contribution and your support. I would like to thank the jury members, Dr. Elizabeth Hillard and Pr. Elias Vlieg as reviewers and Pr. Sylvie Malo and Pr. Woo Sik Kim as examiners, for accepting to review my thesis. All of your comments will certainly lead to interesting discussion during the defense. I would like thank twice Pr. Woo Sik Kim for our fruitful discussion and collaboration and also Bowen Zhang for our exchange of results and advises. J’écris maintenant en français pour remercier toutes les personnes qui ont contribuées, à leur manière et de plus ou moins loin à cette thèse. Merci aux Docteurs-Permanents du laboratoire, Yohann Cartigny, pour m’avoir mis le pied à l’étrier des équilibres hétérogènes et de m’avoir encadrée et conseillée pendant mes deux premiers passages au laboratoire ; Gabin Gbabode pour toutes nos longues discussions scientifiques et non scientifiques, ainsi que pour ta sympathie et ta gentillesse ; Valérie Dupray, coordinatrice du projet européen que je remercie pour sa patience et sa bienveillance. Merci à Morgane Sanselme et Nicolas Couvrat pour leur aide scientifique au quotidien mais aussi pour leur humour tout feu tout flamme (Bisous à Allan !). Merci aux autres permanent(e)s du laboratoire, Lucie, pour ta patience devant les personnes allergiques aux tâches administratives ! Merci à Céline (marathonienne !), pour tes conseils en CAP et nos moments ensemble en général, une petite déception de n’avoir jamais fait les TPs avec toi. Marie, merci à toi pour ta gentillesse, même si on m’a dit que tu râlais des fois, moi je ne retiendrai que ta bonne humeur et nos rires ! Merci aux étudiants, les nouveaux arrivés et les « déjà partis » : Benjamin, merci évidemment pour ton aide précieuse au début de cette thèse, mais aussi pour toutes tes qualités, trop nombreuses pour les énumérer, merci pour les conseils, les livres, et les bons moments. Merci à Clément (DSJ) pour ton amitié et ton aide aussi sur la fin de cette thèse, j’espère avoir pu en faire au moins la moitié pour toi en retour. Des Cœurs et des bisous pour toi ! De la même génération, je remercie FX, entre taquinage et démontage de Couette Taylor, Bienvenu pour sa bonne humeur et ces terribles anecdotes et Antoine, pas pour ta bonne humeur ni ta gentillesse, mais pour ton humour sarcastique c’est sûr ! Merci à Simon, Docteur loulou, pour nos discussions en général, même si tu as abandonné ton poste au Technicum ! Une pensée pour tous ceux que je n’ai pas beaucoup vu mais avec qui les conversations étaient toujours culturellement intéressantes, Aliou, Lina et Kangli, je vous souhaite toute la réussite que vous méritez. Je souhaite bon courage aux suivants : Chloé, Laureline, Marine, Aurélien, Florent (peut être !) et Mélodie. N’ayez pas peur, c’est malgré tout une super aventure ! Laureline et Chloé, je compte sur vous pour garder l’esprit féminin du bureau ! En dehors du laboratoire, je remercie profondément Clément et Éléonore, pour votre amitié, pour nos discussions sans fin sur la thèse (promis, les gars c’est finit maintenant ! Enfin…), pour nos soirées, nos vacances, et bref, tout quoi ! Que cela dure. Merci aux copains d’il y a longtemps, Paul, Chris, Pauline, Margot, Agathe, Thomas, aux copines qui sont beaucoup trop loin, Shannon, Sarah, Noëlline, et aux nouveaux, l’équipe de choc, Mélaine, Thomas, Ju, Alex, Cécile, Cora, Flo, peut être au ski l’année prochaine ? Merci à ma famille, mes parents, Christine et Philippe, et mes frères, Clément, Simon et Antoine. Plus besoin d’essayer de prononcer « deracemization » vous l’aurez assez entendu, et moi aussi ! Enfin, merci à Antoine, mon Loulou, pour ton soutien infaillible pendant 3 ans et même plus. Merci pour ton amour depuis tout ce temps. Vivement la suite. General Introduction ........................................................................ 1 State of the Art ................................................................ 5 Crystal Genesis ................................................................................................... 6 Crystalline State ......................................................................................................... 6 Crystallography .......................................................................................................... 8 Principle of Crystallization from Solution ................................................................. 9 1. Establishment of the Driving Force: The Supersaturation β ................................ 9 2. Nucleation ............................................................................................................ 11 3. Crystal Growth ..................................................................................................... 13 Growth Kinetics ........................................................................................................ 13 1. Crystal Habit Prediction ...................................................................................... 14 2. Growth Kinetics in the Presence of Impurities ................................................... 15 3. Ostwald Ripening ................................................................................................. 16 Defects in Crystals .................................................................................................... 16 Chirality ............................................................................................................ 18 Definition .................................................................................................................. 18 Enantiomer Properties ............................................................................................. 18 1. Physical-Chemical Properties .............................................................................. 18 2. Biological Properties and API .............................................................................. 18 3. Heterogeneous