Note ABES Structure et dynamique de l'interface entre la curcumine et le dioxyde de carbone supercritique : analyse par dynamique moléculaire Structure and Dynamics of the Curcumin-Vacuum and Curcumin-supercritical CO2 interfaces : a molecular dynamics analysis Ingrédients pharmaceutiques actifs Curcumine Fluides supercritiques Liaison hydrogène Approche des plus proches voisins Énergies d'interaction de paires Active pharmaceutical ingredients Curcumin Supercritical fluids Hydrogen bonding . nearest neighbor approach . pairwise interaction energies Principes actifs (pharmacologie) Curcumine Solubilité Fluides supercritiques Dioxyde de carbone supercritique Liaisons hydrogène Polymorphisme (cristallographie) Dynamique moléculaire Chimie quantique Le contrôle des formes polymorphes des ingrédients pharmaceutiques actifs (API) constitue un enjeu majeur tant pour la recherche fondamentale que pour l'industrie pharmaceutique. Des avancées récentes ont mis en évidence le rôle crucial joué par les propriétés de surface des différentes structures cristallines, et en particulier par la distribution conformationnelle des molécules d'API à l'interface solide, dans la promotion du polymorphisme.Dans ce contexte, cette thèse présente une étude approfondie de l'interface entre la curcumine (CUR) et le dioxyde de carbone supercritique (scCO?) à l'aide de simulations de dynamique moléculaire (MD). La curcumine, une molécule d'intérêt croissant en médecine, a fait l'objet d'un reparamétrage spécifique de son champ de force, basé sur des calculs de chimie quantique (QC), afin de reproduire avec précision les différences thermodynamiques entre polymorphes ainsi que leurs distributions conformationnelles.Nous avons développé de nouveaux algorithmes pour l'échantillonnage des conformations de la CUR, ainsi que pour le calcul de diverses propriétés structurales et dynamiques à son interface. Afin d'étudier de manière fiable le système CUR-scCO?, nous avons évalué plusieurs champs de force pour le CO? et identifié celui qui reproduit le plus fidèlement les propriétés du point critique. Nous avons démontré comment certaines observables locales peuvent être utilisées pour caractériser l'organisation et la dynamique du fluide supercritique à proximité du point critique. Ce protocole a ensuite été appliqué pour comparer les comportements structuraux et dynamiques du scCO? avec ceux de l'eau et de l'ammoniac dans leurs régimes supercritiques respectifs.Enfin, nous avons caractérisé les changements de structure locale à l'interface CUR-vide et CUR-scCO? dans différentes conditions thermodynamiques. Un algorithme spécifique a été utilisé pour identifier les molécules de CUR appartenant à chaque couche interfaciale, permettant une analyse fine des propriétés structurelles, dynamiques et énergétiques au sein de ces régions critiques pour la stabilité et l'évolution des formes polymorphes. Controlling the polymorphic forms of active pharmaceutical ingredients (APIs) is a major challenge for both basic research and the pharmaceutical industry. Recent advances have highlighted the crucial role played by the surface properties of different crystalline structures, and in particular by the conformational distribution of API molecules at the solid interface, in promoting polymorphism.In this context, this thesis presents an in-depth study of the interface between curcumin (CUR) and supercritical carbon dioxide (scCO?) using molecular dynamics (MD) simulations. Curcumin, a molecule subject to growing interest in medicine, has been parametrized, based on quantum chemical (QC) calculations, in order to accurately reproduce thermodynamic differences between polymorphs as well as their conformational distributions.We have developed new algorithms for sampling CUR conformations, as well as for calculating various structural and dynamic properties at its interface. In order to reliably study the CUR-scCO? system, we have evaluated several force fields for the CO? and identified the one that most faithfully reproduces the critical point properties. We demonstrated how certain local observables can be used to characterize the organization and dynamics of the supercritical fluid near the critical point. This protocol was then applied to compare the structural and dynamic behaviors of scCO? with those of water and ammonia in their respective supercritical regimes.Finally, we characterized local structural changes at the CUR-vacuum and CUR-scCO? interface under different thermodynamic conditions. A specific algorithm was used to identify the CUR molecules belonging to each interfacial layer, allowing a fine analysis of the structural, dynamic and energetic properties within these critical regions for the stability and evolution of polymorphic forms. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 10209083 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2025/2025ULILR016.pdf https://theses.hal.science/tel-05314468 https://theses.fr/2025ULILR016/abes https://theses.hal.science/tel-05314468 https://theses.hal.science/tel-05314468 https://theses.hal.science/tel-05314468 Shagurin Artem Shagurin 1998-10-21 RU 29111377X https://theses.fr/2025ULILR016 2025ULILR016 https://doi.org/10.70675/25131f75z8ee8z4220z855azc0c261165f71 2025-05-23 Chimie théorique, physique, analytique Université de Lille (2022-....) 259265152 Académie des sciences de Russie (1991-....) MADS_ETABLISSEMENT_DE_COTUTELLE_1 031398871 Doctorat Docteur es non oui Idrissi Abdenacer MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 078190517 Kiselev Michael MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 164073140 Affouard Frédéric MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_3 111348838 Jedlovszky Pál MADS_PRESIDENT_DU_JURY 159192757 Dalvi Sameer MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 291113370 Triolo Alessandro MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 277603234 Lyubartsev Alexander MADS_RAPPORTEUR_1 238485145 P?edota Milan MADS_RAPPORTEUR_2 291111939 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Interactions, la Réactivité et l'Environnement (LASIRE) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 1292 161617484 Hauts-de-France. Conseil régional MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 203650891 Ivanovskij Universitet MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_3 155737759 ddc:540 Académie des sciences de Russie (1991-....) Idrissi Abdenacer Kiselev Michael Affouard Frédéric Jedlovszky Pál Dalvi Sameer Triolo Alessandro Lyubartsev Alexander P?edota Milan École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Interactions, la Réactivité et l'Environnement (LASIRE) Hauts-de-France. Conseil régional Ivanovskij Universitet PDF 10209083