Investigations computationnelles structurales, électroniques et spectrales de quelques complexes de type récepteur-substrat

Abstract

Dans ce travail, nous avons utilisé la mécanique quantique pour étudier les propriétés structurales, électroniques et spectrales de deux types de complexes moléculaires : les complexes d’inclusion (CI) et les complexes de transfert de charges (CTC). La première partie est une étude computationnelle du complexe d'inclusion hôte@invitéformé entre la molécule antinéoplasique "Témozolomide" et le "Cucurbit[7]uril". Les calculs théoriquesont étéeffectués dans le videet l'eau en utilisant les fonctionnelles de la DFT : B3LYP et ωB97X-D avec les bases : 6-31G(d), 6-31+G(d) et 6-31+G(d,p).Lesrésultatsobtenusindiquentclairementque le processus d'inclusion esténergétiquement favorable et que la molécule invitée est totalement incluse dans la cavité de CB[7]. De plus, différentes analyses ont étéeffectuées sur les structures optimisées obtenues : NBO, QTAIM et NCI-RDG. Les analyses NBO et QTAIM ont révélé que les liaisons conventionnelles N–H⋯O et impropres C–H⋯O sont principalement les forces motrices qui stabilisent ce complexe. Alors que l'analyse NCI-RDGa démontré l'existence non seulement des liaisons H attractives mais aussi de liaisons dispersives de VdW ainsi que de forces de répulsion stérique.Enfin, à partir des calculs de laRMN1H et TD-DFT, nous avons identifié, respectivement, les sites d'interaction et les transitions électroniques responsables des bandes d'absorption UV-Vis. La meilleure reproduction des spectres expérimentaux est obtenue avec la fonctionnelle wB97X-D et les ensembles de base étendue. Dans la deuxième partie, l’étude du complexe de transfert de charge formé entre le donneur Métronidazole et l’accepteur 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinonea été effectuée dans le vide et dans le chloroforme aux niveaux théoriques : B3LYP etCAM-B3LYP avec les bases: 6-311G (d,p)et 6-311+G(d,p). Les résultats obtenus montrent queles complexes formés sont favorisés sur le plan énergétique. Les analyses théoriques effectuées par QTAIM,NCI-RDG et IGM ont permis de prévoir et visualiser des liaisons de type hydrogène et Vander Waals justifiant la stabilité de ce complexe.De plus, les transitions électroniques responsables des bandes d'absorption UV-Vis du complexe ont été étudiées par la méthode (TD-DFT) en utilisant les deux fonctionnelles avec les ensembles de base étendue. Les résultats théoriques révèlent qu'un bon accord avec les spectres expérimentaux est obtenu avec la méthode B3LYP/6-311+G(d,p).De même, les fréquences vibrationnelles échelonnées obtenues par IR corroborent bien avec les données expérimentales, ce qui confirme la fiabilité de la méthode choisie