Etude théorique des mécanismes d'hydrolyse des esters de phosphate

par Nathalie Tarrat-Iché

Thèse de doctorat en Physicochimie théorique et chimie biologique

Sous la direction de Alain Vigroux.

Soutenue en 2005

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Les esters de phosphate jouent un rôle fondamental du point de vue biologique. Cependant, les mécanismes d'hydrolyse des monoesters restent encore très controversés (principalement en raison de la grande stabilité de ces derniers en solution). Les méthodes de la chimie quantique moderne constituent une alternative de choix pour élucider, au niveau atomique, les mécanismes de ces réactions. Dans ce mémoire nous avons validé l'utilisation de calculs quantiques (DFT/B3LYP) couplés à un modèle continu de solvant pour étudier les mécanismes d'hydrolyse des tri- et diesters de phosphate, ces derniers faisant intervenir un intermédiaire ou un état de transition de type phosphorane. La même approche est appliquée aux mécanismes d'hydrolyse des monoesters de phosphate. Par comparaison avec les résultats obtenus dans le cas des di- et triesters, cette étude montre que la réactivité d'un ester protoné peut différer de celle de son dérivé méthylé, pour lequel intervient un " intermédiaire " phosphorane.

  • Titre traduit

    Theoretical study of hydrolysis mechanisms of phosphate esters


  • Résumé

    Phosphate esters play a fundamental role in many biological processes. Unfortunately, the detailed understanding of how monoesters hydrolysis reactions proceed is still subject of debate (this is largely due to the kinetic stability of phosphate monoesters). Modern quantum chemistry methods seems to be a good alternative to elucidate these reaction mechanisms. In this thesis, we have validated the use of quantum calculation (DFT/B3LYP) coupled with a continuum solvation model by studying hydrolysis mechanism of phosphate tri- and diesters. In these cases, the scientific community is unanimous on the fact that they involve pentacovalent phosphorane intermediate or transition state. The same approach is applied to the hydrolysis mechanism of phosphate monoesters. By comparison with the results obtained in the case of the di- and triesters, it is observed that the reactivity of a protonated ester can differ from that of its methylated derivative, for which a phosphorane “intermediate” is occuring.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 248 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. à la fin des chapitres

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