Processus énantiosélectifs dans des complexes à liaisons hydrogène
par Ahmed Mahjoub
Thèse de doctorat en Physique. Chimie - Physique
Sous la direction de Anne Zehnacker-Rentien.
Soutenue en 2009
à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .
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Résumé
La chiralité joue un rôle très important dans la chimie du vivant. En effet, la plupart des molécules biologiques sont chirales. Le processus de reconnaissance moléculaire par lequel une molécule chirale différentie entre les deux énantiomères d’une autre molécule chirale est l’un des processus fondamentaux dans les systèmes vivants. La discrimination chirale met en jeu des interactions spécifiques à travers la formation de paires de contact diastéréoisomères en phase condensée. Le sujet de ce travail de thèse est d’étudier ces interactions énantiosélectives à l’échelle moléculaire, en étudiant en phase gazeuse des complexes chiraux formés en jet supersonique. Le principe de l’expérience repose sur la complexation d’une forme énantiomère pure d’un chromophore avec les deux énantiomères d’un solvant chiral. Les diastéréoisomères ainsi formés possèdent deux structures différentes. Cette différence de structure se manifeste par deux signatures spectroscopiques différentes. La combinaison de la spectroscopie laser (électronique et vibrationnelle) et des calculs théoriques permet d’étudier les interactions responsables de la discrimination chirale. Ce travail de thèse consiste en l’étude de la discrimination chirale de deux énantiomères du Méthyl-lactate, en utilisant trois chromophores chiraux différents : le (±)-cis-1-amino-indan-2-ol ; le Méthyl-mandélate et le S(-) 1,2,3,4-tetrahydro-3-isoquinoléine méthanol. Ces trois systèmes nous ont permis d’étudier le rôle dans la discrimination chirale de trois facteurs importants qui sont : la formation des multiples liaisons hydrogène, les forces dispersives et l’isomérie conformationnelle.
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Titre traduit
Enantioselective processes in hydrogen-bonded complexes
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Résumé
Chirality plays a very important role in life chemistry. Indeed, most biological molecules are chiral. The molecular recognition process, by which a chiral molecule differentiates between the two enantiomers of another chiral molecule, is one of the fundamental processes in the living systems. In condensed phase, chiral discrimination rests on specific interactions through the formation of diastereoisomeric contact pairs. The topic of this work is to study enantioselective interactions at a molecular scale, by studying jet-cooled chiral complexes. The principle of the experiment consists in complexing an enantiopure chromophore with the two enantiomers of a chiral solvent. The formed diastereoisomers have two different structures. This structure difference manifests itself by two different spectroscopic signatures. The combination of laser spectroscopy (electronic and vibrationnal) and of theoretical calculations allows studying the interactions responsible for chiral discrimination. This thesis work consists in the study of the chiral discrimination between the two enantiomers of Methyl-lactate, by using three different chiral chromophores: (±)-cis-1-amino-indan-2-ol; Methyl-mandelate and S (-) 1,2,3,4-tetrahydro-3-isoquinoline-methanol. These three systems allowed us to study the role of three important factors in chiral discrimination: multiple hydrogen bonds, dispersive forces and conformational isomerism.
