Impact de la micro-hydratation sur la réactivité et étude de la photoionisation dissociative de petites molécules organiques d'intérêt prébiotique

Effect of micro-hydration on reactivity and study of the photoionisation dissociative of small organic molecules of prebiotic interest

• Auteur / Autrice : Imene Derbali
• Direction : Emilie-Laure Zins, Mohammad Esmaïl Alikhani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 24/11/2020
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : De la molécule aux nano-objets : réactivité, interactions et spectroscopies (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Alexis Markovits
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Lauvergnat, Majdi Hochlaf
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Kleiner, Valérie Brenner

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydratation

Photoionisation

Interactions électromagnétiques

Liaisons chimiques

Dynamique moléculaire

Théorie quantique

Mots clés libres

Micro-hydratation

Interactions non-covalentes et réactivité

MESP

QTAIM

Chimie prébiotique

Formation d'une liaison de type peptidique

Microhydration

Non-covalent interactions and reactivity

MESP

QTAIM

Prebiotic chemistry

Peptide-like bond formation

Résumé

Cette thèse avait pour objet l'étude du rôle des interactions non-covalente sur la rupture ou la formation de liaisons chimiques. Plus précisément, nous avons étudié l'ionisation et l'ionisation dissociative de deux précurseurs prébiotiques d'intérêt astrochimique : le propynal et le méthylcétène. Dans le cas du méthylcétène, l'influence de la formation d'un dimère non-covalent sur les voies de fragmentation a pu être mise en évidence. Nous nous sommes également intéressés à la caractérisation de la micro-hydratation de petites molécules : triméthylamine oxyde, acide acétique et méthylamine. Dans le cas de l'acide acétique et de la méthylamine, nous avons montré comment cette micro-hydratationimpactait la réaction de formation d'une liaison C-N de type liaison peptique.Ces études ont été réalisées grâce à des calculs DFT et post-Hartree-Fock couplés à l'utilisation d'outils interprétatifs de chimie quantique, pour rechercher les directions d'approche de deux partenaires à longue distance (analyse du potentiel électrostatique moléculaire, MESP) et pour caractériser qualitativement et quantitativement les interactions intermoléculaires formées (théorie quantique des atomes dans la molécule, QTAIM)

The aim of this thesis was to study the role of non-covalent interactions on the rupture or on the formation of chemical bonds. More precisely, we studied the ionization and dissociative ionization of two prebiotic precursors of astrochemical interest: propynal and methylketene. In the case of methylketene, the influence of the formation of a non-covalent dimer on the fragmentation pathways was demonstrated. We were also interested in characterizing the microhydration of small molecules: trimethylamine oxide, acetic acid and methylamine. In the case of acetic acid and methylamine, we showed how this microhydration affects the reaction of the peptide-like CN bond formation. These studies were performed using DFT and post-Hartree-Fock calculations coupled with the use of interpretative quantum chemistry tools, to investigate the peferential directions of approach of two partners (Molecular Electrostatic Potential Analysis, MESP) and to qualitatively and quantitatively characterize the intermolecular interactions (Quantum Theory of Atoms in the Molecule, QTAIM).