Etudes Théorique Structurale et Spectroscopique de Système d’Intérêt Thérapeutique

Abstract

Dans ce travail, nous avons mené une étude théorique des propriétés structurales et spectroscopiques de quelques systèmes d'intérêt thérapeutique en utilisant les méthodes quanto-chimiques. L’étude structurale consiste à déterminer les conformations et les géométries les plus stables et de comparer les géométries optimisées avec les données cristallographiques (RX) disponibles. L’étude des propriétés spectroscopiques consiste à prédire les spectres IR, UV-VISIBLE et RMN 1H et RMN 13C en utilisant les approches quantiques appropriées et également de comparer les spectres calculés avec les spectres expérimentaux disponibles et établir des corrélations linéaires entre eux. Le calcul des constantes de couplage permet de mettre en évidence les stéréoisomères les plus stables. Dans la première application, nous avons étudié les propriétés structurales et spectroscopiques du dérivés cis/trans du tétrahydrochroméno [4,3-b] quinoléine par les méthodes DFT. Le niveau de calcul B3LYP/6-31G(d) semble être adéquat pour l'optimisation de la géométrie étant donné que les paramètres géométriques (longueurs et angles de liaison) calculés pour le système de référence 1-cis sont en bon accord avec les données rayons X. Les déplacements chimiques RMN 13C et les constantes de couplage, calculés avec la méthode B3LYP/6-31G(d), sont en bon accord avec les spectres RMN expérimentaux. De plus, d'excellentes corrélations linéaires ont été obtenues entre les déplacements chimiques calculés et expérimentaux (R > 0.99, SD < 2.30). En comparant avec la méthode B3LYP, la nouvelle fonctionnelle WP04 s’est avérée plus précise et plus fiable pour la prédiction des déplacements chimiques RMN 1H. Les fréquences vibratoires calculées au niveau B3LYP, sont en bon accord avec les spectres FT-IR expérimentaux disponibles et les pics spectraux ont été attribués sur la base des distributions d'énergie potentielle PED. Bien que les spectres UV-visible expérimentaux ne sont pas disponibles pour les composés étudiés, les bandes d'absorptions ont été estimées avec la méthode TD-DFT/B3LYP/6-31G(d) et la longueur d'onde d'absorption maximale correspond à la transition électronique de la HOMO vers la LUMO avec une contribution de l’ordre de 94% (pour 1-cis) et 90% (pour 2-cis). Enfin, en se basant sur la visualisation du potentiel électrostatique moléculaire (MEP) et les scores du docking moléculaire, nous avons pu conclure que l'absence du groupement méthyle en position 2 du composé 2-cis tétrahydrochroméno[4,3-b]quinoline pourrait justifier l'activité anti-cancer de ce composé. Dans la deuxième application, nous avons étudié l'activité antioxydant du composé A 4- 5-chloro-2-hydroxyphenyl amino)-4-oxobut-2-enoic acid et de ses quatre dérivés B-E en CONCLUSION GENERALE -129- utilisant la méthode B3LYP/6-311++G(2d,2p) et nous l’avons comparé avec celle de l’acide ascorbique AsA. Les valeurs numériques des descripteurs caractérisant cette activité, à savoir, BDE (Bond Dissociation Enthalpy), PA (Proton Affinity), ETE (Electron Transfer Enthalpy), IP (Ionisation Potential) et PDE (Proton Dissociation Enthalpy), ont été calculées en phase gazeuse et en présence de trois solvants (EtOH, DMSO et H2O) afin de mettre en évidence le mécanisme réactionnel le plus favorisé dans chaque milieu. Les résultats obtenus en phase gazeuse montrent que le mécanisme HAT (Hydrogen Atom Transfer) est le plus favorisé thermodynamiquement car les valeurs de la BDE sont considérablement plus faibles que les valeurs de PA et IP et le classement suivant a été obtenu est: E < D < C < AsA < B (en phase gazeuse) Ce classement indique que le composé E (pour lequel le groupement électro-donneur t-Bu est présent en position ortho) est prédit pour être le système antioxydant le plus puissant.