Etude vibrationnelle et structurale de nouvelles molécules pour l’optoélectronique

Abstract

Dans cette étude, nous présentons la structure cristalline du composé organique 1-(4-fluorobenzyl)-5-bromolindoline-2,3-dione (FBID). Suivant les résultats de la diffraction des rayons X de cette molécule, la FBID cristallise dans un groupe d'espace P212121 du système orthorhombique, avec les paramètres de maille suivants : a = 4,5184 (3) Å, b = 13,7114 (10) Å, c = 21,770 (2) Å, et Z = 4. Ensuite, une combinaison de méthodes théoriques et expérimentales a été employée pour évaluer et comprendre les propriétés structurelles et vibrationnelles de cette molécule. Pour ce faire, nos calculs théoriques ont été effectués par la méthode de la théorie de la fonctionnelle de la densité en utilisant la fonctionnelle B3LYP avec l'ensemble de base 6-311G(d,p). Tous les paramètres géométriques expérimentaux, dont les distances et les angles, semblent en bon accord avec les paramètres géométriques théoriques. De même, les propriétés spectroscopiques telles que les déplacements chimiques 1H et 13C RMN, FT-IR et UV-visiblecorrespondent bien à celles des analyses expérimentales. Par la suite, la contribution des interactions intermoléculaires a été analysée à l'aide de l'analyse de surface de Hirshfeld et l'identification des différents types d'interactions possiblesa été évaluée grâce à la méthode du gradient de densité réduit (RDG).En outre, l'écart énergétique et la réactivité chimique globale révèlent un transfert de charge au sein decette molécule. Les charges atomiques et la carte du potentiel électrostatique moléculaire ont été traitées, montrant que les sites autour des atomes d'oxygène de la molécule FBID sont les plus réactifs. Avec le même niveau de calcul, l’effet de la substitution des halogènes et leurs positions a été examinée pour étudier les propriétés optiques non linéaires notamment le moment dipolaire, la polarisabilité et les hyperpolarisabilités de premier et de second ordre. De manière générale, il a été démontré que le dérivé para-BrBID dispose pour sa part des valeurs β et γ élevée, de sorte que ce composé et ses dérivés peuvent être exploités en tant que nouveaux composés organiques présentant un intérêt pour l'ONL.Finalement, le docking moléculaire de la FBID présente une bonne affinité pour les protéines cibles : l'albumine sérique humaine (2BXF) et l'anhydrase carbonique humaine (3HS4). En outre, le test de toxicité orale a montré que le composé était sûr et non toxique. Même dans des conditions d'hypoxie, la FBID a donné de meilleurs résultats que le traitement standard (piracétam) et a amélioré la durée de vie des souris.