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Accueil > Équipes scientifiques > Structure et dynamique des systèmes complexes isolés > CHIralité et spectroscoPIE (CHIPIE) > Reconnaissance moléculaire dans les dérivés de la quinine

Reconnaissance moléculaire dans les dérivés de la quinine

par Zehnacker-Rentien Anne - 24 mars 2010 (modifié le 29 mai 2015)

Ce travail entre dans le cadre de la comparaison des processus de reconnaissance moléculaire dans les systèmes neutres, ioniques ou protonés. en effet, chacune de ces espèces joue un rôle spécifique dans la chimie du vivant. Il est présenté dans les Activités en posters

Les dérivés de la quinine et leurs dimères sont formés par electrospray dans en piège à ion et sont étudiés par dissociation induite par collision, photogragmentation dans l’ultraviolet et dans l’infrarouge, en collaboration avec Debora Scuderi et Philippe Maitre du Laboratoire de chimie physique - Orsay

Les dimères étudiés contiennent une molécule de quinine et une molécule soit de cinchonine soit de cinchonidine. On peut ainsi étudier le dimère homochiral (quinine-cinchonidine) et hétérochiral (quinine-cinchonine)

qui ont été caractérisé spectroscopiquement dans l’infrarouge. Leur dissociation induite par collision conduit à l’évaporation des monomères. Par exemple, le dimère de quinine se dissocie vers une molécule de quinine protonée et d’une molécule de quinine neutre. Ce système montre des effets de chiralité importants. En effet, les expériences de CID, comme celles de photofragmentation UV, montrent un taux de dissociation plus faible pour le complexe homochiral.

La photo-fragmentation induite en irradiant le piège par un laser UV résulte en la perte supplémentaire d’un radical quinuclidyl.

La dépendance de la photo-fragmentation en fonction de la longueur d’onde du laser UV et l’influence de la complexation par l’acide sulfurique permettent de proposer un mécanisme.

Ce mécanisme a été confirmé par des expériences consistant à coupler simultanément dans le spectromètre de masse un laser UV, pour induire la photodissociation, et un laser IR (laser de table de type OPO ou laser à électrons libres), pour enregistrer le spectre vibrationnel du photofragment. La structure du photofragment a été caractérisée précisément par son spectre vibrationnel qui, confronté à des calculs de chimie quantique, a permis de proposer un mécanisme de photofragmentation. Ce dernier implique l’excitation de la partie protonée du dimère. A l’état excité, un transfert rapide de proton se produit de la partie initialement protonée sur l’azote N1 vers l’azote Narom de la partie initialement neutre et s’accompagne d’une rupture de la liaison C-C voisine de N1.

Spectre vibrationnel du produit de photodissociation du dimère de la quinine

En parallèle, nous avons étudié la quinine neutre et ses dérivés refroidis en jet supersonique, par spectroscopie électronique et vibrationnelle.
Les molécules sont produites intactes en phase gazeuse par ablation laser, comme décrit dans la rubrique Technique et développement expérimentaux

Publications

Chiral Recognition in Cinchona Alkaloid Protonated Dimers : Mass Spectrometry and UV Photodissociation Studies
D. Scuderi, P. Maitre, F. Rondino, K. Le Barbu-Debus, V. Lepere and A. Zehnacker-Rentien
J. Phys. Chem. A, 2010, 114 (9), 3306–3312

Chirality effects in gas-phase spectroscopy and photophysics of molecular and ionic complexes : contribution of low and room temperature studies A Zehnacker
International Reviews in Physical Chemistry (2014) 33 (2), 151-207

Structural Characterization of the UV-Induced Fragmentation Products in an Ion Trap by Infrared Multiple Photon Dissociation Spectroscopy
D Scuderi, V Lepere, G Piani, A Bouchet, A Zehnacker-Rentien
The Journal of Physical Chemistry Letters (2013) 5 (1), 56-61

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