Titre original :

Réactivité de la morine et photophysique des hydrocarbures aromatiques polycycliques par chimie quantique et spectroscopie électronique

Titre traduit :

Reactivity of morin and photophysics of polycyclic aromatic hydrocarbons by quantum chemistry and electronic spectroscopy

Mots-clés en français :
  • Morine
  • Fluorescence duale

  • Flavonoïdes
  • Complexation
  • Complexes métalliques
  • Composés aromatiques polycycliques
  • Chimie quantique
  • Théorie de la fonctionnelle de densité
  • Spectroscopie électronique
  • Langue : Anglais
  • Discipline : Chimie théorique, physique, analytique
  • Identifiant : 2020LILUR007
  • Type de thèse : Doctorat
  • Date de soutenance : 17/01/2020

Résumé en langue originale

Cette thèse traite deux sujets indépendants: la complexation de flavonoïdes avec des cations métalliques et l'étude des états excités d'hydrocarbures aromatiques polycycliques.La morine est un flavonoïde qui comporte plusieurs sites de fixation. Largement présent dans le règne végétal, il se trouve souvent à proximité de cations métalliques. Les réactions de complexation des cations zinc, manganèse et calcium avec la morine ont été étudiées pour déterminer le site préférentiel de fixation du composé et également pour évaluer son pouvoir complexant par rapport à d'autres flavonoïdes bien connus: la quercétine et la lutéoline. L'association des spectroscopies électroniques et des calculs DFT et TD-DFT est une méthode robuste pour élucider la régiosélectivité de la réaction.Les hydrocarbures aromatiques polycycliques sont des molécules organiques constituées de plusieurs cycles aromatiques. Il a été mis en évidence que certains d'entre eux présentent un phénomène rare, appelé fluorescence duale. Afin de comprendre le mécanisme qui se produit lorsqu'un composé possède deux bandes d'émission, une étude théorique des états excités a été réalisée en utilisant les méthodes DFT et TD-DFT afin de déterminer les changements importants dans la géométrie des HAP sélectionnés. De plus, un échantillonnage des surfaces d'énergie potentielle a été effectué et les énergies ont été calculées en fonction de différentes coordonnées réactionnelles afin d'obtenir une description appropriée de l'intrication des états excités. À terme, cela pourrait nous permettre d’expliquer la fluorescence duale de certains HAP.

Résumé traduit

This manuscript deals with two independent topics: complexation of flavonoids with metal cations and the study of the excited states of polycyclic aromatic hydrocarbons.Morin is a flavonoid that bears multiple fixation sites. Largely present in the vegetal kingdom, it is often in close proximity to metal cations. The complexation reactions of the zinc, manganese and calcium cations with morin were investigated to determine the preferential fixation site of the compound and also, to assess its complexation power with respect to other well-known flavonoids: quercetin and luteolin. The association of electronic spectroscopies, DFT and TD-DFT calculations is a robust method to elucidate the regio-selectivity of the reaction.Polycyclic aromatic hydrocarbons are organic molecules constituted of several aromatic rings. It was highlighted that some of them exhibit a rare phenomenon, known as dual fluorescence. For the purpose of understanding the mechanism taking place when a compound possesses two emission bands, a study of the excited states was carried out theoretically using DFT and TD-DFT methods to determine any remarkable changes in the geometry of the selected PAHs. In addition, a sampling of the potential energy surfaces was done and energies were calculated with respect to different reaction coordinates to obtain a suitable description of the entanglement of the excited states. Eventually, it may enable us to explain the dual fluorescence of some PAHs.

  • Directeur(s) de thèse : Cornard, Jean-Paul - Moncomble, Aurélien
  • Laboratoire : Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Interactions, la Réactivité et l'Environnement (LASIRE)
  • École doctorale : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)

AUTEUR

  • Jani Thaviligadu, Diksha
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