Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université des sciences et de la technologie d’Oran « Mohamed BOUDIAF » Faculté des sciences Département de chimie Mémoire de Magistère Spécialité : Chimie industrielle Option :Physico-Chimie Moléculaire et Interface Présenté par : CHAOUCH Nawal Synthèse des dérivés de l-serine et leur complexation, avec les Sels des (Cu2+ ; Cd2+) , identification, propriétés physico-chimique , Activité antibactérienne Soutenue le / / 2011 Devant le jury composé de : Président Mr.AL-TAIAR Ali Hassoune Professeur, USTO Examinateur Mr . ZEROUALI Djilali M.C.A, USTO Examinateur Mr . IDDOU Abdelkader M.C.A, USTO Encadreur Mr. ALI-OTHMANE Adel professeur USTO Co- Encadreur Mr. BELKADI Mohammed M.C.A Année universitaire 2010-2011 USTO Nous commence par remercier le dieu le tout puissant de m'avoir donné la volonté, le courage, la force, et surtout la patience pour pouvoir produire ce modeste travail. Je tien à exprimer ma profonde reconnaissance à mes promoteurs monsieur le Professeur Adel.Ali Othmane, Mr.BELKADI Mohamed pour ses disponibilités permanente, ses aides précieuses et ses directives. Mes vifs remerciements vont également à Mr.Al-hassoune Ali-Tair d'avoir accepter de présider le jury de mon travail. Nous exprimons mes vifs remerciements à messieurs les membres de jury : Mr.ZEROUALI Djilali ; Mr.IDDOU Abdelkader d’avoir accepté de juger ce travail. Je tiens à remercier :Melle Fouzia, d’avoir accepter la réalisation du test biologique, pour sa disponibilité ; sa gentillesse et son encouragement, Un grand merci à Ben miloudi fatima Zohra, Ismahane , fatima . Merci enfin à tous ceux qui, de prés ou de loin, se sont intéressées à mon travail et m’ont encouragée. De ma part, et avec des grands sentiments et d'une joie immense que je dédie ce travail à mes très chers parents qui ont sacrifié pour que je réussisse. A ma mère, la source d'amour, de force et de tendresse qui est ma lumière dans la vie. A mon père, l'homme qui ma beaucoup aider au cours de toute ma vie, et qui à consacré pour le bonheur de ses enfants, à papa, mon exemple de courage, d'espoir et de volonté. A mes frères A mes sœurs A tous ceux qui ont un jour compté beaucoup dans ma vie. Nawal SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE ………………………………………………………………. 01 Partie A (Partie Théorique) CHAPITRE A-I : GENERALITES SUR LES ACIDES AMINEES I-1. HISTORIE………….…………………………………………………………………………………. I-2. INTRODUCTION …………………………………………………………………………………. I-3. STRUCTURE DES ACIDES AMINEES……….……………….………………………….. I-4. PROPRIETES ACIDO-BASIQUES ….…………………………………………………….. I-5. LA SOLUBILITES DES ACIDES AMINEES …..……………………………………….. I-6. CLASSIFICATION DES ACIDES AMINEES ………………………………………… I-6-A. Classification chimique ………………………………………..…………………. I-6-B. Classification Biologique…………………………….………………………………. 03 04 04 05 06 06 06 11 CHAPITRE A-II : GENERALITES SUR LES OXADIAZOLES II-1. GENERALITES ………………………………………………………………………………….. II-2. Synthèse des dérivés de 1,3,4-Oxadiazole………………………………………………. II-2-1. A partir du composé N,N’-diacylhydrazines…………………….…………….. II-2-2. A partir d’un aldéhyde…....……………………………………..……………………. II-2-3. A partir de trichlorométhylarene….…………………….….…………………….. II-2-4. A partir de Di-(benzotriazole-1-yl) méthanimine…….……………………… II-2-5. A partir de l’acide hydrazides……………….………………………………………. II-2-6. A partir de l’ester hétérocyclique………..…………………………………………. II-2-7. A partir d’acide hydrazone trichloroacetique….………………………………. II-2-8. A partir d’hétérocyclique hydrazide…………………….……………………..…. II-2-9. Synthèse d’oxadiazole substituées par un acide gras………………………... II-3. Les Activités Biologiques des 1,3,4-Oxadiazole……………………………….......... 13 13 14 14 14 15 15 17 17 18 18 20 CHAPITRE A-III : LES COMPLEXES DE L-SERINE ET SES DERIVES III-1. INTRODUCTION……………………………………………………………………………….. III-2. Définition des métaux de transition et des métaux lourds ……………………… III-3. Définition des ligands……………………………..……………………………………… 21 21 22 III-4. Les Différents types des ligands……………………..……………………………………... III-5. Formation Des Complexes…………………………………………………………………... 23 III-6. Nombre de coordination……………………………………………………………………... 24 III-7. Différentes Géométries possibles…………………………………………………………. 25 III-8. Réactions de Complexation ……………………………….…………..…………………… 27 III-9. Applications des Complexes…………………………………………..……………………. 27 III-9-1. Les Complexes métalliques en catalyse…….……………..…………………. 28 III-9-2. Les Complexes en chimie des solutions……………………………………… 28 III-9-3. En médecine…………………………….…………………………….……………….. 29 III-10. Quelques Exemples sur les Complexes de l-serine et ses dérivées…………… III-10-i. les Complexes de l-serine……………..………………………………………….. III-10-ii. les Complexes de l-serine méthyle ester………..…………………………. III-10.iii. les Complexes de l’hydrazide………………………………………………….. III-10.iv. les Complexes des dérivés de 1,3,4-oxadiazole. …………….………..... 29 29 31 32 32 Partie B (Résultats et Discussions) B-I. Synthèse …..………………………………………………………………………………………... B-1. Objet de travail………..………………………………………………………………….... B-2. Synthèses……………………………………………………………………………………….. 35 37 37 B-2-1. Préparation de l-serine méthyle ester (B2)…………………………......... 37 B-2-2. Préparation de l’hydrazide(B3)………………………………….…… 37 B-2-3. Préparation de 1,3,4-oxadiazole (B4)….…………...…………………. 38 B-3. Synthèse des Complexes Organométallique………………………….…...... 38 B-3-1.i. Synthèse du Complexe du ligand (B1 ,B2, B3, B4) vis-à-vis Cu(II)….. 39 B-3-1.ii. Synthèse du Complexe du ligand (B1, B2, B3, B4)) vis-à-vis Cd(II)…. 39 B.II. Complxation par la Spectrophotométrie……….……………………..………………… 42 B.III. Complxation par Conductivité …………………………………………………..……… 48 B.IV. Etude de la solubilité ………………….……………………….………………………...... 60 62 B.V. Evalution de l’activité antibactérienne……………….……………..….….…………. Partie C : ( Partie Experimental ) C.1. Generalités……………………………………………………………….……………… 70 C-2. Caractéristiques du produit de départ…………………..…………..……….. 71 C.I. Synthèse……………………………………………………………………………………. C.II. Complexation par Spectrophotométrie…………………………………..…… C.III . Complexation par Conductivité……………………………..…………………….. C.IV . Etude de la solubilité ……………………………………………………………… C.V : activité biologique……………………………………………………………………. 72 75 76 77 80 CONCLUSION GENERALE…………………………………………………………………. 82 Perspective Références Bibliographique……………………………………………………………….. 83 Annexes…………………………………………………………………………………………….. 87 Abréviations et symboles Solvants EtOH : Ethanol absolu MeOH : Méthanol DMF : N,N-diméthylformamide THF : Tétrahydrofurane DMSO : Diméthylsulfoxyde Chromatographie et spectroscopie CCM : Chromatographie sur couche mince UV : Ultra violet Rf/ : Rapport frontal IR : Infrarouge Termes biologiques ATB : Antibiotique p.aeruginosa : pseudomonas aeruginosa GNO : gélose nutritive ordinaire S.aureus : Staphylococcus aureus MH : Muller Hinton E. Coli : Escherichia Coli CMI : Concentration minimale d’inhibition Unités et constantes physiques C0 : degrés Celsius G : gramme µS /cm : microsimens/ centimètre pH : pH-mètre h : heures Tf : Point de fusion 2M : 2fois molaire ms/cm : millisimens/ centimètre mol : moles ppm : partie par million cm : centimètre Téb : Température d’ébullition nm : nanomètre ms.cm2 : milli siémens fois centimètre carré par mole Introduction générale Introduction générale La chimie des complexes hétérocycliques des métaux s’est énormément développé durant ces dernières année en raison de la découverte de fortes propriétés complexantes manifestes par les hétéroatomes tels l’oxygène, l’azote et le soufre. Le travail que nous présentons fait partie d’un ensemble de recherches réalisées dans notre laboratoire ,il est raccompagné sur la synthèse, l’étude spectrophotométrique et conductimétrique de la formation des complexes. Les recherches les plus nombreuses sont concentrées sur les composés des métaux de Transition. En partent de l’importance théorique et des possibles applications pratiques de ces composés, nous avons essayé d’obtenir et caractériser des combinaisons complexes du Cu(II),et du Cd(II) avec l’acide L-serine et ses dérivés. L’organisation du manuscrit est faite de la manière suivante : La première partie étant la partie théorique : le premier chapitre est consacré à une revue bibliographique donnant un aperçu sur les acides aminées Dans un second chapitre, nous décrivons les hétérocycles :1,3,4oxadiazole ; mode de synthèse, el leurs activités biologiques. Le troisième chapitre traitera des généralités sur les complexes tout en basant sur la complexation de l-serine et ses dérivés avec les sels de cuivre, et de cadmuim. La deuxième partie de notre travail scindée en quatre chapitres, regroupent toutes les interprétations et les discussions des résultats concernant : la synthèse des composés cités ultérieurement et leurs intermédiaires , la complexation par conductivité , une étude sur la solubilité, et la valorisation des produits synthétisés par l’étude de leur activité antibactérienne sur des souches bactériennes pathogènes. La troisième partie qui est la partie expérimentale comporte cinq chapitres : Le premier chapitre consacrée à la description des méthodes suivies pour la synthèse de 5-(1-amino,2-hydroxyl) éthyle-1,3,4-oxadiazole-2-thione à partir de (α-amino,β-hydroxy) propanoique acid pour y parvenir 1 Introduction générale Des produits intermédiaires ont été préparés : propanoate de méthyle , (3-hydroxy-2-amino) hydrazide acide. Le deuxième chapitre traitera la complexation en solution par la méthode spectrophotométrique pour l’acide (B1) et ses dérivés . La troisième chapitre l’étude de la complexation par méthode conductimétrique . Le quatrième chapitre contient l’étude de la solubilité des produits intermédiaires synthétisés. Le cinquième chapitre concernera le test antibactérienne de tous les produits synthétisés sur une série de souches bactériennes à gram positif et négatif. En fin nous terminons ce mémoire par une conclusion générale et quelques perspectives d’avenir. 2 Partie A (partie théorique) Chapitre A-I : les acides aminées Chapitre A-1 : Les Acides Aminées I.1. Historie Depuis le développement de la chimie organique dans les années 1830, les chimistes ont synthétisé de nombreux composés par nitration. Les usines maîtrisant la nitration de composés cycliques produisent une large gamme de composés chimiques. Parmi les molécules nitrées, certaines sont dédiées à l'usage pyrotechnique (hexogène, octogène, TNT, acide picrique), ou encore ont des propriétés de pesticides (Dinoterb, Dinoseb, DNOC, …), d’autres sont produites et destinées à un usage pharmaceutique. Concernant les pesticides, avec plus de 76000 tonnes vendues en 2004, la France est aujourd’hui le 3ème consommateur mondial après les Etats Unis et le Japon. Le monde agricole est de loin le premier utilisateur puisque 90% des pesticides sont destinés à ce secteur. Les pesticides entrent également dans la composition de nombreux produits d’usage courant destinés notamment à l’éradication des insectes dans les habitations, à l’élimination des parasites des animaux domestiques ou encore à la protection du bois.[1] 3 Partie A (partie théorique) Chapitre A-I : les acides aminées I.2. Introduction Ces petites molécules quaternaires composées de C, H, O, N existent sous plus de 300 formes différentes dans la nature. Seulement 20 d'entre eux rentrent dans la constitution d'unités monomériques des peptides et des protéines de l'organisme humain. Ce sont les acides aminés protéinogènes. Certains acides aminés sont aussi cétogènes (ils participent à la formation de corps cétoniques hépatiques), glucoformateurs (ils entrent dans la constitution du glucose hépatique) ou bien encore participent à la formation d'acides gras dans le foie. Ils ont, en outre, un rôle dans la formation d'énergie par le cycle de Krebs et la chaîne respiratoire . [ 2] I.3. Structure des acides aminés Un acide aminé est un composé possédant une fonction acide et une fonction basique qui est aminée. Autrement dit, ils ont un groupement acide carboxylique (-COOH) et un groupement amine, généralement primaire (-NH2). Ce motif commun aux 20 acides aminés est porté par le même carbone: le carbone alpha, d'où le nom d'acide α-aminés. Il s'agit d'un carbone C asymétrique noté C*. Sur ce carbone alpha commun, vient se fixer une chaîne carbonée : c'est le radical, spécifique à chaque acide aminé. Seule la proline est un acide α-imine. [ 3] Il existe trois groupes de radicaux : radical linéaire, radical hétérocyclique, radical cyclique (noyau). 4 Partie A (partie théorique) Chapitre A-I : les acides aminées On peut remarquer que la conformation autour du carbone. est de configuration L dans la série naturelle des acides aminés.[ 4] R Groupement Spécifique de l'acide aminé C* H COOH NH2 Exemple : Figure 1 : la configuration de l’acide aminée Tous les acides aminés des protéines chez l’homme sont de la série L.[ 5] 5 Partie A (partie théorique) Chapitre A-I : les acides aminées I.4. Propriétés acido-basiques Les deux fonctions du carbone (C*) sont ionisables. Elles sont sous forme ionisées à pH 6] physiologique ( PH. 7 ). [ H H3N C* COO R En sachant que : pK -NH3 9,5 pK -COO- Acidic Basic Neutral R R R OH H3N O O -H +H 2 O -H H2N H3N O +H Figure 2 : équilibres de pH d'un acide aminé O [7] I.5. la solubilité des acides aminés les acides aminés sont solubles dans l’eau, mais très faiblement à un PH auteur de leur PHi , plus fortement en milieu alcalin (formation des sels). ils sont plus faiblement solubles dans l’alcool. La solubilité dans les solvants apolaires dépond de leur chaine latérale. [ 8] 6 Partie A (partie théorique) Chapitre A-I : les acides aminées I.6. Classifications des acides aminés I.6.A. Classification chimique Cette classification prend en compte les différents groupes fonctionnels des chaînes latérales Chaîne hydrocarbonée (C et H) Glycine (Gly G) C2H5NO2 Alanine (Ala A) Isoleucine (Ile I) Leucine (Leu L ) Valine ( Val V) C3H7NO2 C6H13NO2 C5H11NO2 C6H13NO2 Chaîne hydroxylée (–OH) Sérine (Ser S) C3H7NO3 Thréonine (Thr T) C4H9NO3 7 Partie A (partie théorique) Chapitre A-I : les acides aminées Chaîne carboxylique (–COOH) Acide aspartique ( Asp D ) C4H7NO4 Chaîne Acide glutamique ( Glu E ) C5H9NO4 Soufrée ( S ) Cystéine (Cys C) C3H7NSO2 Méthionine ( Met M ) C5H11NSO2 8 Partie A (partie théorique) Chaîne Chapitre A-I : les acides aminées amidée (–CONH22 )) ) Asparagine ( Asn N ) Glutamine ( Gln Q ) C5H10N2O3 C4H8N2O3 Chaîne aminée (––NH22) Lysine ( Lys K ) Arginine ( Arg R ) Histidine ( His H ) C6H14N4O2 C6H9N3O2 C h a CH NO 6 14 2 2 î 9 Partie A (partie théorique) Chapitre A-I : les acides aminées ne aromatique (cycles à 5 ou 6 C) Phénylalanine (Phe F) C9H11NO2 Tyrosine ( Tyr Y ) Tryptophane ( Trp W ) C9H11NO3 C11H12N2O2 Hétérocycles Proline ( Pro P ) C5H9NO2 Il existe 20 acides aminés majeurs + un vingt-et-unième à connaître : la Sélénocystéine. L-Sélénocystéine 10 Partie A (partie théorique) Chapitre A-I : les acides aminées COOH NH2 C* H CH2 SeH I.6.B. Classification biologique La classification biologique classe les acides aminés en fonction de plusieurs paramètres : Interactions des chaînes latérales avec les molécules H2O La molécule d'eau fait partie des solvants les plus polaires. Ceci lui permet de Séparer facilement les charges des atomes (notamment d’ioniser les groupes fonctionnels des acides aminés). La molécule d'eau a aussi un constant diélectrique élevé (Kd=80), limitant les interactions électriques dans celle-ci. On peut alors séparer les résidus polaires qui réagiront avec H2O en formant des liaisons hydrogènes, ce sont les acides aminés hydrophiles, des acides aminés qui ne le sont pas, les hydrophobes. Interactions de charge des résidus On ne peut comparer que des acides aminés ayant des chaînes latérales ionisables. Pour ce faire, on compare le pKR de l'acide aminé au pH du milieu : PH ˃ pKR PH < pKR forme majoritairement acide ( anionique ) forme majoritairement basique ( cationique ) Cas de l'Histidine : Son pKR varie entre 5,5 et 7,5. elle peut être soit cationique, soit neutre. C'est d'ailleurs pour cela qu'elle joue souvent un rôle dans le site actif de certaines enzymes, par exemple dans le rôle de transfert de protons. 11 Partie A (partie théorique) Chapitre A-I : les acides aminées État stérique des chaînes latérales : Rigidité de la chaîne Exemple : le cycle de la Proline limite la liberté de mouvement des atomes Encombrement de la chaîne latérale Exemple : Gly très peu encombré alors que Trp est une grosse molécule La réactivité chimique des chaînes latérales : On peut citer par exemple Cys dont le groupement –SH qui est très réactif, et qui a en plus la possibilité de créer des ponts disulfures. 12 Partie A(partie théorique ) Chapitre A-II : les oxadiazoles Chapitre A-II : Les oxadiazoles II.1.Généralités Les hétérocycles aromatiques ont fait l’objet durant ces derniéres années de nombreuses études, dont l’intérêt ne cesse de croitre et de préoccuper les chercheurs, en raison de leur Structures [9] ,[10] ,de leurs applications pratiques en biologie , médecine, pharmacologie,[11] agriculture et l’industrie . [12] Les oxadiazoles sont des hétérocycles penta atomique, [13] contenant deux atomes d’azote et un atome d’oxygène .ces derniers , existent sous quatre formes isomères de position, [15] le 1,2,4-oxadiazole [14] soit a attiré un grand intérêt dû à leurs propriétés pharmacologiques telles que l'analgésique intrinsèque (Zen et al 1983)7, le 1,2,3-oxadiazole, 1,3,4-oxadiazole le 1,2,5oxadiazole. 4 3 N 5 4 5 N2 O 1 1 N 4 3 N2 N 5 N 3 3 4 2 O O 1 1 3 2 Figure 3 : les Isomères de l’oxadiazole N2 5N O 1 4 II.2.Synthèse des dérivés de 1,3,4-oxadiazoles : Les oxadiazoles peuvent être obtenus à partir des composés de structures variées et à l’aide de trois procédés essentiels : [ 16] Cyclisation par formation d’une seule liaison ; Cyclisation à partir de 1,2-diacylhydrazines ; Cyclisation par formation de deux liaisons. Actuellement des nouvelles techniques et méthodologies de préparation des dérivés de 1,3,4-oxadiazole sont rapidement développé . Un bref compte rendu des méthodes adoptées jusqu'à présent pour la synthèse de substitue 1,3,4-oxadiazole est décrit ci-dessous. 13 Partie A(partie théorique ) Chapitre A-II : les oxadiazoles II.2.1. à partir du composé N,N’-diacylhydrazines Les approches synthétiques communes impliquent la cyclisation de diacyhydrazine une variétés des conditions de la réaction et des réactifs anhydres comme mentionnés cidessous, ont été utilisés pour provoquer la cyclisation de N,N’-diacylhydrazines (1) à leur 1,3,4-oxadiazoles respectifs (2). (Schéma 1) O R O C NH NH N C R' N R R' O (1) (2) Schéma 1 : synthèse d’oxadiazole à partir du N,N’-diacylhydrazines II.2.2. A partir d’un aldéhyde Les aldéhydes ont été utilisés avec l’hydrazide acide trichloracétique en présence d’une base former les 1,3,4-oxadiazole. (schéma 2) N O H C O CCl3 + C NH N CHR (Base) R N R CCl3 O (3) (4) (5) Schéma 2 : synthèse d’oxadiazole à partir d’un aldéhyde II.2.3. A partir de trichlorométhylarene Le 2,5-diaryl-1,3,4-oxadiazoles (7) symétriques ont été préparés en faisant utilisant de trichlorométhylarènes (6) avec un excès d’hydrate d’hydrazine dans l’alcool, avec un rendement de 68-98% . [17] (schéma 3) N N ArCHCl3 H2NNH2 EtOH Ar Ar O ( 6) (7) Schéma 3 : synthèse d’oxadiazole à partir de trichlorométhylarene 14 Partie A(partie théorique ) Chapitre A-II : les oxadiazoles II.2.4. A partir de Di-(benzotriazole -1-yl) méthanimine La synthèse de 2-amino-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole fait par la réaction du benzène carbohydrazide (8) avec di(benzotriazol-1yl) methanimine (9) dans le THF.(schéma 4).[18] N N NH THF PhCONHNH2 + Bt (8) Bt O Ph NH2 (9) Schéma 4 : synthèse de 2-amino-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole (10) II.2.5. A partir de l’acide hydrazides A partir de l’acide hydrazides, quatre chemins différents sont connus pour réaliser la synthèse de 1,3,4-oxadiazole. a) Les N-Acylhydrazoides (11) sont connus pour réagir avec l’ester orthoformique pour donner les dérivés imino intermédiaires (12), ces derniers conduisent au 1,3,4oxadiazoles par cyclisation. [19] N O R C NH NH2 (R'O)3CH RCONHN CHOR' R (11) N O (12) OR ( 13) Schéma 5 : synthèse d’oxadiazoles par l’ester orthoformique b) La réaction de l’acide hydrazide (11) avec les acides aromatiques en présence de chlorure de phosphoryle est utilisé pour la synthèse de 2,5-disubstitué-1,3,4oxadiazoles.[20] (schéma 6) O R C NH NH2 N N ArCOOH POCl3 R O ( 11) Schéma 6 : synthèse d’oxadiazole par l’acide aromatique Ar ( 14) c) L’hydrazide d’acide carboxylique (11) traité avec le disulfure de carbone en présence d’hydroxyde de potassium dans l’éthanol, donne la 5-substitue-2-mercapto 1,3,4oxadiazoles (15). ( Schéma 7) 15 Partie A(partie théorique ) Chapitre A-II : les oxadiazoles O R N C NH CS2 KOH NH2 N R SH O (11) (15) Schéma 7 : synthèse d’oxadiazole par le disulfure de carbone d) l’acide chloroacétique (16) réagit avec du phénol (17) pour former un acide phénoxyacétique . Après conversion en phénoxy acétique de l’acide hydrazide, qui a été cyclisée en présence de bromure de cyanogène pour donner 2-amino-5-substitué -1-3-4-oxadiazole (19) .[21] . (schéma 8). O O Cl CH2 C OH + OH (16) H2N H2N OCH2 C NH NH2 (18) (17) N N BrCN OCH2 O NH2 (19) Schéma 8 : Synthèse d’oxadiazole à partir d’acide chloroacétique e) la synthèse de 1,3,4-oxadiazole par un groupe phénol ou thiophénol a été réalisé par une réaction de l’hydrazide acide salicylique dans le toluène avec l’anhydride acétique en présence d’acide méthyl sulfonique équimolaire. (schéma 9) C N N O NH NH2 MeSO3H /Toluene O R AC2O, Reflux 2 - 9h HX XH X=O, S (20) (21) 16 Partie A(partie théorique ) Chapitre A-II : les oxadiazoles Schéma 9 : Synthèse d’oxadiazole par un groupe phénol ou thiophénol II.2.6. A partir de l’ester hétérocyclique Vu l’importance biologique des pyridazines et 1,3,4-oxadiazole , le traitement de l’éthyl-5-hydroxy-3,4-diphenylthieno[2,3-c] pyridazine-6-carboxylate (22) avec hydrazine hydrate dans l’éthanol donne le carbohydrazide (23) . En outre , le reflux de carbohydrazide (24) dans l’acide acétique glacial aboutit à la synthèse du 1,3,4oxadiazle (25) correspond. Ph OH Ph OH N2H4 ,H2O N N COOEt N CONHNH2 N S (22) S (23) Ph OH Ph N AcOH-EtOH Reflux 3h N N N CH2(OEt)2 N R S O (25) OH R=OEt CONHNH N CHR S (24) Schéma 10 : Synthèse d’oxadiazole à partir des pyridazines II.2.7. A partir d’acide hydrazone trichloraacetique El kaim propose un nouveau chemin pour la synthèse de nouveaux 1,3,4oxadiazoles à partir de hydrazones (21) .Ceci a été réalisé par la réaction du 4trichloroacétate nitrophénol (26) avec l’hydrazine (schéma (11) . le mélange a été suivi par un traitement de ces hydrazones (27) avec du carbonate de potassium dans des conditions de transfert de phase pour former de nouveaux 1,3,4-oxadiazoles hétérocycles (28). 17 Partie A(partie théorique ) Chapitre A-II : les oxadiazoles H N O O NH2NH2 O CCl3 R C O R1 R1 R O2N CCl3 N K2CO3, (27) (26) Dioxane Reflux 2h N N R O (28) CHCl2 Schéma 11 : Synthèse de 1,3,4-oxadiazole à partir d’acide hydrazone II.2.8. A partir d’hétérocyclique hydrazide De nouveaux 5-indolyl-2-mercapto-1,3,4-oxadiazole (30) sont obtenus a partir de L’hydrazide hétérocyclique (29) avec le disulfure de carbone dans la pyridine bouillante avec un rendement de 87% . Dans cette cyclisation dehydrative , KOH a été remplacée par la pyridine.[22] O N N C NH NH2 CS2 Pyridine N N N Ph (29) O SH N N N Ph (30) Schéma 12 : Synthèse de 1,3,4-oxadiazole à partir d’hétérocyclique hydrazide II.2.9. synthèse de 1,3,4-oxadiazole substitués par un acide gras : La condensation du 2-hydroxy-1-naphthaldehyde (31) avec malonate diéthyle en présence de pipéridine comme catalyseur dans l’éthanol donne la benzocomarin-3carboxylate d’éthyle (32) . 18 Partie A(partie théorique ) Chapitre A-II : les oxadiazoles Le composé (32) associe à l’hydrate d’hydrazine donne le composé (33) avec un excellent rendement 95%. Le composé (34) à été obtenu par cyclisation directe de (33) avec divers acides gras en présence de POCl3. Des propriétés luminescentes de tous les nouveaux composés synthétisés ont été déterminées et une forte propriété fluorescence est observée.[23] O EtOOC piperidene/éthanol reflux/30min COOEt + OH O O (31) O O (32) NH2NH2.H2O Reflux 2h N N O O (34) NH2 HN R Acide gras POCl3/Reflux 12 O O O O (33) Schéma 13 : Synthèse de 1,3,4-oxadiazole substituée par un acide gras 19 Partie A(partie théorique ) Chapitre A-II : les oxadiazoles II.3. Les activités biologique des 1,3,4-oxadiazole et leurs dérivés : Plusieurs composés comportant un noyau 1,3,4-oxadiazole montrant diverses activités biologiques telles qu’antifongique, [24] antiinflammatoire, [25] antibactérien, [26] et Anticonvulsive. [27] les dérivés 1,3,4-oxadiazole sont connus par leur large éventail d’activités biologiques [28] le substitue 1,3,4-oxadiazole et 5-substitué-2-mercapto-1,3,4-oxadiazoles possèdent un intérêt pharmaceutique considérable par exemple : 2-amino-1,3,4-oxadiazoles ont été démontrés comme des relaxants musculaires Les dérivés de 5-aryl-2-hydroxyméthyl-1,3,4-oxadiazole sont des antalgiques, des anti-inflammatoires, des anticonvulsivants et diurétiques. [29],[30] 2-amino-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole possèdent a un grande activité antimicrobienne.[31],[32] 20 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées III.1. Introduction En chimie, plus particulièrement en chimie inorganique, un complexe est un édifice polyatomique constitué d'un ou de plusieurs cation (le plus souvent métallique) entouré de plusieurs ligands qui sont des molécules ou des ions qui délocalisent une partie de leur densité électronique sur le cation, formant ainsi des liaisons chimiques avec celui-ci. Les subdivisions de la chimie décrivant la formation, la structure et la réactivité de ces complexes sont la chimie organométallique (si le complexe comporte des liaisons métal-carbone) et la chimie de coordination. III.2. Définition des métaux de transition et de métaux lourds : Les métaux de transition sont des éléments à sous couches (n-1)d incomplètes et leur dernière sous couche p ( de valence ) est vide. [ 33] pour donner lieu à l’existence de composés stables, ces éléments tendent à compléter leurs sous couches de valence par des électrons ou de paires d’électrons donnés ou partagés avec des coordinats(ligands). Les métaux lourds peuvent être également définis comme étant tout métal ayant une densité supérieure à 5 et de numéro atomique élevé. . [ 34] la chimie ou la biochimie bioinorganic est l'étude des métaux dans les systèmes biologiques que ceci peut inclure la chimie fondamental de l'intéraction de métal-biomolécule, les rôles ou les effets des métaux en voies biochimiques, ou, plus généralement, les effets des quantités élevées ou diminuées de métal on population. En comprenant les interactions fondamentales de métal-biomolécule et la volonté biochimie en métal tenir compte du développement de meilleurs traitements pour l'empoisonnement en métal. [35] III.3. Définition des ligands Les ligands sont des enités anioniques ou neutres qui sont considérés comme donneur d’électrons (ou bases de lewis) , dépendant du nombre de paires d’hétéroatomes, Un ligand est un atome, ion ou molécule portant des fonctions chimiques lui permettant de se lier à un ou plusieurs atomes ou ions centraux. Le terme de ligand est le plus souvent utilisé en chimie de coordination et en chimie organométallique. [36] 21 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées L'interaction métal/ligand est du type acide de Lewis/base de Lewis. La liaison ainsi formée est nommée liaison de coordination. Dans ce cadre l'association d'un ou de cation(s) (ou atome) métallique(s) central(aux) avec un/des ligands(s) est un édifice qui se nomme complexe de coordination (ou complexe organométallique s'il contient au moins une liaison métal-carbone). [37],[38],[39] III.4. Les différents types des ligands Les ligands sont de nature très variée. Parmi les plus courants on trouve des molécules porteuses de doublet d'électron libre comme l’eau H2O ou l'ammoniac NH3 ou des anions comme les chlorures Cl-, les cyanures CN-, les hydroxydes OH-.Les molécules portants plusieurs fonctions chimiques pouvant se lier au cation métallique sont des ligands polydentés c'est-à-dire le nombre d'atomes susceptibles de se lier au métal, est supérieure à 1. La liaison des ligands polydentés est favorisée entropiquement par rapport à celle des ligands monodentés (ou monodentes, denticité=1). En effet, dans les réactions de déplacement de n ligands monodentés (souvent, des molécules de solvant) autour d'un ion central par 1 ligand polydenté il y a augmentation du nombre de molécules total de n-1, ce qui est favorable entropiquement. exemples de ligands monodentés neutres: H2O, NH3, CH3NH2, CO et NO. exemples de ligands monodentés ioniques: F–, CN–, Cl, Br–, I–, NO2– et OH–. exemple de ligand bidenté neutre : H2N–CH2–CH2–NH2 (1,2-diaminoéthane, nom courant éthylènediamine), exemple de ligand tétradentate : porphyrine (1) 22 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées On retrouve cette structure associée au fer dans l’hémoglobine exemple de ligand hexadenté neutre : (-OOC-CH2)2NH-CH2CH2-NH(CH2-COO-)2 (forme déprotonnée de l'EDTA : cette molécule peut chélater un cation métallique six fois selon une conformation octaédrique, acide éthylènediaminetétraacétique) qui est plus précisément un ligand bis-tridentate. (2) III.5. Formation des complexes La capacité d'un ligand à se lier à un métal est corrélée approximativement à sa nucléophilie dans les réactions organiques. Si des ligands au minimum bidentés peuvent former des cycles à 5 ou 6 avec le cation central (ces cycles sont, comme en chimie organique, favorisés thermodynamiquement), la stabilité du complexe est améliorée. Il s'agit de l'effet chélate. L'étymologie de ce mot révèle son sens : en effet il dérive du grec khêlê : « pince ». La stabilisation supplémentaire due à l'effet chélate tire son origine du fait que la liaison au cation central de la première fonction pouvant servir de ligand place à proximité du cation les autres doublets libres de la molécule, ce qui est favorable entropiquement. 23 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées III.6. Nombre de coordination La structure d'un complexe dépend de son nombre de coordination, égal au nombre de liaisons σ entre les ligands et l'atome central. Le nombre de coordination d'un ligand est compris entre 2 et 9, mais les complexes comprennent un grand nombre de ligands (supérieur à 6). Les nombres de coordination les plus fréquents sont 4 et 6. Le nombre de liaisons métalligand dépend de la taille, de la charge et de la configuration électronique de l'ion métallique. La plupart des ions peuvent accepter plusieurs nombres de coordination, adoptant alors des géométries différentes. La chimie des complexes est dominée par les interactions entre les orbitales moléculaires s et p des ligands et les orbitales atomiques d (ou f) de l'ion central. Les orbitales s, p et d du métal peuvent accepter un total de 18 électrons (pour les éléments du bloc f, ce maximum augmente à 32 électrons). Le nombre de coordination maximal dépend donc de la configuration électronique du métal (plus particulièrement du nombre d'orbitales vacantes qui peuvent engendrer une liaison σ ligand-métal). Toutefois, contrairement à la règle de l'octet en chimie organique, la règle des 18 électrons n'est pas absolue et de nombreux complexes stables ne la respectent pas. Le nombre de coordination d'un complexe dépend aussi de la taille des ligands et du cation métallique. De petits ligands autour d'un gros cation vont entraîner un faible encombrement stérique, ce qui conduit à de grands nombres de coordination. Exemple : [Mo(CN)8]4De petits cations entourés de gros ligands vont avoir des nombres de coordination faibles. Exemple : Pt[P(CMe3)3]2 Pour les métaux de transition de la série 3d, qui incluent les métaux d'intérêt biologique (et qui sont les plus abondants sur Terre) tels que le fer, le manganèse, le zinc, le cuivre... le nombre de coordination est habituellement compris entre 4 et 6. De par leur grande taille, les lanthanides, les actinides et les métaux de transition des séries 4d et 5d pourront avoir des nombres de coordination grands (> 6). 24 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées III.7. Différentes géométries possibles L'arrangement spatial des ligands dépend du nombre de coordination (NC) du complexe. Pour la plupart des structures, on place l'ion métallique au centre d'une sphère où sont placés les différents ligands (on considère alors la distance ion-ligand comme identique). Les recouvrements orbitalaires ligand-métal et les répulsions électrostatiques entre les ligands tendent à former des structures géométriques régulières. Les complexes métalliques respectent la théorie VSEPR sauf quand des facteurs électroniques fins (qui peuvent être liés à des distorsions dues à l'Effet Jahn-Teller), ce qui est le cas par exemple pour les complexes de Cu(II) et de Ni(III) qui sont souvent en géométrie octaédrique avec une distorsion tétragonale (2 liaisons dans un axe plus longues ou plus courtes que les 4 autres) ou plan carrée (distorsion tétragonale poussée à l'infini), qui ne sont pas des géométries canoniques prédites par la théorie VSEPR. L'encombrement stérique dû à la coordination de ligands encombrés peut aussi modifier la géométrie des complexes. On a regroupé ci-dessous la liste des structures les plus répandues en fonction du nombre de coordination (NC) (ou coordinence) : NC = 2 : linéaire NC = 3 : trigonale plane NC = 4 : tétraédrique ou plan carrée 25 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées NC = 5 : bipyramidale à base triangulaire ou pyramidale à base carrée NC = 6 : octaédrique ou prisme trigonale NC = 7 : bipyramidale à base pentagonale Dans de nombreux cas, la géométrie réelle s'écarte de la structure théorique. Par exemple, le complexe peut comporter des ligands différents (les longueurs des liaisons ion-ligand ne sont plus identiques, et la structure n'est plus celle d'un polyèdre régulier). La taille des ligands peut modifier la structure du complexe de par une pressions stérique trop importante. Aussi dans le cas de complexes avec des polydentes, la structure des molécules portant les 26 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées doublets électroniques assurant la coordination au métal peut être incompatible avec les exigences géométriques de la coordination (il en résulte des complexes distordus). [40] III.8. Réactions de complexation D’une façon générale, la formation d’un complexe à partir d’un métal M et de n ligand L s’écrira : [ 41] u Mt+ + nL [M(L)n]t-nu+ Schéma 14 : réaction de complexation entre un ion métallique M n+ et un ligand L À cette réaction est associée une constante d’équilibre K: Kf : constante de formation qui s'écrit Kd: constante de dissociation qui s'écrit Ces constantes s'expriment de façon approximative en faisant apparaitre les concentrations au lieu des activités des ions (ou molécules) présents à l'équilibre, on n'y fait jamais apparaitre les solides et le solvant(le plus souvent de l'eau) Au Kd, on associe un pKd = − log(Kd). Plus le pKd est petit moins le complexe est stable. Exemple: Ag+ + 2NH3 ⇆ [Ag(NH3)2]+ III.9. Applications des complexes Les complexes métalliques ont une importance capitale en chimie et interviennent dans beaucoup de domaines d'avant-garde. 27 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées III.9.1. Les complexes métalliques en catalyse La configuration des ligands autour d'un centre métallique, la possibilité d'échanger des ligands et la capacité de certains métaux à s'insérer dans des liaisons covalentes (en particulier les liaisons multiples) de façon réversible rend les complexes métalliques extrêmement utiles en catalyse. En effet, la coordination à un centre métallique abaisse l'énergie d'activation de réaction par formation d'un ou plusieurs complexes intermédiaires et influe sur la sélectivité de la réaction. Dans la nature, il y a aussi des complexes métalliques qui interviennent dans les métalloprotéines (fer dans l'hémoglobine, magnésium dans la chlorophylle, cuivre dans l'hémocyanine...). Ces complexes sont un des objets d'étude de la chimie bioinorganique. III.9.2. Les complexes en chimie des solutions Les complexes en chimie des solutions ont des utilités multiples : solubiliser un métal contenu dans un minerai (exemple : l'or solubilisé comme un complexe cyanuré) ; caractériser la présence d'une espèce chimique par formation d'un complexe coloré. III.9.3. En médecine Des complexes de platine sont utilisés dans le traitement de certains cancers (cisplatine, carboplatine, oxaliplatine…). Représentation du cisplatine Pt(NH3)2Cl2 La capacité complexante de l'EDTA est mise à profit dans le traitement d'intoxication par des métaux, le plomb en particulier. Des complexes de gadolinium sont utilisés comme agents de contraste en imagerie par résonance magnétique (IRM). 28 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées III.9.4. Autres utilisations Le complexe Fe(CO)5 liquide à température ambiante permet d'obtenir par distillation du fer très pur. III.10. Quelques exemples sur les complexes de L-serine et ses dérivées : III.10.i. les complexes de α-amino-β-oxypropionic acid : les études de la formation complexe entre les acides aminés et les cations en métal de la transition 3d, qui peuvent influencer des processus biologiques, l'information de valuabe d'élasticité pour résoudre des problèmes moléculaires de biologie ces données sont également nécessite pour une analyse complète des caractéristiques thermo-dynamiques de la formation des composés de coordination dans le soluté. [42] le point plus essentiel est la détermination des groupes qui sont lié avec ce métal. Et la résolution de ce dernier, on a fait les analyses infra rouges qui donnent les caractéristiques des groupements chimiques. Figure 4 : Structure d’un complexe entre l-serine et un métal M Les effets de la chaleur de formation d’un complexe entre un métal M : nickel(II), cobalt(II), cadmium (ii), zinc(II) ions et L-serine dans le soluté, la formation complexe entre 3 d des métaux et le L-serine de transition ont été démontré par la théorie de Herny. Les complexes métalliques sont étudiés en solution ; le cuivre a été le premier retenu comme l’ion métallique central , car il a déjà été démontré que la stabilité des complexes avec le cuivre est plus élevée par rapport aux autres métaux de transition, [43] il y a plusieurs facteurs qui peuvent expliquer la stabilité du complexe avec le cuivre dont le plus important est le rapport de la charge sur le rayon ; la stabilité augmente du méthanol au propanol ;et la 29 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées stabilité augmente en fonction de la masse moléculaire du ligand (se stabilisé aux alentours de M= 200 g/mole). Les auteurs conclurent que leurs données démontraient la formation d’autres espèces en plus de Cu(Serine)2 en milieu alcalin et proposèrent des complexes polyhydroxylés et polynucléaires.[ 44] Cu+2 + 2 Ser → Cu(Ser)2 Figure 5: structure de complexe de cuivre(II) Figure 6 : réaction du complexe de la L-sérine avec le faisceau de fer-soufre 30 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées Figure 7 : Structures de trans (O)-[Co (ser)2 (en)2] +3 avec R= -CH2OH L’analyse des feuilles par spectroscopie a montré que le Cd était lié principalement à des ligands organiques de type COOH/OH.[45] Les spectres du métal chélate représenté sur la figure 8 Figure 8 : Les spectres d'absorption infrarouge de DL-α-.serine, ses chélate a=DL-α-serine, b=Pt(II), c=Pd(II), d=Cu(II) A, e=Cu(II) B, f =Ni(II III.10.ii. Les complexe de l-serine méthyle ester : Le hydroxymethylserine ester (Hms) a quatre emplacements coordonnés potentiels comprenant des groupes de carboxylate, d'amine et d'alcoolique, son serine(ser) analogue, ayant trois emplacements de distributeur potentiels i.e.COO -, NH2 et l'un OH alcoolique, s'est avéré tout à fait des intéressants et le ligand spécifique, la participation du protonated . 31 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées H2N NH2 R R CH CH Cu O MeO O OMe (3) le groupe d'hydroxyle mon stabilisent des complexes au pH inférieur, mais l'attache directe de deprotonated le donateur d'hydroxyle se produit seulement à un pH plus élevé faisant à ce ligand un chélateur fort en CO2 de solutions basiques et les donateurs de l'OH peuvent être particulièrement efficaces en liant dur.la présence d'un groupe d'animés dans de Hms des marques également que ce des données potentiométriques pour des complexes de cuivre(II) de Hms sont discutés l'isolement des complexes à semi-conducteurs étaient très difficile et ont donné ainsi différents mélanges des espèces étant dans l'équilibre, seulement les études de solution sont présented en cela. [46] III.10.iii. Les complexes de l’hydrazone Les hydrazones sont des composés dérivés de la condensation des hydrazines avec les composés carbonyliques, à savoir aldéhydes et cétones.Des hydrazones sont connues pour fonctionner comme agents de chélation.Ces composés peuvent montrer les effets antitubercular, 1 basé sur leur tendance de former le métal chélate avec des ions en métal de transition.La réaction des aroylhydrazones avec des ions en métal de transition peut procéder selon deux voies atteignant la structure ketonic ou énolique pour la pièce d'hydrazide de la molécule. [47] (arrangement 1). N NH N O Cu2+ Cu2+ ketonic (4) N O énolique (5) Le mode de la liaison dépend de la nature des ions de ligand et en métal, de l'anion du sel en métal et du dissolvant utilisé. [48].[49] 32 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées l'interaction entre le groupe d'hydrazone et l'ion central en métal est déterminée par le type et la position des différents substituants relativement au composé de hydrazino de parent. En outre, la stabilité de l'hydrazone chélate est plus haute que celle des composés correspondants de hydrazino et dépend des différents substituants . [50] [51] Pour le métal de transition l a capacité de complexation à l'ordre : Cu(II) > Co(II) > Ni(II) > Zn(II) > Cd(II) III.10.iv. les complexes des dérivés de 1,3,4-oxadiazole : La chimie des complexes hétérocycliques des métaux s’est énormément développée durant ces dernières années en raison de la découverte de fortes propriétés complexantes manifestés par les hétéroatomes tels l’oxygène, l’azote et le soufre. On a des complexes organométalliques naturels sont l’hémoglobine (6) et la chlorophylle (7). [52] (6) (7) Les dérivés de 1,3,4-oxadiazole sont des structures et de propriétés largement différentes. Toutefois, leurs complexes restant encore très peu étudiés. Quelques exemples récents seront cités : La synthèse du complexe tris (2-(5-phényl-1,3,4-oxadiazol-yl) phénonate ) aluminium [53] [Al POP] 9 a été développée en 1999 par B.J.F.Wang et Coll. . Ce dernier a été obtenu par traitement de triéthyle de l’aluminium (III) Al2Et3 (solution dans l’hexane) sur le 2-(5-phényl1,3,4-oxadiazol-yl) phénol (HPOP) 8 en milieu THF (schéma 15 ). le complexe solide obtenu a été caractérisé par l’analyse élémentaire et spectroscopie infrarouge. 33 Partie A(partie théorique) Chapitre A-III : Les Complexes de l-serine et ses dérivées O N N 3 + Al(C2H5)3 OH O N THF, 0°C O N O O N N O Al N N O (9) (8) Schéma 15 : Synthèse du complexe tris (2-(5-phényl-1,3,4-oxadiazol-yl) phénonate) aluminium [Al POP] Par ailleurs, A. Gueddi et Coll.[ 54] ont synthétisé ,en 2000, les complexes du cuivre(II) et de nickel( II) avec la 3,5-bis(2-pyridinyl)-1,3,4-oxadiazole. Les complexes résultants sont caractérisés par analyse cristallographique. Y-M.Guo et collaborateurs [55] se sont intéressés quant à eux aux complexes d’argent .ils ont synthétisés le complexe poly {[argent(I)-2,5-bis(4-pyridyl)-1,3,4-oxadiazole] nitrate} de formule [Ag(C12H8N4O)(NO3)]n à partir de 2,5-bis(4-pyridyl)-1,3,4-oxadiazole. 34 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie Chapitre B-I : Synthèses B.1. Objet du travail La synthèse des composés incorporant un composé hétérocyclique 1,3,4-oxadiazole et d’autre des complexes avait attiré une attention répondue due à leur convenances pharmacologiques diverses, telles que les activités antimicrobiennes, anti-inflammatoires, analgésiques. Notre projet de recherche est basé d’une part à la synthèse d’un hétérocycle 1,3,4oxadiazole, et d’autre part à la synthèse des complexes à partir de L-serine et ses dérivées synthétises. La synthèse de ses produits faisait intervenir plusieurs facteurs comme la température, la variation du solvant, le temps de reflux et les proportions entre les réactifs. L’utilisation des conditions expérimentales optimales nous a ainsi permis l’obtention de ces produits dans de bons rendements. 35 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie O O CH3 O CH3 HO O OH HO H2SO4 NH2 CH3OH NH2 B2 NH2 CH3OH B2 B1 NH O HO SOCl2 O 2 NH 2 .H 2O HO NHNH2 NH2 B3 CS2 KOH H S HO N N N N SH HO O O NH2 NH2 B4a B4b Schéma B-1 : Chemin réactionnel global 36 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie B.2.1. préparation de l-sérine méthyle ester (B2) Nous avons en premier lieu, préparé le composé L-serine méthyle ester (B2) en faisant réagir l’acide l-serine (B1) et le méthanol, en présence d’acide sulfurique concentré à reflux pendant 12heures.le produit a été obtenu avec un rendement 47%. O HOCH2CHNH2C OH H2SO4 CH3OH B1 O HOCH2CHNH2C OCH3 B2 Schéma B-2 : synthèse de l-serine méthyle ester En autre, et dans le but d’augmenter le rendement la même expérience a été reprise en utilisant cette fois le mélange réactionnel constitué de l-serine dans du méthanol, en présence de thionyl chloride (SOCl2),[56] tout en contrôlent la réaction par la chromatographie sur couche mince (CCM), Rf (chloroforme/méthanol : 2/3) = 0.79 . L’analyse CCM indique l’apparition de la tâche de l’ester B2 après 10heures de reflux avec un rendement de 90% , et un facteur de rétention R f égale à 0.79, et la disparition de la tâche de l’acide de départ B1 (Rf =0.57). Le spectre IR du produit a montre [57] les bandes caractéristiques à . 3400cm-1 (OH), 3100cm-1 (NH), 1738,51cm-1 (C=O, ester) . (Annexe 2) . B.2.2.préparation de (3-hydroxy-2-amino) hydrazide acide propanoique (B3) L’hydrazide B3 a été préparé avec un rendement de 87% par le mélange de l’ester B2 avec l’hydrazine hydraté (64%) après 7heures de reflux.L’analyse CCM indique l’apparition d’un spot de produit B3 à Rf(chloroforme/méthanol) = 0.649. O HOCH2CHNH2C OCH3 B2a NH2NH2 Reflux/80°C O HOCH2CHNH2C NHNH 2 B3 Schéma B-3 : synthèse de l’hydrazide (B3) Le produit a été identifie par spectroscopique infrarouge IR [57] qui a révélé une bande large dans la région 3100-3400cm-1 pour le groupement OH et NH , 1686,44cm-1(C=O, amide) et 1505cm-1(CO-N) (Annexe 3). 37 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie B.2.3. préparation de 5-(1-amino-2-hydroxyl) éthyle-1,3,4-oxadiazole-2-thione (B4) La réaction de (3-hydroxy-2-amino) hydrazide acide propanoique B3 avec le disulfure de carbone CS2 en présence de KOH dans excès d’éthanol sont portés au reflux pendent 12heurs. le rendement de la réaction est de 79%. Le produit obtenu B4 sous forme d’un solide jaune, l’analyse CCM indique l’apparition d’un spot de produit a Rf (méthanol/chloroforme : 2/3)=0.776 H N N O HOCH2CHNH2C NHNH2 CS2 KOH B3 S HO O NH2 B4 Schéma B-3 : synthèse de 5-(1-amino,2-hydroxyl) éthyle-1,3,4-oxadiazole-2-thione Le spectre infrarouge [57] indique la présence d’une bande large vers 3455.81cm-1 et 3251.4cm-1 désignant le groupement OH et NH , à 1684.52 cm-1 apparait une bande aigue attribuée aux vibrations d’élongation de la liaison C=N, à 1105 cm-1 relative au groupement C=O-C , ainsi qu’une bande aigue à 1274.72 cm-1 relative au groupement C=S (Annexe 4 ) B-3- Etude en solution des propriétés complexantes de l-serine et ses dérivés synthétisés avec les ions Cu(II), Cd(II) : Introduction : Il a été reporté dans la littérature que les complexes inorganiques ont été aussi largement étudiés spectrophotométriquement , en solution dans le domaine situé entre 200 et 400 nm.[58],[59] Ces types de complexe sont généralement incolores et l’étude de leur comportement dans le domaine du visible s’avère donc difficile. Le comportement de l’acide L-serine et ses dérivés (B1 à B4) vis-à-vis des ions métalliques Cu(II), Cd(II) à été étudié dans l’eau distillé, à température ambiante (27°C). Les spectres électroniques des différents complexes ont été réalisés entre 200 et 400 nm Et sont représentés dans la partie B (chapitre II). 38 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie Le comportement de ces ligands vis-à-vis des ions métalliques cités ci-dessus change avec le changement de la nature de l’ion métallique et du ligand utilisé. L’analyse des données spectroscopiques , la comparaison des spectres, des position des bandes ainsi que leur intensités permettent d’envisager pour ces ligands certains propriétés complexantes . Nous entamons dans cette partie l’étude du mode de coordination de notre produit de départ et ses dérivés avec les sels de cuivre(II) et de cadmium(II) à l’état solide. B-3-1. Synthèse des complexes organométalliques : B-3-1-i- Synthèse du complexe de cuivre(II) avec les ligands (B1 ; B2 ; B3 ;B4) ) : Le complexe de cuivre(II) est obtenu par la réaction de (α-amino-β-hydroxyle) propanoïque acide B1 avec le cuivre(II) dans un milieu neutre, la réaction est spontanément(changement de couleur bleu→verte). Le complexe élaboré a été isolés à l’état solide puis analysé par spectroscopie infrarouge et électronique, le complexe de cuivre(II) se présente sous forme d’un cristaux verte. B-3-1-ii- synthèse du complexe de cadmium(II) avec les ligands (B1 ; B2 ; B3 ; B4) : Le complexe de cadmium(II) est obtenu par la réaction de (α-amino-β-hydroxyle) propénoïque acide B1 avec le cadmium(II) dans un milieu neutre, la réaction est porté a agitation magnétique pendant 1heures. Le complexe élaboré a été isolés à l’état solide puis analysé par spectroscopie infrarouge et électronique, le complexe de cadmium(II) se présente sous forme d’un solide blanche. Spectroscopie infrarouge : Les spectres infrarouge ont été réalisés sous forme d’un pastilles de KBr entre 4000 et400 cm-1.ils sont présentés dans les annexes 5 à 12 ( la partie annexe), pour l’ensemble de nos composés. En effet, chacun des spectres représentes reflète une bande forte et aigue située entre 1600 et 1626 cm-1 , caractérisant la fonction imine.les translations notables subies par les fréquences de ses bandes dans les complexes par rapport à la même bande dans le ligand organique( 1630 cm-1 ) indiquent la participation de la fonction imine dans la coordination du métal central et sont une preuve supplémentaire de la formation du complexe organo-métallique. [60],[61] La plupart des spectres possèdent une bande large, observée au-delà de 3400cm-1 39 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie Devrait correspondre à l’existance dans nos complexes de molécules d’eau libres ou coordonnés. [62] Les complexes des sels de cuivre(II) reflètent une bande dans la région 560-570 nm indiquant là aussi une géométrie octaédrique autour du cuivre(II). [63] Les bandes de vibration située entre 3300 et 3100 cm-1 est attribuée aux vibrations des groupements NH2. les bandes situées aux environ de 1420 et 1330 cm-1 caractérisent les bandes de déformation OH, et les bandes situées entre 1700 et 500 cm-1 (déformation de NH2). La bande située à 1620-1680 cm-1(la vibration de C=O, énolique ) coordination à travers l’oxygène du carbonyle énolique(C=O) et l’amide (NH). La présence des bandes à environ 590 cm-1 ; 520 cm-1 ,480 cm-1 ; 400 cm-1 ; 394 cm-1 ; 373 cm-1 ; 360 cm-1 ; ces bandes est due à la présence de group M-N ( Métal-Nitrogen) ; dans le cas de Cu-N la bande de vibration située à 420 cm-1. Les complexes de cadmium(II) présente une bande intense à environ 1620-1640 cm-1 . La présence des bandes à environ 588 cm-1 ; 500 cm-1 ; 420 cm-1 ; 440 cm-1 ; ces bandes est due à la présence de group M-O (Métal-Oxygène ). [64], [65] La structure des complexes de cuivre(II) est octaédrique, et les complexe de cadmium plan carré. [66] 40 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie Spectroscopie électronique : Les spectres visibles de nos complexes ont été réalisés dans le domaine 200-400 nm .(les résultats données dans le chapitre B-II) Les spectres d’absorption des complexes de cadmium(II) entre 210 et 290 nm. [67] D’après la littérature (Chapitre A-III),et les propriétés de complexation des ligands synthétisés avec les sels métalliques (Cu2+ ,Cd2+ ), ont été étudiées par la spectroscopie IR, UV-visible, la conductimètrie on peut cité quelques structures des complexes synthitisées. O NH2 C H R O O C C O C H R Cu(II) NH2 C1 Cl NH2 O O R C Cd C H C H C O R O NH2 Cl d1 H2 N H C R N C N O Cu2+ Avec : R = CH2OH C3 41 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie Chapitre B-II : Etude de la Complexation par la Spectrophotométrie B.II.1.a) Spectre d’absorption de la solution du Cuivre et du Cadmium : Avant tout mélange, on doit déterminer les domaines d’absorption du métal tout seul, les spectres obtenus est données dans les figures (1.a ; 1.b). 1.6 1.4 1.2 Abs 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 200 400 600 800 1000 la longueur d'onde λ (nm) Figure (1.a) : spectre d’absorption du cuivre dans l’eau distillé 0.025 0.02 Abs 0.015 0.01 0.005 0 0 50 100 150 200 250 longueur d'onde λ (nm) Figure (1.a’) : spectre d’absorption du cadmium dans l’eau distillé Tableau (1.a) : Maximums d’absorptions du cuivre(II), et de cadmium(II) dans l’eau distillé Métal λ Max Absorbance Cuivre (II) Cadmium(II) 271.50 nm ; 870 nm 190 nm 1.35 ; 0.2 0.03 42 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie B.II.1.b) Spectre d’absorption de l’acide l-serine (B1): 1 0.9 0.8 0.7 Abs 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 50 100 150 200 250 la langueur d'onde λ (nm) Figure (1.b) : spectre d’absorption de l-serine (B1) Tableau (1.b) : Maximum d’absorption de L-2-Amino-3-hydroxypropionic acid (B1) Ligand B1 λ Max Absorbance Acide l-serine 215 nm 0.9 B.II.1.c) Les Spectres d’absorption de (B1/Cuivre) et de (B1/Cadmium): Les figures (1.c ;1.c’) représentes les courbes représentatives pour ( B1/Cu ; B1/Cd ) dans le domaine des langueurs d’onde (180 à 400 nm). 1.8 1.6 1.4 Abs 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 longueur d'onde Figure (1.c) : spectre d’absorption de (B1/Cu) 43 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie 1.4 1.2 Abs 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 longueur d'onde Figure (1.c’) : spectre d’absorption de (B1/Cd) Tableau (1.c) : Maximums d’absorptions de B1/Cu , B1/Cd) dans l’eau distillé complexes λ Max Absorbance B1/Cu B1/Cd 230 nm ; 285 nm 210 nm ;240 nm 1.5511 ; 0.4490 0.6531 ; 0.3 B.II.1.d) Spectre d’absorption de (B2/Cuivre) et de (B2/Cadmium) : Les figures (1.d ;1.d’) représentes les courbes représentatives pour ( B2/Cu ; B2/Cd ) Abs dans le domaine des langueurs d’onde (180 à 400 nm). 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 longueur d'onde Figure (1.d) : spectre d’absorption de (B2/Cu) 44 Abs Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 loogeur d'onde Figure (1.d’) : spectre d’absorption de (B2/Cd) Tableau ( 1.d ) : Maximums d’absorptions de B2/Cu , B2/Cd complexes λ Max Absorbance B2 B2/Cu 220 nm 230 nm 1.3247 1.664 B2/Cd 215 nm 1.1535 B.II.1.e) Spectre d’absorption de (B3/Cuivre) et (B3/Cadmium): Les figures (1.e ;1.e’) représentes les courbes représentatives pour ( B3/Cu ; B3/Cd ) dans le domaine des langueurs d’onde (180 à 400 nm). 1.4 1.2 Abs 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 longueur d'onde Figure (1.e) : spectre d’absorption de (B3/Cu) 45 Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie 0.7 0.6 0.5 Abs 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 50 100 150 200 250 300 350 longueur d'onde Figure (1.e’) : spectre d’absorption de (B3/Cd) Tableau ( 1.e ) : Maximums d’absorptions de B3/Cu , B3/Cd complexes λ Max B3 260 nm Absorbance 1.5614 B3/Cu 220 nm 1.3247 B3/Cd 210 nm 0.6531 B.II.1.f. Spectre d’absorption de (B4/cuivre) et de (B4/Cadmium) : Les figures (1.f ;1.f’) représentes les courbes représentatives pour des mélanges étudies ( B4/Cu ; B4/Cd ) dans le domaine des langueurs d’onde (180 à 400 nm). 1.4 1.2 Abs 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 langueur d'onde λ (nm) Figure (1.f) : spectre d’absorption de (B4/Cu) 46 Abs Partie B (Résultats et discussions) Chapitre B-II : Etude de la Complexation par Spectrophotométrie 0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 175 180 185 190 195 200 205 langueur d'onde λ (nm) Figure (1.f’) : spectre d’absorption de (B4/Cd) Tableau ( 1.f ) : Maximums d’absorptions de B4/Cu , B4/Cd complexes λ Max Absorbance B4/Cu 220 nm 1.3533 B4/Cd 185 nm 0.09 Conclusion : D’après les résultats obtenus en constats que : la capacité de formation d’un complexe est supérieur dans le cas de L-2-Amino-3hydroxypropionic Acid (B1) qui confirme par la présence des groupement fonctionnel ( COOH ; NH2 ,OH ) ; la formation d’un complexe est due dans le cas de l’hydrazide (B3) qui confirme par la présence des motifs (NH-NH2). la formation d’un complexe est grand avec les sels de cuivre(II) (métaux de transition) par apport des sels de cadmium(II) (métaux lourds). L’étude de la complexation par la la méthode spectrophotométrie est confirmé par d’autre méthode : la conductémitrie (partie B ; Chapitre B-III). 47 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité Chapitre III : Etude de la Complexation par la Conductimètre B.III.1. Le principe de mesure : Le but de notre travail à travers ce chapitre est de confirmer la formation de nos complexes organométalliques. Compte tenu de la simplicité de la technique, et pour mener à bien cette étude, nous avons organisé l’étude de la manière suivante : Mesurer la conductivité spécifique des ligands B1,B2,B3,B4,B5 dans l’eau distillé à différents concentrations en μs/cm. Mesurer la conductivité spécifique des métaux chlorure de cadmium et de sulfate de cuivre dans l’eau distillé à différents concentrations en μs/cm. Mesurer la conductivité spécifique des différents complexes de cadmium(II) (L/Cd),de cuivre (II) (L/Cu) dans l’eau distillé à différents concentrations. Calculer la conductivité molaire des ligands, des métaux et des complexes formés en utilisant la relation (1) en ms.cm2/mole Tracer les graphes des complexes ; la conductivité molaire en fonction de la concentration en déterminant les constantes Ʌ0, K. Toutes les mesures sont faites a température ambiante (25°C) La conductivité molaire a pour expression :[68] Ʌ = Ʌ 0 – K C1/2………………………………….(1) Ʌ : conductivité molaire en ms.cm2/mole Ʌ 0 : conductivité molaire quand la concentration tend vers zéro X : conductivité spécifique en ms/cm ou µs/cm C : concentration molaire mole/ litre de solution K : constante B.III.2. Conductivité molaire des mélanges des solutions : B.III.2.1. Conductivité molaire des complexes B1/Cu(II) ; et B1/Cd(II) : La conductivité molaire a été calculée a partir de la conductivité spécifique dans les cas : 48 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité de l’acide seul, du cuivre(II) seul, et de mélange des deux (figure B.1) de l’acide seul, du cadmium(II) seul, et de mélange des deux (figure B.2) Les valeurs de la conductivités spécifiques pour la complexation de ligand (B1) vis-à-vis le sulfate de cuivre(II) à différents concentrations sont regroupées dans le tableau B.1. Tableau B.1. Conductivité spécifique de (B1), Cu2+, (B1/Cu2+) à différentes concentrations à 25°C Concentration XL(B1) (mol/l) (µs/cm) -3 XCu (ms/cm) XL(B1) / Cu (ms/cm) 5.10 123.1 37.2 14 10-3 98.6 33.7 8.14 5.10-4 90 25 7.1 10-4 63.8 9.15 6.65 5.10-5 40 4.8 5.57 10-5 24.8 2 1.64 Les valeurs de la conductivité molaire pour la complexation de ligand (B1) avec le sulfate de cuivre(II) sont données dans la figure B.1 49 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité Figure B.1 : conductivité molaire de complexe (B1/Cu) des mélanges de solution de cuivre avec l-serine à différents concentrations à 25°c Les valeurs de la conductivité spécifique pour la complexation de ligand B1 vis-à-vis de chlorure de cadmium(II) sont regroupées dans le tableau B.2 Tableau B.2 : conductivité spécifique de (B1), Cd(II) , (B1/Cd2+) à différentes concentrations à 25°C Concentration XL(B1) (mol/l) (µs/cm) XCd (μs/cm) XL(B1) / Cd (μs/cm) 5.10-3 123.1 90.7 9.46 10-3 98.6 76.2 8.1 5.10-4 90 56 7.6 10-4 63.8 45 6 5.10-5 40 6 5.7 10-5 24.8 1.8 1.4 50 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité Les valeurs de la conductivité molaire pour la complexation de ligand (B1) avec le chlorure de cadmium(II) sont données dans la figure B.2 Figure B.2 : conductivité molaire de complexe (B1/Cd) des mélanges de solution de cadmium avec l-serine à différents concentrations à 25°c Dans le cas d’un complexation de l-serine avec les sels de cuivre(II) et de cadmium (II) , En examinant ces divers graphes (fig B.1 ,fig B.2) et tableaux (Tab B.1 ,Tab B.2) nous constatons que : La conductivité spécifique des complexes est supérieure à celle des ligands et des métaux . Les graphes de l’évolution de la conductivité molaire en fonction de la concentration sont des droites ou les complexes organométalliques donnent des valeurs supérieures à celles obtenues pour le ligand (B1) et les deux métaux qui présentent une brève sur la formation des complexes. Le complexe de cuivre(II) et plus conductif que le complexe de cadmium(II) . Dans ce cas, il y a réaction, la conductivité molaire du mélange augmente linéairement avec l’augmentation de la concentration du mélange selon l’expression mathématique de la conductivité molaire indiquée au-dessus. La figure (B.1) montre que la courbe représentative de mélange (B1/Cu) est linéairement distincte de celle du ligand (B1) et du métal Cu(II) . le mélange (B1/Cu) est 51 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité accompagne d’un changement de couleur du bleu au verte ; Ces deux points sont une indication claire de la formation d’une nouvelle espèce qui pour nous représente un complexe. Le même phénomène a été observé dans le cas de complexe (B1/Cd). B.III.2.2. Conductivité molaire des complexes B2/Cu(II) ; et B2/Cd(II) : Les valeurs de la conductivités spécifiques pour la complexation de ligand (B2) vis-à-vis le sulfate de cuivre(II) à différents concentrations : Tableau B.3 : Conductivité spécifique de (B2), Cu2+, (B2/Cu2+) à différentes concentrations à 25°C Concentration XL(B2) (mol/l) (µs/cm) XCu (ms/cm) XL(B2) / Cu (μs/cm) 5.10-3 123.1 37.2 1250 10-3 98.6 33.7 346 90 25 175 10-4 63.8 9.15 40 5.10-5 40 4.8 30 10-5 24.8 2 8 -4 5.10 Les valeurs de la conductivité molaire pour la complexation de ligand (B2) avec le sulfate de cuivre(II) sont données dans la figure B.3 52 conductivité molaire ms.cm2/mol Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité 12000 10000 8000 B2/C u B2 6000 4000 2000 0 1 2 3 4 5 6 différentes concentration mol/l Figure B.3 : conductivité molaire de complexe (B2/Cu) des mélanges de solution de cuivre avec l-serine à différents concentrations à 25°C Les valeurs des conductivités spécifiques pour la complexation de ligand (B2) avec le chlorure de cadmium (II) à différents concentrations : Tableau B.4 : Conductivité spécifique de (B2), Cd2+, (B2/Cd2+) à différentes concentrations à 25°C XCd (μs/cm) XL(B2) /Cd (μs/cm) Concentration XL(B2) (mol/l) (µs/cm) 5.10-3 123.1 90.7 1250 10-3 98.6 76.2 346 90 56 175 10-4 63.8 45 40 5.10-5 40 6 30 10-5 24.8 1.8 8 5.10 -4 53 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité Les valeurs de la conductivité molaire pour la complexation de ligand (B2) avec le Conductivité molaire ms.cm2/mol chlorure de cadmium(II) sont données dans la figure B.4 800 700 600 500 400 cd 300 B2 200 B2/cd 100 0 1 2 3 4 5 6 différentes cocentrations mol/l Figure B.4 : conductivité molaire de complexe (B2/Cd) des mélanges de solution de cadmium avec l-serine à différents concentrations à 25°C L’existence d’un complexe entre le ligand (B2) avec le cuivre(II) n’est pas confirmé par conductivité ; étant donné que la courbe de mélange (B2/Cu) est approximativement égale à la somme des conductivités de chacune des espèces mis en solution. Le même phénomène a été observé pour le mélange (B2/Cd). B.III.2.3. Conductivité molaire des complexes B3/Cu(II) ; et B3/Cd(II) : Les valeurs des conductivités spécifiques pour la complexation de ligand (B3) vis-à-vis le sulfate de cuivre(II) à différents concentrations : 54 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité Tableau B.4 : Conductivité spécifique de (B3), Cu2+, (B3/Cu2+) à différentes concentrations à 25°C XCu (ms/cm) XL(B3) / Cu (ms/cm) Concentration XL(B3) (mol/l) (µs/cm) 5.10-3 2500 37.2 50 10-3 600 33.7 30 5.10-4 500 25 22.5 10-4 397 9.15 6 5.10-5 364 4.8 4 10-5 90 2 1 Les valeurs de la conductivité molaire pour la complexation de ligand (B3) avec le sulfate de cuivre(II) sont données dans la figure B.5 conductivité molaire ms.cm2/mol 140000 120000 100000 80000 B3/Cu 60000 cu 40000 B3 20000 0 1 2 3 4 5 6 différentes concentrations mol/l Figure B.5 : conductivité molaire de complexe (B3/Cu) des mélanges de solution de cuivre avec l’hydrazide à différents concentrations à 25°c Les valeurs des conductivités spécifiques pour la complexation de ligand (B3) avec le chlorure de cadmium (II) à différents concentrations : 55 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité Tableau B.5 : Conductivité spécifique de (B3), Cd2+, (B3/Cd2+) à différentes concentrations à 25°C Concentration XL(B3) (mol/l) (µs/cm) XCd (μs/cm) XL(B3) /Cd (μs/cm) 5.10-3 2500 90.7 10000 10-3 2000 76.2 2500 2000 56 1500 10-4 600 45 350 5.10-5 400 6 200 10-5 100 1.8 50 -4 5.10 Les valeurs de la conductivité molaire pour la complexation de ligand (B3) avec le conductivité molaire ms.cm2/mol chlorure de cadmium(II) sont données dans la figure B.6 16000 14000 12000 10000 8000 B3 6000 B3/Cd 4000 cd 2000 0 1 2 3 4 5 6 différents concentrations (mol/l) Figure B.6 : conductivité molaire de complexe (B3/Cd) des mélanges de solution de cadmium avec l’hydrazide à différents concentrations à 25°C D’après l’étude spectroscopique, et les études de la complexation par conductivité on a déduit qu’il y apparition d’une nouvelle espèce dans le cas de B3 avec le cuivre(II), qui pour nous signifie par la formation d’un complexe, par contre ; dans le cas de B3 avec le cadmium(II) on n’a pas pu visualiser la formation d’une nouvelle espèce. 56 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité B.III.2.4. Conductivité molaire des complexes B4/Cu(II) ; et B4/Cd(II) : Les valeurs des conductivités spécifiques pour la complexation de ligand (B4) vis-à-vis le sulfate de cuivre(II) à différents concentrations : Tableau B.5 : Conductivité spécifique de (B4), Cu2+, (B4/Cu2+) à différentes concentrations à 25°C XCu (ms/cm) XL(B4) / Cu (μs/cm) 50000 37.2 10000 10-3 20000 33.7 2500 5.10-4 15000 25 1500 10-4 4500 9.15 350 5.10-5 3000 4.8 200 10-5 700 2 50 Concentration XL(B4) (mol/l) (µs/cm) 5.10-3 Les variations de la conductivité molaire pour la complexation de ligand (B4) avec cuivre(II) en fonction de la concentration sont représente dans la figure B.7 conductivité molaire ms.cm2/mol 90000 80000 70000 60000 50000 B4 40000 B4/Cu 30000 cu 20000 10000 0 1 2 3 4 5 6 différentes concentrations (mol/l) Figure B.7 : conductivité molaire de complexe (B4/Cu) des mélanges de solution de cuivre avec l’oxadiazole à différents concentrations à 25°C 57 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité Les valeurs des conductivités spécifiques pour la complexation de ligand (B4) avec le chlorure de cadmium (II) à différents concentrations : Tableau B.6 : Conductivité spécifique de (B4), Cd2+, (B4/Cd2+) à différentes concentrations à 25°C XCd (μs/cm) XL(B4) / Cd (μs/cm) Concentration XL(B4) (mol/l) (µs/cm) 5.10-3 50000 90.7 10000 10-3 20000 76.2 2500 5.10-4 15000 56 1500 4500 45 350 5.10-5 3000 6 200 10-5 700 1.8 50 10 -4 Les valeurs de la conductivité molaire pour la complexation de ligand (B4) avec le chlorure de cadmium(II) sont données dans la figure B.8 conductivité molaire ms.cm2/mol 80000 70000 60000 50000 40000 cd 30000 B4/Cd 20000 B4 10000 0 1 2 3 4 5 6 différentes concentrations (mol/l) Figure B.8 : conductivité molaire de complexe (B4/Cd) des mélanges de solution de cadmium avec l’oxadiazole à différents concentrations à 25°C 58 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-III : Complexation par Conductivité Dans le cas des mélanges (B4/Cu) , (B4/Cd) ; l’existence d’un complexe n’est pas confirmée par conductivité ,étant donné que la courbe des mélanges est approximativement égale à la somme des conductivités de chacune des espèces mises en solution. Conclusion D’après les résultats obtenu on peut dire qu’il y une complexation dans le cas de l’acide (B1) avec le Cuivre(II), et le Cadmium(II)) ; et l’hydrazide (B3) avec le Cuivre(II) mais le complexe B3/Cu(II) est plus conductif que les complexes B1/Cu(II) ; et B1/Cd(II). Par contre dans les autres dérivées (B2 ; B4 ) la capacité de formation des complexes est très faible. 59 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-IV : l’étude de la solubilité Chapitre B-IV : Etude de la Solubilité Discussion Pour but de synthèse, de la conductivité, de la formation des complexes organométalliques et pour l’étude bactériologique, nous devons savoir les meilleurs solvants pour de meilleurs résultats pour cela nous étions obligés de tester nous produits selon les solvants disponibles en commençant par les solvants apolaires jusqu’aux solvants polaires. Le test de solubilité ont été effectués dans différents solvant apolaires ,semi-polaires, et semi polaires, à température ambiante, à chaud, et en présence d’un excès de solvant. L’approche des paramètres de solubilité permet de quantifier de façon précise les interactions entre une molécule et un solvant. Connaissant ces paramètres, il devient alors possibles d’estimer la solubilité de la molécule dans le solvant sans réaliser d’expérience, et donc sans utiliser de produit. Par contre, il est nécessaire de connaître les paramètres de solubilité des produits concernés. Chaque composé n’a pas la même capacité à se faire dissoudre par l’eau ou par des solvants organiques, ni dans les mêmes quantités. Elle dépend : du nombre de groupements polaires : ils doivent être en nombre suffisant et majoritaire sur les groupements apolaires pour permettre une solubilisation du composé. De la taille : les macromolécules se dissolvent difficilement dans l’eau, même si elles ont un nombre de groupements polaires importants . Force d’interaction, tension inter facial, la température … etc. D’après les tableaux (C.1, C.2 , C.3) des solubilités, on remarque que la plupart des composés synthétisés sont solubles dans les solvants polaires, sauf pour l’eau distillée. Les composés synthétisés (les dérivés de l-serine) : B2, B3 ,B4 sont solubles dans la plupart des solvants polaires (méthanol, éthanol, eau…) Le complexe C1 est soluble presque dans les solvant DMF et DMSO, Eau distillé. Les complexes d1, C3 Sont solubles dans tous les solvants polaires, et dans l’eau distillée mais insoluble dans l’hexane, partiellement solubles dans l’acétone, et l’acétonitrile. Un autre élément qui défavorise la solubilité, c’est la taille des molécules synthétisées qui sont généralement volumineuse et créent des gènes stériques. Aussi et si on remarque bien la structure de ces molécules on constate une diminution de liaison CH, ceci rendra nos composés moins organiques. 60 Partie B (résultats et discussions) Chapitre B-IV : l’étude de la solubilité La polarité la plus élevée engendrant des liaisons d’hydrogène qui augmentent les forces intermoléculaires est un facteur qui défavorise la solubilité. 61 Partie B (Résultats et discussion) Chapitre B-V :Activité antibactérienne B-V : Evaluation de l’activité antibactérienne V.1. Introduction : Nous avons préparé de nombreux composés organiques et nous exigeons tester leurs activités biologiques en choisissant méthode de disque pour étudier les effets antibactériens des produits synthétises contre deux types de bactéries Le gram négatif : Escherichia coli , Pseudomonas aerogenosa. Le gram positif : staphylococcus aureus . En prenant l’ampicilline et la gentamicine comme référence. L’ampicilline : est une aminopénicilline et, en tant que telle, un antibiotique à spectre large. Elle a été largement utilisée pour traiter les infections bactériennes depuis 1961, indiqué dans le traitement des infections bactériennes à germes sensibles. Figure B.1 : la structure de l’ampicilline La Gentamicine : est un antibiotique de la famille des aminoglycocides utilisé pour traiter divers types d’infections bactériennes, en particulier celles provoquées par des bactéries à gram-négatif. 62 Partie B (Résultats et discussion) Chapitre B-V :Activité antibactérienne Figure B.2 : la structure de la gentamicine ainsi pour mieux étudier la sensibilité antibactérienne de nos produits synthétisés en les classant en trois séries : Série n°1 : qui contient les intermédiaires : acide l-serine (B1), l-serine méthyle ester(B2), l’hydrazide (B3), et l’hétérocycle 5-(1-amino,2-hydroxyl) éthyle1,3,4-oxadiazole-2-thione (B4) . Série n°2 : qui contient les complexes de cuivre(II) synthétisées (C1 ; C2 ;C3 ;C4). Série n°3 : qui contient les complexes de cadmium synthétisées (d1 ;d2 ;d3 ;d4) Les résultats sont regroupés respectivement dans les tableaux (B-V-1),(B-V-2),(B-V-3). D’après les résultats obtenus, les séries des produits testés semblent être doués une activité inhibitrice assez importante via les différentes bactéries avec un diamètre d’inhibition et compris entre 6mm et 30mm. La clé d’activité des zones d’inhibition est : Hautement active : zone d’inhibition (26-30) mm. Modérément active : zone d’inhibition (16-25) mm. Légèrement active : zone d’inhibition (6-15) mm. Inactif : zone 5 mm . V.2. Effet biologique de la série n°1 : Les composés de la série n°1 montrent en général une activité modéré vis-à-vis les souches bactériennes étudiées, les résultats sont regroupés dans le tableau (B-V-1), la figure (B-V-1) Concernant le Staphylococcus aureus , la zone d’inhibition des composées B2 ,B3, B4 est de 0 mm, donc ils sont inactifs et leur effet biologique contre la Staphylococcus est nul. Pour les composes B2, B4, présentent une activité modérée via la souche pseudomonas aerogenosa avec un diamètre entre 16 mm et 22 mm, par contre le composé B3 est inactif. Dans le cas de l’Escherichia coli le niveau d’activité biologique est très remarquable. Il présente une zone d’inhibition de diamètre 18 mm pour le composé B2, donc il est modérément actif, pour le composé B3 Le zone d’inhibition est de 10 mm donc l’effet biologique est légèrement actif, pour le composé B4 la zone d’inhibition est de 30 mm donc l’effet biologique est Hautement actif via Escherichia coli. 63 Partie B (Résultats et discussion) Chapitre B-V :Activité antibactérienne Tableau (B.V.1) : Evaluation de l’activité antibactérienne des composés de la série n°1 Staphylococcus Pseudomonas Escherichia coli aureus aerogenosa Ampicilline (Amp) 20 mm 23 mm 28 mm Gentamicine (Gent) 26 mm 24 mm 20 mm B2 0 mm 22 mm 18 mm B3 0 mm 0 mm 10 mm B4 0 mm 16 mm 30 mm 64 Partie B (Résultats et discussion) Chapitre B-V :Activité antibactérienne Figure (B.V.1) : Antibiogramme des produits de la série no1 Vis-à-vis des souches de bactéries étudiées 65 Partie B (Résultats et discussion) Chapitre B-V :Activité antibactérienne V.3. Effet biologique de la série n°2 : les résultats sont regroupés dans le tableau (B-V-2), la figure (B-V-2), Pour le composé C1 est inactif avec toutes les souches bactériennes utilisées, Les composés C2 et C3 sont inactifs via le staphylococcus aureus, par contre ils sont hautement actifs via le pseudomonas aerogenosa et Escherichia coli, avec une zone d’inhibition entre (25-32) mm. Le composé C4 est inactif via le staphylococcus aureus,il est modérément actif avec le pseudomonas aerogenosa, et Escherichia coli. Donc tout les composés de la série n°2 , il ne présente aucun niveau de sensibilité visà-vis le bactérie staphylococcus aureus. Tableau (B.V.2) : Evaluation de l’activité antibactérienne des composés de la série n°2 Staphylococcus Pseudomonas Escherichia coli aureus aerogenosa Ampicilline (Amp) 20 mm 23 mm 28 mm Gentamicine (Gent) 26 mm 24 mm 20 mm C1 (B1/Cu) 0 mm 0 mm 0 mm C2 (B2/Cu) 0 mm 25 mm 32 mm C3 (B3/Cu) 0 mm 25 mm 30 mm C4 (B4/Cu) 0 mm 22 mm 20 mm 66 Partie B (Résultats et discussion) Chapitre B-V :Activité antibactérienne Figure (B-V-2) : Antibiogramme des produits de la série no2 Vis-à-vis des souches de bactéries étudiées 67 Partie B (Résultats et discussion) Chapitre B-V :Activité antibactérienne V.4. Effet biologique de la série n°3 : les résultats sont regroupés dans le tableau (B-V-3), la figure (B-V-3), Le composé d1 est inactif via les souches bactérienne le staphylococcus aureus et le pseudomonas aerogenosa, par contre il est modérément actif via l’Escherichia coli. Les composés (d2, d3, d4 ) sont inactifs et leur effet biologique contre le staphylococcus est nul, par contre ils sont Hautement actifs avec les souches bactériennes pseudomonas aerogenosa, et E.coli . Tableau (B.V.3) : Evaluation de l’activité antibactérienne des composés de la série n°3 Staphylococcus Pseudomonas Escherichia coli aureus aerogenosa Ampicilline (Amp) 20 mm 23 mm 28 mm Gentamicine (Gent) 26 mm 24 mm 20 mm d1 (B1/Cd) 0 mm 0 mm 22 mm d2 (B2/Cd) 0 mm 28 mm 29 mm d3 (B3/Cd) 0 mm 32 mm 25 mm d4 (B4/Cd) 0 mm 30 mm 26 mm 68 Partie B (Résultats et discussion) Chapitre B-V :Activité antibactérienne Figure (B-V-3) : Antibiogramme des produits de la série no3 Vis-à-vis des souches de bactéries étudiées 69 Partie C Généralités Généralités C-1-a . Technique et appareillages utilisées 1) Température de fusion Les points de fusions sont en tubes capillaires avec un appareil électro-thermal (Tmax=400°c) (laboratoire de chimie organique USTOMB). 2) Chromatographie sur Couche Mince(CCM) Les CCM sont effectuées sur des couches minces en gel de silice sur des plaques préparées au niveau de notre laboratoire. Apres élution dans le solvant approprié, les plaques sont révélées par l'iode, nhynidrine . 3) Spectroscopie Infrarouge Les spectre IR ont été enregistrés sous forme de pastille KBr dans un spectromètre JascoV350 entre 4000 et 400cm-1 sous forme de solution dans un spectromètre de type GENSIS IL FTIR entre 4000 et 400 cm-1 (Laboratoire de chimie organique appliquée. Département de chimie université Es-senia). 4) Spectrophotométrie d'Absorption Nous avons effectuées nos mesurés à l'aide d'un spectrophotomètre Shimadzu UV -visible 601 piloté par un ordinateur. Cet appareil permet l'analyse de solutions dans l'ultraviolet, de 190 à 360 nm en utilisant une lampe au tungstène (laboratoire de génétique, USTO). 70 Partie C Généralités C-1-b. l’identification de produit de départ utilisé (l-serine) : Nom IUPAC : 2-Amino-3-hydroxypropionic acid. Formule brute : C3H7NO3. Etat : cristaux ou poudre. Couleur : blanc. Masse moléculaire : 105.0926 g/mol. Température de fusion : 215 °C à 225 °C . La solubilité : 364 g/L dans l'eau à 20 °C . 71 Partie C (Partie expérimental) Chapitre C-I : Synthèse Chapitre C- I : Synthèse C.1.1. synthèse de L-serine méthyle ester (B2) L'acide l-serine (B1) (0.03gr; 0.00028 mole) est dissous dans l'éthanol (60ml), on y ajoute sous agitation magnétique de l'acide sulfurique concentré (1ml).Le mélange est porté au reflux dans bain marie à une température de 80°C pendant 24 heures. L'évolution de la réaction a été suivie par CCM (méthanol/ chloroforme 2:3) R fB2 = 0,79 . Après refroidissement de la solution à la température ambiant ,on sépare la phase organique dissoute dans la phase aqueuse par extraction en utilisant le dichlorométhane.La phase organique subit un neutralisation avec le bicarbonate de sodium jusque à un PH = 7, puis séchage sur du sulfate de magnésium anhydre MgSO4, le produit est filtré pour donner des cristaux blanche (B2) (0.014gr) le rendement 47% . IR(KBr) ʋ(cm-1) : 3400cm-1 (OH), 3100cm-1 (NH), 1738,51cm-1 (C=O, ester) . (Annexe 2) UV(méthanol) : 220nm ( 1.3247 ). C.1.1.2. synthèse de L'hydrazide de l-serine (B3) L-serine méthyle ester (B2) (0.02gr; 0.00016 mole) est dissous dans l'éthanol absolu (10 ml).On ajoute l'hydrazine hydraté 64% (2ml) goutte à goutte . Le mélange est porté au reflux dans un bain marie (T = 60°C), sous agitation magnétique pendant 20 heures. La réaction est suivie par CCM (méthanol/ chloroforme 2:3) R fB3 = 0,649 .L'éthanol est ensuit éliminé par évaporisation rotative pour donner un produit solide sous forme de fibres jaune (produit hygroscopique) (B3) (0.0175gr) Rendement : 87% Tf = 147°C IR (KBr) ʋ(cm-1) : 3100-3400cm-1( OH et NH ), 1686,44cm-1(C=O, amide) et 1505cm-1(CON) (Annexe 3). UV(métanol) : 260nm (1.5614) 72 Partie C (Partie expérimental) Chapitre C-I : Synthèse C.1.1.3. synthèse de 5-(1-amino,2-hydroxyl) éthyle-1,3,4-oxadiazole-2-thione (B4) L'hydrazide (B3) (0,26 gr; 2,18 10-3 mole) est dissout dans l'éthanol (60ml). KOH (0,13gr dans 8 ml d'éthanol) est ajouté au mélange sous agitation magnétique , puis on y ajoute goutte à goutte en excès de sulfure de carbone CS2 (0,2ml).le mélange est porté au reflux à T = 80°C pendant 7 heures. L'avancement de la réaction est suivi par CCM (chloroforme /méthanol : 2/3) Rf B4 = 0,776 Le solvant est enlevé par la distillation, on obtient un solide jaune (B4) (0,205gr) Rendement : 79% Tf = 205 - 210°C IR (KBr) ʋ(cm-1) : 3455.81cm-1 et 3251.4cm-1 (OH et NH ), 1684.52 cm-1 (élongation de la liaison C=N, 1105 cm-1 ( C=O-C) ,ainsi qu’une bande aigue à 1274.72 cm-1( C=S)(Annexe 4). UV(métanol) : 230 nm C.1.1.4. synthèse des complexes des ligands à partir de cuivre(II) : On prend 1mol de ligand dissous dans le solvant méthanol/l’eau distillé (10 ml) , à cette solution ,on ajoute 2 mol de sulfate de cuivre (CuSO 4.5H2O ) , dissous dans le méthanol (10 ml) , la réaction de complexation de cuivre est un réaction spontanément, on observe un changement de couleur (bleu→vert) ; l’avancement de la réaction est suivi par CCM (chloroforme/méthanol : 2/3) , les complexes obtenu des différents ligands sous forme d’un fibre bleu, et des cristaux bleu . Rf Pf (°C) λ max (nm) B1/Cu(II) 0.77 235 230 ; 285 B2/Cu(II) 0.666 158 230 B3/Cu(II) 0.8 215 220 B4/Cu(II) 0.654 221 220 C.1.1.5. synthèse des complexes des ligands à partir de cadmium(II) : La même procédure expérimentale a été suivie , en utilisant cette fois le chlorure de cadmium(II), mais le cas de cadmium le mélange est porté au reflux à T = 60°C pendant 73 Partie C (Partie expérimental) Chapitre C-I : Synthèse 2heures, les complexes obtenu sous forme des solide blanche, ou jaune selon la nature de ligands utilisés. les température de fusion des complexes est supérieur a 200°C. Rf Pf λ max (nm) B1/Cd(II) 0.734 202 210 ; 240 B2/Cd(II) 0.7 170 230 ; 215 B3/Cd(II) 0.816 190 210 B4/Cd(II) 0.344 150 185 Les caractéristiques physiques, spectroscopique IR des différentes complexes seront discutées dans la partie B-I (page 41-42), les différents spectres obtenus sont représentés dans la partie annexes (annexes 5-7). . 74 Partie C (partie expérimentale) Chapitre C-II : complexation par spectrophotométrie Chapitre C-II : complexation par spectrophotométrie C.II.1. Le spectrophotométrie d’absorption : La spectrophotométrie d’absorption est une technique qualitative et quantitative, elle permettra de visualiser la formation d’espèces nouvelles soit par l’apparition des longueurs d’onde différentes de celles du coordinat et du ligand, soit par disparition des longueurs d’ondes relatives aux espèces antérieurement présentes dans le milieu. C.II.2. principe : une source lumineuse monochromatique traverse la solution à analyser contenue dans une cuve de quartz, en faisant changer la longueur d’onde, on obtient un spectre d’absorption caractéristique du composé étudie. La spectrophotométrie d’absorption est basée sur la loi de Beer-Lambert qui établit une relation entre le faisceau incident I0 et le faisceau émargent I . C.II.3. Mode opératoire : Des solutions mère de 10-4 M ligand organique (2-Amino-3-hydroxypropionic acid : B1 ; ou l’un de ses dérivés {B2 ; B3 ; B4}) , et d’ions métalliques (sulfate de cuivre(II) , chlorure de cadmium(II)) sont initialement préparées dans le solvant. Dans un fiole de 10 ml , on introduit 2 ml de la solution mère des ligands (B1,B2,B3,B4) et 2 ml de la solution mère des métaux (Cu(II), Cd(II)), les solutions des complexes sont laissées sous agitation magnétique pendant 30 minites, à la température ambiante. Les spectres électroniques des différentes solutions de ligand, de l’ion métallique , et du complexe résultant sont réalisés entre 200-400 nm ((figures 1.a ;1.f’),(page 44-50)), en utilisant des cuves en quartz de 1 cm de largeur . Les résultats spectroscopiques sont regroupés dans les tableaux (1.a ;1.f) ; (page 44-50).(chapitre B-II) 75 Partie C (partie expérimentale) Chapitre C-III : complexation par conductivité Chapitre C-III : complexation par conductivité C.III.1.Mode opératoire : On a préparé des solutions mère de chaque produit synthétisé (B5 , B6 , B7, B8, B9 ,B10 , B11 ,B12) est préparé à une concentrations de 10-3 , des dilutions seront effectuées avec des différents concentrations. La dilution est donnée par la loi de dilution C1.V1= C2.V2 C1 : concentration de la solution mère V1 : volume de la solution mère C2 : concentration à préparé V2 : volume finale voulu Les mesures de la conductivité sont réalisées a l’aide d’un conductimètre Siemens, sur des solutions de différentes concentration à 25°C On met l’appareil en marche, on l’étalon avec une solution de KCl de concentration connue , et donc de conductivité connue, on plonge ensuite l’électrode dans notre échantillon, on laisse se stabilisée et on lit ensuit sa conductivité en (μs/cm, ms/cm). 76 Partie C : Partie expérimentale Chapitre C-IV : Etude de la Solubilité Chapitre IV : Etude de la Solubilité C.IV.1. Généralités La solubilité d’un composé ionique ou moléculaire, appelé soluté est la concentration maximale (en moles par litre) de ce composés que l’on peut dissoudre ou dissocier dans un solvant, à une température donné. La solution est alors saturée. On distingue trois types de solvants : Les solvants aprotique apolaires : possédant un moment dipolaire permanent nul/ par exemple, l’hexane, le toluène, le chloroformé, le benzène, les hydrocarbures, alcanes ramifiés ou linéaires, alcanes cycliques, alcènes. Les solvants protiques : possédant un ou plusieurs atomes d’hydrogène susceptibles de former des liaisons hydrogène. Par exemple, l’eau, le méthanol, l’éthanol, etc. Les solvants aprotiques polaires : possédant un moment dipolaire non nul et dénué d’atomes d’hydrogènes susceptibles de former des liaisons hydrogènes. Par exemple, l’acétone, le DMF, l’acétonitrile (CH3CN), le diméthylesulfoxyde (DMSO), (CH3)2SO), le tétrahydrofurane (THF, C4H8O) , etc. C.IV.2. Mode Opératoire Dans un tube a essai, on y introduit 0.1 g environ de chaque produit synthétisé( à tester) et on ajoute , par portions, jusqu'à 2 à 3 ml de solvant. On agite rigoureusement après chaque addition, et ,on observe si le composé se dissout complètement. pour chaque type de solvant soit : Aprotique apolaire : Hexane , Chloroforme Polaire protique : Eau distillée , Méthanol ,Ethanol Polaire : DMSO , Acétone , DMF On l’agite manuellement pour voir si le produit est soluble partiellement soluble, insoluble. Tous les essais de solubilité sont réalisés dans les conditions suivantes : à froid, à chaud, avec un excès de solvant. Les tests de solubilité sont résumés dans les tableaux C.1, C.2, C.3 . 77 Partie C : Partie expérimentale Chapitre C-IV : Etude de la Solubilité Tableau C.1. : Test de solubilité du (B2 ,B3, B4) avec différents solvants. Solvants A froid A chaud Excès de solvant à froid Excès de solvant à chaud Hexane Acétonitrile Chloroforme Acétone Méthanol Ethanol DMF L’eau distillée X ¤ X X X DMSO Soluble ¤ : Partiellement soluble X : Insoluble Tableau C.2 : Test de solubilité du (C1) avec différents solvants Solvants A froid A chaud Hexane Acétonitrile Chloroforme Acétone Méthanol Ethanol DMF L’eau distillée X ¤ ¤ ¤ ¤ X ¤ ¤ ¤ DMSO Excès de solvant à froid X Excès de solvant à chaud X 78 Partie C : Partie expérimentale Chapitre C-IV : Etude de la Solubilité Tableau C.3 : Test de solubilité du (d1 ,C3) avec différents solvants Solvants A froid A chaud Hexane Acétonitrile Chloroforme Acétone Méthanol Ethanol DMF L’eau distillée DMSO X ¤ ¤ ¤ ¤ X ¤ ¤ ¤ ¤ Excès de solvant à froid X ¤ Excès de solvant à chaud X ¤ 79 Partie C ( Partie expérimentale ) Chapitre C-V : Activités antibactérienne Chapitre C-V : Activités antibactérienne C.V.1. Mode opératoire : Le mode opératoire utilisé pour effectuer les testes biologiques se résume en six étapes : 1. La gélose Mueller-Hinton est une gélose riche pour la réalisation de l’antibiogramme standard. Pour préparer ce milieu, on pèse 38g de poudre et mélanger dans 1L d’eau distillé . il homogénéise puis chauffer en agitant, ensuite en porter à l’ébullition pendant une minute et stériliser la gélose à l’autoclave durant 15 minutes à 116°C. 2. Couler le milieu Muller-Hinton sur la boite de pétri , son épaisseur doit être de 4mm et laisser sécher le milieu avant emploi . 3. Préparer une suspension à partir d’une souche pure et déposer 1 ml de suspension sur la gélose puis étaler ce volume à l’aide d’un râteau stérile du centre vers les bords et laisser sécher 2-3 mn 4. Dissoudre le produit qu’on veut tester dans le DMSO, afin de préparer les solutions avec une concentration égale à 10 mg/ml, Ces derniers sont stérilises. 5. Un papier buvard est stérilisé à 170°C pendant 30 min et on le dépose imprègne d’une quantité définie d’antibiotique à la surface d’un milieu gélose. 6. Chaque disque est entouré d’une auréole d’inhibition de la croissance bactérienne, on peut déterminer l’efficacité de l’antibiotique en mesurant le diamètre de la zone d’inhibition. C.V.2. les micro-organismes utilisés : Les micro-organismes utilisés pour l’étude de l’activité antimicrobienne, les souches bactériennes utilisées pour ce test sont : Bactéries à Gram négatif Bactéries à Gram positif Pseudomonas aerogenosa Staphylococcus aureus Escherechia coli 80 Partie C ( Partie expérimentale ) Chapitre C-V : Activités antibactérienne C.V.3. les témoins : Les antibiotiques sont des substances chimiques qui agissent sur les bactéries de manière ciblée. Il peuvent empêcher leur développement. Dans se mode opératoire en utilise deux antibiotique ampicilline et gentamicine comme références. 81 Conclusion Générale Conclusion Générale Plusieurs études réalisées récemment au niveau de notre laboratoire d’une part la synthèse de hétérocycle à partir d’un α-amino-β-hydroxy-propanoic acide, d’autre part l’étude de capacité de formation des complexes de l’acide et leur dérivés synthétisés avec les sels de cuivre(II), et de cadmium(II). Pour confirmer la méthode Spectroscopique, la méthode Conductimétrique à été élaboré pour l’étude de la formation des complexes. L’étude de la complexation par la méthode conductimétrique montre que le ligand(B1) à un grand capacité de formation des complexes avec les sels de cuivre(II) , et les sels de cadmuim(II) par rapport a d’autre dérivés synthétisés. La conductivité molaire de complexe B1/Cu(II) est Supérieur a celle B1/Cd(II),qui est montre que le cuivre(métaux de transition) a un capacité élevé de la complexation par apport le Cadmium(II)(métaux lourds). Nos composées synthétises présentent une activité antibactérienne vis-à-vis les bactérie de la gram négatif (Escherichia coli, Pseudomonas aerogenosa), par contre ils sont inactifs vis-à-vis le bactérie de la gram positif (Staphylococcus aureus), on prend comme référence l’Ampicilline et la Gentamicine. le produit B4 est considéré comme agent antibactérienne car il possède une activité modéré contre Pseudomonas aerogenosa avec une zone d’inhibition égale à 16 mm, Hautement activité vis-à-vis le bactérie Escherichia coli avec une zone d’inhibition égale à 30 mm. Le produit B2 est modéré activité via E.coli, et Pseudomonas aerogenosa, et le produit B3 est légèrement actif via E.coli, inactif avec le Pseudomonas aerogenosa. Les complexes de cuivre(II) et de cadmium(II) synthétisées présentant un effet antibactérienne supérieur a celle des ligands. On conclue que nos composés synthétisés présentant une double fonction : la première c’est leur pouvoir complexant, la seconde c’est leur convenance biologique. Et enfin, ce travail ouvre de larges perspectives, dans la biologie, la médecine 82 Références Bibliographiques Les références 1- J.A.Farfan, M.T.Bertoldo, « Amino Acid Encyclopedia of Food Science and Nutrition » , 2003,181-192. 2- S.V.Bhandari, T.Patonary, Bio-org.Med.Chem.letters, 2008, 18, 6244-6247. 3- Cours de biochimie ; « les protéines », faculté de médecine ; pierre et marie curie, France; 2009. 4- N .Loic, « outils d’aide à l’étude des protéines » , Thèse de Doctorat, Université de Reims, 2010. 5- Dr. J. Charles , « Acides Aminés et Protéines »,Faculté de Medecine, Université Joseph Fourier, Grenoble, France, med@Tice, 2008, Chapitre 4. 6- C. 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La synthèse et l’identification d’hétérocycle ont été suivies par l’élaboration de leurs complexes métalliques avec le sulfate de cuivre(II) et de chlorure de cadmium(II), ces complexes ont été isolés à l’état solide et leurs modes de coordination discutés à la lumière des résultats analytiques obtenus et de ceux de la littérature qui s’y rapportent. Les structures des produits synthétisés ont été ullicidées grâce aux données spectrales IR, UV-visible et par conductimétrie. Nos produits synthétisés sont susceptibles de présenter une double fonction : la premier c’est leur pouvoir complexant, et la seconde c’est leur convenance biologique. Mots clés : aminohydroxyprpionic acid, produits intermediaries, complexe, sulfate de cuivre(II), chlorure de cadmium(II), activité antibactérienne. Summary Work that we present in this memory the synthesis and the biological evaluation of 5-(1-amino, 2-hydroxyl) ethyl-1,3,4-oxadiazole-2-thione, starting from 2-Amino-3hydroxypropionic acid and while passing by the synthesis of several intermediaries products. The synthesis and the identification of heterocycle were followed by the development of their metal complexes with sulphate of cuivre(II) and from chloride cadmium(II), these complexes were isolated in a solid state and their modes of coordination discussed in the light of the analytical results obtained and of those of the literature which are referred to it. The structures of the synthesized products were ullicidées to the spectral data IR, UV-VISIBLE and by conductimetry. Our synthesized products are likely to present a double function:the first it is their chelating capacity, and the second it is their biological suitability. Key words : aminohydroxyprpionic acid, heterocycle, complex, sulphate of copper(II), cadmium(II) chloride, antibactérienne activity.