Synthèse des dérivés de l-serine et leur complexation, avec les Sels des (Cu2+ ; Cd2+) , identification, propriétés physico-chimique , Activité antibactérienne - application/pdf

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
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86
3500
3000
C:\Program Files\OPUS_65\MEAS\ech S.0
ech S
2500
2000
Wavenumber cm-1
1500
Instrument type and / or accessory
1000
431.42
518.64
607.01
1463.99
1409.94
1378.64
1337.09
1302.26
1219.77
1123.15
1083.14
1008.29
969.56
914.44
849.87
800.40
754.44
696.01
1588.27
2597.81
2723.81
2918.12
3024.37
3442.60
3743.51
65
70
Transmittance [%]
75
80
85
90
95
100
Annexes
500
15/02/2010
Seite 1 von 1
Annexe 1 : spectre IR de L-serine (B1)
Annexe 2 : spectre IR de l-serine méthyle ester (B2)
87
Annexes
Annexe 3 : spectre IR de l’hydrazide (B3)
Annexe 4 : spectre IR de 1,3,4-oxadiazole (B4)
88
Annexes
Annexe 5 : spectre IR de l-serine (B1) avec cuivre(II)
Annexe 6 : spectre IR de l-serine (B1) avec cadmium(II)
89
Annexes
Annexe 7 : spectre IR de l-serine méthyle ester (B2) avec cuivre(II)
Annexe 8 : spectre IR de l-serine méthyle ester (B2) avec cadmuim(II)
90
Annexes
Annexe 9: spectre IR de l’hydrazide (B3) avec cuivre(II)
Annexe 10 : spectre IR de l’hydrazide (B3) avec cadmium(II)
91
Annexes
Annexe 11 : spectre IR de l’oxadiazole (B4) avec le cuivre(II)
Annexe 12 : spectre IR de l’oxadiazole (B4) avec le cadmium(II)
92
‫مهخص‬
-‫هيذروكسيم)ئثيم‬- 2ʹ‫أميىى‬-1(-5 ‫انعمم انمقذو في هذي األطزوحت هى ححضيز و مخابعت انفعانيت انبيىنىجيت نهمزكب‬
‫هيذروكسي بزوبيىويك باإلضافت ئنى ححضيز مزكباث‬-3-‫أميىى‬-2 ‫ ثايىن انمحضزة مه حامض‬-2-‫األوكشادياسول‬-4˛3˛1
. ‫وسطيت‬
‫ئن ححضيز و حعزيف األكش ادياسول حخبع بخحضيز معقذاحها انمعذويت مع كم مه سهفاث انىحاص انثىائي و كهىريز انكادميىو‬
.‫انثىائي‬
ͺ ‫هذ ي انمعقذاث حعشل في انحانت انصهبت و طزيقت ارحباطها حىاقش في ضىء انىخائج انمحصم عهيها و اسخىادا باألبحاد‬
‫حشكم انمزكباث انىهائيت حإكذ بأطياف األشعت ححج انحمزاء و فىق انبىفسجيت انمزئيت و طزيقت انىاقهيت‬
.‫ األول هى قابهيت انخعقيذ وانثاوي هى انخالؤو انبيىنىجي‬: ‫ئن نهمزكباث انمحضزة مفعىنيه‬
‫ حامض اميىىهيذروكسي بزوبيىويك ʹ مزكباث وسطيتʹ معقذ ʹ كبزيخاث انىحاص انثىائيʹ كهىريز‬: ‫انكهماث انمفخاحيت‬
‫انكادميىو‬
.‫انفعانيت انبيىنىجيت‬
Résumé
Le travail que nous présentons dans ce mémoire la synthèse et l’évaluation
biologique de 5-(1-amino,2-hydroxyl) éthyle-1,3,4-oxadiazole-2-thione , à partir de 2Amino-3-hydroxypropionic acid et en passant par la synthèse de plusieurs produits
intermediaries.
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.