Séminaire LPTC "Réactions photochimiques : études à basses températures et sur les feuilles des végétaux" - Aurélien Trivella

Réactions photochimiques : études à basses températures et sur les feuilles des végétaux

Les molécules d’acétylacétone et de malonaldéhyde sont des composés modèles pour la liaison hydrogène intramoléculaire. Ces deux molécules ont donné lieu à de nombreuses recherches théoriques et expérimentales car elles sont parmi les composés ?-dicarbonylés les plus simples qui présentent une liaison hydrogène intramoléculaire et un transfert de proton entre deux atomes d’oxygène. Ces deux molécules, piégées dans quatre matrices cryogéniques différentes (N2, Ne, Ar, et Xe) à 4,3 K ont été étudiées par spectroscopies IRTF et UV-Visible. Par irradiations UV et IR larges bandes et sélectives au moyen d’un laser Nd:YAG accordable de l’ultraviolet proche à l’infrarouge l’isomérisation de ces molécules a été mise en évidence. Ces résultats expérimentaux couplés à des modélisations ab initio et DFT ont permis de mettre en évidence l’existence certaine à notre échelle de temps de mesure (quelques secondes), dans chacune des matrices utilisées, de cinq isomères (pour huit minima calculés) pour l’acétylacétone et de sept isomères (pour huit minima calculés) pour le malonaldéhyde.

Les basses températures (15-30 K) ont ensuite été utilisées dans le cadre de l’étude des réactions de transfert de ligand au sein des protéines de la chaîne respiratoire des cellules. Sous l’effet du rayonnement, ces transferts ont été observés dans des porphyrines à anse mimant les centres actifs du complexe cytochrome c oxydase (complexe IV de la chaîne respiratoire). Le suivi des réactions était effectué dans le domaine du lointain infrarouge. Ce domaine est particulièrement novateur et intéressant pour l’étude des protéines car il permet l’observation des vibrations métal-ligand (500-250 cm-1) au sein des centres actifs des protéines et celles des liaisons hydrogène (< 300 cm-1). Les résultats obtenus ont permis de conclure que le transfert de ligand est dépendant de la distance entre les deux centres actifs.

Enfin, la phototransformation à la surface des végétaux de pesticides ?-dicarbonylés sera exposée. L’objectif de ces recherches est d’évaluer et de comprendre par l’étude des mécanismes la photodégradation des pesticides présents à la surface des cultures après leur pulvérisation. La lumière solaire est capable d’induire la dégradation chimique d’un grand nombre de pesticides ce qui a pour conséquence la multiplication des traitements ou l’augmentation des doses appliquées.