1. METHODES COMPUTATIONNELLES
« Etude computationnelle de la liaison hydrogène
: intramoléculaire – cas du 3-hydroxyprop-2-
ènone et intermoléculaire – cas du complexe
propanone-eau »
Par
SITA BASILUA Jean Erick
L1 Chimie Physique et Informatique
Titulaire du cours : Yav G. Zéphyrin, Professeur Ordinaire
2. Plan de l’exposé
1. Introduction
2. Description de la méthode
3. Résultats et discussions
4. Conclusion
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3. Introduction
• La liaison hydrogène : Liaison non covalente entre un donneur d’è
(O,N,F) et un H accepteur d’è (OH, NH2 ).
• Importance : propriétés de l’eau, stabilité des biopolymères, etc.
• But de l’étude : Caractérisation théorique d’une liaison hydrogène.
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4. Description de la méthode
• 2 niveaux de théorie : HF (Hartree-Fock) et MP2 ( second order Moller-
plesset perturbation theory);
• 2 séries de base pour chaque niveau de théorie: 6-31G(d) et 6-311+G(d,p);
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5. Description de la méthode : Liaison
hydrogène
• Evaluer l’énergie d’une liaison H (intramoléculaire notamment) n’est pas
aisée.[1]
• Les critères les plus accessibles sont les paramètres géométriques : la
longueur et l’angle de liaison.[1]
• Il y a liaison H lorsque : Longueur de liaison rayons de VDW [2]
• La somme des rayons de VDW [2,3]:
O ··· H = 2,7 A°
N ··· H = 2,7 A°
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6. Description de la méthode : Basis Set
Superposition Error (BSSE)
• Energie d’interaction : Erreur due à la superposition des bases
provoquant une trop grande stabilisation de l’énergie du
complexe.[4]
• Le monomère A approchant B peut utiliser à des courtes distances
intermoléculaires les fonctions de B pour décrire sa distribution
électronique.[5]
• Correction BSSE [5]
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7. Description de la méthode : Correction BSSE
• L’énergie d’interaction non corrigée :
(1)
• On corrige (1) en estimant la quantité par laquelle le mon. A est
artificiellement stabilisé par la base supplémentaire du mon.B
(2)
(3)
• On ramène (2) et (3) dans (1):
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AB A B
int AB A B
ΔE (AB)=E AB -E A -E (B)
AB A
BSSE A A
E A =E A -E A
AB B
BSSE B B
E B =E A -E A
cor AB AB A AB B
int AB A A B B
ΔE (AB)=E AB - E A -E A - E A -E A
10. Résultats et discussions : longueur et angle
de liaison
• Toutes les longueurs de liaison calculées sont < 2,7 A° : liaison H;
• Les différents angles de liaison approchent 180°: liaison H;
• La liaison intramoléculaire (A) est plus courte que la liaison
intramoléculaire (B+C), donc plus forte;
• L’angle de liaison (B+C) est > angle A
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12. Résultats et discussions
• Les énergies d’interactions sont bel et bien négatives : interaction
stabilisante.
• La méthode MP2 donne des énergies d’interaction plus négatives
que HF;
• La correction BSSE n’est pas très significative pour la méthode
HF(1,26%), par contre elle est très significative pour MP2 (31,45%).
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13. Conclusion
• Ce travail nous a permis de :
• Mieux comprendre comment caractériser théoriquement une
liaison hydrogène;
• Comprendre le calcul des énergies d’interaction des complexes de
liaison H;
• Comprendre l’erreur liée à la superposition des bases.
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14. Références
1. Bilonda K, Mammino L. Computational study of Mbandakamine : a
naphtylisoquinoline dimeric alcaloid with antimalarial activity (2018)
Theoritical chemistry accounts 137:139
2. Sobczyk L, Grabowski S J, Krygorwski TM (2005) Chem Rev 105:3513-3560
3. Manikandan K, Ramakuanar S (2004) Proteins struct Funct Genet 56:768-781
4. Gilli P, Gilli G (2010) J Mol Struct 972:2-10
5. David C (2010) Correction and Basis set superposition Error. Georgia Institute
of Technology.
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