Contribution à l'étude de la relation structure chimique-activité antioxydante par DFT des substances naturelles phénoliques

Abstract

Notre travail expérimental est une contribution à l’étude quantitative de la relation structure chimique-activité antioxydante par la méthode DFT des substances naturelles et synthétiques phénoliques comme le carvacrol, le thymol, le 2-naphtol et le BHT, et une comparaison à la même méthode appliquée aux composés non phénoliques tel que le p-cymène et le menthol. Nous avons réalisé cette étude selon deux approches, dans la première approche on a introduit les interactions entre les molécules étudiées et le solvant à savoir l’éthanol. Par contre, dans la deuxième approche, ces interactions molécule-solvant ont été négligées. Du coté expérimental, en utilisant la méthode de piégeage du radical libre DPPH, nous avons déterminé l’IC 50 de chaque molécule ce qui nous a permis de les classer par ordres décroissants de l’activité antioxydante comme suit : Activité 50% BHT ≫ Activité 50% 2−naphtol > Activité 50% carvacrol > Activité 50% thymol > Activité 50% p−cymène > Activité 0% menthol

Du coté théorique nous avons calculé, par le programme Gaussian09W et la méthode DFT en utilisant la base de calcule 6-311G+, les énergies de dissociation homolytique de la bonde O-H ‘BDE’ responsable de l’activité antiradicalaire des composés étudiés selon le mécanisme de transfert de proton ‘HAT’. Le classement croissant des différentes BDE calculées et comme suit : BDE DFT,6−311G+ BHT < BDE DFT,6−311G+ 2−naphtol < BDE DFT,6−311G+ carvacrol < BDE DFT,6−311G+ thymol < BDE DFT,6−311G+ p−cymène < BDE DFT,6−311G+ menthol

Une valeur faible de la BDE implique une forte activité antiradicalaire. Ceci prouve l’existence d’une corrélation entre les mesures expérimentales des IC 50 et les valeurs théoriques de la BDE. Nous avons constaté l’influence des interactions avec un solvant polaire et portique, comme l’éthanol, sur la polarisabilité de l’état fondamental et radicalaire et sur le moment dipolaire. Ces derniers augmentent en utilisant ce type de solvants. De même, la barrière énergétique représentée par le BDE s'affaiblit. La différence entre les BDE obtenus par les deux approches dans le cas du BHT est quasi négligeable, ceci et probablement dû aux deux groupements tert-butyl adjacents à la fonction 1-hydroxy, et qui diminuent la surface de solvatation du BHT. Mots clés : IC50 , HAT, DFT, BDE.