La densité électronique au cœur de la réactivité chimique
Vincent Tognetti, L. Joubert
Normandy Univ., COBRA UMR 6014 & FR 3038, Université de Rouen, INSA Rouen, CNRS, France.
Contact : vincent.tognetti@univ-rouen.fr
Vendredi 4 Décembre 2015, 11h00
bibliothèque LCT, tour 12 - 13, 4ème étage
La densité électronique constitue l'une des pierres angulaires de la chimie, aussi bien expérimentale (comme en témoigne l'omniprésence des expériences de diffraction des rayons X à fins de caractérisation) que théorique, puisque, en vertu du premier théorème d'Hohenberg-Kohn, cette fonction de l'espace réel contient toutes les informations nécessaires à la détermination des propriétés de tout système chimique.
Deux défis principaux sont alors à relever : la détermination précise de la densité électronique et son analyse interprétative. Le premier peut être traité par la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), alors que le second, relatif à l'extraction de descripteurs chimiquement pertinents, peut être abordé sous les angles complémentaires de la DFT conceptuelle (CDFT)1 et de la théorie Atoms-in-Molecules (QTAIM).2
Je montrerai premièrement comment une approche synergique DFT-CDFT-QTAIM, fondée sur la mise en conversation de ces trois théories qui partagent le même ingrédient fondateur, aboutit à la conception de nouveaux descripteurs quantiques mixtes DFT-QTAIM,3 CDFT-QTAIM4 et DFT-CDFT5 quantifiant les caractéristiques intrinsèques des réactifs6 et décrivant finement les interactions7 qu'ils établissent le long d'un chemin réactionnel.
Dans une seconde partie, j'illustrerai leur utilité en chimie organique à travers une sélection de réactions développées par nos collaborateurs expérimentateurs à Rouen.8
1-a) H. Chermette, J. Comput. Chem. 20, 129 (1999) ; b) P. Geerlings, F. de Proft, W. Langenaecker, Chem. Rev. 103, 1793 (2003).
2- R. F. W. Bader, Atoms in Molecules: A Quantum Theory, Oxford University Press, New York (1990).
3-a) V. Tognetti, L. Joubert, P. Cortona, C. Adamo, J. Phys. Chem. A 113, 12322 (2009) ; b) V. Tognetti, L. Joubert, C. Adamo, J. Chem. Phys. 132, 211101 (2010) ; c) V. Tognetti, L. Joubert, R. Raucoules, T. De Bruin, C. Adamo, J. Phys. Chem. A 116, 5472 (2012) ; d) V. Tognetti, L. Joubert, Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 14539 (2014) ; e) L. Patrikeev, L. Joubert, V. Tognetti, Mol. Phys. sous presse.
4-a) F. Zielinski, V. Tognetti, L. Joubert, Chem Phys. Lett. 527, 67 (2012) ; b) R. Inostroza-Rivera, M. Yahia-Ouahmed, V. Tognetti, L. Joubert, B. Herrera, A. Toro-Labbé, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 17797 (2015).
5-a) V. Tognetti, C. Morell, L. Joubert, Chem. Phys. Lett. 635, 111 (2015) ; b) C. Morell, V. Tognetti et al. Theor. Chem. Acc. 134, 133 (2015).
6-a) V. Tognetti, C. Morell, P. W. Ayers, L. Joubert, H. Chermette, Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 14465 (2013) ; b) F. Guégan, P. Mignon, V. Tognetti, L. Joubert, C. Morell, Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 15558 (2014) ; c) V. Tognetti, C. Morell, L. Joubert, J. Comput. Chem. 36, 649 (2015).
7-a) M. A. Blanco, A. M. Pendás, E. Francisco, J. Chem. Theory Comput. 1, 1096 (2005) ; b) A. M. Pendás, M. A. Blanco, E. Francisco, J. Chem. Theory Comput. 2, 90 (2006) ; c) V. Tognetti, L. Joubert, J. Chem. Phys. 138, 024102 (2013).
8-a) L.-A. Jouanno, V. Tognetti, L. Joubert, C. Sabot, P.-Y. Renard, Org. Lett. 15, 2530 (2013) ; b) L.-A. Jouanno, V. Di Mascio, V. Tognetti, L. Joubert, C. Sabot, P.-Y. Renard, J. Org. Chem. 79, 1303 (2014) ; c) V. Tognetti, A. Boulangé, P. A. Peixoto, X. Franck, L. Joubert, J. Mol. Model. 20, 2342 (2014) ; d) E. Falkowska, V. Tognetti, L. Joubert, P. Jubault, J.-P. Bouillon, X. Pannecoucke, RSC Adv. 5, 6864 (2015) ; e) E. Falkowska, M. Y. Laurent, V. Tognetti, L. Joubert, P. Jubault, J.-P. Bouillon, X. Pannecoucke, Tetrahedron 71, 8067 (2015).