La cristallographie pour les petites mol ecules a int er...
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X? A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X? La cristallographie pour les petites mol´ ecules ` a int´ erˆ et ”bio-m´ edical” Marc ROLLAND Institut Europ´ een des Membranes de Montpellier 29 mars 2012 ©-rolland 2012 1/22
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?La cristallographie pour les petites molecules a interet
”bio-medical”
Marc ROLLAND
Institut Europeen des Membranes de Montpellier
29 mars 2012
©-rolland 2012 1/22
A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Sommaire
Sommaire
Un peu d’histoire.
Pourquoi faire des RX ?
Comment faire des cristaux pour la DRX ?
Pourquoi la chiralite est-elle si importante ?
Diffraction des rayons X sur monocristal.
La Loi de Friedel.
Quelques exemples.
En conclusion.
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Un peu d’histoire.
Structure historiquement importante
Configuration Absolue (1949)
Johannes Martin Bijvoet (23 janvier 1892 - 4 mars 1980)(Premiere determination experimentale de la configuration absolue d’un tartrate de sodium et de rubidium.)
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Un peu d’histoire.
Structure historiquement importante
Determination de la structure de l’Insuline (1969)
Dorothy Mary Hodgkin (12 Mai 1910 – 29 juillet 1994)
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Un peu d’histoire.
Structure historiquement importante
Determination de la structure de l’ADN (1953)
Rosalind Elsie Franklin (25 juillet 1920 - 16 avril 1958)
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Pourquoi faire des RX ?
Que peut-on attendre d’une etude RX sur unemolecule organique ?
Les avantages :
I La maille cristalline (si uniquement poudre)
I Sa structure atomique (la vraie ! ! !)
I La configuration absolue des carbones asymetriques
Les inconvenients :I Avoir des cristaux
I Avoir de bons cristaux
I Avoir de tres bons cristaux
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Comment faire des cristaux pour la DRX ?
Comment faire des cristaux pour la DRX ?
Techniques de cristallisation :
I Evaporation de solvant (sous cloche pour eviter la convection)
I Descente de Temperature (solubilite = f(T))
I Diffusion liquide - liquide
I Diffusion de vapeur
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Comment faire des cristaux pour la DRX ?
Comment faire des cristaux pour la DRX ?
Diffusion liquide - liquide :
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Comment faire des cristaux pour la DRX ?
Comment faire des cristaux pour la DRX ?
Diffusion de vapeur :
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Comment faire des cristaux pour la DRX ?
Comment faire des cristaux pour la DRX
Cristallisation d’un racemique :
”10% : La chance de Pasteur”
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Pourquoi la chiralite est-elle si importante ?
Pourquoi la chiralite est-elle si importante ?
Thalidomide : commercialise sous forme racemique
(R) anti-nauseeu (S) teratogene
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Diffraction des rayons X sur monocristal.
Diffraction des rayons X sur monocristal.
Un peu de theorie :
Reseau Direct (x, y, z) I Reseau Reciproque (h, k, l)
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Diffraction des rayons X sur monocristal.
Diffraction des rayons X sur monocristal.
Taches de diffraction :
Espacement I metrique (symetrie)(triclinique, monoclinique, orthorhombique, quadratique, hexagonal,rhomboedrique, cubique / maille a, b, c α, β, γ)Intensite I structure
(nature chimique, position, agitation thermique des atomes)
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
La Loi de Friedel.
La loi de Friedel.I (hkl) = I (−h − k − l)
Si elle est vraie :
A priori impossible de faire la difference entre un carbone Rou S sans un carbone asymetrique dont on est sur de laconfiguration (conservee lors de la synthese, molecule intacteco-cristallisee).
Si elle est fausse :
Utilisation de la dispersion anomale : La composante pouvoirde diffusion fj(H) du facteur de structure devient un nombrecomplexe significatif du fait de la valeur de l’absorption.
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
La Loi de Friedel.
Dispersion anomalefj(H) = f 0
j (H) + ∆f ′ + i .∆f ′′
Fonction de l’espece chimique de j et de la longueurd’onde RX :
Mo(Kα) Cu(Kα)λ = 0.709 λ = 1.541
f 0 ∆f ′ ∆f ′′ ∆f ′ ∆f ′′
O 8 0.0106 0.006 0.0492 0.0322Si 14 0.0817 0.0704 0.2541 0.3302S 16 0.1246 0.1234 0.3331 0.5567Cl 17 0.1484 0.1585 0.3639 0.7018Fe 26 0.3463 0.8444 -1.1336 3.1974
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
La Loi de Friedel.
Parametre de Flack xI (hkl) = (1− x).|F (hkl)|2 + x .|F (−h − k − l)|2
Valeur de x :
x ' 0 avec σ(x) << 1 : structure xyz enantiopurex ' 1 avec σ(x) << 1 : structure -x-y-zx = 0.5 avec σ(x) << 1 : cas d’un racemique
Si σ(x) est grand : PROBLEME
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Quelques exemples.
Sodium rubidium (+)-tartrate tetrahydrateNa+ · Rb+ · C4H4O
2−6 · 4H2O (2009)
Mo(Kα) P21212 Parametre de Flack = -0.007(6)
”Bijvoet avait raison”
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Quelques exemples.
Thailandepsin AC23H37N3O6S3
Cu(Kα) P212121 Parametre de Flack = 0.000(9)
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Quelques exemples.
(2R)-8-Benzyl-2-[(S)-hydroxy(phenyl)methyl]-8-azabicyclo[3.2.1]octan-3-one
C21H23NO2
Mo(Kα) P212121 Parametre de Flack = 0.12(18)Parametre de Hooft = 0.02(4)
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Quelques exemples.
(5S)-3-Chloro-4-diallylamino-5-[(1R,2S,5R)-2-isopropyl-5-methylcyclohexyloxy]furan-2(5H)-one
C20H30ClNO3
Mo(Kα) P212121 Parametre de Flack = -0.06(6)
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
Quelques exemples.
(4R,6S,7S,8S,8aS)-6-Ethyl-7,8-dihydroxy-4-methyl-1,2,3,5,6,7,8,8a-octahydroindolizin-4-ium iodide
C11H22NO+2 · I−
Mo(Kα) P21 Parametre de Flack = -0.026(17)
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A quoi sert. . . la diffraction des rayons-X?
En conclusion.
En conclusion
Conditions pour avoir une bonne analyse RX
I Nous fournir de beaux cristaux
I Nous preciser le ou les solvants de recristallisation
I Nous preciser ce qui est attendu (structure, configuration,...)
I Choisir l’intermediaire de synthese le plus ”facile”
©-rolland 2012 22/22
