Caractérisation du mécanisme de formation et de transfert d’HCl au sein de complexes non-covalents antibiotique-récepteur après photoexcitation UV en phase gazeuse

Fondé en 2008, le CIMAP est un laboratoire de recherche axé sur deux thèmes principaux : la matière excitée et les défauts, d’une part et les matériaux et l’optique, d’autre part. Le large éventail de disciplines présentes au CIMAP provient de sa longue tradition de structuration de la recherche en Physique à l’échelle de la Normandie mais aussi à l’échelle nationale.

D’habitude, les réactions chimiques sont décrites quantitativement par la théorie de l’état de transition, qui stipule qu’entre réactif et produit il existe une géométrie particulière de plus haute énergie potentielle, avec en général une seule fréquence imaginaire (état de transition du 1^er ordre). Cependant, depuis une vingtaine d’années, un mécanisme alternatif a émergé et pris de l’importance à cause de sa capacité à expliquer des résultats inhabituels, issus d’expériences de photodissociation de petites molécules neutres en phase gazeuse. Dans ce mécanisme dit de « l’atome errant » (roaming atom), un atome ou groupement subit une rupture homolytique proche du seuil en énergie, puis explore une grande région de la surface d’énergie potentielle, en étant lié avec le reste de la molécule par des interactions de van der Waals, tout en évitant l’état de transition.¹ Enfin, cet atome ou groupement errant emporte un autre atome en formant une molécule par recombinaison radicalaire. Jusqu’ici, ce mécanisme n’avait été observé que dans des systèmes relativement petits (moins d’une vingtaine d’atomes), mais très récemment, nous avons trouvé des indices de ce type de mécanisme dans la formation et le transfert d’une molécule d’HCl au sein de complexes non-covalents vancomycine-Ac₂^LK^DA^DA. La vancomycine est un antibiotique de plus de 170 atomes, et Ac₂^LK^DA^DA un tripeptide modèle de son récepteur. Cette réaction a été observée dans un spectromètre de masse du type piège à ions quadripolaire, après photoabsorption UV, sur la ligne DESIRS du synchrotron SOLEIL, grâce à une collaboration expérimentale fructueuse avec A. Giuliani et L. Nahon.²

Le but de ce stage est de caractériser en profondeur le mécanisme de formation et de transfert d’HCl au sein de complexes non-covalents, en étudiant des dérivés de la vancomycine ainsi que le dipeptide Ac^DA^DA, afin de répondre à des questions telles que : lequel des deux atomes de chlores de la vancomycine est transféré ? Le groupement disaccharide de la vancomycine et la lysine de Ac₂^LK^DA^DA jouent-ils un rôle ? Pour cela, des expériences de photoabsorption à SOLEIL sont notamment prévues au second semestre de 2025-2026 : il faudra les préparer, les mener et analyser les données, en vue d’un article à soumettre. La préparation englobera les tâches suivantes : calcul du rapport masse-sur-charge des précurseurs et des fragments attendus, revue de la littérature, expériences préliminaires visant à maîtriser la production des complexes en phase gazeuse…

La personne recrutée aura une solide formation en Chimie et/ou Physique, y compris expérimentale, en particulier en spectrométrie de masse. Elle sera indépendante d'esprit, capable de travailler en automonie guidée et aura la ténacité nécessaire à résoudre les problèmes rencontrés. Elle aura également un fort intérêt pour la recherche scientifique et une volonté de comprendre les phénomènes naturels.