دراسة حاسوبيّة مُقارِنة للخصائص الإلكترونية للحلقات غير المتجانسة العطريّة (الفوران، البيرول، البيريدين) و تفسير تفاعليّة فيتامين C باستخدام نظرية دالّة الكثافة (DFT) Étude computationnelle comparative des propriétés électroniques des hétérocycles aromatiques (furane, pyrrole, pyridine) et interprétation de la réactivité de la vitamine C par la théorie de la fonctionnelle de la densité (TFD)

Abstract

"Cette recherche porte sur l’étude des propriétés physicochimiques des composés hétérocycliques, ainsi que sur la comparaison de leur comportement électronique avec l’activité antioxydante de la vitamine C et ce, à l’aide de la modélisation computationnelle. L’étude a concerné les molécules de pyrrole, de furane et de pyridine, ainsi que la vitamine C, en s’appuyant sur une approche fondée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (TFD). Ce travail vise à analyser les propriétés électroniques et la réactivité de ces composés, en mettant l’accent sur la relation entre l’écart énergétique (HOMO–LUMO) et la stabilité chimique. Une problématique principale a été soulevée concernant le degré de corrélation entre la diminution de l’écart énergétique et l’augmentation de la réactivité chimique, notamment dans le cas de la vitamine C. Le logiciel Avogadro a été utilisé pour construire les modèles moléculaires et visualiser les orbitales moléculaires, tandis que le logiciel ORCA a servi à optimiser la géométrie moléculaire, calculer les énergies des orbitales et déterminer l’écart énergétique. Les résultats ont montré que la vitamine C possède le plus faible écart énergétique par rapport aux autres composés, ce qui indique une forte réactivité chimique et une grande facilité d’échange électronique, expliquant ainsi son efficacité en tant qu’antioxydant. En revanche, les autres composés hétérocycliques présentent des écarts énergétiques plus élevés, traduisant une stabilité relative plus importante. Cette étude confirme l’importance de l’écart énergétique comme indicateur fondamental de la réactivité chimique, tout en recommandant l’élargissement des recherches à l’aide de modèles computationnels plus précis.""يتناول هذا البحث دراسة الخصائص الفيزيائية و الكيميائية للمركبات الحلقية غير المتجانسة، مع مقارنة سلوكها الإلكتروني بالنشاط المضاد للأكسدة لفيتامين C باستخدام النمذجة الحاسوبية. شملت الدراسة جزيئات البيرول، الفوران، و البيريدين، إضافة إلى فيتامينC ، اعتمادًا على مقاربة قائمة على نظرية الكثافة الوظيفية.(DFT) يهدف العمل إلى تحليل الخصائص الإلكترونية و التفاعلية لهذه المركبات، مع التركيز على العلاقة بين فجوة الطاقة (HOMO–LUMO) و الاستقرار الكيميائي. و تم طرح إشكالية رئيسية تتمثل في مدى ارتباط انخفاض فجوة الطاقة بزيادة التفاعلية الكيميائية، خاصة في حالة فيتامين .C تم استخدام برنامج Avogadro لبناء النماذج الجزيئية و تصور المدارات الجزيئية، في حين استُخدم برنامج ORCA لتحسين البنية الهندسية و حساب طاقات المدارات و تحديد فجوة الطاقة. أظهرت النتائج أن فيتامين C يمتلك أصغر فجوة طاقة مقارنة بباقي المركبات، مما يدل على ارتفاع تفاعليته الكيميائية وسهولة تبادله للإلكترونات، وهو ما يفسر فعاليته كمضاد للأكسدة. في المقابل أظهرت المركبات الحلقية الأخرى فجوات طاقة أكبر، مما يعكس استقرارًا نسبيًا أعلى. تؤكد هذه الدراسة أهمية فجوة الطاقة كمؤشر أساسي للتفاعلية الكيميائية، مع توصية بتوسيع البحث باستخدام نماذج حسابية أكثر دقة."