Sels hybrides organiques-in organiques à base du tecton anionique diaquabis(oxalato)chromate(III) : Synthèse, caractérisation, propriétés magnétiques et électroniques et activités antibactériennes

Abstract

Dans le cadre de ce travail, deux nouveaux sels hybrides organiques-inorganiques de chrome(III) de formule générale (OrgH)[Cr(C2O4)2(H2O)2]∙nH2O (OrgH+ = monocation organique d’amine aliphatique ; n ≥ 0) ont été synthétisés et caractérisés : a) pipéridinium transdiaquabis (oxalato)chromate(III) tétrahydrate, (C5H10NH2)[Cr(C2O4)2(H2O)2]·4H2O (1) ; b) triéthylammonium trans diaquabis(oxalato)chromate(III), [(C2H5)3NH)][Cr(C2O4)2(H2O)2](2). À l’état solide, les composés 1 et 2 se présentent sous forme de monocristaux prismatiques rouge-violacé peu solubles dans l’eau à la température ambiante. 1 cristallise dans le système orthorhombique, de groupe d’espace non-centrosymétrique Cmc21 avec les paramètres de maille a = 7,4329 Å ; b = 9,9356 Å ; c = 23,6756 Å ; α = β = γ = 90 ° ; Z = 4 et V = 1748,45 Å3. Son unité formulaire est constituée d’un anion monométallique [Cr(C2O4)2(H2O)2]-, d’un cation pipéridinium, C5H11NH+, et de quatre molécules d’eau de cristallisation. 2 cristallise dans le système orthorhombique, de groupe d’espace Pbcn avec les paramètres de la maille a = 11,1776 Å ; b = 7,6105 Å ; c = 17,5654 Å ; α = β = γ = 90 ° ; Z = 4 et V = 1494,24 Å3. Son unité asymétrique est constituée du tecton anionique [Cr(C2O4)2(H2O)2]- et de l’ion triéthylammonium, Et3NH+. Dans la structure cristalline de 2, les cations triéthylammonium sont désordonnés entre deux orientations possibles avec les taux d’occupation autour de 50 %. Dans 1 et 2, le métal central CrIII de l’anion complexe se trouve dans un environnement octaédrique légèrement déformé, bischélaté par deux ligands oxalato situés dans le plan équatorial, les positions apicales étant occupées par deux ligands aqua. L’analyse des structures cristallines de 1 et 2, en accord avec les résultats des analyses microélémentaires, révèle que la cohésion tridimensionnelle des architectures réticulaires est renforcée par des pontages hydrogènes O–H···O et N–H···O étendus générant ainsi des polymères de coordination moléculaires. Les spectres IR des deux composés sont en cohérence avec la présence des différentes briques chimiques impliquées : le cation pipéridinium, l’anion complexe [Cr(C2O4)2(H2O)2]- et les molécules d'eau de cristallisation pour 1 ; le cation triéthylammonium et l’anion complexe [Cr(C2O4)2(H2O)2]- pour 2. Les spectres respectifs UVVis de 1 et 2 montrent la présence de deux bandes d'absorption, transitions d-d, autour de 564 et 416 nm qui sont compatibles avec le complexe anionique de chrome(III) dans un environnement octaédrique et la couleur observée des matériaux. L’analyse thermique révèle que les composés sont stables jusqu’à 90 et 210 °C respectivement et leur décomposition conduit à la formation d'un résidu de chrome(III) oxyde. Par ailleurs, cette étude confirme la présence des molécules d’eau de cristallisation dans 1 et le caractère anhydre de 2. Le nombre de molécules d’eau de cristallisation par unité formulaire de 1 apparaît être le plus grand obtenu jusqu’à lors dans cette famille de sels bis(oxalato)métalate(III). Les matériaux 1 et 2 ont chacun un moment magnétique global μ ≈ 3 μB et sont semiconducteurs avec un gap d’énergie Eg = 2,5 eV chacun dû aux orbitales d de l’ion métallique central chrome(III). L’évaluation de l’activité antibactérienne in vitro révèle que les composés 1 et 2 sont actifs sur les bactéries testées lorsque les valeurs de concentration minimale inhibitrice (CMI) sont égales à 31,25 ou 62,5 μg/mL, d’où leur effet thérapeutique potentiel.