Crystal structure, spectral characterization, photophysical properties, Hirshfeld surface analysis, and antimicrobial activity of homopiperazinium dichromate(VI) - 01/08/25
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Highlights |
• | Homopiperazinium dichromate(VI) crystallizes in a monoclinic system with the space group P21/c. |
• | (C5H14N2)Cr2O7 compound is grafted between the anions by establishing hydrogen bonds of the N-H…O and C-H…O types. |
• | O...H/H...O contacts dominate the overall Hirshfeld surface, contributing 80.5%. |
• | Differential calorimetric (DSC) analysis shows an endothermic peak at 124°C, corresponding to melting of the product. |
• | Homopiperazinium dichromate(VI) inhibits growth of four strains with variable antibacterial effects. |
• | Highest activity against E. coli and F. feacium with an inhibition zone diameter of 10.75 ± 0.3 mm at a concentration of 250 µg/ml. |
Abstract |
This work presents a comprehensive study of the crystal structure, spectral properties (IR and UV-Vis), thermal behavior, and antimicrobial activity of homopiperazinium dichromate (C5H14N2)Cr2O7(VI). X-ray diffraction reveals that the compound crystallizes in the monoclinic space group P21/c, with unit cell dimensions a = 8.7275(8) Å, b = 10.5769(11) Å, and c = 14.7467(10) Å and β =122.941(4) °. The crystal packing is stabilized by intermolecular N–H···O and C–H···O hydrogen bonds, with Hirshfeld surface analysis revealing dominant O···H/H···O interactions contributing 80.5% to the overall crystal cohesion. UV-Vis absorption bands are observed at 279, 354, and 446 nm, with an estimated band gap energy of 3.019 eV, indicating high stability and moderate optical activity. Thermal analysis shows an intense endothermic fusion peak followed by continuous decomposition, leading to chromium oxide formation. Antimicrobial tests demonstrate significant inhibition activity against tested pathogens, including notable antifungal effects against Candida albicans. These results highlight the potential of this hybrid material in antimicrobial development and photochemical applications.
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Résumé |
Ce travail présente une étude approfondie de la structure cristalline, des propriétés spectrales (IR et UV-Vis), du comportement thermique et de l'activité antimicrobienne du dichromate d'homopipérazinium (C5H14N2)Cr2O7 (VI). La diffraction des rayons X révèle que le composé cristallise dans le groupe d'espace monoclinique P21/c, avec les dimensions de la maille unitaire a = 8,7275(8) Å, b = 10,5769(11) Å et c = 14,7467(10) Å, et β = 122,941(4) °. Le packing cristallin est stabilisé par des liaisons hydrogène intermoléculaires N--H···O et C--H···O, avec une analyse de surface de Hirshfeld révélant des interactions dominantes O···H/H···O contribuant à 80,5 % à la cohésion globale du cristal. Les bandes d'absorption UV-Vis sont observées à 279, 354 et 446 nm, avec une énergie de bande interdite estimée à 3,019 eV, indiquant une stabilité élevée et une activité optique modérée. L'analyse thermique montre un pic endothermique intense de fusion suivi d'une décomposition continue, conduisant à la formation d'oxyde de chrome. Les tests antimicrobiens démontrent une activité d'inhibition significative contre les pathogènes testés, y compris des effets antifongiques notables contre Candida albicans. Ces résultats mettent en évidence le potentiel de ce matériau hybride dans le développement d'agents antimicrobiens et les applications photochimiques.
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Keywords : homopiperazinium dichromate, crystal structure, IR, UV-Vis, Hirshfeld surface, thermal behavior, antimicrobial activity
Mots-clés : dichromate d'homopipérazinium, structure cristalline, IR, UV-Vis, surface de Hirshfeld, comportement thermique, activité antimicrobienne
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