First-principles study of the inversion thermodynamics and electronic structure of FeM2X4 (thio)spinels (M = Cr, Mn, Co, Ni; X = O, S)

FeM2X4 spinels, where M is a transition metal and X is oxygen or sulfur, are candidate materials for spin filters, one of the key devices in spintronics. We present here a computational study of the inversion thermodynamics and the electronic structure of these (thio)spinels for M = Cr, Mn, Co, Ni, using calculations based on the density functional theory with on-site Hubbard corrections (DFT+U). The analysis of the configurational free energies shows that different behaviour is expected for the equilibrium cation distributions in these structures: FeCr2X4 and FeMn2S4 are fully normal, FeNi2X4 and FeCo2S4 are intermediate, and FeCo2O4 and FeMn2O4 are fully inverted. We have analyzed the role played by the size of the ions and by the crystal field stabilization effects in determining the equilibrium inversion degree. We also discuss how the electronic and magnetic structure of these spinels is modified by the degree of inversion, assuming that this could be varied from the equilibrium value. We have obtained electronic densities of states for the completely normal and completely inverse cation distribution of each compound. FeCr2X4, FeMn2X4, FeCo2O4 and FeNi2O4 are half-metals in the ferrimagnetic state when Fe is in tetrahedral positions. When M is filling the tetrahedral positions, the Cr-containing compounds and FeMn2O4 are half-metallic systems, while the Co and Ni spinels are insulators. The Co and Ni sulfide counterparts are metallic for any inversion degree together with the inverse FeMn2S4. Our calculations suggest that the spin filtering properties of the FeM2X4 (thio)spinels could be modified via the control of the cation distribution through variations in the synthesis conditions.

Synthesis and structure elucidation of kappa-casein (45-87) - A two dimensional nuclear magnetic resonance study

We have shown that 44 amino acid residues N-terminal segment of kappa-casein exhibits considerable a-helical structure. This prompted us to investigate the structures of the remaining segments of kappa-casein. Thus, in this study the chemical synthesis and structure elucidation of the peptide 45-87 amino acid residues of kappa-casein is reported. The peptide was assembled using solid phase peptide synthesis methodology on pam resin, cleaved via HF, freeze dried and, after purification, characterised by mass spectrometry (observed m/z 4929; calculated mit 4929.83). The amino acid sequence of the peptide is: CKPVALINNQFLPYPYYAKPAAVRSPAQILQWQVLSNTVPAKA Its structure elucidation has been carried out using circular dichroism (CD) and nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. CD spectrum of the peptide shows it to be a random structure in water but in 30% trifluoroethanol the peptide exhibits considerable structure. The 1D and 2D NMR spectra corroborated the results of CD. The structure elucidation of the peptide using TOCSY and NOESY NMR techniques will be discussed.

DFT Studies of the Organocatalytic Aldol Reaction and a Frustrated Lewis Pair

The computational study, and in particular the density functional theory (DFT) study of the organocatalytic α-chlorination-aldol reaction and the chiral backbone Frustrated Lewis Pair (FLP) system served as a valuable tool for experimental purposes. This thesis describes methods to consider different transition states of the proline- catalyzed α-chlorination aldol reaction to determine the reasonable transition state in the reaction between the enamine and α-chloro aldehydes. Moreover, the novel intramolecular Frustrated Lewis pair based on a chiral backbone for the asymmetric hydrogenation of imines and enamines was designed and the ability of hydrogen splitting by this new FLP system was examined by computational modeling and calculating the hydrogen activation energy barrier.

The origin of the molecular interaction between amino acids and gold nanoparticles: A theoretical and experimental investigation

This study describes the synthesis of novel biological hybrid materials, where 3D structures were obtained using gold nanoparticles (AuNps) and methionine (Met) in a one-step procedure in aqueous media. The type of nanostructure can be controlled by tuning the intermolecular interactions between Met and AuNp, which strongly depends on the pH used for the synthesis. Computational simulation using the density-functional theory (DFT) showed that the AuNp - Met 3D structures are formed upon reorientation of Met molecules so that the backbone amine groups interact via H-bonds. These findings were experimentally confirmed using FTIR and UV-vis spectroscopy. Crown Copyright (C) 2008 Published by Elsevier B. V. All rights reserved.

Antinociceptive profile of 2,3,6-trisubstituted piperidine alkaloids: 3-O-acetyl-spectaline and semi-synthetic derivatives of (-)-spectaline

In early studies, we have reported the antinociceptive profile of (-)-spectaline, a piperidine alkaloid from Cassia spectabilis. The present study describes the synthesis, the antinociceptive and anti-inflammatory activities of a series of 2,3,6-trialkyl-piperidine alkaloids: the natural (-)-3-O-acetyl-spectaline (LASSBio-755) and ten semi-synthetic spectaline derivatives. Structure-activity relationship (SARs) studies were performed. The structures of all synthesized derivatives were confirmed by means of nuclear magnetic resonance. Compounds were evaluated for their analgesic (acetic acid-induced mouse abdominal constrictions, hot-plate test, formalin-induced pain test) and some of them for the anti-inflammatory activities (carrageenan-induced rat paw edema test). The pharmacological results showed that several of the new compounds given orally at a dose of 100 mu mol/kg significantly inhibited the acetic acid-induced abdominal constrictions, but they were less active than (-)-spectaline. LASSBio-755 and LASSBio-776 were the most actives with 37% and 31.7% of inhibition. In the formalin-induced pain only LASSBio-776 was able to inhibit by 34.4% the paw licking response of the inflammatory phase, (-)-spectaline and LASSBio-755 did show any activity. In the carrageenan-induced rat paw edema, only (-)-spectaline exhibited an anti-inflammatory profile, showing an ED(50) value of 56.6 mu mol/kg. Our results suggest different mechanisms of action for the analgesic activity observed for LASSBio-776 (3-O-Bocspectaline), LASSBio-755 (3-O-acetyl-spectaline) and (-)-spectaline (LASSBio-754). The antinociceptive profile of some of the semi-synthetic spectaline derivatives extends our research concerning the chemical and pharmacological optimization of isolated natural products in the search of new drug candidates from brazilian biodiversity.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Theoretical and experimental studies of gold catalysts for glucose oxidation

The glucaric acid (GLA) has been identified as a “top value-added chemical from biomass” that can be employed for many uses; for instance, it could be a precursor of adipic acid, a monomer of Nylon-6,6. GLA can be synthetized by the oxidation of glucose (GLU), passing through the intermediate gluconic acid (GLO). In recent years, a new process has been sought to obtain GLA in an economic and environmental sustainable way, in order to replace the current use of HNO3 as a stoichiometric oxidant, or electrocatalysis and biochemical synthesis, which show several disadvantages. Thereby, this work is focused on the study of catalysts based on gold nanoparticles supported on activated carbon for the oxidation reaction of GLU to GLA using O2 as an oxidant agent and NaOH as base. The sol-immobilization method leads us to obtain small and well dispersed nanoparticles, characterized by UV-Vis, XRD and TEM techniques. Repeating the reaction on different batches of catalyst, both the synthesis and the reaction were confirmed to be reproducible. The effect of the reaction time feeding GLO as reagent was studied: the results show that the conversion of GLO increases as the reaction time increases; however, the yields of GLA and others increase up to 1 hour, and then they remain constant. In order to obtain information on the catalytic mechanism at the atomistic level, a computational study based on density functional theory and atomistic modeling of the gold nano-catalyst were performed. Highly symmetric (icosahedral and cubo-octahedral) and distorted Au55 nanoparticles have been optimized along with Au(111) and Au(100) surfaces. Distorted structures were found to be more stable than symmetrical ones due to relativistic effects. On these various models the adsorptions of various species involved in the catalysis have been studied, including OH- species, GLU and GLO. The study carried out aims to provide a method for approaching to the study of nanoparticellary catalytic systems.

Computational modeling of prefrontal cortex circuits

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Computational chemistry studies of wood-derived lignans

This thesis is based on computational chemistry studies on lignans, focusing on the naturally occurring lignan hydroxymatairesinol (HMR) (Papers I II) and on TADDOL-like conidendrin-based chiral 1,4-diol ligands (LIGNOLs) (Papers III V). A complete quantum chemical conformational analysis on HMR was previously conducted by Dr. Antti Taskinen. In the works reported in this thesis, HMR was further studied by classical molecular dynamics (MD) simulations in aqueous solution including torsional angle analysis, quantum chemical solvation e ect study by the COnductorlike Screening MOdel (COSMO), and hydrogen bond analysis (Paper I), as well as from a catalytic point of view including protonation and deprotonation studies at di erent levels of theory (Paper II). The computational LIGNOL studies in this thesis constitute a multi-level deterministic structural optimization of the following molecules: 1,1-diphenyl (2Ph), two diastereomers of 1,1,4-triphenyl (3PhR, 3PhS), 1,1,4,4-tetraphenyl (4Ph) and 1,1,4,4-tetramethyl (4Met) 1,4-diol (Paper IV) and a conformational solvation study applying MD and COSMO (Paper V). Furthermore, a computational study on hemiketals in connection with problems in the experimental work by Docent Patrik Eklund's group synthesizing the LIGNOLs based on natural products starting from HMR, is shortly described (Paper III).

Synthesis of new zirconium complexes

L'étude suivante décrit la synthèse des ligands nacnacxylH, nacnacBnH, nacnacR,RH et nacnacCyH en utilisant une méthode générale qui implique des rendements élevés et des coûts raisonnables, la complexation de ces ligands au Zr, la caractérisation de ces complexes et l’investigation de leurs réactivités. Les complexes de zirconium ont été obtenus en utilisant deux méthodes synthétiques principales : la première consiste en traitement du sel de lithium du ligand avec le ZrCl4. La seconde est la réaction du ligand neutre avec les complexes d’alkyl-zirconium(IV) par protonation de l'alkyle coordonné. Le ligand adopte deux modes de coordination avec le Zr. Une coordination 2 est observée dans les complexes octaèdriques contenant un ou deux ligands nacnac. En présence d'un autre ligand ayant une coordonnation 5, par exemple Cp ou Ind, le ligand nacnac se trouve en coordination x avec le centre métallique de zirconium. En solution, les complexes obtenus de (nacnac)2ZrX2 montrent un comportement dynamique via un « Bailar-twist » et les paramètres d'activation de cette isomérisation ont été obtenus. Le complexe octaèdrique (nacnacBn)2ZrCl2, 2c, n'a pas montré de réactivité dans la carbozirconation et son alkylation n'était pas possible par l’échange des chlorures avec les alkyles. L’analogue dimethylé (nacnacBn)2ZrMe2, 2d, peut être préparé par alkylation du ZrCl4 avant la complexation du ligand. Ce dernier a été prouvé aussi de ne pas être réactif dans la carbozirconation.

POCN-type Pincer Complexes of NiII and NiIII : synthesis, reactivities, catalytic activities and physical properties

Cette thèse décrit la synthèse, la caractérisation, les réactivités, et les propriétés physiques de complexes divalents et trivalents de Ni formés à partir de nouveaux ligands «pincer» de type POCN. Les ligands POCN de type amine sont préparés d’une façon simple et efficace via l’amination réductrice de 3-hydroxybenzaldéhyde avec NaBH4 et plusieurs amines, suivie par la phosphination de l’amino alcool résultant pour installer la fonction phosphinite (OPR2); le ligand POCN de type imine 1,3-(i-Pr)2PC6H4C(H)=N(CH2Ph) est préparé de façon similaire en faisant usage de PhCH2NH2 en l’absence de NaBH4. La réaction de ces ligands «pincer» de type POCN avec NiBr2(CH3CN)x en présence d’une base résulte en un bon rendement de la cyclométalation du lien C-H situé en ortho aux fonctions amine et phosphinite. Il fut découvert que la base est essentielle pour la propreté et le haut rendement de la formation des complexes «pincer» désirés. Nous avons préparé des complexes «pincer» plan- carrés de type POCN, (POCNRR΄)NiBr, possédant des fonctions amines secondaires et tertiaires qui démontrent des réactivités différentes selon les substituants R et R΄. Par exemple, les complexes possédant des fonctions amines tertiaires ArCH2NR2 (NR2= NMe2, NEt2, and morpholinyl) démontrent des propriétés rédox intéressantes et pourraient être convertis en leurs analogues trivalents (POCNR2)NiBr2 lorsque réagis avec Br2 ou N-bromosuccinimide (NBS). Les complexes trivalents paramagnétiques à 17 électrons adoptent une géométrie de type plan-carré déformée, les atomes de Br occupant les positions axiale et équatoriale. Les analyses «DSC» et «TGA» des ces composés ont démontré qu’ils sont thermiquement stables jusqu’à ~170 °C; tandis que la spectroscopie d’absorption en solution a démontré qu’ils se décomposent thermiquement à beaucoup plus basse température pour regénérer les complexes divalents ne possédant qu’un seul Br; l’encombrement stérique des substitutants amines accélère cette route de décomposition de façon significative. Les analogues NMe2 et N(morpholinyl) de ces espèces de NiIII sont actifs pour catalyser la réaction d’addition de Kharasch, de CX4 à des oléfines telles que le styrène, tandis qu’il fut découvert que l’analogue le moins thermiquement stable (POCNEt2)Ni est complètement inerte pour catalyser cette réaction. Les complexes (POCNRH)NiBr possédant des fonctions amines secondaires permettent l’accès à des fonctions amines substituées de façon non symétrique via leur réaction avec des halogénures d’alkyle. Un autre avantage important de ces complexes réside dans la possibilité de déprotonation pour préparer des complexes POCN de type amide. De telles tentatives pour déprotoner les fonctions NRH nous ont permis de préparer des espèces dimériques possédant des ligands amides pontants. La nature dimérique des ces complexes [P,C,N,N-(2,6-(i-Pr)2PC6H3CH2NR)Ni]2 (R= PhCH2 et Ph) fut établie par des études de diffraction des rayons-X qui ont démontré différentes géométries pour les cœurs Ni2N2 selon le substituant N : l’analogue (PhCH2)N possède une orientation syn des substitutants benzyles et un arrangement ressemblant à celui du cyclobutane du Ni et des atomes d’azote, tandis que l’analogue PhN adopte un arrangement de type diamant quasi-planaire des atomes du Ni et des atomes d’azote et une orientation anti des substituants phényles. Les espèces dimériques ne se dissocient pas en présence d’alcools, mais elles promouvoient l’alcoolyse catalytique de l’acrylonitrile. De façon intéressante, les rendements de ces réactions sont plus élevés avec les alcools possédant des fonctions O-H plus acides, avec un nombre de «turnover» catalytique pouvant atteindre 2000 dans le cas de m-cresol. Nous croyons que ces réactions d’alcoolyse procèdent par activation hétérolytique de l’alcool par l’espèce dimérique via des liaisons hydrogènes avec une ou deux des fonctions amides du dimère. Les espèces dimériques de Ni (II) s’oxydent facilement électrochimiquement et par reaction avec NBS ou Br2. De façon surprenante, l’oxydation chimique mène à l’isolation de nouveaux produits monomériques dans lesquels le centre métallique et le ligand sont oxydés. Le mécanisme d’oxydation fut aussi investigué par RMN, «UV-vis-NIR», «DFT» et spectroélectrochimie.

Theoretical study of reactivity and dynamics of hybride-bridged diruthenium complexes and silylium

Esta tesis presenta un estudio computacional de los sistemas con hidruros puente. En la primera parte se estudia la química de complejos de dirutenio con cuatro hidruros puente. Esto incluye las siguientes reacciones: el intercambio del hidruro con hidrógeno molecular; la activación del enlace C-H del etileno para formar el complejo de bis(vinilo)-etileno; el acoplamiento C-C entre el etileno coordinado y dos ligandos vinilo para producir el complejo rutenaciclopentadieno. Al final de esta parte, se discuten a detalle los mecanismos de estas reacciones. Además, se demostró la importancia de la flexibilidad de los ligandos hidruro y la cooperación entre los dos centros metálicos. En la segunda parte, se estudió el comportamiento fluxional de dos complejos μ-silileno y de un catión sililio. Con esto, se estableció la ruta más favorable en donde se realiza el intercambio de los ligandos hidruro y de los grupos metilo en los complejos μ-silileno. Finalmente, se encontró que hay dos posibles rutas relativas al cambio en la posición del puente Si-H-Si en el cation sililio poliagóstico, asociadas con la rotación interna de los grupos sililo.

Discovery of three polymorphs of 7-fluoroisatin reveals challenges in using computational crystal structure prediction as a complement to experimental screening

A combined computational and experimental polymorph search was undertaken to establish the crystal forms of 7-fluoroisatin, a simple molecule with no reported crystal structures, to evaluate the value of crystal structure prediction studies as an aid to solid form discovery. Three polymorphs were found in a manual crystallisation screen, as well as two solvates. Form I ( P2(1)/c, Z0 1), found from the majority of solvent evaporation experiments, corresponded to the most stable form in the computational search of Z0 1 structures. Form III ( P21/ a, Z0 2) is probably a metastable form, which was only found concomitantly with form I, and has the same dimeric R2 2( 8) hydrogen bonding motif as form I and the majority of the computed low energy structures. However, the most thermodynamically stable polymorph, form II ( P1 , Z0 2), has an expanded four molecule R 4 4( 18) hydrogen bonding motif, which could not have been found within the routine computational study. The computed relative energies of the three forms are not in accord with experimental results. Thus, the experimental finding of three crystalline polymorphs of 7- fluoroisatin illustrates the many challenges for computational screening to be a tool for the experimental crystal engineer, in contrast to the results for an analogous investigation of 5- fluoroisatin.