Soutenances autorisées pour l'ED « École Doctorale Normande de Chimie »
(ED 508 NC)
Liste des soutenances actuelles 24
Appοrt de la spectrοmétrie de masse à très haute résοlutiοn pοur la caractérisatiοn des huiles de pyrοlyse et autres sοurces d'énergie.
Doctorant·e
MASE Charlotte
Direction de thèse
AFONSO CARLOS (Directeur·trice de thèse)
GIUSTI PIERRE (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
08/02/2024 à 09:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie batiment IRCOF- Amphi POIRIER 76821 Mont Saint Aignan
Rapporteurs de la thèse
CHARON NADEGE
GERBAUX PASCAL Université de Mons-Hainaut (BEL)
Membres du jurys
AFONSO CARLOS,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CARDINAEL PASCAL,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CHARON NADEGE,
,
GERBAUX PASCAL,
,
Université de Mons-Hainaut (BEL)
GIUSTI PIERRE,
,
Cent Etud Sup Indust Pau CESI Paris
HUBERT-ROUX MARIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
TOKARSKI CAROLINE,
,
Universite de Bordeaux
Résumé
La transition énergétique consiste à favoriser les énergies renouvelables comme celles issues de la biomasse. Par ailleurs, la gestion de la fin de vie des plastiques est une autre préoccupation majeure. Différentes méthodes existent aujourd’hui pour transformer la biomasse ou les déchets plastiques. Parmi elles, la pyrolyse, reposant sur la dégradation thermique en l’absence d’oxygène, est une méthode de choix permettant la transformation des matières solides en liquide, pouvant être utilisé comme biocarburants ou comme matière première pour la fabrication de nouveaux plastiques. Cependant, que ce soit à partir du plastique ou de la biomasse, les huiles produites par pyrolyse sont des mélanges organiques très complexes. Ils contiennent de nombreux hétéroéléments et métaux qui compliquent leur caractérisation. Le besoin de connaitre leur composition moléculaire est, pourtant, nécessaire, afin d’adapter les processus de transformation et/ou les traitements ultérieurs que devront subir ces nouvelles charges. La caractérisation à l’échelle moléculaire de mélanges organiques complexes nécessite l’utilisation de spectromètres de masse à ultra-haute résolution tel que le spectromètre de masse à transformée de Fourier par résonance cyclotronique des ions (FTICR). Cet appareil possède les meilleures performances en termes de résolution, gamme dynamique et précision de mesure. Il permet l’attribution sans ambiguïté de formules moléculaires uniques à l’ensemble des composés de l’échantillon. Dans cette optique, ce travail de thèse est basé sur le développement d’outils analytiques utilisant la spectrométrie de masse FTICR pour la caractérisation d’huiles de pyrolyse et de nouvelles sources d’énergie. Les techniques analytiques, anciennement mises en place pour les ressources fossiles, ont été adaptées pour appréhender ces nouvelles problématiques. Cela a nécessité l’évaluation de la sélectivité des différentes sources d’ionisation à pression atmosphérique (ESI, APPI et APCI) et la source à désorption et ionisation laser (LDI), et la mise en place de couplage en ligne avec la chromatographie permettant la séparation en familles moléculaires et l’obtention d’informations supplémentaires. Les représentations graphiques telles que les diagrammes du nombre d’insaturation (DBE) en fonction du nombre d’atomes de carbones et les diagrammes de van Krevelen ont été utilisé afin de mettre en avant les informations d’intérêt obtenues sur la composition moléculaire des huiles. L’ensemble de ce travail de thèse a permis d’augmenter la connaissance moléculaire de ces nouvelles charges, assurant ainsi l’évaluation et l’adaptation des procédés de valorisation.
Abstract
The energy transition includes the promotion of renewable energies such as those derived from biomass. Another important issue is the end-of-life of plastics management. Several methods are now available to convert biomass or plastic waste. Among them, pyrolysis, based on thermal degradation in the absence of oxygen, is the method of choice for converting solids into liquids that can be used as biofuels or as feedstocks to produce new plastics. However, the oils produced by pyrolysis, whether from plastics or biomass, are highly complex organic mixtures. They contain many heteroelements and metals, which make them difficult to characterize. However, the knowledge of their molecular composition is required to adapt the pyrolysis processes and/or subsequent treatments that these new feedstocks will have to undergo. Molecular-scale characterization of complex organic mixtures requires the use of ultra-high resolution mass spectrometers such as the Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance (FTICR) mass spectrometers. This instrument offers the best performance in terms of resolution, dynamic range, and mass accuracy. It allows unique molecular formulas to be unambiguously assigned to all compounds in the sample. This work is, therefore, based on the development of analytical tools using FTICR mass spectrometry for the characterization of pyrolysis oils and new energy sources. To address these new issues, analytical techniques previously used for fossil fuels have been adapted. The selectivity of the different atmospheric pressure ionization sources (ESI, APPI, and APCI) and the laser desorption and ionization (LDI) source were evaluated and online coupling with chromatography was established to separate into molecular families and provide additional information. Graphical representations such as double bond equivalent (DBE) versus carbon number and van Krevelen plots were used to highlight interesting information obtained about the molecular composition of the oils. This work has increased our molecular knowledge of these new feedstocks, enabling us to evaluate and adapt recovery processes.
Οptimisatiοn de la séparatiοn et la détectiοn de mοlécules οrganiques par chrοmatοgraphie en phase gazeuse basée sur les technοlοgies ΜEΜS pοur l'explοratiοn in situ d'envirοnnements planétaires et l'exοbiοlοgie.
Doctorant·e
PHILIPPART Arnaud
Direction de thèse
CARDINAEL PASCAL (Directeur·trice de thèse)
SZOPA CYRIL (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
12/01/2024 à 09:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie, Bâtiment IRCOF, amphithéâtre POIRIER 76821 Mont Saint Aignan
La chromatographie en phase gazeuse (CPG) est utilisée pour l’exploration spatiale depuis 1975. Elle permet la détection et l’identification des molécules organiques présentes dans des milieux extraterrestres tels que les atmosphères et les sols des planètes. Les instruments de CPG embarqués dans les sondes spatiales permettant ces analyses sont munis de colonnes majoritairement capillaires foncièrement similaires aux colonnes conventionnelles utilisées couramment en laboratoire. Cependant, l’ambition d’explorer des environnements de plus en plus lointains et/ou d’embarquer une quantité d’appareillage plus importante et/ou de réduire les consommations énergétiques, nécessite de réduire la taille et la masse des appareils embarqués. La miniaturisation d’un système de CPG pour l’exploration spatiale a donc été entrepris dans un projet incluant la coopération de plusieurs laboratoires spécialisés dans les domaines scientifiques nécessaires à l’élaboration de ce dispositif de CPG miniaturisé.
Les travaux de cette thèse ont eu pour but la fonctionnalisation chimique et de dépôt de phase stationnaire (PS) au sein de micro-colonnes et de débuter l’adaptation de ces dernières aux contraintes de l’exploration spatiale. Les micro-colonnes en question ont été fabriquées grâce aux technologies MEMS. Le canal faisant office de colonne est long de 5 mètres avec une section interne carrée de 120 x 120 µm. La micro-colonne est en silicium avec un capot en verre.
Dans un premier temps, la méthode de dépôt statique a été adaptée aux micro-colonnes étudiées pour des dépôts de polydiméthylsiloxane (PDMS). Il a été montré qu’une vitesse de dépôt du film de PS relativement lente permettait d’améliorer l’homogénéité de ce dernier. Des films de PDMS d’épaisseurs différentes (34 à 270 nm) ont été déposés avec succès. La reproductibilité de la méthode a été démontrée grâce à la préparation 3 micro-colonnes dont les performances observées ont été comparables. La stabilité du film de PDMS au sein des micro-colonnes dans le temps a été étudiée et une perte d’efficacité au cours des 5 premiers mois (35 %) puis un plateau sur les 3 mois suivants ont été observés.
La deuxième partie de ces travaux a été focalisée sur l’application de traitement physico-chimiques dans le but d’améliorer les dépôts de PDMS au sein des micro-colonnes. Une méthode de désactivation à 100 °C adaptée aux micro-colonnes a été mise en place et une étape de lixiviation a été réalisée sur une micro-colonne et a permis un gain d’efficacité conséquent (20 %). Enfin, la présence d’une couche de TiO2 sur la surface des canaux en silicium a permis d’obtenir une micro-colonne de PMDS plus rétentive pour tous les composés testés et l’efficacité sur pics des composés les moins polaires a été augmentée.
Pour finir, l’adaptation des micro-colonnes pour l’exploration spatiale a débutée. Deux micro-colonnes contenant des PS similaires à celles présentes sur curiosity ont été préparées. Les performances, bien que logiquement inférieures à celles des colonnes conventionnelles, sont suffisantes pour des applications simples telles que l’analyse d’hydrocarbures ou de molécules peu polaires. Le procédé sol-gel permettant d’augmenter la stabilité de la PS a été expérimenté sur ces micro-colonnes mais la faible température de maturation de ces dernières de 150 °C n’a pas permis le greffage de ces phases réticulées sur la surface. En effet, les tests de cyclages thermiques en conditions de vol spatial ont considérablement détérioré les phases préparées par la méthode sol-gel tandis que les dépôts classiques de PDMS et de polyéthylèneglycol ont été moins affectés. Enfin, des tests chromatographiques réalisés avec plusieurs configurations de colonnes (section circulaire ou carrée, serpentin etc.) a montré que la section carrée des canaux et la configuration en serpentin étaient les principaux éléments responsables de l’élargissement des pics, en comparaison avec un tube capillaire classique.
Abstract
Gas chromatography (GC) is already used for space exploration since 1975. This technique allows the detection and the identification of organic molecules which can be found in extra-terrestrial environments such as planetary atmospheres and soils. The GC systems embedded in the space probes allowing these analyzes are equipped with mainly capillary columns fundamentally similar to the conventional columns commonly used in laboratory. Meanwhile, the ambition to explore more and more distant environment, to travel with more material and to reduce the energy consumption, requires to reduce the size and the mass of the embedded devices such as the chromatography devices.
Thus, a project consisting of the miniaturization of a GC device for space exploration has started. This project includes the cooperation of several laboratories each specialized in a scientific field necessary for the development of this miniaturized GC system.
This work aimed to achieve chemical functionalization and stationary phase (SP) coating on microchips and to start their adaptation for space exploration constraints. Microchips were manufactured using MEMS technologies and are composed of silicon with a glass cover. The channel composing the column is 5 meters long with a square internal section of 120 x 120 µm.
First, the static coating method was adapted and optimized for the microchips studied and for the coating of polydimethylsiloxane (PDMS). It has been shown that a slow SP coating rate allowed to improve the homogeneity of the SP film. Different PDMS film thicknesses (34 to 270 nm) were successfully coated. The reproducibility of the method was demonstrated thanks to the preparation of 3 identical microchips whose chromatographic performances were similar and hopeful. The stability of the PDMS film coated inside a microchip decreased significantly during the first 5 months (35%) and stabilized over the next 3 months.
The second part of this work focused on the application of physicochemical treatments in order to improve the PDMS coating on microchips. A deactivation method working at 100°C and adapted to microchips was implemented and its effectiveness, although logically lower than the usual deactivations carried out around 300°C, was demonstrated. In addition, a leaching step was carried out on a microchip giving a significant gain of efficiency (20%). Finally, the presence of a TiO2 layer on the silicon inner wall gave a PDMS microchip that was more retentive for all the compounds tested and also the less polar compound peaks were more efficient.
Finally, the microchip adaptation for space exploration has started. Two micro-columns containing similar SP to those used on the curiosity rover were prepared. Performances, although logically lower than those of conventional columns, are sufficient for simple applications such as the analysis of hydrocarbons or low-polar compounds. The sol-gel process which role is to increase the SP stability was experimented on these microchips but the too low maturation temperature of 150 °C did not allow to graft these crosslinked SP on the surface. Indeed, thermal cycling tests carried out under space travel conditions considerably deteriorated the SP prepared by the sol-gel process while the classic PDMS and polyethylene glycol films were less affected. Finally, chromatographic tests carried out on a set of several column configurations (circular or square section, serpentine etc.) showed that the square section of the channels and the serpentine configuration were the main elements responsible for the peak broadening, in comparison with a classic capillary tube.
Catalyse synergique οr/silicium par activatiοn d’οrganοsilanes et d’hydrοsilanes au mοyen de cοmplexes d’Au(Ι) : dévelοppements et applicatiοns
Doctorant·e
PASCARETTI Mathieu
Direction de thèse
DALLA VINCENT (Directeur·trice de thèse)
PALE PATRICK (Co-directeur·trice de thèse)
TAILLIER CATHERINE (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
12/01/2024 à 10:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre Augustin Normand, bâtiment UFR sciences et techniques
Rapporteurs de la thèse
SIMONNEAU ANTOINE Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
THIBAUDEAU SEBASTIEN UNIVERSITE POITIERS
Membres du jurys
BERIONNI GUILLAUME,
,
UNIVERSITE DE NAMUR
DALLA VINCENT,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
PALE PATRICK,
,
Université de Strasbourg
SIMONNEAU ANTOINE,
,
Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
TAILLIER CATHERINE,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
THIBAUDEAU SEBASTIEN,
,
UNIVERSITE POITIERS
WEIBEL JEAN-MARC,
,
UNIVERSITE STRASBOURG 1 LOUIS PASTEUR
Résumé
Depuis le début des années 2000, la catalyse à l'or s'est particulièrement développée en chimie organique, offrant de nouvelles méthodes de synthèse très efficaces, généralement dans des conditions très douces. Ces avancées ont également conduit à une utilisation abondante en glycoscience, mais malgré d'importantes percées, l'application de la catalyse à l'or en glycochimie est typiquement limitée aux modes conventionnels d'activation des donneurs de sucres, dans lesquels le complexe d'or reste strictement confiné au rôle d'un acide σ- ou π-Lewis. Les travaux de recherche présentés au travers de ce manuscrit tendent à introduire un nouveau paradigme dans les réactions de glycosylation catalysées par l'or, en développant des réactions d'alcynylations catalytiques dans lesquelles le complexe d'or devrait surmonter les difficultés intrinsèques de ces couplages en contribuant à l'activation simultanée du donneur de sucre et de l'aglycone alcyne, sur la base d'une stratégie originale de catalyse synergique or/silicium. La combinaison idéale de catalyseur à l'or et de contre-ion a été recherchée (L et X) pour atteindre une réactivité catalytique et un contrôle stéréochimique optimums à la fois pour la réaction d’alcynylation de glycosides saturés simple mais aussi pour l’alcynylation de glycals. La découverte d’un impact important d’un contre-ion du complexe d’Au(I) jusque-là encore inexploité en catalyse synergique or/silicium associée à une phosphine fortement désactivante a permis d’étendre le champ d’application de la catalyse synergique or/silicium au-delà de l’alcynylation des glycosides.
Abstract
Since the early 2000s, gold catalysis has developed particularly well in organic chemistry, offering new highly efficient synthetic methods, generally under very mild conditions. These advances have also led to abundant use in glycoscience, but despite important breakthroughs, the application of gold catalysis in glycochemistry is typically limited to conventional modes of sugar donor activation, in which the gold complex remains strictly confined to the role of a σ- or π-Lewis acid. The research work presented through this manuscript tends to introduce a new paradigm in gold-catalysed glycosylation reactions, by developing catalytic alkynylation reactions in which the gold complex should overcome the intrinsic difficulties of these couplings by contributing to the simultaneous activation of the sugar donor and the alkyne aglycone, based on an original gold/silicon synergistic catalysis strategy. The ideal combination of gold catalyst and counterion was sought (L and X) to achieve optimum catalytic reactivity and stereochemical control both for the alkynylation reaction of simple saturated glycosides and for the alkynylation of glycals. The discovery of a major impact of a hitherto unexploited Au(I) complex counterion in synergistic gold/silicon catalysis associated with a strongly deactivating phosphine has made it possible to extend the field of application of synergistic gold/silicon catalysis beyond the alkynylation of glycosides.
Les zéolites sont des matériaux poreux cristallins uniformesformés d'unités TO4 partageant un sommet (T = Si, Al, Ge, etc.). Ils sont préparés sous des conditions hydrothermales, en mélangeant un agent directeur de structure (SDA) approprié avec un gel contenant des composants inorganiques tels que la silice, l'alumine ou le germanium. À un pH et une température spécifiques, le SDA induit la nucléation et la croissance cristalline pour obtenir des zéolites de taille, de forme et de dimension spécifiques. Les zéolites à pores de taille extra-large avec une ouverture de pore supérieure à 0,75 nm suscitent un intérêt croissant de la part des chercheurs en raison de leur activité prometteuse dans le traitement de molécules plus volumineuses, de l'amélioration de la vitesse de diffusion, de la prolongation de la durée de vie du catalyseur et du changement de la sélectivité du produit.
Notre objectif est de préparer des SDA avec des substitutions alkyliques différentes en suivant une approche d'expansion de taille, en synthétisant des sels d'ammonium contenant une ou deux entités alcyne. De plus, des sels d'ammonium à base d'imidazole, d'hexaméthylénétanétramine et de composés de 4-phénylpyrridine - ainsi que des voies de synthèse pour la préparation de sels d'ammonium à base de [2.2] paracyclophane en utilisant la réaction de King ont été explorées. En outre, des sels organiques à base de phosphore ont été synthétisés. La préparation, la purification et les premiers résultats de leur utilisation comme SDA dans la synthèse des zéolites seront présentés dans cette thèse.
Abstract
Zeolites are uniformly crystalline porous materials formed of a vertex sharing TO4 units (T= Si, Al, Ge, etc.). They are prepared under hydrothermal conditions, by mixing a suitable structure directing agent (SDA) with a gel containing inorganic components such as silica, alumina or germanium. At specific pH and temperature, the SDA induces nucleation, seed formation and crystal growth to obtain zeolites with specific size, shape and dimension. Extra-large pore size zeolites with pore aperture larger than 0.75 nm aroused increasing interest from researchers due to their promising activity in processing bulkier molecules, improving diffusion rate, prolonging the catalyst lifetime and changing product selectivity. Our goal is to prepare SDA’s having different alkyl substituents following size expansion approach, by synthesizing ammonium salts containing either one or two alkyne moieties. Furthermore, ammonium salts based on imidazole, hexamethyl-enetetramine and 4-phenylpyridine compounds – as well as synthetic paths for the preparation of [2.2] paracyclophane based ammonium salts using King’s reaction were explored. Additionally, organic salts based on phosphorous were synthesized. Preparation, purification and preliminary results of their use as SDAs in zeolite synthesis will be shown in this thesis.
Μise au pοint de biοpiles micrοbiennes
Doctorant·e
VOTAT Sebastien
Direction de thèse
LEBRUN LAURENT (Directeur·trice de thèse)
PONTIE MAXIME (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
20/12/2023 à 10:00
Lieu de la soutenance
Amphi CURIB
Rapporteurs de la thèse
INNOCENT CHRISTOPHE Université de Montpellier
LINOSSIER ISABELLE Ensi Bretagne Sud Vannes Universite Bretagne Sud
Membres du jurys
INNOCENT CHRISTOPHE,
,
Université de Montpellier
JOUENNE THIERRY,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
LEBRUN LAURENT,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
LINOSSIER ISABELLE,
,
Ensi Bretagne Sud Vannes Universite Bretagne Sud
PELLERIN STEPHANIE,
,
PONTIE MAXIME,
,
Université d'Angers
Résumé
L’objectif de ce travail a été d’utiliser les capacités qu’ont les champignons filamenteux pour dégrader les molécules organiques aromatiques par des réactions redox enzymatiques et les immobiliser dans une pile pour générer un courant électrique. Nous avons ainsi conçu une pile microbienne (MFC) qui utilisait le champignon Trichoderma harzianum pour éliminer le bleu de méthylène (MB) et le cristal violet (VC), qui sont deux colorants aromatiques nocifs pour l’environnement et la santé. Les électrodes employées (KIP et CSV) provenaient de la société Dacarb - France et étaient constituées de tissu de carbone. L'anode de notre MFC était revêtue d'un biofilm de T. harzianum. Nos expériences ont montré à la fois une influence de l’anode et du type de colorant testé. Par exemple, le bleu de méthylène (BM) a été éliminé beaucoup plus rapidement et complètement que le cristal violet (VC), ce qui pourrait être dû à sa structure chimique plus simple. Néanmoins, nous avons constaté que la MFC génère plus d'électricité avec VC en raison d'une libération d'électrons plus importante pendant sa dégradation. Les électrodes ont aussi une influence sur la puissance produite. Elle était toujours plus forte avec KIP, du fait de sa structure plus dense et plus épaisse, ainsi que son caractère hydrophobe plus marqué à l’égard du caractère lui-même hydrophobe de T. harzianum : pour VC, elle atteignait 229,6 W m-3 avec KIP et seulement 0,6 W m-3 pour CSV, et pour MB, elle était de 70 W m-3 avec KIP et de 39 W m-3 avec CSV. Une pré-saturation de l’anode en colorant a permis d’éliminer un phénomène de sorption et a montré une puissance électrique produite plus importante. Des expériences en faisant débiter la MFC ont permis d’augmenter la puissance produite avec MB. Pour optimiser les MFC, des modifications des membranes échangeuse de protons (PEM) ont été faites avec un revêtement de polydopamine seule (« Polydopamine ») ou associée à des particules d’argent et de cuivre à deux concentrations différentes (« Ag 0.35 », « Ag 0.035 », « Cu 0.35 », « Cu 0.035 »), afin de donner aux PEM des propriétés antifouling. Des observations MEB ont confirmé la présence d’argent, tandis que l’EDX a été nécessaire pour prouver la présence de cuivre. L’AFM a montré que le cuivre formait une couche plus fine et dense que l’argent. Des mesures d’angle de contact ont montré le caractère hydrophile de la polydopamine et hydrophobe des particules métalliques. Les mesures de diffusion protonique ont montré que la polydopamine facilitait le transfert de protons, tandis que les particules métalliques le rendaient plus difficile, avec un effet plus marqué pour le cuivre en raison de sa couche plus dense sur les PEM. Ces résultats ont suggéré que les PEM « Polydopamine » et « Ag 0.035 » étaient les moins impactées par le traitement de surface. Les mesures de diamètre d’inhibition ont révélé que le revêtement « Cu 0.35 » semblait le plus efficace pour inhiber la croissance de T. harzianum. Les PEM « Cu 0.035 » et « Ag 0.35 » semblaient offrir un équilibre favorable entre conduction protonique et propriétés antifouling pour notre MFC. La PEM « Cu 0.035 » a été choisie, afin de vérifier les hypothèses à propos de l’effet antimicrobien du cuivre. Elle a montré une élimination efficace de MB (80 %) et plus rapide par rapport à une MFC à PEM non modifiée. Ceci a été expliqué par l’apport du cuivre qui a probablement stimulé l’activité de l’enzyme laccase. Les MFC ont fonctionné pendant 4 cycles successifs. L’élimination du MB au cours des cycles est restée efficace mais de plus en plus lente pour la MFC à PEM non modifiée, contrairement à celle contenant la PEM « Cu 0.035 ». De plus, la puissance des deux MFC a fortement diminué, à cause de la formation d’un biofilm sur la PEM. La PEM « Cu 0.035 » n’a donc pas été efficace contre le biofouling. Une expérience de MFC avec la PEM « Ag 0.35 » a montré l’absence de fouling, ouvrant une perspective intéressante.
Abstract
The aim of this work was to utilize the capabilities of filamentous fungi to degrade aromatic organic molecules through enzymatic redox reactions and to immobilize them in a cell to generate electric current. We designed a microbial fuel cell (MFC) that used the fungus Trichoderma harzianum to eliminate methylene blue (MB) and violet crystal (VC), which are two aromatic dyes harmful to both the environment and health. The electrodes used (KIP and CSV) were provided by Dacarb - France and were made of carbon fabric. The anode of our MFC was coated with a biofilm of T. harzianum. Our experiments showed both an influence of the anode and the type of dye tested. For example, MB was eliminated much more quickly and completely than VC, which may be due to its simpler chemical structure. Nevertheless, we found that the MFC generated more electricity with VC due to a greater release of electrons during its degradation. The electrodes also had an impact on the power output. It was always higher with KIP, due to its denser and thicker structure, as well as its more pronounced hydrophobic character compared to the inherently hydrophobic nature of T. harzianum: for VC, it reached 229.6 W m-3 with KIP and only 0.6 W m-3 for CSV, and for MB, it was 70 W m-3 with KIP and 39 W m-3 with CSV. Pre-saturating the anode with dye eliminated a sorption phenomenon and showed a higher electrical power output. Experiments by running the MFC increased the power output with MB. To optimize the MFC, modifications of the proton exchange membranes (PEM) were made with a coating of polydopamine only ("Polydopamine") or combined with silver and copper particles at two different concentrations ("Ag 0.35", "Ag 0.035", "Cu 0.35", "Cu 0.035"), to give the PEM antifouling properties. SEM observations confirmed the presence of silver, while EDX was necessary to prove the presence of copper. AFM showed that copper formed a thinner and denser layer than silver. Contact angle measurements revealed the hydrophilic nature of polydopamine and hydrophobic nature of the metallic particles. Proton diffusion measurements showed that polydopamine facilitated proton transfer, while the metallic particles made it more difficult, with a more pronounced effect for copper due to its denser layer on the PEM. These results suggested that the "Polydopamine" and "Ag 0.035" PEM were the least impacted by surface treatment. Diameter of inhibition measurements revealed that the "Cu 0.35" coating seemed the most effective in inhibiting the growth of T. harzianum. The "Cu 0.035" and "Ag 0.35" PEM appeared to offer a favorable balance between proton conduction and antifouling properties for our MFC. The "Cu 0.035" PEM was chosen to verify hypotheses about the antimicrobial effect of copper. It showed effective and faster elimination of MB (80%) compared to an unmodified PEM MFC. This was explained by the contribution of copper, which likely stimulated the activity of the laccase enzyme. The MFCs operated for four successive cycles. The elimination of MB during the cycles remained effective but increasingly slower for the MFC with the unmodified PEM, unlike the one containing the "Cu 0.035" PEM. Moreover, the power of both MFCs decreased significantly due to the formation of a biofilm on the PEM. The "Cu 0.035" PEM was therefore not effective against biofouling. An MFC experiment with the "Ag 0.35" PEM showed the absence of fouling, opening an interesting perspective.
LECAMP LAURENCE (Directeur·trice de thèse)
DESILLES NICOLAS (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/12/2023 à 09:30
Lieu de la soutenance
INSA Rouen Normandie
Rapporteurs de la thèse
JOLY-DUHAMEL CHRISTINE Ecole nationale supérieure de chimie de Montpellier
RENARD ESTELLE UNIVERSITE PARIS 12 VAL DE MARNE
Membres du jurys
COUVERCELLE JEAN PIERRE,
,
Universite de Bourgogne
DESILLES NICOLAS,
,
INSA de Rouen Normandie
JOLY-DUHAMEL CHRISTINE,
,
Ecole nationale supérieure de chimie de Montpellier
LECAMP LAURENCE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
RENARD ESTELLE,
,
UNIVERSITE PARIS 12 VAL DE MARNE
Résumé
Les résines polyester insaturé (UPs) sont utilisées sous forme de revêtements pour le bois et le métal dans de nombreux domaines (industrie automobile, bâtiment et aéronautique). Industriellement, leur synthèse et leur réticulation font intervenir de nombreux composés qui sont non seulement très controversés (bisphénol A), voire toxiques (styrène), mais également pétrosourcés. Ces travaux ont pour objectif de proposer une alternative plus durable aux résines UP actuelles. Ils ont permis de synthétiser deux prépolymères polyester insaturé biosourcés de structures différentes à partir de l’acide pyridine dicarboxylique et de dérivés aliphatiques insaturés à 4 ou 18 atomes de carbone, puis de les réticuler par voie thiol-ène sous rayonnement UV pendant 1h à 30°C en présence de 0,1 équivalent (thiol/ène) de 7-mercapto-4-méthyl coumarine. Le premier prépolymère, de ("M" _"n" ) ̅ = 7500 g/mol, solide à température ambiante (Tg = 48°C), a conduit à des revêtements présentant une grande dureté (dureté König 245,5 ± 0,8 s). Le second prépolymère, de ("M" _"n" ) ̅ = 1700 g/mol, liquide à température ambiante, a quant à lui permis d’élaborer des revêtements relativement mous (dureté König : 14,8 ± 0,8 s, Tg = – 40°C).
Abstract
Unsaturated polyester resins (UPs) are used as coatings for wood and metal in a wide range of sectors, including automotive, construction and aerospace industries. Industrially, their synthesis and cross-linking involve numerous compounds that are currently not only highly controversial (bisphenol A) or even toxic (styrene), but also petroleum-based. These works aimed to propose a more sustainable alternative to the current UP resins. Thus, two biobased unsaturated polyester prepolymers with different structures were synthesized from pyridine dicarboxylic acid and unsaturated aliphatic derivatives with 4 or 18 carbon atoms. Then, they were crosslinked by thiol-ene reaction under UV radiation for 1 hour at 30°C in the presence of 0.1 equivalent (thiol/ene) of 7-mercapto-4-methyl coumarin. The first prepolymer, with ("M" _"n" ) ̅ = 7500 g/mol, solid at room temperature (Tg = 48°C), allowed to obtain very hard coatings (König hardness 245.5 ± 0.8 s). The second prepolymer, with ("M" _"n" ) ̅ = 1700 g/mol, produced relatively soft coatings (König hardness: 14.8 ± 0.8 s, Tg = - 40°C).
Caractérisatiοn du système BAC : vers l'hypοthèse d'un système Ρsp οriginal chez Ρseudοmοnas aeruginοsa.
Doctorant·e
WALLART Lisa
Direction de thèse
COSETTE PASCAL (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
19/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre Batiment Curib, Campus Science de Mont-Saint-Aignan
Rapporteurs de la thèse
CARAPITO CHRISTINE Université de Strasbourg
VILAIN SEBASTIEN ENSC - Ecole Nation. Sup. de Cognitique
Membres du jurys
BROUTIN ISABELLE,
,
Université Paris Cité
CARAPITO CHRISTINE,
,
Université de Strasbourg
COSETTE PASCAL,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
JOUENNE THIERRY,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
LAURENCY SYLVIE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
VILAIN SEBASTIEN,
,
ENSC - Ecole Nation. Sup. de Cognitique
Résumé
L’émergence et la propagation des bactéries multirésistantes aux antibiotiques est devenue une problématique majeure de santé publique. En particulier, P. aeruginosa fait partie des pathogènes opportunistes humains pour lesquels il devient urgent de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. P. aeruginosa est un germe qui cible préférentiellement les individus dont le système immunitaire est affaibli. Ainsi, les patients atteints de mucoviscidose, d’un cancer, du SIDA, ou hospitalisés sur une longue durée sont des sujets à haut risque d’infection à P. aeruginosa. Chez ces patients, ces infections sont associées à une forte morbidité et mortalité, en raison de la persistance et de la résistance des bactéries colonisant les tissus de l’hôte sous forme de biofilms.
Mes travaux de thèse s’inscrivent dans l’objectif de découvrir de nouvelles cibles pour le design de futurs traitements novateurs. Je décris dans ce manuscrit les derniers éléments de caractérisation du système BAC (pour « Biofilm Associated Cluster »), qui nous permettent de l’envisager comme un système Psp original. Ce système est ainsi constitué de 6 protéines codées par l’opéron bacABCDEF. L’expression de cet opéron se ferait en réponse à des stimuli et serait sous la dépendance du facteur sigma σ54 et du système à deux composants Gac/Rsm. La structure de BacA (protéine présentant un domaine DUF2170), nouvellement élucidée, est homologue à celle de protéines chaperonnes du SST3 suggérant que BacA serait impliquée dans la régulation de l’expression de bacABCDEF. La protéine BacB est quant à elle un homologue structural des protéines PspA et Vipp1 supposant que le système BAC serait impliqué dans la protection membranaire sous l’action d’un stress extra-cytoplasmique encore inconnu. La protéine BacD semble être une flotilline, protéine « échafaudage » connue pour résider dans les microdomaines fonctionnels, aussi appelés lipid rafts.
Abstract
The emergence and spread of bacteria that are multi-resistant to antibiotics has become a real public health concern. In particular, P. aeruginosa is one of the major human opportunistic pathogens for which it is urgent to develop new therapeutic strategies. P. aeruginosa is a microorganism that preferentially targets immuno-compromised individuals. Thus, patients suffering from cystic fibrosis, cancer, AIDS, or hospitalized for a long period are subjects at high risk of P. aeruginosa infection. In these patients, these infections are associated with high morbidity and mortality, due to the persistence and resistance of bacteria colonizing host tissues most often within biofilms.
My thesis work is part of the objective of discovering new targets for the design of future innovative treatments. In this manuscript I describe the latest elements of characterization of the BAC system (for “Biofilm Associated Cluster”), which allow us to consider it as an original Psp system. This system is thus made up of 6 proteins encoded by the bacABCDEF operon. The expression of this operon would occur in response to stimuli and would be dependent on the sigma factor σ54 and the Gac/Rsm two-components system. The structure of BacA (protein presenting a DUF2170 domain), newly elucidated, is homologous to that of T3SS chaperone proteins suggesting that BacA is involved in the regulation of bacABCDEF expression. The BacB protein is a structural homolog of the PspA and Vipp1 proteins, suggesting that the BAC system is involved in membrane protection under the action of a yet unknown extra-cytoplasmic stress. The BacD protein appears to be a flotillin, a “scaffolding” protein known to reside in functional membrane microdomains, also called lipid rafts.
Cοnceptiοn assistée par οrdinateur d'inhibiteurs de ΧΙAΡ
Doctorant·e
FARAG Marc
Direction de thèse
DE OLIVEIRA SANTOS Jana (Directeur·trice de thèse)
VOISIN-CHIRET Anne-Sophie (Co-directeur·trice de thèse)
KIEFFER Charline (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
19/12/2023 à 09:30
Lieu de la soutenance
Bâtiment de sciences pharmaceutiques
Rapporteurs de la thèse
MONTES MATTHIEU Conservatoire Nal des Arts et Métiers
MOROY GAUTIER Maître de conférences HDR UNIVERSITE PARIS 7 PARIS DIDEROT
Membres du jurys
DE OLIVEIRA SANTOS Jana,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
DIHARCE JULIEN,
Maître de conférences,
Université Paris Cité
KIEFFER Charline,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
MONTES MATTHIEU,
,
Conservatoire Nal des Arts et Métiers
MOROY GAUTIER,
Maître de conférences HDR,
UNIVERSITE PARIS 7 PARIS DIDEROT
VOISIN-CHIRET Anne-Sophie,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
Depuis leur découverte, les interactions protéine-protéine (IPPs) sont au centre de nombreux processus biologiques. Ces IPPs peuvent ainsi être la cible de médicaments, soit en mimant une interaction défectueuse ou en inhibant une interaction inadéquate. Parmi les IPPs les plus impliquées dans les pathologies, on trouve les protéines inhibitrices de l’apoptose (IAPs) Ces membres sont considérés comme des régulateurs-clés de la mort cellulaire programmée et au sein des voies de signalisation de la cellule, XIAP, membre de la famille des IAPs est parmi les protéines les plus ciblées actuellement. Son implication dans les cancers et les maladies inflammatoires rares en fait une cible thérapeutique de choix. Les données récentes de la littérature ont soulevé l’importance de la conception de perturbateurs sélectifs de cette protéine pour écarter les effets indésirables graves. De ce fait, il est indispensable de bien connaître les éléments structuraux essentiels associés aux différents domaines de cette protéine, qui la distinguent des autres membres similaires de la famille IAP. Il est également essentiel de connaitre les mécanismes d’interaction dans lesquels XIAP est engagée avec ses partenaires. Les outils de CADD, notamment l’approche Structure Based Drug Design, ainsi que les techniques d’évaluation expérimentale utilisant l’anisotropie de fluorescence (FPA) ou la technologie AlphaScreen® ont été mises en œuvre dans le cadre de ce travail de thèse. Les résultats de ces travaux in silico et in vitro ont conduit à proposer la conception rationnelle de petites molécules sélectives potentiellement perturbateurs des IPPs médiées par XIAP.
Abstract
Since their discovery, protein-protein interactions (PPIs) have been at the heart of many biological processes. These PPIs can be drug targets, either by mimicking a defective interaction or by inhibiting an inadequate interaction. Among the most implicated PPIs in pathologies, we found the Inhibitor Apoptosis Proteins (AAPs). These members are considered as key regulators of programmed cell death and, within the cell signalling pathways, XIAP, a member of the IAP family, is one of the most targeted proteins actually. Its involvement in cancers and rare inflammatory diseases makes it a therapeutic target of choice. Recent data in the literature have highlighted the importance of designing selective disruptors for this protein in order to avoid serious adverse effects. For this reason, it is essential to know the essential structural elements associated with the different domains of this protein, which distinguish it from other similar members of the IAP family. It is also essential to know the interaction mechanisms in which XIAP is involved with its partners. CADD tools, in particular the Structure-based drug design approach, as well as experimental evaluation techniques using fluorescence anisotropy (FPA) or AlphaScreen® technology were used as part of this thesis work. The results of in silico and in vitro work led to rational design proposals of selective small molecules that could potentially disrupt XIAP-mediated PPIs.
Νew develοpment in Electrοchemistry - Τοward new methοds fοr the functiοnalizatiοn οf electrοn-rich οlefins
Doctorant·e
LUAN SHINAN
Direction de thèse
POISSON Thomas (Directeur·trice de thèse)
CASTANHEIRO THOMAS (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
15/12/2023 à 10:00
Lieu de la soutenance
IRCOF
Amphithéâtre Poirier
1 rue Tesnière
76821 Mont Saint-Aignan
France
Rapporteurs de la thèse
LECLERC ERIC Université Montpellier
VINCENT GUILLAUME Université Paris Saclay
Membres du jurys
CASTANHEIRO THOMAS,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GOSMINI CORINNE,
,
École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris
JUBAULT PHILIPPE,
,
INSA de Rouen Normandie
LECLERC ERIC,
,
Université Montpellier
POISSON Thomas,
,
INSA de Rouen Normandie
VINCENT GUILLAUME,
,
Université Paris Saclay
Résumé
L'électrochimie est considérée comme un outil synthétique puissant et respectueux de l’environnement pour la synthèse de molécules organiques, car elle est la méthode la plus efficace pour générer des intermédiaires hautement réactifs via une oxydation ou une réduction en utilisant simplement des électrons comme réactifs principaux. En raison des propriétés uniques du groupe difluorométhyl (CF2H), ce motif a trouvé de nombreuses applications dans les domaines de l’industrie pharmaceutique et agrochimique. Ainsi, l'introduction du groupe CF2H dans les molécules organiques suscite un intérêt considérable. Cette thèse décrit nos recherches visant à développer de nouvelles méthodes électrochimiques pour la synthèse de composés contenant le groupe CF2H par génération anodique du radical CF2H. De plus, compte tenu de l'utilité grandissante des composés organohalogénés en synthèse organique mais aussi dans l’industrie pharmaceutique, le développement de stratégies efficaces et peu couteuses pour leur synthèse revêt une importance significative. Ce manuscrit décrit également notre travail sur le développement de nouvelles méthodes électrochimiques d'halogénation d’alcènes via la génération de radicaux d'halogène ou d'espèces d'halonium par une oxydation anodique. Ces méthodes sans précédent ont été appliquées avec succès à divers dérivés du styrène et d'énamides, produisant des produits contenant le motif CF2H ou des halogènes avec de bons à d’excellents rendements, sans nécessiter l'utilisation de métaux, de catalyseurs ou d'oxydants chimiques.
Abstract
Electrochemistry have been considered as a powerful and sustainable methodology for the synthesis of organic molecules, as it is the most cost-effective method to add or remove electrons in terms of redox chemistry. Due to the unique properties of difluoromethyl (CF2H) group, this moiety has found widespread application in the design of pharmaceuticals and agrochemicals. Thus the introduction of CF2H group into organic molecules has sparked considerable interest. This thesis described our investigations aimed at developing novel electrochemical methods for the synthesis of CF2H-containing compounds through anodic generation of CF2H radical. Moreover, considering the versatile utility of organohalogen compounds, the development of practical and efficient strategies for their synthesis is of significant importance. This manuscript also described our work on the new electrochemical methods for the halogenation of alkenes, through anodic generation of halogen radical or halonium species. These unprecedented methods have been effectively applied to a variety of styrene derivatives and enamides, giving the CF2H- or halogen-containing products in good to excellent yields, without the use of metals, catalyst or chemical oxidants.
Valοrisatiοn de l'acide lévulinique par micrοfluidique : apprοches théοriques et expérimentales.
Doctorant·e
CORDIER Alexandre
Direction de thèse
LEGROS JULIEN (Directeur·trice de thèse)
CHAUSSET-BOISSARIE LAETITIA (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
15/12/2023 à 10:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie, CURIB Amphi 015b, place Émile Blondel 76821 Mont Saint Aignan
Rapporteurs de la thèse
GOMEZ CATHERINE CNAM (Paris)
PORTHA JEAN-FRANCOIS Université de Lorraine
Membres du jurys
CHATAIGNER ISABELLE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CHAUSSET-BOISSARIE LAETITIA,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CROUSSE BENOIT,
,
UNIVERSITE PARIS-SACLAY
GOMEZ CATHERINE,
,
CNAM (Paris)
LEGROS JULIEN,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
LEVENEUR SEBASTIEN,
,
INSA de Rouen Normandie
PENHOAT MAËL,
,
UNIVERSITE LILLE 1 SCIENCES ET TECHNOLOGIE
PORTHA JEAN-FRANCOIS,
,
Université de Lorraine
Résumé
Ce travail se focalise sur la réactivité de l’acide lévulinique, une molécule issue de la transformation de la cellulose, avec pour objectif d’intensifier la production d’ester de l’acide lévulinique et d’augmenter son potentiel de valorisation. Ainsi ces travaux de thèse se sont d’abord focalisés sur la fonction carboxylique. Des manipulations ont été réalisées pour comparer les cinétiques de la synthèse biocatalysée du lévulinate de méthyle et de butyle en flux continu. Le choix s’est porté sur le lévulinate de butyle dont la cinétique est plus rapide. Ainsi, la synthèse du lévulinate de butyle à partir de l'estérification de l'acide lévulinique sur Novozym®435, une enzyme immobilisée, a été étudiée en microréacteur à flux miniaturisé, dans des conditions isothermes. Ces travaux ont montré que le modèle classique Ping-Pong, comprenant le mécanisme d'inhibition par le butanol et l'acide lévulinique, peut s'adapter correctement aux concentrations expérimentales et que ce modèle peut raisonnablement prédire la concentration expérimentale en tenant compte de l'effet de la température sur la constante de vitesse.
Par la suite, nous avons étudié la réactivité de la fonction cétone d’esters de l’acide lévulinique à travers l’étude de la sélectivité de la déprotonation. Ces travaux ont pu montrer que la position terminale était majoritairement déprotonée lorsque la température augmentait. L’utilisation de réacteur miniaturisé à flux continu a mis en évidence que la réaction de formation de l’énolate et son piégeage était réalisé en moins de 0.2 secondes. Ce qui place cette réaction dans les réactions ultra-rapides. La méthodologie développée en flux continu a pu être utilisée pour fonctionnaliser le lévulinate de tert-butyle avec divers électrophiles oxophiles et carbophiles.
L’ensemble de ces résultats constituent un point de départ pour l’intensification de la synthèse d’ester de l’acide lévulinique et la synthèse de nouveaux dérivés de l’acide lévulinique. En effet, d’autres modèles cinétiques de la synthèse biocatalysée de lévulinate d’alkyle pourront à l’avenir être développé avec d’autres alcools mais aussi de nouvelles molécules dérivées d’ester de l’acide lévulinique pourront être synthétisées en s’appuyant sur ces travaux reposant sur l’utilisation de réacteur miniaturisé en flux continu.
Abstract
This work focuses on the reactivity of levulinic acid, a molecule derived from cellulose transformation, with the aim of intensifying the production of levulinic acid ester and increasing its valorisation potential. This thesis therefore focused initially on the carboxyl function. Manipulations were carried out to compare the kinetics of biocatalysed synthesis of methyl and butyl levulinate in continuous flow. Butyl levulinate was chosen for its faster kinetics. The synthesis of butyl levulinate from the esterification of levulinic acid on Novozym®435, an immobilised enzyme, was studied in a miniaturised flow microreactor, under isothermal conditions. This work showed that the classical Ping-Pong model, including the mechanism of inhibition by butanol and levulinic acid, can be fitted correctly to experimental concentrations, and that this model can reasonably predict the experimental concentration considering the effect of temperature on the rate constant.
Then we studied the reactivity of the ketone function of levulinic acid esters by investigating the selectivity of deprotonation. This work has shown that deprotonation in the terminal position was in the majority when the temperature increased. The use of a miniaturised continuous flow reactor showed that the enolate formation and trapping reaction was carried out in less than 0.2 seconds. This places this reaction among the ultra-fast reactions. The methodology developed in continuous flow was used to functionalise tert-butyl levulinate with various oxophilic and carbophilic electrophiles.
These results provide a starting point for the intensification of levulinic acid ester synthesis and the synthesis of new levulinic acid derivatives. Indeed, other kinetic models for the biocatalysed synthesis of alkyl levulinate could in future be developed with other alcohols, and new molecules derived from levulinic acid esters could be synthesised based on this work using a miniaturised continuous-flow reactor.
Synthèse de thiοchrοmanes chiraux à partir d’allényl sulfοnes
Doctorant·e
ANANI Lilia
Direction de thèse
PERRIO Stephane (Directeur·trice de thèse)
OUDEYER SYLVAIN (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
15/12/2023 à 09:30
Lieu de la soutenance
Salle des thèses - Bâtiment Sciences 3 - Campus 2 - Université de Caen Normandie - Boulevard Maréchal Juin - 14032 CAEN CEDEX 5
Rapporteurs de la thèse
LANDAIS YANNICK UNIVERSITE BORDEAUX 1 SCIENCES ET TECHNOLOGIE
PIPELIER MURIEL Nantes Université
Membres du jurys
BRIERE JEAN-FRANÇOIS,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
CASTANET ANNE-SOPHIE,
,
UNIVERSITE LE MANS
LANDAIS YANNICK,
,
UNIVERSITE BORDEAUX 1 SCIENCES ET TECHNOLOGIE
OUDEYER SYLVAIN,
Maître de conférences HDR,
Université de Rouen Normandie (URN)
PERRIO Stephane,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
PIPELIER MURIEL,
,
Nantes Université
Résumé
Les travaux présentés dans cette thèse ont pour fil conducteur la synthèse de thiochroman-4-ols hautement fonctionnalisés. La méthodologie que nous avons développée est basée sur une réaction d'annélation (4+2) impliquant des allényl sulfones α-substituées et des thiolates aromatiques substitués en ortho par un groupement céto-ester. Ces réactifs sulfurés, dérivés de thioisatines, sont générés in situ par réduction des disulfures correspondants dans le DMF avec le système rongalite/K2CO3. Le processus est efficace (les rendements sont souvent supérieurs à 70 %) et pratique de mise en œuvre avec des conditions douces et des temps de réaction courts. Une librairie constituée d’une vingtaine d’hétérocycles sulfurés a ainsi été préparée. Un mécanisme réactionnel a été proposé pour interpréter les résultats obtenus. Le protocole a été étendu avec succès à d’autres allènes appauvris en électrons (allénoate, allénone et allényl oxyde de phosphine). Enfin, des aménagements fonctionnels ont été effectuées au travers de la transformation du centre sulfuré des thiochroman-4-ols en sulfone et sulfoximine.
Abstract
This PhD work focuses on the synthesis of highly functionalized thiochroman-4-ols. The methodology developed is based on a (4+2) annulation reaction, involving α-substituted allenyl sulfones and aromatic thiolates substituted in ortho position by a keto-ester group. These sulfur reagents, derived from thioisatins, are generated in situ by reduction of the corresponding disulfides in DMF with the rongalite/K2CO3 system. The process is efficient (yields are often above 70%) and operationally simple with mild conditions and short reaction times. A reaction mechanism was proposed to rationalize the results obtained. The protocol was successfully extended to other electron-deficient allenes (allenoate, allenone and allenyl phosphine oxide). Finally, derivatizations were performed by chemical transformations of the sulfur center of the thiochroman-4-ols into sulfone and sulfoximine functions.
Synthèse et étude spectrοscοpique d'inhibiteurs de tyrοsine kinase phοtοactifs incοrpοrant le mοtif benzοthiadiazοle.
Doctorant·e
ZHENG JEAN-ELIE
Direction de thèse
FRANCK XAVIER (Directeur·trice de thèse)
GALLAVARDIN THIBAULT (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
14/12/2023 à 09:30
Lieu de la soutenance
IRCOF
Amphi Poirier 24 Rue Lucien Tesnière 76130 Mont-Saint-Aignan
Rapporteurs de la thèse
BIZET VINCENT Université de Strasbourg
BOTUHA CANDICE Université de Sorbonne
Membres du jurys
BIZET VINCENT,
,
Université de Strasbourg
BOTUHA CANDICE,
,
Université de Sorbonne
COLLOT VALERIE,
,
Université de Caen Normandie
CRASSOUS JEANNE,
,
Université de Rennes
FRANCK XAVIER,
,
INSA de Rouen Normandie
GALLAVARDIN THIBAULT,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
SUZENET FRANCK,
,
Université d'Orléans
Résumé
Les récepteurs à fonction protéine kinase occupe une place prépondérante dans le domaine de l'oncologie car ceux-ci sont généralement surexprimés dans de nombreuses tumeurs. Le développement d'inhibiteurs de protéines kinases apparaît également comme la stratégie privilégiée pour la mise au point de traitements contre le cancer. Compte tenu de l’importance de ces récepteurs, il est intéressant de pouvoir effectuer, d’une part, un marquage cellulaire spécifique in vitro ou in vivo par le biais de sondes fluorescentes sélectives pour le diagnostic d’un cancer et/ou la localisation de la tumeur. D’autre part, il est également séduisant de combiner cette sonde fluorescente avec une modalité thérapeutique au moyen d’un photosensibilisateur sélectif pouvant photo-inactiver sélectivement les cellules exprimant le récepteur pour s’affranchir de l’aspect trop destructif de la photothérapie dynamique.
Ainsi, ma thèse s’inscrit dans un contexte de développement de sondes fluorescentes photosensibles sélectives des récepteurs à fonction protéine kinase en se basant sur un inhibiteur connu des récepteurs de type 2 du VEGF (VEGFR2 : Vascular Endothelial Growth Factor receptor 2): l’Axitinib. Cette dernière est une petite molécule commercialisée en Europe et aux Etats-Unis depuis 2012 sous le nom INLYTA® par Pfizer et employée pour traiter le carcinome rénal. Ma stratégie consistera à modifier l’Axitinib en lui donnant des propriétés optiques adéquates tout en conservant son affinité pour le VEGFR2.
Abstract
Receptors with protein kinase functions are highly prevalent in many tumors, making them a focal point in oncology. To combat these, the preferred approach involves developing inhibitors specifically targeting these protein kinases. Given the importance of these receptors, it is interesting to carry out, on the one hand, specific cell marking in vitro or in vivo using selective fluorescent probes for cancer diagnosis and/or tumor localization. On the other hand, it is also attractive to combine this fluorescent probe with a therapeutic modality by means of a selective photosensitizer that can selectively photo-inactivate cells expressing the receptor, thus avoiding the overly destructive aspect of photodynamic therapy.
Thus, my thesis focuses on the development of photosensitive fluorescent probes selective for protein kinase function receptors, based on a known inhibitor of VEGF type 2 receptors (VEGFR2: Vascular Endothelial Growth Factor receptor 2): Axitinib. The latter is a small molecule marketed in Europe and the USA since 2012 under the name INLYTA® by Pfizer and used to treat renal cell carcinoma. My strategy will be to modify Axitinib by giving it suitable optical properties, while retaining its affinity for VEGFR2.
C,Ο-bis-prοpargyle glycοsides pοur la synthèse d'inhibiteurs pοtentiels de SGLΤ-2 par cyclοtrimérisatiοn [2+2+2]
Doctorant·e
JOUANDON NICOLAS
Direction de thèse
LECOURT THOMAS (Directeur·trice de thèse)
JOOSTEN ANTOINE (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
14/12/2023 à 09:00
Lieu de la soutenance
Campus de Mont-Saint-Aignan
Amphi 015b, bâtiment CURIB Rue Lucien Tesnière 76130 Mont-Saint-Aignan
Rapporteurs de la thèse
COMPAIN PHILIPPE Université de Strasbourg
DESIRE JEROME Université de Poitiers
Membres du jurys
COMPAIN PHILIPPE,
,
Université de Strasbourg
DESIRE JEROME,
,
Université de Poitiers
JOOSTEN ANTOINE,
,
INSA de Rouen Normandie
LECOURT THOMAS,
,
INSA de Rouen Normandie
LOPIN-BON CHRYSTEL,
,
Université d'Orléans
Résumé
Ces travaux ont été consacrés au développement d’une stratégie de synthèse orientée vers la diversité de potentiels inhibiteurs de SGLT-2 pour le traitement du diabète de type 2. Cette stratégie implique une réaction d’insertion 1,5 C-H effectuée sur un propargylglycoside protégé sur les positions 3, 4 et 6 par des éthers de silyles et comportant un diazoacétate en position 2. Pour isoler la position 2, nous avons d’abord travaillé sur la mise au point de nouvelles conditions pour la synthèse d’orthoesters 1,2 de propargyle. Au vu des difficultés rencontrées, la synthèse d’un propargylmannoside silylé sélectivement sur les positions 3, 4 et 6 a été développée. L’installation du diazoacétate sur la position 2 a pu être effectuée en utilisant les conditions de Regitz. Un triméthylsilyle encombrant a également pu être installé sur l’alcyne depuis cet intermédiaire. Une réaction d’insertion 1,5 C-H catalysée au Rh2(esp)2 a permis d’obtenir les 2 lactones correspondantes. La transformation de ces lactones en diynes a permis de réaliser les premières cyclotrimérisations [2+2+2] donnant accès aux spiroacétals [6,6] de sucres fusionnés à un aromatique.
Abstract
This work has been focused on the development of a new synthetic strategy towards diversity of potential SGLT-2 inhibitors for type 2 diabetes treatment. This strategy requires a 1,5 C-H insertion reaction performed on 3, 4 and 6 silyl protected propargylglycosides bearing a diazoacetate at position 2. As a first approach to isolate this position 2, we described new conditions for the synthesis of 1,2-propargylic orthoesters. This strategy turned out to be difficult to scale-up. As a backup, we were able to achieve sequenced selective silylation at position 3, 4 and 6 on a propargylmannoside. The diazoacetate at position 2 was obtained using Regitz conditions. We have also been able to introduce a bulky trimethylsilyl group on the terminal alkyne. Rh2(esp)2-catalyzed 1,5 C-H insertion gave the corresponding lactones, affording diynes upon opening. Finally, [2+2+2] cyclotrimerization on these diynes allowed the synthesis of unprecedented spiroketals [6,6] fused with an aromatic ring.
Key words : carbohydrates, C-H insertion, quaternarisation, cyclotrimerization, diabetes, SGLT-2 inhibitors.
Structuratiοn de pοlymères οrganiques pοur des applicatiοns en οrganοcatalyse
Doctorant·e
GONZALO BARQUERO Aimar
Direction de thèse
ROUDEN Jacques (Directeur·trice de thèse)
LEPOITTEVIN BENEDICTE (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
14/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Caen Normandie - amphithéâtre A10 - ENSICAEN 6 Bd Maréchal Juin 14000 Caen
Rapporteurs de la thèse
GRANDE DANIEL Directeur de recherche Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est, ICMPE – CNRS – UPEC
VO THANH GIANG UNIVERSITE PARIS 11 PARIS-SUD
Membres du jurys
BAUDOUX Jerome,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
GRANDE DANIEL,
Directeur de recherche,
Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est, ICMPE – CNRS – UPEC
LEPOITTEVIN BENEDICTE,
Maître de conférences HDR,
ENSICAEN
PASCUAL SAGRARIO,
,
UNIVERSITE LE MANS
ROUDEN Jacques,
,
ENSICAEN
VO THANH GIANG,
,
UNIVERSITE PARIS 11 PARIS-SUD
Résumé
Depuis le début du 21ème siècle, l’organocatalyse a connu un développement exponentiel qui l’a positionnée au même statut que la catalyse organométallique et enzymatique. Malgré les avancements considérables proportionnés par l’utilisation d’organocatalyseurs sur mesure, leur principal désavantage réside en la grande quantité de catalyseur souvent requise (10-20 mol%, ou plus) par rapport aux autres catalyses. Un des plus grands défis pour les chimistes aujourd’hui consiste en l’amélioration de la performance (réactivité et énantiosélectivité) et la récupération de ces catalyseurs à haute valeur ajoutée pour leur recyclage. Ces objectifs peuvent être accomplis à travers l’immobilisation sur des supports polymère. Les alcaloïdes du Quinquina sont souvent utilisés comme précurseurs d’un grand nombre de catalyseurs. La présence d’une fonction hydroxyle permet l’introduction aisée d’autres fonctionnalités, afin d’améliorer l’efficacité du catalyseur. Dans ce projet, une série de monomères styréniques contenant différents dérivés des alcaloïdes du Quinquina seront synthétisés. La copolymérisation de ces monomères avec du styrène sera étudiée afin d’évaluer le recyclage de ces catalyseurs. Leur copolymérisation avec des maléimides permettra l’introduction d’une deuxième fonction dans la chaîne polymère dans une microstructure alternée favorisant la coopération des deux monomères dans la catalyse. Les polymérisations seront réalisées par voie radicalaire conventionnelle et par polymérisation par transfert de chaîne par addition-fragmentation (RAFT). Ces catalyseurs macromoléculaires seront évalués comme bases dans la Décarboxylation Protonante Énantiosélective (DPE) d’acides hémimaloniques pour la synthèse d’acides α-aminés.
Abstract
Since the beginning of the 21st century, organocatalysis has experienced an exponential growth that has positioned it at the same status as organometallic and enzymatic catalysis. Despite the considerable achievements obtained with the synthesis of tailor-made organocatalysts, the main drawback associated to this field remains the need of high loadings of catalyst (10-20 mol%, or more) as compared to other types of catalysis. One of the major challenges for chemists today lies in improving the performance (reactivity and enantioselectivity) and the recovery of these high value catalysts for their recycling. These objectives can be achieved by their immobilization on polymer supports. Cinchona alkaloids stand out among precursors of organocatalysts for their versatility and availability. The presence of a hydroxyl group allows the facile introduction of other functionalities, to improve the efficiency of the catalyst. In this project, a series of styrenic monomers containing various cinchona alkaloid derivatives will be synthesized. The copolymerization of these monomers with styrene will be studied in order to evaluate the recycling of the catalysts. Their copolymerization with maleimide derivatives will allow the introduction of a second functional group on the polymer chain in an alternating microstructure that will provide the cooperation of both monomers on the catalysis. The synthesis of the new catalysts will be performed by classical radical copolymerization and Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer (RAFT) copolymerization. These new supported catalysts will be evaluated as chiral bases in the Enantioselective Decarboxylative Protonation (EDP) of hemimalonic acids for α-amino acid synthesis.
Cyclοadditiοns(3+2)phοtο-οu électrο-induites : vers un cοntrôle de la désarοmatisatiοn
Doctorant·e
FAYE Youssou
Direction de thèse
CHATAIGNER ISABELLE (Directeur·trice de thèse)
LEGROS JULIEN (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
13/12/2023 à 14:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie Bat.IRCOF Amphi Poirier 24 Rue Lucien Tesnière 76130 Mont Saint Aignan
L’accès à des composés tridimensionnels par réaction de désaromatisation s’est largement
développé au cours des dernières décennies. Au travers de cycloadditions différents
composés aromatiques peuvent ainsi subir cette désaromatisation. En particulier, les
aromatiques électroappauvris peuvent se comporter comme des dipolarophiles dans des
cycloadditions (3+2). Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes ainsi intéressés aux
réactions 1,3-dipolaires entre différents arènes porteurs d’un groupement électro-attracteur
et des dipôles-1,3 de type I comme les ylures d’azométhine ou de thiocarbonyle.
Dans la première partie de nos travaux, nous avons développé des conditions douces,
combinant photochimie et réacteurs miniaturisés en flux continu, pour générer un ylure
d’azométhine à partir d’un éther d’hémiaminal commercial et conduire la réaction de
cycloaddition correspondante. Nous avons ainsi pu obtenir différents cycloadduits
désaromatisés contenant un cycle pyrrolidinique avec de bons rendements.
Ensuite nous avons développé une autre manière de générer l’ylure d’azométhine à partir de
la même source grâce à une activation électrochimique. Ces conditions permettent de
préparer de nombreux cycloadduits par désaromatisation. De plus, dans le cadre de substrats
pouvant subir plusieurs cycloadditions successives, il a été possible pour la première fois
d’isoler l’adduit issu d’une seule cycloaddition.
Enfin, nous avons effectué la désaromatisation d’hétéroarènes en utilisant un ylure de
thiocarbonyle comme partenaire. La génération de ce dernier a été réalisée à l’aide d’ions
fluorures et la réaction permet d’introduire un cycle tétrahydrothiofurannique.
Abstract
The transformation of aromatic compounds through dearomatization reactions has seen
significant development in recent decades. Using the (3+2) cycloaddition, various aromatic
compounds can be generated through the reaction between a dipolarophile and a dipole. In
the context of our thesis, we focused on dipolar reactions between an electro-deficient
dipolarophile, bearing an electron-withdrawing group, and a type I dipole like azomethine or
thiocarbonyl ylides.
In the first part of our research, we developed mild conditions, combining photochemistry
and continuous flow, to generate an azomethine ylide. This allowed us to obtain various
cycloadducts with good to high yields.
Additionally, we devised an alternative method for generating azomethine ylides through
electrochemical activation. These conditions enable the preparation of a wide range of
cycloadducts via dearomatization. Similarly, control over dearomatization was achieved for
the 1,3-dinitronaphthalene derivative.
Finally, we also developed various cycloadducts obtained through the dearomatization of
heteroaromatic compounds via cycloaddition with a thiocarbonyl ylide. The generation of the
latter was achieved through a silyl derivative's 1,3-elimination
Ρréparatiοn de sulfinates fluοrés et dévelοppement de méthοdes d'intrοductiοn de grοupement fluοrés par réactiοn radicalaire
ANSELMI ELSA Maître de conférences HDR Universite de Tours
LEROUX FREDERIC Directeur de recherche UNIVERSITE STRASBOURG 1 LOUIS PASTEUR
Membres du jurys
ANSELMI ELSA,
Maître de conférences HDR,
Universite de Tours
CROUSSE BENOIT,
,
UNIVERSITE PARIS 11 PARIS-SUD
LEQUEUX Thierry,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
LEROUX FREDERIC,
Directeur de recherche,
UNIVERSITE STRASBOURG 1 LOUIS PASTEUR
PFUND Emmanuel,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
L'introduction de groupements fluorés sur un composé actif modifie ses propriétés physico-chimiques et biologiques. La chimie radicalaire est l’une des stratégies avantageuses permettant de réaliser des modifications par l'introduction sélective et tardive de groupements fluorés. De nouveaux réactifs de fluoration et de perfluoroalkylation sont donc sans cesse développés. Parmi ceux-ci, les sulfinates de sodium sont des précurseurs de radicaux. Cependant, cette stratégie d’introduction est généralement limitée par la disponibilité des sulfinates et leurs méthodes d’accès. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la préparation de nouveaux sulfinates fonctionnalisés, et en particulier des β-amino-α-(di)fluorosulfinates. Pour y parvenir, nous avons dans un premier temps développé différentes méthodes de préparation de sulfones fluorées. Nous avons montré qu’il était possible de générer le radical β-amino-α-(di)fluoré à partir des sulfinates. Nous avons mis au point une réaction d’hydroaminofluoroalkylation d’alcènes photocatalysée puis exploré sa réactivité avec d’autres substrats. Au cours de ces études, les mécanismes réactionnels ont été mis en évidence par des mesures physicochimiques poussées.
Abstract
The introduction of fluorinated groups is recognized as a key to have a significant impact on their physicochemical and biological properties. Radical chemistry is an efficient strategy for selective functionalization at a late stage synthesis and support fragile functional groups. That is why development of new reagents for fluorination or perfluoroalkylation is in perpetual progress. Among these, sodium sulfinates are radical precursors. However, this approach is generally limited by the availability of sulfinates. During this PhD work, we were interested in the preparation of new functionalized sulfinates, in particular β-amino-α-(di)fluorosulfinates. To achieve this, we first developed different methods for preparing fluorinated sulfones. We showed that it was possible to generate the β-amino-α-(di)fluorinated radical from sulfinates. We developed a photocatalyzed hydroaminofluoroalkylation of alkenes and then explored its reactivity with other substrates. During these studies, the reaction mechanisms were demonstrated by physicochemical measurements.
Νοuvelles réactiοns click in situ pοur la décοuverte de mοlécules d'impοrtances thérapeutiques
Doctorant·e
PUTEAUX Chloe
Direction de thèse
SABOT CYRILLE (Directeur·trice de thèse)
RENARD PIERRE YVES (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
08/12/2023 à 09:00
Lieu de la soutenance
Université de Rouen Normandie Amphithéâtre Poirier - Laboratoire COBRA 76821 Mont Saint Aignan
Rapporteurs de la thèse
LOPEZ MARIE Ctre Nat Rech Scientifique
SPECHT ALEXANDRE Université de Strasbourg
Membres du jurys
JEAN LUDOVIC,
,
Université Paris Cité
LOPEZ MARIE,
,
Ctre Nat Rech Scientifique
RENARD PIERRE YVES,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
SABOT CYRILLE,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
SPECHT ALEXANDRE,
,
Université de Strasbourg
Résumé
La synthèse contrôlée par la cible sous contrôle cinétique (Kinetic Target-Guided Synthesis,
KTGS) est une approche de « drug discovery » dans laquelle la protéine d’intérêt est capable de former
son propre ligand à partir de fragments possédant des fonctions réactives complémentaires. Assez peu
de réactions permettent la formation de ligands par la mise en jeu de liaisons covalentes et irréversibles
en présence de la cible biologique, la click in situ développée par l’équipe de Sharpless étant la réaction
la plus utilisée. Bien qu’en plein essor ces dernières années, la KTGS possède des limites liées aux
critères exigeants de biocompatibilité et de cinétiques réactionnelles bien définies. Dans ce manuscrit
de thèse, nous avons souhaité répondre à plusieurs problématiques, à savoir 1) l’amélioration des
propriétés photophysiques (absorption, photoisomérisation, fluorescence) d’un inhibiteur de
l’anhydrase carbonique II obtenu par KTGS par la réaction de thiol-yne ; et 2) la mise en place d’une
réaction de KTGS photoactivable de façon à contrôler spatiotemporellement la ligation par irradiation
lumineuse en vue de diminuer significativement les temps d’incubation des approches actuelles.
Abstract
The Kinetic Target-Guided Synthesis (KTGS) is a drug discovery approach, in which the protein of
interest is able to form its own ligand from fragments bearing complementary reactive functions. Few
reactions enable the formation of ligands through the elaboration of covalent and irreversible bonds in
the presence of the biological target, with the in situ click developed by the Sharpless team being the
most commonly used reaction. Despite its recent growth, KTGS has limitations related to demanding
criteria of biocompatibility and well-defined reaction kinetics. In this manuscript, we aimed to address
several issues, namely 1) improving the photophysical properties (absorption, photoisomerization,
fluorescence) of an inhibitor of carbonic anhydrase II obtained with KTGS through thiol-yne reaction;
and 2) establishing a photoactivable KTGS reaction to spatiotemporally control ligation through light
irradiation, with the goal of significantly reducing the incubation times of current approaches.
Université de Rouen Normandie Bâtiment IRCOF 76821 Mont Saint Aignan
Rapporteurs de la thèse
NONAT ALINE Université de Strasbourg
RESCH-GENGER UTE
Membres du jurys
FRANCK XAVIER,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GALLAVARDIN THIBAULT,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
GRAZON CHLOÉ,
,
Universite de Bordeaux
HILDEBRANDT NIKO,
,
Université de Rouen Normandie (URN)
NONAT ALINE,
,
Université de Strasbourg
RESCH-GENGER UTE,
,
SØRENSEN THOMAS JUST,
,
Université de Copenhague (Danemark)
Résumé
En raison des propriétés photophysiques uniques des points quantiques (QD) et des matériaux de lanthanides (Ln), leur application dans le Förster resonance energy transfer (FRET) suscite un intérêt particulier pour la détection les interactions biologiques à l'échelle nanométrique et la détection de milieux biochimiques. Cette thèse se concentre sur le développement de biosenseurs pour les interactions biomoléculaires et la détection des changements de conditions basés sur le FRET de Ln vers les QD. Pour la détection représentative des cibles de protéines, un kit de bibliothèque de conjugués nanocorps-marqueurs-QD a été développée, et un essai immunologique de déplacement simplifié et sensible a été établi. La détection simultanée de plusieurs cibles étant très demandée, une méthode de multiplexage par division temporelle basée sur la FRET déclenchée en fonction du temps a été mise au point en utilisant des ADN comme analytes représentatifs. De plus, en combinant le format d'essai FRET ratiométrique avec la sensibilité à la température des QDs, un concept de détection double ADN/température a été démontré. Les découvertes de ce travail sont propices à l'extension des stratégies de FRET de Ln vers les QDs dans le multiplexage d'ordre supérieur des interactions biologiques/environnementales en sciences de la vie.
Abstract
Due to the unique photophysical properties of quantum dots (QDs) and lanthanide (Ln) materials, their application in Förster resonance energy transfer (FRET) is of particular interest for nanoscale biological interactions and environmental sensing. This thesis focuses on the development of biosensors for biomolecular interactions and environmental change probing based on Ln-to-QD FRET. For representative protein target sensing, a nanobody-tag-QD conjugate toolkit was developed and a simplified and sensitive displacement immunoassay was established. Since the simultaneous detection of multiple targets is highly demanded, a time-gated FRET-based temporal multiplexing method was then developed by taking DNA as the representative analytes. Moreover, by combining the ratiometric FRET assay format with the temperature sensitivity of QDs, a DNA/temperature dual sensing concept was demonstrated. The discoveries of this work are conducive to expanding the Ln-to-QD-based FRET strategies into higher-order multiplexing of biological/environmental interactions in the life sciences.
Valοrizatiοn οf lignins and their derivatives as emulsifying agents fοr cοsmetic applicatiοns
Doctorant·e
HADJIEFSTATHIOU Caroline
Direction de thèse
GRISEL MICHEL (Directeur·trice de thèse)
DUCROT PAUL-HENRI (Co-directeur·trice de thèse)
GORE ECATERINA (Co-encadrant·e de thèse)
PION FLORIAN (Co-encadrant·e de thèse)
Date de la soutenance
05/12/2023 à 09:00
Lieu de la soutenance
Amphi 3 du bâtiment Affaires Internationales
Rapporteurs de la thèse
CAPRON ISABELLE INRAE NANTES
HUANG NICOLAS UNIVERSITE PARIS-SACLAY
Membres du jurys
CAPRON ISABELLE,
,
INRAE NANTES
DUCROT PAUL-HENRI,
,
INRAE ILE DE FRANCE VERSAILLES SACLAY
GRISEL MICHEL,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
HUANG NICOLAS,
,
UNIVERSITE PARIS-SACLAY
PEREZ EMILE,
,
Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier
PIERLOT CHRISTEL,
,
Universite de Lille
PION FLORIAN,
,
INRAE ILE DE FRANCE VERSAILLES SACLAY
Résumé
Les lignines sont apparues comme des ingrédients intéressants pour les cosmétiques car elles présentent des propriétés multifonctionnelles. Dans cette thèse, l'accent a été mis sur les capacités émulsifiantes des lignines. Une stratégie optimisée pour disperser les lignines en phase aqueuse a été conçue afin de formuler des émulsions de lignines. Le fractionnement des lignines a amélioré leurs propriétés émulsifiantes et la caractérisation des émulsions a montré que les lignines de plus faible masse molaire étaient responsables de la stabilisation des gouttelettes d'huile. L'état de solubilité des lignines pourrait être contrôlé en fonction du pH modulant leur comportement à l'interface. D'autres paramètres de formulation tels que la concentration en lignines, la teneur en huile et la taille des particules de lignines ont démontré la forte relation entre leur processus de formulation et leurs capacités émulsifiantes. Une synergie entre particules de Pickering et tensioactifs donnait lieu à une stabilisation interfaciale optimisée. Les propriétés sensorielles des émulsions de lignines ont été révélées et positionnées par rapport à des benchmarks. Les résultats ont permis de mieux comprendre les propriétés émulsifiantes des lignines et ont révélé leur potentiel en tant qu’ingrédients biosourcés multifonctionnels dans des cosmétiques durables.
Abstract
Lignins have emerged as interesting ingredients for cosmetics as they present multifunctional properties. In this thesis the focus was made on the emulsifying capacities of lignins. An optimized strategy of dispersing lignins in aqueous phase was designed to formulate lignins emulsions. Fractionation of lignins improved their emulsifying properties and characterization of the emulsions showed that lower lignins molar masses were responsible for the stabilization of oil droplets. The solubility state of lignins could be controlled according to pH modulating their behavior at the interface. Other formulation parameters such as lignins concentration, oil content and lignins particles size demonstrated the strong relationship between their formulation process and their emulsifying capacities. A synergy between Pickering particles and surfactants resulted in optimal interfacial stabilization. The sensory properties of lignins emulsions were revealed and positioned upon benchmarks. Results allowed having a deeper understanding of lignins emulsifying properties and revealed their potential as multifunctional bio-based ingredients in sustainable cosmetics.
Espace des pharmacοphοres et phénοtype biοlοgique (EΡΗAΡB)
Doctorant·e
GESLIN Damien
Direction de thèse
BUREAU Ronan (Directeur·trice de thèse)
LEPAILLEUR Alban (Co-directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
05/12/2023 à 09:30
Lieu de la soutenance
Université de Caen Normandie - Campus 5, amphi 206, PFRS, 2 Rue des Rochambelles, 14032 Caen
Rapporteurs de la thèse
MONTES MATTHIEU Conservatoire Nal des Arts et Métiers
TABOUREAU OLIVIER Université Paris Cité
Membres du jurys
BUREAU Ronan,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
CUISSART Bertrand,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
LEPAILLEUR Alban,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
MARCOU GILLES,
Maître de conférences HDR,
Université de Strasbourg
MONTES MATTHIEU,
,
Conservatoire Nal des Arts et Métiers
TABOUREAU OLIVIER,
,
Université Paris Cité
Résumé
L’espace chimique des molécules synthétisées ou « synthétisables » est un ensemble très vaste constitué d’un nombre grandissant de composés. Dans nos travaux, nous avons choisi d’explorer ce monde à travers la construction d’espaces de pharmacophores. Un pharmacophore est l’ensemble des caractéristiques nécessaires pour garantir des interactions entre un ligand et une cible afin de déclencher ou de bloquer sa réponse biologique. À travers l’espace des pharmacophores, une visualisation de l’ensemble de nos pharmacophores est possible. Ce projet a permis de mettre en place différents outils, comme le logiciel Norns qui nous est essentiel pour l’extraction des pharmacophores. Par la suite, l’application des distances d’édition de graphes (GED) aux pharmacophores nous a permis d’obtenir une première visualisation de l’espace des pharmacophores avec une étude sur la tyrosine kinase BCR-ABL. L’utilisation des méthodes de clustering nous a permis de mettre en lumière des sous-ensembles de pharmacophores, chacun associé à un type d’inhibiteurs. Une fois ces méthodes mises en place, nous avons décidé de construire des espaces en fonction de plusieurs cibles (MT1, MT2 et 5-HT2C) et donc d’un profil polypharmacologique des composés chimiques. L’objectif était de trouver des pharmacophores des trois cibles avec une forte similarité et une forte affinité pour les molécules associées afin de comprendre les relations structure-activité. Ceci a permis la conception et la synthèse d’une vingtaine de molécules ayant les fonctions pharmacophoriques essentielles pour la triple activité. La dernière méthodologie mise en place a pour intérêt de construire des espaces comportant des éléments hétérogènes (pharmacophores, molécules, récepteurs) en considérant simplement les liens directs entre les éléments. Pour ce faire, nous avons construit une base de données orientée graphes sur Neo4j à partir des données extraites directement de Norns. Cela permet d’avoir une analyse préliminaire rapide avant une analyse plus poussée.
Abstract
The chemical space of synthesised or 'synthesisable' molecules is a very vast one, made up of a growing number of compounds. In our work, we have chosen to explore this world through the construction of pharmacophore spaces. A pharmacophore is the set of characteristics required to ensure interactions between a ligand and a target in order to trigger or block its biological response. The pharmacophore space enables us to visualise all our pharmacophores. This project has enabled us to set up various tools, such as the Norns software, which is essential for extracting pharmacophores. Subsequently, the application of graph editing distances (GED) to the pharmacophores enabled us to obtain an initial visualisation of the pharmacophore space with a study on the BCR-ABL tyrosine kinase. The use of clustering methods enabled us to highlight subsets of pharmacophores, each associated with a type of inhibitor. Once these methods were in place, we decided to construct spaces based on several targets (MT1, MT2 and 5-HT2C) and therefore a polypharmacological profile of the chemical compounds. The aim was to find pharmacophores for the three targets with a high degree of similarity and affinity for the associated molecules in order to understand the structure-activity relationships. This led to the design and synthesis of around twenty molecules with the pharmacophoric functions essential for the triple activity. The final methodology we have implemented involves constructing spaces containing heterogeneous elements (pharmacophores, molecules, receptors) simply by considering the direct links between the elements. To do this, we built a graph-oriented database on Neo4j using data extracted directly from Norns. This provides a quick preliminary analysis prior to more detailed analysis.
Synthèse de mοlécules hybrides à activité antibactérienne pοtentielle au départ de fluοrοquinοlοnes et d'acides οléanοlique et maslinique issus de grignοns d'οlive
Doctorant·e
BOULILA Besma
Direction de thèse
LAWSON ATA MARTIN (Directeur·trice de thèse)
ROMDHANE ANIS (Co-directeur·trice de thèse)
BEN JANNET HICHEM,
,
Université de Monastir (Tunisie)
GHARBI RAFIK,
,
ACADEMIE MILITAIRE FONDOUK JEDID-NABEUL
LAWSON ATA MARTIN,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
OTHMAN MOHAMED,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
POUGET CHRISTELLE,
,
Université de Limoges
ROMDHANE ANIS,
,
Université de Monastir (Tunisie)
Résumé
Les produits d'origine biologique ont joué un rôle essentiel dans le développement de nouveaux médicaments, de composés leaders et de molécules bioactives puissantes. Parmi les nombreuses catégories de produits naturels, les triterpènes continuent de captiver l'intérêt de la communauté scientifique en raison de leur large éventail d'activités biologiques, de leur abondance et de leurs caractéristiques structurelles qui facilitent les modifications chimiques, donnant naissance à une diversité d'analogues. Parmi les différents types de triterpènes, l'acide maslinique et l'acide oléanolique sont deux acides triterpéniques hydroxypentacycliques largement présents dans l'Olea europaea.
Ce travail fait partie de la valorisation des triterpènes acides extraits des déchets solides (grignons d'olive) de l'industrie de l'huile d'olive en Tunisie. Ces triterpènes sont liés aux quinolones et aux fluoroquinolones, réputés pour leur activité antibactérienne, à travers divers espaceurs et en utilisant principalement la réaction de chimie click (CuAAC).
Tous les nouveaux composés hybrides synthétisés ont été examinés in vitro et/ou in silico pour évaluer leur activité antibactérienne contre différentes souches bactériennes, et des résultats prometteurs ont été obtenus.
Abstract
Bio-sourced products have played a pivotal role in the development of new drugs, lead compounds, and potent bioactive molecules. Among the numerous categories of natural products, triterpenes continue to captivate the scientific community's interest due to their wide range of biological activities, their abundance, and their structural features that facilitate chemical modifications, yielding a diverse array of analogs. Among the various types of triterpenes, maslinic acid and oleanolic acid are two hydroxy pentacyclic triterpene acids prominently found in Olea europaea.
This work is part of the valorization of acidic triterpenes extracted from solid waste (olive pomace) from the olive oil industry in Tunisia. These triterpenes are linked to quinolones and fluoroquinolones, renowned for their antibacterial activity, through various spacers and primarily employing the click chemistry (CuAAC) reaction.
All newly synthesized hybrid compounds were examined in vitro and/or in silico to assess their antibacterial activity against different bacterial strains and promising results were obtained.
Cοnceptiοn et hémisynthèse de nοuvelles cibles biοactives par assοciatiοn d'acides triterpéniques extraits de grignοns d'οlive avec des systèmes οrganiques privilégiés
Doctorant·e
LAHMADI Ghofrane
Direction de thèse
OTHMAN MOHAMED (Directeur·trice de thèse)
BEN JANNET HICHEM (Co-directeur·trice de thèse)
ALLOUCHE NOUREDDINE,
,
Université de Sfax (Tunisie)
BEN JANNET HICHEM,
,
Université de Monastir (Tunisie)
GERARD STEPHANE,
,
UNIVERSITE REIMS CHAMPAGNE ARDENNE
LAWSON ATA MARTIN,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
MAJDOUB HATEM,
,
Université de Monastir (Tunisie)
OTHMAN MOHAMED,
,
Université Le Havre Normandie (ULHN)
Résumé
La recherche de méthodes simples, rapides et efficaces, pour accéder aux hétérocycles, azotés notamment, reste un domaine très attractif et demandeur en innovation en synthèse organique moderne. Dans ce contexte contraint, nous nous sommes intéressés à la chimie « click », en particulier la cycloaddition de Huisgen catalysée par le Cu(I), afin de promouvoir la formation des 1,2,3 triazoles 1,4-disubstitués potentiellement bioactifs. Au cours de cette thèse, nous avons mis au point la préparation d’une large gamme d’alcynes isoindoliques spiraniques ou non, intermédiaires clés pour nos réactions cibles. Nous avons développé par la suite des séquences de cycloaddition 1,3-dipolaire entre un azide préalablement préparé par modification chimique de l’AO, et les phtalimidines synthétisés. Ainsi, nous avons réussi à synthétiser deux séries de nouveaux composés hybrides. L’utilisation d’un catalyseur à base de Cuivre (CuSO4.5H2O), nous a permis d’obtenir ces nouveaux dérivés triterpèniques régiospécifiquement, avec des bons rendements et avec une grande pureté. L’évaluation de l’activité antibactérienne in vitro et in silico des triazoles synthétisés a montré des résultats prometeurrs. Nous avons également réussi à synthétiser une troisième série de 15 composés hybrides reliant l'AO et les phtalimides par un motif urée. Une prédiction in silico de l'activité anticancéreuse de cette série a été aussi abordée.
Abstract
The search for simple, rapid, and efficient methods to access heterocycles, especially nitrogen-containing ones, remains a highly attractive and innovation-demanding field in modern organic synthesis. In this context, we have turned our attention to "click chemistry," particularly the Huisgen-catalyzed Cu(I)-catalyzed cycloaddition, to promote the formation of potentially bioactive 1,2,3-triazoles 1,4-disubstituted. Throughout this thesis, we have developed the preparation of a broad range of isoindolic spiro and non-spiro alkynes, which serve as key intermediates for our target reactions. Subsequently, we have developed sequences of 1,3-dipolar cycloaddition between an azide, previously prepared through chemical modification of OA, and the synthesized phthalimidines. As a result, we have successfully synthesized two series of new hybrid compounds. The use of a copper-based catalyst (CuSO4.5H2O) has enabled us to obtain these novel triterpenoid derivatives with high regioselectivity, good yields, and high purity. The evaluation of the antibacterial activity in vitro and in silico of the synthesized triazoles has shown promising results. We have also successfully synthesized a third series of 15 hybrid compounds connecting AO and phthalimides through an urea motif. In silico prediction of the anticancer activity of this series was also addressed.
Dévelοppement de nοuveaux mimes nucléοsidiques fluοrés hautement fοnctiοnnalisés. Applicatiοn à la préparatiοn d’inhibiteurs de D-Alanylatiοn des acides téichοïques pοur cοmbattre les pathοgènes à Gram pοsitif d’intérêt clinique
Doctorant·e
LEPARFAIT David
Direction de thèse
LEQUEUX Thierry (Directeur·trice de thèse)
Date de la soutenance
01/12/2023 à 09:00
Lieu de la soutenance
Amphithéâtre S3 045 - Campus 2 - Université de Caen Normandie - Boulevard Maréchal Juin - CAEN
Rapporteurs de la thèse
AGROFOGLIO LUIGI Université d'Orléans
PEYROTTES SUZANNE Directeur de recherche Université de Montpellier
Membres du jurys
AGROFOGLIO LUIGI,
,
Université d'Orléans
HALBY LUDOVIC,
,
Institut Pasteur
LEQUEUX Thierry,
,
Université de Caen Normandie (UCN)
PEYROTTES SUZANNE,
Directeur de recherche,
Université de Montpellier
PFUND Emmanuel,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
Résumé
Depuis de nombreuses années, les nucléos(t)ides modifiés suscitent un intérêt majeur pour le développement de nouvelles molécules thérapeutiques. De par leurs différentes implications dans le monde du vivant, ces dérivés nucléosidiques permettent de réguler l’activité virale et cellulaire chez les sujets souffrants de maladies infectieuses ou de cancers. Toutefois, les nucléos(t)ides peuvent faire face à des problèmes de stabilité métabolique et/ou de pénétration intracellulaire pouvant entrainer une diminution voire une annihilation de leur activité. Face à ce constat, il est essentiel de développer de nouveaux analogues de nucléos(t)ides afin d’améliorer leurs propriétés pharmacocinétiques. Ce projet s’inscrit dans cette dynamique prometteuse et a pour objectif de développer de nouveaux mimes nucléosidiques plus stables. L’approche envisagée réside en l’introduction d’un fragment fluoro-butényle sur le squelette nucléosidique dans lequel un atome de fluor est introduit afin de restituer la polarisation existante au sein d’un ribonucléoside. Les propriétés inhibitrices de ces nouveaux analogues nucléosidiques ont été évaluées dans le cadre d’une étude portant sur le développement d’inhibiteurs de protéines impliquées dans la D-Alanylation des acides téichoïques.
Abstract
For many years, modified nucleos(t)ides have attracted huge interest in the development of new therapeutics. Due to their important role in the living world, these nucleoside derivatives can regulate viral and cellular activity in various infectious diseases or cancers. However, nucleos(t)ides can suffer from a lack of metabolic stability and/or intracellular penetration that could affect their activity. In front of these limitations, it is essential to develop new nucleoside analogues in order to improve their pharmacokinetic properties. Indeed, this project deals with the development of new stable nucleoside analogues in which the ribofuranose is replaced by a fluoro-butenyl moiety. In these series, the presence of the fluorine atom should help to recover the same polarity than the one found in natural nucleosides. Inhibitory properties of these new nucleoside analogues were evaluated during our study dealing with the development of inhibitors of proteins involved in the D-Alanylation of teichoic acids.
Design and applicatiοn οf Earth abundant metal-based cοmplexes fοr energy
Doctorant·e
GIOBBIO Ginevra
Direction de thèse
GAILLARD Sylvain (Directeur·trice de thèse)
COSTA RIQUELME RUBEN DARIO (Co-directeur·trice de thèse)
COSTA RIQUELME RUBEN DARIO,
,
Université de MUNICH
GAILLARD Sylvain,
Maître de conférences,
Université de Caen Normandie (UCN)
GIMENO CONCEPTION,
,
Université de Saragosse - Espagne
HISSLER MURIEL,
,
UNIVERSITE RENNES 1
RIANT OLIVIER,
,
LOUVAINS - RELATIONS EXTERIEURES
Résumé
Dans ce travail de thèse, de nouvelles familles de complexes de Ag(I) et Cu(I) ont été synthétisées et complètement caractérisées pour des applications dans les cellules électrochimiques luminescentes (LECs), avec un focus sur la stabilité des appareillages. Dans cette optique, une famille de complexes d’Ag(I) a été étudiée et a conduit au développement d’une nouvelle procédure sélective pour des complexes portant à la fois un ligand Carbènes N-Hétérocycliques (NHCs) et un ligand bidante. Pour les complexes de Cu(I), des ligands possédant un motif NHC et phosphoré ont été coordinnés au Cu(I), associé à un ligand N^N pour compléter la sphère de coordination. Les études photophysiques ont montrés que ces complexes de cuivre émettaient par fluorescence retardée activée thermiquement (TADF) de manière efficace. Les travaux préliminaires dans l’application des LECs ont montré la validité du « design » moléculaire dans les deux approches impliquant les complexes d’Ag(I) et de Cu(I) pour atteindre des appareillages LEC plus stables.
Abstract
In this PhD work, new families of Ag(I) and Cu(I) complexes have been synthesized and fully characterized for applications in Light-emitting Electrochemical Cells (LECs), with a special focus on the stability of the devices. For this purpose, a class of Ag(I) complexes have been investigated and led to the development of a selective synthetic procedure for complexes bearing both a N-Heterocyclic Carbenes (NHC) and a bidentate ligand. For copper complexes, new ligand possessing both a NHC and phosphorus moieties have been coordinated to Cu(I) associated to a N^N ligand to complete the coordination sphere. The photophysical studies have demonstrated that these Cu(I) complexes were efficient Thermally Activated Delayed Fluorescent compounds. The preliminary work for the application in LECs demonstrated the validity of the molecular design of both approaches involving Ag(I) and Cu(I) complexes to reach more stable devices.
