Le diabète de type II (T2D), maladie dont la prévalence augmente parallèlement au vieillissement, à l'urbanisation et au développement de l'obésité, constitue un problème mondial de santé publique. C'est dans ce contexte, et dans le cadre d'une collaboration avec les Laboratoires Servier, que nous nous sommes intéressés au FR225654, récemment isolé (en 2005). Ce composé est caractérisé par une action inhibitrice de la gluconéogenèse intense in vitro et une action hypoglycémiante significative in vivo après administration par voie orale. Son mécanisme d'action n'est pas connu. Sur le plan structural, il s'agit d'une trans-décaline substituée par un beta-céto-énol et une chaîne latérale comportant un acide carboxylique insaturé. Nous avons développé une voie de synthèse multi-étapes de ce composé, reposant sur une réaction de Diels–Alder pour former la structure bicyclique. La synthèse du précurseur ainsi que de la chaine latérale ont fait l'objet de ce travail de thèse. Notre stratégie de synthèse le décompose en trois fragments et repose sur l'utilisation de réactions originales, efficaces et stéréosélectives permettant : une mise en place du centre asymétrique quaternaire ; une transformation de triple liaison en double liaisons (E) par réduction et/ou addition stéréosélective ; l'introduction d'une double liaison (E) trisubstituée par transposition dyotropique ; une réduction régio- et chimiosélective d'un système de type diène ester. Ce travail a également permis l'élaboration d'une nouvelle méthodologie de déprotection d'éther de paramethoxyphényl par oxydation anodique.

Dans ce travail nous montrons pour la première fois que l'eau représente un élément crucial dans l'organisation des chaînes de la PANI. La formation de petites cristallites primaires de la PANI lors de la polymérisation est favorisée par l'intercalation des molécules d'eau entre les chaînes grâce à la forte hydratation des azotes amines. Une telle hydratation est également responsable de la croissance anisotrope des eristallites primaires sur un support solide lors de l'évaporation de l'eau. L'axe de croissance par la jonction des azotes amines grâce à des liaisons hydrogènes permettant l'intercalation des molécules d'eau dans le réseau cristallin de la PANI représente l'axe de la plus forte énergie de cohésion (la longueur des fibres). Cela favorise non seulement la formation des fibres perpendiculaires à la surface du support mais aussi la « transmission » de l'orientation des a-n interactions à une échelle macroscopique (jusqu'au 300 µn1, ce qui correspond à l'épaisseur des films) et finalement le transport des charges favorisé le long des fibres. Le transport des charges entre des atomes reliés par les liaisons hydrogènes à des distances plus courtes que celles assurées par les interactions n-g devrait ouvrir de nouvelles perspectives dans la création de l'électronique à base de semi-conducteurs organiques. L'introduction des anions «destructeurs» dans l'eau (tels que HCOO") est une condition indispensable pour l'hydratation des azotes amines des chaînes de la PANI. La présence des chlorures en forte concentration assure une neutralisation des charges positives (des azotes imines protonés). Une deuxième conséquence de l'augmentation de la force ionique du milieu aqueux consiste en la diminution des angles de torsion le long de la chaîne (résultats confirmés par les simulations). Les deux phénomènes favorisent la formation des cristaux de la PANI lors de la polymérisation. Il faut souligner que la formation des films auto-orientés et hautement cristallins (taux de cristallinité plus que 80%) a partir d'un système hétérogène (suspension aqueuse) par un simple séchage sur un support solide est un phénomène sans précédent dans le domaine de la cristallisation des polymères. Les anions « destructeurs » de l'eau favorisent la pénétration de l'eau dans les films de PANI semi-cristallins et même hautement cristallins. Nous montrons que le transport des SO42- dans une membrane à base de poly(vinyle chlorure) devient beaucoup plus important après un dépôt de la PANI sur sa surface, tandis que la présence de cette couche de PANI n'influence pas le transport les chlorures. Cela représente une nouvelle perspective pour la détection des anions fortement hydratés. Notre présentons un nouveau regard sur l'origine de la couleur de la PANI et des relations entre sa couleur et la conductivité. En utilisant les films de PANI hautement cristallins et ceux formés par une mono-couche de particules de diamètre de 30nm (obtenus par la technique de Langmuir-Blodgett, LB) en tant que « films models » nous montrons pour la première fois que la couleur de la PANI est le résultat non seulement du degré de protonation et/ou d'oxydation, mais aussi de la taille des éléments interagissant avec la lumière. Si cette taille est comprise entre 400 et 800 nm, la diffusion de la lumière contribue dans la couleur de la PANI. A son tour, la taille des éléments interagissant avec la lumière dépends de l'hydratation de la PANI déterminant la capacité de former les agrégats. Puis que les deux types de films de PANI sont constitués par les éléments d'une taille inférieure à 400 min, ils sont violets (une couleur attribuée à la forme pernigraniline : l'isolant), mais en même temps conducteurs. Les films hautement cristallins n'absorbent pas d'eau dans la solution aqueuse de EICI et par conséquent ne changent pas leur couleur, tandis que dans la solution d'acide formique ils absorbent 14% d'eau et deviennent bleus, mais jamais verts et sont à nouveau violets après le séchage. Plus perméables à l'eau, les films LB de PANI sont verts après immersion dans un milieu acide indépendamment du type d'acide utilisé et sont à nouveau violets après le séchage.

Ce manuscrit expose deux projets distincts qui ont été traité au cours de cette thèse : Nous nous sommes tout d'abord intéressé à la synthèse de motifs 1,3-diols syn α-éthyléniques, puisque ceux-ci sont présents dans de nombreux produits naturels dont certains possèdent une activité biologique intéressante. Le fragment 1,3-diol syn a été introduit en effectuant une addition conjuguée intramoléculaire sur un accepteur de Michael original de type vinyl hétéroaromatique sulfone. Plusieurs accepteurs comme les vinyl benzothiazolyl sulfones, les vinyl pyridinyl sulfones et les vinyl pyridinyl sulfones méthylés en position allylique ont été préparés. Les produits hétéroaromatique sulfone 1,3-diols syn protégés sous forme de benzylidene acétal obtenu, ont ensuite été directement engagé dans des réactions d'oléfination de Julia modifiée pour ainsi introduire la double liaison en position α. Les benzothiazolyl sulfones ont donné les meilleurs résultats en terme de rendements et de diastéréosélectivités. Notre méthodologie permet d'accéder à ce motif de manière diastéréosélective en seulement deux étapes. Notre intérêt s'est ensuite porté sur la synthèse du tricycle ABC de l'acide hexacyclinique. La stratégie convergente développée auparavant au laboratoire a été reprise en modifiant le double accepteur de Michael, en utilisant un ester méthylique supposé facilement hydrolysable. Plusieurs étapes de synthèse des précurseurs ont été améliorées, notamment la réaction d'aldolisation de Crimmins. Un nouveau problème a été rencontré ensuite, concernant la réaction de Michael diastéréosélective sur ce nouveau double accepteur. En effet, par rapport à un ester éthylique, l'adduit de Michael de type ester méthylique a été obtenu avec un rapport diastéréosélectif moins important qu'auparavant. Ce résultat nous a permis de mieux comprendre le fonctionnement de cette réaction et plusieurs hypothèses ont été émises. Une réaction radicalaire a ensuite permit la fermeture du cycle B, et donc l'obtention d'un précurseur avancé du tricycle ABC de l'acide hexacyclinique.

La première partie de notre étude, sur les structures optimales des agrégats isolés, a permis de confirmer la validité du potentiel de Sutton-Chen dès que l'agrégat contient plus de six atomes. Nous avons pu également mettre la robustesse de l'algorithme génétique à l'épreuve et constater que nous pouvions augmenter son efficacité en lui combinant une seconde méthode plus locale en fin de recherche : par exemple, celle du gradient conjugué. Dans le cadre de la méthode EHMO nous avons calculé les énergies des OM et les formes de ces dernières pour chaque géométrie. Nous avons également analysé la variation de gap HOMO-LUMO des orbitales frontières avec la taille de l'agrégat. La seconde partie nous a montré que les structures optimales des agrégats sur une surface (111) sont linéaires.

La première partie de notre étude, sur les structures optimales des agrégats isolés, a permis de confirmer la validité du potentiel de Sutton-Chen dès que l'agrégat contient plus de six atomes. Nous avons pu également mettre la robustesse de l'algorithme génétique à l'épreuve et constater que nous pouvions augmenter son efficacité en lui combinant une seconde méthode plus locale en fin de recherche : par exemple, celle du gradient conjugué. Dans le cadre de la méthode EHMO nous avons calculé les énergies des OM et les formes de ces dernières pour chaque géométrie. Nous avons également analysé la variation de gap HOMO-LUMO des orbitales frontières avec la taille de l'agrégat. La seconde partie nous a montré que les structures optimales des agrégats sur une surface (111) sont linéaires.

La thèse présente de nouvelles stratégies dans la chimie métallo-supramoléculaire en utilisant, (1) des nouveaux précurseurs de cuivre (II) avec des positions basales accessibles, qui peuvent favoriser l'échange magnétique, et qui présentent aussi des sphères de coordinations flexibles pour l'obtention des matériaux magnétiques et photo magnétiques; (2) des ligands cyano-bisphosphonates pour l'obtention de réseaux étendus en utilisant la stratégie building-block; (3) des ligands tris-phosphonato-triazine pour l'obtention des complexes avec des centres paramagnétiques Cu(II), Mn(II) et Co(II) en utilisant des fragments M(hfac)2 (hfac = hexafluoro-acétylacétonate). Des nouveaux clusters hétérométalliques ont été obtenus en utilisant comme building-block [Co(CN)6]3-[Cr(CN)6]3-,[Mo(CN)8]4-, [W(CN)8]4- et précurseurs de cuivre (II), synthétisés à partir d'une base de Schiff tridentate qui peut permettre l'accès du connecteur dans le plan basal. Nous présenterons dans la thèse les résultats obtenus avec le ligand 1-Cyanométhylène-bis(5,5-diméthyl-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane ). Une série de complexes homométalliques a été synthétisée et caractérisée à l'état solide par diffraction des rayons X sur monocristal. La réaction de ces unités de construction avec un deuxième centre métallique conduit à des systèmes supramoléculaires étendus.

Dans le but d'utiliser des antioxydants naturels dans des corps gras, nous avons voulu rendre lipophiles des tanins en leur greffant des chaînes carbonées au moyen de modifications chimiques simples et douces. Nous avons eu recours, dans un premier temps, à des substrats modèles de tanins (phénol, catéchol, acide gallique et catéchine en particulier), utilisés dans des essais d'alkylation, d'acylation, d'estérification par un acide gras ou par un alcool gras, ou encore, en ce qui concerne la catéchine, de greffage d'une chaîne carbonée de longueur variable par une réaction de couplage oxa-Pictet-Spengler entre les cycles C et B. Dans un deuxième temps, l'application des mêmes synthèses aux tanins de châtaignier (Castanea sativa), de chêne (Quercus pedunculata), de québracho (Schinopsis balansae) et de pépins de raisin (Vitis vinifera) a été concluante, plus particulièrement pour le couplage oxa-Pictet-Spengler. Tous les dérivés de molécules modèles ou de tanins bruts ont acquis un caractère lipophile tel qu'avéré par la mesure du coefficient de partage entre l'eau et l'octanol. Les propriétés antioxydantes des molécules modèles et des tanins bruts et modifiés ont été mesurées par deux méthodes : inhibition de l'oxydation induite du linoléate de méthyle et réactivité avec le radical libre 2,2-diphényl-picrylhydrazyle (DPPH). Les propriétés antioxydantes sont bien conservées après modification.

Avec une législation devenant de plus en plus stricte concernant les sédiments de dragages, la décontamination des polluants et plus particulièrement, à cause de leur forte toxicité, des composés organostanniques, notamment le tributylétain (TBT) représente un enjeu très important. Différents procédés de décontamination des sédiments pollués existent. Certains reposent sur les phénomènes d'atténuation naturelle souvent longs et limités à certains polluants, tandis que d'autres consistent à stabiliser et confiner la pollution par voie chimique ou thermique. L'électrodécontamination est une technique innovante qui n'a encore reçu que peu d'applications au stade pilote ou sur le terrain au plan international. Le principe de base de ce procédé consiste à exploiter le déplacement d'espèces ioniques polluantes sous l'effet d'un champ électrique entre une ou plusieurs cathodes et une ou plusieurs anodes implantées dans un milieu poreux. D'une manière simplifiée, la dépollution qui s'effectue essentiellement par électromigration pour les espèces ioniques (métaux libres...) vers l'électrode correspondante (cathode pour les cations et anode pour les anions) et par électroosmose pour les espèces neutres (composés organiques ou organométalliques neutres...) le plus souvent vers la cathode. Son efficacité est contrôlée par le flux de polluants dans la solution du sol donc par leur vitesse de transport et de leur concentration dans la phase liquide. L'optimisation du procédé dépend donc simultanément de facteurs électrochimiques qui contrôlent le transport des polluants et de facteurs physico-chimiques qui influencent le transfert de matière. Plusieurs expériences ont été menées sur un modèle de matrice solide (kaolinite dopée en tributylétain (TBT)) et sous diverses conditions de pH et de gradient de potentiel. Des essais ont été également réalisés sur un sédiment naturel avec diverses conditions opératoires concernant le pH, le gradient de potentiel et la température. Les résultats montrent que nous obtenons des pourcentages d'abattements en TBT supérieurs à 90 % pour un modèle de matrice solide, la kaolinite dopée en TBT, et peuvent atteindre jusqu'à 70 % d'abattement pour un sédiment naturel. Ils montrent également que les composés migrent préférentiellement vers la cathode. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence la compétition entre deux mécanismes : le transfert / transport des composés butylés de l'étain vers les électrodes et le transport du réactif facilitant la dégradation in-situ de ces espèces. Les travaux ont montré des résultats très satisfaisants et extrêmement prometteurs quant à l'application du procédé au stade pilote. Ils ont ouverts une voie particulièrement intéressante sur la décontamination des sédiments et leur gestion future.

Ce travail a exploité les remarquables propriétés électroniques du tétrathiafulvalène (TTF) au sein de deux nouveaux systèmes : les TTF-bis-oxazolines et les TTF-triazines. La fonctionnalisation du TTF par des groupements oxazolines a permis l'introduction de la chiralité sur le donneur. Les structures cristallines des molécules synthétisées ainsi que celles de leurs intermédiaires sont reportées. Nous présentons diverses approches employant ces composés comme précurseurs de matériaux mulifonctionnels. Les TTF-bis-oxazolines ont par ailleurs servi comme ligands chiraux pour des matériaux. Des complexes de cuivre ont permis de réaliser différentes réactions de catalyse homogène énantiosélective. Nous nous sommes intéressés, dans ce dernier cas, à l'influence de l'état rédox du TTF sur l'activité catalytique et l'induction chirale de ces complexes. Dans une seconde partie, nous reportons la synthèse de nouveaux systèmes Donneur-Accepteur associant le TTF (D) à une plateforme triazine (A). Les études théoriques et expérimentales réalisées sur une diade D-A et une triade D-A-D ont permis de caractériser parfaitement le transfert de charge intramoléculaire présent dans ces systèmes. La 2-TTF-4,6-bis-méthoxy-1,3,5-triazine apparaît comme un bon candidat pour l'électronique moléculaire.

Mon travail de thèse porte sur l'élaboration, la caractérisation stationnaire et dynamique ainsi que sur l'étude photophysique de nanoparticules d'or fonctionnalisées. Synthétisées à partir de la réduction d'un sel d'or de degré d'oxydation 1, les nanoparticules d'or sont stabilisées par des molécules (ou ligands) possédant pour la première fois une fonction phosphole. Nous avons examiné le ligand 1,2,5-triphenylphosphole TPP et le ligand xanthénique XTPDP possédant deux fonctions phosphole. Nous avons montré que ces ligands sont très fluorescents (Фém(TPP) = 0,9 ; Фém(XTPDP) = 0,8). La première partie du travail a consisté à obtenir des nanoparticules d'or fonctionnalisées pures, exemptes de ligand libre et à étudier leur stabilité dans le temps.Alors que les nanoparticules d'or fonctionnalisées par le TPP sont peu stables, les nanoparticules d'or fonctionnalisées par le XTPDP ont montré une grande stabilité probablement due à l'interaction simultanée des deux fonctions phosphole du XTPDP. La spectroscopie d'absorption et la microscopie électronique montrent que ces NPs sont sphériques, monodisperses, et d'une taille de 3,8 nm. Par spectrofluorimétrie, nous avons montré que ces NPs présentent une luminescence appréciable à 510 nm malgré une inhibition due à la structure plasmonique. Etant assurés d'avoir trouvé une méthode d'élaboration reproductible de nanoparticules d'or pures exemptes de ligands fluorescents, il devenait possible de procéder à l'étude dynamique des nanoparticules. Les techniques optiques dynamiques utilisées, à savoir l'absorption transitoire par spectroscopie femtoseconde et la spectroscopie d'émission par comptage de photons à l'échelle picoseconde, ont montré une photophysique complexe de ces nanoparticules. Ces techniques nous ont également permis d'étudier le ligand libre ce qui constitue la première étude photophysique de phospholes. Les mesures ont montré une différence entre les spectres des nanoparticules fonctionnalisées et ceux du ligand libre. Ceci démontre que la nanoparticule d'or fonctionnalisée par le XTPDP est une entité très différente de la nanoparticule et du ligand seul. Les mesures dynamiques nous ont également permis de mettre en évidence une interaction rapide à l'état excité de l'ordre de quelques picosecondes entre l'or et le ligand organique au sein de la nanoparticule. L'ensemble de nos résultats montre que nous avons élaboré, caractériser et étudier de nouveau nano-objets luminescents. On peut donc envisager de les utiliser comme sondes luminescentes et de les intégrer dans des architectures moléculaires plus sophistiquées.