Résumé confidentiel / Résumé confidentiel

La chromatographie en phase liquide bidimensionnelle est une technique à fort potentiel, offrant un grand pouvoir de séparation. Après avoir démontré son intérêt dans l’industrie pharmaceutique et présenté les enjeux liés à l’analyse quantitative, une attention particulière est portée sur le développement de méthodes. Dans l’idée de développer une stratégie d’analyse générique, la première étape est de sélectionner un set de trois systèmes 2D par le biais d’une approche développée au laboratoire. La deuxième étape est d’évaluer le potentiel de ces systèmes pour l’analyse quantitative. Ces deux étapes ont conduit à la proposition d’une stratégie d’analyse applicable à l’analyse pharmaceutique dans un contexte industriel. Enfin le potentiel du couplage RPLCxSFC est envisagé dans deux cas de figure différents. Premièrement, dans le but de comparer ce couplage aux séparations RPLCxRPLC développées dans le cadre d’une stratégie analytique générique, en termes de pouvoir de séparation. Deuxièmement, dans le cadre de l’analyse de composés chiraux, en développant un couplage sRPLCxSFC permettant une analyse achirale/chirale simultanée. Les avantages d’une telle approche ont été mis en avant en la comparant aux approches conventionnelles / Two-dimensional liquid chromatography (2D-LC) is a powerful technique considering its high separation power. After showing the advantage of 2D-LC in the pharmaceutical area and presenting the challenges related to quantitative analysis, special attention was paid to method development. With the aim of developing a generic analytical strategy for pharmaceuticals, the first step of our approach consisted in selecting a set of three 2D-systems with the help of a methodology previously developed. In a second step, the potential of these 2D-systems was evaluated for the purpose of quantitative analysis. An analytical strategy able to be applied to pharmaceutical analysis in an industrial context was proposed. Finally, the potential of RPLCxSFC was investigated in two different cases. Firstly, for comparing this on-line two dimensional technique to on-line RPLCxRPLC with respect of the separation power. Secondly, for chiral compounds by developing a selective RPLCxSFC method for simultaneous achiral-chiral analysis. The advantage of such method was highlighted by comparing to conventional approaches

Pour accéder à la caractérisation des matrices complexes pétrolières, la chromatographie en phase liquide bidimensionnelle couplée à une détection spécifique comme la spectrométrie de masse à couplage inductif (LCxLC-ICP-MS/MS) s’avère être une solution pertinente. Un tel couplage permet d’envisager la spéciation des contaminants soufrés ou encore métallés (vanadium et nickel). Ce couplage reste, à notre connaissance, inédit aujourd’hui et sa mise en place a nécessité en premier lieu d’évaluer différents systèmes d’introduction de l’échantillon en amont de la détection. La comparaison de ces systèmes, au regard de la dispersion qu’ils génèrent, a été effectué afin de conserver la qualité de séparation obtenue en sortie du système LCxLC. La seconde partie du développement instrumental a concerné l’optimisation de la partie LC×LC. Le choix des différents mécanismes de rétention dans les deux dimensions étant primordial au vu de la complexité des échantillons (polarité, solubilité, poids moléculaire…). De plus, l’introduction de matrices organiques dans les sources plasma reste un réel défi qu’il a fallu évaluer, celles-ci pouvant être la cause de nombreuses contraintes analytiques. Enfin, une fois la méthodologie off-line SECxRPLC-ICP-MS/MS développée, elle a été appliquée à différents échantillons montrant qu’elle peut être considérée comme une solution intéressante pour expliquer le comportement de certaines matrices au sein des unités de raffinage, par l’intermédiaire de la comparaison de cartographies 2D / Two-dimensional liquid chromatography coupled with a specific detection such as inductively coupled plasma mass spectrometry (LCxLC-ICP-MS/MS) proves to be a relevant technique for the characterization of petroleum complex matrices. Such coupling makes it possible to consider the speciation of sulfur or metal contaminants (vanadium and nickel). Firstly, the evaluation and the comparison of several sample introduction systems was performed, with regard to the dispersion induced in the system, in order to keep a high efficiency from the LCxLC system. The second part of the instrumental development concern the optimization of both dimensions. The choice of the different retention mechanisms is essential given the complexity of the samples (polarity, solubility, molecular weight...). Additionally, the introduction of organic matrices in the plasma remains a real challenge which could be the cause of many instrumental and analytical issue. Finally, once the off-line SECxRPLC-ICP-MS/MS method was developed, it was applied to different samples showing how it can be considered as an interesting tool to explain the behavior of matrices within the refining units, through the comparison of 2D-contour plots

Ce mémoire de doctorat rassemble les travaux réalisés dans le cadre d’une étude analytique approfondie et systématique des substances à odeur boisée. Ces substances définissent une famille d’ingrédients unanimement appréciés pour leurs notes puissantes et recherchés par les parfumeurs pour composer les accords parmi les plus emblématiques de la profession. Les matières premières inscrites au programme de cette étude sont les essences de Gaïac, d’Araucaria, de Patchouli, de Cyprès Jaune d’Alaska, de Vétiver et d’Agarwood, ainsi que certains de leurs produits dérivés. La plupart de ces matières premières sont couramment utilisées par l’industrie du parfum. Leur spécificité provient de leur composition chimique très largement dominée par les dérivés sesquiterpéniques, conférant ainsi à ces extraits une complexité moléculaire indéniable. Les principaux objectifs de cette thèse de doctorat ont consisté à améliorer la connaissance de ces matières premières en termes de composition chimique, à déterminer autant que possible les composés odorants contribuant à leur odeur, et enfin d’explorer d’éventuelles voies de valorisation pour ces mêmes ingrédients à l’échelle industrielle.La méthodologie analytique développée tout au long de l’étude a nécessité l’utilisation combinée d’un large éventail de techniques chromatographiques, spectrométriques et spectroscopiques pour parvenir à caractériser ces matières premières au plus près et à réaliser l’isolement de leurs constituants inconnus. Ainsi, ces travaux s’articulent autour de quatre outils centraux : la chromatographie gazeuse bidimensionnelle intégrale couplée à la spectrométrie de masse (GC × GC–MS), la chromatographie gazeuse couplée à l’olfactométrie (GC–O), la chromatographie gazeuse semi-préparative (GC prép.) et la résonance magnétique nucléaire (RMN). Près de 190 composés ont été isolés et caractérisés dont 107 sont décrits pour la première fois comme constituants d’extraits naturels. / This Ph.D. dissertation sums up the work carried out as part of a thorough and systematic analytical study of woody-scented substances. These substances define a family of ingredients unanimously appreciated for their powerful notes, and sought by perfumers to compose some of the most emblematic accords in perfumery. The raw materials included in the frame of this study are the oils of Guaiac, Araucaria, Patchouli, Alaska Yellow Cypress, Vetiver, and Agarwood, as well as some of their by-products. Most of these raw materials are ingredients commonly used by the perfume industry. Their chemical specificity comes from their composition largely dominated by sesquiterpene derivatives, giving these extracts an undeniable molecular complexity. The main objectives of this Ph.D. thesis were to improve the knowledge of these raw materials in terms of chemical composition, to determine as much as possible the odorous compounds contributing to their odor, and finally to explore possible ways of valorization for these products on an industrial scale.The analytical methodology developed throughout this study required the combined use of a wide range of chromatographic, spectrometric, and spectroscopic techniques in order to characterize these raw materials as precisely as possible and achieve the isolation of their unknown constituents. Thus, our work revolved around four central tools: comprehensive two-dimensional gas chromatography-mass spectrometry (GC × GC-MS), gas chromatography-olfactometry (GC–O), preparative capillary-gas chromatography (pc-GC) and nuclear magnetic resonance (NMR). Almost 190 compounds have been isolated and characterized, 107 of which are described for the first time as constituents of natural extracts.