Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le laboratoire de Chimie Organique et Photochimie de l’Université Libre de Bruxelles possède une expertise de longue date dans le développement et l’étude de complexes photo réactifs de ruthénium (II) à base de ligands polyazaaromatiques. Il a été démontré au cours des précédentes décennies que leur intéressante photo-réactivité est engendrée par la présence de ligands polyazaaromatiques fortement π-déficients tels que le 1,4,5,8 tétraazaphénanthrène (TAP). Ceux-ci induisent en effet des propriétés d’oxydo réduction singulières à l’état excité du complexe. Un transfert d’électron photo induit est alors rendu possible, lequel peut conduire à la formation de photo adduit avec la biomolécule.Aujourd’hui, de multiples applications utilisant la formation de ces photo-adduits ont d’ores et déjà été développées dans le cadre de stratégies thérapeutiques visant la guanine composant l’ADN. Au cours du présent travail, nous avons contribué à l’expansion du domaine d’application de tels composés photo-réactifs aux peptides et aux protéines, ces derniers constituant des cibles primordiales dans le cadre des stratégies thérapeutiques actuelles.Les deux premiers chapitres de ce travail sont consacrés à l’étude fondamentale de la photo réaction entre le complexe photo-réactif [Ru(TAP)2phen]2+ et certains acides aminés, jugés comme potentiellement réducteurs, à savoir, le tryptophane, la tyrosine et la cystéine. La démonstration d’un transfert d’électron photo-induit ainsi que la formation de photo-adduit sur base de résultats précédemment obtenus au sein de notre laboratoire seront détaillés, et ce pour les acides aminés seuls en solution mais également lorsqu’ils sont inclus au sein d’une chaine peptidique.Le troisième volet de ce projet reprend les premiers résultats de la photo-réaction potentielle entre le complexe [Ru(TAP)2phen]2+ et une protéine. En effet, pour la première fois, une analyse poussée du milieu photo-réactionnel comprenant un complexe photo-oxydant de RuII ainsi qu’une protéine contenant plusieurs résidus tryptophane est décrite. Cette étude préliminaire a permis de démontrer la nécessité d’un vecteur de reconnaissant pour espérer observer la formation de photo-adduit entre complexe photo-oxydant et protéine.Le dernier chapitre se base sur cette observation pour développer de nouvelles stratégies visant à réguler l’activité enzymatique de protéines kinases grâce à l’illumination de complexes photo-oxydants de RuII. Deux méthodologies ont alors été mises en place. La première utilise un ligand mimétique de la staurosporine, inhibiteur naturel de protéines kinases, afin de permettre une reconnaissance directe de celles-ci par le complexe photo réactif. La seconde consiste à fonctionnaliser le complexe [Ru(TAP)2phen]2+ afin de l’ancrer chimiquement sur un peptide inhibiteur de protéine kinase. La combinaison de ces deux entités, à savoir un centre photo-réactif et un peptide vecteur, a permis l’observation d’une inhibition contrôlée par la lumière de protéines kinases. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Ce travail est consacré à la synthèse et à la caractérisation de commutateurs et de fils moléculaires. La première partie est une étude bibliographique qui présente les avantages et les applications des unités moléculaires utilisées dans le contexte de l’électronique moléculaire. La deuxième partie de ce manuscrit traite de la préparation, des études électrochimiques et photophysiques de complexes de ruthénium bimétalliques portant un coeur triarylamine. Le but est ici de moduler la luminescence de ce cœur en changeant l’état redox des groupements acetylure de ruthénium. Dans la troisième partie, des combinaisons de précurseurs de complexes de Ln (Ln = Eu ou Yb) et de groupements vinyl-ruthénium redox-actifs ont été formées afin de moduler la luminescence des centres Ln via l’oxydation des groupements vinyl-ruthénium. La quatrième partie décrit l'association d'un précurseur de complexe de Ln (Ln = Eu ou Yb) à un ligand portant une unité dithienylethene (DTE), afin de commuter l'émission de lumière du centre Ln. Ces composés ont été synthétisés avec succès et leur luminescence a été reversiblement modulée par irradiation lumineuse. Dans la dernière partie, nous décrivons la synthèse d'une série de fils moléculaires composée de complexes bis(acetylure) de ruthénium (II) terminés par des groupes fonctionnels amine, et comprenant un complexe bimétallique photochrome avec une unité DTE. Ces molécules ont été conçues de manière à être insérées entre deux électrodes de graphène pour étudier leur conductance dans les différents états redox. En outre, le complexe photochrome doit pouvoir permettre la commutation de la conductance par voie optique et électrochimique dans des jonctions moléculaires de graphène. / This work is devoted to the synthesis and characterization of novel molecular switches and wires that incorporate ruthenium organometallic moieties. First, a bibliographic chapter presents the advantages and applications of the building blocks used in the following chapters and discuss the general context of molecular electronics. The second part of this manuscript deals with preparation, electrochemical and photophysical studies of bimetallic ruthenium complexes bearing a triarylamine core. The goal is to modulate the luminescence of this core by changing the states of the redox-active ruthenium acetylide moieties. In the third part, combinations of Ln (Ln = Eu or Yb) complexes and redox-active ruthenium vinyl bipyridine moieties were formed in order to tune the luminescence of Ln center via oxidation of the redox-active ruthenium vinyl moieties. The fourth part describes an association of a Ln (Ln = Eu or Yb) precursor and a ligand bearing a dithienylethene (DTE) unit, in order to commute the light emission of the Ln center. These DTE-Ln compounds were successfully synthesized and their luminescence was reversiblely modulated by photo irradiation. In the last part, we report the synthesis of a series of redox-active molecular wires, which are ruthenium (II) bis(σ-arylacetylide) complexes terminated with amine functional groups, one of them including a photochromic DTE unit. These molecules are designed to covalently bridge a gap between graphene electrodes for probing the electrochemical gating of conductance via oxidation of the molecules. Furthermore, the photochromic complex should allow combined optical and electrochemical conductance switching in single molecule graphene junctions.

Cette étude concerne la valorisation du dioxyde de carbone par le procédé de méthanation. Elle vise à mettre au point des catalyseurs efficaces pour cette réaction. L'espèce active est le nickel métallique. Différents supports ont été étudiés tels que SiO₂, Al₂O₃, MgO, Y₂O₃ et CeO₂. Ces catalyseurs ont été préparés par la méthode d'imprégnation à sec. Dans un premier temps, les différents catalyseurs ont été caractérisés par différentes techniques physico-chimiques dont la Diffraction des Rayons X (DRX), la Réduction en Température Programmée (RTP-H₂), la Désorption en Température Programmée (DTP-CO₂), l'Adsorption d'Azote (méthode BET) et la Chimisorption d'Hydrogène. Dans un deuxième temps, les différents catalyseurs ainsi préparés ont été testés dans la réaction de méthanation du CO₂. Le catalyseur Ni/CeO₂ présente les meilleures performances catalytiques, parmi les systèmes étudiés. L'ajout du ruthénium améliore l'activité catalytique et la stabilité des catalyseurs. Le catalyseur Ru(0,5%)-Ni(5%)/CeO₂ est le plus performant, il présente une bonne activité catalytique et une bonne stabilité même pour une pression de 10 bar. Ceci le rend plus avantageux pour une application industrielle. / This study concerns the valorization of carbon dioxide by the methanation process. It aims to develop effectiv catalysts for this reaction. The active species is metallic nickel. Different supports have been studied such as SiO₂, Al₂O₃, MgO, Y₂O₃ and CeO₂. These catalysts were prepared by the dry impregnation method. Initially, the different catalysts were characterized by different physicochemical techniques including X-ray Diffraction (XRD), Temperature Programmed Reduction (TPR-H₂), Temperature Programmed Desorption (TPD-CO₂), nitrogen adsorption (BET method) and hydrogen chemisorption. In a second step, the various catalysts thus prepared were tested in the CO₂ methanation reaction. The Ni/CeO₂ catalysts has the best catalytic performance, among the systems studied. The addition of ruthenium improves the catalytic activity and the stability of the catalysts. The catalyst Ru(0.5%)-Ni(5%)/CeO₂ is the most efficient, it has good catalytic activity and good stability even as a pressure of 10 bar. This makes it advantageous for an industrial application.

La nécessité de construire des édifices moléculaires complexes s'accompagne d'un besoin de mise au point d'outils synthétiques nouveaux et toujours plus performants. Dans ce contexte, le développement de systèmes photocommutables constitue un moyen privilégié pour la modulation de la réactivité chimique avec un excellent contrôle spatial et temporel. Les complexes organométalliques incorporant des ligands photochromes constituent des candidats de choix pour de telles applications, combinant la réactivité riche du centre métallique avec les propriétés de photocommutation du ligand. Ces travaux de thèse portent sur l'utilisation d'azobenzènes en tant que ligands pour la formation de complexes photocommutables de type (η6-arène)ruthénium. L'étude du comportement d'azobenzènes diversement substitués a conduit à la synthèse d'une nouvelle famille de complexes porteurs d'un ligand o-sulfonamide azobenzène dont les propriétés de photo-isomérisation ainsi que la réactivité ont été étudiées. La coordination de dérivés phosphorés à ces composés peut être modulée sous irradiation lumineuse, et cette propriété a été exploitée pour le photo-déclenchement de la réaction d'aza-Morita-Baylis-Hillman.Dans une seconde partie de ces travaux, nous avons synthétisé une famille d'azobenzènes cycliques pontés par un acétal présentant un processus nouveaux de photo-isomérisation à trois espèces, qui permet l'interconversion sous irradiation lumineuse entre des diastéréoisomères conformationnels stables avec une bonne sélectivité. Ces nouveaux composés offrent des perspectives prometteuses pour le contrôle conformationnel par la lumière. / The growing need to create sophisticated molecules and building blocks requires the development of increasingly more efficient synthetic tools. In this context, photoswitchable systems appear as an ideal means for controlling chemical reactivity with excellent spatial and temporal resolution. Organometallic complexes incorporating photochromic ligands represent a promising class of compounds for such applications as they combine both the versatile reactivity of the metal center with the photoswitchable properties of the ligand. This work investigates the use of azobenzenes as ligands for the synthesis of photoswitchable (η6-arene)ruthenium complexes. The study of the behavior of azobenzenes diversely substituted led to the synthesis of a new family of complexes bearing an o-sulfonamide ligand which photo-isomerization properties were investigated. The coordination of these complexes to phosphorus derivatives could be modulated upon irradiation and this property was applied to the light-triggered aza-Morita-Baylis-Hillman reaction.The second part of this work describes the synthesis and study of a new family of ketal-substituted bridged azobenzenes which display an uncommon three-species photo-isomerization pattern, triggering an interconversion between stable conformational diastereomers with a good selectivity. These compounds offer promising perspectives for conformational control by light.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Depuis quelques années, la recherche et le développement dans le domaine des matériaux électroluminescents suscite de plus en plus d’intérêt. La crise énergétique que nous connaissons actuellement motive un changement de mentalité de la société, de plus en plus soucieuse d’économiser l’énergie. Peu à peu, la commercialisation de diodes électroluminescentes telles que les LEDs (Light-Emitting Diodes) ou les OLEDs (Organic Light-Emitting Diodes) s’est implantée et elle connait aujourd’hui un essor considérable. Néanmoins, de nombreuses améliorations doivent encore être apportées afin d’en optimiser les propriétés. C’est dans cette thématique des matériaux électroluminescents que s’est focalisé notre travail. La préparation de nouveaux composés et l’étude de leurs propriétés photophysiques représentent en effet des étapes déterminantes et indispensables à la fabrication de ces dispositifs. <p><p>Notre travail s’est concentré plus particulièrement sur des complexes de Rh(III), Ir(III) et Ru(II) incorporant un ou plusieurs dérivés du dipyrrométhène. Le premier volet de cette thèse est consacré à la synthèse de quatre complexes mononucléaires [Rh(dipy)3], [Rh(ppy)2dipy], [Ir(ppy)2dipy], [Ru(phen)2dipy]+ dont nous avons ensuite étudié les propriétés photophysiques et électrochimiques. Des calculs théoriques TD-DFT ont également permis de conforter l’attribution de la nature des différents états excités responsables de la luminescence de ces composés. <p>Le second volet de cette thèse est consacré à la mise au point de complexes dinucléaires à l’aide d’un dérivé pontant du dipyrrométhène, avec lequel deux composés ont été obtenus :[Ir2(ppy)4µdipy] et [Rh2(ppy)4µdipy]. Une étude complète du composé d’iridium nous a permis de déterminer ses propriétés. Les nombreux problèmes de solubilité que nous avons rencontrés avec le composé de rhodium ne nous ont pas permis de mener des études approfondies de ce composé.<p>Lors d’un essai de synthèse du composé dinucléaire d’iridium, nous avons isolé le complexe mononucléaire pontant [Ir(ppy)2µdipyH]. Afin de l’engager dans la préparation d’un complexe hétérodinucléaire de type Bodipy, nous avons préalablement mis au point la synthèse d’un bodipy mononucléaire et nous avons examiné ses propriétés optiques. Nous nous sommes dès lors basé sur les conditions de synthèse de ce bodipy mononucléaire pour tenter de réaliser, sans succès, la synthèse du complexe hétéronucléaire [Ir(ppy)2µdipyBF2].<p>L’ensemble des résultats obtenus au cours de ce travail, nous ont permis de comprendre l’effet du métal de transition et celui de la dérivatisation du dipyrrométhène sur les propriétés photophysiques des complexes formés. Il serait dès lors intéressant de tirer parti de l’ensemble de ces résultats pour mettre au point un nouveau dérivé pontant du dipyrrométhène afin d’optimiser les propriétés des complexes formés, et à terme permettre la préparation de réseaux organométalliques performants et exploitables dans des dispositifs électroluminescents. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Suite au succès clinique des composés du platine (cisplatin et de ses dérivés) en tant qu’agent anticancéreux, la chimie inorganique médicinale a connu un essor considérable offrant ainsi une alternative à la conception d'agents thérapeutiques. Bien que le cisplatin et ses dérivés soient sans doute une des classes la plus réussie de médicaments anticancéreux, leur utilisation n’est pas efficace contre tous les types de cancer. De plus, ils sont à l’origine d’effets secondaires très invalidants (neurotoxicité, néphrotoxicité, perte de poids, nausées…) et sont également inactifs contre certains cancers présentant une résistance innée ou induite. Par conséquent, la recherche a développé des composés possédant des activités améliorées et des profils de toxicité plus acceptables. Ceci a ainsi stimulé l'intérêt pour les complexes contenant d'autres métaux de la mine du platine tels que le ruthénium, car ces composés présentent une plus faible toxicité que les complexes existants. Certains composés du ruthénium ont déjà montré une activité anticancéreuse prometteuse et deux complexes du RuIII le trans-[RuCl4-(DMSO)(Im)]ImH (NAMI-A) et le trans-[RuCl4(Ind)2]IndH (KP1019) sont entrés récemment en phase clinique.Dans le but d’améliorer l’activité et de réduire les effets secondaires des agents anticancéreux existants, le Laboratoire de Synthèses Métallo-Induites a développé depuis plusieurs années des complexes organométalliques du ruthénium RDC (Ruthenium Derivative Compound) dans lesquels un des ligands est fortement lié au métal par une liaison convalente σ C-Ru qui est elle-même stabilisée par une liaison intramoléculaire N-Ru. Cette thèse présente les avancées récentes du laboratoire dans ce domaine et plus particulièrement le développement d’une chimiothèque de RDC de seconde génération dans laquelle le ligand cyclométallé est stabilisé par deux liaisons N-Ru. Plusieurs complexes ont ainsi atteint des IC50 significativement inférieur à la micromole. En parallèle, le même type d’études a été réalisé sur des complexes de l’osmium aboutissant à une chimiothèque ODC (Osmium Derivative Compound) d’une quarantaine de composés. Cette étude est d’un intérêt particulier car non seulement elle complète la famille des RDC, mais elle permet également de vérifier l’impact du changement de métal. Les études biologiques ont ainsi montré que l'osmium présente un réel intérêt dans le développement de nouveaux médicaments antitumoraux particulièrement efficaces. Les mesures des propriétés physico-chimiques telles que le potentiel d’oxydo-réduction et la lipophilie (log(Po/w)) ont permis de corréler ces paramètres à leur activité in vitro, se rapprochant ainsi d’une éventuelle relation propriété-activité (P.A.R.). Le réel rôle du potentiel d’oxydo-réduction deviendra probablement plus clair au fur et à mesure de notre avancée dans la résolution du mécanisme d'action de ces espèces. / Since the clinical success of platinum drugs (cisplatin and its derivatives) as anticancer agent, medicinal inorganic chemistry has become a field of growing interest because it offers an alternative for the design of therapeutic agents that are not readily available to organic compounds. Although cisplatin is one of the most widely used drugs in chemotherapy, it is not effective for all types of cancer. Moreover, platinum drugs are the cause of disabling side effects (neurotoxicity, nephrotoxicity, weight loss, nausea…) and their applicability is limited by innate or induced resistance to platinum in a narrow range of tumours. Therefore, this clinical success has promoted the search for cytotoxic compounds with enhanced activities and more acceptable toxicity profiles. This has stimulated interest in complexes containing other heavy metals of the platinum group such as ruthenium because these compounds show lower toxicity than drugs based on platinum. Some ruthenium compounds have already shown promising anticancer activity and two RuIII complexes trans-[RuCl4-(DMSO)(Im)]ImH (NAMI-A and trans-[RuCl4(Ind)2]IndH (KP1019) recently enter in clinical phase for their respectively antimetastatic and cytotoxic properties.In the essential aim of increasing activity and reducing side effects of anticancer agents, the Laboratoire de Synthèses Métallo-Induites has developed for several years organometallic ruthenium compounds RDC (Ruthenium Derivative Compound) in which one of the ligand is strongly bound to the metal via a strong σ C-Ru bond and stabilized by an intramolecular N-Ru bond. This thesis presents the recent advances of the laboratory in this field and the development of a second generation RDC in which the cylometallating ligand is stabilized by two N-Ru bonds. Thus, several complexes pass the symbolic barrier of the nanomolar range for their IC50 indicating a critical improvement. At the same time, we decided to focus our studies on osmium heavier congener, not only to complete the RDC chemical library, but also to verify the impact of exchanging the metal. An extensive chemical library ODC (Osmium Derivative Compound) of forty cyclometalated osmium complexes was synthesized and evaluated in vitro. Biological studies on these ODCs showed that osmium is another metal that deserves attention for the development of new effective antitumour drugs. The measurements of physicochemical properties such as red-ox potential and lipophylicity (log(Po/w)) allowed us to tentatively correlate these parameters to the level of activity, thus approaching a possible Property-Activity Relationship (P.A.R.). More insight into the role of the red-ox potential will probably become clearer as we progress into the mechanism of action of these species.

Le procédé PUREX utilise comme molécule extractante le tri-butyl-phosphate (TBP) pour assurer l’extraction et la purification de l’uranium et du plutonium des combustibles nucléaires usés. Bien que le retour d’expérience industriel soit très positif, des améliorations de ce procédé sont possibles notamment pour le futur traitement de combustibles plus riches en plutonium. Les extractants de la famille des N,N-dialkylamides (monoamides) ont montré par le passé une potentialité avérée pour remplacer le TBP : ils permettent de co-extraire l’uranium et le plutonium puis de dés-extraire sélectivement le plutonium par une diminution de l’acidité du milieu, supprimant ainsi les opérations de réduction du plutonium consommatrices en réactif potentiellement toxique (hydrazine). Le travail de recherche mené au cours de cette thèse vise à comprendre et modéliser l’extraction de certains produits de fission et actinides mineurs : césium, europium, américium, ruthénium et technétium, éléments qui ne doivent pas contaminer les matières recyclées. Les systèmes extractants choisis pour l’étude sont constitués des monoamides N,N-di (éthyl-2 hexyl) butanamide (DEHBA), N,N-di (éthyl-2 hexyl) isobutanamide (DEHiBA), du mélange de ces deux monoamides, de N-méthyl-N-octyl-(2-ethyl)hexanamide (MOEHA) et de TBP, extractant actuellement utilisé à l’usine AREVA de La Hague, dilués dans le tétrapropylène hydrogéné (TPH). Pour y parvenir, une démarche multi-échelle a été mise en place avec l’acquisition de données de distribution et de données thermodynamiques. Ces données ont servi de support pour élaborer des modèles permettant de simuler le comportement des différents éléments dans les cycles d’extraction actuel ou futur. En parallèle et lorsque les conditions chimiques des systèmes le permettaient, des études de spéciation des phases organiques ont été entreprises, afin d’obtenir des informations sur la stœchiométrie des complexes formés et sur les mécanismes mis en jeu au cours de l’extraction.De ces travaux peuvent se dégager un certain nombre de conclusions :- l’extraction des nitrates de césium, d’europium et d’américium par les monoamides est très faible et a pu être correctement modélisée,- l’extraction du technétium par les monoamides semble répondre au même mécanisme que dans le cas du TBP : le technétium est principalement co-extrait en phase organique en formant des complexes mixtes avec l’uranium. En effet, un anion pertechnétate se substitue à un anion nitrate dans les complexes formés entre l’extractant et le nitrate d’uranyle, selon un mode de coordination monodenté, conduisant à une extraction exacerbée du technétium. La modélisation de l’extraction du technétium par les monoamides a pu être améliorée en reconsidérant l’estimation des écarts à l’idéalité en phase aqueuse avec une nouvelle variation du coefficient d’activité de l’acide pertechnétique en solution binaire dans l’eau,- avec les monoamides comme avec le TBP, le ruthénium est faiblement extrait en phase organique mais cette fraction extraite, aussi faible soit elle, constitue une contamination résiduelle du solvant. Les données acquises, grâce à la mise au point d’un protocole de préparation de solutions simulées, sont représentatives du comportement du ruthénium dans les conditions d’extraction des procédés. Les modèles développés permettent de très bien reproduire le comportement du ruthénium dans les opérations d’extraction de procédés mis en œuvre à l’échelle pilote, sur des solutions de dissolution réelles,- une approche nouvelle pour le calcul des coefficients d’activité en phase organique a été développée. Elle explicite les écarts à l’idéalité liés à l’association en phase organique via les équilibres de complexation, mais aussi, et pour la première fois, les effets liés à la répulsion entre espèces en les considérant comme des sphères dures. / The PUREX process is a solvent extraction method dedicated to the reprocessing of irradiated nuclear fuel in order to selectively extract uranium(VI) and plutonium(IV) from fission products and minor actinides. The tri-n-butylphosphate (TBP) is used as the extractant in the organic phase. Within the frame of the development of Generation IV reactors, new liquid-liquid extraction processes are under development for the reprocessing of spent nuclear fuels. The N,N-dialkylamides (monoamides) already showed their potentiality as promising alternative extractant to TBP for nuclear fuel reprocessing: they are able to extract U(VI) and Pu(IV) selectively by adjusting the nitric acid concentration without using Pu(IV) reducing agents. This study aims at understanding and modeling the extraction of some fission products and minor actinides: cesium, europium, americium, ruthenium and technetium, which may occur as impurities in the organic phase. In the present study, the extraction properties of N,N-di (ethyl-2 hexyl) butanamide (DEHBA), N,N-di (ethyl-2 hexyl) isobutanamide (DEHiBA), as well as a mixture of these two monoamides, N-methyl-N-octyl-(2-ethyl)hexanamide (MOEHA) and TBP, the extractant currently used in the PUREX process at the La Hague plant, diluted in TPH, were studied. For that purpose, a multi-scale approach has been used to describe the extraction mechanisms combining two different descriptions. Distribution and thermodynamic data were first determined from batch experiments. Based on these data, thermodynamic models were developed and are able to predict the behaviour of the different elements in current or future processes. Dedicated methods were also performed to obtain information about the stoichiometry of the extracted species and about the mechanisms involved during the extraction step.The main conclusions that can be deduced from this study are:- even if the extraction of cesium, europium and americium nitrates with monoamides is very low, models have been developed and fit the experimental data with good agreement,- the same mechanism may be involved in the extraction of technetium with TBP or monoamides: technetium is preferentially co-extracted in organic phase as mixed uranium-technetium species. Indeed, one TcO4- anion replaces one NO3- ion in a monodentate coordination mode in the uranium-monoamide complex. The developed thermodynamic models, that have been improved by taking into account a new variation of the pertechnetic acid activity coefficient in binary solution, fit very well the experimental data,- with monoamides as with TBP, ruthenium is poorly extracted but remains troublesome in the spent fuel reprocessing industry because of its retention in the irradiated solvent. Distribution data have first been determined from batch experiments thanks to the development of a new methodology for simulated ruthenium spent fuel dissolution solutions preparation. The developed thermodynamic models fit very well the batch experimental data. Thus, they was then used to simulate ruthenium behaviour in counter-current hot tests performed in mixer-settlers- a new approach for the activity coefficient calculation in organic phase has been developed. The MSA theory (Mean Spherical Approximation) was chosen for this purpose to explicitly describe both association and repulsive forces.Finally, this work that includes a macroscopic study (distribution and thermodynamic data acquisition and modeling) and molecular investigations (ESI-MS, FT-IR and X-ray absorption analysis supported by theoretical calculations) provides a new insight in the description of solvent extraction mechanism.

Synthèse de complexes du ruthénium(II) comportant un ligand chiral Base de Tröger bisphénanthroline et étude de leurs comportements en présence d’ADN.<p><p> Résumé<p><p>Dans la recherche de traitements thérapeutiques spécifiques, l’ADN, centre de stockage de l’information génétique, occupe une place privilégiée. Dans ce cadre, le service de Chimie Organique et Photochimie s’est focalisé sur l’étude de l’interaction des complexes polyazaaromatiques du Ru(II) avec la double hélice. La mise au point de nouveaux ligands ou la fonctionnalisation de ligands existants permet de moduler tant les propriétés photophysiques des complexes que leur interaction avec l’ADN. Dans cette optique, notre thèse de doctorat consiste à développer deux nouveaux complexes de Ru(II) contenant un ligand chiral Base de Tröger bisphénanthroline (BTphen2) :le [Ru(phen)2BTphen2]2+ et le [Ru(TAP)2BTphen2]2+. L’objectif de ce travail consiste plus particulièrement à examiner l’influence de la chiralité et de la structure particulière du ligand BTphen2 sur l’interaction des complexes résultants avec l’ADN. <p><p>La première partie de ce travail a été consacrée à l’étude du [Ru(phen)2BTphen2]2+. Trois des quatre stéréoisomères du [Ru(phen)2BTphen2]2+ (les complexes Lambda-R, Lambda-S et Delta-S) ont été isolés pour la première fois avec une pureté optique acceptable à l’aide d’une nouvelle stratégie de synthèse basée sur l’utilisation de blocs de construction optiquement purs. La caractérisation de chacun de ces stéréoisomères par RMN1H et dichroïsme circulaire a ensuite permis de lever toute ambiguïté concernant leur stéréochimie. L’étude des différents stéréoisomères du [Ru(phen)2BTphen2]2+ seuls en solution a montré que l’introduction du ligand BTphen2 modifie les propriétés du complexe par rapport au complexe parent [Ru(phen)3]2+ (allongement de la durée de vie de l’état électronique excité, déplacement bathochrome des maxima d’émission et d’absorption). Par contre, la chiralité du complexe n’induit quant à elle aucune différence significative au niveau des propriétés photophysiques des différents stéréoisomères. <p><p>L’étude du [Ru(phen)2BTphen2]2+ en présence d’ADN de thymus de veau a montré que, contrairement au complexe [Ru(phen)3]2+, l’intercalation partielle d’un des ligands phénanthrolines du complexe entre les paires de base de l’ADN est empêchée par la structure coudée du BTphen2. D’autre part, l’introduction du BTphen2 augmente l’affinité du complexe [Ru(phen)2BTphen2]2+ pour la double hélice par rapport au complexe [Ru(phen)3]2+. <p>La chiralité du [Ru(phen)2BTphen2]2+ influence fortement l’interaction du complexe avec l’ADN-B. Ainsi, la quantification des modifications d’intensité d’émission des différents stéréoisomères en présence d’ADN a permis de mettre en évidence une grande sélectivité d’interaction. Ces études montrent que si la chiralité du centre métallique assure une influence prépondérante dans la stéréosélectivité d’interaction des différents stéréoisomères, cette dernière est néanmoins exacerbée en présence du ligand BTphen2. Ainsi, comme pour la majorité des complexes, le [Ru(phen)2Btphen2]2+ présente une énantiosélectivité d’interaction avec l’ADN-B en faveur des isomères de centre métallique Delta. Par contre, l’introduction du ligand BTphen2 engendre une différence d’affinité entre les stéréoisomères Delta et Lambda plus de 30 fois supérieure à celle observée pour le [Ru(phen)3]2+ ou d’autres complexes de ruthénium(II). La chiralité du ligand BTphen2 se traduit principalement par une différence d’orientation entre la sous-unité phénanthroline non complexée de la BTphen2 (phen’) et le ligand phénanthroline qui lui fait face. Cette différence d’orientation des sous-unités phen’ et phen influence l’adsorption du complexe dans les sillons de la double hélice. Ainsi, lorsque l’on conserve une chiralité identique pour le centre métallique, les stéréoisomères présentant deux sous-untités phen’ et phen sécantes (le Delta-R ou le Lambda-S) s’adsorbent plus profondément dans les sillons de l’ADN que les isomères avec des sous-unités parallèles (le Delta-S ou le Lambda-R).<p><p>\ / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished