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La mise au point d’une méthode d’analyse par UPLC-MS/MS et dilution isotopique nous a permis d’identifier pour la première fois dans un moût le S-3-(hexan-1-ol)-<gamma>-glutamyl-cystéine (<gamma>GluCys-3MH). Suite à cette découverte, l’étude des interconversions entre les glutathionylés, dipeptides et cystéinylés S-conjugués au 3-mercaptohexan-1-ol (3MH) ou à la 4-mercapto-4-méthyl-pentan-2-one (4MMP), a permis de mettre en évidence deux nouvelles formes de précurseurs. Le suivi de l’évolution de ces différents composés au cours de fermentations alcooliques à l’échelle laboratoire a permis de clarifier leur rôle de précurseurs et d’établir les éventuels mécanismes d’interconversion. Par ailleurs, à travers plusieurs expérimentations viticoles et œnologiques conduites à l’échelle pilote en Languedoc et Val de Loire pendant trois années consécutives, des éléments nouveaux ont pu être apportés quant à l’impact de la maturation du raisin et son hétérogénéité, ainsi qu’à l’importance des opérations pré-fermentaires comme la macération pelliculaire ou la stabulation sur bourbes. / The development of a method using UPLC-MS/MS and stable isotope dilution assay allowed us to identify for the first time the S-3-(hexan-1-ol)-<gamma>-glutamyl-cysteine (<gamma>GluCys-3MH) in musts. Following this discovery, the study of interconversions between glutathione, dipeptides and cysteine S-conjugates to 3-mercaptohexan-1-ol (3MH) or 4-mercapto-4-methyl-pentan-2-one (4MMP) highlighted two new forms of precursors. The evolution monitoring of these compounds during alcoholic fermentations at laboratory scale allowed us to clarify their role as precursors and to establish the possible interconversion mechanisms. In addition, through several viticultural and oenological experiments carried out at pilot scale in Languedoc and Val de Loire during three consecutive years, new elements could be … about the impact of grape ripening and its heterogeneity, as well as the importance of prefermentative processes, such as skin maceration and must conservation on lees.

Des polyacides lactiques hydroxy téléchélique de masses molaires variées ont été synthétisés par polymérisation par ouverture de cycle du LLA en présence de 1,4 -butane diol. Des polyhydroxybutyrate hydroxy téléchéliques ont été préparés transesterification du PHB et du 1,4-butanediol catalysée par l'acide p-toluène sulfonique .Ces oligomères ont été utilisés pour préparer des polyesters amides fonctionnalisés acrylates ou mercaptans. Dans une approche parallèle, du PCL multi acrylate a été préparé avec succès par copolymérisation par ouverture de cycle de méthacrylate de glycidyle avec du caprolactone. Des copolymères (GMA -co- CL) ayant des masses molaire et de la fonctionnalité variables, ont été préparés en modifiant les paramètres de la réaction tels que le catalyseur, la nature du co-amorceur et le rapport des stœchiométriques des différents réactifs. Les polymères multi acrylates ont été copolymérisés principalement avec l'HEMA sous irradiation UV pour obtenir des réseaux PLA, PHB et PCL segmentés. Les mécanismes de dégradation de ces réseaux ont été étudiés en examinant particulièrement les décompositions des liaisons uréthanes et esters. Des dépolymérisations du PHEMA ont été détectées avec TGA -FTIR à plus haute température (450°C). Pour les réseaux à base de PCL, les propriétés thermo -mécaniques ont été étudiées. Le résultat montre que les phases riches en PCL ont une bonne compatibilité avec le poly HEMA. Les modules caoutchoutiques et l’étendue des températures des zones d’amortissement peuvent être contrôlées en fonction des paramètres réactionnels. Les Polymères multifonctionnels Thiols du PCL, PHA et PLA ont été utilisés pour faire croître des chaines méthacrylates et construire des polymères de type étoile / Hydroxyl telechelic polylactic acids of various molecular weights were synthesized by ring opening polymerization in the presence of LLA and 1,4-butanediol. Telechelic hydroxy polyhydroxybutyrate were prepared transesterification of PHB and 1,4- butanediol catalyzed by p- toluene sulfonic acid. These oligomers were used to prepare polyesteramides functionalised acrylates or mercaptans. In a parallel approach, the PCL multi acrylate was successfully prepared by ring-opening copolymerization of glycidyl methacrylate with caprolactone. Copolymers (GMA-co-CL) with variable molar masses and functionality were prepared by changing the reaction parameters such as catalyst, the nature of the co-initiator and the ratio of different stoichiometric reagents. Multi-acrylated polymers were copolymerized with HEMA under UV irradiation to obtain PLA, PHB and PCL segmented networks. Degradation mechanisms of these networks have been studied by examining particular decomposition of urethane bonds and esters. Depolymerization of the PHEMA was detected with TGA -FTIR at higher temperature (450°C). For PCL based networks, the thermo- mechanical properties were studied. The result shows that the PCL-rich phases have good compatibility with poly HEMA. The rubber and the working temperature range of the damping zones modules can be controlled as a function of reaction parameters. Multi mercapto functionalized polymers with PCL, PLA and PHA segments were used to grow methacrylate polymer chains and build star type

Les thiols et le sélénium peuvent jouer un rôle important dans la méthylation du mercure des environnements aquatiques. Pour démontrer la présence des thiols et du sélénium et leur relation avec le mercure dans certains écosystèmes d'eau douce québécois, une campagne d’échantillonnage fut réalisée durant l’été 2010, dans le parc national du Mont-Tremblant (Laurentides, Québec). Il existe une corrélation significative entre le sélénium et le mercure total dans l’eau des lacs du parc. Cependant, les concentrations de sélénium sont très faibles dans les lacs, les étangs de castor et les ruisseaux. Par ailleurs, les lacs du parc national du Mont-Tremblant ont des concentrations relativement élevées de méthylmercure avec une moyenne de 0,33 ng L-1 et des maximums allant jusqu’à 3,29 ng L-1. Les étangs de castor peuvent aussi être considérés comme des lieux de contamination au méthylmercure, avec une concentration moyenne de 0,95 ng L-1. Toutefois, la présence d’une colonie de castors sur le bassin versant d’un lac ne semble pas influencer les concentrations de mercure que l’on y retrouve. Deux thiols sont détectables dans l’eau de surface des Laurentides, soit le glutathion et l’acide thioglycolique. La concentration de ce dernier thiol est corrélée significativement avec celle du mercure total et du méthylmercure. Les thiols peuvent jouer un rôle important dans les processus de méthylation en favorisant le transport du mercure inorganique à l’intérieur des bactéries sulfato-réductrices. Afin de mieux comprendre l’action antagoniste entre le sélénium et le mercure, des études devraient être réalisées au niveau des tissus des organismes vivants dans ces zones pauvres en sélénium. / Thiols and selenium may influence mercury methylation in aquatic environments. To demonstrate the occurrence of both elements with mercury in selected aquatic systems of Quebec, a sampling campaign was conducted during the summer of 2010 in Mont-Temblant national park (Laurentians, Quebec). There is a significant correlation between selenium and total mercury in surface water. However, concentrations of selenium are very low in lakes and beavers ponds. In addition, the park’s lakes have a relatively high concentrations of methyl mercury with an average of 0,33 ng L-1 and maximum values up to 3,29 ng L-1. Beaver ponds can also be considered hotspots of methylmercury contamination, with an average concentration of 0,95 ng L-1. However, the presence of a colony of beavers in the watershed of a lake does not appear to influence the levels of mercury in that lake. Two species of thiols are present in the surface water of the Laurentian ecosystems: glutathione and thioglycolic acid. The latter is significantly correlated with total mercury and methyl mercury. Thiols may play an important role in the methylation process by promoting the transport of inorganic mercury within the sulfate-reducing bacteria. To better undestand the antagonistic action between selenium and mercury, more research should be conducted in the tissue of organisms living in areas of low concentration of selenium to know if they are protected against mercury toxicity.

Les thiols et le sélénium peuvent jouer un rôle important dans la méthylation du mercure des environnements aquatiques. Pour démontrer la présence des thiols et du sélénium et leur relation avec le mercure dans certains écosystèmes d'eau douce québécois, une campagne d’échantillonnage fut réalisée durant l’été 2010, dans le parc national du Mont-Tremblant (Laurentides, Québec). Il existe une corrélation significative entre le sélénium et le mercure total dans l’eau des lacs du parc. Cependant, les concentrations de sélénium sont très faibles dans les lacs, les étangs de castor et les ruisseaux. Par ailleurs, les lacs du parc national du Mont-Tremblant ont des concentrations relativement élevées de méthylmercure avec une moyenne de 0,33 ng L-1 et des maximums allant jusqu’à 3,29 ng L-1. Les étangs de castor peuvent aussi être considérés comme des lieux de contamination au méthylmercure, avec une concentration moyenne de 0,95 ng L-1. Toutefois, la présence d’une colonie de castors sur le bassin versant d’un lac ne semble pas influencer les concentrations de mercure que l’on y retrouve. Deux thiols sont détectables dans l’eau de surface des Laurentides, soit le glutathion et l’acide thioglycolique. La concentration de ce dernier thiol est corrélée significativement avec celle du mercure total et du méthylmercure. Les thiols peuvent jouer un rôle important dans les processus de méthylation en favorisant le transport du mercure inorganique à l’intérieur des bactéries sulfato-réductrices. Afin de mieux comprendre l’action antagoniste entre le sélénium et le mercure, des études devraient être réalisées au niveau des tissus des organismes vivants dans ces zones pauvres en sélénium. / Thiols and selenium may influence mercury methylation in aquatic environments. To demonstrate the occurrence of both elements with mercury in selected aquatic systems of Quebec, a sampling campaign was conducted during the summer of 2010 in Mont-Temblant national park (Laurentians, Quebec). There is a significant correlation between selenium and total mercury in surface water. However, concentrations of selenium are very low in lakes and beavers ponds. In addition, the park’s lakes have a relatively high concentrations of methyl mercury with an average of 0,33 ng L-1 and maximum values up to 3,29 ng L-1. Beaver ponds can also be considered hotspots of methylmercury contamination, with an average concentration of 0,95 ng L-1. However, the presence of a colony of beavers in the watershed of a lake does not appear to influence the levels of mercury in that lake. Two species of thiols are present in the surface water of the Laurentian ecosystems: glutathione and thioglycolic acid. The latter is significantly correlated with total mercury and methyl mercury. Thiols may play an important role in the methylation process by promoting the transport of inorganic mercury within the sulfate-reducing bacteria. To better undestand the antagonistic action between selenium and mercury, more research should be conducted in the tissue of organisms living in areas of low concentration of selenium to know if they are protected against mercury toxicity.

Au cours des dernières décennies, les chromophores organiques “push-pull” ont vu leur intérêt grandir en raison de leurs applications potentielles dans les domaines des transistors à effet de champ, de l'optique non linéaire, des OLEDs, et du photovoltaïque. Dans le cadre de la conception de cellules photovoltaïques, ces structures moléculaires correctement organisées sur une surface devraient permettre d’améliorer l’interface donneur/accepteur, l’absorption optique, et d’augmenter le volume de la couche active. Nous avons développé une synthèse en plusieurs étapes de nouvelles molécules “push-pull” comportant une tête réactive thiol autorisant la formation de monocouches moléculaires auto-assemblées (SAM) sur surfaces d’or ou d’ITO. En variant les groupements donneur, accepteur, et l’espaceur il a été possible de moduler les propriétés optiques et électroniques.Les produits obtenus possèdent une forte absorption de lumière et peuvent donc être efficaces pour le photovoltaïque. Les monocouches moléculaires finales des chromophores avec ou sans nanoparticules d’or ont été étudiées principalement par angles de contact, techniques de spectroscopie IR, UV-Vis, XPS, et par microscopie à sonde locale (STM, AFM). Les matériaux ainsi obtenus à base de SAMs de chromophores “push-pull” et de nanoparticules de métaux nobles ont ensuite caractérisés électriquement et optiquement pour évaluer leur utilisation potentielle pour la conversion de l’énergie photovoltaïque. / During the past decades, the synthesis of organic donor-acceptor (D/A) “push-pull” chromophores has been of considerable interest because of their potential use in nonlinear optics, LEDs, field effect transistors, and photovoltaics (PV). As a part of the design of the PV cells, these molecular structures correctly arranged on a surface should improve the donor/acceptor interface, the optical absorption, and increase the volume of the active layer. We have developed a multi-step synthesis of new “push-pull” molecules bearing a thiol reactive group enabling to form self-assembled monolayers (SAM) on gold or ITO surfaces. Combining various donor, acceptor, and spacer moieties we could tune the “push-pull” optical and electronic properties. The obtained “push-pull” products exhibit a high light absorption and can thus be effective in PV applications. Final SAMs with and without nanoparticles were studied mainly by contact angles, UV-vis, IR and XPS spectroscopy, ellipsometry and near-field microscopy (STM and AFM). As-obtained organic layers were then electrically and optically characterized to assess their potential use in the field of PV energy conversion.

On retrouve des contaminations d’aquifèr à l’arsenic dans touts les deltaï de l'Asie du Sud-Est, y compris dans le delta du Mékong, ce qui affecte la santé de millions de personnes. L’arsenic est très sensible aux fluctuations des conditions redox qui sont générés par les cycles alternés humides/secs pendant la saison de mousson. Une étude sur les caractéristiques géophysiques et chimiques du sol et des eaux souterraines dans le district de An Phu, dans le haut du delta du Mékong au Vietnam, suggère une forté contamination à l’As dans cette région. Les données chimiques et géophysiques indiquent une forte corrélation entre concentrations dans les eaux souterraines anoxiques et conductivité des sols. La liberation de l’arsenic est associée à la dissolution réductrice induih par des microorganisms des colloïdes et (oxyhydr)oxydes de fer dans des conditions d'oxydo-réduction oscillantes. La présence de bactéries sulforéductrices a le potentiel de stabiliser l’arsenic dans la phase solide et de l’atténuer dans la phase aqueuse par adsorption / désorption de l’arsenic sur les (oxyhydr)oxydes, et / ou sulfures de fer via la formation de complexes thiols. En raison de la teneur en pyrite élevée dans les sédiments, l'oxydation de la pyrite peut abaisser le pH et conduire à l'inhibition de la réduction microbienne du sulfate et aime empêcher la séquestration de l’arsenic dissous. Bien que le cycle biogéochimique de l’arsenic dans un système dynamique d’oxydoréduction soit une problématique complexe, il a été possible de renforcer notre compréhension de ce système / Aquifer arsenic (As) contamination is occuring throughout deltaic areas of Southeast Asia, including the Mekong Delta, and affects the health of millions of people. As is highly sensitive to fluctuations of redox conditions which are generated by the alternating wet-dry cycles during the monsoonal seasons. A survey of geophysical and chemical characteristics of soil and groundwater in the An Phu district, located in the vicinity of the Mekong Delta in Vietnam, shows the occurrence high As aqueous concentration in this region. Chemical and geophysical data indicate a strong positive correlation between As concentrations in the anoxic groundwater and conductivity of soils. In addition, mechanisms of As release are shown to be associated with colloidal and iron (oxyhydr)oxides which undergo microbial mediated reductive dissolution under redox oscilatting conditions. The presence of sulfate microbial reduction potentially stabilizes As in the solid phase and diminish As in the aqueous phase through the adsorption/desorption of As onto iron (oxyhydr)oxides and/ or sulfides with formation of thiols complexes in solid phase. Because of the high pyrite content in sediment, pyrite oxidation may drop in pH values, leads to inhibition of sulfate reducing bacteria and reduces sequestration of dissolved As. Although the biogeochemical cycling of redox sensitive species such as As in dynamic systems is challenging, it has been possible to strengthen our collective understanding of such system.

Thesis (MSc)--University of Stellenbosch, 2007. / ENGLISH ABSTRACT: The main objective of this project was the controlled synthesis of graft copolymers via a thiol-ene addition mechanism. The Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer (RAFT) process was used in all polymerization reactions with the aim to achieve a certain degree of control over the molecular weight. Several synthetic steps were required in order to obtain the final graft copolymer and each step was investigated in detail. Firstly, two RAFT agents (cyanovaleric acid dithiobenzoate and dodecyl isobutyric acid trithiocarbonate) were synthesized to be used in the various polymerization reactions of styrene and butyl acrylate. This was done successfully and the RAFT agents were used to synthesize low molecular weight polystyrene branches of the graft copolymer. Different molecular weights were targeted. It was found that some retardation phenomena were present especially at high RAFT agent concentrations. The polystyrene branches that were synthesized contained RAFT end-groups. Various pathways were explored to modify these RAFT end-groups to form thiol end-groups to be used in the thiol-ene addition reaction during the grafting process. The use of sodium methoxide for this purpose proved most successful and no evidence of the formation of disulfide bridges due to the initially formed thiols was detected. Allyl methacrylate (AMA) was chosen as monomer to be used for the synthesis of the polymer backbone because it has two double bonds with different reactivities. For the first time, RAFT was used to polymerize AMA via the more reactive double bond to obtain linear poly(allyl methacrylate) (PAMA) chains with pendant double bonds. However, at higher conversions, gelation occurred and the molecular weight distributions were uncontrolled. NMR was successfully used to study the tacticity parameters of the final polymer. Finally, the synthesis of the graft copolymer, PAMA-g-polystyrene, was carried out by means of the “grafting onto” approach. The thiol-functionalized polystyrene branches were covalently attached to the pendant double bonds of the PAMA polymer backbone via a thiol-ene addition mechanism in the presence of a free radical initiator. A Multi- Angle Laser Light Scattering (MALLS) detector was utilized in conjunction with Size- Exclusion Chromatography (SEC) to obtain molecular weight data of the graft copolymer. The percentage grafting, as determined by 1H-NMR, was low. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die hoofdoel van hierdie projek is die beheerde sintese van ‘n entkopolimeer via ‘n merkaptaan-een addisiereaksie. Die sogenaamde “Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer” (RAFT) proses is in al die polimerisasiereaksies gebruik met die doel om ‘n mate van beheer oor die molekulêre massa van die polimere te verkry. Verskeie stappe (waarvan elkeen ten volle ondersoek is) was nodig om die finale entkopolimeer te verkry. Eerstens is twee RAFT-agente (sianovaleriaansuur ditiobensoaat en dodekielisobottersuur tritiokarbonaat) gesintetiseer vir gebruik in verskeie polimerisasiereaksies van stireen en butielakrilaat. Hierdie stap was suksesvol en die RAFT-agente is toe gebruik vir die sintese van lae molekulêre massa polistireensytakke vir die entkopolimeer. Die molekulêre massas van die sytakke is gevarieer en daar is gevind dat vertragings in die polimerisasiereaksies voorgekom het, veral by hoë konsentrasies van die RAFT-agente. Die polistireensytakke wat gemaak is, besit almal ‘n RAFT-eindgroep. Verskeie roetes is bestudeer ten einde die RAFT-eindgroepe tot merkaptaan-eindgroepe te modifiseer om sodoende tydens ‘n merkaptaan-een addisiereaksie gebruik te word. Die gebruik van natriummetoksied was hier die suksesvolste en daar was geen teken van die vorming van disulfiedbrûe as gevolg van die oorspronklik gevormde merkaptane nie. Allielmetakrilaat (AMA) is gekies as die monomeer wat gebruik sou word vir die sintese van die polimeerruggraat omdat die monomeer twee dubbelbindings met verskillende reaktiwiteite besit het. Vir die eerste keer is RAFT gebruik vir die polimerisasie van AMA via die meer reaktiewe dubbelbinding om lineêre poli(allielmetakrilaat) (PAMA) kettings met dubbelbindings in die sygroepe te verkry. Gelvorming en onbeheerde molekulêre massaverspreiding het egter by hoër monomeeromsettings voorgekom. KMR is susksekvol gebruik om die taktisiteitsparameters van die finale polimeer te bestudeer. Ten slotte is die sintese van die entkopolimeer, PAMA-g-polistireen, uitgevoer deur die aanhegting van voorafgevormde sytakke. Die polistireensytakke met die merkaptaaneindgroepe is kovalent geheg aan die dubbelbindings in die sygroepe van die PAMA-polimeerruggraat via ‘n merkaptaan-een addisiemeganisme in die teenwoordigheid van ‘n vrye radikaalinisieerder. ‘n Kombinasie van gelpermeasiechromatografie en multi-hoeklaserligverstrooiing is gebruik om die molekulêre massa van die entkopolimeer te bepaal. Die persentasie sytakke soos bepaal deur 1H-KMR was laag.

The most abundant biological thiols, homocysteine (Hcy), cysteine (Cys) and glutathione (GSH) have been the subject of intense research due to their association with a wide range of diseases. They play a key role in maintaining the redox status of biological systems. Selective detection methods for these thiols are challenging due to their similar structures and properties. Current commercially available detection methods use separations, fragile and expensive enzymatic or immunogenic materials and complex instrumentation. This has led to a global effort towards developing simple and inexpensive optical probes and indicators selective for specific biological thiols. Highly selective chemical probes and simple methods for detection and potential quantification of Hcy and GSH in their natural biological media have been developed. These indicators and methods are relatively simple and inexpensive for potential application at point of care. The selective detection of Hcy using novel asymmetric viologen chemical probes at room temperature is described as well as the use of commercially available materials under photochemical conditions. These probes respond linearly proportional to increasing Hcy concentrations, potentially enabling the monitoring of Hcy levels in human plasma. Additionally, new methods for the selective determination of GSH in human plasma, as well as its quantification in whole blood deposited on filter paper (dried blood spots), is also presented herein.