Cette thèse avait pour but d’étudier les phénomènes physico-chimiques se produisant à l’interface solide minéral/solution en présence d’un oxydant et d’un polluant organique. L’apport du fer comme catalyseur pour l’oxydation du polluant était évalué en sélectionnant deux types d’oxydes mixtes (FeII, FeIII) de fer. Il s’agit d’interactions solide/polluant, oxydant/solide et oxydant/polluant dont les mécanismes réactionnels sont loin d’être compris. Les mécanismes d’oxydoréduction des composés organiques dans la phase aqueuse en contact avec ces minéraux sont fortement influencés par leurs propriétés de surface, leur réactivité vis-à-vis des polluants et la nature des oxydants utilisés. En effet, les phénomènes se produisant à l’interface minéral/solution pourraient avoir un impact significatif d’une part sur l’efficacité de l’oxydation et d’autre part sur la stabilité du système solide. Des caractérisations spectroscopiques couplées à des analyses chimiques ont permis à la fois de décrire les mécanismes d’oxydoréduction à l’interface solide/liquide et de suivre l’efficacité de l’oxydation ainsi que l’évolution structurale du solide. L’influence de l’oxydation sur la nature minéralogique du solide a été abordée. De même, l’effet de la présence des agents chélatants agissant comme pièges des radicaux hydroxyles libres (•OH) sur la performance de l’oxydation a été également étudié. Les résultats présentés dans ce manuscrit contribuent à la bonne compréhension des mécanismes se produisant à l’interface oxyde/solution lors de l’oxydation par Fenton modifiée. Ce travail a permis de mettre en évidence les paramètres optimums durant la dégradation d’un polluant organique comme le pentachlorophénol (PCP) dans le système magnétite/H2O2. De plus, les facteurs influençant le contact oxydant-polluant en comparant deux polluants (RhodamineB et Pentachlorophénol) et deux types d’oxydes mixtes de fer ont été déterminés. Parmi ces facteurs, on peut citer l’hydrophobicité, l’équilibre acido-basique et l’adsorptivité de la molécule, et le contenu en FeII, surface spécifique, minéralogie et propriétés de surface du solide. Il s’agit alors d’une étape significative dans l’évaluation et le suivi de la réaction d’oxydation des polluants organiques dans les sols et les eaux contaminés. L’utilisation de ces données expérimentales a permis une bonne description de la réactivité intrinsèque des oxydes de fer et aussi une optimisation de la réaction d’oxydation. L’utilisation d’un agent complexant fort du fer comme l’EDTA conduit à de meilleurs résultats en phase homogène à pH7. Cependant, l’utilisation de l’oxalate comme les cyclodextrines devient plus intéressante en phase hétérogène. Ces résultats mettent en évidence le rôle important des interactions physico-chimiques à l’interface catalyseur solide/solution dans la détermination de la performance de la réaction d’oxydation du Fenton hétérogène. / Firstly, PCP was chosen as a model pollutant, to investigate the oxidation of PCP on the surface of magnetite used as heterogeneous catalyst. Oxidation experiments were carried out under various experimental conditions at neutral pH and correlated with the adsorption behavior. The surface reactivity of magnetite was evaluated by conducting the kinetic study of both H2O2 decomposition and PCP oxidation experiments. The occurrence of the optimum values of H2O2 and magnetite concentrations for the effective degradation of PCP could be explained by the scavenging reactions with H2O2 or iron oxide surface. All batch experiments indicate that Fenton-like oxidation of PCP was controlled by surface mechanism reaction and the species compete with each other for adsorption on a fixed number of surface active sites. The apparent degradation rate was dominated by the rate of intrinsic chemical reactions on the oxide surface rather than the rate of mass transfer. Raman analysis suggested that the sorbed PCP was removed from magnetite surface at the first stage of oxidation reaction. All X-ray powder diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Mössbauer spectroscopy and chemical analyses showed that the magnetite catalyst exhibited low iron leaching, good structural stability and no loss of performance in second reaction cycle. Secondly, Rhodamine B (RhB) was chosen as a model compound pollutant. Two types of iron (II, III) oxides were used as heterogeneous catalysts and characterized by XRD, Mössbauer spectroscopy, BET surface area, particle size and chemical analyses. The catalytic efficiency of iron (II, III) oxide to promote Fenton-like reaction was examined at neutral pH. The adsorption to the catalyst changed significantly with the pH value and the sorption isotherm was fitted using the Langmuir model for both solids. Both sorption and FTIR results indicated that surface complexation reaction may take place in the system. The variation of oxidation efficiency against H2O2 dosage and amount of exposed surface area per unit volume was evaluated and correlated with the adsorption behavior in the absence of oxidant. There is also an optimum amount of H2O2 value for the degradation of RhB. The phenomena could also be explained by the scavenging effect of hydroxyl radical by H2O2 or by iron oxide surface (like the oxidation of PCP). Sorption and decolourization rate of RhB as well as H2O2 decomposition rate were found to be depended on the surface characteristics of iron oxide. The kinetic oxidation experiments showed that structural FeII content strongly affect the reactivity towards H2O2 decomposition and therefore RhB decolourization. Finally, the effect of chelating agent on the heterogeneous Fenton reaction rate of pentachlorophenol in the presence of magnetite was investigated. Six kinds of chelating agents including oxalate, EDTA, CMCD, tartarate, citrate and succinate were chosen. The PCP oxidation rate in this system was significantly improved by using chelating agents at neutral pH. The kinetic rate constant was increased by 5.7, 4, 3.2, 2.4, 2.5 and 1.7 times with oxalate, EDTA, CMCD, tartarate, citrate and succinate, respectively. The enhancement factor of heterogeneous oxidation rate was found to be not correlated with that of dissolved iron dissolution amount. In homogeneous Fenton system (dissolved Fe2+ or Fe3+), EDTA-driven reaction showed the highest oxidation rate, while oxalate seems to be more efficiency in heterogeneous Fenton system (Fe3O4). This observation could be explained by the inactivation of iron surface sites which become unavailable for the interactions with H2O2 to initiate Fenton-like reactions. These results demonstrated that the chelating agent-promoted dissolution of magnetite did not play the key role in determining the efficiency of heterogeneous Fenton oxidation.

Depuis des siècles la cellulose est utilisée par l’Homme comme source d’énergie, support pour l’écriture ou matériau de base pour la fabrication du textile. Ce biomatériau renouvelable et durable continue de susciter un vif intérêt dans de nombreux domaines d’application. La modification chimique de la cellulose permet d’obtenir des matériaux dotés de nouvelles propriétés. Si la modification par des procédés de physisorption a été massivement étudiée et permet d’apporter de nouvelles fonctionnalités à ce matériau, ces procédés présentent l’inconvénient d’être sensible à la désorption. C’est pourquoi le développement de matériaux cellulosiques plus robustes reste un enjeu considérable. C’est dans ce contexte que ce travail de thèse s’inscrit, via la fonctionnalisation covalente de la cellulose, afin de préparer de nouveaux dispositifs à base de papier. Dans un premier temps, une nouvelle approche permettant le stockage d’informations à la surface du papier a été développée. Le concept d’écriture covalente sur un papier devenu photosensible par le greffage de coumarines a été possible en utilisant la photodimérisation spatialement contrôlée des coumarines et permettant ainsi l’encodage d’informations. Dans un second temps, une étude concernant la modification de la surface de la cellulose en greffant de manière covalente des sondes sélectives des ions HSO4- et Cu2+ a été réalisée. Ce dernier dispositif s’est révélé aussi être un très bon réducteur du Cu(II) en Cu(I) et a été mis à profit dans la réaction de Huisgen. Enfin, le greffage covalent d’EDTA sur du papier a permis d’obtenir une membrane efficace pour la décontamination d’eau polluée par des métaux lourds. / For centuries, cellulose has been used by humans as energy crop, media for writing and material for textile. Nowadays, this renewable and sustainable biomaterial continues to generate a huge interest in many domains of applications. The chemical modification of cellulose gives rise to materials with new properties. The cellulose modification by physisorption processes has been extensively studied and brings new functionalities to this material. However, these strategies suffer from a low stability with molecules having a low affinity for cellulose. Thus, the development of more robust cellulosic materials remains a major concern. It is in this context that the present thesis has been drawn up, via the covalent functionalization of cellulose in order to prepare new paper-based devices. First, a new strategy enabling data storage on the surface of paper has been developed. The covalent writing onto a photosensitive paper thanks to the grafting of coumarins has been made possible through the spatially resolved photodimerization of coumarins enabling data encoding. In a second time, a study concerning the covalent immobilization of selective sensors for HSO4- and Cu2+ ions has been conducted. The latter device also presents the ability of reducing Cu(II) to Cu(I) and has found application in the Huisgen reaction. Finally, the covalent grafting of EDTA onto paper has enabled the preparation of a powerful membrane for the decontamination of heavy metals containing water.

Ce travail a été réalisé dans le cadre de l’ANR Guerbetol en partenariat avec le Laboratoire de Catalyse et Spectrochimie de Caen, l’IRCELyon et Arkema. Dans ce travail, nous avons étudié, la production d’alcools tels que par exemple, le n-propanol et le n-butanol, à partir d’une mélange constitué de méthanol et d’éthanol via la reaction de Guerbet, en présence de catalyseurs obtenus après calcination de précurseurs de type hydrotalcite. Cette réaction nècessite l’utilisation d’un catalyseur qui doit posséder à la fois des propriétés acides, basiques et hydrogénantes. Nous avons vu qu’un certain nombre de catalyseurs et de familles de catalyseurs avaient une activite catalytique interessante et que, dans tous les cas, ceux-ci étaient des matériaux multifunctionnels. L’utilisation de précurseur de type hydrotalcite nous permet de moduler l’ensemble des propriétés nécessaires en jouant sur la composition initiale de notre précurseur. Une étude systèmatique des différentes propriétés nécessaires à la réaction de Guerbet a été entreprise. Pour ce faire, un grand nombre de catalyseurs a été synthétisé en changeant le ratio Mg/Al pour étudier le rôle de la basicité, en substituant tout ou partie des atomes de magnésium par des atomes de cuivre afin d’évaluer le nombre de sites rédox ou encore en substituant les atomes de magnésium par différents métaux de transition (Fe, Co, Mn, …) afin d’évaluer la « force » rédox des matériaux.L’ensemble de ces catalyseurs a ensuite été caractérisé par différentes méthodes physicochimiques « classiques » (DRX, analyses thermiques, mesure d’aire B.E.T, RMN, etc…) mais également par des méthodes moins conventionnelles (FTIR in situ au LCS, mesures calorimétriques à l’IRCELyon). Ces caractérisations ainsi que les mesures catalytiques réalisées nous ont permis de préparer une formulation optimale de catalyseur. / In the present work, we will specifically examine a Guerbet reaction which is of a great importance for enhancing the potential of the biomass-derived chemistry. The Guerbet reaction is one of the most important reactions for the production of higher alcohols from lower alcohols. The main goal of project is production of n-propanol and n-butanol from the mix of methanol and ethanol in the presence of multifunctional catalyst; Hydrotalcite. The Guerbet reaction is an interesting reaction to produce higher alcohols from “light” alcohols. It is a catalytic reaction that requires different catalyst functionalities (dehydrogenation, aldolisation, dehydration, and hydrogenation) and thus different acido-basic properties. The various physicochemical characterization of dried and calcined state carried out by X-Rays Diffraction, BET, Spectroscopy Infrared, MEB, and NMR made it possible to explain the catalytic performance observed. The studies carried out on catalyst, it was possible to show that hydrotalcite content Cu gives interesting catalytic results. However, the quantity of this element is not the only parameter to be taken into account to obtain a good catalytic activity. Indeed, a series of hydrotalcite with the various ratios of Mg/Al performed a high catalytic activity.

Les différentes phases du cycle de vie des textiles ignifugés (TIgni) ont des impacts importants sur l'environnement. Nombreuses études réalisées se sont principalement axées sur des méthodes de synthèse des molécules d’ignifugation. Cependant la phase de fin de vie des TIgni a été longtemps négligée, et nécessite aujourd’hui une attention particulière. Alors que la valorisation des déchets par incinération est une voie appropriée pour la gestion des déchets textiles, les TIgni posent des problèmes car les espèces ignifuges diminuent le rendement énergétique dans le processus d'incinération en raison d'une combustion incomplète et émettent des fumées toxiques. Nous proposons une méthode plus écologique de valorisation énergétique de ces déchets, par la dégradation et l'élimination préalable des substances ignifuges permanentes organophosphorés (MPDA) des textiles, en utilisant le procédé d'oxydation avancé (AOP) de Fenton. Ensuite, la valorisation thermique est réalisée par gazéification au lieu de l'incinération. La cinétique de dégradation de la MDPA, suivie en mesurant la DCO, semble dépendre des concentrations en réactifs de Fenton. Après ce traitement, les propriétés mécaniques du coton restent inchangées. Le test d'inflammabilité et les résultats thermogravimétriques (TGA, DTG et PCFC) confirment la dégradation du MDPA.Les résultats de gazéification montrent des propriétés de combustion accrues des textiles ignifuges après ce traitement qui permet donc d’éco-concevoir la valorisation énergétique de ces textiles. L’évaluation des impacts environnementaux réels en utilisant l’ACV permet de confirmer l’éco-conception de fin de vie des produits textiles ignifugés. / The different life cycle phases of textiles with flame retardant (FR) finishes have substantial adverse impacts on environment. Several studies on the exposure of flame retardant have mainly focused on ways to provide environmentally friendly synthesis of flame retardants. However the end-of-life phase of the FR textiles seems neglected and needs great attention when the product life cycle is concerned. Though today, technologies for solid waste management are ever-improving, the end-of-life of flame retardant textile products create issues, by decreasing energy yield in the incineration process due to incomplete combustion and emission of toxic fumes.Therefore an eco-design was proposed with optimized disposals for the flame retardant textiles, by a prior degradation and elimination of a durable flame retardant substance (MDPA) from textiles, using advanced oxidation Fenton process. Then thermal valorization was achieved by gasification instead of incineration.The degradation kinetics of MDPA from cotton fabrics, monitored by measuring the COD of the reaction mixture, seems to depend on the Fenton reactant concentration. The mechanical properties of the cotton after the treatment are unaltered. The flammability test and thermogravimetric (TGA, DTG and PCFC) results confirmed the degradation of MDPA. The gasification results supported the eco-design by showing increased combustion properties of the FR textiles after the Fenton treatment allowing eco-design of energy valorization of textile wastes. Real environmental impacts evaluated by a life cycle assessment (LCA) tool confirm the eco-design of the end-of-life phase of flame retardant textile products.

La RMN à haut champ, basée sur des aimants supraconducteurs, est caractérisée par une instrumentation onéreuse et encombrante qui limite son utilisation dans les environnements de production. Le récent renouveau des aimants permanents a engendré des spectromètres RMN de paillasse qui permettent la réalisation d’expériences RMN directement sous la hotte du chimiste. L’objectif de cette thèse est d’améliorer la performance analytique de ces nouveaux spectromètres à bas champ. Dans cette optique, nous avons implémenté pour la première fois la RMN 2D Ultrarapide (UF) ainsi que des méthodes modernes de suppression du signal du solvant sur un spectromètre de paillasse opérant à 43 MHz équipé d’une bobine de gradient de champ magnétique. Suite à plusieurs optimisations, la RMN 2D UF à bas champ délivre des spectres 2D en un temps fortement réduit de qualité tout à fait intéressante. En parallèle, le développement des méthodes de suppressions permet dorénavant d’appréhender l’utilisation de solvant non-deutérés sur des échantillons statiques ou en flux. Ces travaux ont débouché sur de nouvelles opportunités pour la RMN à bas champ. Plusieurs suivis de réactions, réalisés en ligne et en temps réel, ont été menés à bien sur diverses réactions comme le couplage de Heck-Matsuda, la neutralisation de mimes de gaz moutardes ou encore la synthèse d’un composé naturel par chimie en flux. Par ailleurs, la RMN 2D UF à bas champ a été appliquée avec succès pour discriminer des huiles alimentaires en fonction de leurs origines botaniques. Cette méthodologie 2D, compatible avec des analyses à haut débit, démontre une amélioration notable par rapport à la RMN 1D. / High-field NMR based on superconducting magnets involves an expensive and bulky equipment, which has hampered the use of NMR in harsh environments. A new generation of benchtop NMR spectrometers, compact and cryogen free, has brought NMR spectroscopy under the chemist’s fume-hood and as close as possible to production sites. The driving force of this PhD project is to improve the analytical performance of these benchtop NMR systems. We report here the first implementation of Ultrafast (UF) 2D NMR- a method yielding 2D NMR spectra in a single scan- as well as modern gradient-based solvent suppression methods on a 43 MHz benchtop spectrometer, including a B0-gradient coil. Substantial optimizations have led to UF experiments at low-field (LF) with a reasonable performance while the acquisition duration is reduced by one order of magnitude. Then, the presence of non-deuterated solvents –commonly used in LF NMR– has been tackled by the development of suppression methods both in static and flowing conditions. This methodological effort has opened new opportunities for benchtop NMR applications. Several on- and in-line real-time monitorings have been performed on different types of chemical reactions: Heck-Matsuda coupling reaction, oxidative neutralization of mustard-gas simulants or even the synthesis of a natural product in flow-chemistry. Besides applications to process monitoring, UF 2D NMR at 43 MHz has been successfully applied to discriminate the botanical origins of a panel of edible oils. This fast 2D approach has provided a better classification than standard 1D experiments while remaining compatible with high-throughput analysis.

Ce travail s’inscrit dans le cadre de la valorisation de la biomasse via l’utilisation d’éthanol biosourcé comme réactif pour la réaction multi-étapes de Guerbet. L’objectif est d’étudier le comportement catalytique d’oxydes mixtes de type pérovskite (ABO3) dans cette réaction. Plusieurs échantillons, stœchiométriques et non-stœchiométriques, ont été synthétisés par la méthode d’auto-combustion permettant ainsi d’évaluer l’influence des différentes propriétés chimiques de surface nécessaires à la réaction de Guerbet : l’acidité, la basicité, les caractères déshydrogénant, hydrogénant et oxydo-réducteur. Les solides préparés ont pour formule générale LaBO3 (B = Mn, Fe, Co, Cr, Ni), LaFe1-xAlxO3 (x = 0 ; 0,1 ; 0,2), La1+xFeO3 (x = 0 à 1) et LaOptFe1-xMxO3 (Opt = 1,3 ; M = Co, Cu et x = 0,1 ; 0,2 ; M = Ni et x = 0,01 ; 0,05). Un ensemble de caractérisations, c.-à-d., mesure de surface spécifique, DRX, RTP-H2, ICP-AES, SPX, IR, ATG, RPE in-situ ainsi qu’un test de réactivité catalytique de l’isopropanol, ont permis d’obtenir des informations, notamment texturales et structurales, précises sur ces matériaux. Les performances catalytiques des solides ont ensuite été déterminées en phase gazeuse et les résultats ont été corrélés avec les résultats de caractérisations physico-chimiques. Ceci nous a permis d’élaborer un schéma réactionnel global décrivant les voies de formation des différents (co-)produits observés. Le catalyseur La1,3FeO3 qui possède le caractère basique le plus important s’est révélé être aussi le solide le plus réactif avec environ 32% de conversion et des sélectivités élevées en éthylène (17%), en n-butanol (6%), en acétone (14%) et en 2-pentanone (31%). / This work has been carried out within the frame of the topic of biomass valorization through the use of bio-sourced ethanol as a reactant in the multi-step Guerbet reaction. The aim was to investigate the catalytic behavior of mixed-oxides exhibiting the perovskite structure (ABO3) by tuning up their composition. Series of samples, either stoichiometric or non-stoichiometric, were synthesized using the auto-ignition method, which allowed us studying the influence of the different surface chemical properties required to realize this Guerbet reaction: acidity, basicity, as well as dehydrogenation, hydrogenation and redox characters. The general formula of the prepared samples was LaBO3 (B = Mn, Fe, Co, Cr or Ni), LaFe1-xAlxO3 (x = 0, 0.1, 0.2), La1+xFeO3 (x = 0; 0.1; 0.3; 0.5; 0.8 and 1) and LaOptFe1-xMxO3 (Opt = 1,3 ; M = Co, Cu and x = 0.1, 0.2; M = Ni and x = 0.01, 0.05). A set of characterization techniques, namely specific surface area measurement, XRD, TPR-H2, ICP-AES, XPS, TGA, in-situ EPR and isopropanol reactivity, allowed us to obtain detailed information, especially textural and structural, on the materials. The catalytic performances of the solids were then determined in the gas phase and the results were correlated with the results of the aforementioned physicochemical characterizations. We could then draw up a global reaction scheme, which describes the formation pathways of all the observed (co-)products. The La1,3FeO3 sample with the most pronounced basic character was also the solid over which the highest conversion of ca. 32% was observed and with a selectivity in ethylene of 17%, in n-butanol of 6%, in acetone of 14% and in 2-pentanone of 31%.

La synthèse de dérivés de 4-(méthylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) que nous décrivons se divise en deux parties. La première consiste en la synthèse de dérivés de NNK portant une chaîne alkyl oméga-fonctionnalisée sur la fonction nitrosamine. Pour cela, nous avons synthétisé la 3-[2-(3-pyridinyl)-1,3-dioxolan-2-yl]propylamine, intermédiaire clef dans notre synthèse, et qui nous offre de nombreuses possibilités quant à la fonctionnalisation de l'amine terminale. La seconde partie consiste à fonctionnaliser le cycle pyridinique de la NNK. Nous avons imaginé différentes méthodes de synthèse, utilisant des pyridines 2,5-disubstituées mono ou dihalogénées ainsi que des dérivés du type 6-chloronicotinate. Seule cette dernière méthode nous a permis d'obtenir la 1-(6-chloro-3-pyridinyl)-4-(1-méthyl-2-oxohydrazino)-1-butanone. Le chlore présent sur le cycle pourra être utilisé par la suite pour diverses fonctionnalisations, telles que l'insertion de chaînes aliphatiques oméga-fonctionnalisées / AIn this work we report the synthesis of 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone derivatives (abbreviated NNK), which was divided in two parts. The first one was about the synthesis of NNK derivatives linked with an omega-functionalized aliphatic chain on the nitrosamine function. The key intermediate in this synthesis was the 3-[2-(3-pyridinyl)-1,3-dioxolan-2-yl]propylamine. The primary aliphatic amine was monoalkylated to introduce various omega-functionalized chains. The second one used functionalization of the pyridine ring. We studied 2 ways, one using 2,5-disubstituted mono or dihalogenated pyridines which didn't afford the expected 1-(6-chloro-3-pyridinyl)-4-(1-methyl-2-oxohydrazino)-1-butanone. The other way using ethyl 6-chloronicotinate derivatives was a good alternative to synthesize the target molecule. The chlorine atom present on the molecule may be used to introduce an aliphatic omega-functionalized chain

Les interactions protéine-protéine interviennent dans de nombreux processus biologiques, de la communication intercellulaire à la mort programmée de la cellule. Elles représentent donc un grand nombre de cibles ayant un intérêt dans la découverte de nouveaux médicaments. Le travail présenté dans cette thèse porte sur la conception et la synthèse d’inhibiteurs d’interactions protéine-protéine responsables de la survie des cellules cancéreuses. La première partie de ce mémoire s’articule autour de l’interaction p53-HDM2. Le criblage de chimiothèques très diversifiées a permis d’identifier un hit. Des études de relation entre structure et activité ont abouti à une amélioration de l’activité du composé testé par polarisation de fluorescence sur les protéines cibles. La seconde partie est axée sur la conception de structures privilégiées synthétisées par deux réactions connues : la réaction d’Ugi qui est une réaction multicomposante dont l’un des réactifs est un isonitrile et la réaction de Meyers qui fait intervenir des biélectrophiles et des binucléophiles. L’optimisation des deux réactions en utilisant des conditions sans solvant au micro-onde ou plus classiques en microplaques, a été réalisée dans le but de synthétiser des structures privilégiées originales. Deux chimiothèques ont donc été générées afin d’enrichir les chimiothèques du laboratoire et d’augmenter le taux de succès des campagnes de criblage. Trois molécules de la chimiothèque obtenue à partir de la réaction d’Ugi ont montré une activité sur un récepteur couplé aux protéines G : TGR5. MOTS CLÉS : interactions protéine-protéine, p53/HDM2, polarisation de fluorescence, chimiothèque, structures privilégiées, Ugi, Meyers. / Growing evidences indicate that a small birthweight, resulting from maternal malnutrition or others prenatal alterations, is associated with an increased neonatal morbidity and mortality and may lead to higher propensity to develop a metabolic syndrome (including type 2 diabetes, obesity, hypertension and dyslipidemia) in adulthood. However, the physiopathological mechanisms acting in utero on the programming of the offspring\\\\\\\'s metabolic profile remain confused and may implicate numerous molecules and physiological systems. Several data suggest that the placental alterations may have long-lasting consequences and could thus contribute to the programming of adult metabolic diseases. The placenta is the primary means of communication and nutrient delivery to the fetus and is also involved in fetal homeostasis. Thus, the placenta may constitute an appropriate organ for investigating how differences in maternal food consumption are sensed by the fetus along the pregnancy. Because of the increasing proportion of women eating inadequately during pregnancy and because such nutritional disturbances may have huge repercussions on adult health of the offspring, we urgently have to better understand how the placenta elaborates adaptive responses to maternal food intake modulations. My PhD aimed at identifying new placental pathways implicated in fetal growth restriction in rat, and investigated in human placental samples, the expression of these factors in pregnancies with fetal growth disturbances.As maternal malnutrition constitutes an important part in the etiology of intrauterine growth restriction (IUGR), we used an experimental model performed in rats which consists of a reduction (from 50% to 70%) of the daily maternal food intake during the gestation. These regimens lead to profound growth disturbances of the feto-placental unit revealed by drastic reductions of both placental and birth weights at term. To identify new placental pathways implicated in IUGR, we have used two different strategies: a proteomic approach and the evaluation of two proteins recently characterized in the placenta.First, we investigated the placental proteome in IUGR rats from undernourished mothers using 2D-PAGE electrophoresis and mass spectrometry identification. This strategy allowed the discovery of new pathways modulated by IUGR. Surprisingly, major modulations were observed for several proteins localized in mitochondria, suggesting specific effects of maternal undernutrition on these organelles. Thereafter, using multiple molecular, proteomic and functional analyses, we have shown that these organelles develop adaptive responses to maternal nutrient restriction that may have functional consequences on the regulation of the fetal growth. Secondly, we studied two others atypical proteins: the brain-derived neurotrophic factor and the hormone apelin. Our findings suggest that both of these factors may be implicated in the control of fetal growth at the placental level in rat and putatively in human. As actual clinical methods do not permit to diagnose precisely fetal growth disturbances, our results may permit to better understand the placental physiological pathways implicated during these pathologies and could lead to the development of markers and/or treatments in order to improve both placental functions and fetal growth.

La maladie de Parkinson (MP) est une maladie neurologique progressive caractérisée par des dysfonctionnements moteurs se manifestant par des tremblements, de la bradykinésie, de la rigidité musculaire ainsi que de l’instabilité posturale. Ces manifestations physiques sont causées par la dégénérescence des neurones dopaminergiques (DAergiques) de la voie nigrostriatale. Ces dysfonctions motrices sont généralement précédées, jusqu’à 10 ans avant leur apparition, par d’autres symptômes, dont des altérations gastro-intestinales. La dégénérescence des neurones DAergiques dans le plexus myentérique serait à l’origine des dysfonctions gastro-intestinales. Plusieurs problématiques associées à la MP peuvent entraver la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques. D’abord, les causes menant à l’initiation de la pathologie et la neurodégénérescence demeurent largement inconnues, et ce, malgré la mise en évidence de certains mécanismes impliqués dans la pathogenèse de la maladie, dont l’inflammation. Un second obstacle constitue le manque de biomarqueurs permettant le diagnostic précoce de la maladie au cours de son développement, puisque la pathologie se manifeste lorsque la dégénérescence atteint 60 à 70% des neurones DAergiques. Conséquemment, les traitements disponibles actuellement concernent uniquement les options thérapeutiques symptomatiques tandis qu’aucun traitement n’est disponible afin de modifier le cours évolutif du processus dégénératif amorcé plusieurs années avant le diagnostic. Ce projet doctoral s’inscrit donc dans une thématique globale ciblant plusieurs aspects de la problématique soulevée ci-dessus, en s’attardant principalement à mieux comprendre la contribution du système immunitaire innée dans la dégénérescence des neurones au niveau du plexus myentérique dans un modèle de souris parkinsoniennes. En premier lieu, nous avons caractérisé la réponse immunitaire engendrée par la neurotoxine 1-méthyl-4-phényl-1,2,3,6- tétrahydropyridine (MPTP) dans le plexus myentérique de souris sauvages et partiellement déficientes en immunité innée (MyD88 -/-) La découverte de l’infiltration de monocytes proinflammatoires dans le plexus myentérique nous a menés à étudier le rôle de ce type cellulaire dans l’altération des neurones DAergiques au niveau du plexus myentérique et du système nerveux central de souris traitées au MPTP. Les résultats obtenus nous ont permis de tester une nouvelle cible thérapeutique permettant de moduler la réponse inflammatoire afin de limiter les dommages neuronaux induits par la neurotoxine. / Parkinson’s disease (PD) is a progressive neurological disorder characterized by motor dysfunctions, which include tremor, muscle rigidity, postural instability and bradykinesia. The slow and progressive degeneration of dopaminergic (DAergic) neurons of the nigrostriatal pathway constitutes a key element at the origin of clinical motor manifestations. Non-motor symptoms are also observed and could preceed their motor counterparts by several years. The former include gastrointestinal problems such as delayed gastric emptying, constipation and defecatory dysfunctions. The degeneration of DAergic neurons in the myenteric plexus is at the origin of gastrointestinal impariments. Major issues encountered in PD research currently impede the development of appropriate medication. First, the factors behind PD initiation that lead to neurodegeneration remain largely unknown, despite the discovery of several mechanisms involved in its pathogenesis, notably inflammation, which has been given considerable attention in recent years. A second hurdle is the lack of biomarkers to diagnose the disease earlier in its development. Indeed, most motor symptoms are manifested when approximately 60 to 70 % of DAergics neurons are degenerated. As a result of these caveats, PD patients currently only have access to symptomatic treatment options, since no therapy is available to modify degenerative processes primed several years before diagnosis. My doctoral research project is built into a global thematic approach targeting several aspects of the issues raised above, but more specifically to investigate the role of the innate immune response and the contribution of macrophages to neuronal degeneration in the myenteric plexus in a murine model of PD. First we characterized the innate immune response occurring in the enteric nervous system secondary to 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) lesioning of wild-type and immune deficient (MyD88 -/-) mice. Our findings about proinflammatory monocytes infiltration in the myenteric plexus lead us to investigate on the role of the innate immune response relatively with neurodegeneration occurring in the central nervous system and myenteric plexus in response to MPTP. Our promising results provide us with the chance to test a new therapeutic target that modulates the innate immune response and limits MPTP-induced neuronal damages.

Dans ce mémoire, nous étudions deux voies d'accès possibles à des analogues cyclobutaniques du GABA. Les deux voies que nous explorons font appel à des photocycloadditions de l'éthylène sur des dihydropyridinones ou bien sur des pyrrolones. Dans le premier chapitre constituant l'introduction, nous évoquerons la place des aminoacides dans la chimie peptidomimétique. Après une brève description des structures primaire, secondaire et tertiaire des enchaînements d'aminoacides, nous étudierons plus particulièrement les oligomères dans lesquels la structure primaire comporte une contrainte apportée par un cycle dans la chaîne principale. Dans le deuxième chapitre, nous présenterons notre stratégie de synthèse des dihydropyridinones à partir des azabicyclo[3.1.0]hexanols. Puis, pour obtenir un plus large éventail de dihydropyridinones, nous étudierons la faisabilité de notre méthode pour la synthèse de dihydropyridinones N-α'-substituées. Dans le troisième chapitre, nous développerons les réactivités particulières des dihydropyridinones d'une part, en milieu oxydant et d'autre part en photochimie et nous en conclurons que la dihydropyridinone issue de la phénylglycine ne constitue par un bon précurseur pour les réactions de photocycoloadditions [2+2]. Dans le quatrième chapitre, nous avons synthétisé des pyrrolones γ-substituées comme substrats alternatifs dans les réactions de photocycloaddition [2+2] avec l'éthylène. Les acides aminés naturels (L-Alanine, L-Valine, L-Leucine, L-Sérine, L-Phénylglycine, L-Phénylalanine) ont été utilisés pour préparer ces différentes pyrrolones. Dans le cinquième chapitre, nous avons donc effectué les photocycloadditions [2+2] de l'éthylène sur ces pyrrolones. Nous avons obtenu les bicyclo[4.2.0]heptanes correspondant dans la plupart des cas. Ces composés pourraient constituer des précurseurs de dérivés cyclobutaniques du GABA.