Cette thèse porte sur l'étude de deux systèmes critiques hors-équilibre par les outils du groupe de renormalisation non-perturbatif (NPRG).Le premier système est le processus de diffusion épidémique, qui modèle la propagation d'une épidémie avec guérison sans immunisation. Ce modèle exhibe une transition de phase continue lorsque l'épidémie subit une extinction. Nous avons utilisé une approximation du NPRG nommée l'approximation du potentiel local modifiée pour l'étude cette transition de phase. Nous avons été conduit à nous interroger sur les résultats antérieurs, obtenus dans le cadre du groupe de renormalisation perturbatif. En particulier, l'appartenance de cette transition de phase à la classe d'universalité de la percolation dirigée avec quantité conservée en basse dimension est remise en question.Le second système est la turbulence pleinement développée isotrope et homogène, décrite par l'équation de Navier-Stokes. L'état stationnaire de ce système dissipatif possède une cascade d'énergie dont la phénoménologie est typique des systèmes invariants d'échelle, tel qu'un spectre d'énergie en loi de puissance. Une examen plus approfondie révèle que l'invariance d'échelle est brisée de manière subtile, ce qui donne lieu à des phénomènes d'intermittence. Nous avons utilisé un développement à grand nombre d'onde du NPRG pour étudier la dépendance temporelle des fonctions de corrélations dans ce système et la possibilité d''intermittence dans la cascade directe en turbulence bidimensionnelle. / This thesis focus on the study of two critical systems out of equilibrium using the tools of the non-perturbative renormalization group (NPRG).The first system is the diffusive epidemic process. This stochastic process models the propagation of an epidemic within a population, where the infected individuals recover without immunization. This model exhibit a phase transition when the epidemic goes extinct. The study consisted in applied an approximate form of the NPRG named the modified local potential approximation to this transition. It led us to take a new look at the standard lore for this model, obtained through a perturbative renormalization group analysis. In particular, whether the phase transition belongs to the universality class of the directed percolation with a conserved quantity is called into question.The second system is fully developed homogeneous isotropic turbulence, as described by the Navier-Stokes equation. The stationary state of this driven-dissipative system shows a energy cascade whose phenomenology is typical of scale-invariant systems. A more in depth examination disclose that scale invariance is broken in a subtle way. This is the origin of intermittence phenomena in turbulence. We used a large wave-number expansion of the NPRG to study the temporal dependency of correlation functions in this system and whether the direct cascade in bidimensional turbulence could develop intermittency.

La synthèse organique contrôlée de nanobagues de carbone est un challenge scientifique de longue date. Ces composés polycycliques aromatiques cylindriques peuvent être définis comme des sections de nanotubes de carbone plus larges qu’épaisses ; et la courbure de leur système pi pourrait leur conférer des propriétés électroniques intéressantes.Depuis quelques années, notre équipe développe une approche générale de synthèse de composés aromatiques polycycliques fonctionnalisés par des fonctions carboxyliques. Cette approche repose sur la réaction de Perkin entre des acides aryle-acétiques et des acides aryle-glyoxyliques, qui va permettre l’assemblage de ces briques élémentaires en longs précurseurs flexibles mais conjugués. Une dernière étape de cyclisation intramoléculaire, ou « graphitisation », pourra alors conjuguer complètement et donc rigidifier la molécule finale. Cette approche a permis la synthèse de plusieurs nouveaux composés aromatiques polycycliques linéaires.L’objectif de cette thèse est l’adaptation de l’approche de Perkin à la formation de nanobagues aromatiques. Un premier défi a été efficacement remporté avec l’obtention et la caractérisation complète de plusieurs macrocycles flexibles mais conjugués. Certains de ces macrocycles ont même été formés avec d’excellents rendements grâce à la mise en place d’une technique de haute dilution. Plusieurs tentatives de graphitisation ont été menées sur ces composés, impliquant différentes techniques de synthèse telles que la photochimie ou la catalyse au palladium, mais ne permirent malheureusement pas la formation des nanobagues aromatiques désirées. Néanmoins, en modifiant la structure initiale de certaines briques élémentaires nous avons pu obtenir d’autres macrocycles conjugués plus flexibles qui, après photocyclisation, ont abouti à la formation d’autres macrocycles conjugués présentant des structures rigides mais atypiques car non planes. / The controlled organic synthesis of carbon nanobelts has been scientific challenge for a long time. Such cylindrical polycyclic aromatic compounds can be defined as sections of carbon nanotubes that are larger than wide. Interesting electronic properties could result from the curvature of their pi system.These last years, our team has developed a general synthetic approach for the formation of carboxy-functionalised polycyclic aromatic compounds. This approach involves the Perkin reaction of arylacetic acids with arylglyoxylic acids, in order to form conjugated and flexible elongated precursors. The last step is an intramolecular cyclisation, or “graphitisation”, which rigidifies the precursor and yields a fully conjugated final molecule. Applying this approach, our team has synthesised several new linear polycyclic aromatic compounds.The aim of this thesis is to adapt the Perkin reaction for the formation of aromatic nanobelts. A first challenge has been solved by synthesising and fully characterising several flexible and conjugated macrocycles. Some of those macrocyclic compounds have been obtained with unexpectedly good yields using a high dilution addition technique. Graphitisations have been tried on some of those macrocycles by different synthetic methods, i.e. photochemistry and palladium catalysis, but none of them led to the formation of the desired aromatic nanobelt. However, by modifying the initial structure of some of the building blocks, we obtained more flexible conjugated macrocycles, which then reacted, by photocyclisation, to form conjugated and non-planar rigid macrocycles with atypical structures.

Rôle de l’IL-6 dans la régulation des réponses Th2:<p>Les réponses de type Th2 sont indispensables à l’élimination des parasites extracellulaires tels que les helminthes. Cependant, une réponse Th2 non contrôlée et dirigée contre des antigènes inoffensifs présents dans notre environnement entraine une réponse allergique délétère pour l’organisme. L’initiation d’une réponse Th2 doit donc être un processus hautement contrôlé. Or les signaux émis par les cellules dendritiques afin d’initier une telle réponse n’ont pas encore tous été identifiés à ce jour. <p>L’IL-6 est une cytokine pouvant être sécrétée par de nombreux types cellulaires et dont le rôle dans la régulation des réponses Th2 semble dépendre du moment où elle est sécrétée. L’objectif de ce travail est donc d’étudier spécifiquement le rôle de l’IL-6 produit par les cellules dendritiques (DC) dans l’initiation des réponses Th2 in vivo. <p>Au cours de ce travail, nous avons montré que les DC dérivées à partir de la moelle (BMDC) de souris IL-6-/- induisent une réponse Th2 exacerbée, et ce par un mécanisme nécessitant la présence des cellules iNKT. Nos résultats suggèrent en outre que c’est l’IL-6 produite par la BMDC au moment où elle active le lymphocyte T qui inhibe la réponse Th2, par un mécanisme dépendant du contact entre ces cellules. Enfin, nous avons montré que les DC spléniques IL-6-/- n’induisent pas de réponse Th2 in vivo. L’ensemble de ces résultats suggère que les mécanismes d’initiation et de contrôle de la réponse Th2 sont multiples et dépendent du type de DC initiant la réponse ainsi que des cellules de l’immunité innée présentes dans l’environnement du lymphocyte T au moment de son activation.<p>Rôle de l’AMPK dans la régulation des réponses immunes:<p>L’activation d’un lymphocyte T induit sa prolifération et sa différenciation en lymphocyte T effecteur. L’ensemble de ces processus est coûteux énergétiquement. De plus, le lymphocyte T circulant dans l’organisme afin d’y exercer ses fonctions effectrices est confronté à des environnements au sein desquels les apports énergétiques peuvent varier.<p>L’ « AMP-activated Protein Kinase » (AMPK) est une protéine kinase dont le rôle est de maintenir l’homéostasie énergétique de la cellule lorsque celle-ci subit un stress métabolique. Or la stimulation d’un lymphocyte via son TCR induit l’activation de l’AMPK. Nous avons donc voulu étudier le rôle de cette enzyme dans la régulation des réponses immunes. Dans ce but, nous avons analysé le système immunitaire des souris AMPKα1-/-. En effet, cette sous-unité est la seule sous-unité catalytique de l’enzyme exprimée par les lymphocytes.<p>Nous avons observé que les lymphocytes AMPKα1-/- sont plus sensibles à un stress métabolique in vitro. Ces cellules restent néanmoins capables de répondre à une stimulation antigénique in vitro et in vivo. Les souris AMPKα1-/- développent en outre des réponses humorales, des réponses cytotoxiques et une réaction d’hypersensibilité retardée normale en réponse à l’injection d’antigènes. Ces résultats suggèrent que l’AMPK ne joue pas de rôle dans l’activation des lymphocytes T, du moins dans les modèles étudiés au cours de ce travail. Cependant, nous avons observé une diminution importante du nombre de cellules iNKT présentes dans le foie de ces souris, suggérant un rôle de l’AMPK dans l’homéostasie de ces cellules.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La voie des kynurénines est l’une des trois voies de biosynthèse du NAD, qu’elle produit à partir de la dégradation du plus rare des acides aminés essentiels, le tryptophane. Cette voie catabolique est initiée par trois enzymes distinctes, dont l’indoléamine 2,3-dioxygénase 1 (IDO-1). L’IDO-1 est la seule des trois enzymes dont l’expression est induite par des stimuli pro-inflammatoires tels que l’IFN-γ, le TNF-α ainsi que des produits bactériens et viraux. De plus, son expression est induite de manière particulièrement importante au cours de la maturation des cellules dendritiques (DC) qui jouent un rôle clé, tant dans les réponses immunes innées qu’adaptatives. Par conséquent, outre la production d’un cofacteur essentiel du métabolisme cellulaire, le catabolisme du tryptophane participe également à la régulation de la réponse immune. <p><p>En effet, la fonction d’agent antimicrobien fut la première attribuée à l’IDO-1 parce qu’en réponse aux stimuli inflammatoires, celle-ci dégrade le tryptophane et limite la prolifération d’organismes pathogènes auxotrophes pour cet acide aminé. Ensuite, l’inhibition de l’activité catalytique de l’IDO-1 par une approche pharmacologique permit de mettre en évidence la contribution de cette enzyme au phénomène de tolérance maternelle pour les fœtus semi-allogéniques qu’elle porte. Enfin, sa participation à la tolérance périphérique fut proposée étant donné sa capacité à induire le développement de Treg ou à leur servir de mécanisme effecteur. Cependant, ces deux dernières fonctions ne sont pas très claires puisque les souris invalidées pour le gène de l’IDO-1 (IDO-1-/-) ne présentent ni défaut reproducteur, ni signe d’auto-immunité spontanée.<p><p>Comme deux publications récentes suggéraient que l’inhibition pharmacologique de l’IDO-1 affecte la maturation des moDC humaines, nous avons effectué une analyse détaillée du compartiment immunitaire des souris IDO-1-/-, avec une attention toute particulière pour les DC. Au début, nous avons également constaté un important défaut de la maturation des BMDC IDO-1-/- générées in vitro en présence de GM-CSF. Cependant, le défaut se révéla extrêmement dépendant des conditions de culture, puisqu’un changement de substrat de culture ou de facteur de croissance suffit à restaurer une maturation normale de ces cellules. De même, l’analyse de la maturation des DC spléniques démontra de manière claire que l’IDO-1 n’est certainement pas essentielle à la maturation des DC in vivo.<p> <p>Nous avons ensuite montré que l’expression fonctionnelle d’IDO-1 protège les cellules et potentiellement les souris qui l’expriment lorsqu’elles sont soumises à des stress oxydatifs, suggérant que l’IDO-1 puisse consommer les anions O2- afin d’assurer son activité catalytique. Contre toute attente, nous avons ensuite constaté que les souris IDO-1-/- survivent plus longtemps aux infections par la forme pléiomorphe du parasite Trypanosoma brucei brucei. Bien que la levée de l’inhibition de la lymphoprolifération chez les souris IDO-1-/- soit l’explication la plus évidente de l’augmentation de leur survie, nous suggérons plutôt que c’est la perte de la fonction antioxydante de l’IDO-1-/- qui leur confère cette résistance. <p><p>En conclusion, l’IDO-1 ne semble pas jouer un rôle important dans la différenciation et maturation des cellules dendritiques. Nos observations préliminiares indiquent cependant que cette enzyme pourrait jouer un rôle anti-oxydant, et protége donc les cellules dendritiques d’un stress oxydant potentiellement causé lors des réponses innées anti-microbiennes.<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Plus de la moitié des médicaments mis sur le marché entre 1981 et 2014 sont des produits naturels ou des dérivés. Ainsi, les structures des produits naturels sont une excellente source d'inspiration pour la découverte de nouveaux médicaments. L'introduction de cette thèse met en lumière le rôle important joué par les produits naturels en chimie médicinale. De plus, la préparation de produits naturels peut déboucher sur le développement de nouvelles méthodes de synthèse. Ainsi, au cours de cette thèse une approche synthétique de plusieurs produits naturels a été réalisée. Ces composés présentent des motifs clés tels que des amino-alcools 1,3, des diamines 1,3 ou un tétrahydropyrane. Les études synthétiques réalisées comprennent le développement de nouvelles méthodes pour accéder à ces structures. D'autre part, une réaction de Heck permettant l'accès à des précurseurs de tri-aryl éthylènes a été mise au point. / It has been estimated that more than half of all approved drugs, from the period 1981 to 2014, are either natural products or their derivatives. This, thus, indicates that natural products (NP), together with natural product derived and natural product inspired structures are significant as sources for potential leads towards the discovery of new drugs. The introduction of this thesis thereby highlights the importance of natural products in the field of drug discovery. In addition, the introduction emphasizes on the importance of natural products as a field of research. This is as the synthesis of natural products can result in the development of new synthetic methods which can then be applied to a broader range of applications across the field of chemistry. This new information, thus, bridges a gap in the scientific knowledge and allows for progress in science. Therefore the content of this thesis describes the syntheses and development of new synthetic methods towards bioactive natural products containing 1,3-amino alcohol, 1.3-diamine, THP-ring as well as tri-aryl ethylene unit which represent the key themes of (+)-negamycin (Chapter 1), (-)-cernuine and (+)-cermizine D (Chapter 2), enigmazole A (Chapter 3) and tamoxifen (Chapter 4), respectively.

L’étuvage de poudre de protéines sériques (PS) de lait permet l’amélioration des propriétés techno-fonctionnelles des protéines : aptitude à la formation de gel, mousse, ou émulsion. L’objectif de cette thèse était d’étudier le mécanisme de formation et les propriétés physico-chimiques et rhéologiques d’assemblages de PS de taille micronique ou AMI produits par étuvage à 100 °C d’une poudre d’isolat de PS ajustée à pH 9.5 et à une activité d’eau proche de 0,2. Pour cela, la caractérisation morphologique des assemblages, la dénaturation des protéines, la diminution de lactose libre et la formation de produits de Maillard ont été suivies au cours du temps d’étuvageLe rôle de chacun des constituants de la poudre a aussi été étudié en faisant varier sa composition. Les résultats obtenus montrent que l’étuvage à pH 9.5 permet la formation d’assemblages de taille et de forme relatives à celle des particules de poudre étuvée. Dans un premier temps, des réactions de glycation des protéines s’opèrent, des agrégats solubles sont produits et les poudres brunissent, tandis que les produits terminaux de la réaction de Maillard se forment. Ensuite, la quantité d’agrégats solubles diminue avec la formation concomitante des AMI. Les AMI possèdent des propriétés de rétention d’eau très élevées ce qui leur confère des propriétés viscosifiantes. L’addition de lactose à la poudre d’isolat de PS permet d’accélérer la cinétique de formation des AMI et d’obtenir des AMI plus denses en protéines. Les caséines sont aussi intégrées dans les AMI, mais ont très peu d’effets sur leurs propriétés stru / The dry heating of whey protein powder increases the functional properties of proteins such as their ability to form gels, foams or emulsions. The aim of this PhD thesis was to study the mechanism of formation and the physicochemical and rheological properties of protein assemblies of micrometer sizes that were produced by dry heating at 100 °C a whey protein powder isolate adjusted at pH 9.5 at a water activity of 0.2. Thus, morphological properties, protein denaturation, lactose conjugation and products of the Maillard reaction were studied during the time course of the dry heating. The role of each compound of the powder has also been studied by modification of the powder composition. Dry heating at pH 9.5 was able to form large assemblies of size and shape related to the size of the dry heated powder particles.In the first step, the glycation of proteins increased. Soluble aggregates formed and the powder browning progressed, while advanced glycated end products of the Maillard reaction were found. Then, the content in soluble aggregates decreased and large protein assemblies of micrometer sizes formed. These large assemblies were highly hydrated, and had very high viscosity values. Addition of lactose to the whey protein isolate powder allowed increasing the speed of formation of these large assemblies, increasing their density, and reaching higher yields of production. Caseins were able to join to whey proteins in the large assemblies, and had very poor effects on their structural properties and ability to retain the aqueous phase.

L'objectif général de cette thèse est d'analyser les processus de diffusion et les processus de réaction-diffusion dans plusieurs types de conditions non-idéales, et d'identifier dans quelle mesure ces conditions non idéales influencent la mobilité des particules et les réactions entre les molécules. Dans la première partie de la thèse, nous nous concentrons sur les effets de l'encombrement macromoléculaire sur la mobilité, ainsi élaborant une description des processus de diffusion dans des milieux densément peuplés. Tous les processus sont analysés à partir de la description microscopique du mouvement des agents individuels sous forme de marche aléatoire, tenant compte de l'espace occupé par les particules voisines. La deuxième partie de la thèse vise à caractériser le rôle de la géométrie de l'environnement et de la réactivité des corps qui y sont contenus sur la réaction entre des molécules sélectionnées. La théorie classique de Smoluchowski, formulée pour les réactions contrôlées par la diffusion dans un milieu dilué, est ainsi adaptée à des domaines arbitrairement décorés par des obstacles, dont certains réactifs, et l'équation stationnaire de diffusion est résolue avec des techniques d’analyse harmonique. Finalement, le calcul explicit de la constante de réaction et la dérivation des formules approximées sont utilisés pour étudier des applications biologiques et nano-technologiques. / The overall purpose of this thesis is to analyze diffusion processes and diffusion-reaction processes in different types of non-ideal conditions, and to identify to which extent these non-ideal conditions influence the mobility of particles and the rate of the reactions occurring between molecules. In the first part of the thesis we concentrate on the effects of macromolecular crowding on the mobility of the agents, providing therefore a description of various diffusion processes in densely populated media. All the processes are analyzed by modeling the dynamics of the single agents as microscopic stochastic processes that keep track of the macromolecular crowding. The second part of the thesis aims at characterizing the role of the environment’s geometry (obstacles, compartmentalization) and distributed reactivity (competitive reactants, traps) on the reaction between selected molecules. The Smoluchowski theory for diffusion influenced reactions is thus adapted to domains arbitrarily decorated with obstacles and reactive boundaries, and the stationary diffusion equation is explicitly solved through harmonic-based techniques. The explicit calculation of the reaction rate constant and the derivation of simple approximated formulas are used for investigating nano-technological applications and naturally occurring reactions.

Les nanoparticules métalliques (MNPs) appliquées en catalyse représentent un domaine attractif en raison de leurs propriétés physiques et chimiques intéressantes. D'autre part, l'ajout d'un autre métal au métal hôte (ici nanoparticules bimétalliques, BMNPs) peut modifier les propriétés électroniques (transfert de charge, hybridation d'orbitales, etc.) et/ou géométriques (alliage, coeurcoquille, hétérodimères, etc.), ce qui peut conduire à améliorer le comportement catalytique, voire envisager une nouvelle réactivité. Le glycérol, quant à lui, possède une structure supramoléculaire complexe qui favorise l'immobilisation des MNPs, et évite leur agglomération, et donc facilite le recyclage de la phase catalytique. Des nanoparticules de Cu(0) (CuNPs) immobilisées dans du glycérol ont été synthétisées en présence de poly(vinylpyrrolidone) (PVP) comme stabilisant sous pression d'hydrogène. Les CuNPs dispersées dans le glycérol se sont avérées être un catalyseur robuste pour diverses réactions : formation de liaison C-N, synthèse d'amines propargyliques di- (via couplage croisé déshydrogénant), tri- (via un couplage aldéhyde-amine-alcyne A3) et tétra-substituées (via un couplage cétone-amine-alcyne KA2) ainsi que pour la synthèse d'hétérocycles: indolizines, benzofuranes et quinolines, par des procédés tandem de cycloisomérisation-couplage A3 en utilisant des benzaldéhydes ortho-fonctionnalisés. La phase catalytique de glycérol peut être recyclée plus de cinq fois (formation de liaisons C-N et pour le couplage A3), sans détecter de traces significatives de cuivre dans les produits organiques extraits. Des nanoparticules bimétalliques de palladium-cuivre (PdCuNPs) immobilisées dans le glycérol ont été synthétisées par des méthodes de co-réduction. Selon les différents rapports métalliques, les PdCuNPs peuvent être considérées comme des petits coeurs de Pd enrobés par du Cu (Pd/Cu = 1/1), des alliages aléatoires (Pd/Cu = 1/2) ou un mélange de nanoparticules monométalliques (Pd/Cu = 2/1). Par une voie de synthèse séquentielle, nous obtenons un mélange de nanoparticules monométalliques. La structure des PdCuNPs a également été confirmée par la réactivité observée pour l'hydrogénation des alcynes, montrant Pd1Cu1 et Pd1Cu2 comme structures bimétalliques. Ainsi, ces catalyseurs ont permis d'ajuster la sélectivité des alcènes. En outre, l'influence de Pd incorporé dans le Cu a également été étudiée dans la cycloaddition d'un azidure avec un alcyne (CuAAC). Plus intéressant, des nanoparticules bimétalliques Pd1Cu1 dans le glycérol, agissant comme système catalytique multitâche, ont été utilisées pour les réactions "onepot", notamment la réaction CuAAC et les réactions de couplage croisé C-C (Sonogashira, Suzuki- Miyaura et Heck) (catalysées au Pd). Grâce à des cinétiques différentes entre les réactions CuAAC et couplages C-C, ces procédés tandem ont permis d'obtenir les produits en rendements élevés. De plus, l'hydroaminométhylation d'oléfines catalysée par des complexes de Rh pour synthétiser les amines peut se dérouler dans le glycérol et a montré de meilleures réactivités que dans les solvants organiques. Ces résultats positifs permettent de concevoir un nouveau système biphasique dans le but de recycler la phase catalytique. / Metal nanoparticles (MNPs) applied in catalysis represent an attractive field due to their interesting physical and chemical properties. Besides, the addition of another metal to the host metal in the same entity (bimetallic nanoparticles, BMNPs) can trigger changes in electronic properties (charge transfer, orbital hybridization, etc.) and/or geometric features (alloy, core-shell, heterodimers, etc.), inducing modifications in their catalytic behavior, in terms of activity, selectivity, robustness, or even leading to new reactivity. Concerning the solvent, glycerol, showing a complex supramolecular structure, favors the dispersion of metal nanoparticles, avoiding their agglomeration and then facilitating the recycling of catalytic phase. Small and spherical zero-valent copper nanoparticles (CuNPs) immobilized in glycerol were synthesized using poly(vinylpyrrolidone) (PVP) as stabilizer under hydrogen pressure. CuNPs dispersed in glycerol proved to be a robust and versatile catalyst for a diversity of C-N bond formation reactions, synthesis of di- (via cross-dehydrogenative coupling), tri- (via aldehydeamine- alkyne A3 coupling) and tetra-substituted propargylic amines (via ketone-amine-alkyne KA2 coupling) as well as different types of heterocycles, in particular indolizines, benzofurans and quinolines, by tandem A3-cycloisomerization processes using ortho-functionalized benzaldehydes as substrates. Interestingly, the catalytic glycerol phase could be recycled more than five times in C-N bond formation and A3 coupling reactions, preserving their reactivity, without detecting a significant copper content in the extracted organic products. Bimetallic palladium-copper nanoparticles (PdCuNPs) dispersed in glycerol were prepared by co-reduction methodology. Depending on the different metal ratios used, Pd nanoparticles coated by Cu (Pd/Cu = 1/1), random alloy (Pd/Cu = 1/2) or mainly mixture of monometallic nanoparticles (Pd/Cu = 2/1) were obtained. By a sequential way of synthesis, a mixture of monometallic nanoparticles was mainly observed. In terms of reactivity, the effect of one metal to other one, on catalytic activity and selectivity was evaluated. The structure of the different PdCuNPs was also confirmed by the observed reactivity in the selective formation of alkenes by hydrogenation of alkynes, proving that Pd1Cu1 and Pd1Cu2 correspond to bimetallic structures. Besides, the influence of Pd incorporated into Cu on azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) was also studied. Interestingly, Pd1Cu1 in glycerol were applied in one-pot processes acting as multitask catalytic system, involving CuAAC and Pd-catalyzed C-C cross couplings (Sonogashira, Suzuki-Miyaura and Heck). Thanks to the different rates between CuAAC and C-C couplings, these tandem processes permitted to obtain the desired products in high yields. Furthermore, Rh-catalyzed hydroaminomethylation of olefins, in order to synthesize amines, could be carried out in glycerol, generally showing a better reactivity compared to common organic solvents. These preliminary encouraging results permit to plan the design of a new biphasic system, including the recycling of the catalytic phase.

Les travaux présentés dans ce mémoire se concentrent sur la compréhension, la description et enfin la modélisation de la décomposition des matériaux d’aménagement ou d’ameublement d’usage courant (principalement des polymères naturels et de synthèse) sous l’effet de la chaleur. Ce champ de la recherche n’est pas nouveau, et de nombreux modèles existent à ce jour (le plus souvent des modèles d’Arrhénius associés à diverses fonctions cinétiques). Toutefois, contrairement aux développements liés à la description de la cinétique chimique en phase gazeuse, la plupart des modèles exploités à ce jour pour la phase solide souffrent généralement d’une justification théorique insuffisante. De plus, des essais, en particulier à petite échelle, laissent apparaître des comportements qui, au-delà de ne pas être prédits par les modèles existant, viennent de surcroît invalider certaines de leurs hypothèses sous-jacentes. Le contexte des travaux est plus précisément celui de la décomposition anaérobie des solides, à petite échelle, pour des masses de l’ordre du milligramme, pour se concentrer à la fois sur la cinétique de perte de masse et, dans une moindre mesure, sur les transferts thermiques dans la phase condensée. Le travail est articulé autour de trois volets principaux qui forment chacun un chapitre du présent ouvrage. Le premier concerne la réalisation de nombreux essais à l’analyseur thermogravimétrique (ATG), sur la base de plans d’expérience. Le but est d’une part de déterminer les variables d’influence de la décomposition thermique et, d’autre part, d’identifier les écarts de comportement par rapport aux prédictions de certains modèles existant dans la littérature. Le résultat majeur de cette campagne est l’absence de convergence en masse des essais, même pour des masses expérimentales très faibles. De même, les effets de la vitesse de chauffage et de la dilution en phase solide ont été explorés, mettant ainsi en avant des comportements très éloignés des prédictions théoriques. Le second concerne la modélisation de la décomposition thermique d’un matériau soumis un essai à l’analyseur thermogravimétrique et la mise en évidence des problématiques liées aux transferts thermiques au sein du matériau. Il a été démontré que les conditions aux limites de Dirichlet, usuellement utilisées pour décrire ce dispositif, ne sont pas adaptées pour reproduire les spécificités liées au dispositif expérimental. Le troisième volet a consisté à construire un modèle cinétique issu d’hypothèses liées à la phase solide. Ce modèle est basé dans un premier temps sur les travaux d’Eyring concernant la théorie du complexe activé. Par la suite, l’exploitation du formalisme thermodynamique lié au complexe activé a permis de proposer une formulation nouvelle, dite « hors approximation d’Ellingham », pour décrire la décomposition des matériaux sous l’effet de la température. Ce modèle a été comparé à deux modèles usuels, dits (A, E, 1) et (A,E,n), et conduit à de meilleures modélisations pour les mécanismes mono-réactionnels. Enfin, les perspectives de ce travail concernent, en premier lieu, une meilleure caractérisation des conditions aux limites thermiques au sein d’un analyseur thermogravimétrique, afin de reproduire numériquement les essais réalisés. En second lieu, il apparaît comme pertinent d’étendre le modèle développé à des mécanismes multi-réactionnels, afin d’augmenter ses capacités prédictives pour les applications visées / The work presented in this thesis focuses on understanding, describing and finally modelling the degradation, under heat exposure, of commonly used furnishing materials (mainly natural or synthetic polymers). This is not a new research field, as many models exist nowadays (such as Arrhenius models associated with varied kinetics functions). However, unlike for development related to gas phase chemical kinetics, most current solid phase chemical kinetics related models suffer from insufficient theoretical backgrounds. Moreover, laboratory experiments, more precisely small scale ones, reveal some behaviours, that are not only unpredicted by current model, but also invalidate some of the underlying assumptions these models are based on. This work context is more precisely related to solid anaerobic decomposition, at small scale, for mass in the range of one milligram, in order to focus on both mass loss kinetics and, to a lesser extent, on thermal transfer in solid phase. This work was structured into three main sections, each of them being a chapter of this thesis. First part concerns numerous experiments based on experimental plans and performed with a thermogravimetric analyzer (TGA). This aims at, on the one hand, determining most influent variables on thermal decomposition, and, on the other hand, identifying behaviour discrepancies between experimental data and predictions of current models available in the literature. Test campaign main result is that there is no mass convergence with TGA, even for very low masses. In addition, the effect of both heating rate and solid phase dilution were explored. This led to some behaviours significantly different from theoretical predictions. Second part concerns the modelling of material thermal degradation in a TGA analysis. It also highlights problems related to heat transfer inside solid material. It is demonstrated in this work that Dirichlet boundary conditions, which are usually used to describe TGA device, are not adequate to reproduce such experimental specificities. Third and last part is dedicated to the elaboration of a kinetic model relying on assumptions specific to the solid phase. First and foremost this model is on based on Eyring’s work on transition state theory. Then exploring thermodynamic formalism related to transition state allowed the formulation of a new model of thermal degradation called “outside Ellingham assumption”. This model is compared to two commonly used ones, so-called (A, E, 1) and (A, E, n) and led to best prediction for single reaction mechanisms. Finally, the prospects inspired by this work concern, first, a better characterisation of thermal boundary condition in TGA, in order to be able to reproduce experiments by modelling. Secondly, it may be relevant to extend the develop model to multiple reaction mechanisms, in order to increase its predictive capabilities for the targeted applications

La thapsigargine, lactone sesquiterpénique de type guaïanolide d’origine naturelle, est un puissant inhibiteur des enzymes ubiquitaires SERCAs (Sarco-Endoplasmic Reticulum Ca2+-ATPases) et est actuellement en phase clinique pour le traitement du cancer de la prostate non-hormono dépendant. Au cours de cette thèse, nous avons développé une nouvelle approche pour la synthèse de cette molécule, suffisamment flexible pour permettre de préparer des analogues ayant un bon degré de diversité structurale. Cette voie met en jeu une métathèse cyclisante d’ényne pour former le squelette bicyclique [5-7] de cette molécule. La préparation du précurseur de métathèse a nécessité le développement de deux voies différentes. La première utilise le ditertbutylacétylène dicarboxylate comme matière de départ et met en jeu un procédé original Michael-Wittig en un pot. Malgré une étude approfondie de cette étape ayant permis d’optimiser les conditions opérationnelles avec un rendement de 65%, cette voie s’est finalement avérée non applicable pour la synthèse envisagée ceci en raison d’un manque de chimiosélectivité au niveau d’une étape décisive. Une deuxième voie a donc été développée. Elle utilise la 2-méthylcyclopentane-1,3-dione comme produit de départ et offre le précurseur de métathèse en série racémique en 10 étapes et un rendement de 8%. Les quatre centres stéréogènes C1, C3, C10 et C6 sont mis en place grâce à des réactions diastéréosélectives (d.r ≥ 80%). La dernière étape de cette voie est une réaction d’alkynylation d’un aldéhyde conjugué avec piégeage in-situ de l’alcool secondaire obtenu. La configuration relative du centre C-6 de ce précurseur de métathèse s’est avéré par la suite épimère de celui de la thapsigargine (nOe mesurés après RCEYM). Des essais de métathèse cyclisante ont ensuite été réalisés sur l’ényne obtenue dans différentes conditions incluant l’utilisation de catalyseurs originaux fournis par le Pr. Marc Mauduit (université de Rennes). Ces réactions se sont montrées concluantes, fournissant le squelette bicyclique [5,7] de la thapsigargine avec de bons rendements (de 61 à 89%).A la suite de cette étape, un ensemble de réactions a été réalisé afin de mettre en place les groupements fonctionnels nécessaires à la transformation de la plateforme bicyclique obtenue en thapsigargine. De nombreuses difficultés ont été rencontrées : les tentatives d’épimérisation du centre C-6, d'époxydation de l'adduit de cyclisation ou encore de formation de -lactone se sont révélées infructueuses ou ont conduit à des résultats inattendus. L’idée d’exploiter la présence du centre stéréogène C-6 de configuration non naturelle pour installer le centre C-8 crucial pour l’activité biologique de la thapsigargine, via un réarrangement sigmatropique [1,3] de type suprafacial catalysé à l’or (catalyseur de Nolan), a été également testée. De manière inattendue, le produit de réarrangement est obtenu avec inversion faciale, indiquant le passage probable par un cation allylique.Ainsi, au cours de ce travail, deux composés bicycliques [5,7] oxygénées en C8, précurseurs raisonnables de la thapsigargine et analogues, ont été synthétisés par deux voies qui diffèrent au niveau du réarrangement final des produits de cyclisation hydroxylés en C6obtenu après métathèse cyclisante. A partir de de la 2-méthylcyclopentan-1,3-dione commerciale l’un est obtenu en 13 étapes avec 3% de rendement et l’autre en 12 étapes avec 5% de rendement. L’ensemble des essais de réactions effectuées sur les adduits de métathèse permettent de mieux cerner leur réactivité. / Thapsigargin, a guaianolide sesquiterpene lactone of natural origin is a potent inhibitor of ubiquitous SERCA enzymes (Sarco-Endoplasmic Reticulum Ca2+-ATPase) and is currently in clinical trial phase 1 for the treatment of non-hormono dependent prostate cancer. In this work a new approach for the synthesis of thapsigargin has been developed, flexible enough to allow the elaboration of analogues with a high degree of structural diversity. The strategy developed involves an enyne metathesis cyclization reaction (RCEYM) to form the bicyclic [5,7] scaffold of these molecules. For the synthesis of the required precursor of RCEYM, two successive routes have been explored. The first one uses tert-butylacetylene dicarboxylate as starting material and involves a one-pot Michael-intramolecular Wittig reaction. Conditions have been found to allow an efficient synthesis of trisubstituted cyclopentenones. Unfortunately this route has proved difficult to use for the programmed synthesis because of the lack of chemoselectivity at a decisive strategic level. A second approach was developed starting from commercial 2-methyl-cyclopentane-1,3-dione, providing the required racemic precursor of the metathesis reaction in 10 steps and 8% yield. The four C1, C3, C6 and C10 stereogenic centers are set up through diastereoselective reactions (dr ≥ 80%). The final step of the synthesis of this precursor involves an alkynylation reaction of an aldehyde combined with in-situ trapping of the secondary alcohol obtained. The relative configuration of center C6 was shown to be the inverse of that of thapsigargin. Metathesis cyclization assays were then carried out on this intermediate enyne under different conditions, including the use of original catalysts provided by Prof. Marc Mauduit (University of Rennes). These reactions provided the expected [5,7] bicyclic core of thapsigargin with good yields (61 to 89%). In the third part of the thesis, a set of reactions have been attempted to put in place the necessary functional groups for the achievement of the synthesis of thapsigargin. Many difficulties were encountered: attempted epimerization of the C6 center, epoxidation of the RCEYM cyclization adduct or attempts to form a  -lactone either were unsuccessful or led to unexpected results. The idea of using the presence of the stereogenic center of unnatural configuration at C6 to install the hydroxyl group at C8, crucial for the biological activity of thapsigargin, via a gold-catalyzed (Nolan catalyst) suprafacial sigmatropic [1,3] rearrangement was experimented. Unexpectedly, the rearranged acetate adduct was obtained with facial inversion, indicating a probable allyl cation intermediate. Thus, in this work, two [5,7] bicyclic oxygenated compounds at C8 have been synthesized from commercial 2-methylcyclopentane-1,3-dione through two pathways that differ in the conditions leading to the final rearrangement of the cyclic C6-hydroxylated RCEYM adducts. One of them is obtained in 13 steps with 3% yield and the second in 12 steps with 5% yield. Both compounds appear to be suitable intermediates for the syntesis of thapsigargin and its analogues. All tests performed on the adducts, obtained after RCEYM, helps us to identify their reactivity.