vendredi 12 décembre 2008 - L` Institut des Sciences Moléculaires
Transcription
vendredi 12 décembre 2008 - L` Institut des Sciences Moléculaires
Journée scientifique de l’Institut des Sciences Moléculaires (UMR 5255 CNRS) vendredi 12 décembre 2008 Domaine du Haut Carré - salles Agora et Badiane – Université Bordeaux 1. 9h - 9h45 : ouverture de la journée par Philippe Garrigues et les représentants institutionnels. 9h45 – 12h00 : communications orales 12h00 – 14h00 : session posters et buffet 14h30 – 15h30 : conférence de Xavier Guchet (Université Paris 1 Sorbonne) : « Nature et artifice à l’épreuve des nano-sciences et nanotechnologies » 16h00 – 17h00 : fin session posters, remise des prix et pot de clôture. Journée scientifique de l’ISM (UMR 5255 CNRS) Vendredi 12 décembre 2008 Domaine du Haut Carré – Université Bordeaux 1. 9h: ouverture de la journée par P. Garrigues et les représentants institutionnels (Agora) 9h45: communications orales (Agora) 1: BERGEAT Astrid : EMA :INC : Experiments and Modeling for Astrochemistry : the Interstellar Nitrogen Case. 2: AHMAD Sana : Preparation of titanium-based hybrid materials. 3: BOISSELIER Elodie : Stabilization and functionalization of gold nanoparticules in PEG glucosidics. 4: CALA Olivier : Tannins-saliva proteins recognition monitored by dynamic and structural NMR. 5: DESCAMPS Emeline : Structuration de substrats optiques pour le développement de puces à ADN. 6: GONZALEZ-MARTINEZ Maykel Leonardo : Unimolecular dissociations : recent approaches from the quasi-classical perspective. 7: LESPADE Laure : Etude théorique du mécanisme d’inhibition de la xanthine oxydase par des flavonoïdes et des allagitannins. 8: MARGUERIT Mélanie : Déaromatisation hydroxylante des phénols par le SIBX : applications à la synthèse de substances naturelles. 9: MARQUESTAUT Nicolas : Effets d’exaltation et imagerie Raman en champ proche. 10:NATANGELO Anna : Toward the first total synthesis of ellagitannin C-aryl glucosidics. 11:ROSARIO-AMORIN Daniel : Recyclage de catalyseurs métallodentritiques par leur greffage sur des nanoparticules magnétiques. 12:FELPIN François-Xavier : Catalyse hétérogène au palladium éco-compatible : pourquoi faire compliqué quand on peut faire simple ? 12h00: session posters et buffet (salle Badiane) Synthèse : P01-P11bis Matériaux et nano-sciences : P12-P19 Analyse, spectroscopie et modélisation : P20-P41 14h30: conférence plénière (Agora) : « Nature et artifice à l’épreuve des nano-sciences et nanotechnologies » Xavier GUCHET (Université Paris 1 Sorbonne). 16h00 – 17h00 : fin session posters, remise des prix et pot de clôture (salle Badiane). EMA: INC: Experiments and Modeling for Astrochemistry: the Interstellar Nitrogen Case. A. Bergeat,a K. Hicksona, V. Wakelam.b a. Groupe Astrochimie, Institut des Sciences Moléculaires, Université Bordeaux 1 / CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected], b. Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, La chimie du milieu interstellaire (MIS) est un sujet d’étude depuis de nombreuses années. Grâce au développement des outils d’observations qui sont de plus en plus performants, chaque années, de nombreuses molécules sont découvertes, ce qui modifie ainsi notre connaissance de la chimie complexe du MIS. Les conditions physiques présentes dans ces régions sont très différentes de celles que l’on rencontre sur Terre : les densités et les températures y sont très basses. Les chimistes expérimentateurs ont donc du développer de nouvelles techniques pour mesurer le comportement à très basses températures de la réactivité des espèces chimiques, notamment la technique CRESU (Cinétiques de Réactions en Ecoulement Supersonique Uniforme) développée par B. Rowe à Rennes depuis 1991. Les astrochimistes ont ainsi pu récemment comprendre l’importance que pouvaient avoir les réactions entre espèces neutres, dans le MIS. Un grand nombre de réactions neutre-neutre a donc été ajouté dans les modèles chimiques, mais avec des coefficients de vitesse très incertains pour ceux qui n’avaient pas été mesurés en laboratoire. Ces modèles chimiques dont seul un faible pourcentage de réactions a été étudié aux basses températures, sont utilisés par les astronomes pour simuler la chimie dans les régions du MIS, comme les régions de formation des étoiles et des planètes. Pour pouvoir conclure sur des comparaisons entre les observations astrophysiques et la modélisation, il est crucial de connaître les coefficients de vitesse des réactions chimiques, d’autant que certaines réactions entre espèces neutres, ont des coefficients de vitesse qui croissent lorsque la température décroît (ce qui est contraire à la loi d’Arrhenius) : les extrapolations des constantes de vitesse déterminées jusqu’à ~220 K dans des réacteurs classiques deviennent alors hasardeuses pour les modèles de chimies interstellaires et de la planétologie (Titan, Mars, …). Dans ce cadre, nous avons obtenu en collaboration avec Valentine Wakelam, astrophysicienne au LAB, une bourse de l’ANR « Jeunes Chercheurs et Chercheuses » pour un projet pluridisciplinaire sur la chimie de l’azote dans un contexte astrophysique. Ce projet consiste à mesurer la réactivité de l’azote atomique à des températures aussi basses que 50 K, ce qui représente un challenge technique. Nous avons commencé la mise en place et les premiers résultats sur la réaction N + NO, à l’origine de la formation de N2 dans le milieu interstellaire ont été obtenus. Preparation of titanium-based hybrid materials Authors : Sana Ahmad, Bernard Jousseaume, Thierry Toupance Address: Groupe Matériaux, Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la liberation, 33400 Talence [email protected] Titanium-based class II organic-inorganic hybrid materials have been prepared in which organic and inorganic networks are connected through a coordinative carbon-titanium bond (π-bond). Hydrolysis and condensation of bridged cyclopentadienyltrimethyltitanium precursors led to the formation of the required hybrid materials. X-ray diffraction analysis indicated a high degree of organization in the nanostructures due of the self-assembly of the organic network. H2 O Ti H3C H3C CH3 n = 1, 2, 3 n H3C Ti CH3 C H3 Ti n Ti O O O n' Stabilization and Functionalization of Gold Nanoparticles in PEG Dendrimers 1er au 3 Décembre 2008 – ICMCB - PESSAC Elodie BOISSELIER1, Abdou K. DIALLO1, Lionel SALMON2, Jaime RUIZ ARANZAES1, Didier ASTRUC1 1 2 Institut des Sciences Moléculaires – CNRS UMR 5255 – 33405 TALENCE Cedex Laboratoire de Chimie de Coordination – CNRS UPR 8241 – 31077 TOULOUSE Cedex 04 The synthesis and stabilization of transition metal nanoparticles (NPs) inside dendrimers have created a timely entry to their application in catalysis and nanosciences. Small AuNPs1-3 are important nanomaterials for catalysis, nanomedicine (e. g. cancer cell diagnosis and treatment), optics and materials science. So far, however, AuNPs stabilization by dendrimers has only been carried out using PAMAM dendrimers. We recently reported the stabilization of PdNPs by “click” dendrimers and their high catalytic efficiency. We now find that these dendrimers do not stabilize AuNPs, but also that “click” functionalization of the arene-cored polyazido dendrimers with polyethyleneglycol (PEG) tethers provides stabilization of nano-sized AuNPs. Indeed, the “click” reaction has already been largely exploited in dendrimer synthesis. O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O OO NN N O O O O O O O O O Si Si Si N N N OO O O O N N N O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O N O N N Si O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O O O NN N O O O N NN Si O O O O Si N N N Si NN N O O O OOO O O O O O NN N NN O O O N NN Si Si N O O O O O O O O O O O O O Si Si NN N O O O O O O O Si O Si NN N O O O O Si O O O O N NN O O O O O O O OO O O O O Si O O O O O O O O O O O O O O O O O O O N Si N N Si O O O O N NN N N N O O O O O O O O O O O O O O O O O Si O O O N N N O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O N O O N O O O O O O O NN O O O OO O O O NN O O O O O O N O Si OO N O Si O O O O O O O N O N O O O Si N N O N Si OO O O NN O O O O O O Si O O N O O O NN O NN N O O NN O OO N O O O NN N Si O O O Si O O N O Si O O O O O O O N NN O O O N O N O N OO O O NN O O O O O NN O N O Si O Si O O N N O O N O O O O O O O O O O N O O NN O O N O O O N O O O O O O N O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O OO O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O N O OO O O O O O N N O O O O OO O O N N O N O O O O N N O N O N O O Si O N NN O O NN O O O N O O O O Si Si O Si N O O Si O NN O O N N O N N O O Si Si N OO O N O O O O O O NN O Si O OO NN O O Si N O N Si O O O O O O O O O O N NN O O OO O O NN O O O O O O O O N Si Si Si O O O N N Si O O Si O O O O O N N N NN N N N N N O O O N O N N O N O O O N O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O N N N N N Si N Si O Si Si Si Si Si Si Si Si Si Gold nanoparticles (AuNPs) are synthesized and stabilized by new “clicked” dendrimers of generations zero to two (G0-G2) containing tri- and tetraethyleneglycol tethers; they are either encapsulated by G1 (81 tethers) and G2 (243 tethers) or stabilized without encapsulation by G0 (27 tethers)4. O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O OO O O OOO O O O O O O O O O OO O O O O O OO OO O O O O O O O O O OO O O O OO O O O O O O O O OO O O O O O O O O OO O O O O O OO O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O N N O O O O O O O N O O N O O N NN N O O O O NN N N O O O O N N O Si Si Si O O O N O N N O O O N NN O Si O O O N Si O O O O N N O O Si N O O Si O O O O O O Si O N O O O O O O O N Si NN N O O O N O O NN O O O Si O O O N O O O O O O O Si Si N N Si O O O O O Si O O N O O O O O O O O O Si O O Si Si NN N O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O NN N Si Si Si O Si O Si NN N N N N O O O O O N Si O O O O OO N N O Si Si O O NN O N N O O N O N O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O OO O OOO O O OO O O OO O O O O O O O O O O O Si O Si O Si NN N Si N N N Si N Si O NN Si N Si N N Si NN Si Si NN N N N O O O O O OOO O OO O O O O O O N N N N O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O N O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O OO O O O O O O O O O O O O [1] Daniel M.-C., Astruc D., Chem. Rev. 2004, 104, 293-346. [2]. Labande A., Ruiz J., Astruc D., J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 1782-1789. [3]. Daniel M.-C., Ruiz J., Nlate S., Blais J.-C., Astruc D., J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 26172628. [4] Boisselier E., Diallo A. K., Salmon L., Ruiz Aranzaes J., Astruc D., Chem. Commun., 2008, 39, 4819-4821. Tannins –saliva proteins recognition monitored by dynamic and structural NMR O. CALA1, E.J. DUFOURC1, I. PIANET1,2 1 UMR 5248 CBMN, CNRS - Université Bordeaux 1 – IECB, Pessac, France [email protected] 2 UMR 5255 ISM CESAMO, CNRS –Université Bordeaux 1, Talence France Abstract. The interactions between 3 different procyanidin dimers (B1, B3, B4) and a model of saliva protein (IB7-14) have been monitored by RMN. Fitting the protein chemical shift variations induced by the addition of tannin allow to obtain both dissociation constants and stoichiometry of the formed complexes. The aim of such a work is to shine a new light into the molecular interpretation of wine astringency. Introduction. Astringency is considered as a proof of red wine quality. A dry, rough or even pucker sensation is perceived in the entire mouth while tasting. A consensus of opinion suggests that the sensation of astringency is the result of a recognition process occurring between tannins and saliva proteins, mainly Proline-Rich Proteins (PRPs). Procyanidins are the major tannin specie present in grapes and their concentration is able to reach 4g/L in some red wine. They are polymers of flavan-3 ol that are drastically polydisperse in size and chemical structure. The aim of the present work is to establish an affinity scale between two different procyanidins (B1 and B3, scheme 1) towards PRPs. For this purpose, we used water buffered and 12% of EtOD with acetic acid in order to reach a pH close to 3.5, to mimic wine conditions. A representative Proline-Rich Protein model is used : IB7-14 is a 14 residue fragment of the whole IB7 PRP containing a repetitive unit. Then, monitoring chemical shift variations at different tannin/protein ratio gives access to the affinity constant and the stoichiometry of the complex. All these results are analysed and compared with respect to tannins structure and size, shining a new light into the molecular interpretation of tannins astringency. O OH OH OH HO HO OH O OH B3 OH B1 HO OH O OH O OH OH OH OH OH OH OH HO B4 OH B4 Scheme 1. Chemical structure of the three procyanidin dimers studied. Materiels and Methods. Peptide Synthesis. Synthesis of IB7-14(SPPGKPQGPPPQGG) was performed using the FastMoc method on a solid state, as already described by Simon et al.(1) Tannins synthesis. Synthesis of procyanidin dimers B1 B3 and B4 was done using a method based on the stoichiometric coupling of two protected monomeric units (the nucleophilic and electrophilic partners) as described in (2). The synthesis involves a five-step pathway starting from the native catechin or epicatechin. Sample preparation. A 1 mM protein sample was dissolved in a Water/D2O/EtOD : 80/8/12 mixture, with 5 mM deuterated acetic acid, pH 3.5, to mimic wine conditions. Tannins were progressively added to the protein sample to scan a tannin concentration range from 1 to 7 mM. NMR Spectroscopy. Spectra were recorded on a Bruker DPX 400 spectrometer equiped with a 5-mm gradient inverse broadband probe with 2H lock. The water resonance was suppressed using a watergate sequence. For titration experiments, chemical shift variations of some peptide protons were analyzed as a function of procyanidin dimer concentration using the equation previously described by (3, 4) for a multisite model: Δδi = 0.5Δδimax(1 + Kd/n[Pi] + [Ti]/n[Pi]) -{(1 + Kd/n[Pi] + [Ti]/n[Pi])2 - 4[Ti]/n[Pi]}1/2 [1] where Δδi is the change in chemical shift (ppm), Δδmax the maximum change in chemical shift (ppm), Kd, the dissociation constant (M), [Pi], the total concentration of peptide (M), n, the number of polyphenol binding sites, and [Ti] total concentration of polyphenol able to fix the peptide. Calculations were performed using the Microsoft Excel software. For the curve fitting using eq 1, Kd, Δδmax, and n were set as adjustable parameters. Results. 1- Chemical shift variation was principally observed in the NH region of protein (figure1), these resonances being the more sensitive to protein/tannin ratio change as illustrated in figure 1b. Δδi =0,081 G14 0,09 G13 0,08 K5 0,07 De (ppm Q7 Q12 Chemical shift variation according to tannin concentration G4 G8 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 [T]/[P] Figure 1.a. Figure 1.b. 1 H NMR spectrum showing the protein NH Chemical shift variation of 1 mM IB7-14 region and the resonances assignment. NH resonances with tannin concentrations from 0 to 7 mM of tannin. Figure 1.c. Chemical shift variations observed for B1 (red triangle), B3 (blue diamond) and B4 (green cycle) 2- Fitting the chemical shift variations observed as a function of [T]/[P] using equation [1] (figure 1c) gives rise to estimate both dissociation constants and stoichiometry of the complex for B1 and B3. Values obtained are reported on Table 3 where significant differences are observed. Tannin Kd (mM) Δδmax (ppm n RMS B3 2,73 ± 0,25 0,081 6,05 ± 0,62 9,60e-05 B1 352,0 ± 0,3 0,054 3,52 ± 0,29 1,05e-04 B4 108,9 ± 0,1 0,035 4,82 ± 0,37 2,35e-05 Conclusion. Our results highlight differences in the behaviour of two different procyanidins dimers towards a PRP model. Even though the two dimers just differ by the stereochemistry of one carbon (scheme 1), a 160 fold factor is observed for Kd, suggesting that B3 present a higher affinity than B1 and B4 for PRP. Such a result lets us expect that tannin composition can be at the origin of different astringency perceptions. Such hypothesis has to be confirmed by a study performed upon other dimers and trimers. References. 1234- Simon et al., Journal of Peptide Science, 9 : 125-131, (2003) Tarascou et al., European Journal of Organic Chemistry, 23 : 5367-5377, (2006) Charlton et al.,Febs Letters., 382 : 289-292, (1996) Simon et al., Biochemistry, 42 : 10385-10395, (2003) Structuration de substrats optiques pour le développement de puces à ADN E. Descampsa, N. Berthet-Duroureb, N. Sojica, L. Nicub, P. Mailleyc, T. Livachec a Université de Bordeaux 1/ ISM/ ENSCPB/Groupe NSysA, 16 rue Pey Berland 33607 PESSAC CNRS-LAAS/ Groupe Nanobiosystems/ 7, avenue du Colonel Roche 31077 Toulouse c CEA Grenoble / Groupe CREAB/ 17 rue des Martyrs 38054 Grenoble b Issues d’une combinaison de technologies pluridisciplinaires, telles que la microélectronique et la biologie moléculaire : les biopuces révolutionnent le diagnostic médical. La biopuce est une plaque de taille comparable souvent comparable à une puce électronique, constituée de plots sur lesquels sont accrochés différentes molécules biologiques qui servent ainsi de molécules sondes lorsque la puce est mise en présence d’un produit biologique. La miniaturisation des techniques d’immobilisation de sondes biologiques a permis d’obtenir un adressage sélectif des plots biologiquement actifs de taille nanométrique tant au niveau de leur épaisseur que de leurs dimensions latérales. Dans ce contexte, nous montrons ici les capacités d’adressage des sondes oligonucléotidiques par électrocopolymérisation de monomère pyrrole dans des volumes de l’ordre du femtolitre. Cette évolution doit être compatible avec les techniques de détection des interactions biologiques comme la microscopie de fluorescence. La miniaturisation de la technique d’électrospotting, utilisée au laboratoire CREAB, par l’utilisation d’un peigne de microlevier appelée bioplume a permis la fabrication de puce d’oligonucléotides comportant des plots d’un diamètre de l’ordre du micron [1]. La plume étant réalisée entièrement en matériau semi-conducteur recouvert d’un oxyde isolant, l’ajout d’un canal métallique nous servant de contre électrode a donc été nécessaire pour permettre l’électropolymérisation. Cette méthode générique basée sur l’utilisation de l’électrochimie du polypyrrole a été optimisée dans des volumes réduits de l’ordre du femtolitre. Le système ouvert nous permet un nettoyage simple et efficace, ce qui est très important pour éviter des problèmes de contamination. La parallèlisation de dix microleviers déposants au sein d’un même peigne autorise la haute densité. Le dépôt de différentes séquences avec une reproductibilité et une spécificité élevées a été réalisé. Ceci montre les possibilités de cette technique en termes de densification et de complexification de l’information biologique, permettant son industrialisation. La principale perspective des bioplumes est l’extension des dépôts à des bibliothèques de petits ligands de manière à envisager le criblage. La fonctionnalisation électrochimique de l’extrémité d’un faisceau de fibres optiques a été réalisée par les bioplumes. La taille de celle-ci permet de réaliser la fonctionnalisation du faisceau de fibres optiques par différentes entités biologiques. Ceci conduit à la formation d’un réseau de nanocapteurs multiparamétriques opto-électrochimiques [2], dont l’intérêt est la détection d’une multitude d’information à distance. En conclusion ces travaux de recherches ont permis de mettre en évidence l’adaptabilité du procédé électrochimique utilisé dans différentes configurations. Figure 1 : Microleviers visualisés au MEB, spots observés en microscopie à fluorescence après révélation. [1] [2] E. Descamps et al, Advanced Materials, 2007, 19, pp 1916. A. Chovin et al, Analytical Chemistry, 2004, 76, pp 357. ”Unimolecular dissociations: recent approaches from the quasi-classical perspective” Maykel L. Gonzalez-Martineza,b, Laurent Bonnetb, Pascal Larregarayb, Jean-Claude Rayezb and Jesus Rubayo Soneiraa a Departamento de Física General, Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, Habana 6163, Cuba b Institut des Sciences Moléculaires, Université Bordeaux 1, 351 Cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France ABSTRACT Studies on molecular dynamics aim at understanding chemical reactions and inelastic collisions at the atomic scale. Most processes considered up to now involve three or four atoms, on purpose, for it allows both accurate measurements and theoretical descriptions of the observables from first principles. Additionally, planetary atmospheres and interstellar clouds are mainly made of small species which dynamics should be understood. Nowadays, however, much of molecular science is polarized on larger systems, like nano-objects or molecules of biological interest, and the natural trend in molecular reaction dynamics is also to move towards increasing complexity. For these systems, the complexity of fully-quantum and hybrid quantum/classical approaches eventually turn calculations prohibitively expensive. A popular alternative is the quasi-classical trajectory method (QCTM). It is intuitive, relatively easy to implement, much less time consuming than quantum approaches and therefore, quite appealing for studying polyatomic processes. The price to pay is obviously a loss in accuracy as purely quantum effects are obviously neglected. In this talk, we will present recent theoretical advances which add to the applicability of the QCTM, with emphasis in the study of unimolecular product-state distributions [1-4]. Various results for weakly and conventionally bounded triatomic systems will be discussed. Extension to larger polyatomic molecules, its possible difficulties and solutions, will be briefly sketched. REFERENCES [1] M. L. González-Martínez, J. Rubayo-Soneira and K. C. Janda Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 4550 (2006) [2] M. L. González-Martínez, L. Bonnet, P. Larrégaray and J. -C. Rayez J. Chem. Phys. 126, 041102 (2007) [3] M. L. González-Martínez, W. Arberlo-González, J. Rubayo-Soneira, L. Bonnet and J. -C. Rayez Chem. Phys. Lett. 463, 65 (2008) [4] M. L. González-Martínez, L. Bonnet, P. Larrégaray, J. -C. Rayez and J. Rubayo-Soneira submitted for publication to J. Chem. Phys. (2008) Etude théorique de l’inhibition de la xanthine oxydase par des molécules d’origine naturelles, ellagitannins et flavonoïdes Laure Lespade Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected], groupe theo La xanthine oxydase est une flavoprotéine qui participe à l'élimination de l'ADN en oxydant les bases puriques (hypoxanthine et xanthine) en acide urique. Cette enzyme a un rôle important dans les cas d'ischémie car elle produit des radicaux libres, destructeurs des tissus environnants. Il est donc nécessaire de trouver de bons inhibiteurs qui soient aussi des antioxydants. L'étude théorique du mécanisme de l'inhibition par des composés issus de plantes et connus pour leurs propriétés antioxydantes (flavonoïdes et ellagitannins), permettra de mieux cibler les caractéristiques de bons médicaments. Désaromatisation hydroxylante des phénols par le SIBX : Applications à la synthèse de substances naturelles Mélanie Marguerita, Laurent Pouységua, Andrew J. Eathertonb, Stéphane Quideaua,* a Université de Bordeaux, Institut des Sciences Moléculaires (UMR-CNRS 5255), et Institut Européen de Chimie et Biologie, 2 rue Robert Escarpit, 33607 Pessac, France, [email protected]. b GlaxoSmithKline, New Frontiers Science Park, Third Avenue, Harlow, Essex, CM195AW, U.K. Les ortho-quinols, c’est-à-dire les 6-alkyl-6-hydroxycyclohexa-2,4-diénones (3), ont démontré leur utilité dans la synthèse de substances naturelles comme intermédiaires hautement fonctionnalisés pour la construction rapide d’architectures structurales complexes. Les tactiques de désaromatisation des phénols figurent parmi les stratégies les plus efficaces pour accéder aux ortho-quinols car elles O permettent un meilleur régiocontrôle de la O OH O formation de la liaison carbone-oxygène OH 1 2 2 O I R pour la fonction alcool tertiaire. Plusieurs H+ R SIBX 6 O systèmes de désaromatisation oxygénante - IBA - H2O R Z 4 ont ainsi été examinés ces cinquante Z 1 2 3 Z dernières années pour générer ces synthons à R = groupes alkyles partir de 2-alkylphénols (1).1 Z = substituants divers Plus récemment, l’acide o-iodoxybenzoïque (IBX), un réactif de type iodane-λ5, et sa formulation stabilisée non-explosible (SIBX)2a ont été particulièrement efficaces pour promouvoir des réactions de désaromatisation hydroxylante de phénols de manière orthosélective de divers 2-alkylphénols en ortho-quinols ou en leurs cyclodimères [4+2] tels que le (+)-aquaticol2b et la (±)-grandifloracine.2c Nos derniers travaux sur l’application de notre réaction de désaromatisation hydroxylante des phénols par le SIBX seront présentés à l’occasion de la journée scientifique de l’Institut des Sciences Moléculaires. La synthèse totale de l’ortho-quinol naturel non-dimérisant, la (+)-wasabidiénone B1, un polycétide isolé à partir de la souche de champignons Phoma wasabie a récemment été achevée.3 L’élaboration d’un intermédiaire clé orthoquinolique plus complexe pour la construction du cycle oxygéné AB de l’antibiotique (+)-aquayamycine, une angucycline issue de micro-organismes Streptomyces misawanensis, sera également discutée. O OH (+)-wasabidiénone B1 MeO OMe O (+)-aquayamycine O HO HO O A HO B O OH OH OH O Références: 1. 2. 3. (a) Quideau, S., Pouységu, L., Deffieux, D. Synlett, 2008, pp. 467-495. (b) Quideau, S. In Modern Arene Chemistry; Astruc, D., Ed.; Wiley-VCH: Weinheim, 2002, pp. 539-573. (a) Ozanne, A., Pouységu, L., Depernet, D., Francois, B., Quideau, S. Org. Lett., 2003, 5, pp. 2903-2906. (b) Gagnepain, J., Castet, F., Quideau, S. Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, pp. 1533-1535, and 2008, 47, pp. 628. (c) Lebrasseur, N., Gagnepain, J., Ozanne-Beaudenon, A., Léger, J.-M., Quideau, S. J. Org. Chem., 2007, 72, pp. 6280-6283. Pouységu, L., Marguerit, M., Gagnepain, J., Lyvinec, G., Eatherton, A., Quideau, S. Org. Lett., 2008, 10, pp. 5211-5214. Effets d’Exaltation et Imagerie Raman en Champ Proche Nicolas Marquestauta, Laurent Servant a, David Talaga a, François LagugnéLabarthet a,b a Institut des Sciences Moléculaires -UMR 5255. 351, cours de la Libération-Bât A12 33405 Talence. [email protected] b Department of Chemistry, University of Western Ontario, 1151 Richmond Street London, ON, N6A5B7. Canada [email protected] Notre étude porte sur les phénomènes de confinement du champ électromagnétique à l’échelle nanométrique. Notre intérêt s’est porté sur des surfaces rugueuses et métalliques (Au) de géométrie et de taille contrôlées, fabriquées par lithographie de type « nanosphère » [1, 2] et par lithographie électronique. Sur ces substrats, le signal Raman d’une monocouche de molécules absorbé à la surface des nanostructures métalliques peut être alors exalté de plusieurs ordres de grandeur (~104) par exaltation du champ électromagnétique par des surfaces métalliques (Effet SERS : Surface Enhanced Raman Spectroscopy) [3]. Nous avons mené des mesures sur des molécules avec des groupes thiols qui se lient par voie covalente à l’or. Nous avons procédé à une analyse spatiale de ces nano-objets en couplant des mesures en imagerie Raman avec des mesures topographiques obtenues par microscopie a force atomique. Une telle combinaison permet de corréler des mesures Raman locales avec un relief de surface. A terme, cette approche devrait permettre d’accroître la résolution spatiale des mesures Raman par environ un facteur 20, permettant de caractériser vibrationnellement des nano-objets dont la taille n’excède pas 20-50 nm. Références: 1. X. Zhang et al., Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 6, 2006, 1920-1934. 2. C. Haynes and R. VanDuyne, J. Phys. Chem. B, 105, 2001, 5599-5611. 3. C. Haynes et al., Analytical Chemistry, A, 2005, 338-346. Nanostructures d’or triangulaires obtenues par Nanosphere Lithography (AFM) Nanostructures d’or triangulaires fabriquées par Electron-beam Lithography (MEB) VIII Giornata della Chimica dell’Emilia Romagna - Ferrara, 16 Dicembre 2008 TOWARDS THE TOTAL SYNTHESIS OF C-ARYL GLYCOSIDIC ELLAGITANNINS FOR ANTITUMORAL EVALUATION Anna Natangeloa,b, Gaëlle Malika, Jaime Charrisa,c, Denis Deffieuxa, Laurent Pouységua and Stéphane Quideaua a Université de Bordeaux, Institut des Sciences Moléculaires (CNRS-UMR 5255) and Institut Européen de Chimie et Biologie, 2 rue Robert Escarpit, 33607 Pessac cedex, France; bDipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università di Ferrara, Via Fossato di Mortasa 14, 33400, Ferrara, Italy; c Laboratorio de Sintesis Organica, Facultad de Farmacia, Universidad Central de Venezuela, Caracas, Venezuela. [email protected] C-aryl glycosidic ellagitannins constitute a class of bioactive polyphenolic natural products with strong antioxidant properties and highly potent inhibitory activities against antitumorrelated topoisomerase enzymes. This class of compounds derives from the secondary metabolism of gallic acid and can be found in relatively large amounts in fagaceous hardwoods such as Quercus (oak) or Castanea (chestnut). Within the framework of our studies on wine chemistry, various water-soluble C-aryl glycosidic ellagitannins, that are extracted by the wine solution during aging in oak barrels, have been hemisynthesized and evaluated for anticancer and antiherpetic activities.[1-2] Most of these found-in-wine ellagitannin derivatives reveal a much more potent activity than open-chain D-glucose core the clinically used anticancer drug etoposide (VP-16), which selectively OH OH inhibits the human DNA topoisomerase II vescalin/castalin enzyme.[3] The promising biological epimeric pair OH properties of this class of natural O O O HO O compounds combined with their unique O OH C-arylglycosidic O HO bond chemical structure, i.e., between an openS S HO OH chain glucose core and an atropoisomeric HO HO OH hydroxylated bi- or teraryl unit, incited us OH to engage efforts towards their chemical synthesis. No total synthesis of any member of this C-aryl glycosidic ellagitannin family has been reported so far. We herein present promising preliminary results concerning the total synthesis of these natural products. The key carbon-carbon C-glycosidic bond formation has been successfully achieved giving now access to several members of the C-aryl glycosidic ellagitannins such as the epimeric pair vescalin/castalin. References 1. 2. 3. Jourdes, M., Lefeuvre, D., Quideau, S., C-Glycosidic Ellagitannins and Their Influence on Wine Chemistry. In Chemistry and Biology of Ellagitannins – An Underestimated Class of Bioactive Plant Polyphenols. Quideau, S., Ed; Imperial College Press-World Scientific: Singapore, 2008, 9, pp. 320-365. Quideau, S., Varadinova, T., Karagiozova, D., Jourdes, M., Pardon P., Baudry, C., Genova, P., Diakov T., Petrova K., Chemistry & Biodiversity, 2004, 1, pp. 247-258. Quideau, S., Jourdes, M., Lefeuvre, D., Montaudon, D., Saucier, C., Glories, Y., Pardon, P., Pourquier, P., Chem. Eur. J., 2005, 11, pp. 6503-6513. Recyclage de catalyseurs métallodendritiques par leur greffage sur des nanoparticules magnétiques D. Rosario-Amorin,a S. Nlate,a M. Gaboyard,b R. Clérac,c K. Heuzé.a* a Institut des Sciences Moléculaires, Université Bordeaux I – UMR-CNRS N°5255, 351 cours de la Libération,33405 Talence Cedex, France. b Ademtech, SA. Parc Scientifique Unitech, 4 allée du Doyen George Brus, 33600 Pessac, France. c Centre de Recherche Paul Pascal – UPR-CNRS N°8641, 115 avenue du Dr A. Schweitzer, 33600 Pessac, France. [email protected] La catalyse homogène offre de nombreux avantages en synthèse organique par rapport à la catalyse hétérogène. Cependant, la difficulté de séparer les catalyseurs du milieu en fin de réaction, est un obstacle important à leur emploi dans des procédés industriels pour des raisons économiques, sanitaires et environnementales.1 En conséquence, le développement de méthodes pour séparer et recycler les catalyseurs homogènes a reçu une grande attention ces dernières années. Une voie communément utilisée consiste à immobiliser les catalyseurs sur des supports organiques ou inorganiques tels que les polymères, la silice ou plus récemment sur des nanoparticules magnétiques MNPs. Dans une étude précédente, nous avons montré que l’utilisation de structures dendritiques est un bon moyen pour accroître la fonctionnalisation des MNPs. Dans ce travail, nous développons la synthèse de métallodendrons de Pd(II) et leur greffage sur des nanoparticules superparamagnétiques cœur-écorce. L’objectif est ici d’accéder à une méthode de séparation facile à mettre en place par simple aimantation avec un aimant. Nous avons montré que ces matériaux sont efficaces pour la catalyse de réactions de couplage carbone-carbone tel que Suzuki ou Sonogashira et qu’ils peuvent être recyclés et réutilisés plusieurs fois sans perte significative de l’activité catalytique. 1 J. Hagen, Industrial Catalysis: A practical Approach, Viley-VCH Weinheim, 1999. K. Heuzé, D. Rosario-Amorin, S. Nlate, M. Gaboyard, A. Bouter, R. Clérac. New.J.Chem, 2008, 32, 383. 2 Catalyse Hétérogène au Palladium Eco-compatible : Pourquoi Faire Compliqué Quand on Peut Faire Simple ? François-Xavier Felpin Université de Bordeaux, CNRS, Institut des Sciences Moléculaires, 351, cours de la Libération, 33405 Talence, France E-Mail : [email protected] Ces 30 dernières années un nombre incroyable de nouvelles transformations ont été découvertes. Celles faisant intervenir la catalyse organométallique ont été intensivement étudiées et par conséquent occupent désormais une place centrale en synthèse organique. Cependant, la complexité et le coût de certains procédés reste un handicap pour une utilisation en routine aussi bien à l’échelle du laboratoire que du « process development ». La simplification de certains procédés pour la mise en place de réactions propres et économiques reste un challenge intéressant notamment dans le contexte de la chimie verte. Au cours de cette communication nous montrerons à l’aide d’exemples très concrets comment nous avons pu simplifier certaines transformations catalysées par des complexes de palladium telles que les réactions de Suzuki-Miyaura1 et Heck.2 Cet effort de simplification des protocoles expérimentaux n’exclu nullement l’utilisation de substrats élaborées d’un point de vue structural. A titre d’exemple, nous montrerons comment nous avons pu appliquer nos méthodes à la synthèse de divers hétérocycles d’importance biologique (Schéma 1).3 Pd N2BF4 CO2CH3 + R1 NO2 R2 One-pot O 3 Etapes R2 1 R N H Tandem Schéma 1 1 (a) Taylor, R. H.; Felpin, F.-X. Org. Lett. 2007, 9. 2911-2914. (b) Felpin, F.-X.; Fouquet, E. Adv. Synth. Catal. 2008, 350, 862-868. 2 Felpin, F.-X.; Fouquet, E. Zakri, C. Adv. Synth. Catal. 2008, 350, 2559-2565. 3 (a) Felpin, F.-X.; Fouquet, E. ChemSusChem, 2008, 1, 718-724. ISM - Université Bordeaux 1 - CNRS UMR 5255 - F33405 Talence cedex Tél. : 33(0)5 4000 6285 - Fax : 33(0)5 4000 6286 - e-mail : [email protected] – http://f-x.felpin.site.voila.fr/index.html "Nature et artifice à l'épreuve des nanosciences et nanotechnologies". Xavier GUCHET Maître de Conférences, Université Paris 1 Sorbonne Contre l'idée trop communément admise que les nanosciences et nanotechnologies ne sont socialement intéressantes que par les promesses d'applications futures qu'elles font miroiter, et aussi par les risques qu'elles nous feraient courir (risques toxicologiques, risques pour les libertés individuelles), je veux montrer qu'elles sont au contraire l'occasion d'une réévaluation en profondeur de nos conceptions les mieux enracinées et de leurs soubassements métaphysiques. A ce titre, elles ont un intérêt philosophique majeur. Je pointerai plus particulièrement les remaniements que les nanosciences et nanotechnologies nous poussent à effectuer dans nos conceptions de la nature et de l'artifice. P 01 7-Silylcycloheptatrienes and Analogues: Reactivity and Selectivity in Cascade Processes. Redouane Beniazza, Valérie Desvergnes, and Yannick Landais* University Bordeaux-1, Institut des Sciences Moléculaires, UMR-CNRS 5255, 351, cours de la libération, 33405 Talence cedex 05, France +33 5 40 00 22 89, +33 5 40 00 62 86, [email protected] The Cycloheptatriene-norcaradiene equilibrium has been studied on cycloheptatrienes having various electronically differentiated substituents,1 but very little is still known about the reactivity of silyl-substituted cycloheptatrienes (I, R=SiR3) and their silylmethyl homologues (I, R=CH2SiR3).2 7 R R Norcaradiene II Cyclohepatriene I R = CO2R', CN, CHO, OR, NR2, SiR3 We will describe the Synthesis of 7-Silyl- and 7-silylmethylcycloheptatrienes and their reaction with acylnitroso reagents at room temperature to provide the corresponding silyland silymethylnorcaradiene cycloadducts. Depending on the reaction conditions, 7silylmethylcycloheptatriene was also shown to provide, through cascade processes, functionalized cyclohexa-1,3-dienes or bicyclic synthons, incorporating respectively one and two amino groups, that may be elaborated further, for instance into sugar mimics SiMe3 "BocN=O" Boc N O 2 steps H H N(OH)Boc Boc(HO)N HO HO OH OH N(OH)Boc OH References 1. 2. Adam, W.; Balci, M.; Pietrzak, B. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 6285-6291. Ashe, A. J. III J. Org. Chem. 1972, 37, 2053-2054. P 02 ELIMINATION DES DECHETS : UNE RESPONSABILITE COLLECTIVE. Noël Pinaud CESAMO (CESAMO) Université de Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires 351, Cours de la Libération, 33405 Talence cedex A l’heure ou l’environnement est au centre des préoccupations mondiales, le tri et l’élimination des déchets est un effort primordial. Il est la responsabilité de chacun, comme d’une collectivité, de savoir trier et éliminer les déchets des laboratoires dans le respect des normes d’hygiène et de sécurité. Grâce une équipe regroupant du personnel des différents laboratoires de l’Institut, l’ ISM est actif dans ce sens depuis des années et est le plus important producteur de déchets de l’Université. P 03 Synthèse d’haptènes de phycotoxines pour l’obtention d’anticorps sélectifs afin d’élaborer un biocapteur. E. Baco1 ; M. Degueil1 ; D. Moynet2 ; M. Mamani-Matsuda2; D. Rebière3 ; C. Déjous3 ; L. Vellutini1 ; J. P. Pillot1 ; B. Bennetau1. Le Bassin d’Arcachon a connu, ces dernières années, à plusieurs reprises, des interruptions de la commercialisation des huîtres pour des raisons sanitaires. En effet, d’après le test en vigueur (test souris), les coquillages étaient impropres à la consommation. La présence de l’algue Dinophysis, principale source de l’acide okadaïque et de ses dérivés, les toxines diarrhéiques (DSP), a souvent été corrélée avec la mort des souris, mais pas dans la totalité des cas. Ceci montre les limites du test en vigueur ainsi que l’implication éventuelle d’autres phycotoxines (ASP : Amnesic Shellfish Poisoning et PSP : Paralytic Shellfish Poisoning) dans la toxicité des coquillages. Dans ce cadre, la réalisation d’un immunocapteur, basé sur la réaction antigène-anticorps, dirigé vers une famille de toxines, est donc actuellement à l’étude. La première étape de ce projet est donc la synthèse d’haptènes présentant une analogie structurale avec la famille des ASP qui devrait conduire à la production d’anticorps spécifiquement dirigés contre cette famille. Ces anticorps seront alors utilisés pour l’élaboration de l’immunocapteur. Si les résultats obtenus sont encourageants, le dispositif pourra alors être étendu aux autres toxines (acide okadaïque, acide domoïque, saxitoxine…). Ces travaux s’inscrivent dans un vaste projet de recherche « Bassin d’Arcachon » qui a reçu le soutien du Conseil Régional d’Aquitaine. O H2N O H COOH NH HN H + NH2 H3C COOH N H Acide domoïque (ASP) COOH H2N + N NH OH OH Saxitoxine (PSP) 1 Institut des Sciences Moléculaires (ISM), Université Bordeaux-1 UMR 5255.. Laboratoire d’Immunologie et Parasitologie (LIP), Université Bordeaux-2 Victor Segalen. 3 Laboratoire de l’Intégration du Matériau au Système (IMS), Université Bordeaux-1, ENSEIRB, CNRS UMR 5218. 2 Journée ISM 12-12-2008 P 04 Synthèse de nouvelles phases stationnaires polymères pour l’industrie pharmaceutique A. Voisina, A. Thienpontb, V. Hérogueza a – Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques, CNRS ENSCPB Université Bordeaux I UMR 5629, 16 avenue Pey Berland, 33607 Pessac Cedex, [email protected], [email protected] b – Institut des Sciences Moléculaires – groupe Nanosystèmes Analytiques, CNRS ENSCPB Université Bordeaux I UMR 5255, 16 avenue Pey Berland, 33607 Pessac Cedex, [email protected] Depuis ces 40 dernières années, l’HPLC a connu un développement considérable. De nombreux supports à base de silices greffées par des enzymes, des protéines, des polysaccharides et d’autres molécules à sélectivité spécifique ont été développés pour réaliser des séparations dans les milieux naturels, biologiques... Bien que très efficaces, ces supports en silice présentent toutefois des inconvénients majeurs, notamment en terme de stabilité visà-vis du pH. En effet, les particules de silice sont soumises en pH acide (< 2) à la rupture des liaisons liant le cœur silice à l’écorce organique, et en pH basique (> 8) à une solubilisation progressive de la matrice silice entraînant la destruction de la colonne. C’est dans ce contexte que s’est développée la recherche autour de phases stationnaires à base de polymères. Bien que possédant de bonnes propriétés, notamment une large gamme de fonctionnalisation, les méthodes de synthèse utilisées ne permettent pas aux phases stationnaires polymères commerciales de rivaliser aujourd’hui avec les supports à base de silice en terme d’efficacité. Une méthode de polymérisation récemment développée1 a cependant permis l’obtention de particules polymères aux propriétés remarquables et utilisables en HPLC2. L’inertie de ces nouveaux supports vis-à-vis du pH ouvre des perspectives d’utilisation qui étaient jusqu’alors inaccessibles. En effet, de nombreux composés pharmaceutiques possèdent des propriétés acidobasiques qu’il peut être judicieux d’exploiter pour améliorer les séparations. Notre projet reposait sur l’élaboration et l’évaluation de tels supports. La méthode de synthèse utilisée a tout d’abord permis d’obtenir des supports possédant des propriétés mécaniques meilleures que celles des supports commerciaux. L’optimisation des paramètres de la phase mobile, en particulier l’utilisation d’un pH auquel un support silice aurait été détruit, a ensuite permis de séparer un mélange de composés pharmaceutiques avec une sélectivité remarquable. Ces résultats prometteurs, couplés à la fonctionnalisation modifiable à la demande de ce type de supports, montrent qu’il est ainsi possible aujourd’hui de créer des phases stationnaires polymères aussi efficaces et sélectives que des supports en silice. 1 Li, K., Stover, H. D. H. Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry, 1993, 31 (13), pp .3257-3263 2 Perrier-Cornet, R., Héroguez, V., Thienpont, A. Journal of Chromatography A, 2008, 1179 (1), pp. 2-8 P 05 Hemisynthesis of bergenin derivatives for antitumoral evaluation Tahiri Sylla,a Jaime Charris,a,b Luis B. Rojas,a,c Laurent Pouységu,a Stéphane Quideaua a Université de Bordeaux, Institut des Sciences Moléculaires (CNRS-UMR 5255) and Institut Européen de Chimie et Biologie, 2 rue Robert Escarpit, 33607 Pessac Cedex, France; b Laboratorio de Síntesis Orgánica, Facultad de Farmacia, Universidad Central de Venezuela, Caracas, Venezuela; c Laboratorio de Productos Naturales, Facultad de Farmacia y Bioanalisis, Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela; [email protected] Abstract. We recently showed that bergenin (1a), a naturally occuring C-galloylglucoside isolated in up to 2% from the roots and the bark of P. africanum, selectively inhibits in vitro the human DNA topoisomerase II α (top2) in the same extent and manner that etoposide (2) (VP-16), a standard chemotherapeutic substance known to poison top2 by blocking the religation step, and now routinely used against a wide range of human cancers. The mechanism by which 1a alters specifically the catalytic functions of top2 needs to be investigated in details. Consequently, we have prepared bergenin derivatives.[1] Introduction. Our interest in the search for naturally occurring bioactive phenolic substances led us to investigate the top1 and top2 inhibitory activity of extracts from Peltophorum africanum Sond. (Fabaceae), a tree commonly found in Southern Africa, where it is widely used in traditional medicine. Bergenin (1a) was identified as the major constituent of the roots and the bark of Peltophorum africanum Sond. and inhibited selectively top2. Due to their essential role in DNA processing, DNA topoisomerases are nuclear enzymes that represent attractive targets for the development of anticancer agents.[2] Materials and Methods. Partitioning of the methanolic extract of both the roots and the bark of P. africanum using n-butanol and ethyl acetate afforded two main fractions, that were purified by column chromatography, using the vacuum liquid chromatography technique, to give pure anhydrous bergenin (1a) as a white crystalline solid. 1a was subsequently tested for top1 and top2 poisoning using standard in vitro assays [3,4] and also engaged in hemisynthesis work. Results and Discussion. Results displayed in Figure 1A clearly demonstrate that bergenin (1a) can efficiently inhibit top2-mediated decatenation of kDNA in vitro. Top2 inhibition increased with concentration up to 5 μM such as in the case of etoposide (2) used as a positive control. For concentrations higher than 5 μM, however, top2 inhibition by bergenin (1a) was abolished conversely to etoposide that still showed a high inhibitory activity at 50 μM (Figure 1A, compare lanes d and e). This effect is similar to what have been observed with other top2 inhibitors such as ellipticines, anthracyclines, or mitoxantrone, where inhibition is increasing as a function of the concentration and starts to decrease after an optimum point (Figure 1B). This bell-shaped curve has been linked to the DNA intercalation property of the top2 inhibitor that is revealed at high concentrations of the drug. Most important is the fact that concentrations up to 10 μM of 1a did not affect the cleavage/religation activity of purified human top1 (not shown), which suggests that bergenin (1a) is a specific top2 inhibitor.[5] H3C O OMe HO 10 HO HO 9 OH 8 O O HO O OH 4 O 1 O O O O OH bergenin (1a) O 1' MeO O OMe 4 OH etoposide (2) P 05 a b c d e f g h i B) Inhibition of decatenation (% as compared to control) A) OC CC - 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0,1 etoposide bergenin 1 10 100 Drug concentration (µM) Figure 1. A) Inhibition of human top2 activity by bergenin (1a) compared with etoposide (2). Catenated DNA from kinetoplasts (kDNA) was incubated with purified human top2 (170 kDa form) for 5 min at 37°C in the absence or in the presence of increasing concentrations of etoposide (2) or bergenin (1a). Reactions were stopped by the addition of SDS (1%, final concentration). Lane (a) shows the open circular (OC) and the closed circular (CC) forms resulting from decatenation of kDNA; (b) kDNA; (c) kDNA + top2 (no drug); (d-i) same as lane (c) with 50 µM (d & e), 5 µM (f & g), and 0.5 µM (h & i) of etoposide (2) and bergenin (1a), respectively. B) Quantitation of the gel shown in panel 1A (values have been corrected for the ethidium bromide background). With the aim of further investigating the mechanism by which bergenin (1a) alters specifically the catalytic functions of top2, we surmised that a free phenolic group at the 9-position, conceivably obtained through some enzymatic O-demethylation in cells, would be the key of this activity. We thus envisaged to carry out our “home-made” SIBX-mediated oxygenative ortho-demethylation reaction[6] on bergenin (1a) and its 10- and 8-monobenzylated analogs (1b and 1c, respectively). OMe 9 R1O 10 8 OH OR2 O HO HO 10 HO O O OH 1a: R1 = R2 = H, bergenin 1b: R1 = Bn, R2 = H 1c: R1 = H, R2 = Bn acetone-H2O (9:1) Na2S2O4 9 R1O SIBX, CF3COOH (Stabilized IBX) 8 OR2 O HO O O OH 3a: R1 = R2 = H, norbergenin (69%) 3b: R1 = Bn, R2 = H 3c: R1 = H, R2 = Bn The naturally occurring norbergenin (3a) was successfully obtained in one step in a good yield of 69%. Hemisynthesis of monobenzylated derivatives 3b/c, as well as evaluation of 1a-c and 3a-c against human DNA topoisomerase II will be presented at the occasion of the Scientific day of the ISM. References [1] Rojas Fermin, L. B. Doctoral Thesis n° 2983; Université Bordeaux 1: France, 2005. [2] Bessong, P. O.; Obi, C. L.; Andréola, M.-L.; Rojas, L. B.; Pouységu, L.; Igumbor, E.; Meyer, J. J. M.; Quideau, S.; Litvak, S. J. Ethnopharmacol. 2005, 99, pp. 83-91. [3] Targett, N. M.; Kilcoyne, J. P.; Green, B. J. Org. Chem. 1979, 44, pp. 4962-4964. [4] Pourquier, P.; Kohlhagen, G.; Ueng, L.-M.; Pommier, Y. In Methods in Molecular Medicine; Brown, R., Böger-Brown, U., Eds.; Humana Press Inc.: Totowa, NJ, 1999; Vol. 28, pp. 95-110. [5] Pommier, Y.; Fesen, M. R.; Goldwasser, F. In Cancer Chemotherapy and Biotherapy; Chabner, B. A., Longo, D. L., Eds.; Lippincott-Raven Publishers: Philadelphia, 1996; Chap. 18. [6] Ozanne, A., Pouységu, L.; Depernet, D.; François, B.; Quideau, S. Org. Lett. 2003, 5, pp. 2903-2906. P 06 Anthocyano-ellagitannin red-wine genuine pigments : actors in color modulation during aging in oak barrels Rémi Jacquet, Dorothée Lefeuvre, Michael Jourdes, Stefan Chassaing and Stéphane Quideau* Université de Bordeaux, Institut des Sciences Moléculaires (UMR-CNRS 5255), Institut Européen de Chimie et de Biologie, 2 rue Robert Escarpit, F-33607 Pessac *[email protected] The bright red color of young wines is the result of the release of structurally simple anthocyanins (i.e. oenin (2)) from red grape skins during the maceration stage of the winemaking process. It is now clearly established that these native grape pigments (red) progressively disappear during wine maturation and slowly evolve towards more stable winespecific pigments (purple) thanks to the so-called « ageing process ».1 HO HO OH HO O HO O O O HO OH Surprisingly, few investigations have taken into account the influence of the container on wine color modulation. The faster disappearance of grape anthocyanins in wines aged in oak-made casks as compared to that in hermetic cement/inox vats has generally been attributed to wood porosity favoring oxidation. However, enabling dioxygen diffusion is far from being the only oak wood’s contribution to the wine chemical profile, as evidenced for example from the acceleration of their color evolution upon simple addition of oak O 1: vescalagin O HO O O O OH O HO H2O OH HO HO OH OH H+ 4: R = β-D-glucose 5: R = H HO HO 2: oenin (R = β-D-glucose) 3: malvidin (R = H) HO HO OMe OMe O HO O MeO H RO H O HO O OH HO HO OH MeO H O OH O OR OH O O HO O O O O OH OH HO OH HO HO OH OH HO Indeed, a hydroalcoholic solution like wine not only extracts carbohydrates and lignins fragments from toasted oak barrels or chips, but also hydrolysable tannins. Among the latter figure C-aryl glycosidic ellagitannins such as vescalagin (1), which is involved in stereoselective condensation reactions with wine nucleophiles, including grape anthocyanins.2 Herein, we wish to report our recent results featuring that the red-to-purple color evolution observed during the early stages of wine-maturing processes relying on the use of oak barrels (or chips) can be related to the formation of anthocyano-ellagitannin hybrids 4/5 derived from the oak C-glycosidic ellagitannin vescalagin 1 and the grape red-colored pigments oenin 2 and malvidin 3. 1 (a) Somers, T. C. Phytochemistry, 1971, 10, 2175–2186. (b) Liao, H.; Cai, Y. and Haslam, E. J. Sci. Food Agric., 1992, 59, 299–305. (c) Brouillard, R.; Chassaing, S.; Fougerousse, A. Phytochemistry, 2003, 64, 1179– 1186. 2 Quideau, S.; Jourdes, M.; Lefeuvre, D.; Montaudon, D.; Saucier, C.; Glories, Y.; Pardon, P.; Pourquier, P. Chem. Eur. J., 2005, 11, 6503-6513. P 07 Aryliodine-Catalyzed Oxidative Dearomatization of Phenols and Naphtols with m-CPBA Gildas Lyvineca,b, Alain Chénedéb and Stéphane Quideaua* a Université de Bordeaux, Institut Européen de Chimie et Biologie, 2 rue Robert Escarpit, 33607 Pessac Cedex, France, and Institut des Sciences Moléculaires (CNRS-UMR 5255), 351 cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France.bSimafex, 16 Avenue des Four-à-Chaux, 17230 Marans, France. [email protected] Hypervalent iodine compounds chemistry has experienced an increasing development in the last few years.1 One of the most powerful reactions with this kind of reagents is the oxidative dearomatization of simple achiral (nucleophilic) phenols into chiral (electrophilic) cyclohexa-2,4-dienone systems. However, rare are the examples of stereoselective oxidative dearomatization using hypervalent iodine reagents.2 This work describes a general procedure for a catalytic oxidative dearomatization of phenols and naphtols using aryliodine and m-CPBA as cooxidant. This procedure has been applied to different phenols 1 to give a mixture of the expected orthoquinol derived dimer 2 and the epoxidized orthoquinol 3, product of the reaction of m-CPBA on the orthoquinol. For 2-methylnaphthalen-1-ol 1d, reaction conditions have been modified to obtain selectively either the orthoquinol 4d and the corresponding epoxide 3d. Screening of enantiopur aryliodine has also been performed and best results were obtained with binaphtyl aryliodine 5 which allowed us so far to reach moderate ee and good yields. R3 OH R1 R2 I (0.1 eq) m-CPBA (1 to 1.5 eq) R1 O 1, 3 examples O OH + R1 OH CH2Cl2 R3 O O COOH OH R1 R3 R2 R3 2, 55-19% R1, R2, R3= alkyl O OH ArI (0.1 eq) ArI (1 eq) m-CPBA (1 eq) CH2Cl2, rt O 3, 7-10% OH OH + byproducts 1d m-CPBA (2.5 eq) CH2Cl2, rt 4d, 67% O COOH 3d, 91% with ArI = I COOH 71% ee= 47% 90% ee=29% with ArI = 5 * I O References 1. a) Quideau S. in Modern Arene Chemistry (Ed. D. Astruc) Wiley-VCH, Weinheim, 2002, pp. 539-573; b) Quideau, S.; Pouységu, L.; Deffieux, D. Synlett 2008, 467-498. 2. a) Quideau S. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3552-3555 b) Y. Kita et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3787-3790. P 08 Development of chemical tools for the biosynthesis elucidation of the grapevine flavanoids Céline Chalumeau, Sophie Gaudrel, Denis Deffieux*, Stéphane Quideau Université de Bordeaux, Institut des Sciences Moléculaires (CNRS-UMR 5255) and Institut Européen de Chimie et Biologie, 2 rue Robert Escarpit, 33607 Pessac cedex, France; *corresponding author: [email protected] Abstract. To date, the exact mechanisms and enzyme participations that are involved in the last stages of the biogenesis of flavonoids are still unknown. In order to elucidate whether some specific enzymes are involved in the biosynthesis of grapevine proanthocyanidins, we have developped an affinity chromatography-based tool in which a flavan-3-ol type substrate is loaded on an appropriate solid support. Introduction. Flavonoids represent a large range of natural compounds that belong to the polyphenols family. Anthocyanin pigments and proanthocyanidins (i.e., condensed tannins) are responsible for colour, astringency, bitterness and ageing behaviour of red wine. Flavonoid-type leucoanthocyanidins and flavan-3-ols have been proposed to be natural precursors of anthocyanidins and proanthocyanidins through the action of different enzymes including the Leucoanthocyanidin Dioxygenase (LDOX or ANS for Anthocyanidin Synthase) [1,2]. The precise mechanism of anthocyanins formation and the action of specific enzymes remain to be established. Our aim is to develop a method of affinity chromatography to detect and purify enzymes. An ideal support should have a good permeability and be compatible with biological molecules. The PEGA resin, a copolymer of polyacrylamide and polyethylene glycol, meets these special properties, and has been already used in biochemical assays [3]. Results and Discussion. We have recently demonstrated that leucoanthocyanidins can be grafted onto a PEGA resin [4]. Indeed, leucoanthocyanidins are unstable, for spontaneous oligomerisation processes occur in aqueous solutions. Our initial strategy was to synthesize a protected version of leucoanthocyanidin and to link it onto the solid-phase support. A subsequent deprotection step afforded the supported leucoanthocyanidin. Two main leucoanthocyanidins: leucopeonidin (1) and leucomalvidin (2) from Vitis vinifera have been synthetized, grafted, and studied by HR-MAS 1H NMR . The results of these investigations will be described. O HO O R2 O OH OH HN O R1 OH 1 : R1 = R2 = OMe 2 : R1 = OMe, R2 = H N H O O O O HO OH OH 6: Catechin onto PEGA resin We have also synthesized a version of the flavan-3-ol catechin (6) on this solid-phase support. The grafted substrate has been characterized by HR-MAS 1H NMR analysis. Preparation of this supported catechin on PEGA resin was envisaged because of its probable implication during the biosynthesis of proanthocyanidins [5,6]. P 08 O O K2CO3, NaI O Br + HO Acetone, reflux, 20h 80% 3 O OH O O O 3, DMAP OH OH (+)-catechin HO CH3CN/MeOH, rt 1h30 O H2, Pd/C rt, 3h O HO O OH OH O O O OH HO OH OH 74% 5 OH 40% 4 HN EDCI, HOBt DMF, µwaves, 50°C, 1h O O O HO O 6 OH OH Catechin grafted to PEGA The selective protection of the catecholic B-ring of (+)-catechin was performed according to the method developped by Vilarrasa et al. [7] using benzyl propiolate 3, obtained by benzylation of propiolic acid [8]. The conjugate addition of (+)-catechin onto 3 using dimethylaminopyridine, and the subsequent intramolecular cyclization, furnished 4. It has been observed that the ratio between benzyl propiolate and DMAP plays an important role in the conversion of catechols to acetals. Indeed, more DMAP than propiolate favors cyclization, whereas more propiolate than DMAP favors disubstitution. An hydrogenolysis with Pd/C allowed the debenzylation of the benzylic ester and gave the corresponding carboxylic acid 5 in 74% yield. This carboxylic acid derivative of catechin was finally coupled to the PEGA resin by standard amidation means, and analyzed by HR MAS 1 H analysis NMR. References [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Turnbull, J. J., Sobey, W. J., Aplin, R. T., Hassan, A., Firmin, J. L., Schofield, C. J., Prescott, A. G. Chem. Commun., 2000, pp. 2473-2474. Wellmann, F., Griesser, M., Schwab, W., Martens, S., Eisenreich, W., Matern, U., Lukacin, R. FEBS Lett., 2006, 580, pp. 1642-1648. Auzanneau, F-I., Christensen, M. K., Harris, S. L., Meldal, M., Pinto, B. M. Can. J. Chem., 1998, 6, pp 1109-1118. Gaudrel, S., Deffieux, D., Quideau, S. (2006) In Proc. XXIII International Conference on Polyphenols. F. Daayf, A. El Hadrami, L. Adam & G. M. Balance (Eds), 2006, Winnipeg, Canada, pp.87-88. Kress, J., Zanaletti, R., Amour, A., Ladlow, M., Frey, J. G., Bradley, M. Chem. Eur. J., 2002,. 8, pp. 3769-3772. Halling P. J. Curr. Opin. Biotechnol., 2005, 16, pp. 385-392. Ariza, X., Pineda, O., Vilarrasa, J., Shipps, G. W., Jr., Ma, Y., Dai, X. Org. Lett., 2001, 3, pp. 13991401. Meunier, S., Siaugue, J-M., Sawicki, M., Calbour, F., Dézard, S., Taran, F., Mioskowski, C. J. Comb. Chem., 2002, 5, pp. 201-204. P 09 Des biomolécules qui prennent soin de leur(s) image(s) Szlosek-Pinaud, M.a, James, D. a, Amigues, E. a, Schulz, J. b, Fernandez, P. c, Allard, M. b , Fouquet, E. a a-Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires, Groupe synthèse, molécules bioactives, CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération 33405 Talence Cedex, France. E-mail: [email protected] b-Université Bordeaux 2, Institut des Neurosciences de Bordeaux, IMF, CNRS UMR 5231, 146 rue Léo Saignat 33076 Bordeaux Cedex, France c-Service de médecine nucléaire, CHU Pellegrin, 146 rue Léo Saignat 33076 Bordeaux Cedex, France Parmi l’arsenal des techniques mise en œuvre pour diagnostiquer les cancers, la Tomographie par Emission de Positons, apparaît comme la technique d’imagerie médicale émergente incontournable permettant de visualiser, au niveau moléculaire, les processus mis en jeu et, ainsi, de tendre vers des thérapies anticancéreuses de plus en plus ciblées. Cette technique est basée sur l’utilisation de molécules (ligands), ayant une affinité particulière pour une cible biologique donnée (protéines), rendue radioactive par création d’une liaison avec un isotope à courte durée de vie1 (11C, 18 15 O, 13 N, F). Dans ce contexte, une voie intéressante pour diagnostiquer les cancers par TEP, est d’utiliser des biomolécules (acides aminés, peptides, sucres, nucléosides, oligonucléotides…) comme ligands, compte tenu des hautes affinités que peuvent présenter ce type de molécules pour une grande variétés de cibles biologiques, surexprimées au niveau des cellules cancéreuses. Le défi pour, nous, chimistes de synthèse, est de mettre au point des stratégies permettant de créer, de manière la plus efficace possible, des liaisons entre ces substrats et l’isotope radioactif2,3 (11C, 18 F, principalement) dans des conditions prenant en compte, à la fois, la fragilité particulière des substrats considérés et la courte durée de vie des isotopes utilisés. Références : 1 Allard, M., Fouquet, E., James, D., Szlosek-Pinaud M., Curr. Med. Chem., 2008, 15,235-277. 2 Szlosek-Pinaud, M. James, D., Escudier, J.-M., Allard, M., Fouquet, E., The Q. J. Nucl. Med. Mol. Imag., 2008, 52, S1, 31-32. 3 Mu, L. Höhne, A., Schubiger, P.A., Ametamey, S.M., Graham, K., Cyr, J.E., Dinkelborg, L., Stellfeld, T., Srinivasan, A., Voigtmann, U., Klar, U., Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 1-5. P 10 A Rapid Access to Büchi’s Ketone, Approach toward Strychnos Alkaloids. Dawood Hosni, Frédéric Robert, Yannick Landais* Université Bordeaux-I, CNRS-UMR 5255, Institut des Sciences Moléculaires, 351 Cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France Mail: [email protected] Indole alkaloids are an important class of natural products especially as many members of this family display a wide range of biological activities. These properties include antitumor, adrenergic blocking, and glycine antagonist activities. Such alkaloids are exemplified by strychnine, aspidospermine and the clinically used anticancer drug agents vinblastine and vincristine have spurred many researchers to meet this synthetic challenge through a variety of creative approaches. Our strategy to access all these pentacyclic-targets is based on a succession of cyclisation processes. We envisioned the construction of the tetracyclic skeleton of indole alkaloids by a new and rapid access to Büchi ketone, through a Birch reductive alkylation of 2-aminobiphenyl. P 11 Total Synthesis of Wasabidienone B1 and Aquayamycin through SIBX-Mediated Hydroxylative Phenol Dearomatization Mélanie Marguerita, Laurent Pouységua, Andrew J. Eathertonb, Stéphane Quideaua,* a Université de Bordeaux, Institut des Sciences Moléculaires (UMR-CNRS 5255), and Institut Européen de Chimie et Biologie, 2 rue Robert Escarpit, 33607 Pessac, France, [email protected]. b GlaxoSmithKline, New Frontiers Science Park, Third Avenue, Harlow, Essex, CM195AW, U.K. ortho-Quinols, i.e., 6-alkyl-6-hydroxycyclohexa-2,4-dienones (3), have demonstrated their utility in natural product synthesis as highly functionalized intermediates for the rapid construction of complex structural architectures. Phenol dearomatization tactics are among the most efficient strategies developed to access orthoO quinols, for they allow a better regiocontrol of the O OH O OH carbon-oxygen bond formation for the tertiary 1 2 R 2 O I H+ R SIBX 6 O alcohol function. Several oxygenative dearomatizing IBA - H2O R Z 4 systems have thus been examined over the last 50 Z 1 2 3 Z years to generate these synthons from 2-alkylphenols R = alkyl groups Z = various substituents (1).1 More recently, the λ5-iodane 2-iodoxybenzoic acid (IBX) and its stabilized nonexplosive formulation (SIBX)2a have been particularly useful to promote hydroxylative phenol dearomatization (HPD) reactions in an ortho-selective manner of various 2-alkylphenols into ortho-quinols or their [4+2] cyclodimers, such as (+)-aquaticol2b and (±)-grandifloracin.2c Application of our SIBX-mediated HPD reaction to the total synthesis of the fungus metabolite non-dimerizing ortho-quinol (+)-wasabidienone B1,3 as well as to the elaboration of a more complex key ortho-quinol intermediate for our oxygenated ABring system synthesis strategy of the angucycline antibiotic (+)aquayamycin4 will be presented. O OH (+)-wasabidienone B1 OMe MeO O (+)-aquayamycin HO HO O O A HO B O OH OH OH O References : 1. 2. 3. 4. (a) Quideau, S., Pouységu, L., Deffieux, D. Synlett, 2008, pp. 467-495. (b) Quideau, S. In Modern Arene Chemistry; Astruc, D., Ed.; Wiley-VCH: Weinheim, 2002, pp. 539-573. (a) Ozanne, A., Pouységu, L., Depernet, D., Francois, B., Quideau, S. Org. Lett., 2003, 5, pp. 2903-2906. (b) Gagnepain, J., Castet, F., Quideau, S. Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, pp. 1533-1535, and 2008, 47, pp. 628. (c) Lebrasseur, N., Gagnepain, J., Ozanne-Beaudenon, A., Léger, J.-M., Quideau, S. J. Org. Chem., 2007, 72, pp. 6280-6283. (a) Soga, O., Iwamoto, H., Oota, Y., Oiie, Y., Takuwa, A., Nozaki, H., Kuramoto, J., Nakayama, M. In 27th Symposium on the Chemistry of Natural Products Hiroshima, 1985, pp. 687. (b) Pouységu, L., Marguerit, M., Gagnepain, J., Lyvinec, G., Eatherton, A., Quideau, S. Org. Lett., 2008, 10, pp. 5211-5214. Sezaki, M., Hara, T., Ayukawa, S., Takeuchi, T., Okami, Y., Hamada, M., Nagatsu, T., Umezawa, H. J. Antibiotics, 1968, 21, pp. 91-97. P11bis Synthèse de triglycérides structurés fluorescents pour l’étude du métabolisme lipidique in vivo E. VAIQUE1, M. CANSELL2, S. PINET1 1 Université Bordeaux 1, ENSCPB CNRS, UMR 5255 groupe Nanosystèmes Analytiques, 16 avenue Pey Berland 33607 Pessac, [email protected], [email protected]. 2 Université Bordeaux 1, Laboratoire des Milieux Amilmentaire, TREFLE, 33405 Talence, [email protected] 1.fr. Les lipides alimentaires sont majoritairement apportés sous forme de triglycérides (triesters d’acides gras). Parmi ces acides gras, certains sont dits « indispensables » car l’organisme ne peut les synthétiser. Ils doivent donc être apportés par l’alimentation. C’est notamment le cas de l’acide alpha linolénique (18:3 ω 3), acide gras polyinstaturé lui-même précurseur de deux acides gras dits « essentiels », l’acide eicosapentaénoïque (EPA, 20:5 ω 3) et l’acide docosahexaénoïque (DHA 22:6 ω 3). Ces différents acides gras jouent un rôle central au niveau des membranes cellulaires et interviennent dans de nombreux processus biologiques, ce qui en fait des molécules clés dans la prévention des maladies cardiovasculaires et des réactions inflammatoires. L’assimilation digestive de ces acides gras par l’Homme fait intervenir différents mécanismes physicochimiques dont l’hydrolyse des triacylglycérols par la lipase pancréatique. Du fait de la spécificité de cette enzyme, les produits d’hydrolyse au niveau intestinal sont des acides gras libres et un 2-monoglycéride. Or, le devenir métabolique de ces deux espèces chimiques est différent. Ainsi, il est admis que la biodisponibilité des acides gras estérifiés en position interne des triacylglycérols est souvent supérieure à celle des acides gras estérifiés en positions 1ou 3. Une approche pour comprendre le devenir métabolique in vivo d’un acide gras d’intérêt consiste à synthétiser par voie chimique un triglycéride dit « structuré » (Fig. 1), c'est-à-dire portant spécifiquement l’acide gras en position interne ou externe. Par ailleurs, afin de pouvoir suivre cet acide gras in vivo, celui-ci porte un marqueur fluorescent (Fig. 1). La liaison entre le fluorophore et l’acide gras ne doit pas être hydrolysable dans les conditions du milieu gastro-intestinal (pH acide, 37°C, présence des enzymes digestives). Les résultats qui seront présentés concernent, d’une part les travaux réalisés pour l’obtention de l’acide alpha linoléique fluorescent1, et d’autre part l’estérification régioselective en position interne ou externe, du glycérol. O Fluo 3 O O 2 1 R = C17H29 O O R R O Figure 1 : triglycéride structuré fluorescent 1 Hensen, T. V ; Stenstrom, Y. , Synthetic. Comm. , 2000 , 2549-2557 P 12 Etude structurale du précurseur S-conjugué à la cystéine de la 4-méthyl-4-sulfanylpentan-2-one, arôme variétal des vins de Sauvignon blanc Nicolas Candelona, Svitlana Shinkarukb, Cécile Thibonc, Jean-Marie Schmitterd, Pierre Babina, Takatoshi Tominagac, Marie Degueila, Catherine BennetauPelisserob, Denis Dubourdieuc et Bernard Bennetaua. a Université Bordeaux 1, CNRS, UMR 5255 ISM, 351 cours de la Libération, F-33405 Talence Cedex (phone: + 33 (0)5 40 00 25 26 ;fax: +33 (0)5 40 00 66 46 ; e-mail : [email protected]) b ENITA de Bordeaux, 1 cours du Général de Gaulle, CS 40201, F-33175 Gradignan Cedex c Université Victor Segalen Bordeaux 2, Faculté d’Œnologie, UMR Œnologie, Institut des Sciences de la Vigne et du Vin, 351 cours de la Libération, F-33405 Talence Cedex d Université Bordeaux 1, CNRS ; UMR 5248 CBMN, 2 rue Robert Escarpit, F-33607 Pessac Cedex Les composés responsables des arômes caractéristiques des vins blancs de Sauvignon sont formés à partir de précurseurs au cours de la fermentation. Les concentrations en précurseurs d’arômes, dont la structure a été associée à des S-conjugués à la cystéine, reflètent le potentiel aromatique des moûts. La 4-méthyl-4-sulfanylpentan-2-one (4MSP), provenant du précurseur cystéinylé S-(1,1-diméthyle-3-oxobutyle) cystéine (P-4MSP), possède une forte odeur de buis et de genêt avec un seuil de perception très bas1. Au cours de la mise en place de deux nouvelles techniques d’évaluation du potentiel aromatique des moûts (test ELISA et GC/MS), des problèmes de stabilité du P-4MSP ont été observés2. Plusieurs méthodes analytiques (RMN, LSI-MME, GC/MS, ESI-MSn) ont alors été combinées pour comprendre les changements structuraux réversibles du P-4MSP induits par des acidités différentes. A pH acide, le P-4MSP possède une forme linéaire cétonique. La tautomérie cétoénolique a été observée à pH neutre. Au pH 8, la formation d’un hémiaminal cyclique a été mise en évidence par des expériences de spectrométrie de masse. A pH basique, l’hémiaminal cyclique perd une molécule d’eau pour produire une imine cyclique, qui est facilement hydrolysable en milieu acide. Les changements structurels de P-4MSP peuvent avoir un impact considérable sur le développement des méthodes de mesurer le potentiel d'arôme variétal. O O S SH H2 N 4MSP CO2H P-4MSP Références: 1 T. Tominaga, C. Peyrot des Gachons, D. Dubourdieu, J. Agric. Food Chem. 1998, 46, 5215. 2 S. Shinkaruk, C. Thibon, J.M. Schmitter, P. Babin, T. Tominaga, M. Degueil, B. Desbat, C. Jussier, B. Bennetau, D. Dubourdieu, C. Bennetau-Pelissero, Chem. Biodivers. 2008, 5, 793-810. P 13 Characterization of Molecular Nano-Structures by Atomic Force Microscopy C. Belin1, I. Elaboudi1, S. Lazare1, A. Olive2, A. Del Guerzo2, D.H. Dinh3, B. Bennetau3, J.-P. Pillot3, L. Vellutini3, C. Ornelas4, J. Ruiz4, D. Astruc4 1,2,3,4 Institut des Sciences Moléculaires ISM – UMR CNRS 5255 Université de Bordeaux – 351 crs de la Libération – 33405 Talence cédex, France 1 Spectroscopie Moléculaire; 2 Nanostructures Organiques; 3 Matériaux; 4Nanosciences Moléculaires et Catalyse [email protected] Atomic Force Microscopy (AFM) is a technique of choice for the study of organic nano-structured materials, nano-sized molecular systems and modified surfaces. Several groups of the Institute of Molecular Sciences (ISM) have complemented their research on molecular and supramolecular assemblies with AFM studies. This technique has been used for specific characterizations such as: - Exploration of the structure of bundles of 7 nm large organic nano-fibers[1] and their supramolecular chirality - Discovery of the nano-structure of perfluorinated organogels - Determination of the dimensions of organometallic dendrimers of increasing generation[2] - Analysis of SAMs[3] and of biosensors and detection of antibodies by phase imaging AFM has also complemented spectroscopic studies performed on surfaces modified by laser photo-ablation[4] or on nano-composite polymers. References: [1] J. Reichwagen, H. Hopf, A. Del Guerzo, C. Belin, J.-P. Desvergne, H. Bouas-Laurent, “Synthesis of 2,3-Substituted Tetracenes and Evaluation of Their Self-Assembling Properties in Organic Solvents”, Org. Lett. 7(6), (2005), 971. [2] J. RUIZ ARANZAES, C. BELIN, D. ASTRUC; Assembly of Dendrimers with Redox-Active [{CpFe(3-CO)}4] Clusters at the Periphery and Their Application to Oxo-Anion and Adenosine-5-Triphosphate Sensing, Angew. Chem. Int. Ed., 45, (2006), 132. [3] J.P. PILLOT; M. BIROT; T.T.T. TRAN; T.M. DAO; C. BELIN; B. DESBAT; S. LAZARE; Grafted selfassembled monolayers derived from naturally occuring phenolic lipids, Langmuir 21, (2005), 3338. [4] I. ELABOUDI, S. LAZARE, C. BELIN, J.L. BRUNEEL, L. SERVANT; Underwater excimer laser ablation of polymers as efficient source of nanosized particles suspensions, Appl. Surf. Sci. 253, (2006), 7835. Figures: AFM Amplitude Image of organic nano-fibers AFM Phase Image of antibodies on a biosensor P 14 Manipulation optique d’une microsphère au voisinage d’une Micro-Electrode : Influence d’un obstacle sur le courant diffusionnel. E. Suranitia, B. Poulignyb, C. Gossec, N. Sojica a Université de Bordeaux I/ ISM/ ENSCPB/ Groupe NSysA, 16 rue Pey Berland 33607 PESSAC Centre de Recherche Paul Pascal, 115 avenue Schweitzer, 33600 PESSAC c Laboratoire de Photonique et de Nanostructures, Route de Nozay, 91460 MARCOUSSIS. b Depuis peu, un intérêt certain s’est développé pour l’utilisation des microélectrodes dans la détermination par voie électrochimique de la taille et de la forme de micro-objets [1]. Lors de la réduction ou de l’oxydation d’une espèce rédox en solution par ces microélectrodes se développe une fine couche de diffusion d’espèces électroréactives : un obstacle déposé près de la micro-électrode modifie la structure de cette couche et influe par ce biais sur le courant mesuré. Dans ce contexte, de nouveaux modèles théoriques ont été développés [2], amenant une contribution non négligeable à l’étude de la diffusion en milieu confiné. Une méthode permettant la manipulation 3D de micro-objets à proximité d’une microélectrode, sans support matériel (micropipettes) susceptible d’avoir un effet en soi sur la structure de la couche de diffusion devrait amener de nouvelles données dans ce domaine naissant. Pour ce faire, nous avons développé une nouvelle cuve d’électrochimie munie d’un système d’injection adapté, qui permet la mesure simultanée du courant collecté par une microélectrode-disque et de la position par rapport à celle-ci d’une bille manipulée par laser. Des microélectrodes planes et transparentes spécialement conçues constituent la face inférieure de cette cuve. Un laser permet le piégeage horizontal et la lévitation contrôlée de microsphères diluées dans une solution comprenant des espèces rédox. Le déplacement motorisé horizontal de la cuve par rapport au faisceau rend possible une manipulation 3D fine de la bille. A ce dispositif optique préexistant [3] a été ajouté un nouveau système permettant simultanément la mesure de la distance verticale bille-électrode en fonction du temps par RICM (Reflexion Interference Contrast Microscopy) et une observation de visu, donnant la localisation spatiale précise de la bille. Avec ce système, nous avons pu réaliser des expériences de sédimentation à vitesse contrôlée de microbilles (15 µm de diamètre) dirigées vers le centre de microélectrodes (30 ou 50 µm de diamètre). Nous avons pu observer l’influence de la distance bille-électrode sur le courant mesuré. D’ici peu, nous espérons diminuer encore la taille des électrodes et pouvoir manipuler la bille de manière plus précise en utilisant des pincettes optiques. z 10µm 1 y x Laser He-Ne : Mesure de z 0.8 électrode disque Δ i (nA) bille silice y 0.6 0.4 ITO x 0.2 Laser Ar : Piègeage en x-y Lévitation en z verre 0 0 5 1. Fietkau, N., Compton, R.G. ChemPhysChem, 2006, 7, pp2162-2167. 2. Fietkau, N., Compton, R.G. J. Phys. Chem C, 2007, 111, pp13905-13911. 3. Dimova, R., Pouligny, B. Phys. Rev. Lett., 2006 Jul 7, 97(1) 10 15 20 distance (µm) 25 P 15 Synthèse de nouvelles monocouches autoassemblées à partir d’organosilanes fonctionnels capables d’auto‐association par liaison hydrogène Michaël Ramin, Luc Vellutini, Thierry Buffeteau, Colette Belin, Jean‐Paul Pillot, Bernard Bennetau Il existe une très forte demande en biocapteurs pour la détection d’agents pathogènes dans le domaine environnemental et médical. Le développement de tels dispositifs impose un contrôle de l’état de surface. Les agents de couplage organosiliciés permettent de modifier chimiquement une surface d’oxyde telle que SiO2. De plus, ces molécules siliciées permettent de former de manière reproductible des monocouches auto‐ assemblées (Self‐Assembled Monolayers, SAMs). L’auto‐assemblage de ces molécules à la surface est généralement assuré par des interactions de Van Der Waals des chaînes alkyle. Dans la littérature, il existe peu d’exemple de monocouches présentant une fonction capable de former un réseau de liaisons hydrogène intermoléculaires. De telles fonctions permettraient d’améliorer la stabilité des monocouches. Notre travail consiste à préparer des composés siliciés fonctionnels possédant une fonction urée ou amide. Les surfaces modifiées ont ensuite été caractérisées par différentes techniques physicochimiques (angle de contact, spectroscopie infrarouge, microscopie à force atomique). Les fonctions terminales de surface, acide carboxylique ou époxyde, seront utilisées ultérieurement pour immobiliser des biomolécules comme par exemple des anticorps. O O HN O HN O Si HN O O HN O O O HN HN O HO Si O O O HN O Si O O SiO2 O HN O Si OH O Représentation schématique d’une monocouche sur SiO2. P 16 Nanoéchangeurs biocompatibles d’ions Mg2+ et Ca2+ Aurélie Lavie-Cambota, Nathan McClenaghana a- Groupe Nanostructures Organiques, Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected], L’ion calcium (Ca2+) second messager important chez le vivant est impliqué dans de très nombreux processus biologiques. Sa variation de concentration intra et extracellulaire va être responsable de l’activité cellulaire1. Pour mieux comprendre le rôle du Ca2+ dans ces processus, divers récepteurs synthétiques ont été développés. Parmi eux, le plus performant du point de vue de la sélectivité et de l’affinité vis-à-vis de l’ion Ca2+, est le senseur 1,2-bis(2-aminophénoxy) éthaneN,N,N’,N’-tetraacetique acide2 (BAPTA) développé par Tsien (Prix Nobel 2008). Ce motif a été exploité dans l’élaboration de différents systèmes supramoléculaires fluorescents par différents groupes dont le notre3,4. Dans ce projet, nous avons couplé le motif BAPTA à un deuxième motif : l’o-aminophénolN,N,O-triacetique acide5 (APTRA) sélectif aux ions Mg2+, afin de mettre en évidence l’échange d’ions Ca2+ et Mg2+ qui peut avoir lieu à la surface d’une membrane cellulaire. O ON O O O O- O OO OO OO O O O- O OO O- O OO O O O- N N O N O O = Mg2+ O O = Ca2+ O La modélisation de ces récepteurs, suggère que la complexation simultanée des ions Mg2+ et Ca est incompatible, ainsi l’arrivée d’un Ca2+ provoque le départ des ions Mg2+. Ce processus d’échange pourrait être observé en absorption (UV-Visible), en fluorescence ou bien en RMN 1H. 2+ Références : 1 L. Stryer, Biochemistry, Freeman, New York, 3rd edn., 1988 2 R. Y. Tsien, Biochemistry, 1980, 19, 2396 3 A. P. de Silva, N. D. McClenaghan, J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 3965 4 A. P. de Silva, N. D. McClenaghan, Chem. Eur. J., 2002, 8, 4935 5 L. A. Levy, E. Murphy, B. Raju, R. E. London, Biochemistry, 1988, 27, 4041 P 17 La commutation dans tous ses états : molécules multi-sensorielles Guillaume Sevez1, Jean Luc Pozzo1, Stéphanie Delbaere2, Gaston Vermeersch2 1 INSTITUT DES SCIENCES MOLECULAIRES, UNIVERSITE BORDEAUX 1, TALENCE, FRANCE LABORATOIRE D’APPLICATION DE RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE, UNIVERSITE DE LILLE 2, LILLE, FRANCE [email protected] 2 Les matériaux actuellement utilisés pour fabriquer les composants électroniques atteignent leurs limites physiques de miniaturisation et il est donc nécessaire de trouver des équivalents de ces composants capables de fonctionner à des tailles inférieures à 100 nm. Les molécules multi-sensorielles apparaissent comme une des solutions pour résoudre ce problème de miniaturisation. Comme molécules multi-sensorielles, nous avons retenu les biphotochromes (voir figure 1) contenant un dithiényléthène lié à un motif indolino[2,1-b]oxazolidine via un espaceur éthylénique. La photocommutation réversible, entre deux états stables thermiquement, des dithiényléthènes [1] a été associée à l’ouverture et la fermeture réversible du cycle oxazolidine qui peut être photo ou acido-contrôlée [2]. F F R1 F N O S F F F S R2 Figure 1 : Nouvelle famille de molécules multi-sensorielles développée dans cette étude De plus, notre biphotochrome peut être considéré comme une structure de type stilbène dont l’isomérisation cis/trans est sélectivement réalisée par l’utilisation de longueurs d’onde adéquates. Ainsi notre composé multi-photochromique affiche jusqu’à huit états différents stables thermiquement révélés par une séquence appropriée d’irradiations, et pour certains d’entre eux par variation du pH, le passage d’un état à un autre étant accompagné d’un changement de couleur. Dans cette étude, nous décrirons la synthèse du biphotochrome à partir d’un dithiényléthène dissymétrique et d’un 9,9,10-triméthylindolino[2,1-b]oxazolidine ainsi que la mise en évidence de huit états différents au sein de notre molécule multi-sensorielle par l’utilisation de la spectroscopie d’absorption UV-Visible et de la RMN. La lecture non destructive par fluorescence ou variation de l’hyperpolarisabilité (propriétés ONL) de certains états permet d’envisager l’utilisation des molécules multi-sensorielles dans des systèmes nanométriques aussi complexes que les portes logiques, les interrupteurs moléculaires ou les mémoires optiques réinscriptibles. [1] M. Irie, Chem. Rev. 2000, 100, 1685. [2] L. Sanguinet et al., Chem. Phys. Lett. 2006, 427, 153. P 18 Modification des propriétés magnétiques d’un complexe de cuivre (II) induite par l’humidité Artur Motreff, Rosenildo Correa da Costa, Hassan Allouchi, Mathieu Duttine, Corine Mathonière, Carole Duboc, Jean-Marc Vincent* * Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected], groupe NEO Les matériaux dont les propriétés magnétiques sont modulées par la présence d’un stimulus externe présentent un intérêt certain pour la mise au point de détecteurs. Dans la plupart des composés décrits dans la littérature1,2, les propriétés magnétiques sont corrélées à l’organisation à grande échelle de la structure en 2D ou 3D. De tels systèmes sont généralement poreux ou nanoporeux. La molécule permettant le changement d’état magnétique diffuse à travers le cristal en empruntant les canaux ouverts sur l’extérieur pour atteindre les sites magnétiques (ions métalliques, radicaux organiques, …) et modifier la structure et donc les propriétés magnétiques du composé. La stratégie que nous avons employée diffère par le fait que le complexe de cuivre (II) 1 n’est pas un polymère de coordination et que ses cristaux sont non-poreux. Nous avons pu observer qu’à l’état solide, ce complexe montre une affinité importante avec l’eau et que la coordination des molécules d’eau sur les ions cuivre induit un changement radical des propriétés magnétiques du complexe en quelques minutes seulement. Une étude en magnétisme a permis de mettre en évidence un couplage fort (2J = –480 cm–1) antiferromagnétique entre les deux atomes de cuivre du complexe 1 via les carboxylates. Ce composé se comporte donc comme un dimère de cuivre de spin global S = 0. En revanche, en présence d’eau ce couplage disparaît et 1 hydraté présente alors un spin global S = ½ comme le sont les ions cuivre (II) lorsqu’ils sont isolés. Les résultats en magnétisme et en infrarouge seraient en accord avec l’insertion de molécules d’eau dans les ponts carboxylates (Figure 1). Rf 1 O Cu Rf O O 4 Cu S=0 4H2 O H HO Cu O Cu 4 Rf = C8F17 S = 1/2 Figure 1: Changement de structure proposée pour l’hydratation du complexe 1 Références : 1- X. N. Cheng, W.X. Zhang, X. M. Chen, J. Am. Chem. Soc., 2007, (129), pp. 15738-15739 2- D. Maspoch, N. Domingo, N. Roques, K. Wurst, J. Tejada, C. Rovira, D. Ruiz-Molina, J. Veciana, Chem. Eur. J. , 2007, (13), pp. 8153-8163 P 19 Microgels sensibles au glucose pour la délivrance d’insuline Christophe Anclaa, Véronique Lapeyrea, Bogdan Catargib, Valérie Ravainea a Université de Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, Groupe NSYSA, site ENSCPB, 16 Av. Pey Berland, 33607-Pessac, b Université de Bordeaux 2, Hôpital Haut-Lévêque, CHU de Bordeaux, 33600-Pessac, Les microgels sont des particules de polymère réticulé formant des édifices submicrométriques tridimensionnels gonflés par un solvant, dont le taux de gonflement dépend des conditions environnementales. Nous avons synthétisé des microgels à base de poly(N-alkylacrylamide) fonctionnalisés par des récepteurs du glucose dérivés de l’acide phénylboronique. Ces microgels, à la base thermosensibles, présentent la propriété de changer de volume en fonction de la concentration en glucose (voir schéma). La composition de ces microgels a été choisie de façon à obtenir des microgels sensibles au glucose dans des conditions physiologiques. Une étude préliminaire de la libération d’insuline en réponse aux variations de la glycémie a été réalisée. Nous montrons que la dose d’insuline libérée dépend de la présence ou non de glucose, ce qui ouvre la voie vers la délivrance auto-régulée d’insuline dans le cadre du traitement des patients diabétiques1. : Insulin Glucose O HO NH B C OH O C NH OH OH B O OH O Glucose Mécanisme de gonflement du microgel en réponse à la concentration en glucose et libération d’insuline. 1 V. Ravaine, C. Ancla, B. Catargi, Journal of Controlled Release, 2008, 132 (1), pp. 2-11 P 20 Transport processes modeling at organic-organic interfaces J. Idé ism, L. Ducasse ism, F. Castet ism, D. Beljonne MateriaNova, J. Cornil MateriaNova Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence Laboratory for Chemistry of Novel Materials University of Mons-Hainaut, Belgium The growing fields of organic electronics and spin-based electronics rely on the use of organic conjugated molecules and polymers as active components in multi-layer device applications. Since all organic-based devices are made by deposition of successive layers, many key electronic processes occur at interfaces. To a better understanding of this processes at interfaces, and an improvement of the solar cell efficiency, it is necessary to calculate properties at a local scale. An innovative quantum chemistry model, Valence Band/Hartree Fock (VB/HF), enables the calculation of individual properties of molecules in a molecular assembly. In this way, it is possible to follow the evolution of properties at interfaces. P 21 Spectrométrie de Masse Problème de caractérisation…quelle méthode choisir ? Christelle Absalon, Claire Mouche et Christiane Vitry Le service de spectrométrie de masse du CESAMO réalise pour l’ensemble de l’ISM de nombreuses analyses, ces analyses permettent notamment de certifier la formule brute de la molécule synthétisée ainsi que d’apporter des éléments sur la structure chimique de la molécule étudiée. L’objectif de ce poster est de présenter l’ensemble des expériences réalisables au sein du service de spectrométrie de masse et ainsi d’apporter à l’ensemble du personnel une vision claire des possibilités analytiques offertes par le CESAMO. Nous détaillerons plus particulièrement : - l’analyse Haute Résolution et son rôle pour la mesure de masse exacte - l’analyse MS2 et MSn et son intérêt dans l’identification structurale de molécules - le couplage LC/MS indispensable à l’analyse de composés en mélange - l’analyse Maldi pour la caractérisation de composés de haut poids moléculaire Différents exemples illustreront ces expériences de caractérisation et permettront ainsi à chacun de mieux appréhender les nombreuses possibilités analytiques du CESAMO. P 22 "Le Pôle Modélisation: Outils et Solutions de la Chimie Numérique" Raphaël MEREAU, Philippe AUREL Résumé: La mission du Pôle Modélisation est de répondre aux besoins de la communauté des chimistes (recherche interdisciplinaire, formation et diffusion) en s'appuyant sur la mise en commun de savoir-faire et de moyens informatiques performants pour la modélisation moléculaire (serveurs de calculs, stations de travail, réseaux haut débit, logiciels,…). P 23 LA CHROMATOGRAPHIE DANS TOUS SES ETATS LESCURE Marie Hélène, BERLANDE Murielle RESUME : Quelques exemples de séparations par GC/MS et HPLC chirale au laboratoire de Synthèse Molécules Bioactives de l’ISM. P 24 Macroporous electrodes for (bio)analytical applications Veronika Urbanováa,b, Blaise Yvertc, Karel Vytřasb, Alexander Kuhna a University of Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires, Site ENSCPB, 16 Avenue Pey Berland, 33607 Pessac, France b University of Pardubice, Faculty of Chemical Technology, Nam.Cs.Legii 565, 53210 Pardubice, Czech Republic c CNRS and University Bordeaux 1, Centre de Neuroscience Intégratives et Cognitives, Avenue des Facultés, 33405 Talence, France [email protected] The use of self-assembly processes to obtain well-ordered structures has attracted increasing interest due to a wide range of potential applications of materials in the field of chemistry and physics. Materials with highly ordered porous structures are promising for photonics [1-3], catalysis and sensing [4-7]. The colloidal crystal templating is one of the most used techniques to create porous structures. In this approach the colloidal crystals are assembled to serve as templates, the voids of which are infiltrated by material that solidifies there. The original colloidal particles are subsequently removed, leaving a new material with pores. A major advantage of the colloidal crystal template method is the possibility to control size of pores by varying the size of the particles in the templates. This work deals with the generation of porous electrodes for (bio)analytical applications using the method mentioned above. Gold and bismuth were used for infiltration of the template made of polystyrene microspheres (500 nm). Porous gold electrodes are used in order to improve the behaviour of multielectrode arrays (MEA) in the context of recording and stimulating neuronal networks. Three main factors limiting their usage comprise: (1) the current that can be injected without damaging the electrode material or neuronal tissue is small and often not sufficient for stimulating the surrounding neurons; (2) the intrinsic noise level of the electrodes becomes high and thus limits the recording sensitivity; (3) the sensitivity of detection remains poor due to the reduced size of the electrodes. All - the noise, the charge injection efficiency and the sensitivity can be improved by increasing the active surface area of the electrodes due to their porous structure. Porous bismuth film electrodes are used as sensitive tools for trace analysis (environmental, clinical and food analysis) because these electrodes show an increase in electrochemical performance due to the porosity that gives these materials a high active surface area. References: [1]Yablonovitch E., Phys. Rev. Lett., 58, (1987) 2059. [2] John S., Phys. Rev. Lett., 58, (1987), 2486. [3] Wijnhoven J.E.G., Vos W., Science, 281, (1998) 802. [4] Schroeden R.C., Blanford C.A., Melde B.J., Johnson B.J.S., Stein A., Chem. Mater., 13, (2001), 1071. [5] Szamocki R., Reculusa S., Ravaine S., Bartlett P.N., Kuhn A., Hempelmann R., Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 45, (2006), 1317. [6] Szamocki R., Velichko A., Műcklich F., Reculusa S., Ravaine S., Neugebauer S., Schuhmann W., Hempelmann R., Kuhn A., Electrochem. Comm., 9, (2007) 2121. [7] Szamocki R., Velichko A., Holzapfel C., Műcklich F., Ravaine S., Garrigue P., Sojic N., Hempelmann R., Kuhn A. Anal.Chem., 79, (2007) 533 P 25 La RMN : une enquête structurale … Noël PINAUD La spectrométrie par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) est une technique extrêmement puissante qui permet d’observer la matière à l’échelle de la molécule. Avec cette technologie, il est possible d’étudier un objet moléculaire sans en détériorer sa structure. En utilisant les propriétés magnétiques des noyaux, la RMN permet d’établir une cartographie des atomes constitutifs des molécules étudiées. La démarche d’ identification de la structure de la molécule équivaut à mener une enquête minutieuse, ou il faut recueillir des indices à l’aide de spectre 1D ou 2D … P 26 AUGMENTATION DE LA SENSIBILITE DE DETECTION EN SPECTROSCOPIE RAMAN APPLIQUEE A LA MICROFLUIDIQUE Delhaye Caroline1, Bruneel Jean-Luc1, Talaga David1, Guirardel Matthieu2, Lecomte Sophie3 et Servant Laurent1 1 Institut des Sciences Moléculaires (ISM) UMR 5255, Groupe Spectroscopie Moléculaire, 351 Cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France 2 Laboratoire du Futur LOF-RHODIA, Av du Dr Albert Schweitzer, 33600 Pessac, France 3 Institut Européen de Chimie et Biologie, Av du Dr Albert Schweitzer, 33600 Pessac, France La microfluidique porte sur l’étude des écoulements à l’échelle du micromètre dans des systèmes microfabriqués. Les dimensions typiques de ces microsystèmes sont comprises entre une fraction de micron et le micromètre : c’est le domaine des MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), actuellement en plein essor, dont l’un des objectifs est la conception de microsystèmes d’analyse intégrés (laboratoire sur puce). Ce type de plateforme doit rassembler des modules permettant, par exemple, le mélange des réactifs, la réaction chimique et la détection des produits, l’ensemble à l’échelle du micromètre. Cependant, cette miniaturisation nécessite des techniques d’analyses de plus en plus sensibles et résolues. C’est pourquoi, dans ce travail, nous nous sommes intéressés à l’utilisation de la microscopie Raman Confocale (MRC) comme méthode d’étude in-situ de processus se déroulant à l’intérieur des microcanaux. En effet, la MRC permettant d’enregistrer des spectres à l’échelle du microncube, est tout à fait adaptée pour l’analyse des réactions se produisant dans les puces. Nous nous sommes plus spécifiquement attachés à l’effet DRES (Diffusion Raman Exaltée de Surface (SERS)), qui correspond à une importante exaltation du spectre Raman d’espèces chimiques, dès lors qu’elles sont susceptibles de s’adsorber sur une surface métallique, dans notre cas, des colloïdes d’argent ; un tel effet permet d’augmenter considérablement la sensibilité de l’approche. Cependant, lorsque les espèces chimiques sont trop diluées, les colloïdes ne peuvent pas suffisamment intensifier le signal Raman et le seuil limite de détection de ces espèces est atteint. Pour pallier ce problème, il semblerait que l’ajout de sel modifie la charge de surface des colloïdes et permet une adsorption plus forte des molécules sur les colloïdes. Ainsi, il en résulte une intensification du signal Raman des molécules, ce qui nous permet de dépasser le seuil limite de détection des molécules. Pour cela, d’une part, nous avons utilisé un microcanal en forme de Y, fabriqué par soft-lithography, dans lequel nous avons injecté, à vitesse constante, des colloïdes métalliques dans une des branches du canal et une solution de pyridine ou de pefloxacine dans l’autre branche. Compte tenu des dimensions du dispositif, les deux fluides ne se mélangent pas directement au point de leur rencontre (faible nombre de Reynolds) mais circulent conjointement dans le canal (bras inférieur du Y) en générant une zone diffusive transversale en forme de secteur angulaire qui s’ouvre progressivement le long de l’écoulement. La stationnarité du processus nous a permis de réaliser la cartographie de la zone du mélange des colloïdes et de la pyridine ou de la pefloxacine, et ainsi d’étudier l’effet DRES résultant. D’autre part, une gamme de concentration de pefloxacine de 10-2M à 10-7M a été réalisée et testée en Raman, afin de déterminer la sensibilité de détection de la pefloxacine grâce aux colloïdes. L’ajout de colloïdes d’argent a permis d’intensifier le signal Raman de la pefloxacine jusqu’à une concentration de 10-6M. Puis en ajoutant du NaCl au mélange colloïdes d’argent/pefloxacine, nous avons pu atteindre une limite de détection de 10-7M. Ces mêmes expériences ont également été réalisées en microcanaux. Références : J.B. Salmon, A. Adjari, P. Tabeling, L. Servant, D. Talaga, M. Joanicot, Appl. Phys. Lett. 2005, 86 J.A. Creighton, C.G. Blatchford, M.G. Albrecht, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1978, 75, 790-798 S. Lecomte, P. Matejka, M.H. Baron, Langmuir 1998, 14, 4373-4377 P 27 Etude des mécanismes de vieillissement des luminophores utilisés dans les lampes trichromatiques I. ELABOUDIa,b, L. SERVANTa, B. PAVAGEAUb a Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence,[email protected], b Laboratoire de Futur, UMR 5258, 178, avenue du Dr Schweitzer F-33608 Pessac La durée de vie des lampes d’éclairage trichromatiques dépend étroitement des performances des luminophores. En effet, dans ces systèmes, une décharge électrique crée un plasma dans un mélange argon/mercure. Celui-ci génère une radiation UV à 254nm qui excite une couche comportant les trois luminophores : BaMgAl10O17 : Eu2+ (bleu), (La, Ce, Tb) :PO4 (vert) et Y2O3 :Eu3+ (rouge) émettant dans le visible. Des travaux antérieurs [1] ont montré que le rendement de luminescence peut être limité par le recuit que subissent les luminophores lors de la fabrication des lampes et par une altération photochimique induit par l’exposition au rayonnement UV. Notre objectif est de mettre au point un système de vieillissement accéléré permettant de simuler l’action conjuguée du flux UV, de la température et du plasma de mercure, de comprendre les mécanismes de vieillissement en mesurant la dégradation des luminophores par différentes techniques spectroscopiques. Référence : 1 G. Bizzari, Thèse de l’Université Claude Bernard-Lyon 1, 2003 P 28 Etude de la formation des polluants atmosphériques particulaires à partir des composés organiques émis naturellement par la végétation. C. Rio a, P.M. Flaud a, J.C. Loison b, H. Budzinski a et E. Villenave a a/b-Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected], a- groupe Physico et Toxicochimie de l’Environnement b- groupe Astrochimie Les aérosols, qu’ils soient d’origine naturelle ou anthropique, peuvent être de nature primaire (directement émis sous forme d’aérosols) ou secondaire (formés in situ dans l’atmosphère à partir de phénomènes de nucléation et condensation issus de la phase gazeuse). Parmi les aérosols secondaires, il existe une sous classe très importante: les Aérosols Organiques Secondaires (AOS). Ceux-ci contribuent fortement à la masse des particules de diamètres inférieurs à 2.5µm (PM2.5) et représentent jusqu’à 70% de la masse totale des aérosols organiques. De plus il est aujourd’hui reconnu que les AOS influent sur le changement climatique, la santé humaine ou encore l’acidité des pluies. Il est donc important de pouvoir caractériser et comprendre les mécanismes de formation de ces aérosols. La formation des AOS dans l’atmosphère est décrite comme étant un transfert de masse des produits d’oxydation des Composés Organiques Volatils (COV) à faible tension de vapeur vers la phase particulaire. Les précurseurs organiques gazeux peuvent être séparés en deux catégories: les COV anthropiques (particulièrement les composés aromatiques, alcanes et alcènes à longues chaînes) et les COV biogéniques (particulièrement les terpènes). Dans notre étude nous nous sommes intéressés à la formation des AOS à partir des réactions OH + terpènes et plus particulièrement à partir de la réaction du radical OH avec le γ-terpinène. P 29 Développement d'une méthode d'extraction sur phase solide (SPE) et d'analyse par chromatographie en phase liquide couplée à un spectromètre de masse en tandem (RRLC/MS/MS) pour le dosage de substances pharmaceutiques multi-classes dans diverses matrices environnementales Marion-Justine Capdevillea, Patrick Pardona, Hélène Budzinskia Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected], a- groupe LPTC Les substances pharmaceutiques sont maintenant des contaminants bien connus de l’environnement. Elles atteignent directement le milieu aquatique par les rejets des stations d’épuration (STEP) (origine humaine) et le milieu terrestre par l’épandage de boues de STEP ou de déchets d’élevages (origine vétérinaire) puis, de là, indirectement les eaux de surface ou souterraines par ruissellement. Bien qu’elles ne soient présentes qu’en faibles concentrations, elles représentent un risque sanitaire et environnemental important, notamment lorsqu’on considère les phénomènes d’antibio-résistance, du fait de leur rejet continu. 23 antibiotiques, 2 bêta-bloquants, 5 anticancéreux et 2 antiviraux ont ainsi été sélectionnés en fonction des données de consommation et de toxicité pour représenter ces substances et être étudiés. Afin d’avoir une idée globale de la contamination il est donc nécessaire de doser ces composés dans des matrices aussi diversifiées que des lisiers, des effluents de STEP et des eaux souterraines. Pour cela un protocole robuste alliant une phase d’extraction des composés par SPE (cartouches Oasis HLB) puis une phase d’analyse a été développé. Cette dernière doit répondre aux exigences de sensibilité et de sélectivité nécessaire à l’étude de telles molécules dans un cadre environnemental au sein de matrices complexes. La technique adaptée est la chromatographie en phase liquide couplée à un spectromètre de masse en tandem. La RRLC/MS/MS permet d’analyser 27 composés en 8 minutes (ESI+) et 5 en 5 minutes (ESI-) grâce à une colonne C18 de 5 cm de long. Les composés sont suivis en MRM et identifiés à l’aide de leur temps de rétention, de leurs 2 transitions (quantification et confirmation) et du rapport entre les 2 transitions. Les limites de détections sont de l’ordre de la dizaine de picogramme injectés et de la dizaine de ng/L pour l’ensemble de la méthode pour des eaux spikées. La lincomycine ainsi que les 4 Tétracyclines sont fréquemment dosées dans les lisiers porcins alors que dans les eaux de stations d’épuration, aussi bien en entrée qu’en sorties, ce sont les Marcolides, les Fluoroquinolones, les 2 bêta-bloquants et les 2 antiviraux qui sont majoritairement retrouvés. P 30 Etude préliminaire de la dégradation atmosphérique de PolyBromoDiphenyl Ethers Cazaunau Mathieu a, Le Menach Karyn a, Budzinski Hélène a, Villenave Eric a Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected] a Groupe de Physico-ToxicoChimie de l’environnement Les PolyBromoDiphényl Ethers (PBDE) sont des composés très largement utilisés comme additifs dans l’industrie textile et électronique en tant que retardateurs de flammes. Interdits en Europe, les congénères les moins bromés semblent avoir des effets toxiques sur l’environnement et la santé, par analogie avec d’autres Polluants Organiques Persistants comme les PolyChloroBiphényls et les dioxines. Dans l’atmosphère, les PBDE se retrouvent principalement adsorbés sur des particules du fait de leur faible pression de vapeur saturante et de leur haut poids moléculaire. Leur exposition aux ultra-violets ou à différents oxydants atmosphériques (OH, O3, NO2…) peut potentiellement conduire à la formation de composés plus toxiques. Cette étude présente les résultats préliminaires des réactions hétérogènes de deux PBDE (le 2,2’,4,4’,5,5’BDE (BDE153) et le DécaBDE (BDE209)), avec les radicaux hydroxyles. Les PBDE étudiés ont été adsorbés sur des particules de silice souvent utilisées comme modèles de particules atmosphériques minérales. Les expériences ont été effectuées en réacteur à écoulement rapide dans l’obscurité et à température ambiante. Après réaction, les particules sont extraites par fluide pressurisé (ASE®) et les PBDE sont quantifiés par addition d’étalons internes en utilisant la chromatographie gazeuse couplée à un détecteur à capture d’électron (GC-ECD) et la chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS). Mots-Clés : PBDE, radical OH, particules atmosphériques P 31 Relations de type structure-activité (SARs et QSARs) appliquées aux perturbateurs endocriniens xénobiotiques J. Devillersa, N. Marchand-Genesteb et J.M. Porcherc a-CTIS, 3 chemin de la Gravière, 69140 Rillieux La Pape, [email protected] b-Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected], Groupe LPTC c- INERIS, Par technologique ALATA, BP N°2, 60550 Verneuil en Halatte, [email protected] Depuis le début des années 80, de nombreuses études écotoxicologiques in situ ont révélé l'existence de perturbations des fonctions de la reproduction chez les animaux sauvages et d'une façon plus générale de leur système endocrinien, en relation avec des contaminations de leur biotope par des xénobiotiques. Ces molécules agissant directement ou indirectement sur le système endocrinien sont appelées des perturbateurs endocriniens. Il existe des tests in vitro et in vivo pour estimer les effets des molécules sur le système endocrinien. Si leur intérêt et leur utilité sont indiscutables, pour des raisons de coût et de temps, il apparaît illusoire de vouloir les employer sur l'ensemble des molécules susceptibles de contaminer les écosystèmes. Pour pallier ce problème, un nombre croissant de modèles de type structureactivité (SAR et QSAR) sont proposés. Dans le cadre du programme de recherche PNETOX 2003 (MEDD), les xénobiotiques ont été modélisés selon leur profil d’activités endocriniennes afin de mieux caractériser les molécules et de mieux identifier les éléments structuraux expliquant telle ou telle activité. L'intérêt de considérer des profils d'activités endocrines à la place d'un critère unique pour mieux évaluer la complexité du phénomène de disruption endocrinienne a été discuté au travers d'une étude SAR réalisée sur 11 416 molécules extraites de la banque NCI et pour lesquelles 13 activités endocriniennes estimées par le programme PASS ("Prediction of Activity Spectra for Substances") étaient disponibles. Différentes approches multivariées et projections graphiques ont été utilisées pour établir des relations de type structure-activité fondées sur des fragments structuraux spécifiques. Elles ont permis de montrer que si certains fragments structuraux et groupes fonctionnels sont inféodés à telle(s) ou telle(s) activité(s) endocrines(s) d’autres sont ubuquistes. P 32 Modélisation moléculaire des propriétés structurales de l’ADN endommagé par des agents mutagènes J. Gonzaleza, N. Marchand-Genestea a-Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected], groupe LPTC Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), tels que le benzo(a)pyrène (BaP), sont des composés produits notamment lors de la combustion de matière organique (feux de forêt, fumée de cigarette…). Dans l’organisme, ces composés sont métabolisés par les cytochromes P450 en diols époxydes, espèces très électrophiles, pouvant se lier de manière covalente avec les bases nucléophiles de l’ADN menant ainsi à la formation d’adduits à l’ADN. BaP Figure 1 : Schéma de la transformation métabolique du BaP induisant la formation d’adduits à l’ADN. Des mécanismes de réparation cellulaires sont alors mis en jeu pour réparer l’ADN lésé. Si ces réparations ne sont pas assez efficaces, les adduits à l’ADN peuvent aboutir à des mutations génétiques lors de la réplication de l’ADN et à terme à l’apparition de cellules cancéreuses. Le but de cette étude était d’utiliser les outils de la modélisation moléculaire afin d’établir un lien entre les caractéristiques structurales d’un brin d’ADN contenant un adduit du benzo(a)pyrene et la capacité de réparation cellulaire face à cet adduit par élimination d’un oligonucléotide contenant la base modifiée ou réparation par excision de nucléotides (« Nucleotide Excision Repair », NER). L’étude structurale et énergétique de séquences d’ADN incluant les adduits (–)-trans-syn-B[a]P, (–)trans-anti-B[a]P, (+)-trans-syn-B[a]P et (+)-trans-anti-B[a]P a été entreprise au moyen de simulation par dynamique moléculaire sur 2 ns en utilisant le logiciel AMBER 10 [1]. Les variations des paramètres hélicoïdaux de la séquence d’ADN engendrées par l’inclusion de l’adduit ont été analysées grâce au logiciel X3DNA [2], comparées à une structure de l’ADN sans adduit et reliées aux valeurs expérimentales de NER [3]. Références : [1] AMBER 10: http://amber.scripps.edu Case, D.A, Cheatham III, T.E., Darden, T., Gohlke, H., Luo, R., Merz Jr, K.M., Onufriev, A., Simmerling, C., Wang, B., Woods, R., J. Comput. Chem., 2005, 26, pp. 1668-1688 [2] X3DNA: http://rutchem.rutgers.edu/~xiangjun/3DNA/download.html Lu, X.J., Olson, W.K., Nucleic Acids Res., 2003, 31, pp. 5108-5121 [3] Buterin, T., Hess, M.T., Luneva, N., Geacintov, N.E., Amin, S., Kroth, H., Seidel, A. Naegeli, H., Cancer Research, 2000, 60, pp. 1849-1856 P 33 Développement de la MicroExtraction sur Phase Solide couplée à la Chromatographie en Phase Gazeuse et à la Spectrométrie de Masse (simple/tandem) pour l’analyse des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques en phase aqueuse. Chloé de Perre (1), Alexia Crespo (1), Ninette Abou Mrad (1, 2), Karyn Le Ménach (1), Farouk Jaber (2), Edith Parlanti (1), Hélène Budzinski (1) (1) Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, groupe Physico et Toxicochimie de l’Environnement, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected] (2) Commission Libanaise de l’Energie Atomique, Conseil National de la Recherche Scientifique CNRS - rue de l’aéroport, B.P. 11-828 Riad El-Solh 1107 2260 Beyrouth, Liban. Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) forment une grande classe de composés organiques qui peuvent présenter de fortes toxicités (mutagènes, cancérigènes) pour les organismes aquatiques. Ce sont des molécules de forte hydrophobicité et sont donc généralement présents à l’état de trace dans les eaux naturelles. Leur biodisponibilité via la phase dissoute peut s’avérer toutefois préoccupante, notamment pour les organismes filtreurs. L’analyse de ces composés à l’état de trace (de l’ordre du ng/L) dans les eaux requiert ainsi des techniques fiables et sensibles telles que la microextraction sur phase solide couplée à la chromatographie en phase gazeuse et à la spectrométrie de masse (SPME-GC-MS ou MS/MS). La SPME est constituée d’une fibre en polymère qui est plongée dans l’échantillon afin d’absorber/adsorber les HAP qui sont ensuite désorbés thermiquement dans l’injecteur du GC pour l’analyse. Elle présente de nombreux avantages : gains en sécurité, rapidité et coût du fait de l’absence de préparation des échantillons et d’utilisation de solvant organique. Le développement de cet outil a permis d’optimiser une méthode d’analyse des HAP (di- à hexa-aromatiques ; 26 composés) sur de faibles volumes d’échantillon (10 mL), avec de bonnes reproductibilités et limites de détection (de l’ordre du ng/L). Différents systèmes d’injection (avec/sans septum ; inserts splitless/SPME) et plusieurs fibres (PolyDiMéthylSiloxane ; PMDSDiVinylBenzène ; Carbowax-DVB) ont été testées avec deux modes d’analyse (Selected Ion Recording ; Multiple Reaction Monitoring). La technique a été comparée aux méthodes classiques d’extraction (liquide-liquide, extraction sur phase solide), et a pu être appliquée à des matrices naturelles telles que des eaux marines de surface et interstitielles, ainsi qu’à des eaux de station d’épuration. Il en ressort que la SPME-GC-MS est un bon outil pour l’étude des HAP en phase dissoute dans les environnements aquatiques. P 34 IDENTIFICATION DE LA COMPOSITION EN TANINS CATECHIQUES DES VINS DE BORDEAUX AU MOYEN DE STANDARDS DE SYNTHESE, ET ETUDE DE LEURS PROPRIETES ORGANOLEPTIQUES Sandy Fabre* (1, 2), Pierre-Louis Teissedre (2), Isabelle Pianet (1) and Eric Fouquet*(1) 1) Université Bordeaux, Institut des Sciences Moléculaires (ISM), CNRS-UMR 5255, 351 cours de la Libération, Talence 33405 cedex, France 2) Université Appliquée, 351 Cours de la Libération, Talence, 33405 cedex, France *Corresponding authors: Tel: +33 (0)5 40 00 28 29; E-mail: [email protected], [email protected] Le but de notre étude est d’étudier la composition en tanins catéchiques des raisins et du vin. Les tanins catéchiques présents dans les pépins et les pellicules de raisins et extraits au cours de la vinification sont responsables de plusieurs propriétés organoleptiques du vin notamment sa couleur et son astringence. Pour cela nous analysons des extraits de raisins et du vin par HPLC (chromatographie liquide haute performance), la quantification des tanins étant réalisée par étalonnage externe. Cet étalonnage externe est rendu possible par l’utilisation de courbes d’étalonnage obtenues à partir de standards parfaitement caractérisés que nous avons synthétisés1. La méthode HPLC utilisée s’inspire de la méthode proposée par LamuelaRaventos et coll. (système de solvants ternaire qui permet l’analyse des vins par injection directe2) dans laquelle un système de double détection a été mis au point (UV et fluorescence) de façon à pouvoir quantifier le plus d’espèces de tanins catéchiques possible. Grâce à cette méthode, nous avons pu suivre l’évolution d’une dizaine de tanins catéchiques différents tout au long de la maturation du raisin (4 prélèvements effectués sur deux cépages différents : Merlot et Cabernet Sauvignon). P 34 Figure 1 : Chromatogramme d’un extrait de pépins de raisin (Merlot, 20/09/06) Détection UV D’une manière globale, nous observons peu de différences dans l’évolution des différentes formes de tanins d’un cépage à l’autre : une diminution de la concentration en chacun des tanins monomères catéchine (cat) et épicatéchine (épi) est observée au profit de formes plus polymérisées, et principalement des formes dimères (B1, B2, B3, B4) ; en effet, si la concentration en trimère (CCE) et tétramère augmente au début de la maturation du raisin, une stagnation voire une diminution est observée en fin de maturation. Le comportement des tanins galloylés semble différent puisque on observe une baisse conjointe de la concentration en monomère (ECG) et en dimère (B2G) suggérant que ces formes disparaissent au profit de formes plus polymérisées. CAT EPI 20/09/2006 ECG B1 Merlot 18/09/2006 B2 B3 04/09/2006 B4 B2 G 31/07/2006 CCE 0 200 400 600 Concentration en mg/g 800 TETRAMERE Figure 2: Evolution de la concentration en tanins en fonction de la maturité dans des extraits de pépins de raisins (Merlot) Au-delà du suivi quantitatif d’un certain nombre de tanins, limités à ceux dont nous maîtrisons la synthèse au laboratoire, un suivi gustatif sera effectué dans le but de corréler la présence/absence de certains tannins aux propriétés organoleptiques des vins. 1Tarascou I.; Barathieu K.; André, Y., Pianet, I., Dufourc E.J., Fouquet E., Eur. J. Org. Chem. 2006, 5367-5377 2 Lamuela-Raventos R.M. and Waterhouse A.L. Am.J.Enol.Vitic., 1994, 45:1-5 P 35 Coupling Raman and AFM imaging: toward TERS (Tip Enhanced Raman Spectroscopy) experiment David Talagaa, Nicolas Marquestauta, Laurent Servanta, François Lagugné-Labarthetb a- Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, Groupe Spectroscopie Moléculaire, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected], b- Department of Chemistry, The University of Western Ontario, 1151 Richmond St., London, ON N6A5B7, Canada, [email protected] Probing simultaneously the surface topography of an object with an Atomic force microscope and its composition with a vibrational technique such as Raman Confocal spectroscopy is of tremendous interest for applications ranging from nano-material and biomaterials to in-vivo biological cell study. Obtaining the vibrational signature with a spatial resolution in the range of 100 nm is of interest to understand the new properties of nanoscale materials due to possible confinement effects. The correlation of the highly resolved Raman signal with the topographical features can help to localize defect areas or sites of interest that can be stimulated optically (i.e. using the confocal microscope) or mechanically (i.e. using an AFM tip). Surpassing the resolution limit of conventional optical microscopy by a combination of near field techniques with conventional Raman confocal microscopy is a challenge that presents many advantages in terms of spatial resolution and acquisition time resolution. Combination of the Veeco Bioscope II with the Horiba-Jobin-Yvon Labram HR spectrometer. The approach led by Veeco instruments and Horiba Jobin Yvon in collaboration with the University of Bordeaux spectroscopy group consists in developing a versatile platform combing state-of-the-art Confocal Raman microscope and Atomic force microscope in a transmission geometry. A sturdy mechanical coupling between the two instruments as well as a communication protocol (Veeco Open Architecture Labview routine and HJY TCP-IP protocol. ) allows the control of both instruments in a step-scan AFM/Raman acquisition mode. Towards Tip Enhanced Raman Spectroscopy. In tip enhanced spectroscopy, a metallic coated tip interacts with the object of interest. A focalized laser with the proper polarization interacts with the metallic tip enhancing the EM field through the excitation of the plasmon band of the tip. The metallic tip being close to the sample (in the near-field of the object), the illumination with the proper wavelength can create significant enhancement of the field leading to larger Raman signal of the sample. The spatial resolution of the optical measurement is also improved since the enhancement is originating from the small tip apex. When the tip is located far from the sample, only the far field signal is collected by the microscope objective. The difference of the two Raman spectra with the AFM tip in close proximity of far from the sample provide the near field contribution and therefore the tip enhanced contribution. P 36 Matrix isolation FTIR and theoretical study of Ni + CO2 and Ni + OCS reactions. Joëlle Mascetti1, Yana Dobrogorskaya2, Yacine Hannachi1 1 Institut des Sciences Moléculaires (CNRS UMR 5255), Groupe de Spectroscopie Moléculaire, Université Bordeaux 1, 33405 Talence Cedex, France. 2 NATO post-doctoral fellow, on leave from Moscow State University, department of Chemistry, 119899Moscow, Russian Federation. Our research deals with the structural analysis and the reactivity of complexes formed between first row transition metals and molecules for astrochemical, environmental or catalysis purposes, using FTIR spectroscopy in low temperature matrices. Theoretical calculations based on density functional theory (DFT) are also made in order to obtain geometries and vibrational spectra of the intermediates formed together with the mechanisms involved in the considered reactions. We present here our experimental and theoretical results on the titled reactions and compare them to the reactions of nickel atoms with CS2. Only a very weak complex, Ni(η2CO-CO2) in the singlet state is observed in carbon dioxide matrix when thermal heating is used to produce nickel atoms [1]. The insertion into one CO bond on the triplet energy surface is calculated to be endothermic by about 15 kcal/mol and needs to overcome a potential energy barrier of about 35 kcal/mol. Andrew’s group has observed this insertion species when laser ablation is used to produce metal atoms [2]. In the case of Ni + OCS reaction, insertion into the CS bond is found exothermic by about 25 kcal/mol and much more favorable than insertion into the CO bond, which is endothermic as for CO2. The CS insertion mechanism involves formation of stable intermediates such as η1s-Ni(OCS) and η2cs-Ni(OCS) which have been identified in argon matrices. We also compare here nickel [3], copper [4] and vanadium [5] atoms reactivity towards CO2, OCS, and CS2. In all cases, metal insertion into the CS bond of OCS is more favorable than in CS2, whereas insertion into the CO bond of OCS is less favorable than in CO2. TS CuO+CS Cu Ni NiO+CS V Energie Relative (kcal/mol) 50.0 OCuCS η2cs ONiCS VO+CS CuS+CO 0.0 M+OCS NiS+CO SCuCO η2co OVCS SNiCO VS+CO -50.0 SVCO References: [1] Y. Hannachi, J. Mascetti, A. Sterling, I. Papaï, J. Phys. Chem. A, 6708 (2003). [2] M. Zhou, L. Andrews, J. Phys. Chem. A, 4394 (2000). [3] T. Li, X. Xie, S. Gao, C. Wang, W. Cheng, X. Pan, H. Cao, J. Mol. Struct. THEOCHEM 724,125 (2005). [4] Y. Dobrogorskaya, J. Mascetti, I. Papaï, Y. Hannachi, J. Phys. Chem. A, 7932 (2005). [5] I. Papaï, Y. Hannachi, S. Gwizdala, J. Mascetti, J. Phys. Chem. A, 4181 (2002). P37 Echantillonneurs passifs pour la mesure des substances chimiques et de la toxicité associée de l’eau et des effluents industriels. C. Soulier, N. Tapie, H. Budzinski Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected] La restauration du bon état écologique et chimique des milieux aquatiques d’ici 2015, telle que demandée dans le cadre de la Directive Cadre Eau (DCE), est un énorme enjeu. Un des buts de cette Directive est d’améliorer la qualité chimique des eaux en inversant, là où cela sera nécessaire, la tendance à la dégradation des eaux souterraines et, pour les eaux de surface, en réduisant progressivement les rejets des substances répertoriées comme « prioritaires », les rejets devant même être supprimés pour les substances répertoriées comme « prioritaires dangereuses ». La DCE impose donc une surveillance de ces molécules dans les différentes masses d’eau et dans les rejets, en particulier dans les effluents industriels. Des Normes de Qualité Environnementale (NQE) ont été établies et des limites de détection pertinentes au regard de ces NQE ont été proposées pour un certain nombre de substances. Si la connaissance de la contamination des milieux aquatiques s’est améliorée ces dernières années, elle reste néanmoins parcellaire du fait de la grande "variabilité des milieux étudiés (variabilité temporelle et spatiale). De plus, la connaissance des sources reste insuffisante pour un bon contrôle et à terme une réduction des émissions. La surveillance dans les rejets devrait permettre de répondre aux exigences administratives d’autocontrôle et de maîtriser les valeurs limites d’émission (VLE) réglementaires, dans l’objectif de respecter in fine le bon état chimique dans les eaux de surface. Il est donc nécessaire de développer des méthodologies de surveillance permettant de quantifier, dans les eaux des milieux récepteurs (eaux continentales, estuaires et mer) et dans les rejets industriels, les substances prioritaires au sens de la DCE et pertinentes pour le programme national de réduction des substances. Classiquement, l'analyse des contaminants dans l’eau se fait après prélèvement d'échantillons d'eau en conditions ""ultra-propres"" (pour éviter toute contamination des échantillons au cours du prélèvement et du traitement) et la mise en œuvre de protocoles d'extraction-concentration en laboratoire. Ces techniques sont relativement longues et requièrent du personnel très qualifié. De plus, un autre inconvénient majeur est que cette approche ne donne qu'une information ponctuelle (dans l'espace et le temps) sur l'état de la contamination. Enfin, les limites de quantification, qui sont liées aux techniques analytiques et aux protocoles de traitement des échantillons, sont parfois au dessus des concentrations en substances dans les masses d'eau, ou même des concentrations correspondantes aux Valeurs Limites d’Emission ou encore aux Normes de Qualité Environnementale. L’objectif de ce projet est donc de proposer une méthode alternative de surveillance des rejets et des masses d'eau, qui améliore cette surveillance chimique, permette une meilleure prise en compte de la variabilité temporelle de la contamination et renseigne sur les risques toxiques et écotoxiques associés aux substances présentes identifiées ou non identifiées. Dans ce projet nous proposons de développer de nouveaux capteurs passifs ou d’optimiser et valider ceux qui existent déjà dans le cas d’effluents industriels. Nous proposons également de coupler les capteurs passifs à des tests de toxicité en utilisant les bioessais. Nous envisageons également de tester ces outils physico-chimiques et biologiques en laboratoire et de les valider en réalisant des expérimentations sur le terrain. P38 Etude des phénomènes de bioaccumulation / biotransformation des Hydrocarbure Aromatiques Polycycliques (HAP) par les organismes aquatiques (poissons). Relation exposition-génotoxicité. M. LE DU-LACOSTE a, H. BUDZINSKI a, B. MORIN a, F. AKCHAb, T. BURGEOTb a) Université Bordeaux 1, Institut des Sciences Moléculaires CNRS UMR 5255, 351 cours de la libération, 33400 Talence, [email protected] b) IFREMER, Département des polluants chimiques, Nantes, France Les HAP sont des composés ubiquistes de l’environnement marin du fait de leur multiplicité de sources. Considérés comme les contaminants prioritaires des écosystèmes en raison de leur activité cancérigène et mutagène, la toxicité des HAP résulte de leur biotransformation en métabolites réactifs (principalement des composés hydroxylés chez les poissons). L’objectif de ce travail est d’évaluer l’exposition des poissons aux HAP en déterminant la teneur en métabolites des HAP. Il vise également à mettre en œuvre une stratégie intégrant les compétences chimiques et biologiques afin de comprendre les mécanismes de génotoxicité de ces contaminants. Un protocole analytique a été développé permettant de la détermination et la quantification des certains métabolites hydroxylés dans les fluides biologiques (bile) de poisson. La validation de l’outil analytique s’est effectuée à partir d’expérimentations en laboratoire sur le turbot (Scophtalmus maximus). Une étude sur le terrain a ensuite permis de corroborer les résultats obtenus in vitro. P39 ”Unimolecular dissociations: recent approaches from the quasi-classical perspective” Maykel L. Gonzalez-Martineza,b, Laurent Bonnetb, Pascal Larregarayb, Jean-Claude Rayezb and Jesus Rubayo Soneiraa a Departamento de Física General, Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, Habana 6163, Cuba b Institut des Sciences Moléculaires, Université Bordeaux 1, 351 Cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France ABSTRACT Studies on molecular dynamics aim at understanding chemical reactions and inelastic collisions at the atomic scale. Most processes considered up to now involve three or four atoms, on purpose, for it allows both accurate measurements and theoretical descriptions of the observables from first principles. Additionally, planetary atmospheres and interstellar clouds are mainly made of small species which dynamics should be understood. Nowadays, however, much of molecular science is polarized on larger systems, like nano-objects or molecules of biological interest, and the natural trend in molecular reaction dynamics is also to move towards increasing complexity. For these systems, the complexity of fully-quantum and hybrid quantum/classical approaches eventually turn calculations prohibitively expensive. A popular alternative is the quasi-classical trajectory method (QCTM). It is intuitive, relatively easy to implement, much less time consuming than quantum approaches and therefore, quite appealing for studying polyatomic processes. The price to pay is obviously a loss in accuracy as purely quantum effects are obviously neglected. In this talk, we will present recent theoretical advances which add to the applicability of the QCTM, with emphasis in the study of unimolecular product-state distributions [1-4]. Various results for weakly and conventionally bounded triatomic systems will be discussed. Extension to larger polyatomic molecules, its possible difficulties and solutions, will be briefly sketched. REFERENCES [1] M. L. González-Martínez, J. Rubayo-Soneira and K. C. Janda Phys. Chem. Chem. Phys. 8, 4550 (2006) [2] M. L. González-Martínez, L. Bonnet, P. Larrégaray and J. -C. Rayez J. Chem. Phys. 126, 041102 (2007) [3] M. L. González-Martínez, W. Arberlo-González, J. Rubayo-Soneira, L. Bonnet and J. -C. Rayez Chem. Phys. Lett. 463, 65 (2008) [4] M. L. González-Martínez, L. Bonnet, P. Larrégaray, J. -C. Rayez and J. Rubayo-Soneira submitted for publication to J. Chem. Phys. (2008) P40 Theoretical Study of the minor Channel forming HNO3 in the HO2 + NO reaction Marie Thérèse Rayez and Jean Claude Rayez Université Bordeaux1, Institut des Sciences Moléculaires, CNRS/UMR5255, 351 cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France ([email protected]) The reaction HO2 + NO → OH + NO2 (1a) plays a key role in controlling the interconversion between OH and HO2 radicals in the troposphere. This reaction is also a major source of tropospheric ozone through the conversion of NO to NO2 followed by NO2 photolysis. The observation of a minor channel (1b) forming nitric acid in the reaction channel HO2 + NO → HNO3 (1b), has been reported by Butkovskaya et al (2005). This minor production of HNO3 has been shown by these authors to be favoured by temperature decrease, pressure increase and the presence of water vapour (Butkovskaya et al – 2007) The mechanism of the titled reaction has been investigated using electronic quantum chemistry coupled to statistical RRKM-type calculations. The first step is the formation of the HOONO cis and trans complexes which can decompose (channel 1a) or isomerise to HNO3 (channel 1b). We have demonstrated that the formation of HNO3 can also occur through a second path along the decomposition channel thanks to the presence of a loose intermediate. Calculations also show that the addition of H2O molecules makes the transition states governing the HNO3 formation more accessible suggesting an explanation for the experimental increase of HNO3 formation in the presence of water vapour. This study allows us to suggest a mechanism which agrees with the experimental results described above. Butkovskaya, N. ; Kukui, A. ; Pouvesle, N. ; Le Bras, G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 6509 Butkovskaya, N. ; Kukui, A. ; Le Bras, G. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 9047 P41 Atomistic modelling of soot particles and of their interaction with surrounding molecules J. C. Rayez, M. T. Rayez (a), B. Collignon, S. Picaud and P. N. M. Hoang (b) a) ISM – UMR 5255 CNRS / Université Bordeaux 1, F – 33405 Talence Cedex, France ([email protected]) b) Institut UTINAM – UMR 6213 CNRS / Université de Franche-Comté, F- 25030 Besançon Cedex, France ([email protected]) Nowadays, understanding the aviation’s impact on radiative forcing, climate change, air quality and human health is a challenging task of great importance. In spite of the efforts undertaken to date by the scientific community, there is a lack of knowledge about the structure, the morphology, the composition, and the physico-chemical properties of aircraft engine soot that are released in the atmosphere. We present here a modelling study of the soot particles and of their interaction with water and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). This work may lead to a better understanding, at the molecular level, of the role of the soot structural and chemical characteristics on water condensation and on the ability of these particles to act as condensation clouds nuclei. It may also lead to a better understanding of the chemical reactivity at the surface of these soot particles and thus on how soot may influence the atmospheric chemistry. Molecular dynamic simulations are used to study the adsorption of water molecules on partially oxidized graphite containing COOH and OH sites. More specifically, the competition between the OH and COOH sites with respect to water adsorption is characterized at three different temperatures (200, 250 and 300K). The simulations show a strong preferential clustering of water molecules around the COOH sites irrespective of the temperature. In fact water molecules can be trapped by the OH sites only when the temperature is sufficiently low, or when the local density of OH sites is sufficiently high. These results give insights into the water adsorption mechanisms on oxidized graphite surfaces constituting black carbons or soot particles by aircraft. Soot particles are also suspected to modify the atmospheric chemistry by providing surfaces for heterogeneous reactions. However, because ab initio calculations on such large systems are not realistic, we have developed mixed classical/semi-empirical calculations (hereafter called the SE-D method) to characterize the oxidation by OH of PAHs on small graphite cluster modelling soot surfaces. [1] S. Hamad, J.A. Mejias, S. Lago, S. Picaud, and P.N.M. Hoang, J. Phys. Chem. B 108 (2004) 5405 [2] S. Picaud, P.N.M. Hoang, S. Hamad, and J.A. Mejias, J. Phys. Chem. B 108 (2004) 5410 [3] B. Collignon, P.N.M. Hoang, S. Picaud, and J.C. Rayez, Chem. Phys. Lett. 406 (2005) 431. [4] B. Collignon, P.N.M. Hoang, S. Picaud, and J.C. Rayez, Comp. Lett. 1 (2005) [5] S. Picaud, B. Collignon, P.N.M. Hoang, and J.C. Rayez, J. Phys. Chem. B 110 (2006) 8398. [6] B. Collignon, P.N.M. Hoang, S. Picaud, D. Liotard, M.T. Rayez, and J.C. Rayez, J. Mol. Struct. Theochem 772 (2006) 1. [7] S. Picaud, B. Collignon, P.N.M. Hoang, and J.C. Rayez, Phys. Chem. Chem. Phys. (2008) submitted.