Réactivité de polyphénols du vin sous conditions oxydantes (hémisynthèse des mongolicaïnes, et d'adduits entre polyphénols et thiols odorants)

Le vin est un milieu complexe qui évolue tout au long des étapes devinification. Pour mieux appréhender ses qualités et ses défauts, de nombreuses équipesde recherche s intéressent à la compréhension de la chimie du vin. Dans ce contexte, lesujet de ce mémoire concerne l étude de l évolution chimique de certaines moléculespolyphénoliques du vin sous conditions oxydantes et/ou acides, afin d isoler et decaractériser de nouveaux composés susceptibles de se former dans le vin. Deux aspectssont examinés. Le premier concerne l oxydation de deux flavano ellagitannins, lesacutissimines A et B, formées à partir d un monomère de tannins condensés, lacatéchine, et d un ellagitannin C glucosidique, la vescalagine, extraite du bois de chênepar le vin lors de l élevage en barrique. Cette étude a permis d isoler les mongolicaïnes Aet B et deux analogues du camelliatannin G et de mettre en évidence leur formation parun mécanisme d autoxydation. Le deuxième aspect concerne l évaluation desconséquences de la présence de certains polyphénols dans le vin sur les composésthiolés odorants. Leur comportement et leur réactivité chimiques sont décrits dans desmilieux différents, avec l hémisynthèse de thio ellagitannins sous conditions acides, et laformation d adduits thio catéchols et thio pyrogallols sous conditions oxydantes,transformations chimiques pouvant occasionner la perte des odeurs et arômes du vindus aux composés thiolés odorants.The wine is a complex medium that evolves throughout the different stages ofthe wine making process. To understand both the qualities and defects of wine,numerous research team worldwide investigate the chemistry of wine. In this context,the subject of this thesis concerns the study of the chemical evolution of some winepolyphenolic molecules under oxidizing and/or acidic conditions in the aim of isolatingand characterizing new compounds likely formed in wine. Two aspects are examined.The first one is the study of the oxidation of two flavano ellagitannins, acutissimins Aand B, formed from a monomer of condensed tannins, catechin, and a C glucosidicellagitannin, vescalagin, extracted from oak wood by the wine solution during its agingin barrels. This study led to the isolation of mongolicains A and B and two analogues ofcamelliatannin G, and revealed their formation according to an autoxydationmechanism. The second aspect of this work concerns the consequences of the presencein wine of some polyphenols on wine odorous thiols. Their chemical behavior andreactivity are described in different media, with the hemisynthesis of thio ellagitanninsunder acidic conditions, and the formation of thio catechol and thio pyrogallol adductsunder oxidizing conditions, chemical transformations that could explain the loss ofodors and aromas due to wine odorous thiols.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Développement de sondes moléculaires appliquées à l'étude de la biosynthèse des flavonoïdes

Les flavonoïdes sont des substances naturelles connues pour leurs propriétés anti-inflammatoires, anti-cancéreuses ou anti-virales chez l'homme. Chez les végétaux, ils participent notamment à leur protection vis-à-vis d'organismes pathogènes. La voie de biosynthèse des flavonoïdes est l'une des plus étudiées chez les plantes et notamment chez la vigne : Vitis vinifera. Cependant, la ou les enzymes impliquées dans les dernières étapes de biosynthèse conduisant aux anthocyanes et aux proanthocyanidines restent, à ce jour, peu ou pas connues. L étude que nous proposons a pour but de concevoir des sondes moléculaires d affinité susceptibles d interagir avec une ou plusieurs enzymes impliquées dans ces dernières étapes de biosynthèse. Ces sondes, basées sur la technologie émergeante de protéomique chimique : Activity- and affininity Based Protein Profiling (ABPP), ont été validées à l aide d une enzyme modèle : la leucoanthocyanidine dioxygénase (LDOX). Elles ont ensuite été appliquées à des extraits complexes de protéines issus de Vitis vinifera.Flavonoids are natural substances known for their anti-inflammatory, anti-cancerous and anti-virals properties in humans. In plants, they are one of the molecules responsible for fighting pathogens. The flavonoid biosynthesis pathway as been greatly studied in plants, especially in that of the grapevine: Vitis vinifera. However, detailed studies of the exact function of the enzymes involved in the last steps of the biosynthesis of anthocyanins and proanthocyanidins remains largely lacking.The study that we propose is to synthesize molecular probes designed to specifically interact with enzymes involved in the last stages of flavonoids biosynthesis. Our probes, based on the emerging chemical proteomic technology, activity- and affinity based protein profiling (ABPP), were validated with a model enzyme: leucoanthocyanidin dioxygenase (LDOX). After which, they were used with complex protein mixtures from Vitis vinifera.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Hemisynthesis and Structural and Chromatic Characterization of Delphinidin 3-O-Glucoside–Vescalagin Hybrid Pigments

[EN] During red wine maturation in the presence of oak wood, reactions involving anthocyanins and ellagitannins might affect wine organoleptic properties such as color and astringency. In this work, the condensation reaction between myrtillin (delphinidin 3-O-glucoside) and vescalagin has been performed to determine the behavior of this anthocyanin in this kind of reaction and to assess the possible impact of such a reaction in wine color modulation. Two different hybrid pigments have been hemisynthetized and characterized by HPLC-DAD-MS and NMR spectroscopy. These pigments have been identified as 1-deoxyvescalagin-(1β→8)-myrtillin (major) and 1-deoxyvescalagin-(1β→6)-myrtillin (minor). The minor pigment could be formed both by the condensation reaction and by a regioisomerization process from the major pigment. Moreover, the chromatic properties of these pigments have been studied and compared to those of myrtillin. The hybrid pigments showed an important bathochromic shift (ca. 20 nm) in the maximum absorbance wavelength and lower molar absorption coefficients

Rapid Screening of Ellagitannins in Natural Sources via Targeted Reporter Ion Triggered Tandem Mass Spectrometry

Complex biomolecules present in their natural sources have been difficult to analyze using traditional analytical approaches. Ultrahigh-performance liquid chromatography (UHPLC-MS/MS) methods have the potential to enhance the discovery of a less well characterized and challenging class of biomolecules in plants, the ellagitannins. We present an approach that allows for the screening of ellagitannins by employing higher energy collision dissociation (HCD) to generate reporter ions for classification and collision-induced dissociation (CID) to generate unique fragmentation spectra for isomeric variants of previously unreported species. Ellagitannin anions efficiently form three characteristic reporter ions after HCD fragmentation that allows for the classification of unknown precursors that we call targeted reporter ion triggering (TRT). We demonstrate how a tandem HCD-CID experiment might be used to screen natural sources using UHPLC-MS/MS by application of 22 method conditions from which an optimized data-dependent acquisition (DDA) emerged. The method was verified not to yield false-positive results in complex plant matrices. We were able to identify 154 non-isomeric ellagitannins from strawberry leaves, which is 17 times higher than previously reported in the same matrix. The systematic inclusion of CID spectra for isomers of each species classified as an ellagitannin has never been possible before the development of this approach

Thermodynamic and Kinetic Properties of a New Myrtillin–Vescalagin Hybrid Pigment

[EN] During red wine maturation in contact with oak wood, C-glucosidic ellagitannins can react with anthocyanins, leading to new pigments. In this work the thermodynamic and kinetic constants of the network pH-dependent equilibrium of a new myrtillin (delphinidin 3-O-glucoside)−vescalagin hybrid pigment (1-deoxyvescalagin-(1β→8)-myrtillin) have been determined by UV−visible absorption and stopped-flow experiments and compared to those determined for myrtillin. The vescalagin substitution at the C-8′ center of myrtillin entails important variations in the pigment behavior upon pH changes. The hybrid pigment showed lower pK′a and pKa values and a much higher value of Kt. As a consequence, at moderately acidic pH values (4 < pH < 6), the percentage of the hemiketal is much lower and the quinoidal base and the (E)-chalcone represent higher percentages relative to those for myrtillin. Therefore, the hybrid pigment can provide in slightly acidic or neutral solutions an exceptionally different color compared to that of myrtillin

Synthesis and biological evaluation of hapten-clicked analogues of the antigenic peptide Melan‐A/MART‐126(27L)‐35

A click chemistry‐based approach was implemented to prepare peptidomimetics designed in silico and made from aromatic azides and a propargylated GIGI‐mimicking platform derived from the altered Melan‐A/MART‐1 26(27L)‐35 antigenic peptide ELAGIGILTV. The Cu(I)‐catalyzed Huisgen cycloaddition was carried out on solid support to generate rapidly a first series of peptidomimetics, which were evaluated for their capacity to dock at the interface between the major histocompatibility complex class‐I (MHC‐I) human leucocyte antigen (HLA)‐A2 and T‐cell receptors (TCRs). Despite being a weak HLA‐A2 ligand, one of those 11 first synthetic compounds bearing a p ‐nitrobenzyl‐triazole side‐chain was recognized by the receptor proteins of Melan‐A/MART‐1‐specific T‐cells. After modifications of the N ‐ and C ‐termini of this agonist, which was intended to enhance HLA‐A2 binding, one of the resulting 7 additional compounds triggered significant T‐cell responses. Thus, these results highlight the capacity of naturally circulating human TCRs that are specific for the native Melan‐A/MART‐1 26‐35 peptide to cross‐react with peptidomimetics bearing organic motifs structurally different from the native central amino acids

Désaromatisation de phénols en ortho-quinones monocétaliques (application à la synthèse d'alcaloïdes Amaryllidaceae de type lycorine)

Les alcaloïdes Amaryllidaceae de type lycorine sont des molécules naturelles tétracycliques ABCD polyoxygénées présentant des activités biologiques et des potentialités pharmacologiques suffisamment remarquables pour justifier les nombreux travaux de synthèse dont ils font l'objet depuis plus de trente ans. La structure polycyclique est biosynthétiquement obtenue par une réaction d'oxydation à un électron d'un précurseur diphénolique, mais de tels systèmes radicalaires manquent souvent cruellement de régiocontrôle. L'intérêt de notre équipe pour les réactions d'oxydation à deux électrons de motifs phénoliques par les iodanes-lambda3 nous a conduit à envisager la désaromatisation oxydante par le diacétoxyiodobenzène de phénols porteurs d'une unité alcoolique chirale en ortho-quinones monocétaliques chirales. Leur système diénone conjugué est ensuite exploité pour induire une double réaction d'addition nucléophile intraméoléculaire de type Michaël et provoquer la fermeture, via un processus domino ionique, des deux cycles B et D caractéristiques. Nous avons parallèlement développé une méthodologie basée sur la préparation d'ortho-quinones monocétaliques chirales à partir de phénols énantiomériquement enrichis et tenter de rationaliser leur formation par un mécanisme basé sur des intermédiaires réactionnels présentant un cycle spiro à six membres incluant un atome d'iode et sur lesquels s'effectuerait un couplage de ligands. Ces motifs cyclohexa-2,4-diénones présentent un potentiel synthétique particulièrement remarquable et offrent un vaste panel de possibilités synthétiques en chimie organique et asymétrique ainsi que l'accès à de nombreuses substances naturelles.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Développement de nouveaux iodanes chiraux (synthèse et oxydation in situ d'iodures d'aryles chiraux en iodanes pour la désaromatisation asymétrique des phénols)

Les travaux réalisés dans cette thèse concernent les efforts réalisés pour la synthèse de dérivés chiraux à base d'iode hypervalent analogues de l'acide iodoxybenzoïque, appelé IBX. Ces travaux ont permis de réaliser la synthèses de nouveaux dérivés iodés hypervalents qui ont été utilisés lors de réactions de désaromatisation de phénols énantiosélectives. Outre, les nouveaux dérivés hypervalents iodés synthétisés cette thèse a permis de mettre en avant le caractère problématique de la réaction d'oxydation de l'iode. Une alternative à ce problème a été la mise au point de méthode de génération in situ de dérivés iodés hypervalent permettant de réaliser des réactions de désaromatisation de phénols énantiosélectives.The work presented in this thesis are about the synthesis of new chiral hypervalent iodine compounds analogues of the iodoxybenzoic acid, called IBX. This work shows an access to new chiral hypervalent iodine compounds which were used in enantioselective dearomatisation of phenols. In addition to the new compounds synthesized, this thesis gives a view of the complexity of the oxidation of iodine compounds. An alternative to this problematic synthetic step is given by the development of in situ generation methodology of hypervalent iodine compounds in order to perform an enantioselectiv variant of the dearomatization reaction.BORDEAUX1-Bib.electronique (335229901) / SudocSudocFranceF

Synthèse électrochimique et réactivité d'ortho-quinones monocétaliques chirales

Les ortho-quinones monocétaliques, générées par déaromatisation oxydante de composés phénoliques, sont des synthons attractifs pour la synthèse de produits naturels. Ces composés ont la particularité de dimériser spontanément. Cependant, la présence d'un groupe acétate au niveau de la fonction cétale retarde cette dimérisation et permet ainsi l'exploitation de l'unité cyclohexa-2,4-diénone. L'introduction contrôlée d'un centre stéréogénique au niveau de la fonction cétale doit permettre le contrôle stéréochimique de différentes réactions sur l'unité cyclohexa-2,4-diénone. Afin de valider cette hypothèse, une nouvelle méthodologie de synthèse de ces ortho-quinones monocétaliques chirales a été envisagé par oxydation anodique. La spirolactonisation d'acides carboxyliques aromatiques modèles a tout d'abord été entreprise. Un effet gem-dialkyle est nécessaire pour assurer la cyclisation. Cependant, la présence d'une unité acyloxy cyclique n'empêche pas le processus de dimération et conduit à un produit de cycloaddition [4+2] puis [2+2] de façon régio- et stéréocontrôlée. Un nouveau type de substrats possédant un substituant bromé aux effets stabilisants à donc été considéré. L'oxydation anodique d'alcools phénoliques bromés chiraux a permis d'accéder de façon diastéréosélective aux composés bicétaliques. Une hydrolyse acide sélective de ces ortho-quinones bicétaliques a alors conduit à la première série d'ortho-quinones monocétaliques énantiomériquement pures. Une étude préliminaire de leur réactivité a permis de confirmer leur potentiel synthétique dans différentes transformations. Parmi les plus sélectives, l'addition nucléophile de PhMgBr a conduit à l'adduit correspondant avec un excès diastéréoisomérique de 90%.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF

Réactions de substitution nucléophile et d'oxydation des ellagitannins C-arylglycosidiques

Les ellagitannins C-arylglycosidiques constituent une famille de polyphénols présents notamment dans les bois du chêne et du châtaigner. Le vin élevé en fût en extrait les ellagitannins. Notre étude s est attachée à mieux comprendre la réactivité de la vescalagine, ellagitannin majeur du bois de cœur du chêne, envers les molécules nucléophiles du vin, ainsi que l oxydation par l air des produits de condensation formés. Les nucléophiles étudiés ici sont l oenine, le glutathion, le trans-resvératrol, et la procyanidine B2. La démarche de synthèse organique mise en œuvre a consisté en l hémisynthèse de dérivés de la vescalagine, permettant leur caractérisation précise par RMN. Un mécanisme général de substitution nucléophile stéréosélective sur la vescalagine en milieu acide a ainsi pu être mis en évidence. La vescalagine-oenine formée, de couleur violette, produit un effet bathochrome par rapport au pigment naturel du raisin. L oxydation à l air libre de l acutissimine A a ensuite montré la formation de la mongolicaïne A et d un analogue du camelliatannin G, deux composés précédemment extraits de Quercus mongolica et Camellia japonica. L oxydation des tannins complexes formés à partir des ellagitannins C-arylglycosidiques se déroule donc de la même façon au cours du vieillissement du vin en barrique et dans le métabolisme de plantes, formant deux types d unités caractéristiques, une cyclopenténone et une lactone, suivant deux mécanismes dont les étapes initiales sont communes: l oxydation suivie d une attaque nucléophile intramoléculaire du cycle galloyle I. Enfin, la mongolicaïne A et la glutathionylvescalagine ont été détectées dans un vin rouge vieilli en fût.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSudocFranceF