Faculté des arts et des sciences – Département de chimie – Thèses et mémoires
URI permanent de cette collectionhttps://hdl.handle.net/1866/2977
Cette collection présente les thèses et mémoires des étudiant.e.s du Département de chimie de l'Université de Montréal.
1990 - : Couverture exhaustive (quelques titres manquants)
avant 1990 : Période non couverte ou couverture partielle
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Item Accès libre Synthèse biocatalytique de macrolactonesGuerrero-Morales, Javier; Collins, Shawn (2024-08)Les macrocycles sont une classe de macromolécules d’une grande importance qui possèdent de nombreuses applications dans le domaine pharmaceutique, de la parfumerie et bien d’autres. Parmi ces composés, on retrouve les macrolactones, soit des macrocycles ayant une fonctionnalité ester dans la chaîne du cycle. Les méthodes établies pour la synthèse de ces composés utilisent des réactifs en quantité stœchiométrique et génèrent des déchets toxiques qui peuvent d’ailleurs rendre les purifications difficiles. Dans le but de développer des processus chimiques plus verts, le but de cette thèse est d’appliquer la biocatalyse, soit l’utilisation d’enzyme, pour la synthèse de macrolactones. D’abord, dans le chapitre 3, la résolution cinétique dynamique sera utilisée sur des macrolactones possédant un alcool secondaire. Celle-ci est une méthode permettant de faire réagir uniquement un énantiomère dans un mélange racémique sur des alcools secondaires, tout en constamment racémisant le substrat de départ. C’est en combinant le catalyseur de racémisation de Shvo à base de ruthénium avec la lipase CALB sur support solide qu’il a été possible de synthétiser 12 macrolactones avec des rendements allant jusqu’à 81 % avec des excès énantiomériques supérieurs à 99 %. Cette approche a été appliquée à la formation d’un macrodiolide qui a été par la suite converti au produit naturel (R)-(R)-pyrénophorine. Ensuite, dans le chapitre 5, une comparaison entre des méthodes stœchiométriques et la biocatalyse pour la synthèse de macrolactone a été conduite. Cette étude a été évaluée sur 20 macrolactones avec des tailles, des types d'anneaux (cyclophanes, macrolactones, macrodiolides) et des caractéristiques structurelles chirales (chiralité planaire et alcools secondaires) différentes. Les données démontrent que de tous les protocoles examinés, la méthode biocatalytique était supérieure, offrant les rendements moyens les plus élevés dans toutes classes de macrocycles étudiées. Puis, dans le chapitre 7, une nouvelle approche utilisant la biocatalyse pour la synthèse d’éthers diaryliques macrocycliques chiraux sera introduite. Ces composés peuvent contenir de la chiralité axiale lorsque des substituants sont introduits sur les cycles aromatiques en position ortho. L'étude, toujours en cours, démontre la nécessité de grands ponts ansa et de substituants aromatiques volumineux pour assurer la rigidité structurelle.Item Accès libre Développement et conception de systèmes biocatalytiques en flux continu en utilisant l'enzyme cytochrome P450 BM3 pour la biosynthèseFendri, Ali; Pelletier, Joelle (2024-08)Cette thèse vise à développer des perspectives pour l'applicabilité de l'enzyme de type oxydoréductase cytochrome P450 BM3 pour la synthèse de molécules à haute valeur ajoutée. Cette enzyme est prisée pour sa sélectivité lors d’étapes d’oxydation en synthèse de molécules pharmaceutiques et de chimie fine. Toutefois, cinq défis majeurs limitent actuellement son application industrielle : la dépendance coûteuse au cofacteur Nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH), la faible stabilité de l'enzyme, la limitation en oxygène dissous dans la phase aqueuse, la production indésirable de peroxyde d'hydrogène et la solubilité limitée des substrats en phase aqueuse. Pour surmonter ces défis, trois bioréacteurs enzymatiques en flux continu innovants ont été conçus et évalués. Le premier est un photo-bioréacteur à lit fixe de forme plate, qui s’adresse aux défis de stabilité enzymatique, de coût du NADPH et de solubilité des substrats grâce à l'immobilisation de l'enzyme et à l'utilisation d'un donneur d'électrons sacrificiel couplé à un photosensibilisateur. Le deuxième réacteur est un bioréacteur à lit fluidisé cylindrique vertical, qui s’adresse à la stabilité enzymatique, à la limitation en oxygène dissous, à la production de peroxyde d'hydrogène et à la solubilité des substrats via un système triphasique avec recyclage enzymatique du NADPH et décomposition enzymatique du peroxyde d’hydrogène. Finalement, le troisième réacteur combine les avantages des deux premiers réacteurs, intégrant un module d'éclairage pour la photo-activation et une configuration à lit fluidisé pour une catalyse enzymatique optimale. Les résultats démontrent une amélioration significative de l'efficacité catalytique et de la stabilité opérationnelle du P450 BM3 dans ces systèmes innovants. Cette thèse ouvre de nouvelles perspectives pour l'utilisation du P450 BM3 dans des applications industrielles variées grâce à une approche multidisciplinaire combinant biologie, chimie et génie des procédés.Item Accès libre Développement d'une librairie de nanoantennes fluorescentes pour l'étude des changements conformationnels des protéinesMorville, Ly-Ann; Vallée-Bélisle, Alexis (2025-03)La fonction d’une protéine est directement liée à sa conformation tridimensionnelle, soit l’orientation des structures indépendantes qui la composent dans l’espace. La conformation d’une protéine distingue ses formes actives de celles inactives et dicte ses interactions avec l’environnement. Détecter les changements conformationnels des protéines est alors essentiel pour comprendre leurs fonctions et concevoir des ligands qui en moduleront l’activité : un principe fondamental dans la découverte de médicaments. La conception rationnelle de médicaments est principalement réalisée au site orthostérique de la cible protéique, soit l’endroit où se lient leurs ligands naturels. Au vu de l’homologie entre les sites actifs des protéines d’une même famille et de la concurrence avec les ligands naturels, les médicaments agissant sur le site orthostérique ont souvent une sélectivité et une spécificité réduites, ce qui peut engendrer des réponses physiologiques indésirables. Les modulateurs allostériques, une classe plus récente de médicaments liant la protéine cible à un site distant du substrat, ont démontré leur capacité à moduler l’activité des protéines « undruggable ». Ils restent peu accessibles dû au manque d’information structurelle sur ceux-ci, ce qui illustre la nécessité de sondes pouvant suivre les changements conformationnels. Récemment, le laboratoire du Pr. Vallée-Bélisle a rapporté une nouvelle approche permettant d’étudier les changements conformationnels des protéines (Nat. Methods 2022). Une nanoantenne, soit une séquence d’ADN ou de polyéthylène glycol (PEG) contenant un fluorophore est ancrée à proximité d’une protéine d’intérêt, ce qui permet d’en sonder la surface et ainsi la conformation. L’universalité de cette méthode est toutefois réduite par la stratégie actuelle d'attachement à l'aide d’une plateforme biotine-streptavidine qui peut nuire à la détection des changements conformationnels par encombrement stérique ou simplement les modifier. Pour des applications à haut débit de type « omiques », il devient nécessaire de développer une nouvelle génération de nanoantennes qui pourraient être directement attachées aux protéines. Conjuguer nos nanoantennes plutôt à un groupement d'acide nitrilotriacétique (NTA) permettrait une fixation réversible et directe aux protéines marquées à la polyhistidine (His6-tag), une étiquette largement utilisée pour la purification des protéines recombinantes. Nous avons donc confectionné une librairie de composition variée (p. ex., fluorophore, longueur, flexibilité, etc.) dont la combinaison des signaux pourrait servir comme un « code barre » moléculaire spécifique à un changement conformationnel précis de la protéine. À l’aide du modèle simple de la protéine hFc, soit le fragment cristallisable d’un anticorps humain, nous avons confirmé que les NTA de nos nanoantennes lient avec une haute affinité le His6-tag des protéines. Ensuite, nous avons étudié l’interaction de la protéine A bactérienne avec hFc par un essai de criblage avec notre librairie de soixante-dix-sept nanoantennes. Quatre nanoantennes ont été déterminées les plus sensibles à la liaison de la protéine A sur hFc, encourageant le développement d’essais pour l’identification d’inhibiteurs potentiels de cette interaction responsable de la résistance bactérienne de Staphylococcus aureus. Ce projet est unique puisqu’il ouvre la porte à la découverte de ligands pour des protéines difficiles à cibler avec les méthodes conventionnelles. Ce changement de paradigme est plus que bienvenu dans l’univers pharmaceutique où le grand potentiel des modulateurs allostériques est reconnu depuis longtemps. Nos sondes pourraient aussi servir à l’étude des mauvais repliements des protéines impliquées dans les maladies dites conformationnelles comme l’Alzheimer ou le Parkinson.Item Accès libre Développement d’outils plasmoniques pour l’analyse de molécules biologiques en milieu aqueuxCharron, Benjamin; Masson, Jean-François (2025-02)Malgré son importance dans la régulation du climat et comme habitat de nombreuses espèces, l’océan Arctique reste peu étudié et les technologies pouvant être utilisées afin d’accomplir des analyses sur place sont limitées. La spectroscopie Raman exaltée par les surfaces (SERS) en mode dynamique possède un grand potentiel afin d’étudier les changements moléculaires dans l’océan en temps réel, ce qui la rend un choix judicieux pour la conception d’un instrument autonome destiné à opérer sur le terrain. L’objectif de cette thèse est, par le développement d’outils plasmoniques, de bâtir une fondation sur laquelle le SERS dynamique pourra devenir utile pour des mesures autonomes en milieu environnemental. Dans un premier temps, différents substrats SERS ont été étudiés et optimisés afin de maximiser l’exaltation Raman tout en conservant une bande plasmonique pouvant être utilisée avec une gamme de sources d’excitation. Un substrat de nanodisques en maille hexagonale a été utilisé dans une étude préliminaire, permettant de démontrer que la composition métallique du substrat pouvait être changée afin d’obtenir une plus grande exaltation Raman, sans changer sa fréquence d’excitation, à condition que sa surface en contact avec le milieu d’analyse conserve la même composition. Un substrat de polymère stressé fut ensuite employé afin de froisser un film métallique, formant des ondulations pouvant exalter le signal Raman. Ce substrat, contrairement au précédent, peut être fabriqué avec des instruments beaucoup plus simples, beaucoup plus facilement, par un personnel sans qualification avancée et pour une fraction du prix. Les connaissances obtenues par l’étude des substrats de nanodisques furent appliquées à cette surface et combinées avec d’autres stratégies afin d’augmenter 1600 fois plus l’exaltation Raman. Une composition mixte d’or et d’argent fût appliquée au film métallique, qui fut ensuite couplé à des nanoparticules d’or et fripé par l’intermédiaire du polymère stressé, formant un puissant substrat SERS. Dans un second temps, l’effet d’une matrice biologique sur la dynamique des molécules biologiques fut étudié. Cette étude avait pour but de mieux comprendre les facteurs influençant un analyte en solution alors que ce dernier s’adsorbe et désorbe d’une surface plasmonique. Ces connaissances serviront à faire des choix plus éclairés dans les matrices et les constituants à utiliser pour former une matrice artificielle contrôlée dans les phases préliminaires du développement d’essais biologiques. Un couple modèle d’anticorps/antigène fut sélectionné et investigué avec une matrice artificielle faite avec de l’albumine humaine ou bovine comme substitut protéique. Les résultats de ces matrices furent ensuite comparés avec du sérum bovin ou humain. Les résultats montrent une différence drastique de sensibilité entre les tests en présence de l’une ou l’autre des protéines, qui se maintiennent dans les essais avec du sérum. La source de cette différence fut investiguée en échangeant la position des protéines du couple modèle et en les orientant sur la surface à l’aide de protéine G. Ces deux méthodes ne permirent pas d’identifier la cause définitive de la différence de sensibilité des essais. Ces essais soulignèrent l’importance du choix des constituants d’une matrice artificielle afin de conserver une bonne représentation de la matrice finale dans lequel l’essai biologique sera porté. Un second couple d’anticorps/antigène fut utilisé avec les différentes matrices. Ce dernier couple montra un comportement inverse du premier, ce qui permit de souligner que les interactions entre la matrice et l’analyte en solution sont fortement dépendantes de l’analyte à l’étude, nécessitant l’identification de l’effet de matrice tôt dans le développement.Item Accès libre Identification d’une cible mitochondriale des biguanides impliquée dans la plasticité métabolique du cancer du pancréasLefrançois, Guillaume; Schmitzer, Andreea-Ruxandra ; Ferbeyre, Gerardo (2025-02)La découverte de cibles thérapeutiques sûres et efficaces contre le cancer demeure un défi majeur en recherche biomédicale. Les thérapies ciblant le complexe I de la chaîne respiratoire mitochondriale ont récemment suscité un intérêt croissant en raison de leur capacité à perturber le métabolisme énergétique des cellules tumorales. Cependant, des récents inhibiteurs puissants du complexe I ont été limités par des toxicités sévères, soulevant des inquiétudes quant à leur utilisation clinique. Les mitochondries jouent un rôle essentiel non seulement dans les cellules cancéreuses mais aussi dans les cellules saines, rendant crucial le développement d’alternatives plus sûres. La metformine, bien connue pour son utilisation dans le traitement du diabète de type II, a montré une réduction de l’incidence de plusieurs cancers, notamment celui du pancréas, connu pour son faible taux de survie. Néanmoins, son efficacité thérapeutique dans les stades avancés du cancer est limitée, ce qui suggère un rôle plus préventif que curatif. Les mécanismes anticancéreux des biguanides médicinaux, tels que la metformine et la phenformine, ne sont que partiellement compris, mais des preuves indiquent que le métabolisme énergétique est central à leur action. Dans ce contexte, l’étude approfondie des biguanides comme inhibiteurs modérés de la chaîne respiratoire mitochondriale apparaît comme une stratégie prometteuse. En utilisant une sonde biologique, inspirée de la structure de la metformine, nous avons identifié et caractérisé la sous-unité e de la F1Fo-ATP synthase (ATP5I) comme une nouvelle cible antinéoplasique potentielle des biguanides, une interaction directe jusqu’ici non documentée. Parallèlement à l’étude de cette interaction, nous avons utilisé la technologie CRISPR-Cas9 pour supprimer ATP5I, afin de mieux comprendre ses rôles dans le métabolisme des cellules cancéreuses du pancréas. Nos résultats offrent de nouvelles perspectives sur les mécanismes anticancéreux des biguanides et ouvrent des voies prometteuses pour cibler le métabolisme mitochondrial dans le cancer. Ils soulignent également l’importance de poursuivre les recherches sur ATP5I et ses interactions au sein de la F1Fo-ATP synthase, afin de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques.Item Accès libre Quantification des fluoroquinolones, du triclosan et du triclocarban dans les eaux usées et les biosolides par SPE en ligne couplée à l’UHPLC MS/MSHassan, Zahra; Sauvé, Sébastien; Frigon, Dominic (2024-04)Les répercussions de la propagation de la résistance aux antimicrobiens (RAM) sont préoccupantes et requièrent une mobilisation mondiale coordonnée et urgente. L’utilisation de biosolides contaminés en tant qu’engrais dans le cadre de l’économie circulaire favorise le retour des produits pharmaceutiques consommés par les humains aux sols agricoles, créant une voie de contamination connue sous le nom de « feces-to-farm » (des excréments à la ferme). Ce mémoire se concentre sur la quantification de 33 produits pharmaceutiques dans les sous-produits des stations de traitement des eaux usées (STEP) comme source potentielle de dissémination de la RAM. À cette fin, deux méthodes analytiques ont été développées, utilisant la SPE en ligne couplée à l'UHPLC-MS/MS, pour l’analyse simultanée et ciblée des 33 composées dans les eaux usées, les boues et les biosolides. Les composés ciblés comprennent 31 antibiotiques de la famille des fluoroquinolones ainsi que deux antibactériens le triclosan (TCS) et le triclocarban (TCC). Les méthodes mises au point ont été validées dans les matrices correspondantes, et leurs limites spécifiques de détection (LOD) et de quantification (LOQ) étaient jusqu'à 400 fois inférieures à celles des méthodes rapportées dans la littérature, utilisant une instrumentation similaire et visant un nombre restreint d'antibiotiques dans les deux matrices. En outre, la méthode développée pour l'analyse des échantillons d'eaux usées permet une analyse directe, sans nécessiter d'étape de préparation d’échantillon manuelle, contrairement aux techniques disponibles dans la littérature. L'extraction des échantillons de biosolides a été réalisée grâce à une extraction assistée par ultrasons (UAE). Les méthodes développées se distinguent par leur grande sensibilité, une large gamme de linéarité (de 10 ng·L⁻¹ à 5 µg·L⁻¹ et de 0,6 µg·kg⁻¹ à 1 mg·kg⁻¹), ainsi qu'une grande précision, avec des RSD inférieurs à 3 % pour la majorité des antibiotiques ciblés. Les méthodes ont été mises en œuvre avec succès pour la quantification des antimicrobiens ciblés dans des échantillons de biosolides ainsi que dans des échantillons d'eaux usées d’influents d’effluents, provenant de 12 STEPs situées dans 6 provinces canadiennes. Les résultats révèlent la présence d'antibiotiques FQs, ainsi que les agents antibactériens TCS et TCC dans l'ensemble des échantillons analysés. Les concentrations observées dans les biosolides variaient de 0,96 μg·kg⁻¹ à 4,4 mg·kg⁻¹ pour les FQs, de 1,9 à 10 mg·kg⁻¹ pour le TCS, et de 3,4 à 1,3 mg·kg⁻¹ pour le TCC. En revanche, les concentrations dans les échantillons d'eaux usées étaient plus faibles, allant de 12 à 73 ng·L⁻¹ pour les FQs, de 4 à 35 ng·L⁻¹ pour le TCS et de 24 à 44 ng·L⁻¹ pour le TCC.Item Accès libre Development of new methods for the synthesis of pentafluorosulfanyl (SF5)-substituted compoundsPeyrical, Lauriane C.; Charette, André (2024-08)Parmi les groupements fluorés émergents, le pentafluorosulfanyle (SF5) a suscité un intérêt considérable au cours des dernières décennies en raison de ses propriétés remarquables. Des applications de cette fonctionnalité ont été rapportées dans divers domaines, tels que la chimie médicinale et les matériaux. Néanmoins, l'introduction du groupe SF5 dans les composés organiques demeure un défi significatif, nécessitant généralement des conditions de réaction difficiles. La recherche exposée dans cette thèse décrit nos efforts pour développer de nouvelles méthodes pour la synthèse de composés pentafluorosulfanylés. Pour accéder à des cyclopropanes pentafluorosulfanylés, une cyclopropanation intramoléculaire de cyanodiazoacétates catalysée par le rhodium a été mise au point, générant des γ-lactones fusionnées avec des cyclopropanes substitués par les groupes CF3 et SF5 avec un très bon rendement. De plus, des recherches ont été menées concernant la synthèse de cyclopropanes pentafluorosulfanylés via fluoration oxydative de disulfures de dicyclopropyle. En parallèle, la conception et la synthèse de nouveaux réactifs de transfert de SF5 ont été explorées. Les difficultés rencontrées nous ont incités à développer une méthode pour la synthèse en flux continu du chloropentafluorure de soufre (SF5Cl), principal réactif utilisé à ce jour pour la synthèse de composés pentafluorosulfanylés. Un réacteur sur mesure a été conçu pour l’agitation de solides, permettant la synthèse rapide, sûre et très efficace du SF5Cl, qui peut ensuite réagir de manière télescopée avec des alcynes dans des réactions d'addition radicalaire. Des pyrazoles pentafluorosulfanylées ont également été synthétisées par cycloadditions 1,3-dipolaire d'alcynes pentafluorosulfanylés avec des composés diazoïques non stabilisés. D’autre part, des recherches préliminaires sur la synthèse et la réactivité d'un azoture de vinyle pentafluorosulfanylé ont mis en lumière la formation d'une céténimine pentafluorosulfanylée avec une réactivité polyvalente prometteuse.Item Accès libre Excitation de non-métaux dans des plasmas micro-ondes générés par propagation d'ondes de surfaceLecomte, Christiane; Hubert, Joseph (1990)Item Accès libre Couplage de la spectroscopie d'émission atomique à plasma avec un spectromètre à transformée de FourierValade, Robert; Hubert, Joseph (1990)Item Accès libre L'effet de la taille de l'anion sur la solubilité des sels alcalins dans le poly(oxyéthylène)Vallée, Alain; Prud'Homme, Jacques (1989)Item Accès libre Emploi du détecteur à capture électronique et du plasma à micro-ondes en chromatographie en phase gazeuse pour l'analyse de produits organochlorésGélinas, Chantal; Hubert, Joseph (1990)Item Accès libre Introduction des corrections relativistes dans la méthode de la densité de spin locale avec combinaison linéaire d'orbitales de type gaussienWilkin, Alain; Salahub, Dennis (1989)Item Accès libre Étude de la structure de dibenzamido-alcanes substitués par spectroscopie infrarouge et par résonance magnétique nucléaireForest, Hélène; Brisse, François (1990)Item Accès libre Agrégation moléculaire des dipyridones par la complémentarité structurelle d'un ensemble de ponts hydrogèneGallant, Michel; Wuest, James D. (1990)Item Accès libre Item Accès libre Nouvel auxiliaire chiral pour l'addition nucléophile sur les ℓ-alcoxycétonesAbdel Fattah, Benslimane; Charette, André (1994)Item Accès libre Design and synthesis of novel antitumor agents related to cis-platinumWang, Jianguo; Hanessian, Stephen (1992)Item Accès libre Excitation de non-métaux dans des plasmas d'onde de surface d'hélium et de mélanges hélium-gaz dopantsBordeleau, Sylvain; Hubert, Joseph (1993)Item Accès libre Recherche de groupes protecteurs assistée par ordinateurLéveillé, Daniel; Hanessian, Stephen (1992)Item Accès libre Étude d'un détecteur à plasma micro-ondes pour la spéciation des organostanniques par chromatographie avec fluide supercritiqueJalbert, Jocelyn; Hubert, Joseph (1992)