SAAFA-76-MRRRCH
Condensation de di-ester d’acide L-glutamique avec chlorure d’acides palmitique
Généralités
Les lipides : Les lipoamino acides appartenant à la classe des lipides. Sont des composés présents dans le monde vivant, mais aussi constitutifs des protéines et des glucides, leur importance dans la lipidomique a été déterminante ces dernières années. Ils comportent des composés divers et variés structurellement, et de par leurs fonctions fondamentales, comme éléments structuraux des membranes cellulaires, sources d’énergie cellulaire. ➢Définition Aucune définition des lipides n’a été, à ce jour, adoptée par les instances internationales. Les lipides ont longtemps été définis comme des molécules insolubles dans l’eau, mais solubles dans les solvants organiques(72,73,74) . Ces caractéristiques s’appliquent à de nombreuses molécules différentes par leurs structures ou leurs fonctions biologiques. En 2005, Fahty et al.(75)Ont proposé la définition suivante : « petites molécules hydrophobes ou amphiphiles ayant pour origine totale ou partielle des thioesters de carbanion (acides gras, glycérides, glycérophospholipides, sphingolipides, glycolipides, et polycétides) et/ou de condensations de carbocations issus d’unités d’isoprène (prénols, sterols.) ». ➢ Classification. La classification des lipides est un sujet complexe se heurtant à la difficulté de définir des critères objectifs permettant de distinguer les lipides des autres classes de molécules organiques. L’IUPAC( 76 ) a publié en 1994 une classification excluant lecholestérol, appartenant aux terpénoïdes bien que le cholestérol soit indiscutablement de nature lipidique pour la majorité des biochimistes(77) . Avec l’émergence de la lipidomique, le comité international de classification et de nomenclature des lipides, sous l’égide de LIPID MAPS (Lipid Metabolites and Pathways Strategy) a dévéloppé et mis en place en 2005, une classification fondée sur les principes chimiques et biochimiques dans un cadre conçu pour être extensible afin d’être compatible avec la technologie informatique(78) . Les lipides sont ainsi divisés en 8 catégories, (Tableau 1) organisées en classes et sous-classes, chaque composé étant identifié par un code à 12 chiffres
Classe des acides gras et de leurs dérivés (FA01)
Ils constituent la classe la plus importante des lipides, ils se caractérisent par des séries répétées de groupes méthylène caractérisant leur caractère hydrophobe. Ce groupe comporte plus de 14 sous classes La première classe comprend les acides gras linéaires saturés, leurs variantes sont substituées par un ou plusieurs méthyles et englobent des acides gras complexes branchés comme les acides mycoliques. Dans un acide gras branché, la plus longue chaîne carbonée définit la longueur de la chaîne. Un nombre considérable de variations de la structure de base existent dans le monde vivant(80),(81) avec des acides gras porteurs d’une ou plusieurs doubles liaisons, voire triple. Des hétéroatomes (82) peuvent être présents dans certaines sous-classes. Des acides gras cycliques de 3 à 6 atomes de carbones ou avec un hétérocycle contenant de l’oxygène ou de l’azote existent aussi ((83),(84)) . Les autres classes d’acides gras, sont désignées par le nombre de carbones présents dans leurs précurseurs. 1.2. Classe des octadécanoïdes (FA02). Ces composés oxygénés dérivent d’acides gras en C18. Les acides jasmoniques de cette sousclasse sont des phytohormones impliquées dans la croissance, le développement et la défense des végétaux(85),(86) . 1.3. Classes des ecosanoïdes (FA03). Les ecosanoïdes, tels que les protaglandines, les thromboxanes et les résolvines(87) , sont issus de l’acide eicosapentaénoïque à 20 carbones (EPA), et présents uniquement chez les vertébrés et les invertébrés. Ce sont des médiateurs des processus inflammatoires, de la réponse immunitaire, de la neurotransmission et de certaines pathologies Le potentiel des acides aminés et des dérivés d’huiles végétales comme matières premières pour la préparation de lipoaminoacides est connu depuis leur découverte. La combinaison d’acides aminés polaires avec des peptides et des composés à longue chaîne non polaire pour construire la structure amphiphile a permis de produire des molécules tensioactives. Les 20 acides aminés naturels sont regroupés en fonction de la nature de leur chaîne latérale : apolaire neutre (alanine, phénylalanine, leucine, isoleucine, proline, méthionine, valine, tryptophane…), polaire basique (arginine, lysine, histidine), et polaire acide (acide glutamique et acide aspartique). La partie lipidique des lipoaminoacides est composée d’une ou de plusieurs chaines d’acides gras en C4, C8, C10, C12, C16. De part la multifonctionnalité des acides aminés, la chaîne lipophile peut être greffée selon diverses modalités (acylation, estérification, alkylation, amidation). Ils présentent, dans tous les cas, une biodégradabilité élevée, avec une faible toxicité, une faible écotoxicité. Les propriétés de solubilité dans l’eau et d’auto-agrégation ont été directement associées avec la structure chimique de la molécule ; seul les LAA cationiques présentent une activité microbiologique(166) . Les objectifs majeurs des études sur les LAA concernent la nature et la structure des différentes molécules impliquées dans une activité biologique donnée. Cela permettra de comprendre leurs interactions et/ou leurs réactivités ayant conduit à l’activité biologique et surtout de concevoirdes produits pour mieux contrôler leur fonctionnement. Cette démarche doit conduire à de nouveaux médicaments et produits phytosanitaires, ainsi qu’à de nouveaux catalyseurs et matériaux biologiques ou chimiques inspirés du vivant. 1. La lipidomique: Elle constitue un besoin croissant de détermination de structures de lipides et analogues lors d’analyses de mélanges complexes. Le concept de métabolome fait référence à l’ensemble des métabolites contenus dans un système biologique donné : organisme, type cellulaire ou fluide biologique tel que l’urine ou le plasma(167) . Les métabolites sont des composés impliqués dans les processus métaboliques : substrats, produits ou cofacteurs de réactions enzymatiques ou simplement chimiques(168) . Le terme métabolite inclut par conséquent toutes les molécules de faibles masses moléculaires (en général
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Table des matières
Remerciements
LISTE DES ABREVIATIONS Table des matières
Table des figures :
Table des tableaux
Tables des Schéma :
Introduction générale
ChapitreI : Etude bibliographique
I. Généralités
I.1. Les lipides
Définition
I.2.Les différentes clases des lipides.
1. La catégorie des Acides gras (FA).
1.1. Classe des acides gras et de leurs dérivés (FA01
1.2. Classe des octadécanoïdes (FA02
1.3. Classes des ecosanoïdes (FA03).
1.4. Les docosanoïdes (FA04
1.5. Les autres classes des acides gras.
– Les alcools gras (FA05
– Les aldéhydes gras(FA06)
– Les esters gras(FA07)
– les amides gras (F08).
Les sous-classes, F0801, F0802 dérivant de la sphingosine sont les constituants majeurs de la
cornée, indispensables à la régulation des fonctions de protection de la peau
-Les nitriles gras (FA09).
– Les éthers gras (FA010
– Leshydrocarbures (FA011).
2. La Catégorie des Glycérolipides (GL).
3. La catégorie des Glycérophospholipides (GP
4. La catégorie des Sphingolipides (SP
5. Catégorie des stérols (ST).
6. Catégorie des prénols (PR
7. La catégorie des saccharolipides (SL
8. Les polycétides (PK).
II. Les lipoamino-acides (LAAs).
1. La lipidomique2. Métabolites et métabolome.
3. L’origine biologique des lipo-amino-acides (LAAs).
III. Rôle des LAAs en biologie.
IV. Le choix de la conception des molécules à propriétés neuroprotectrices.
Introduction.
V.L’étude structurale des lipo-aminoacides en spectrométrie de masse
VI. L’évolution de la spectrométrie de masse à travers les modes d’ionisation.
1. Méthodes de spectrométrie de masse par introduction directe
2. Méthodes de spectrométrie de masse couplées à des méthodes séparatives
2.1. La chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse
2.2 La chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse
A. Chromatographie liquide conventionnelle (LC).
B. Chromatographie liquide ultra-haute pression (UHPLC).
3. L’électrophorèse capillaire couplée à la spectrométrie de masse.
Chapitre II : Résultat et discussion
Partie I :
Synthèse des lipo-aminoacides :
Introduction
I. Méthodes de synthèse des lipoaminoacides
1. Synthèse des lipoaminoacides -Acylation :
2. La synthèse des esters éthyliques d’acides aminés
3. Condensation du chlorure d’acides gras avec des esters d’acide L-aspartique et L-Glutamiques :
3.1. Condensation du chlorure de palmitoyle avec de l’acide L-aspartique-β-methyl-ester
3.2. Condensation du chlorure de palmitoyle et de l’acide L-glutamique -γ-methyl-ester (261)
4. Synthèses des N-Alkyl-
1, 2,4-oxadiazolidine-3,5-diones, et N-Alky
l-1,2,4-oxadiazinane-3,6-dione
II.1. Synthèse des produits de départ :
1.1Estérification de l’acide L-Arginine
1.2. Monoestérification de l’acide L-aspartique :
Protocole II
1.3. Mono estérification de l’acide L-glutamique
Premier protocole
1.4. Diestérification des acides L-aspartique et L-glutamique
2. Condensation du dérivé d’acides aminés avec les chlorures d’acides gras
Premier protocole
2.1. Condensation du monoester d’acide L-aspartique avec le chlorure d’acide laurique
2.2. Condensation de monoester d’acide L-aspartique avec chlorure palmitique
2.3. Condensation de monoester d’acide L-aspartique avec chlorure sttéarique :
Deuxième protocole :
2.4. Condensation de di-ester d’acide L-aspartique avec chlorure d’acides gras(C12, C16, C18
2.5. Condensation de di-ester d’acide L-glutamique avec chlorure d’acides palmitique:
2.6. Condensation de monoester d’acide L-arginine avec chlorure palmitique
2.7. Synthèses des N-Stéaryl-1,2,4-oxadiazolidine-3,5-diones et N-stéaryl-1,2,4-oxadiazinane-3,6-dione Partie II
I.Détails sur les méthodes analytiques employées : RMN, MS et MSn
1. RMN2.Spectrométrie de masse (MS).
.II. Conditions d’enregistrement des spectres de RMN
1. Etude structurale de lipoaminoacides par résonance magnétiquenucléaire (RMN)
1.2. Séquences RMN à deux dimensions (2D) utilisées
1.2.1. Suppression du signal du solvant
2.2.2.Corrélation Spectroscopie (COSY
1.2.4. Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy (NOESY)
1.2.5. Hétéronuclear Single Quantum Correlation (HSQC
2. Préparation des échantillons
III. Conditions d’enregistrement des spectres de masses et de spectres d’activations. Spectres CID
selon le mode d’activation (résonant ou non
1. Introduction.
2. Préparation des échantillons
3. modes d’ionisation
3.1 La source Electrospray (ESI)
3.2 Piégeage d’ion linéaire (Linear ion trap mass spectrometer
3.3 Orpitrap :
4. Mode d’acquisition CID : MS/MS et MSn
ChapitreIII Partie Expérimentale
1.Instrumentation MS
2.Instrumentation RMN
II. Partie expérimentale :
1. Estérification de l’acide L-Arginine
2. Estérification de l’acide l-aspartique
3. Estérification de l’acide L-glutamique
4. Diestérificaion de l’acide l-aspartique :
5. Diestérificaion de l’acide L-glutamique
6. Condensation de monoester d’acide L-aspartique avec le chlorure de l’acide laurique:
7. Condensation le monoester d’acide L-aspartique avec le chlorure de l’acide palmitique
8. Condensation le monoester d’acide L-aspartique avec le chlorure de l’acide stéarique
9. Condensation le Diester d’acide L-aspartique avec le chlorure d’acide laurique :
11. Condensation du Diester L-aspartique avec le chlorure de l’acide stearique
12. Condensation de diester L-glutamique avec du chlorure de l’acide palmitique
13. Condensation d’ester L-Arginine avec du chlorure de l’acide palmitique.
14. La synthèse de stearyl aldehyde.
15. Stearaldehyde oxime.
16. La Réduction d’Oxime.
N-octadecylhydroxylamine.
17. Ethyl [hydroxyl (octadecyl) amino carbonyl] carbamate
II.18. Ethyl 2-(3-hydroxy-3-octadecylueido) acetate
II.19. La synthèse 2-octadecyl-
1,2,4-oxadiazolidine
-3,5-dione
II.20. Octadecyl-
1,2,4-oxadiazinane-
3,6-dione
III.Conclusion
ChapitreIV Comportementenphasegazeusedeslipoaminoacidesprotonésetnonprotonés
Comportement en phase gazeuse des lipo aminoacides protonés et non protonés
I. Introduction
II. Etude analytique par la spectrométrie de masse MSn de haute résolution
1. Résultats et discussion.
2. Conclusion
II. Dissociations spécifiques d’acides aminés mono esters éthyliques de N-acyl protonées dans des
conditions d’excitation de résonance à basse énergie (MS).
1. Haute résolution spectrométrie de masse et des expériences séquentielles MSn
2. Resultats : Conclusion
CONCLUSIONGENERALE
Conclusion
Annexes
LES DIFFERENTES SOURCES D’IONISATION
Les sources basées sur l’ionisation en phase gazeuse
L’impact électronique
L’ionisation chimique
A PRESSION ATMOSPHERIQUE
L’APCI (Ionisation chimique à pression atmosphérique)
L’APPI (photoionisation à pression atmosphérique
Les sources basées sur la désorption
SOUS VIDE
Le MALDI
Désorption laser sur surfaces modifiées ou non
A PRESSION ATMOSPHERIQUE
Les sources ESI (Electrospray Ionisation)
Le DESI (Désorption- Electrospray Ionisation).
Les Differents Analyseurs
Les analyseurs à basse résolution
Les pièges à ions
Les pièges linéaires.
Les analyseurs à haute résolution
Les analyseurs à ultra haute résolution.
Le FT-ICR.
Références et bibliographies .
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