Développements méthodologiques pour l'analyse d'équilibres conformationnels par résonance magnétique nucléaire

Methodological developments for the analysis of conformational equilibrium by nuclear magnetic resonance spectroscopy.

• Auteur / Autrice : Ghada Aloui
• Direction : Nicolas Giraud, Soufiane Touil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 18/07/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE) en cotutelle avec Université de Carthage (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....) - Laboratoire Composés hétéro-organiques et matériaux nanostructurés (Bizerte, Tunisie)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Denis Merlet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Giraud, Soufiane Touil, Denis Merlet, Patrick Giraudeau, Mohamed Taïeb Ben Dhia, Sabine Hediger
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrick Giraudeau, Mohamed Taïeb Ben Dhia

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie de relaxation

Résonance magnétique nucléaire

Analyse conformationnelle

Mots clés libres

PSYCHE

EXSY

RMN

Equilibre conformationnel

Pure shift

PSYCHE

EXSY

NMR

Pure shift

Chemical exchange

Résumé

La résonance magnétique nucléaire est une technique de choix pour étudier la dynamique de l'échange dans des composés à portée thérapeutique. Cependant, les spectres acquis avec les méthodes 1D et 2D classiques présentent souvent des recouvrements importants, ce qui rend l'attribution de chaque espèce en échange difficile. Le développement méthodologique d'une approche pure shift permettrait donc d'améliorer la résolution de ces données. Au cours de cette thèse, nous avons effectué une série de développements méthodologiques des expériences de type EXSY dans lesquelles nous avons mis en œuvre différentes méthodes de découplage homonucléaire. En particulier, deux approches ont été testées: la méthode PSYCHE appliqué aux dimensions F1 et F2 des cartes EXSY, et la méthode Zangger-Sterk en F2. Ces approches ont toutes mené à une amélioration significative de la résolution qui nous a permis de caractériser les deux conformères s-cis/s-trans du Trandolapril. Nous avons également étudié l’intérêt de la technique d'échantillonnage non-uniforme (NUS) du signal pour réduire le temps d'analyse. Cette approche nous a permis de gagner en temps d'analyse, mais la présence d'artefacts à certaines températures suggère que d'autres développements seront encore nécessaires. Ces résultats ouvrent la voie vers une analyse plus fine du processus d’échange dans des composés présentant un spectre RMN complexe.

Nuclear magnetic resonance is a technique of choice for studying chemical exchange in therapeutic compounds. However, spectra acquired with standard 1D and 2D methods often show spectra with overlapping signals, which makes the assignment of each species difficult. Methodological development of a pure shift approach would therefore make it possible to improve the resolution of these data. During this thesis, we carried out a series of developments of the EXSY type experiments in which we implemented different homonuclear decoupling methods. Two approaches were tested: the PSYCHE method applied to the F1 and F2 dimensions of EXSY maps, and the Zangger-Sterk method in F2. These approaches all led to a significant resolution improvements allowing us to characterize the s-cis/ s-trans conformers in Trandolapril. We have also studied the interest of the non-uniform sampling (NUS) technique to reduce the analysis time. This approach allowed us to accelerate the experiment, but the presence of artifacts at various temperatures suggests that further developments will still be needed. These results pave the way for more analysis of the exchange process in compounds with complex NMR spectrum.