Conception de polymères à empreintes moléculaires pour l'extraction de principes actifs de produits naturels

Development of molecularly imprinted polymers to extract active ingredients from natural products

• Auteur / Autrice : Nathaly Henry
• Direction : Luigi A. Agrofoglio, Raphaël Delépée
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique
• Date : Soutenance le 10/05/2012
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie organique et analytique (Orléans ; 2012-....) - Institut de chimie organique et analytique (Orléans ; 2012-)
• Jury : Président / Présidente : Monique Mauzac
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luigi A. Agrofoglio, Raphaël Delépée, Monique Mauzac, Karsten Haupt, Jean-Marc Seigneuret, Didier Courtois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Monique Mauzac, Karsten Haupt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fructose

Glucosamine

Biocosmétiques

Polymères

Mots clés libres

Polymères à empreintes moléculaires

Glucosamine

Fructosazines

Eco-responsable

Cosmétique naturelle

Molecularly imprinted polymer

Glucosamine

Fructosazines

Eco-friendly

Natural cosmetic

Résumé

L'industrie cosmétique a un recours croissant aux espèces végétales comme sources de principesactifs naturels. Leur extraction nécessite des supports sélectifs tels que les polymères à empreintesmoléculaires (MIP). Les travaux de cette thèse reposent sur le développement de MIP pourl’extraction sélective de la glucosamine, de la fructosazine et de la 2,5-déoxyfructosazine.Dans une première partie, trois approches ont été développées pour extraire la glucosamine par desMIP : l’approche covalente, semi-covalente et non covalente. Pour chacune, les différents paramètresintervenant dans la synthèse des MIP ont été optimisés. Les meilleurs résultats ont été obtenus avecun MIP synthétisé selon une approche non covalente ionique reposant sur la complexation de laglucosamine par un acide sulfonique. Les performances du MIP se sont avérées supérieures à cellesde supports commerciaux et des extractions à partir de végétaux ont été réalisées. Le potentielindustrialisable du MIP a été validé lors de premiers tests à plus grande échelle.Dans une deuxième partie, l’extraction simultanée de la fructosazine et de la 2,5-déoxyfructosazine aété réalisée suite au développement d’un MIP synthétisé selon une approche covalente reposant surla formation d’esters boroniques. Une méthode de synthèse originale est exposée puisque lestemplates ont été formés in situ lors de la polymérisation. Le MIP obtenu s’est avéré sélectif dechaque composé et a permis de purifier et de séparer la fructosazine et la 2,5-déoxyfructosazine dematrices végétales et alimentaires.Tous ces travaux ont été réalisés dans une démarche éco-responsable s’appuyant sur l’emploi desolvants aqueux lors de la polymérisation et de l’extraction.

The cosmetic industry uses plants as sources of natural active ingredients. The extraction of theseactive ingredients requires selective extraction method such as molecularly imprinted polymers (MIP)technique. This thesis describes the development of MIP for the selective extraction of glucosamine,fructosazine and 2,5-déoxyfructosazine.In the first part, three approaches were developed to extract glucosamine by MIP technique: thecovalent approach, semi-covalent and noncovalent. For each approach, the various parametersinvolved in the synthesis of the MIP were optimized. The best results were obtained with a MIPsynthesized with a non-covalent ionic approach based on the complexation of glucosamine by asulfonic acid. The MIP exhibits higher performance than commercial media and extractions fromplants were performed. The potential for industrialization of the MIP was validated during initial testson a larger scale.In the second part, the simultaneous extraction of fructosazine and 2,5-déoxyfructosazine wasperformed following the development of a MIP synthesized using a covalent approach based on theformation of boronic esters. An original synthesis method is exposed since the templates were formedin situ during the polymerization. The MIP obtained showed good selectivity for each compound andallowed to separate and purify fructosazine and 2,5-déoxyfructosazine from plant and food matrices.All these works were performed according to an eco-friendly approach based on the use of aqueoussolvents as solvents for polymerization and extraction.