Vers un photo-herbicide marqué ou hydrosoluble bio-inspiré : Synthèse et études de porphyrine en solution et dans les cellules végétales

Discipline

Chimie appliquée

Classification

Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres

Porphyrine, Herbicide, Dyade, Propriétés photo-physiques, Calculs de (TD)-DFT

Mots-clés

Bioherbicides,

Porphyrines,

Photobiochimie

Au cours de la dernière décennie, l’usage intensif des herbicides en agriculture a provoqué plusieurs crises sanitaires et environnementales. La recherche de nouveaux herbicides bio-inspirés est donc devenue une urgence, en particulier afin de réduire les risques de pollution. Les porphyrines, naturellement présentes dans les végétaux, sont des molécules photosensibles. En présence d’oxygène, leur photo-activation conduit à la production d’Espèces Réactives de l’Oxygène capables d’induire la mort cellulaire. Ce principe utilisé en thérapie photodynamique peut être transféré aux plantes, par exemple à l’aide de porphyrines chargées. Nous avons étudié les propriétés physicochimiques (absorption UV-Visible, émission de fluorescence, photo-stabilité et production d’EROs) ainsi que les effets sur des cellules de tabac TBY-2 d’une série de porphyrines chargées. Pour étudier les mécanismes d’action des porphyrines en tant qu’herbicides, ces molécules doivent être tracées et localisées dans la plante. Dans ce but, nous avons synthétisé des porphyrines liées de manière covalente à un marqueur fluorescent par plusieurs bras espaceurs ; ces derniers ont été choisis grâce à une étude en modélisation moléculaire de leur flexibilité conformationnelle. Les propriétés photo-physiques de ces nouvelles dyades ont été étudiées expérimentalement et théoriquement.