Dérivés du 1,2,3-triazole pour l'optique non-linéaire quadratique : Applications à l'imagerie biologique

1,2,3-triazole derivatives for second order non linear optic : Applications to biological imaging

• Auteur / Autrice : Florence Laibe-Darbour
• Direction : Chantal Andraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : École normale supérieure (Lyon ; 1987-2009)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génération de second harmonique

Optique non linéaire

Mots clés libres

Chiralité par couplage excitonique

Imagerie membranaire

Molécule Push-Pull

1,2,3-triazole

Résumé

L'objectif de cette thèse est l recherche de nouveau chromophores non-linéaires pour l'imagerie biologique. Depuis une dizaine d'années, le 1,2,3-triazole, mis à l'honneur par une réaction de “click-chemistry”, est utilisé dans de nombreux domaines mais très peu en Optique Non-Linéaire (ONL). Onze molécules ont été synthétisées afin d'étudier les propriétés optiques du triazole. Une étude théorique a confirmé les résultats expérimentaux : le triazole est une amphotère optique (groupe électro-donneur et accepteur). Ce groupe a ensuite été greffé à des molécules pour diverses applications comme le suivi par dichroïsme circulaire de la formation de l'hélice alpha d'un peptide. Un autre volet de cette thèse s'intéresse à la synthèse de molécules chirales présentant un fort couplage excitonique pour l'imagerie biologique par Génération de Second Harmonique (SHG). Différentes molécules achirales et chirales, sous forme énantiopure ou racémique, ont été synthétisées afin d'étudier l'influence de l'origine de la chiralité sur le signal de SHG. Le triazole a été choisi comme lien entre le chapeau chiral et les chromophores utilisés ou comme partie intégrante du chromophore. Malheureusement, aucun signal de SHG n'a pu être visualisé que ce soit en cellule ou sur vésicule. Enfin, deux familles de composés dipolaires comportant un cycle accepteur fort et fonctionnalisable ont été synthétisées. Ces molécules présentent une longueur d'onde d'absorption au delà de 500 nm et une forte activité ONL. Ces composés ont été greffés à des polysaccharides par un lien triazole afin d'étudier par spectrométrie de masse une fragmentation spécifique induite par photodissociation.

The main objective of this thesis is the design of new non-linear chromophores for biological imaging. Since ten years, the 1,2,3-triazole, made famous by “click-chemistry” reaction, has been used in a lot of field but not much in Non-Linear Optic (NLO)? Eleven compounds were synthesized in order to study the optical properties of the triazole. Theoretical studies confirmed experimental datas : the triazole is an optical amphotere (electro-donating and accepting group). The triazole was introduced to molecules for different applications, in particular the monitoring by circular dichroism of the formation of an alpha helix of a peptide. Another part of this thesis is the synthesis of chiral molecules with a strong excitonic coupling for biological imaging by Second Harmonic Generation (SHG). Different chiral and achiral molecules, enantiopure or racemic, were synthesized in order to study the influence of the origin of the chirality to the SHG signal. The triazole was chosen as a linker between the chiral part end the chromophores or as a part of the chromophore. Unfortunately, no SHG signal was observed, neither in cell or in vesicles. Finally, two families of dipolar compounds with a strong accepting and functionnalisable group were synthesized. These molecules have an absorption wavelength over 500 nm and a strong NLO activity. These compounds were grafted to polysaccharides using the triazole as a linker in order to study by mass spectroscopy a specific fragmentation induced by photodissociation.