Développement d'une méthode d'analyse des milieux réactionnels par spectrométrie de masse APPI

Development of a method to analyze reaction mixtures by APPI mass spectrometry

• Auteur / Autrice : Mathieu Bui The Thuong
• Direction : André Mann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse

Réactions chimiques

Marqueurs biologiques

Résumé

L'objectif du projet est de mettre au point et d’évaluer le champ d’application d’une méthode apportant une information rapide et précise sur la composition du milieu réactionnel (identification et quantification des composés issus d'un substrat d'intérêt), la plus universelle possible et facile à mettre en œuvre. Le principe de cette méthode, [TMOA-APPI-MS], repose sur le marquage d'un composé d'intérêt par une molécule organique chimiquement inerte et possédant des caractéristiques d'ionisation sélective par spectrométrie de masse APPI. Dans cette approche, le marqueur (triméthoxybenzène) est sélectivement ionisé et seules les molécules marquées sont détectées. Dans un premier temps, la méthode a été comparée avec des méthodes classiques (RMN, GC, HPLC) dans un couplage carbonylant de Sonogashira. Puis, l’étude de milieux plus complexes comportant des amines a été entreprise. Celle-ci a permis l’optimisation de conditions réactionnelles pour la synthèse d’hétérocycles à partir d’une ynone marquée. Suite à cette étude, une réaction de déséthylation de la triéthylamine catalysée par du platine a été découverte de manière fortuite grâce à la méthode. Une étude de validation de découverte de «nouvelles réactions» a ensuite été effectuée. Des conditions réactionnelles décrites et non décrites dans la littérature ont été appliquées à des substrats modèles marqués portant des fonctions alcynes ou diynes; les réactions ont été analysées par [TMOA-APPI-MS] afin de vérifier que la méthode est en mesure de détecter toutes nouvelles transformations. Ce criblage systématique de conditions réactionnelles a révélé que l’argent catalyse sélectivement l’hydratation des alcynes terminaux.

The aim of the project is to set up a universal method, easy to implement, that gives a rapid and precise information on the composition of the reaction mixture (identification and quantification of compounds of interest) and to evaluate the scope of the method. The principle of this method, [TMOA-APPI-MS], relies on the labeling of a compound of interest by an organic molecule that is chemically inert and owns selective ionization by APPI. In this method, the label (trimethoxybenzene) is selectively ionized and only the labeled molecules are detected. The label decreases the influence of the other functions on the molecule or in the reaction mixture and allows a standardization of the analysis conditions. The method was first compared with classical techniques (NMR, GC, HPLC) in a carbonylative Sonogashira coupling. The study of more complex reaction mixture with amines was then undertaken. This study enabled the optimization of reaction conditions for the synthesis of heterocycles starting from a labeled ynone. A reaction of deethylation of triethylamine catalyzed by platinum was discovered by the method [TMOA-APPI-MS]. A study to validate the discovery of ''new reactions'' was then undertaken. Known and new reaction conditions were applied to labeled model substrates with alkyne or diyne functions. The reactions were analyzed by the method [TMOA-APPI-MS], in order to ensure its ability to detect new transformations. This systematic screening showed that silver selectively catalyzes the hydration of terminal alkynes.