Etude de résolutions catalysées par des lipases sous irradiation micro-onde

Study of resolutions catalyzed by lipases under microwave irradiation

• Auteur / Autrice : Hervé Rouillard
• Direction : Valérie Thiéry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 30/01/2012
• Etablissement(s) : La Rochelle
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences pour l'environnement Gay Lussac
• Jury : Président / Présidente : Vincent Sol
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lisianne Domon, Marianne Graber
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Pierre Bazureau, Giang Vo-Thanh

Mots clés

Mots clés contrôlés

Irradiation

Glycols

Lipases

Mots clés libres

Resolution enzymatique

Lipase

Irradiation micro-onde

Mandélate de méthyle

Polyol

Diols cycliques homochiraux

Triol

Enzymatic resolution

Lipase

Microwave irradiation

Methyl mandelate

Polyol

Homochiral cyclic diols

Triol

Résumé

La demande en composés chiraux est en plein essor ces dernières années. Pour accéder à leur synthèse, la biocatalyse, couplée à l’irradiation pourrait être une méthode innovante. Il existe en effet de nombreux cas dans la littérature où l’utilisation de micro-onde semble avoir un effet activateur sur l’efficacité enzymatique.Cependant, l’effet de l’irradiation micro-onde est mal compris et controversé. Le but de cette thèse était d’étudier l’impact de l’irradiation micro-onde sur des lipases, immobilisées ou non, en étudiant différentes réactions modèles, allant de la résolution d’alcools secondaires linéaires simples à la résolution de polyols complexes, et alcools polyfonctionalisés, par comparaison entre chauffage sous irradiation micro-onde (en conditions drastiques ou non) au chauffage classique. L’étude de l’irradiation micro-onde sur la stabilité enzymatique et sur paramètres intrinsèques de l’enzyme après modification des paramètres réactionnels a permis de mettre en évidence un rôle indéniable de l’irradiation micro-onde sur l’efficacité des réactions enzymatiques. Il a été possible d’une part de diminuer de façon importante les temps réactionnels, comparé au chauffage traditionnel,et d’autre part de contrôler efficacement l’énantio préférence et la sélectivité de la lipase pour l’obtention de molécules d’intérêt. Par des procédés innovants, l’impact de la puissance d’irradiation a été montré comme hautement dépendant du modèle réactionnel étudié. En optimisant les conditions réactionnelles pour obtenir les meilleures sélectivités et activités enzymatique sous irradiation micro-onde, la synthèse de a-hydroxyamides chiraux et de polyols parfaitement résolus a pu être entreprise de façon rapide, propre, tout en respectant les principes de chimie verte.

Chiral molecules demand is booming in recent years. Biocatalyse under microwave irradiation is found to be an attractive way to synthesise these molecules. Indeed, in the literature, some cases show an activation effect on the enzymatic efficiency by microwave irradiation, compared to classical heating. However, the effect of microwave irradiation is not well understood and controversial. The aim of his PhD was to study the impact of the microwave irradiation on some lipases, immobilized or not. Different model reactions were studied from secondary linear alcohol resolution, to the resolution of more complex polyols or polyfunctionalized secondary alcohols comparing the microwave heating (in drastic conditions or not) to the classical heating. Studying the enzymatic stability and intrinsic parameters after modifying the reaction parameters, we observed a clearly microwave effect on the efficiency of the enzymatic resolutions. Using microwave heating, it could be possible to decrease, in an important way, the reaction time, compared to the classical heating and to control the énantiopréférence of the lipase to efficiently obtain chiral product. Trough innovative processes, the impact of the irradiation has been studied and it depends on the model reaction.Optimizing the conditions to obtain the best enzyme selectivities and activities under microwave irradiation, we could synthesise chiral a-hydroxyamides and polyols, in a rapid, clean way, respecting the principles of green chemistry.