Apport de la chimie click à la diversité des applications de cyclodextrines fonctionnalisées

From click-chemistry to various applications of functionnalized cyclodextrins

• Auteur / Autrice : Ségolène Adam de Beaumais
• Direction : Matthieu Sollogoub
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Organique
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Les cyclodextrines sont des macrocycles concaves suscitant un intérêt croissant. Ces oligosaccharides naturels possèdent une cavité hydrophobe permettant la formation de complexes d’inclusion avec des molécules organiques en milieu aqueux. L’obtention de cyclodextrines sélectivement fonctionnalisées est nécessaire pour améliorer leurs capacités de reconnaissance et permettre l’accès à des structures plus complexes comme des enzymes artificielles. La réaction de dé-O-benzylation des cyclodextrines perbenzylées, développée au laboratoire, en présence d’hydrure de diisobutylaluminium est devenue un outil puissant dans la fonctionnalisation des cyclodextrines. Cette méthode a permis de synthétiser de manière efficace des cyclodextrines azoture et propargyle. Ces précurseurs ont été engagés dans des réactions de chimie click CuAAC, méthode connue pour être efficace et rapide, permettant un accès à des cyclodextrines monomériques capables de s’auto-assembler, à des dimères ainsi qu’à des duplex de cyclodextrines. Les cyclodextrines monomériques ont été conçues pour s’auto-assembler avec une morphologie hiérarchique. Les dimères ont été utilisés en tant que récepteurs artificiels, capables de solubiliser des molécules naturelles lipophiles, dont les agrégats sont impliqués dans la maladie d’Alzheimer ou la DMLA. Enfin, l’-duplex de cyclodextrines s’est révélé capable, à l’état solide, d’encapsuler huit molécules invitées formant un polymère polycapsulaire supramoléculaire

Cyclodextrins are natural cyclic oligosaccharides with a characteristic truncated cone shape. The concave macrocyles present a hydrophobic cavity that allows the formation of inclusion complexes with various organic molecules in water. The preparation of selectively functionnalized cyclodextrins is necessary to improve molecular recognition processes or to obtain more sophisticated structures, such as artificial enzymes. The de-O-benzylation of perbenzylated cyclodextrins, developped in our laboratory, with diisobutylaluminium hydride became a powerful tool for the functionnalization of cyclodextrins. This method allowed us to efficiently synthesize azido and propargyl cyclodextrins. These precursors were used in CuAAC click chemistry reactions, well-known method to be fast and efficient, allowing an access to monomeric cyclodextrins able to self-assemble and to singly-linked or doubly-linked dimeric cyclodextrins. The monomeric cyclodextrins were designed to self-assemble to give daisy-chains with hierarchical morphologies. Singly-linked dimers were used as artificial receptors able to solubilize natural lipophilic molecules whose aggregates are involved in Alzheimer disease or in macular degeneration. Finally, the doubly-linked dimer encapsulates eight guests to form a polycapsular supramolecular polymer