Conception, synthèse et études structurales de foldamères aromatiques repliés en feuillet

Design, synthesis and structural studies of ß-sheet-like aromatic amide-based foldamers

• Auteur / Autrice : Laure Sebaoun
• Direction : Ivan Huc, Victor Maurizot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 23/09/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Gilles Guichard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne-Sophie Voisin-Chiret
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Florine Cavelier, Sophie Faure

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse conformationnelle

Liaisons hydrogène

Oligoamides

Foldamères

Mots clés libres

Chimie supramoléculaire

Foldamères d’oligoamides aromatiques

Auto-organisation

Liaisons hydrogènes

Empilement aromatique

Structures en feuillet

Analyse conformationnelle

Cristallographie par diffraction des rayons X

Supramolecular chemistry

Aromatic oligoamide foldamers

Self-organization

Hydrogen bonds

Aromatic stacking

Β-sheet-like structures

Conformation analysis

Conformation analysis

Résumé

Ce travail a pour objectif d’augmenter la diversité des foldamères par le développement d’une nouvelle classe d’architectures abiotiques mimant le repliement des feuillets β protéiques. La stratégie employée repose sur des processus de structuration qui diffèrent de ceux observés au sein du vivant. Les deux éléments essentiels des systèmes naturels, à savoir la boucle courte et flexible d’acides aminés et les brins β liés entre eux par des liaisons hydrogènes, sont ici substitués respectivement par un coude rigide formé de noyaux aromatiques et par des oligoarylamides plans interagissant par empilement aromatique.Ces objets ont été conçus pour adopter des structures repliées caractérisables en solution par spectroscopie RMN et à l’état solide par diffraction des rayons X. Dans une première partie, l’optimisation du pseudo-coude β et de la séquence des brins, ainsi que l’exploration des premières architectures en feuillet seront étudiées à travers la conception, la synthèse et les études structurales de ces oligoamides et oligoamines aromatiques. Dans une seconde partie, le concept mis en oeuvre sera étendu à la synthèse de foldamères plus élaborés à brins courbés, ouvrant ainsi des perspectives intéressantes vers l’obtention d’architectures toujours plus complexes.

The purpose of this work is to expand foldamer diversity by developing a novel class of abiotic β-sheet-like architectures. Our strategy uses inter-strand π-π aromatic stacking between sequences of aromatic oligoamides and oligoamines to mimic the natural stabilization of β-strands, which occurs through a network of regularly spaced hydrogen bonds. These oligamide and oligoamine sequences are connected by a rigid U-shaped moiety that creates a turn and initiates strand formation.These molecules have been designed to adopt compact folded structures that can be studied in solution by NMR spectroscopy and in the solid state by X-ray crystallography. In the first part of this dissertation, we report our stepwise approach in the development of β-sheet-like aromatic amide-based foldamers: from the optimization of the design elements and the use of macrocycles, to the synthesis of multi-turn structures. In the second part, the concept will be extented to the synthesis of more elaborate curving strand β-sheet-like foldamers, opening up new perspectives for more complex architectures.