Synthèse de dérivés poly-aza-hétérocycliques pour une application en chimie supramoléculaire

Synthesis of poly-aza-heterocycles derivatives for an application in supramolecular chemistry

• Auteur / Autrice : Maxime Horeau
• Direction : Didier Dubreuil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Reconnaissance moléculaire

Foldamères

Oligoamides

Composés hétérocycliques

Résumé

Les foldamères d’oligoamides aza-aromatiques s’autoorganisent en structures hélicoïdales et trouvent notamment une application dans le domaine de la reconnaissance moléculaire. Des hélices monobrins à large diamètre en leur centre et à diamètre réduit aux extrémités définissent alors une cavité centrale isolée du milieu extérieur, tapissée à la fois de donneurs et d’accepteurs de liaisons hydrogènes, permettant l’encapsulation de molécules invitées. Cette thèse cible l’élaboration de foldamères originaux dont la structure hélicoïdale, indispensable à la reconnaissance moléculaire, sera induite grâce à la coordination à un centre métallique. Ce changement conformationnel est basé sur la présence d’un maillon central judicieusement défini jouant le rôle de charnière moléculaire. Le maillon clé étudié dans ce travail est un enchaînement pyridazine-pyridine-pyridazine inséré dans deux séquences oligoamidiques pour générer deux foldamères modèles. Après la description de la synthèse de ces cibles, leur complexation à différents métaux a été étudiée. Le concept de charnière moléculaire, permettant d’induire la structure hélicoïdale de façon parfaitement contrôlée, a été validé. Pour finaliser ce travail, une étude d’encapsulation de différentes molécules hôtes a été menée sur cette nouvelle génération de foldamères. Un autre aspect abordé dans cette thèse est l’élaboration d’un foldamère à haut poids moléculaire, spontanément replié sous forme d’hélice, et possédant une cavité centrale élargie pour anticiper l’encapsulation de substrats volumineux

Aza-aromatic oligoamide foldamers self-organise in helical structures and can find an application in the field of molecular recognition. Single-stranded helices with a wide diameter at their centre and a shortened diameter at their extremities define a central cavity isolated from external medium and covered with hydrogen bonding acceptors and donors, which allow guest molecules to be encapsulated. This thesis aim at the elaboration of original foldamers whose helical structure, required for molecular recognition, will be induced through metal coordination. This conformational change is based on the presence of a carefully designed central linker that acts as a molecular hinge. The key linker studied in this work is a pyridazinepyridine-pyridazine compound introduced in two oligoamide sequences in order to generate two model foldamers. After the description of the synthesis of these targets, their complexation to several metals has been studied. The concept of molecular hinge, allowing to induce the helical structure in a totally controlled manner, has been validated. In order to conclude this work, an encapsulation study of several guest molecules has been conducted on this new generation of foldamer. Another aspect addressed in this thesis is the design and the synthesis of a high molecular weight foldamer, spontaneously helically folded, and possessing an enlarged cavity to anticipate the encapsulation of large substrates