Synthèse et étude de la complexation de nouveaux benzoxaboroles multivalents

Synthesis and study of the complexation of new multivalent benzoxaboroles

• Auteur / Autrice : Adèle Larcher
• Direction : Danielle Laurencin, Michael Smietana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie biomoléculaire
• Date : Soutenance le 22/10/2018
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Gerhardt (Montpellier ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Jacques Vasseur
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Danielle Laurencin, Michael Smietana, Jean-Jacques Vasseur, Mélanie Ethève-Quelquejeu, Emmanuel Gras, Damien Hérault
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mélanie Ethève-Quelquejeu, Emmanuel Gras

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anhydrase carbonique

Résonance magnétique nucléaire

Complexation

Mots clés libres

Benzoxaborole multivalent

RMN multinucléaire

Spectrofluorimetrie

Anhydrase carbonique

Complexation

Multivalent benzoxaborole

Multinuclear NMR

Spectrofluorimetry

Carbonic anhydrase

Complexation

Résumé

Les benzoxaboroles (qui sont les dérivés cycliques des acides boroniques) s’imposent comme une nouvelle classe de molécules intéressantes, pour la formulation de nouveaux agents thérapeutiques (notamment avec la commercialisation de l’AN2690, dérivé fluoré du benzoxaborole, en tant qu’antifongique), tout comme la formation de matériaux fonctionnels. A ce jour, il n’y a pas eu de mise au point de synthèse systématique de petites molécules benzoxaboroles multivalentes, limitant ainsi leur utilisation. Dans le cadre de cette thèse, différentes approches de synthèse ont été développées et ont permis l’obtention de 12 nouveaux composés bi- ou tri-valents. La principale réactivité de ces composés est leur capacité à complexer les cis-diols. Étant donné que la force de l’interaction est dépendante de la nature du substrat, il est important de pouvoir l’analyser en détail. La complexation entre les benzoxaboroles avec les diols est généralement réalisée par la méthode spectrofluorimétrique qui est controversée, particulièrement dans le cas des molécules organoborées multivalentes. Pour analyser en détail la stœchiométrie de ces complexations, une méthode RMN multinucléaire en solution a ici été développée. Les composés bi- ou tri-valents ont ensuite été testés en tant qu’agent thérapeutique. En effet, récemment, l’activité d’inhibition contre l’anhydrase carbonique de motifs benzoxaboroles monovalents a été discutée dans la littérature. La multivalence nos molécules pouvant être un avantage, leur constante d’inhibition contre l’anhydrase carbonique ont été mesurées. Enfin, dans un tout autre domaine, la réactivité avec les diols et la multivalence de nos composés ont été mises en avant par la formation de nouveaux complexes moléculaires.

Benzoxaboroles (which are cyclic derivates of boronic acids) are emerging as an interesting class of molecules for the design of news therapeutic agents (in particular with the commercialization of AN2690, which is a fluorinated derivative of benzoxaborole, as an antifungal agent), as well as for the formation of functional materials. However, to date, only few syntheses of small molecules of multivalent benzoxaborole have been described in the literature. In this thesis, different approaches were explored to isolate 12 new bi- or tri-valent benzoxaboroles. The main reactivity of these compounds is their ability to bind to cis-diols. Given that the strength of interaction between an organoboron molecule and a diol depends on the nature of the interacting counterparts, it is important to be able to measure it in detail. The complexation between benzoxaboroles and cis-diols is usually studied by a spectrofluorimetric method, which is controversial, especially in the case of multivalent benzoxaboroles. To analyse in detail the stoichiometry of these complexation, a multinuclear NMR method in solution was developed in this thesis. The di- or tri-valent benzoxaboroles were then tested as therapeutic agents. Indeed, recently, the activity of monovalent benzoxaborole against carbonic anhydrases was discussed in the literature. Since the multivalence of our molecules could be a benefit, the measurement of their inhibition constants against carbonic anhydrases was performed. Finally, in a completely different type of application, their reactivity toward cis-diols and their multivalence was put forward to create new complexes.