Hémicryptophanes polytopiques énantiopurs : reconnaissance de molécules d'intérêt biologique et influence de la chiralité inhérente sur leurs structures

Polytopic enantiopure hemicryptophanes for the recognition of molecules of biological interest and study of the inherent chirality structure relationship

• Auteur / Autrice : Augustin Long
• Direction : Alexandre Martinez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences Chimiques
• Date : Soutenance le 09/07/2019
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques (Marseille ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences moléculaires de Marseille (ISM2)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Siri
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valérie Heitz, Jérôme Lacour, Jean-Pierre Dutasta
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Matthieu Sollogoub, Julien Leclaire

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synthèse organique

Chiralité

Chimie supramoléculaire

Mots clés libres

Chimie supramoléculaire

Synthèse organique

Reconnaissance moléculaire

Chiralité

Hémicryptophane

Cyclotrivératrylène

Supramolecular chemistry

Organic synthesis

Molecular recognition

Chirality

Hemicryptophane

Cyclotriveratrylene

Résumé

Les hémicryptophanes sont des molécules cages chirales combinant une unité CTV (cyclotrivératrylène) et une autre unité de symétrie C₃. Ces molécules ont trouvé de nombreuses applications allant de la reconnaissance moléculaire à la catalyse supramoléculaire, en passant par les machines moléculaires. En reconnaissance, ils sont capables de complexer efficacement et sélectivement certaines molécules d‘intérêt biologique comme les sucres ou les neurotransmetteurs. Leur activité catalytique remarquable est liée à la possibilité de fonctionnaliser de façon endohédrale l’intérieur de leur cavité pour permettre une augmentation de la stabilité du catalyseur, de sa sélectivité ou de son activité. De plus, la chiralité inhérente de ces récepteurs est utilisée pour la reconnaissance stéréosélective de substrats chiraux. Les travaux effectués dans cette thèse portent sur la synthèse, la fonctionnalisation et le dédoublement de nouveaux hémicryptophanes énantiopurs utilisés pour la reconnaissance de composés d’intérêt biologique. L’étude de la chiralité de ces récepteurs y est menée à la suite des dédoublements par HPLC chirale. Ces composés ont été appliqués à la complexation stéréosélective de sucres, puis leur fonctionnalisation a été réalisée pour obtenir des récepteurs fluorescents qui montrent de bonnes sélectivités pour la détection de neurotransmetteurs. L’influence de la chiralité du CTV sur la structure des hémicryptophanes a ensuite été étudiée. Enfin, de nouveaux CTV dissymétriques énantiopurs, obtenus par modification spatiale de l’arrangement des bras, ont été synthétisés pour de nouvelles applications en reconnaissance stéréosélective et catalyse asymétrique

Hemicryptophanes are chiral cage molecules combining both a CTV unit (cyclotriveratrylene) and another C₃ symmetrical unit. They were found to be efficient as receptor, in supramolecular catalysis, and can also act as molecular machines. Indeed, they display interesting recognition properties, and depending on the shape and size of their cavity, they can efficiently and selectively complex molecules of biological interest, such as carbohydrates or neurotransmitters. Their remarkable catalytic activities are related to the ability to obtain endohedral functionalization of their cavity. An increase of the catalyst stability, selectivity or activity has been observed after encapsulation of a catalytic site. Moreover, the inherent chirality of these receptors is used for stereoselective recognition of chiral substrates. The work of this thesis focuses on the synthesis, functionalization and resolution of new enantiopure hemicryptophanes for recognition of compounds of biological interest. The chirality of these receptors has been analyzed after their resolution by chiral HPLC. These compounds have been applied to the stereoselective complexation of carbohydrates and their functionalization was performed to obtain fluorescent receptors which show good selectivities for the detection of neurotransmitters. Then, the chirality-structure relationship has been studied. Finally, new enantiopure dissymmetric CTV, obtained by the modification of the spatial arrangement of the substituents, have been synthetized for new applications in stereoselective recognition and asymmetric catalysis