Foldamers oligoamides aromatiques comme moyen modulaire de contrôler la réactivité d'un mime du PL

Aromatic Oligoamide Foldamers as a modular scaffold for the reactivity control of a PLP-mimic

• Auteur / Autrice : Charles Dumont de chassart
• Direction : Yann Ferrand, Michael Singleton
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie Organique
• Date : Inscription en doctorat le 07/03/2024
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec Université catholique de Louvain
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie & de Biologie des Membranes & des Nano-objets
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Chimie supramoléculaire biomimétique et synthèse organique

Mots clés

Mots clés libres

Chimie Supramoléculaire

Chimie Organique

Oligomères

Supramolecular Chemistry

Organic Chemistry

Oligomers

Résumé

Le Pyridoxal Phosphate (PLP) est l'un des co-facteur les plus important en biosynthèse de par sa capacité à permettre une grande diversité de transformations organiques. Les enzymes dépendantes du PLP catalysent une grande variété de réaction, incluant des réactions de transamination, racémisation, décarboxylation et élimination/fonctionalisation d'acides aminés. Cette grande polyvalence réactionnelle est issue de la coopération entre le PLP et les différents groupes fonctionnels de l'enzyme qui dirigent la réactivité vers un type de transformation spécifique. Fondamentalement, la modification de l'environnement local transforme une simple molécule organique en un puissant organocatalyseur avec une réactivité variée. Ce projet propose d'imiter cette stratégie en incorporant une fonction imitant le PLP dans un foldamère oligoamide aromatique et l'optimiser pour des réactions de décarboxylation et (dé)racémisation. Par des variations itératives du squelette oligomérique, nous visons à contrôler et optimiser la réaction ainsi que développer une compréhension fondamentale de la structure qui permettra plus ample amélioration de la réactivité. Cela sera également facilité en transposant la synthèse de l'oligomère en phase solide, permettant la génération d'une grande bibliothèque d'oligomères imitant le PLP pour des études de réactivité. Nous attendons de ce projet qu'il résulte en l'établissement d'une nouvelle classe d'organocatalyseurs polyvalents, dont une simple modification de la séquence de l'oligomère permettra d'optimiser la réactivité ou de sélectionner un type de réaction chimique entièrement différent.

Pyridoxal phosphate (PLP) is one of the most important co-enzymes in biosynthesis due to its ability to promote an unparalleled diversity of different organic transformations. Numerous PLP-dependent enzymes have been identified that make use of PLP for reactions including transaminations, racemizations, decarboxylations, and elimination/functionalization of amino acids. The impressive reaction versatility results from cooperativity between PLP and functional groups in the enzyme that help to direct the specific type of transformation. Essentially, modification of the local environment turns a simple organic molecule into a powerful organocatalyst with a wide-scope of reactivity. This project proposes to mimic this strategy by incorporating a functional PLP biomimetic into a folded aromatic oligoamide scaffold and optimizing it for target reactions such as decarboxylation and (de)racemization. By iterative variation of the oligomer scaffold, we will aim to control and optimize the reaction and to develop a fundamental structural understanding that allows continued improvement of the reactivity. This will be further facilitated by extension of the oligomer synthesis to solid-phase approaches, allowing generation of libraries of oligomeric PLP mimetics for reactivity screening. The combined work in this project is expected to lead to a new generation of versatile organocatalysts where the simple sequence modification of a modular oligomer can be used to optimize reactivity or select between entirely different organic transformations.