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Pairault Noël

Synthèse de [1]rotaxanes par la méthode de reconnaissance active pour le développement d'une polymérase artificielle autonome et adaptative

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Index

École doctorale :

  • Gay Lussac - Sciences pour l'environnement

UFR ou institut :

  • UFR des sciences fondamentales et appliquées (SFA)

Secteur de recherche :

  • Chimie organique, minérale, industrielle

Section CNU :

  • Chimie organique, minérale, industrielle

Résumé

  • Français
  • English
 

Français

Synthèse de [1]rotaxanes par la méthode de reconnaissance active pour le développement d'une polymérase artificielle autonome et adaptative

Cette thèse est consacrée à la mise au point d'une machine moléculaire artificielle sous la forme d'un [1]rotaxane, capable de synthétiser différents polymères de façon autonome. Au cours de cette étude, nous avons réalisé la première synthèse hautement diastéréosélective de [1]rotaxanes par la méthode de reconnaissance active catalysée au cuivre(I). Nous avons montré qu'un frein moléculaire est nécessaire pour assurer la stabilité de l'architecture entrelacée. De plus, l'utilisation d'un macrocycle avec une chaine latérale courte est indispensable pour favoriser la synthèse de lassos moléculaires. Enfin, le centre asymétrique du frein moléculaire guide la stéréosélectivité de la réaction. Ceci permet de faire la synthèse stéréodivergente de [1]rotaxanes à partir de macrocycles énantiomériquement purs. La seconde partie du projet concerne et de la processivité potentielle de ce type d'architecture moléculaire. Dans ce cadre, nous avons construit un [2]rotaxane présentant un stoppeur labile et une fonction thiol protégée sur la chaine latérale du macrocycle. La libération contrôlée du thiol induit la formation d'un [1]rotaxane piégé in situ par un nucléophile indiquant le potentiel de cette approche pour la conception de machines moléculaires fonctionnant de façon itérative.

Mots-clés libres : Machines moléculaires, rotaxanes, lassos moléculaires, reconnaissance active d'un métal, cycloaddition d'azoture-alcyne catalysée au cuivre(I), frein moléculaire, molécule entrelacée, diastéréosélectivité, polymérases artificielles, processivité.

    Rameau (langage normalisé) :
  • Machines moléculaires
  • Rotaxanes
  • Cyclisation (chimie)
  • Catalyseurs au cuivre

English

Synthesis of [1]rotaxanes by active metal template for the conception of an autonomous and adaptative artificial polymerase

This thesis is devoted to the development of an artificial molecular machine in the form of [1]rotaxane, designed to synthesize different kind of polymers autonomously. During this study, we accomplished the first highly diastereoselective synthesis of [1]rotaxanes by the copper(I)-catalysed active template method. We showed that a molecular brake was necessary to ensure the stability of the interlocked architecture. Moreover, the use of a short lateral chain of the macrocycle is essential to promote the synthesis of molecular lassos. Finally, the asymmetric center of the molecular brake induces the stereoselectivity of the reaction. This allows us to accomplish the stereodivergent synthesis of [1]rotaxanes from enantiomerically pure macrocycles. The second part of this project concerns the study of the potential processivity of this kind of molecular architecture. In this context, we built a [2]rotaxane which has a labile stopper and a protected thiol moiety on the lateral chain of the macrocycle. The controlled release of the thiol leads to the formation of a [1]rotaxane trapped in situ by a nucleophile, showing the potential of this approach for the design of molecular machines working processively.

Keywords : Molecular machines, rotaxanes, molecular lassos, active metal template, copper(I)-catalysed azide-alkyne cycloaddition, molecular brake, interlocked architecture, diastereoselectivity, artificial polymerases, processivity.

Notice

Diplôme :
Doctorat d'Université
Établissement de soutenance :
Université de Poitiers
UFR, institut ou école :
UFR des sciences fondamentales et appliquées (SFA)
Laboratoire :
Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers - IC2MP
Domaine de recherche :
Chimie organique, minérale et industrielle
Directeur(s) de thèse :
Sébastien Papot
Date de soutenance :
13 décembre 2016
Président du jury :
Sébastien Thibaudeau
Rapporteurs :
Frédéric Coutrot, Mélanie Ethève-Quelquejeu
Membres du jury :
Sébastien Papot, Isabelle Opalinski, Vincent Aucagne

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