Synthesis and evaluation of cyclotriveratrylenes for the auto-assembly of cryptophanes

L’encapsulation des espèces chargées ou neutres dans la cavité interne d’hôtes organiques est un domaine fascinant de la recherche et représente un défi pour de nombreux laboratoires partout dans le monde. La réussite exceptionnelle de ce sujet provient principalement de l’imagination des chimistes dans la conception et la synthèse d’hôtes organiques ayant une fonction de reconnaissance. Depuis l’origine du concept de la chimie hôte-invité, une grande variété de composés organiques a été synthétisée comme récepteurs moléculaires pouvant former des systèmes auto-organisés avec différents degrés de complexité. Les applications possibles sont la reconnaissance moléculaire, la vectorisation de médicaments, la séparation et le stockage, les biocapteurs et la catalyse (réaction chimique dans l’espace clos d’un nano-réacteur).L’objet de nos travaux consistait en la synthèse de molécules cages par auto-assemblage de cyclotrivératrylènes spécifiquement fonctionnalisés. De nombreux essais ont été menés pour dimériser deux CTV dans l’optique d’obtenir des cryptophanes auto-assemblés selon différents modes de coordination. Tout d’abord, des cyclotrivératrylènes fonctionnalisés par des pyridines ont été formés dans l’optique d’obtenir des cryptophanes auto-assemblés par des liaisons de coordination ou par des liaisons hydrogènes.Un second volet de nos travaux a été la synthèse de plusieurs cyclotrivératrylènes incorporant des atomes de soufre directement liés au cycle benzénique. Dans ce manuscrit figurent plusieurs voies synthétiques pour la synthèse du cyclotrithioguaiacylène ainsi que pour la formation du cyclotrithiophénolène. Des essais de dimérisation ont été menés et ont conduit contre toute attente à la formation d’un macrocycle incorporant huit unités cyclotrivératrylèniques. Ce dernier a pu être caractérisé par spectroscopie de RMN 1H et spectrométrie de masse MALDI-TOFThe encapsulation of charged or neutral species in the internal cavity of organic hosts is a fascinating area of research and a challenge for many laboratories around the world. The outstanding success of this subject comes mainly from the imagination of chemists in the design and synthesis of organic hosts with a recognition function. Since the origin of the concept of host-guest chemistry, a wide variety of organic compounds were synthesized as molecular receptors that can form self-organized systems with different degrees of complexity. Possible applications include molecular recognition, drug delivery, separation and storage, biosensors and catalysis (chemical reaction) in the confined space of a nano-reactorThe purpose of our work involved the synthesis of cage molecules by self-assembly of specifically functionalized cyclotrivératrylènes. Numerous tests were conducted to dimerize two CTV with a view to obtaining cryptophanes self-assembled according to different modes of coordination. First of all cyclotrivératrylènes functionalized with pyridines were formed with the aim of obtaining cryptophanes self-assembled by coordination bonds or hydrogen bonds. A second part of our work was the synthesis of several cyclotrivératrylènes incorporating sulfur atoms directly attached to the benzene ring. In this manuscript are presented several synthetic routes for the synthesis of cyclotrithioguaiacylene and cyclotrithiophenolene.Tests of dimerization were conducted and led against all odds to the formation of a macrocycle incorporating eight CTV units. The latter has been characterized by 1H NMR spectroscopy and MALDI-TOF mass spectrometr