Nouvelle méthodologie pour la fonctionnalisation hautement sélective de calix[6]arènes -- Chimie

Une des thématiques développées en collaboration par le Laboratoire de Chimie Organique (LCO) et le Laboratoire de Résonance Magnétique Nucléaire Haute-Résolution (RMN-HR) est la synthèse et l’étude de récepteurs moléculaires dérivés du calix[6]arène. Des études récentes ont montré que le p-tBu-calix[6]arène-hexa-Boc (X6Boc6) pouvait être une boite moléculaire idéale pour piéger des gaz à l’état solide.L’un des objectifs principaux de ce mémoire était de développer des boites moléculaires calixaréniques comportant des groupements tert-butylaminocarbonyles (Bac) à la place des groupes Boc, ceci afin de renforcer les interactions possibles entre le récepteur et son invité. Ainsi, deux nouveaux précurseurs de boites moléculaires similaires au X6Boc6 ont été synthétisés très sélectivement avec de hauts rendements :le p-tBu-calix[6]arène-penta-Bac (X6HBac5 2) et le complexe potassique du p-tBu-calix[6]arène-tris-Bac-mono-déprotoné (X6H2Bac3K 3).Ces composés ont non seulement permis de synthétiser trois nouvelles boites moléculaires mais ils ont également dévoilé l’immense potentiel du groupe Bac comme groupe protecteur pouvant être utilisé pour la fonctionnalisation sélective de calix[6]arènes. En effet, des calix[6]arènes possédant un degré de fonctionnalisation hautement sophistiqué ont pu être synthétisés très sélectivement (e.g. X6Bac3Boc2Tf 7). Il faut savoir que la fonctionnalisation sélective de plateformes moléculaires reste un challenge important en chimie organique. La méthodologie utilisée et les composés obtenus sont sans précédent dans la littérature et laissent entrevoir de nombreuses perspectives dans le domaine de la fonctionnalisation sélective de récepteurs moléculaires très répandus (e.g. calix[n]arènes, résorcinarènes, cyclotrivératrylènes, etc.).Plusieurs des calixarènes synthétisés au cours de ce mémoire ont pu être entièrement caractérisés par RMN malgré les conformations asymétriques qu’ils adoptent. Ces études poussées ont permis de développer une méthodologie générale pour la caractérisation complète de calixarènes asymétriques.Enfin, des études par diffraction de rayons X ont été menées sur le X6HBac5 2 et sur le complexe d’inclusion qu’il forme en présence de DMSO (DMSO@X6HBac5). De manière similaire au X6Boc6 et contrairement à l'immense majorité des autres calixarènes, le X6HBac5 2 a une grande faculté à former des monocristaux. Ceci est très prometteur quant à l'utilisation de tels systèmes comme boites moléculaires capable de piéger des gaz à l’état solide.