Synthèse et Étude de Nouveaux Ligands Cavitaires Biomimétiques pour la Complexation d’Ions Métalliques

Les métalloenzymes représentent une classe d’enzymes possédant un cation métallique au niveau de leurs sites actifs. Ce sont des catalyseurs naturels particulièrement remarquables capables d’effectuer une large gamme de transformations chimiques de manière très efficace et avec un haut niveau de chimio-, régio- et stéréosélectivité et spécificité. Dans ce contexte, différents modèles synthétiques de métalloenzymes ont été développés, aussi bien pour élucider les mécanismes impliqués dans les sites enzymatiques que pour l’élaboration de nouveaux catalyseurs, dits « biomimétiques », inspirés des systèmes naturels. Dans cette optique, deux stratégies ont été exploitées :la stratégie classique reposant sur le développement de différents ligands tri- ou tetradentates simples qui sont capables de reproduire de manière efficace la première sphère de coordination du métal, et la stratégie supramoléculaire qui consiste en l’association de ligands coordinants à une cavité macrocyclique ce qui permet de reproduire, non seulement la première. L’une des plateformes macrocycliques les plus utilisées dans ce domaine est la famille des calix[6]arènes. En effet, à l’heure actuelle, trois générations de complexes biomimétiques, dits « entonnoirs », ont été développées au départ de ligands calix[6]aréniques possédant trois ou quatre unités coordinantes, généralement azotées, simples ou reliées entre elles de manière covalente. Dans le cadre de ce travail nous avons envisagé le développement d’une série de nouveaux ligands coordinants, calixaréniques, dans le but de remédier aux limitations rencontrées avec les générations précédentes. Dans ce contexte, trois nouvelles stratégies ont été exploités :(1) le développement d’un nouveau ligand de chiralité inhérente, le 1,2,4-tris-triazole-calix[6]arène, reposant sur la fonctionnalisation sélective de la plateforme calix[6]arénique utilisant des groupement triflate, (2) la conception d’un nouveau ligand calix[6]arène azacryptand, l’hexaméthoxy-calix[6]arène tren, via la fonctionnalisation sélective du grand col de la plateforme, et (3) le développement d’une nouvelle famille de ligands azacryptand, l’hexahomotrioxacalix[3]arène tren et l’hexahomotrioxacalix[3]arène tmpa, par fonctionnalisation de la plateforme hexahomotrioxacalix[3]arénique. La synthèse et la caractérisation de ces différentes cibles ont été réalisées avec succès, et l’étude des propriétés hôte-invité des complexes métalliques correspondants a permis de mettre en évidence, dans la majorité des cas, un haut niveau de biomimétisme ainsi que des propriétés de complexation uniques et originales.Doctorat en Sciences