Chargement du RM-133

Le taux de chargement optimal ayant été déterminé pour chaque génération du dendrimère PEOT à l’aide de l’espaceur d’ADT, ces résultats ont été utilisés pour le greffage avec l’aminostéroïde bioactif RM-133. En effet, puisque la solubilité de ces deux stéroïdes est similaire, il a été supposé que le même nombre de terminaisons du PEOT pouvait être fonctionnalisé par la molécule d’espacement bioactive.

Pour débuter, l’estérification de l’aminostéroïde RM-133 sur l’acide hept-6-ynoïque en condition de Steglich a permis d'obtenir la molécule d'espacement dans un rendement convenable de 92 % (Schéma 19).

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Schéma 19. Synthèse de la molécule d'espacement comportant l’aminostéroïde bioactif RM-133

La molécule d’espacement désormais purifiée, il a été possible de poursuivre vers l'étape du chargement aux terminaisons du PEOT. Les taux de chargement déterminés pour les 3 générations avec l’espaceur d’ADT ont été le point de départ avec l’hept-6-ynoate du RM-133. La fonctionnalisation a été effectuée dans les mêmes conditions réactionnelles qu'elle avait été faite pour l’espaceur modèle.

Les nanostructures de G1 et G2 obtenues suite à la réaction de CuAAC permettaient le lavage du mélange réactionnel par extraction liquide-liquide. Cependant, la nanostructure de G3 était insoluble dans tous les solvants d’extraction, même le CHCl3 qui dissolvait séparément le RM-133 et le dendrimère. Ainsi, l'ajout

des groupements hydrophiles a été fait sans faire de purification, puisque la cycloaddition de Huisgen ne nécessite pas que tous les composants soient solubles dans un solvant. Comme attendu, le produit obtenu était toujours insoluble dans tous les solvants à disposition.

La première hypothèse émise fut que le taux de chargement des noyaux stéroïdiens hydrophobes était trop élevé à la surface du dendrimère. Il était possible que la solubilité soit diminuée parce que pour lier la solubilité était reliée à la concentration du dérivé stéroïdien et non à sa masse dissoute. Ainsi, le nombre d’équivalents de l’hept-6-ynoate du RM-133 à greffer sur la G3 du PEOT a été diminué dans l'espoir de former un nanotransporteur soluble. Le chargement a été réduit à une moyenne de 10 molécules de RM- 133 en périphérie du PEOT. Cependant, suite à cette expérimentation, le même produit insoluble dans les différents solvants d’extraction a été récupéré.

En se questionnant sur l’insolubilité du produit dans les milieux organiques, l'idée a été évoquée que l’alcyne en C17 du noyau stéroïdien de l’aminostéroïde RM-133 était en mesure de réagir dans les conditions de CuAAC. Au départ, la possibilité de réaction avec cet alcyne avait été exclue puisque l’équipe de notre collaborateur avait déjà effectué une réaction de type cycloaddition de Huisgen sur la RM-133 résultant en de faibles rendements. De surcroît, les conditions utilisées étaient difficiles, c’est-à-dire du chauffage à température élevée, en conditions inertes et avec un catalyseur de cuivre soluble en milieu

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organique. En somme, il a été supposé que la fonction éthinyl en position 17 étant tertiaire aurait de faibles probabilités d'être en mesure d’effectuer la CuAAC.

Toutefois, face au produit insoluble, l'hypothèse la plus plausible était que l’alcyne en C17 réagissait malgré l’encombrement stérique et les conditions douces. Un autre facteur à prendre en compte fut la présence de multiples terminaisons azotures libres avec les deux alcynes réactifs et de catalyseurs de cuivre actifs en solution. Il est possible qu’il y ait eu la formation d’oligomères où certaines molécules de RM-133 servaient de ponts entre les nanostructures de PEOT. Or, le produit précipitait lors de la réaction et ne se solubilisaient plus par la suite, cela peut s'expliquer par l'hyperbranchement des terminaisons qui rigidifie la conformation des dendrimères. Différents produits peuvent être formés, soit les terminaisons d’un dendrimère pourraient réagir avec uniquement des RM-133 différents, soit deux terminaisons d’un même dendrimère pourraient réagir sur la même molécule de RM-133 ou encore deux dendrimères pourraient être liés ensemble par l’intermédiaire de plusieurs stéroïdes (Figure 18).

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Figure 18. Produits possiblement obtenus suite à la réactivité non-sélective de la CuAAC

Pour confirmer l'hypothèse, les techniques de caractérisation usuelles n’étaient pas d’une grande utilité. En effet, le produit étant insoluble la spectroscopie RMN 1_{H ne pouvait pas être effectuée en solution. La}

chromatographie d’exclusion stérique (SEC) pourrait montrer des informations pertinentes puisque selon le temps d’élution il est possible de corréler le rayon hydrodynamique d’une macromolécule en comparant avec des standards de polystyrènes. Cependant, pour cette caractérisation, le polymère à analyser doit être soluble dans un solvant organique pour l'élution dans la colonne d’exclusion stérique. Les informations obtenues par la spectroscopie de l’ultraviolet et du visible (UV-Vis) ainsi que par la spectrométrie infrarouge (IR) ne sont pas pertinentes pour déterminer s’il y a une réaction incontrôlée et la formation d’oligomères. Il avait été supposé que l'excès de terminaisons azotures par rapport au nombre de molécules d'espacement favorisait la formation de ponts entre les dendrimères induisant la précipitation des oligomères dans le milieu réactionnel. En diminuant le nombre d’équivalents de molécules d’espacement avec le G2 à une moyenne de 3 molécules de RM-133, il a été possible de former le même produit insoluble que lors des réactions précédentes avec le PEOT de G3. Cette observation démontre la réactivité de l'alcyne en C17 de l’aminostéroïde RM-133 dans les conditions utilisées pour la réaction de CuAAC. Afin de remédier à ce problème, le professeur Poirier avait en sa possession l’analogue de l’aminostéroïde RM-133 sans alcyne sur le carbone en position 17 du noyau stéroïdien, celui-ci est étiqueté sous le nom d’AH-38.84

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