Fonctionnalisation post-polymérisation du support soluble

Afin de réaliser une étude comparative entre les deux approches en phase solide et liquide, le polymère a été modifié afin d’être doté d’un point d’ancrage clivable de type Wang dans le but de mimer la résine Wang. La modification a été réalisée en deux étapes qui sont la déprotection de l’amine en présence d’un mélange de pipéridine et de DCM et l’addition du point d’ancrage clivable (Schéma 6).

Schéma 6. Schéma réactionnel d’addition du point d’ancrage de type Wang. (i) pipéridine/DCM (1/1), (ii) acide 4-hydroxyméthylphénoxyacétique, N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC), N-hydroxysuccinimide (NHS), THF.

Les supports solubles issus de ces étapes de modification ont été analysés par RMN 1H dans le CDCl3 (Figure 96) et suivies par SEC dans le THF. L’étape de déprotection a été

98

quantitative car la présence des signaux caractéristiques au groupement Fmoc n’est plus observée sur le spectre RMN 1H de P2. La formation de P3 a été quant à elle confirmée par la présence des signaux spécifiques aux méthylènes du point d’ancrage de type Wang (j, i) situés à 4,60 et 4,75 ppm.

L’analyse en SEC du polymère P3révèle cependant la formation d’un épaulement au niveau des chromatogrammes (Figure 97). Cet épaulement correspond à des espèces issues de réaction de couplages entre les chaines de polystyrène et dont la masse molaire correspond au double et au triple de celle du support soluble. Leur présence suggère des réactions secondaires probablement dues à la labilité de la liaison C-Br.

Figure 96. Spectres RMN 1H effectués dans le CDCl3 des supports à base de polystyrène avant (P1) et après modification post-polymérisation (P2et P3).

99

27 28 29 30 31 32 33

Volume d'élution (mL)

P1 P3

Figure 97. Chromatogramme issu de l’analyse SEC effectuée dans le THF du polymère P3.

Pour contourner ces problèmes, l’idée a été de substituer le brome terminal par un groupement « inerte ». Notre choix s’est porté sur la CuAAC qui est une réaction efficace et facile à mettre en œuvre (Schéma 7). Cette fonctionnalisation a été réalisée en deux étapes dont la première a consisté à substituer le brome par un azoture en utilisant de l’azoture de sodium puis d’effectuer une réaction de CuAAC entre ce dernier et le 1-pentyne avec un mélange de CuBr, de dNbipy et de THF.

Schéma 7. Schéma réactionnel de la fonctionnalisation du support soluble à base de polystyrène P1. (i) NaN3, DMF, (ii) 1-pentyne, CuBr, dNbipy, THF.

La substitution du brome terminal en groupement azoture a été en premier lieu confirmée par l’apparition de la bande d’absorption caractéristique de la liaison d’élongation de N3

vers 2100 cm-1 par spectroscopie infrarouge (IR), alors que sa disparition a confirmé le succès de l’étape de CuAAC (Figure 98 et Figure 171 de la partie expérimentale).

100 2200 2180 2160 2140 2120 2100 2080 2060 2040 2020 2000 P1 P2' ! " P3' #(cm-1)

Figure 98. Spectres infra-rouge des polymères P1, P2’ et P3’.

Les polymères issus de ces étapes ont été analysés en RMN 1H (Figure 99). L’effet de déblindage du proton en position du brome terminal (bleu) est plus marqué que lorsqu’il se situe en de la fonction azoture. Ce phénomène est observé en comparant les spectres P1

et P2’ et confirme que la réaction de substitution du brome par la fonction azoture a été quantitative. En effet, le signal de ce proton s’est déplacé de 4,49 ppm à 4,04 ppm. Le déblindage de ce proton (rose) de 4,04 ppm à 5,17 ppm et l’apparition des signaux spécifiques des protons du -CH2 en du triazole (vert) confirment le succès de la réaction de CuAAC.

Figure 99. Comparaison des déplacements chimiques en RMN 1H des protons portés par le carbone terminal de la chaine de polystyrène P1, P2’ et P3’.

101 Les analyses complémentaires en RMN 13C des étapes de substitution et de réaction« click » ont aussi confirmé le succès de ces dernières par les différents déplacements chimiques du signal correspondant au carbone terminal de la chaine de polystyrène des polymères P1, P2’ et P3’ (Figure 100). En effet, le déplacement chimique dépend de la fonctionnalisation du carbone terminal et de ce fait le signal se situe à 52,52 ppm lorsqu’il est fonctionnalisé par le brome. Il se situe à 64,17 ppm lorsque le brome est substitué par le groupement azoture et à 62,98 ppm après la réaction de CuAAC.

Figure 100. Comparaison des déplacements chimiques en RMN 1H du carbone terminal de la chaine de polystyrène P1, P2’ et P3’.

Après ces étapes de modification permettant d’obtenir le support soluble P3’ le point d’ancrage clivable de type Wang a été inséré comme précédemment sur l’extrémité de la chaine de polystyrène possédant une amine protégée (Figure 101). Les supports solubles résultants ont été analysés par RMN 1H dans le CDCl3 et sont comparables à ceux obtenus sans fonctionnalisation de l’extrémité bromée du polystyrène (voir Figure 173 de la partie

expérimentale).

180 160 140 120 100 80 60 40

P

P

P

ppm

102

Figure 101. Structure du support soluble à base de polystyrène P5’avec un point d’ancrage de type Wang.

De plus, les chromatogrammes obtenus par SEC dans le THF des polymères P1 et P5’ mettent en évidence des courbes Gaussienne monomodales avec une distribution de masses molaires étroite ( !"/ #= 1,08 pour P1 et P5’) (Figure 102). La quasi-disparition des espèces provenant des réactions de couplage entre les chaines de polystyrène montre la responsabilité de la labilité du brome terminal dans la formation de ces composés.

Figure 102. Chromatogrammes obtenus par SEC effectués dans le THF des polymères P1 (avant modification) et P5’(possédant le point d’ancrage de type Wang).

Ce support soluble sera par la suite utilisé pour les différentes synthèses supportées présentées dans les sections suivantes. Dans le but de préparer les octets macromoléculaires, une bibliothèque de trimères codés a été constituée.

28 30 32 34

Volume d'élution (mL)

103

3. Synthèse d’une bibliothèque de trimères codés