Mise au point de la méthode

L tudeàd esp esàgl osidi uesàpa àa al seà‘MNàin situ à asseàte p atu eà àl aideàdeàlaà hi ieà supe a ideà essiteàdesà uipe e tsàetàdesài st u e tsàd a al sesàpa ti ulie sàetàlaà iseàauàpoi t d u eà thodeàg aleàetà o uste.à

1.1

Mat iels et i st u e ts d a al se

1.1.1 Réaction en milieu superacide

U à o eà li it à deà g oupesà da sà leà o deà utiliseà u eà o i aiso à d a ideà fluo h d i ueà età deà pe tafluo u eàd a ti oi e.àDuàfaitàdeàleu àda ge osit ,à es réactifs très toxiques doivent donc être manipulés par des chimistes expérimenté(e)s avec tous les dispositifs de sécurité nécessaires en pla e.à E à effet,à l a ideà fluo h d i ueà a h d eà H0= -15,1) est un acide de Brønsted avec un point d ullitio à deà , à °Cà essita tà deà t a aille à à asseà te p atu eà pou à leà a ipule à à l tatà li uide.àL a ideàfluo h d i ueà agissa tàa e àleà e eà Schéma 43), sa manipulation exige que tout le matériel utilisé soit en Téflon®.131

Schéma 43 : Equation générale de dissolution de la silice dans le HF anhydre

Le pe tafluo u eà d a ti oi eà està u à a ideà deà Le isàseà p se ta tà sousà laà fo eà d u à li uideà t sà visqueux légèrement bleu pâle présentant un point de fusion relativement haut de 7 °C. Cet acide t sàh g os opi ueà li eàduàHFàe àp se eàd eauàd o àlaà essit àdeà t a aille àa e à p autio à avec un équipement en Téflon®.132

A Poitiers, le laboratoire dédié au superacide* _{est composé de sorbonnes équipées :}

 D u ideauà d eauà situ à da sà leà fo dà deà laà paillasseà pe etta tà d h d ol se à touteà vapeur de HF

 D u e aspiration à haut débit.

Au vu de cette dangerosité singulière*_{, augmentée par la combinaison de ces deux acides, toute} manipulation de ces milieux exige une tenue adéquate o pos eà deà ga tsà pais,à d u à ta lie à e à T flo ®àetàd u à as ueàdeàp ote tio .à

1.1.2 Analyse par RMN

L a al seàdesài te diai esà a tio elsàpa RMN in situ à basse température nécessite un appareil de cryogénie relié au spectromètre. Cet appareil permet de réaliser des analyses dans une gamme de températures comprises entre -50 °C et 20 °C.

131 _{A. A. Pande, D. S. L. Mui, D. W. Hess, IEEE Trans. Semicond. Manuf., 2011, 24, 104.} 132 _{B. Bonnet, J. Roziere, R. Fourcade, G. Mascherpa, Can. J. Chem., 1974, 52, 2077.} *_{P i ipale e tà àl utilisatio àduàHFàetàduàS F5.}

1.2 Mise en place du protocole

Les réactifs de départ s th tis sà ouà dispo i lesà o e iale e t,à sousà fo eà d huileà ou de poudre, sont introduits dans un réacteur en Téflon® scellé par un bouchon à vis.

1.2.1 Conditions opératoires

áfi àdeàg e àlesài te diai esà a tio elsàgl osidi ues,àdiff e tsàsupe a idesàtelsà ueàl a ideà t ifli ue,àl a ideàfluo h d i ueàa h d ideàetàl a ideà is-triflimidique ont été testés mais ont donné lieu à la formation de produits secondaires issus de réactions de fluoration ou de dégradation. Le mélange HF/SbF5 estàappa uà o eàleà eilleu à a didatàpou àlaàp odu tio àd i te diai esàfu tifsà da sà eà ilieu.àLeàp i ipalàa a tageàdeà eà la geàestàd t eàu à ilieuàt sàpeuà u l ophileà ita tà ainsi le piégeage des cations formés in situ.àIlàestàpossi leàaussiàdeà odule àl a idit àduà ilieu,àe à modifiant le rapport des deux acides et par conséquent la nature du milieu (cf. Introduction générale-

Paragaphe 4.3.2). De plus, ce milieu superacide joue le double rôle de promoteur et de solvant de

réaction.

Après la préparation du réacteur contenant le dérivé de sucre étudié, celui-ci est placé dans un bain De a à d a to eà ef oidià à -40 °C. Le mélange HF/SbF5, préparé préalablement (voir Partie

Expérimentale-Paragraphe 1.4) est ajouté au réacteur sous agitation magnétique afin de solubiliser le

substrat. Le milieu réactionnel est maintenu sous agitation pendant quelques instants à la même température puis une fraction de celui- ià està p le eà à l aideà d u eà pipetteà e à plasti ueà puisà introduite dans un tube RMN en Téflon® (Ø 5mm) refroidi pouvant lui-même être inséré dans un tu eà‘MNà lassi ue.àL e se leàestàe suiteàpla àda sàleàspe t o t eà‘MN.

1.2.2 Analyse par RMN in situ à basse température

L a al seà‘MNàdeàl ha tillo àestà alis eà a uelle e tàpe etta tàai siàde moduler la résolution, le te psà d a u ulatio à età laà te p atu eà e à fo tio à deà l i te diai eà a tio elà tudi .à E à effet,àselo àlaà atu eàduàsu eàa al s ,àleàte psàd a u ulatio à essai eàpou ào te i àu àspe t eà de qualité peut être radicalement différent : de 15 min à plusieurs heures. Au fur et à mesure des expériences menées, plusieurs paramètres se révèlent influencer la qualité des spectres et plus particulièrement les spectres proton.

1.2.2.1 Paramètres influençant la qualité du spectre

 Le tube RMN en Téflon®

La qualité du tube Téflon® a une certaine influence sur la résolution des spectres RMN 1_{H. Il est donc} essai eà deà ha ge à deà tu eà ap sà u eà dizai eà d utilisatio s.à Cepe da t,à eà de ie à peutà t eà utilisé plus longtemps pour les analyses RMN 13_C.

 La température

La température joue un rôle essentiel dans la résolution du spectre RMN 1_{H pouvant donner des} sig au àla gesàetàdiffusà àt sà asseàte p atu e.àCepe da t,à o eàp se t àda sàl introduction

générale, l o se atio àetàl a al seàdeà eàt peàd esp eà atio i ueàetàda sà eàt peàdeà ilieuà eàpeutà

 La concentration du réactif de départ

La concentration est également un facteur influençant la résolution du spectre RMN 1_{H. Il faut} privilégier des concentratio sàe à ha tillo àd e i o à , à ol.L-1_{pou àl a al seà‘MNà}1_{H alors que} lesà ha tillo sà pou à l a al seà ‘MNà13_{C et les autres expériences RMN doivent présenter une} concentration comprise entre 0,1 à 0,3 mol.L-1_.

1.2.3 Calculs théoriques : analyse conformationnelle

A partir des données RMN récoltées pour chaque échantillon, une analyse théorique permet de p di eà laà o fo atio à p i il gi eà deà l esp eà fo eà da sà leà ilieuà supe a ideà à asseà te p atu e.àCo eàp se t àda sàl introduction générale, cette prédiction de conformation se fait àpa ti àdeà l a al seàdesà o sta tesà deà ouplageào te uesà pa à‘MN.àái si,àlaà ualit àdesà spe t esà RMN 1_{H des échantillons est primordiale pour une bonne analyse conformationnelle. Ces analyses} ont été effectuées par Ana Arda, ha g eàdeà e he heàda sàl uipeàduàp ofesseu àJes sàJi ez- Ba e o,àdi e teu às ie tifi ueàdeàl i stitutàdeà iologieàCIC-BioGUNE* _{à Bilbao (Espagne) et chef de} l u it àdeàBiologie structurale.

Les structures modélisées sont obtenues à partir de la confo atio àp i il gi eàd duiteàdeàl a al seà des constantes de couplage expérimentales. La structure initiale est modélisée sur le logiciel Maestro**_{.àL opti isatio àg o t i ue,àlesàpa a t esà‘MNàetàlaà pa titio àdesà ha gesàNBOàso tà} effectuées par calculs DFT (Density Functional Theory) avec le programme Gaussian**. Les géométries sont optimisées en utilisa tàlaà aleu àpa àd fautàdeàl algo ith eàdeàBe àetàleà o eà essai eà d opti isatio sà pou à ueà laà o ergence soit atteinte. Pou à s assu e à d attei d eà laà st u tu eà e g ti ue e tà laà plusà asse,à l a al seà desà f ue esà deà i atio à està effe tu eà e à pa all leà su à leà eà i eauà th o i ueà d opti isatio , B3LYP avec une base 6-31+G(d,p). Aucun modèle de sol atatio à està utilis à pou à l a al seà deà esà i te diai esà a tio elsà duà faità deà laà singularité du milieu. La charge électronique des atomes de la molécule est obtenue par la méthode NBO (Natural Bond Orbital). Les paramètres RMN (déplacements chimiques et constantes de couplage sont calculés au niveau GIAO (Gauge Including Atomic Orbitals) -B3LYP/ 6-31+G(d,p), et les déplacements chimiques 13_{Càso tào te usàpa àdiff e eàdeàlaà o sta teàd a à}(13_{C) par rapport à} celle du TMS ( (13_{C) = 195.5 -}  ₍13_{C) ppm). Les données expérimentales et calculées (déplacements} chimiques 13_{C et constantes de couplage} 3_{JH,H) sont ensuite comparées.}

áuà ou sà d u à stageà deà uel uesà se ai esà ueà j aià effe tu à à l i stitutà CICà ioGUNE,à u à p e ie à contact avec cette techniqueà aà pe isà deà alise à laà od lisatio à deà e tai sà i te diai esà p se t sàda sà eà a us ità àpa ti àdesàdo esà‘MN.àDeàplus,à eàstageà aàpe isàd ide tifie àleà paramètre essentiel pour accéder à une bonne modélisation, la résolution des spectres RMN 1_{H. En} conséquence, les expériences 1_{H ont dû être généralement réitérées plusieurs fois pour une même} espèce en jouant notamment sur la température. Les spectres ont été retraités en modifiant les paramètres LB (Line Broadening) et GB (Gaussian Broadening) pour obtenir un spectre parfaitement

soluàpe etta tàd a de àau à o sta tesàdeà ouplageà3_JH,H.

*_{CIC bioGUNE (Center for Cooperative Research in Biosciences) est un organisme dédié à la recherche}

biomédicale (biologies moléculaire, cellulaire et structurale), fondé en 2002 à l'initiative du ministère de l'Industrie du Gouvernement Basque et qui a ouvert ses portes au Parc Technologique de Biscaye en Janvier 2005. http://www.cicbiogune.es/