Synthèse de bioconjugués pseudopeptides-PEDEGA par chimie « click » : CuAAC 114

Les deux partenaires PEDEGA α-azidé 20 et pseudopeptides dimère 17 et tétramère 18ω-alcynés ont

ensuite été couplés par chimie « click » CuAAC pour obtenir les bioconjugués, suivant le schéma

réactionnel présenté sur la Figure 64. De façon classique, les espèces ont été couplées dans la DMF à

l’aide du catalyseur Cu(I)Br, pendant 24 h à température ambiante et sous Argon. Il est important de

noter qu’aucun ligand n’a été ajouté pour aider à solubiliser le Cu(I)Br. Ce choix a été fait pour éviter

la formation d'une espèce radicalaire à l'extrémité de la chaîne PEDEGA par rupture de la liaison C-Br

terminale suivant un mécanisme d'ATRP. De plus, cela a permis de simplifier l’extraction du Cu(I)Br à

la précipitation. En effet, le ligand PMDETA a été dissous dans le milieu de précipitation (eau) ce qui

limite l’effet de « piège » du Cu(I)Br dans le polymère final. Les bioconjugués ont été purifiés et

récupérés avec de bons rendements de l’ordre de 90 % ; ce sont malgré tout des huiles légèrement

verdâtre.

Figure 64 – Schéma réactionnel de la synthèse de bioconjugués dimère 21 et tétramère 22 selon une

stratégie « grafting-onto »

La réaction de couplage par CuAAC a été suivie par SEC MALLS THF, RMN

1

H et HSQC. Le suivi par

chromatographie nous permet de faire plusieurs conclusions. On voit en effet que dans le cas de

chacun des pseudopeptides dimère et du tétramère (voir Figure 65 (a) et (b)), un mélange

pseudopeptides + PEDEGA donne des signaux aux mêmes volumes d’élution que les constituant

seuls. Cette information permet d’affirmer qu’avant le démarrage de la réaction de couplage

(introduction du Cu(I)Br), il n’y a pas de réaction ni d’agrégation entre les pseudopeptides et le

PEDEGA. On voit qu’après une nuit de réaction de couplage par CuAAC, on n’observe quasiment plus

de signaux dus aux pseudopeptides (signaux « Bioconj dimer » et « Bioconj tetramer » Figure 65). De

plus, le signal principal du à chacun des deux bioconjugués dimère et tétramère, subit un léger

déplacement vers les temps d’élution plus court ; signe que la masse molaire augmente :

Chapitre 2 2.2 - Synthèse de bioconjugués

pseudopeptides-polymère

Bioconjugué dimère : la masse molaire du bioconjugué déterminée par SEC MALLS est �^����_� = 3717

g/mol, ce qui correspond assez bien avec le couplage du dimère (�^����_� = 415 g/mol) et du polymère

(�^����_� = 3444 g/mol).

Bioconjugué tétramère : la masse molaire du bioconjugué déterminée par SEC MALLS est �^����_� = 4311

g/mol, ce qui correspond assez bien avec le couplage du tétramère (�^����_� = 703 g/mol) et du polymère

(�^����_� = 3536 g/mol).

Remarque : Les différences observées ci-dessus sur les masses molaires du PEDEGA sont dues au fait

que nous les recalculons à chaque fois sur les chromatogrammes correspondants et témoignent en

partie de l’erreur de la technique utilisée dans cette gamme de masses molaires.

Finalement, la SEC MALLS THF nous a permis d’observer le bon déroulement du couplage et de

valider sa réalisation.

Figure 65 – Vérification des réactions de couplage conduisant aux bioconjugués dimère (a) et

tétramère (b) par SEC MALLS dans le THF.

Les analyses RMN ont également permis de valider la formation des bioconjugués :

Bioconjugué dimère :

Le spectre du bioconjugué (Figure 66, (a)) permet d’observer que les groupements caractéristiques

des deux précurseurs (Figure 66, (b) et (c)) sont présents. En effet, on note que les protons du groupe

aromatique du peptide sont bien présents sur le spectre du bioconjugué dans un massif centré sur δ

= 7.31 ppm. De même pour les groupements méthyle venant de la leucine à δ < 1 ppm. Les signaux

du polymère sont aussi bien présents sur le spectre du bioconjugué, en témoigne le signal ayant un

déplacement δ situé entre 3,4 et 3,7 ppm induit par les chaînes pendantes d’oxyde d’éthylène. De

plus, on remarque l’apparition d’un nouveau signal ayant pour déplacement δ = 7.55 ppm induit par

la formation du triazole par chimie "click". L'attribution de ce signal au proton du cycle triazole peut

se vérifier sur le spectre RMN 2D HSQC présenté sur la Figure 67. La fonction triazole est facilement

identifiable et nous permet donc de confirmer que le couplage covalent dimère-PEDEGA par CuAAC a

fonctionné et donc que le bioconjugué souhaité a été obtenu.

Figure 66 – Compilation des spectres RMN

1

H (CDCl

3

; 300MHz) du dimère ω-alcyné 17 (a), du

PEDEGA α-azidé 20 (b) et du bioconjugué dimère-PEDEGA 21 (c) ; indexation des protons (d)

Chapitre 2 2.2 - Synthèse de bioconjugués

pseudopeptides-polymère

Figure 67 - Spectre RMN HSQC (CDCl

3

; 300MHz) du bionconjugué dimère-PEDEGA

Bioconjugué tétramère :

Comme avec le dimère, le spectre du bioconjugué (Figure 68, (a)) nous permet d’observer que les

groupements caractéristiques des deux précurseurs (Figure 68, (b) et (c)) sont présents. En effet, on

note que les groupes aromatiques du peptide sont bien présents sur le spectre du bioconjugué avec

un massif à δ = 7,30 ppm, ainsi que les groupements méthyle venant de la Leucine induisant un signal

dans une zone de déplacement δ < 1 ppm. Les signaux du polymère sont aussi bien présents sur le

spectre du bioconjugué, en témoigne le signal ayant un déplacement δ situé entre 3,4 et 3,7 ppm

induit par les chaînes pendantes d’oxyde d’éthylène. Cependant, le signal du proton du cycle triazole

n'est pas détectable sur le spectre RMN

1

H. La présence de la fonction triazole peut néanmoins se

vérifier sur le spectre RMN 2D HSQC présenté sur la Figure 69.

Figure 68 - Compilation des spectres RMN

¹

H (CDCl

3

; 300MHz) du tétramère ω-alcyné 18 (a), du

PEDEGA α-azidé 20 (b) et du bioconjugué tétramère-PEDEGA 22 (c) ; indexation des protons (d)

Chapitre 2 2.3 - Conclusion sur la synthèse des additifs

pseudopeptidiques et leurs bioconjugués

Figure 69 - Spectre RMN HSQC (CDCl

₃

; 300MHz) du bioconjugué tétramère-PEDEGA

2.3.Conclusion sur la synthèse des additifs pseudopeptidiques et leurs

bioconjugués

La synthèse de pseudopeptides dimère et tétramère 1:1[α/α-N

α

-Bn-hydrazino] et des bioconjugués

pseudopeptides-PEDEGA correspondants a été réalisée avec succès. La synthèse et la caractérisation

des pseudopeptides ont été effectuées en suivant des travaux réalisés par l’équipe de Brigitte

Jamart-Grégoire

¹

. Les structures ont été vérifiées par RMN et les produits ont été obtenus avec de

très bons rendements, en bon accord avec les données de la littérature.

Deux stratégies de synthèse, « grafting from » et « grafting onto », ont été développées pour

synthétiser des bioconjugués à partir de ces pseudopeptides. La stratégie « grafting from » a consisté

à polymériser, par voie contrôlée, un monomère (EDEGA) à partir d’un amorceur pseudopeptidique.

Après avoir validé, par suivi cinétique, que l’EDEGA était polymérisable par SET-LRP de façon

contrôlée avec un amorceur modèle, la synthèse d’un amorceur pseudopeptidique a été réalisée.

Néanmoins, il s’est avéré que cet amorceur ne permet pas de polymériser l’EDEGA de manière

« contrôlée » par SET-LRP. Ainsi, avant même l’introduction du système catalytique, le monomère

polymérise instantanément et on obtient des masses molaires bien au-delà des masses molaires

attendues. Nous n’avons pas pour l’instant identifié la source du problème mais il semblerait que la

structure de cet amorceur pseudopeptidique soit en cause. Heureusement, la seconde stratégie

« grafting-onto » a finalement permis d’obtenir les bioconjugués. Cette dernière a impliqué la

préparation indépendante d’un polymère et de pseudopeptides fonctionnalisés pour la chimie

« click », pour ensuite les lier l’un à l’autre par CuAAC. Ainsi, la modification de pseudopeptides en

pseudopeptides « clickables », couplée à la synthèse d’un oligomère (PEDEGA) « clickable », a permis

de synthétiser les bioconjugués pseudopeptidiques dimère et tétramère. La RMN

1

H, HSQC 2D et la

SEC THF nous ont permis de valider nos le bon déroulement de ces différentes réactions et la

structure des différents produits obtenus.

Dans la troisième partie de ce chapitre, nous nous proposons d’étudier l’influence des additifs

pseudopeptidiques dans une membrane polymère de référence pour la séparation du CO

₂

.

Chapitre 2 2.3 - Conclusion sur la synthèse des additifs

pseudopeptidiques et leurs bioconjugués

3. Additifs pseudopeptidiques pour membrane de séparation

Dans le document Nouveaux matériaux polymères pour la capture du CO2 par un procédé de séparation membranaire (Page 123-131)