DO3ApropNH2. Les premières voies de synthèse testées sont des méthodes directes, donc plus
rapides. La première méthode consist butoxycarbonyl)-L-sérine-β-lactone
dans un brevet.19 Cette réaction conduit à un mélange de produits duquel le produit souhaité n’a pu
être isolé en quantité suffisante. L’alkylation directe du
comme l’alcène, le mésylate ou le brome ne conduisent pas au produit désiré
de l’alcène, aucune réaction n’est observée quel que soient les conditions. L’utilisation du mésylate ou du dérivé bromé comme groupement partant conduisent à la
correspondant à cause de la présence du proton labile en observée.
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activée pour effectuer la réaction de couplage avec l'amine libre située sur le bras propionate des ligands. Les espaceurs choisis sont présentés dans la figure II-7.
spaceurs utilisés pour greffer les complexes de gadolinium sur les quantum dots et sur les oligonucléotides
Les trois premiers espaceurs comportent des fonctions thiols pour promouvoir le greffage de sur les quantum dots. Une étude préalablement effectuée au laboratoire montrant l’influence de différents espaceurs entre un complexe de gadolinium et un quantum dot, a orienté notre choix pour les deux premiers espaceurs.25 L'acide lipoïque (SS) est avantageu
ne qui permet d’introduire un plus grand nombre de complexes de lanthanide dots. Le deuxième espaceur choisi (SH) court et rigide, permet
changement d’échelle sur la relaxivité du complexe de gadolinium. Le troisième (CH
des propriétés des deux premiers : la rigidité par le groupement phényle et une longueur légèrement plus importante par l’ajout d’un groupement méthylène.
Pour greffer les complexes de lanthanides sur des oligonucléotides, nous avons choisi la fonction azoture. En effet, le laboratoire du LAN possède un savoir-faire de la chimie click (Huisgen) entre les TEMPO fonctionnalisées avec une fonction azoture et des oligonucléotides comportant un groupement alcyne. Cette expertise sur la fonctionnalisation des oligonucléotides
oupler les complexes de lanthanides par la réaction d’Huisgen
Synthèse du dérivé du DOTA
Différentes voies de synthèse issues de la littérature sont explorées pour effectuer la synthèse du Les premières voies de synthèse testées sont des méthodes directes, donc plus
méthode consiste à introduire le bras propionate en faisant réagir la N lactone sur le DO3AtButous deux commerciaux selon u
Cette réaction conduit à un mélange de produits duquel le produit souhaité n’a pu être isolé en quantité suffisante. L’alkylation directe du DO3AtBu en utilisant différents électrophiles
lcène, le mésylate ou le brome ne conduisent pas au produit désiré (figure II
de l’alcène, aucune réaction n’est observée quel que soient les conditions. L’utilisation du mésylate ou du dérivé bromé comme groupement partant conduisent à la formation de l’alcène
à cause de la présence du proton labile en α et aucune trace du produit désiré n’est libre située sur le bras propionate des
r les complexes de gadolinium sur les quantum dots et sur
Les trois premiers espaceurs comportent des fonctions thiols pour promouvoir le greffage de sur les quantum dots. Une étude préalablement effectuée au laboratoire gadolinium et un quantum dot, a lipoïque (SS) est avantageux grâce à ne qui permet d’introduire un plus grand nombre de complexes de lanthanides permet d’exalter l’effet du changement d’échelle sur la relaxivité du complexe de gadolinium. Le troisième (CH2SH) permet
pement phényle et une
sur des oligonucléotides, nous avons choisi la fonction aire de la chimie click (Huisgen) entre les TEMPO fonctionnalisées avec une fonction azoture et des oligonucléotides comportant un groupement alcyne. Cette expertise sur la fonctionnalisation des oligonucléotides par la réaction d’Huisgen via un lien
r effectuer la synthèse du Les premières voies de synthèse testées sont des méthodes directes, donc plus à introduire le bras propionate en faisant réagir la N-(tert-
selon un protocole décrit Cette réaction conduit à un mélange de produits duquel le produit souhaité n’a pu en utilisant différents électrophiles (figure II-8). Dans le cas de l’alcène, aucune réaction n’est observée quel que soient les conditions. L’utilisation du mésylate formation de l’alcène stable et aucune trace du produit désiré n’est
La méthode de synthèse du DO3ApropNH est une méthode indirecte à partir du réagir le Boc2-Δ-AlaOMe avec un excès de
de carbonate de potassium en tant que base. L’intermédiaire monosubstitué est obtenu avec un rendement de 73% après élimination des composés bis et tris substitué et l’excès de
ensuite avec le bromoacétate de
protégée. Cependant, la purification des produits protégés dégradation des deux produits. La
récupéré après la purification.
Figure II-9 : Voie de synthèse du DO
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Figure II-8 : Alkylation du DO3AtBu
DO3ApropNH2 (figure II-9) décrite par les groupes de Toth et Geraldes
irecte à partir du cyclène qui a été reproduite au laboratoire. Elle consiste à faire AlaOMe avec un excès de cyclène pour favoriser la monosubstitution
de carbonate de potassium en tant que base. L’intermédiaire monosubstitué est obtenu avec un ation des composés bis et tris substitué et l’excès de
ensuite avec le bromoacétate de tert-butyle ou d’éthyle, pour obtenir le composé sous sa forme . Cependant, la purification des produits protégés sur gel de silice comme décr
dégradation des deux produits. La coupure du bras propionate est observée et l’alcène de départ est
: Voie de synthèse du DO3ApropNH2 décrite par Toth et Geraldes
décrite par les groupes de Toth et Geraldes18
été reproduite au laboratoire. Elle consiste à faire pour favoriser la monosubstitution26 en présence
de carbonate de potassium en tant que base. L’intermédiaire monosubstitué est obtenu avec un ation des composés bis et tris substitué et l’excès de cyclène. Il réagit butyle ou d’éthyle, pour obtenir le composé sous sa forme sur gel de silice comme décrit conduit à la l’alcène de départ est
L’alternative a été de reproduire la synthèse décrite par le groupe de Caravan d’abord la sérine Cbz-Ser-OBn commerciale est activée sous forme d’un mésylate nucléofuge lors de la réaction de monosubstitution sur le
décrit dans la littérature.27 Ce produit
jeu rapidement dans l’étape suivante du fait de l’instabilité relative du groupement mésylate. Celui réagit ensuite avec un excès de
présence de carbonate de potassium. Le produit monosubstitué brut de 77%. Ce produit est contaminé par des traces de produits di spectrométrie de masse. L’excès de
des trois autres fonctions amines secondaires du macrocycle est réalisé par traitement à l’aide de bromoacétate de tert-butyle en présence de carbonate de potassium. C’est également
dont le mécanisme mis en jeu est une substitution nucléophile. Le produit sous forme protégé ainsi obtenu en trois étapes avec un rendement global de 30% après purification par HPLC préparative, comparable à celui de la littérature
Figure II-10 : Synthèse du DO3ApropNH
Des essais de déprotection totale en condition acide (HCl 6M à reflux) ont été réalisés sur le composé 12. La complexation est ensuite réalisée avec 1.
sur le produit brut du fait de son instabilité. Ce complexe n’absorbant pas dans la gamme UV, sa purification par HPLC n’a pu être réalisée avec la détection UV. La purifica
Sephadex ne permet pas d’éliminer l’excès de gadolinium introduit. Ceci xylénol orange. Le complexe brut obtenu
en utilisant un acide activé par la N
n’est observée et la purification du milieu par HPLC avec un détecteur à diffusion de lumière ne nous a pas permis de récupérer le complexe de départ.
Une autre stratégie est employée pour obtenir le dérivé du DOTA protecteurs benzyle et carboxybenzyle présents sur le composé
par hydrogénation catalytique en présence de palladium sur charbon. Le palladium se lie à la molécule de dihydrogène et au compos
d’hydrogène. La molécule obtenue est ensuite mise en réacti préalablement activé par un N-hydroxysuccinimide
permettre la formation d’une liaison amide entre les deux entités.
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L’alternative a été de reproduire la synthèse décrite par le groupe de Caravan OBn commerciale est activée sous forme d’un mésylate
nucléofuge lors de la réaction de monosubstitution sur le cyclène selon le protocole expérimental Ce produit est obtenu avec un rendement brut quantitatif et est mis en jeu rapidement dans l’étape suivante du fait de l’instabilité relative du groupement mésylate. Celui réagit ensuite avec un excès de cyclène (2 équivalents) pour favoriser la monosubstitution, en présence de carbonate de potassium. Le produit monosubstitué 11 est obtenu avec un rendement %. Ce produit est contaminé par des traces de produits di- et tri- substitué observés par ’excès de cyclène est retiré par de nombreux lavages à l’eau. L’alkylation des trois autres fonctions amines secondaires du macrocycle est réalisé par traitement à l’aide de
butyle en présence de carbonate de potassium. C’est également dont le mécanisme mis en jeu est une substitution nucléophile. Le produit sous forme protégé
obtenu en trois étapes avec un rendement global de 30% après purification par HPLC préparative, comparable à celui de la littérature (28%).
: Synthèse du DO3ApropNH2 protégé décrite par Caravan
Des essais de déprotection totale en condition acide (HCl 6M à reflux) ont été réalisés sur le composé . La complexation est ensuite réalisée avec 1.1 équivalent de chlorure de gadolinium directement sur le produit brut du fait de son instabilité. Ce complexe n’absorbant pas dans la gamme UV, sa purification par HPLC n’a pu être réalisée avec la détection UV. La purification du complexe sur d’éliminer l’excès de gadolinium introduit. Ceci est vérifié par le test du xylénol orange. Le complexe brut obtenu est tout de même mis en jeu dans une réaction de couplage en utilisant un acide activé par la N-hydroxysuccinimide. Cependant, aucune réaction de couplage
observée et la purification du milieu par HPLC avec un détecteur à diffusion de lumière ne nous a pas permis de récupérer le complexe de départ.
employée pour obtenir le dérivé du DOTA (figure II-11)
et carboxybenzyle présents sur le composé 12 sont déprotégés sélectivement par hydrogénation catalytique en présence de palladium sur charbon. Le palladium se lie à la molécule de dihydrogène et au composé à liaison multiple pour lui transférer un à un des atomes d’hydrogène. La molécule obtenue est ensuite mise en réaction avec l’acide 4
hydroxysuccinimide 6, en présence de diisopropyléthylamine qui va ttre la formation d’une liaison amide entre les deux entités.
L’alternative a été de reproduire la synthèse décrite par le groupe de Caravan (figure II-10).20 Tout OBn commerciale est activée sous forme d’un mésylate 4 qui sert de selon le protocole expérimental obtenu avec un rendement brut quantitatif et est mis en jeu rapidement dans l’étape suivante du fait de l’instabilité relative du groupement mésylate. Celui-ci our favoriser la monosubstitution, en est obtenu avec un rendement substitué observés par est retiré par de nombreux lavages à l’eau. L’alkylation des trois autres fonctions amines secondaires du macrocycle est réalisé par traitement à l’aide de butyle en présence de carbonate de potassium. C’est également une réaction dont le mécanisme mis en jeu est une substitution nucléophile. Le produit sous forme protégé 12 est obtenu en trois étapes avec un rendement global de 30% après purification par HPLC
protégé décrite par Caravan20
Des essais de déprotection totale en condition acide (HCl 6M à reflux) ont été réalisés sur le composé 1 équivalent de chlorure de gadolinium directement sur le produit brut du fait de son instabilité. Ce complexe n’absorbant pas dans la gamme UV, sa tion du complexe sur vérifié par le test du tout de même mis en jeu dans une réaction de couplage . Cependant, aucune réaction de couplage observée et la purification du milieu par HPLC avec un détecteur à diffusion de lumière ne nous
11). Les groupements déprotégés sélectivement par hydrogénation catalytique en présence de palladium sur charbon. Le palladium se lie à la é à liaison multiple pour lui transférer un à un des atomes on avec l’acide 4-mercaptobenzoïque en présence de diisopropyléthylamine qui va
Figure II-11 : Syn
L’intermédiaire obtenu 14 est ensuite totalement déprotégé en milieu acide pour donner le ligand désiré. Du fait de son instabilité, l’étape de complexation par addition de 1.1
de gadolinium est réalisée puis le complexe
de ces quatre étapes est de 7% et le produit souhaité
caractérisation et les études de relaxivité. Cette voie de synthèse pourra être optimisée en protégeant la fonction thiol ou en introduisan
En conclusion, le complexe de gadolinium dérivé du DOTA, contenant un bras propionate et un espaceur mercaptobenzoïque [Gd(DO3ApropSH)(H
optimisé). La caractérisation de celui
paragraphe 4 de ce chapitre. Ce dérivé du DOTA sert de modèle pour des applications la comparaison avec les composés de la littérature. L’espaceur mercaptobenzoïque
rigidité, une étude réalisée au laboratoire montre que cet espaceur est efficace pour exalter la relaxivité par le greffage de complexe de gadolinium sur des quantum dots.