Voie "Grafting-onto"

1.2. Synthèse de bioconjugués de type polymère-peptide

^110,113,114

1.2. Synthèse de bioconjugués de type polymère-peptide

1.2.2. Voie &#34;Grafting-onto&#34;

Cette stratégie repose sur la synthèse indépendante des deux participants (partie peptidique et

partie polymérique) puis leur couplage. Il est donc nécessaire ici d’obtenir des espèces fonctionnelles

en vue du couplage. L’utilisation de cette stratégie, par rapport à la « grafting-from », permet de

caractériser plus facilement les espèces avant couplage et de s’affranchir d’éventuelles réactions

secondaires avec les peptides durant la polymérisation. Ici aussi, la préparation des polymères se fait

par PRC (NMP, RAFT, ATRP) pour obtenir des polymères bien définis. On distingue deux types de

couplages :

-Chimie « click » est, de loin, la plus répandue dans ce domaine car simple à mettre en œuvre, à

haute efficacité et hauts rendements. Les principales réactions de chimie « click » sont la réaction la

cycloaddition 1,3-dipolaire (azoture-alcyne) de Huigsen catalysée par le cuivre (copper(I)-catalyzed

azide alkyne cycloaddition, CuAAC), les réactions de couplage thiol-ène et la cycloaddition [4+2] de

Diels-Alder

(voir Figure 42 (a), (b) et (c)).

Chapitre 2 1.2 - Synthèse de bioconjugués de type

polymère-peptide

carboxyliques

ou encore les fonctions aminooxy

. De plus, on peut parfois également

relever l’utilisation d’associations non-covalentes pour la préparation de bioconjugués

.

Chimie « click » CuAAC

La CuAAC étant la méthode de couplage que nous utiliserons dans ce chapitre, nous allons en faire

une brève description. Initialement décrite par Huigsen

, la cycloaddition 1,3-dipolaire la plus

utilisée est la formation du cycle triazole à partir des fonctions azoture et alcyne (voir Figure 42 (a)).

Cette réaction est très largement utilisée grâce à la grande stabilité des azotures vis-à-vis de l’eau,

l’oxygène et des conditions de synthèse organique

. Cette réaction est thermodynamiquement

stable mais, en l’absence de catalyseur, n’est pas régiosélective et nécessite de travailler à haute

température en raison d’une cinétique très lente à température ambiante. L’équipe de Sharpless a

apporté une contribution majeure à cette réaction en utilisant un catalyseur (sel de Cu(I)) permettant

de la démarrer à la température ambiante avec de très bonnes régiosélectivité et vitesse de

couplage

. Ainsi, les acteurs de cette réaction sont :

-Un composé dipolaire (portant la fonction azoture).

-Un dipôlphile (portant la fonction alcyne).

-Un complexe catalytique : c’est généralement un complexe métallique, Cu(I)Ln, se composant d’un

ligand et d’un catalyseur (sel de Cu(I)). Ce dernier provient souvent d’une réaction de réduction in

situ entre un sel de Cu(II), à savoir CuSO

, et un agent réducteur, par exemple l’acide ascorbique ou

l’ascorbate de sodium

. Les sels de Cu(I), à savoir CuCl, CuOTfC

H

et [Cu(NCCH

)

][PF

] peuvent

aussi être utilisés directement comme catalyseur sans agent réducteur. Dans ces derniers cas, un

ligand à base d’amine est nécessaire (2,6-lutidine, triéthylamine, diisopropyléthylamine ou pyridine)

dans un milieu organique ou l’utilisation d’un mélange binaire eau/acétonitrile

. L’inconvénient lié à

l’utilisation de sels de Cu(I) est la formation de produits secondaires, par exemple acétylènes

primaires, bis-triazoles et 5-hydroxytriazoles

. L’utilisation de certains ligands, comme la

2,6-lutidine, et l’exclusion de l’oxygène dans le milieu réactionnel peuvent limiter ces réactions

secondaires et augmenter la pureté du produit final

.

Le mécanisme complexe de cette réaction à été étudiée par plusieurs équipes telles que Sharpless et

al.

, Rodionov et al.

et Bock et al.

; la Figure 40 présente le mécanisme proposé par ce dernier.

Figure 40 –Mécanisme réactionnel de la CuAAc proposé par Maarseveen et al.

La chimie « click » CuAAC reste, grâce à ses caractéristiques, la méthode de choix pour les couplages

réalisés lors de la synthèse des bioconjugués de type peptide-polymère. Ainsi, Dirks et al. couplent

via CuAAC un PS préparé par ATRP à un oligopeptide

. Lecommandoux et al. préparent aussi un

bioconjugué polypeptidique-PDMAEMA (poly[2-(dimethylamino)ethyl methacrylate], polymérisé par

RAFT) en utilisant la « click » CuAAC

. La synthèse d’un bioconjugué BSA-pNIPAM (polymérisé par

RAFT) est reporté par Sumerlin et al

. La Figure 41 présente les stratégies de synthèse utilisées par

(a) Chaikof et al.

et (b) Stenzel et al.

pour l’obtention de bioconjugué en utilisant plusieurs

techniques de couplage. Sur la Figure 41 (a), les auteurs fonctionnalisent un support en silice pour

venir y coupler un PEG fonctionnalisé alcyne par réaction de Diels-Alder. L’alcyne terminal est utilisé

1.2.2. Voie "Grafting-onto"