HAL Id: tel-02129706
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02129706
Submitted on 15 May 2019
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
Architectures stimulables à base de foldamères photo- et électroactifs
Lara Faour
To cite this version:
Lara Faour. Architectures stimulables à base de foldamères photo- et électroactifs. Chimie organique.
Université d’Angers, 2018. Français. �NNT : 2018ANGE0028�. �tel-02129706�
Architectures Stimulables à base de Foldamères Photo- ou Électroactifs
Thèse présentée et soutenue à Angers, le 27 Novembre 2018
Unité de recherche : Laboratoire MOLTECH-Anjou – CNRS UMR 6200 Thèse N° :
T HÈSE DE DOCTORAT
DEL'UNIVERSITÉD'ANGERS COMUEUNIVERSITÉBRETAGNELOIRE
ÉCOLE DOCTORALE N°596
Matière, Molécules, Matériaux (3M) Spécialité : Chimie organique
Composition du Jury
Rapporteurs :
Dr Olivier SIRI Directeur de Recherche CNRS Université d’Aix-Marseille Dr Jean WEISS Directeur de Recherche CNRS Université de Strasbourg
Examinateurs :
Pr Françoise LE GUEN Professeur des Universités Université de Rennes 1 Dr Yann FERRAND Chargé de Recherche CNRS Université de Bordeaux
Directeur de Thèse :
Pr Marc SALLÉ Professeur des Universités Université d’Angers
Co-encadrant de Thèse :
Dr David CANEVET Maître de Conférences Université d’Angers
Composition du Jury
Lara FAOUR
Remerciements
Sommaire
LISTE DES ABRÉVIATIONS ... 11
INTRODUCTION GÉNÉRALE ... 15
CHAPITRE 1. FOLDAMÈRES AROMATIQUES HÉLICOÏDAUX : STRUCTURES, PROPRIÉTÉS ET FONCTIONS ... 17
I. INTRODUCTION ... 19
A. Définition, structures et motivation ... 19
A.1. Vers des structures tertiaires et quaternaires ... 21
B. Squelettes oligomères des foldamères ... 21
B.1. Les foldamères biotiques ... 22
B.2. Les foldamères abiotiques ... 23
II. FOLDAMÈRES AROMATIQUES HÉLICOÏDAUX ... 25
A. Conception et paramètres contrôlant le repliement ... 25
A.1. Repliement guidé par effets solvophobes ... 25
A.2. Repliement guidé par répulsions électrostatiques ... 27
A.3. Repliement dirigé par liaisons hydrogène ... 28
B. Hybridation des foldamères aromatiques hélicoïdaux ... 32
B.1. Foldamères hélicoïdaux hybridés en homoduplexes ... 33
B.2. Foldamères hélicoïdaux hybridés en hétéroduplexes ... 35
Hétéroduplexes dirigés par liaisons hydrogène ... 36
Hétéroduplexes dirigés par d’autres types d’interaction ... 36
B.3. Foldamères hybridés en hélices triples et quadruples ... 38
III. FOLDAMÈRES -FONCTIONNELS ... 39
A. Foldamères fonctionnels photo-commutables ... 39
A.1. Repliement et dépliement photo-commutable ... 40
A.2. Contrôle photochimique de la reconnaissance d’anions chlorures ... 41
A.3. Double hélice photo-stimulable ... 43
B. Foldamères commutables par voie redox ... 43
C. Foldamères hélicoïdaux luminescents stimulables ... 46
C.1. Chimie hôte-invité ... 46
Reconnaissance d’invités dans une hélice luminescente pré-formée ... 46
Repliement et dépliement de foldamères luminescents induits par chimie hôte-invité ... 47
Hybridation de foldamères luminescents et chimie hôte-invité ... 49
C.2. Foldamères aromatiques hélicoïdaux comportant deux unités luminescentes distinctes ... 49
D. Foldamères hélicoïdaux et matériaux ... 51
CHAPITRE 2. FOLDAMÈRES -FONCTIONNELS PHOTOACTIFS ... 55
I. PRÉAMBULE ... 57
II. INTRODUCTION ... 58
A. Principes généraux de l’optique non linéaire et de la génération de seconde harmonique .
... 58
B. Le Disperse Red 1 : une référence en SHG ... 59
C. Foldamères type oligopyridine-dicarboxamides et leur hybridation ... 59
C.1. Caractérisation des simples et doubles hélices ... 60
C.2. Effet de la longueur du foldamère ... 60
C.3. Effet du solvant ... 61
C.4. Influence des chaînes latérales et des groupements terminaux ... 61
III. RÉSULTATS ET DISCUSSIONS ... 62
A. Conception et synthèse du foldamère photoactif cible A ... 62
A.1. Préparation des précurseurs ... 63
A.2. Formation du bloc diamine central II-6 ... 64
A.3. Synthèse du bloc périphérique II-7 et introduction de l’unité DR1... 64
A.4. Formation du foldamère A ... 65
A.5. Structure cristallographique du foldamère A ... 66
B. Étude de l’hybridation du foldamère A en solution ... 67
B.1. Méthode de caractérisation des hélices simples et doubles et calcul de la constante de dimérisation ... 67
B.2. Dimérisation du foldamère A dans le chloroforme deutéré ... 67
B.3. Titration calorimétrique isotherme ... 69
C. Impact du solvant sur l’hybridation du foldamère A ... 70
C.1. Spectres RMN 1H du foldamère A et effets de solvants ... 70
C.2. Effet de la présence d’eau ... 73
C.3. Contrôle de l’hybridation par mélange de solvants ... 74
D. Reconnaissance d’anions et contrôle de l’hybridation ... 75
D.1. Dosages RMN 1H en présence d’anions ... 77
D.2. Dosage du foldamère A par différents anions : suivi par spectroscopie d’absorption UV-visible ... 80
E. Impact de la chiralité sur les propriétés optiques du foldamère A ... 83
F. Foldamère photoactif : deuxième génération ... 85
F.1. Synthèse d’un foldamère comportant sept unités pyridine ... 86
F.2. Caractérisation à l’état solide ... 87
F.3. Caractérisation de la dimérisation en solution ... 90
G. Étude de l’effet de l’hybridation sur les propriétés ONL du foldamère A ... 91
IV. CONCLUSION ... 92
CHAPITRE 3. FOLDAMÈRES -FONCTIONNELS ÉLECTROACTIFS ... 95
I. INTRODUCTION ... 97
II. CHOIX DE L’UNITÉ ÉLECTROACTIVE ... 98
A. Le tétrathiafulvalène (TTF) ... 99
B. Architectures supramoléculaires redox-actives basées sur le TTF ...102
B.1. Rotaxane tristable et mouvement moléculaire contrôlé ... 102
B.2. Stabilisation du-dimère de TTF·+ dans les caténanes ... 104
B.3. Structure préorganisée et contrôle de l’interaction des radicaux cations de TTF ... 105
B.4. Structure repliée et auto-assemblage guidé par voie redox ... 106
III. OBJECTIFS ...106
IV. RÉSULTATS ET DISCUSSIONS ...108
A. Foldamères cibles et méthodologies de synthèse ...108
A.1. Conception ... 108
A.2. Synthèse des dérivés aminés du TTF ... 109
A.3. Stratégie 1 : Synthèse du foldamère à sept unités pyridine ... 111
Synthèse du carboxytétrathiafulvalène (TTF-COOH, III-5) ... 111
Synthèse de la diamine III-6... 111
Couplage du TTF-COOH III-5 avec la diamine III-6 ... 112
A.4. Synthèse d’un foldamère clickable : 1ère génération... 114
Synthèse du foldamère précurseur dialcyne D ... 114
Structure cristallographique du foldamère D ... 115
Préparation d’un dérivé TTF comportant une fonction azoture ... 116
Réaction click entre le foldamère D et TTF-CH2-N3 ... 116
A.5. Synthèse d’un foldamère plus soluble ... 117
Foldamère pourvu de chaines dodécyloxy. ... 117
Foldamère pourvue des chaine isobutoxy ... 118
Structure cristallographique du foldamère H ... 119
Cycloaddition entre le foldamère H et TTF-CH2-N3 ... 120
Structure cristallographique du foldamère J ... 120
B. Étude des foldamères électroactifs en solution ...121
B.1. Étude par spectroscopie RMN 1H dans différents solvants ... 121
B.2. Effet de la température et constante de dimérisation du foldamère J dans le chloroforme deutéré ... 123
Calcul de la constante de dimérisation ... 124
C. Hôte électroactif pour la reconnaissance d’anions ...126
C.1. Reconnaissance d’anions suivie par spectroscopie RMN ... 126
C.2. Choix des conditions d’étude en voltammétrie cyclique ... 127
Choix de l’électrolyte support ... 127
Choix du solvant... 127
Choix de la concentration ... 128
C.3. Étude électrochimique en présence d’un anion ... 128
Voltammétrie cyclique de J en présence d’anions ... 128
Expériences de contrôle sur le TTF et la référence III-24 ... 129
D. Vers un contrôle redox de l‘hybridation ...130
D.1. Oxydation chimique - Suivi RMN 1H ... 131
D.2. Oxydations chimiques suivies par spectroscopie d’absorption UV-visible ... 133
D.3. Études en spectroélectrochimie ... 135
E. Vers une capsule électroactive pour la reconnaissance moléculaire ...138
E.1. Introduction ... 138
E.2. Concept et synthèse ... 139
E.3. Structure cristallographique de la capsule électroactive III-31 ... 141
E.4. Encapsulation de l’acide tartrique dans la capsule III-31 ... 142
F. Immobilisation de foldamères électroactifs sur surface ...143
F.1. Concept et objectif ... 143
F.2. Définition d’une SAM et précurseurs nécessaires ... 145
F.3. Synthèse d’un foldamère greffable ... 146
Définition de la structure ... 146
Schéma rétrosynthétique ... 147
Synthèse ... 147
F.4. Immobilisation du foldamère L sur surface d’or ... 149
Accroche ... 149
Étude électrochimique des SAMs de foldamère L... 150
F.5. Reconnaissance d’anions sur surface ... 151
V. CONCLUSION ...152
SYNTHÈSE, CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES ...155
PARTIE EXPERIMENTALE ...163
ANNEXES ...188
11
Liste des abréviations
A Accepteur
ACN Acétonitrile
AcOEt Acétate d’éthyle
ADN Acide désoxyribonucléique
AFM Microscope à force atomique
β-CD β-Cyclodextrine
Boc tert-Butoxycarbonyle
BuLi n-Butyllithium
CB- Dodécaméthylcarba-closo-dodécaboranate CBPQT4+ Cyclobis(paraquat-p-phénylène)
Cbz Carbamate de benzyle
CD Dichroïsme Circulaire
COSY Homonuclear correlation spectroscopy
Ct Concentration totale
d Distance
D Donneur
dbop Diphényl(2,3-dihydroxo-2-thioxo-3-benzoxazolyl)phosphonate DBU 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undéc-7-ène
DCM Dichlorométhane
DEAD Azodicarboxylate de diéthyle DIPEA N,N-Diisopropyléthylamine DMAP 4-(Diméthylamino)pyridine
DMF N,N-Diméthylformamide
DMSO Diméthylsulfoxyde
DNP Dihydroxynaphtalène
DOSY Diffusion ordered spectroscopy
DR1 Disperse Red 1
e.g. exempli gratia / par exemple
ECS Électrode au Calomel Saturée
EDC N-Éthyl-N′-(3-diméthylaminopropyl)carbodiimide EEDQ 2-Éthoxy-1-éthoxycarbonyl-1,2 dihydroquinoline EFISH Electric field induced Second harmonic generation esu Unité de charge électrostatique
Et2O Éther diéthylique
Et3N Triéthylamine
Fc Ferrocène
FT-ICR Fourier-transform ion cyclotron resonance FTIR Fourier-transform infrared spectroscopy SHG Génération de seconde harmonique
HBTU Hexafluorophosphate de (2-(1H-benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tétraméthyluronium HOBt 1-Hydroxybenzotriazole
12
HOMO Highest Occupied Molecular Orbital ITC Isothermal titration calorimetry Kdim Constante de dimérisation
LDA Lithium diisopropylamide
LUMO Lowest Unoccupied Molecular Orbital
M Monomère
MEB Microscopie électronique à balayage
MeOH Méthanol
MV Diméthylviologène
NDI Naphtalène diimide
NOESY Nuclear Overhauser effect spectroscopy
OiBu Isobutoxy
ONL Optique Non Linéaire
PDI Pérylène diimide
PE Éther de pétrole
PNAs Acides nucléiques peptidiques PVD Dépôt physique en phase vapeur
PyBOP Hexafluorophosphate de benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophosphonium
Pyr Pyridine
Pyz Pyridazine
RMN Résonance Magnétique Nucléaire
RPE Résonance paramagnétique électronique
SAM Monocouche auto-assemblée
SOMO Singly Occupied Molecular Orbital TCNQ Tétracyanoquinodiméthane
TDAE tétrakis(Diméthylamino)éthylène TEMPO (2,2,6,6-Tétraméthylpipéridin-1-yl) oxyl
Th Thianthrène
THF Tétrahydrofurane
TTF Tétrathiafulvalène
UV Ultraviolet
V2+ Viologène
vs Versus / par opposition à
15
Introduction générale
Les foldamères constituent une famille de molécules artificielles capables d’adopter des conformations ordonnées, stables et bien définies en solution. Ces arrangements compacts présentent des similarités structurelles et fonctionnelles avec les biopolymères, ce qui explique en partie l’intérêt porté au développement de leur chimie supramoléculaire. Ces oligomères ne se contentent pas de mimer les structures et fonctions des peptides naturels, puisqu’ils peuvent accomplir des fonctions encore inconnues dans le domaine du Vivant. Ils ont en effet déjà montré leur potentiel élevé dans les domaines de la reconnaissance moléculaire, de la catalyse ou encore au sein de matériaux auto-assemblés, notamment dans le cas des foldamères hélicoïdaux.
Des efforts conséquents ont déjà été consacrés à l’étude des structures dynamiques et stimulables que constitue la famille des foldamères hélicoïdaux -fonctionnels. Ceci s’est notamment traduit par le développement de foldamères photo-commutables, de sondes luminescentes, de jonctions moléculaires et de structures organisées micro- ou nanométriques.
Cependant, l’impact du processus d’hybridation des foldamères - i.e. de leur tendance à former des hélices multiples-, sur leurs propriétés physiques, a rarement été considéré. Par ailleurs peu de travaux portent sur le contrôle de l’équilibre « hélice simple – hélice double » et encore moins sur la réversibilité de ce processus.
Dans ce contexte, nous proposons l’étude de foldamères de la série oligopyridine- biscarboxamide, photo- ou électroactifs, dotés soit de chromophores (donneur-- accepteur) ou d'unités redox. La conception de ces architectures combinant des propriétés dynamiques et stimulables, est en effet de nature à permettre le contrôle de leurs propriétés optiques dans le premier cas et du phénomène d’hybridation dans le second.
Le manuscrit de thèse s’organise de la manière suivante.
Le premier chapitre est tout d’abord dédié au rappel de quelques généralités concernant la structure des foldamères et aux travaux fondateurs en la matière. Il focalise ensuite sur les foldamères aromatiques hélicoïdaux, leurs variétés structurales et enfin sur leurs caractéristiques et processus d’hybridation. Le chapitre s’achève sur les principaux travaux dans le domaine des foldamères -fonctionnels.
Le second chapitre est consacré à la synthèse de foldamères fonctionnalisés par des unités Disperse Red, colorant de référence disposant d’une activité en génération de seconde harmonique. Les travaux effectués pour étudier leur aptitude à s’hybrider et les facteurs influençant cet équilibre sont discutés. Enfin, l’impact de l’hybridation sur les propriétés optiques du foldamère est démontré et les études préliminaires visant à obtenir des foldamères chiraux grâce aux outils de la chimie supramoléculaire détaillées.
Le troisième chapitre porte sur des foldamères électroactifs pourvus d’unités tétrathiafulvalène, motif disposant de propriétés redox remarquables. Après une description des efforts consentis en synthèse, différentes propriétés de ces foldamères redox-actifs sont étudiées. En particulier, l’impact de la dimérisation de cations radicaux sur le processus d’hybridation est évalué. Enfin, l’immobilisation d’un foldamère sur surface d’or est réalisée et son potentiel pour la reconnaissance moléculaire analysé.
Chapitre 1. Foldamères Aromatiques
Hélicoïdaux : Structures, Propriétés et Fonctions
19
I. Introduction
A. Définition, structures et motivation
Les molécules à l’origine de la vie, à l’instar des polypeptides, polysaccharides et polynucléotides, s’organisent d’une manière remarquable en structures secondaires, tertiaires et parfois quaternaires (Figure 1-1). Une structure secondaire correspond à la structure tridimensionnelle de la molécule biologique ou d’un segment de celle-ci, dite structure primaire.
L’organisation relative de plusieurs structures secondaires au sein d’une même molécule mène à une structure tertiaire. Enfin, l’assemblage ou l’organisation des différentes structures tertiaires mènent à une structure quaternaire d’une protéine, une architecture très sophistiquée à la base d’une fonction extrêmement perfectionnée.
Figure 1-1. Structures primaire, secondaire, tertiaire et quaternaire de l’insuline. 1,2
Grâce à ces différents degrés d’organisation, ces espèces adoptent des structures complexes, qui permettent l’accomplissement de fonctions extrêmement avancées, telles que le stockage d’information dans les acides désoxyribonucléiques ou la catalyse enzymatique des protéines. Sur cette base, les études visant à une meilleure compréhension des mécanismes guidant la structuration des biomacromolécules se sont intensifiées. Au cours des deux dernières décennies, la recherche sur les foldamères est ainsi devenue un des domaines les plus actifs de la chimie supramoléculaire.
Une première définition des foldamères a été proposée en 1998 par Gellman, qui considère que tout polymère ayant une forte tendance à adopter une conformation spécifique et
1 Berman, H. M.; Westbrook, J.; Feng, Z.; Gilliland, G.; Bhat, T. N.; Weissig, H.; Shindyalov, I. N.;
Bourne, P. E., Nucleic Acids Res. 2000, 28, 235.
2 Rose, A. S.; Hildebrand, P. W., Nucleic Acids Res. 2015, 43, W576.
Chapitre 1. Foldamères Aromatiques Hélicoïdaux : Structures, Propriétés et Fonctions
20
compacte appartient à cette famille.3 Moore proposera par la suite une définition s’appuyant sur des paramètres structuraux plus établis : tout oligomère se repliant en une conformation ordonnée en solution et dont la structure est stabilisée par une collection d’interactions non covalentes entre unités monomères non adjacentes constitue un foldamère.4
À travers les recherches menées sur ces espèces, une grande diversité de structures secondaires a été décrite dans la littérature (Figure 1-2). Parmi celles-ci, les organisations communes aux biomacromolécules (hélices , feuillets et coudes)5 demeurent prépondérantes, et plus particulièrement dans le cas des hélices. Ce constat résulte probablement du fait que les hélices constituent des entités discrètes plus aisément caractérisables que les brins linéaires et les feuillets, dont la tendance à l’agrégation et à la précipitation compliquent l’analyse.6
Figure 1-2. a) Représentation schématique de quelques structures secondaires de foldamères synthétiques4 et exemples de structures hélicoïdale (b),7 feuillet (c),8 double hélice (d),9 et triple hélice (e).10
3 Gellman, S. H., Acc. Chem. Res. 1998, 31, 173.
4 Hill, D. J.; Mio, M. J.; Prince, R. B.; Hughes, T. S.; Moore, J. S., Chem. Rev. 2001, 101, 3893.
5 Eisenberg, D., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 11207.
6 Huc, I.; Jiang, H., in Supramolecular Chemistry (Eds.: Gale, P. A.; Steed, J. W.), John Wiley & Sons, Ltd, Chichester, Royaume-Uni, 2012.
7 Horne, W. S.; Price, J. L.; Keck, J. L.; Gellman, S. H., J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4178.
8 Sebaoun, L.; Maurizot, V.; Granier, T.; Kauffmann, B.; Huc, I., J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2168.
9 Maier, T.; Przylas, I.; Strater, N.; Herdewijn, P.; Saenger, W., J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2937.
10 Massena, C. J.; Wageling, N. B.; Decato, D. A.; Martin Rodriguez, E.; Rose, A. M.; Berryman, O. B., Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 12398.
Squelettes oligomères des foldamères
21 A.1. Vers des structures tertiaires et quaternaires
Un des défis les plus intéressants du domaine des foldamères synthétiques est d’aller au- delà des structures secondaires et de construire des systèmes artificiels qui s’approchent de la taille, de la complexité et éventuellement des fonctions des biomacromolécules. Comme l’illustre la Figure 1-3, les chimistes commencent à concevoir et à synthétiser des foldamères avec un degré d’organisation s’approchant de celui des structures tertiaires et quaternaires des biomacromolécules. À titre d’exemples, on notera qu’un foldamère de la famille des oligoamides aromatiques présentant une structure tertiaire de taille voisine d’une petite protéine11 a été décrit par Huc et al. en 2011, et que le groupe de Gellman a décrit en 2007 une structure quaternaire remarquable en série --peptide.7 Différentes stratégies ont déjà été explorées afin d’organiser des structures secondaires en structures d’ordre supérieur.
Cependant, l’obtention d’assemblages aussi sophistiqués nécessite une grande précision concernant la séquence oligomère synthétisée et une forte prédictibilité du mode de repliement.
Figure 1-3. a) Structure tertiaire d’un foldamère du groupe de Huc,11 b) Structure quaternaire d’un foldamère du groupe de Gellman.7
B. Squelettes oligomères des foldamères
Afin de construire des structures repliées bien définies, la nature utilise un nombre limité de briques moléculaires : 20 acides aminés pour les protéines et 5 nucléobases pour les acides nucléiques. Les différentes combinaisons de ces briques génèrent des structures d’une très grande complexité et permettent la réalisation d’une multitude de processus biologiques avec une efficacité exceptionnelle. Les briques moléculaires employées pour la conception et la synthèse des foldamères ne sont quant à elles limitées que par l’imagination du chimiste.
Compte tenu de la grande diversité d’unités monomères et du nombre de combinaisons envisageables, proposer un classement pertinent des foldamères peut s’avérer délicat.
11 Delsuc, N.; Massip, S.; Léger, J.-M.; Kauffmann, B.; Huc, I., J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3165.
Chapitre 1. Foldamères Aromatiques Hélicoïdaux : Structures, Propriétés et Fonctions
22
Cependant, foldamères biotiques et abiotiques peuvent être aisément distingués, au regard des unités monomères impliquées et de la nature des fonctions permettant leur association. Ceux qualifiés de biotiques comportent des monomères d’origine naturelle ou bio-inspirés et présentent des principes de repliement similaires, tandis que les foldamères abiotiques sont construits exclusivement à partir de monomères d’origine synthétique.
B.1. Les foldamères biotiques
Compte tenu des fonctions exercées par les protéines et les acides nucléiques dans le vivant, les chimistes se sont naturellement intéressés à la conception d’oligomères de synthèse présentant une complexité structurelle et fonctionnelle proche de celle des biopolymères. Les recherches menées dans ce contexte ont montré que certains monomères permettent la synthèse de foldamères aux comportements voisins de macromolécules biologiques sur le plan conformationnel et ainsi, qu’un certain nombre de paramètres structuraux contrôlaient l’obtention des structures secondaires souhaitées.
Schéma 1-1. Monomères utilisés au sein de foldamères biotiques.
Différents squelettes biotiques ont été décrits depuis le milieu des années 1990 (Schéma 1),4,12 tels que certains -peptides modifiés comme les peptoïdes,13,14 les oligourées,15 les azapeptides,16 les -, - et -peptides17,18 ou les acides nucléiques peptidiques (PNAs).19 On notera que les -peptides ont fait l’objet d’études particulièrement approfondies, puisqu’il s’agit des analogues les plus proches des -peptides naturels d’un point de vue structural. Ces peptides
12 Cheng, R. P.; Gellman, S. H.; DeGrado, W. F., Chem. Rev. 2001, 101, 3219.
13 Simon, R. J.; Kania, R. S.; Zuckermann, R. N.; Huebner, V. D.; Jewell, D. A.; Banville, S.; Ng, S.; Wang, L.; Rosenberg, S.; Marlowe, C. K.; et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89, 9367.
14 Wu, C. W.; Sanborn, T. J.; Zuckermann, R. N.; Barron, A. E., J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2958.
15 Nowick, J. S.; Mahrus, S.; Smith, E. M.; Ziller, J. W., J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 1066.
16 Zega, A., Curr. Med. Chem. 2005, 12, 589.
17 Seebach, D.; Hook, D. F.; Glattli, A., Biopolymers 2006, 84, 23.
18 Trabocchi, A.; Guarna, F.; Guarna, A., Curr. Org. Chem. 2005, 9, 1127.
19 Nielsen, P. E.; Haaima, G., Chem. Soc. Rev. 1997, 26, 73.
Squelettes oligomères des foldamères
23
ne diffèrent effectivement que par la présence d’un atome de carbone supplémentaire entre atome d’azote et groupement carbonyle. Les travaux fondateurs de Gellman20 et Seebach21 sur la synthèse et l’analyse conformationnelle des -peptides ont notamment montré que ces derniers peuvent adopter des conformations hélicoïdales d’une stabilité supérieure à celle des
-peptides, expliquant ainsi un engouement certain pour ces structures
B.2. Les foldamères abiotiques
La conception d‘oligomères capables d’adopter une structure tridimensionnelle à partir de séquence « non-naturelle » est tout à fait envisageable. Ainsi, une première série de foldamères abiotiques s’est appuyée sur une structure oligoamide aromatique, stabilisée par liaisons hydrogène. Selon le ou les motifs aromatiques utilisés et le réseau de liaisons hydrogène mis en place, Hamilton a montré qu’à l’état solide la molécule I-1 constituée d’unités anthranilamide adopte une structure en feuillet, tandis que I-2, constituée alternativement d’unités anthranilamide et pyridine-2,6-dicarboxamide, correspond à une conformation hélicoïdale (Figure 1-4).22
Figure 1-4. Foldamères aromatiques décrits par Hamilton : à gauche oligoanthranilamide I-1 et structure cristallographique en feuillet correspondante, à droite oligo(anthranilamide- pyridine-2,6-dicarboxamide) I-2 et
structure cristallographique en hélice correspondante.22
A la même période, une étude originale d’Iverson et Lokey décrit le premier foldamère aromatique conformationnellement stable en milieu aqueux.23 Comme le montre la Figure 1-5,
20 Appella, D. H.; Christianson, L. A.; Karle, I. L.; Powell, D. R.; Gellman, S. H., J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 13071.
21 Seebach, D.; Ciceri, P. E.; Overhand, M.; Jaun, B.; Rigo, D.; Oberer, L.; Hommel, U.; Amstutz, R.;
Widmer, H., Helv. Chim. Acta. 1996, 79, 2043.
22 Hamuro, Y.; Geib, S. J.; Hamilton, A. D., J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7529.
23 Scott Lokey, R.; Iverson, B. L., Nature 1995, 375, 303.
Chapitre 1. Foldamères Aromatiques Hélicoïdaux : Structures, Propriétés et Fonctions
24
ce foldamère I-3 est constitué d’une alternance de groupement aromatiques riches (1,5- dialcoxynaphtalène) et pauvres en densité électronique (naphtalène diimide). Cette séquence particulière promeut une organisation en structure secondaire repliée résultant de l’établissement d’interactions donneur-accepteur (D-A), comme l’ont confirmé les études menées par spectroscopies RMN 1H et d’absorption UV-visible.
Figure 1-5. Structure chimique et schéma représentatif du foldamère aromatique décrit par Lokey et Iverson.23,24
Depuis, de nombreux foldamères abiotiques ont été synthétisés et décrits par différents groupes, tels ceux de Moore,25 Lehn,26 Huc,27 Gong,28 Li,29 Yamaguchi,30 Yashima31 ou d’autres encore.32 Leurs squelettes sont basés principalement sur des séquences aromatiques parfois -conjuguées, employant une grande diversité d’unités aromatiques et adoptant différents types de structures secondaires. Par souci de concision et compte tenu des objectifs de ce travail de thèse, les paragraphes suivants focaliseront sur la chimie des foldamères abiotiques hélicoïdaux. Ces derniers ont été très étudiés pour plusieurs types d’application comme la catalyse33, la reconnaissance moléculaire sélective,34 les matériaux photo- commutables35 et autres.36
24 Ikkanda, B. A.; Iverson, B. L., Chem. Commun. 2016, 52, 7752.
25 Nelson, J. C.; Saven, J. G.; Moore, J. S.; Wolynes, P. G., Science 1997, 277, 1793.
26 Berl, V.; Huc, I.; Khoury, R. G.; Krische, M. J.; Lehn, J.-M., Nature 2000, 407, 720.
27 Huc, I., Eur. J. Org. Chem. 2004, 2004, 17.
28 Zhu, J.; Parra, R. D.; Zeng, H.; Skrzypczak-Jankun, E.; Zeng, X. C.; Gong, B., J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4219.
29 Hou, J.-L.; Shao, X.-B.; Chen, G.-J.; Zhou, Y.-X.; Jiang, X.-K.; Li, Z.-T., J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12386.
30 Sugiura, H.; Nigorikawa, Y.; Saiki, Y.; Nakamura, K.; Yamaguchi, M., J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14858.
31 Tanaka, Y.; Katagiri, H.; Furusho, Y.; Yashima, E., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2005, 44, 3867.
32 Zhang, D.-W.; Zhao, X.; Hou, J.-L.; Li, Z.-T., Chem. Rev. 2012, 112, 5271.
33 Smaldone, R. A.; Moore, J. S., Chem. Eur. J. 2008, 14, 2650.
34 Ferrand, Y.; Kendhale, A. M.; Kauffmann, B.; Grélard, A.; Marie, C.; Blot, V.; Pipelier, M.; Dubreuil, D.; Huc, I., J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7858.
35 Khan, A.; Kaiser, C.; Hecht, S., Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1878.
36 Koyack, M.; Cheng, R., in Foldamers, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2007, pp. 229.
Conception et paramètres contrôlant le repliement
25
II. Foldamères aromatiques hélicoïdaux
A. Conception et paramètres contrôlant le repliement
Les foldamères synthétiques disposent généralement d’une masse molaire comprise entre 500 et 5000 g.mol-1 et sont le plus souvent préparés par synthèse multi-étapes.6 La conception d’un foldamère aromatique débute par la préparation de briques moléculaires, connectées ensuite les unes aux autres afin d’obtenir de nouveaux oligomères présentant une structure secondaire spécifique. Cette approche peut donc être qualifiée d’ascendante ou « bottom-up».4
S’agissant spécifiquement des foldamères aromatiques hélicoïdaux, les facteurs régissant leur conception et le caractère prédictible de leurs conformations s’avèrent multiples et peuvent être qualifiés d’internes ou externes. Les paramètres internes, intrinsèquement liés à la structure du foldamère considéré, incluent 1) la nature des monomères introduits (structure, dimensions, préférences conformationnelles), 2) les espaceurs utilisés pour connecter ces derniers, 3) les interactions non covalentes attractives ou répulsives entre unités adjacentes ou distantes. À cet égard, on notera que la liaison hydrogène dispose souvent d’un rôle prépondérant dans le repliement des foldamères, en permettant la mise en place d’interactions entre unités monomères adjacentes. L’empilement stabilise quant à lui cette conformation par interactions entre cycles aromatiques distants et séparés par un pas d’hélice. On notera que la présence d’unités aromatiques contribue également à la rigidité de l’oligomère et limite donc le coût entropique associé à la perte de liberté conformationnelle lors du repliement de l’oligomère.
Enfin, la température, la pression, la concentration, la nature du solvant et le potentiel chimique constituent des exemples de paramètres dits externes, pouvant naturellement influencer la structure secondaire du foldamère.
A.1. Repliement guidé par effets solvophobes
Comme indiqué précédemment, la nature du solvant constitue un paramètre externe pouvant promouvoir ou inhiber le repliement d’un foldamère aromatique dans une conformation hélicoïdale. L’importance de ce paramètre a été mise en évidence dès 1997 par Moore et son équipe, notamment à l’aide des foldamères I-4 et I-5 (Figure 1-6).25 Dans un solvant limitant les interactions et interagissant favorablement avec les chaînes oligoéthylèneglycol, comme le chloroforme, I-4 n’adopte pas une structure secondaire. À contrario, ce méta-oligophénylène éthynylène présente une conformation hélicoïdale dans
Chapitre 1. Foldamères Aromatiques Hélicoïdaux : Structures, Propriétés et Fonctions
26
l’acétonitrile. Celle-ci est due à des interactions solvophobes entre squelette -conjugué et solvant, ce qui permet la mise en place d’interactions de manière intramoléculaire (structure cristallographique représentée ci-dessous, Figure 1-6) et la réduction de l’interface solvant-soluté.37,38,39 Enfin, on notera que des comportements analogues ont été observés avec des oligomères appartenant à la série ortho-phénylène éthynylène par les groupes de Tew40,41 et Zhao,42 à la série oligohélicène éthynylène par Yamaguchi et coll.,43 voire même avec des polymères type oligoarylamide par Li et al.44
Figure 1-6. À gauche : Structure des foldamères méta-phenylèneacétylène. À droite : structure
cristallographique du foldamère I-5 adoptant une structure hélicoïdale (les groupes terminaux ont été omis).25
La résolution de la structure cristallographique du foldamère I-5 (Figure 1-6) a montré la co-cristallisation des foldamères d’hélicités M et P à l’état solide (racémate). Ces analyses ont également souligné la présence d’une cavité tubulaire apolaire au sein des foldamères, suggérant le potentiel de ces espèces en tant que molécules hôtes. Parmi divers invités chiraux testés (famille des monoterpènes),45 l’-pinène s’est avéré former une association hôte-invité particulièrement stable avec I-4 (K = 6830, CH3CN / H2O = 6/4, 298 K). Une étude par spectroscopie de dichroïsme circulaire a ainsi mis en lumière un transfert de chiralité efficace de l’invité vers le foldamère hôte. Ce concept a par la suite été étendu à des oligomères plus longs s’associant à des dérivés chiraux de la pipérazine et formant ainsi un des tout premiers exemples de foldaxanes (rotaxanes constitués d’un axe et d’un pseudomacrocycle de type foldamère).46
37 Prince, R. B.; Saven, J. G.; Wolynes, P. G.; Moore, J. S., J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3114.
38 Hill, D. J.; Moore, J. S., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5053.
39 Stone, M. T.; Fox, J. M.; Moore, J. S., Org. Lett. 2004, 6, 3317.
40 Jiang, J.; Slutsky, M. M.; Jones, T. V.; Tew, G. N., New J. Chem. 2010, 34, 307.
41 Vemuri, G. N.; Chu, M.; Dong, H.; Spinello, B. J.; Hartley, C. S., Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 845.
42 Luo, Z.; Zhu, N.; Zhao, D., Chem. Eur. J. 2016, 22, 11028.
43 Saito, N.; Yamaguchi, M., Molecules 2018, 23, 277.
44 Zhang, P.; Zhang, L.; Wang, H.; Zhang, D.-W.; Li, Z.-T., Polym. Chem. 2015, 6, 2955.
45 Prince, R. B.; Barnes, S. A.; Moore, J. S., J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2758.
46 Tanatani, A.; Hughes, T. S.; Moore, J. S., Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 325.
Conception et paramètres contrôlant le repliement
27
Figure 1-7. a) Structures des deux énantiomères de l’-pinène, b) représentation schématique de l’équilibre entre hélices M et P en solution et possible induction chirale, c) spectre de dichroïsme circulaire de I-4 (vert), (-)-
-pinène (jaune), I-4·(-)--pinène (bleu) et I-4·(+)--pinène (rouge).45
A.2. Repliement guidé par répulsions électrostatiques
Si certains foldamères se replient du fait d’effets solvophobes (cf §Chapitre 1.II.A.1), d’autres adoptent une structure secondaire résultant principalement d’interactions faibles intramoléculaires. S’agissant des foldamères hélicoïdaux aromatiques, les interactions mises en place lors du phénomène de repliement contribuent à la stabilité du conformère considéré, mais ne constituent pas une force motrice suffisante au repliement du brin oligomère. Par conséquent, d’autres types d’interactions, qu’elles soient attractives ou répulsives, s’avèrent nécessaires à l’adoption d’une structure secondaire stable.
Ainsi, Lehn et Coll. ont montré que les répulsions électrostatiques entre atomes d’azote du motif pyrimidopyridyle pouvaient permettre l’obtention de structures secondaires hélicoïdales (foldamères I-6(b-e), Figure 1-8.b).47 La différence d’énergie potentielle entre conformations cis et trans (5,9 kcal.mol-1 par motif – Figure 1-8.4), qui résulte à la fois de liaisons hydrogène Ar–H•••N et d’interactions électrostatiques, expliquent la stabilité des hélices formées.48 La conformation désordonnée de l’oligomère I-6a (n = 2) en solution souligne quant à elle le rôle complémentaire des interactions dans la stabilisation de la conformation hélicoïdale.
47 Ohkita, M.; Lehn, J.-M.; Baum, G.; Fenske, D., Chem. Eur. J. 1999, 5, 3471.
48 Hanan, G. S.; Lehn, J.-M.; Kyritsakas, N.; Fischer, J., J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1995, 765.
Chapitre 1. Foldamères Aromatiques Hélicoïdaux : Structures, Propriétés et Fonctions
28
Figure 1-8.a) Équilibre entre les conformères cis et trans du motif pyrimidopyridyle,48 b) à gauche : Structure des foldamères I-6 (a : n = 2 ; b : n = 5 ; c : n = 8 ; d : n = 9 ; e : n = 12) ; au centre : représentation de la forme
hélicoïdale de I-6c ; à droite : structure cristallographique du foldamère I-6c.47,4
La même équipe a par la suite exploité le caractère dynamique de ces foldamères grâce à la chimie de coordination de ces derniers. À titre d’exemple, la reconnaissance de cations Pb2+
induit un changement conformationnel menant à une conformation linéaire de l’oligomère (Schéma 1-2). À l’équilibre, des architectures supramoléculaires de type grille sont obtenues, leurs dissociation et formation pouvant être contrôlées par ajouts successifs d’un ligand compétiteur (cryptant [2.2.2]) et d’un acide.49
Schéma 1-2. Transition entre forme hélicoïdale et forme linéaire par coordination à un métal.
A.3. Repliement dirigé par liaisons hydrogène
Le premier foldamère adoptant une structure secondaire hélicoïdale stabilisée par liaisons hydrogène a été décrit par Hamilton en 1994 et s’appuie sur un enchainement de motifs anthranilamide et pyridine 2,6-dicarboxamide (Figure 1-9).50
Figure 1-9. À gauche : Motifs anthranilamide et pyridine 2,6-dicarboxamide ; à droite : structure cristallographique décrite par Hamilton en 1994.50
49 Barboiu, M.; Lehn, J.-M., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 5201.
50 Hamuro, Y.; Geib, S. J.; Hamilton, A. D., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1994, 33, 446.
Conception et paramètres contrôlant le repliement
29
Ce travail fondateur a constitué une avancée majeure pour la conception rationnelle de foldamères hélicoïdaux en permettant l’identification de paramètres critiques gouvernant le repliement de cette famille d’oligomères (liaisons hydrogène, angles imposés par les unités constitutives, interactions -). Cette étude a définitivement constitué une source d’inspiration pour les équipes de recherche focalisant leurs activités sur les foldamères dirigés par liaisons hydrogène, que ce soit en série oligo-amide,27 -hydrazide,29 -imide,51 –urée52 ou -sulfonamide.53
Parmi ces familles de foldamères, l’activité de recherche dédiée à la série oligoarylamide s’est avérée particulièrement dynamique,32 ces foldamères présentant un certain nombre de caractéristiques remarquables : 1) leur structure secondaire est stable, y compris dans des solvants compétiteurs de liaisons hydrogène ou d’interactions ; 2) leur mode de repliement est relativement prédictible ; 3) ils disposent d’une forte propension à cristalliser ; 4) leur synthèse s’appuie sur une chimie relativement balisée, associant réactions de saponification et amidifications.54
La conception et la prédiction du repliement hélicoïdal de ces entités reposent sur plusieurs principes clés. Le premier s’appuie sur la restriction de la rotation autour de liaison aryle-amide. En effet, les séquences aryle-CONH et aryle-NHCO adoptent préférentiellement deux conformations qualifiées d’anti ou de syn, favorables aux phénomènes de conjugaison entre groupements aryle et amide. Ces conformations peuvent être stabilisées ou déstabilisées en tirant partie d’interactions attractives ou répulsives entre fonction amide et substituants du cycle aromatique (en particulier en positions ortho). Le Schéma 1-3 montre comment l’introduction de centres donneurs ou accepteurs de liaisons hydrogène permet de stabiliser un conformère donné.27
51 Li, X.; Zhan, C.; Wang, Y.; Yao, J., Chem. Commun. 2008, 0, 2444.
52 Zhang, A.; Han, Y.; Yamato, K.; Zeng, X. C.; Gong, B., Org. Lett. 2006, 8, 803.
53 Hu, Z.-Q.; Chen, C.-F., Tetrahedron 2006, 62, 3446.
54 Guichard, G.; Huc, I., Chem. Commun. 2011, 47, 5933.
Chapitre 1. Foldamères Aromatiques Hélicoïdaux : Structures, Propriétés et Fonctions
30
Schéma 1-3. Contrôle de la conformation d’une séquence arylamide par interactions attractives ou répulsives.55
Comme l’illustre le Schéma 1-4, la structure des hélices obtenues à l’aide d’oligoarylamides dépend d’une combinaison de paramètres incluant notamment l’orientation relative des fonctions amide substituant les groupements aromatiques, la forme et les dimensions des monomères constitutifs et le caractère endo- ou péricycliques du réseau de liaisons hydrogène.
Schéma 1-4. Exemples représentatifs d’oligoarylamides.27
Dans ce contexte, les travaux de Lehn et Huc ont fortement marqué ce champ de recherche à travers une publication dans la revue Nature en 200026 et de multiples articles parus depuis cette date.32 Le système proposé initialement s’appuie sur une alternance d’unités 2,6- diaminopyridine et 2,6-dicarbonylpyridine, dont la structure est présentée en Figure 1-10 (composés I-7 et I-8).26 Le repliement de l’oligomère est garanti par 1) les répulsions électrostatiques entre atomes d’azote endocycliques et d’oxygène de la fonction carbonyle et 2) formation de liaisons hydrogène N···H-N intramoléculaires. La structure cristallographique du foldamère I-7 a également montré l’impact de ces dernières sur le rayon de courbure de l’oligomère, l’angle défini par les liaisons des atomes de carbone 6 et 6’ valant seulement 39°, contre 60° attendus (Figure 1-10).
55 Huc, I.; Cuccia, L., in Foldamers, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2007, pp. 1.
Conception et paramètres contrôlant le repliement
31
Figure 1-10. a) Structure chimique de la série d’oligopyridine biscarboxamide préparée par Lehn et Huc b) mode de repliement, c) Structure cristallographique de l’oligomère I-7 en simple hélice.26
Les propriétés acido-basiques des unités pyridine ont par la suite été mises à profit afin de contrôler la structure secondaire de l’oligomère (Figure 1-11).56 En présence d’un excès d’acide trifluoroacétique, les trois motifs diaminopyridine sont protonés, ce qui induit une rotation autour de la liaison Pyr-NH et mène à l’obtention d’un oligomère linéaire. L’ajout subséquent d’un acide plus fort, l’acide triflique, permet quant à lui la protonation de l’ensemble des unités pyridine et le repliement en une nouvelle structure hélicoïdale.
Figure 1-11. a) Rotation autour des liaisons aryle-amide par protonations successives, b) équilibre entre formes hélicoïdales (I-8 et I-8H77+) et linéaire (I-8H44+) + ; structure cristallographique de la forme linéaire32,57
56 Dolain, C.; Maurizot, V.; Huc, I., Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 2738.
57 Kolomiets, E.; Berl, V.; Lehn, J.-M., Chem. Eur. J. 2007, 13, 5466.
Chapitre 1. Foldamères Aromatiques Hélicoïdaux : Structures, Propriétés et Fonctions
32
Ces foldamères type oligopyridine biscarboxamide présentent également un comportement remarquable en solution puisqu’à fortes concentrations, ils s’associent en dimères. Les études menées notamment par diffraction des rayons X ont montré que l’hélice simple s’hybride pour former une hélice double entrelacée et stabilisée par interactions intermoléculaires (Figure 1-12).58
Figure 1-12. Structure cristallographique de la double hélice formée par le foldamère I-7.26
La formation de cette double hélice sans recours à des métaux de transition a constitué un jalon important dans le domaine. Suite à ce travail, la conception et la synthèse de foldamères capable de s’hybrider en hélices multiples ont donc été plus largement explorées, notamment à travers les exemples présentés ci-après.
B. Hybridation des foldamères aromatiques hélicoïdaux
Les structures hélicoïdales multi-brins telles que l’ADN, la gramicidine ou le collagène sont omniprésentes dans la nature et jouent un rôle fondamental dans l’accomplissement de certaines fonctions biologiques. Depuis la description de la structure hélicoïdale double-brin du polyméthacrylate de méthyle isotactique (Kusanagi et al., 1976),59 les chimistes se sont intéressés aux oligomères artificiels pouvant former de telles structures, sur la base d’interactions , ioniques ou métal-ligand (cas des hélicates), de liaisons hydrogène, ou d’empilements aromatiques.60 Compte tenu du contexte dans lequel ce travail de thèse a été mené, le paragraphe suivant a pour objectif de proposer une synthèse portant sur les hélices multiples obtenues par association de foldamères abiotiques aromatiques. Les structures de type hélicate61,62 sont délibérément exclues de ce paragraphe, leur formation requérant systématiquement la présence d’une espèce tierce. Les hélices doubles obtenues par association
58 Berl, V.; Huc, I.; Khoury, R. G.; Lehn, J.-M., Chem. Eur. J. 2001, 7, 2810.
59 Kusanagi, H.; Tadokoro, H.; Chatani, Y., Macromolecules 1976, 9, 531.
60 Schmuck, C.; Rehm, T., in Foldamers, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2007, pp. 109.
61 Maayan, G.; Albrecht, M., Metallofoldamers: Supramolecular Architectures from Helicates to Biomimetics, John Wiley and Sons, 2013.
62 Yang, D.; Zhao, J.; Yang, X.-J.; Wu, B., Org. Chem. Front. 2018, 5, 662.
Hybridation des foldamères aromatiques hélicoïdaux
33
de deux brins identiques seront qualifiées d’homoduplexes et celles obtenues par dimérisation de deux brins distincts, d’hétéroduplexes.
B.1. Foldamères hélicoïdaux hybridés en homoduplexes
Parmi les nombreux exemples de foldamères décrits dans la littérature, seules certaines familles s’avèrent former des structures hélicoïdales doubles, triples, voire-même quadruples.
Comme nous l’avons vu, les foldamères type oligopyridine dicarboxamide présentent cette aptitude. Dans ce contexte, le groupe de Huc a notamment étudié leur hybridation en homoduplexes, en déterminant les constantes de dimérisation pour des oligomères de différentes longueurs (foldamère I-9 à I-13, Figure 1-13).63
Figure 1-13. Structures des foldamères I-9 à I-13, les structures cristallographiques et les constantes d’association des homoduplexes correspondants.63,64
Les résultats obtenus ont montré que l’élongation de l’oligomère est associée à une plus forte propension à l’hybridation, du fait d’interactions plus fortes entre brins (Kdim(heptamère)
= 104 ; Kdim(tridécamère) > 106). Un ralentissement de la cinétique d’association/dissociation des deux hélices a été observé, l’équilibre thermodynamique étant atteint à l’échelle de la minute pour un heptamère et de la semaine pour un tridécamère.
Comme le montre la Figure 1-14, l’introduction d’autres unités aromatiques dérivées du fluorobenzène (F), de la quinoline (Q) ou du diazaanthracène (A) ne compromet pas la capacité de ces foldamères à former des hélices doubles. Elle permet la modulation à la fois du diamètre
63 Baptiste, B.; Zhu, J.; Haldar, D.; Kauffmann, B.; Léger, J.-M.; Huc, I., Chem. Asian. J. 2010, 5, 1364.
64 Baptiste, B., Doctoral thesis, Université de Bordeaux 2009.
