Un domaine clé pour l’industrie est le développement de nouveaux catalyseurs pour la synthèse de molécules chirales. ¹ Grâce à leur haute efficacité catalytique et leur compatibilité avec les solvants aqueux, les biocatalyseurs ² , qui sont des enzymes naturelles ou modifiées, sont particulièrement intéressants pour le développement de procédés plus respectueux de l’environnement. Il existe cependant des limites liées à la nature protéique de l’auxiliaire chiral. Les protéines peuvent se dénaturer de manière irréversible dans certaines conditions (échauffement, co-solvants…), ce qui rend leur utilisation plus difficile et pose des problèmes de stockage. De plus, ils sont généralement fabriqués par des procédés biologiques pouvant être sujets à contamination.

L’utilisation d’acides nucléiques comme auxiliaires chiraux représente une alternative intéressante. Ils peuvent être produits chimiquement et, bien que les structures tridimensionnelles qu’ils forment (par exemple les duplex) soient également sensibles à la dénaturation, celle-ci est réversible. L’utilisation d’ADN double brin pour diverses transformations asymétriques s’est avérée possible. ^3–6 L’utilisation de structures G4-quadruplex (G4), ⁷ basées sur l’empilement de tétrades de guanine pour la catalyse asymétrique, a récemment suscité un intérêt. ^8–11 L’une des caractéristiques de ces structures est qu’une seule séquence d’ADN peut adopter plusieurs topologies (conformations) G4 en équilibre les unes avec les autres.

En catalyse asymétrique, ces différentes topologies conduisent à des efficacités et des orientations différentes, ¹² démontrant que le contrôle de la conformation de G4 est crucial. Ceci peut être réalisé en immobilisant des oligonucléotides riches en guanine sur une matrice peptidique pour créer des imitations d’une topologie G4 spécifique. ^13,14

Nous avons montré que ces mimes peuvent catalyser l’oxydation énantiosélective des thioéthers en combinaison avec un complexe de cuivre II. ¹⁵ Cependant, cette transformation énantiosélective entre en compétition avec la sulfoxydation racémique, qui se produit en dehors de G4. De plus, l’énantiomère obtenu dépend principalement de la région G4 où se produit la réaction.

 

Le projet de thèse vise à surmonter ces limitations en conjuguant le complexe métallique à une région précise du mime G4. Cette stratégie devrait permettre (i) d’éviter que la réaction ne se produise en dehors de G4, (ii) de contrôler l’orientation de la réaction en contrôlant le site où elle a lieu, et (iii) d’ouvrir d’autres transformations d’oxydation énantiosélectives comme l’époxydation des oléfines. .

 

Les tâches du doctorant seront de synthétiser des G4 modifiés au Département de Chimie Moléculaire (DCM), de les caractériser et de les tester en catalyse d’oxydation asymétrique, en collaboration avec le Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux (LCBM).

Bibliographie:

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3 G. Roelfes et BL Feringa, Angew. Chimique. Int. Éd., 2005, 44, 3230-3232.

4 D. Coquière, BL Feringa et G. Roelfes, Angew. Chimique. Int. Éd., 2007, 46, 9308-9311.

5 A. Rioz-Martínez, J. Oelerich, N. Ségaud et G. Roelfes, Angew. Chimique. Int. Éd., 2016, 55, 14136-14140.

6 AJ Boersma, BL Feringa et G. Roelfes, Angew. Chimique. Int. Éd., 2009, 48, 3346-3348.

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11 M. Cheng, Y. Li, J. Zhou, G. Jia, S.-M. Lu, Y. Yang et C. Li, Chem. Commun., 2016, 52, 9644-9647.

12 C. Wang, G. Jia, Y. Li, S. Zhang et C. Li, Chem. Commun., 2013, 49, 11161-11163.

13 P. Murat, D. Cressend, N. Spinelli, A. Van der Heyden, P. Labbe, P. Dumy et E. Defrancq, ChemBioChem, 2008, 9, 2588-2591.

14 R. Bonnet, T. Lavergne, B. Gennaro, N. Spinelli et E. Defrancq, Chem. Commun., 2015, 51, 4850-3.

15 Y. Colas, S. Ménage, C. Marchi-Delapierre et N. Spinelli, ChemCatChem, 2023, n/a, e202300914.

Catégorie de financement : Contrat doctoral
Graduate School (EUR) CBH– Chimie, Biologie et Santé
Titre du doctorat : Doctorat de Chimie
PHD Pays : France