Nanostructuration de groupements protecteurs photolabiles sensibles à l'excitation bi-photonique pour les neurosciences

par Sébastien Piant

Thèse de doctorat en Chimie organique

Sous la direction de Frédéric Bolze.

Soutenue le 23-11-2015

à Strasbourg , dans le cadre de École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) , en partenariat avec Conception et application de molécules bioactives (Strasbourg) (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Marc Weibel.

Le jury était composé de Stefan Chassaing, Alexandre Specht.

Les rapporteurs étaient David Monchaud, Chantal Andraud.

mots clés

• Groupement protecteur photosensible
• Absorption à deux photons
• PAMAM
• Nanostructuration
• Quinuclidine
• Groupements protecteurs (chimie)
• Oligomères
• Dendrimères
• Photonique

Résumé

Les groupements protecteurs photolabiles sont utilisés pour de nombreuses applications, notamment en neuroscience pour la libération de neurotransmetteurs avec un contrôle spatio-temporel très fin. La démocratisation des lasers pulsés infrarouges a permis la mise au point de nouveaux composés sensibles à l’excitation à deux photons, de plus en plus efficace. Cependant, l’ingénierie moléculaire des cages n’est pas la seule méthode qui peut être utilisée pour améliorer l’efficacité des de ces composés. Mon travail de thèse a ainsi abordé cette problématique sous l’angle de la nanostructuration de groupements protecteurs photolabiles sensibles à l’excitation à deux photons. Nous avons débuté cette étude avec des composés de petite taille (dimère et tétramère) basés sur des groupements photosensible type ortho-nitrophénéthyle. Nous avons ensuite fonctionnalisé des dendrimères de type polyamidoamine, cependant les propriétés photophysiques et photochimiques de ces nouveaux composés suggèrent que des interactions intramoléculaires perturbent l’efficacité de la réaction de photolibération. Des dendrimères partiellement fonctionnalisés ont ensuite été envisagés.

mots clés

• Photosensitive protecting group
• Two-photon absorption
• PAMAM
• Nanostructuration

Titre traduit

Two-photon sensitive photolabile protecting groups : from molecular engineering to nano-structuration

Résumé

Photosensitive protecting groups have been used for many applications, including neuroscience for the release of neurotransmitters with an amazing spatio-temporal control. New compounds sensitive to two-photon excitation were developed with the spread out of pulsed infrared lasers. However, cages molecular engineering is not the only way to improve such compounds. This manuscript focuses on nanostructuration to improve the overall efficiency of two-photon sensitive protecting groups. We started our study with small compound as dimer and tetramer based on the ortho-nitrophenethyl architecture. Next, polyamidoamine dendrimers were tested, but photophysics and photochemistry properties of these new compounds suggest that intramolecular interactions disturb photochemical reaction. Synthesis of partially functionalized dendrimer was considering in a next step.