Polymères en étoile de cyclodextrine amphiphiles et leurs interactions avec une membrane lipidique modèle

Amphiphilic star polymers based on cyclodextrin, interactions with model lipid bilayer

• Auteur / Autrice : Ibrahima Faye
• Direction : Philippe Guégan, Cécile Huin, Véronique Celton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 18/11/2015
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire analyse et modélisation pour la biologie et l'environnement (Evry, Essonne ; 1998-)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Jeanine Tortajada
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Luc Six, Didier Lecerf

Mots clés

Mots clés contrôlés

Membranes lipidiques

Composés amphiphiles

Cyclodextrines

Mots clés libres

Nanopore

Résumé

Ce projet traite de la synthèse de copolymères en étoile amphiphiles à coeur -cyclodextrine et de leurs possibles interactions avec une membrane lipidique modèle en tant que nanopores artificiels. Dans un premier temps, la synthèse d’un amorceur multifonctionnel, per(2-O-méthyl-3,6-di-O-hydroxypropyl)--CD, a été réalisée et sa caractérisation par RMN 1H, 13C et spectrométrie de masse (ESI-MS) confirme sa structure. La polymérisation d’oxyde de butylène amorcée par ce dérivé de -cyclodextrine, en présence de base phosphazène, a alors été réalisée dans un deuxième temps et nous a permis de synthétiser des polymères en étoile à 14 branches hydrophobes, caractérisés par RMN (1H, 13C, DOSY) et chromatographie d’exclusion stérique. Ces derniers polymères hydrophobes sont couplés à leur tour à des chaînes polymères hydrophiles, poly(éthylène glycol) par méthode convergente (substitution nucléophile, chimie clic), ou polyglycidol par méthode divergente, et la caractérisation de l’architecture des copolymères résultants a été réalisée (RMN, CES). Enfin, parmi les différentes applications potentielles, l’aptitude de ces copolymères en étoile à former des nanopores artificiels a été testée par électrophysiologie.

The aim of this work is the synthesis of amphiphilic star copolymers based on -cyclodextrin and their possible interactions with model lipid bilayers, such as artificial nanopores. In a first step, the synthesis of multifunctional initiator, per(2-O-methyl-3,6-di-O-hydroxypropyl)--CD, was performed and its characterization by 1H, 13C NMR and ESI-mass spectrometry confirms itsstructure. The polymerization of butylene oxide initiated by -CD derivative, in presence of phosphazene base, was then performed and allowed us to synthesize hydrophobic 14-arm star polymers, characterizedby NMR (1H, 13C, DOSY) and size exclusion chromatography. Hydrophilic macromolecular chains (polyethylene glycol, polyglycidol) are coupled to those latter hydrophobic polymers, using ‘grafting onto’ and ‘grafting from’ methods, and the characterization of the resulting copolymer architecture was performed (NMR, SEC). Finally, among the different potential applications, the ability of the star copolymers to form artificial nanoporeswas evaluated by patch-clamp technique.