Fonctionnalisation de calix[4]arènes par des chélateurs du fer et/ou une matrice inorganique : études et applications

par Pascal Rouge

Thèse de doctorat en Sciences. Chimie fine. Chimie thérapeutique

Sous la direction de Pascal Sonnet.

Soutenue en 2009

à Amiens .

mots clés

• Matériaux hybrides
• Calixarènes -- Conformation
• Ligands
• Fer

Résumé

L’objectif de ce travail de thèse est d’obtenir de nouveaux matériaux hybrides organique-inorganique en vue d’une application en analyse (dosage du fer). Il s’intègre dans le cadre d’un projet régional multidisciplinaire réalisé en collaboration avec deux autres équipes de l’UPJV : l’équipe MESO du LG et une équipe du LRCS. Nous avons choisi de greffer des ligands du fer(III) connus sur un macrocycle de type calix[4]arène pour la partie organique, et une silice mésoporeuse (SBA-15) pour la partie inorganique. L’intérêt du contrôle conformationnel du calix[4]arène est double : pré-organisation des ligands autour du métal, fixation sur la silice. Une stratégie convergente nous a permis d’obtenir des calix[4]arènes portant des motifs chélateurs (ICL670A, catéchols) immobilisés en conformation cône, ou 1,3-alternée selon le degré de substitution. Les études préliminaires concernant la préparation ainsi que l’application des matériaux hybrides pour la conception de nouvelles électrodes sélectives du fer sont très prometteurs. De plus, les premiers résultats biologiques obtenus par l’équipe INSERM U522 de l’Université de Rennes 1, partenaire du projet, ont mis en évidence que certains de ces calix[4]arènes possèdent une activité antiproliférative intéressante (IC50 = 6 µM) ce qui permet d’envisager d’autres fonctionnalisation afin d’optimiser cette activité biologique.

Titre traduit

Fonctionnalisation of calix[4]arenes with iron chelators and/or an inorganic matrix : studies and applications

Résumé

The purpose of this work is to obtain new organic-inorganic hybrid materials with applications in analysis (iron titration). This work is integrated in the formation of a multidisciplinary group in the UPJV: team MESO from LG and one team from the LRCS. We have choose to graft functionnalized calix[4]arenes by well known iron(III) chelators into a SBA-15 silica matrix. The good control of calix[4]arene conformation have two interests : pre-organization of the ligands around the metal, grafting to the silica. A convergent strategy allows us to obtain calix[4]arenes bearing irons chelators (ICL670A, catechols) immobilized in cone or 1,3-alternated conformation. Preliminary results concerning the synthesis and use of these materials in sensors are very promising. Moreover, first biological results obtained by our partners of the Université de Rennes 1 have shown that some calix[4]arenes have a good antiproliferative effect (IC50 = 6 µM).