Synthèse de groupements protecteurs photolabiles sensibles à l'excitation bi-photonique pour la libération du glutamate et de la nicotine

Synthesis of two-photon sensitive photoremovable protecting groups for the release of glutamate and nicotine

• Auteur / Autrice : Clément Morville
• Direction : Alexandre Specht, Frédéric Bolze
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Conception et application de molécules bioactives (Strasbourg ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Claude Gros
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cyrille Monnereau, Matthieu Sainlos

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photochimie

Neurosciences

Groupements protecteurs photolabiles

Photons

Chimie organique

Biochimie

Mots clés libres

Chimie biologie

Chimie organique

Excitation à deux photons

Groupements protecteurs

Photolabiles

Neurosciences

Photochimie

Chemical biology

Organic chemistry

Two-photon excitation

Photoremovable protecting groups

Neuroscience

Photochemistry

Résumé

Ce projet de thèse consiste à développer de nouveaux groupements protecteurs photolabiles (GPP) et de les adapter pour qu’ils puissent être utilisés en biologie, notamment, en neurosciences. Le projet principal de ce travail de thèse est de développer des précurseurs photolabiles du glutamate. Ainsi, deux GPPs sensibles à l’excitation bi-photonique ont été élaborés et utilisés pour libérer du glutamate sur tranches de cervelet par l’équipe du Dr. Philippe Isope. Une collaboration avec l’équipe du Dr. Nicolas Vitale a ensuite été entreprise dans le but de développer un précurseur photolabile de la nicotine. Cela a mené au développement d’un GPP permettant de libérer la nicotine efficacement après excitation à un photon dans le vert. Pour finir, une nouvelle série de coumarines au squelette rigidifié a été développée au laboratoire à l’aide de réactions domino initiées par une carbopalladation 5-exo-dig suivie d’un couplage de Suziki-Miyaura ou de Sonogashira. Ce travail d’ingénierie moléculaire par rigidification du squelette de ces coumarines a permis de développer des GPPs possédants d’excellentes sensibilités à l’excitation bi-photonique.

This thesis project consists in the development of new photoremovable protecting groups (PPGs) and their adaptations for different areas of neuroscience. The main aim involved the development of caged glutamate. Hence, two two-photon sensitive PPGs were synthesized and used to uncage glutamate on brain slices by Dr. Philippe Isope’s team. An additional collaboration with the team of Dr. Nicolas Vitale was then undertaken to design a caged nicotine. This project led to an elaboration of a PPG able to uncage nicotine efficiently upon green irradiation. Finally, a series of highly rigidified coumarine based PPGs were developed using a 5-exo-dig carbopallation followed by a Suzuki-Miyaura or Sonogashira cross-coupling reactions. This work of molecular engineering led to the synthesis of highly two-photon sensitive PPGs.