Catalyse asymétrique biomimétique avec des foldamères hélicoidaux bioinspirés

Biomimetic asymmetric catalysis with bioinspired helical foldamers

• Auteur / Autrice : Antoine Hacihasanoglu
• Direction : Gilles Guichard, Mikel Oiarbide
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Organique
• Date : Soutenance le 13/05/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec Universidad del País Vasco
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Daniel Taton
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gilles Guichard, Mikel Oiarbide, Daniel Taton, Claude Taillefumier, Renata Marcia de Figueiredo, Aitor Landa, David Aitken
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claude Taillefumier, Renata Marcia de Figueiredo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hélices moléculaires

Organocatalyse

Foldamères

Chimie biomimétique

Mots clés libres

Biomimétique

Foldamères

Organocatalyse

Hélices

Helices

Foldamers

Biomimetic

Organocatalysis

Résumé

L’organocatalyse est une méthodologie qui connait un développement rapide, permettant de réaliser des transformations chimiques complexes dans le contexte général de la chimie durable (procédés sans métaux, recyclage des catalyseurs…). Les applications potentielles incluent l'élaboration rapide d'éléments de base avancés et utiles pour le développement pharmaceutique. Malgré de grandes réalisations, les organocatalyseurs souffrent généralement de certaines limitations comme une faible accélération de la réaction, d'un taux de rotation catalytique faible et de la nécessité de quantités importantes de catalyseur pour obtenir une bonne conversion et sélectivité. Afin de répondre à ces limitations, des catalyseurs incorporant de plus en plus de fonctions d'interaction afin d'exercer un contrôle plus important sur l'état de transition de réactions ont été des axes de recherche populaires. Un second axe consistant à utiliser des catalyseurs pré-structurés, analogues simplifiés des enzymes à également commencé à être étudié. Les foldamères d'oligourées développées par notre laboratoire ont précédemment démontré la capacité de catalyse dans le cadre de la réaction d'additions de composés 1,3-dicarbonylés aux nitroalcènes avec de très faibles charges catalytiques et d'excellentes stéréosélectivités. Les travaux présentés font suite à ces résultats et ont pour but d'étudier le mécanisme d'interaction du catalyseur, puis d'explorer de nouvelles réactions catalysées par nos foldamères.

Organocatalysis is a rapidly expanding methodology enabling challenging chemical transformations to be performed in the broad context of sustainable chemistry (metal-free procedures, catalyst recycling…). Potential applications include the rapid elaboration of advanced and useful building blocks for pharmaceutical development. Despite major achievements, organocatalysts generally suffer from low rate acceleration and turnover and the need for relatively high amounts to achieve good conversion and selectivity. In order to address these limitations, catalyst structures incorporating increasing numbers of interacting functions to better control the transitions state of reactions have been a popular axis of research. A second, more recent approach has been the use of pre-organised catalysts, which can be viewed as simplified enzyme analogues. In this context, the oligourea foldamers developed by our group have previously been shown to catalyse the addition of 1,3-dicarbonyl compounds to nitroalkenes with low catalyst loading and excellent stereoselectivities. The works presented hereby come in continuation of these previous results with the main objectives being the study of the mechanism of interaction between the catalyst and substrates, and the exploration of new potential reactions catalysed by our foldamers.