Catalyse aux origines de la vie et catalyse moderne, un bond de 3.8 milliards d’années

Catalysis at the origin of life and catalysis today, a 3.8-billion-year jump

• Auteur / Autrice : Emilie Werner
• Direction : Joseph Moran
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 05/04/2024
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Grégoire Danger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claudia Bonfio
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Grégoire Danger, Henning Jacob Jessen
• DOI : 10.70675/9c42a06ez8055z447azb42dz2c43a13464f8

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyse

Métaux des terres rares

Sulfoximines

Mots clés libres

Catalyse prébiotique

Métaux rares

Cofacteur

Catalyse moderne

Piancatelli

Sulfoximine

Prebiotic catalysis

Rare metals

Cofactor

Modern catalysis

Piancatelli

Sulfoximine

Résumé

La catalyse, permettant une réactivité sélective et accrue, est exploitée aussi bien en chimie de synthèse qu’en biologie. Cette thèse l’abordera à deux temporalités différentes. Dans un premier temps, les processus chimiques aux origines de la vie seront étudiés au travers de deux types de catalyse non enzymatique : la catalyse par les métaux rares et la cocatalyse métal/coenzyme. Cette dernière serait un produit de l’évolution pour s’affranchir d’environnements rares et permettre à la chimie prébiotique de se propager vers des milieux communs. Dans un deuxième temps, la catalyse métallique moderne sera discutée. Une nouvelle variante azotée du réarrangement de Piancatelli sera décrite avec des nucléophiles sulfoximines, permettant d’accéder directement et avec de bons rendements à des 4-sulfoximinocyclopenténones inédites, structures prometteuses pour des applications en chimie médicinale.

Catalysis enables selective and enhanced reactivity and is harnessed in both synthetic chemistry and biology. This thesis will discuss this concept at two different time points. Firstly, the chemical processes at the origins of life will be studied through two types of non-enzymatic catalysis: rare metal catalysis and metal/coenzyme cocatalysis. The latter is thought to be a product of evolution to become independent from rare environments and enable prebiotic chemistry to spread to more common media. Secondly, modern metal catalysis will be examined. A new aza-variant of the Piancatelli rearrangement will be described with sulfoximine nucleophiles, giving direct access to unprecedented 4-sulfoximinocyclopentenone scaffolds in good yields. These structures hold promises for applications in drug discovery.