Ecole Doctorale
SCIENCES CHIMIQUES - Marseille
Spécialité
Sciences Chimiques
Etablissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Alcoxyamine,Nitroxyde,Polymérisation,Addition radicalaire,Ligation peptique,Méthacrylate de méthyle
Keywords
Alkoxyamine,Nitroxide,Polymerization,Radical addition,Peptide ligation,Methyl methacrylate
Titre de thèse
Développement d'alcoxyamines pour l'ingénierie macromoléculaire
Development of alkoxyamines for macromolecular engineering
Date
Mercredi 23 Septembre 2020 à 10:00
Adresse
Campus Saint Jérôme, Avenue Escadrille Normandie Niemen Salle des thèses
Jury
Directeur de these |
M. Thomas TRIMAILLE |
Aix-Marseille Université |
Rapporteur |
Mme Muriel LANSALOT |
Université de Lyon 1 |
Rapporteur |
M. Jacques LALEVéE |
Université de Haute Alsace |
Examinateur |
M. Eric VALéRIO |
Aix-Marseille Université |
Examinateur |
M. Armin PFEIL |
Hilti |
Examinateur |
M. Thierry CONSTANTIEUX |
AMU |
Résumé de la thèse
La dissociation homolytique des alcoxyamines conduit à la formation de deux radicaux, un nitroxyde et un radical alkyle. Cette réaction réversible a été mise à profit pour contrôler les réactions de polymérisation radicalaire de monomères vinyliques ou pour réaliser des additions radicalaires intermoléculaires (IRA).
Dans une première partie, notre but a été de développer une alternative plus économique au nitroxyde SG1 pour le contrôle de la polymérisation dune large gamme de monomères y compris des méthacrylates. Nous avons développé plusieurs structures linéaires aliphatiques et aromatiques mais sans que celles-ci ne présentent les qualités du nitroxyde SG1 pour le contrôle de la polymérisation du styrène et de lacrylate de n-butyle. Pour le contrôle de la polymérisation des méthacrylates, nous avons étudié des analogues du DPAIO qui se sont montrés aptes à la préparation de copolymères à blocs à base méthacrylate.
Dans un second temps nous avons étendu lIRA à la ligation peptidique et au couplage de polymères. Deux peptides préfonctionnalisés par une oléfine et par lalcoxyamine MAMA-SG1 ont été couplés par IRA avec de bons rendements. Cette méthode a été nommé Alcoxyamine Peptide Ligation (APL). Le développement de lalcoxyamine activable 4-VP-SG1 a permis le couplage de type clic par IRA de polymères dans des conditions douces et sans catalyseur ou irradiation lumineuse. La synthèse dun hydrogel encapsulant in situ une protéine tout en préservant son activité, a validé la compatibilité de cette méthode avec des applications biomédicales.
Thesis resume
Homolytic dissociation of alkoxyamines yields two radicals, a nitroxide and an alkyl radical. This reversible reaction was used to control radical polymerization of various olefins or to perform intermolecular radical addition (IRA).
In a first part, we aimed at developing a cheaper alternative to SG1 radical able to control polymerization of a broad range of monomers including methacrylates. We developed several linear aliphatic and aromatic nitroxide structures. Contrary to SG1 nitroxide, theses structures were not suitable to control radical polymerization of styrene and n-butyl acrylate. As for the control of methacrylates, we studied DPAIOs analogues, wich were suitable for the preparation of methacrylate based block copolymers.
In a second part, we extended the field of IRA to peptide ligation and polymer coupling. Two peptides prefunctionnalized with an olefin and a MAMA-SG1 alkoxyamine were coupled by IRA with good yields. This method was called Alkoxyamine Peptide Ligation (APL). The development of triggered 4-VP-SG1 alkoxyamine allowed performing polymer clicking through IRA in mild conditions without any initiator/catalyst or irradiation source. The synthesis of an hydrogel allowing biological activity retention of in situ encapsulated biomolecule showed that this methodology is relevant for biomedical applications.