Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

HAL Id: tel-00390646 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00390646 Submitted on

HAL Id: tel-00390646 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00390646 Submitted on 2 Jun 2009 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Hétérocycles oxygénés : Synthèse, Réactivité et Application à la préparation de polymères Biodégradables Colin Bonduelle To cite this version: Colin Bonduelle. Hétérocycles oxygénés : Synthèse, Réactivité et Application à la préparation de polymères Biodégradables. Chimie. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. Français. tel- 00390646 THÈSE En vue de l'obtention du DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par l'Université Toulouse III - Paul Sabatier Discipline ou spécialité : Chimie Moléculaire Présentée et soutenue par : Colin BONDUELLE Le : 01 Décembre 2008 Titre : Hétérocycles Oxygénés : Synthèse, Réactivité et Application à la Préparation de Polymères Biodégradables JURY B. Meunier Membre de l’Académie des Sciences Président S. Guillaume Chargé de Recherche C.N.R.S à Rennes Rapporteur F. Fotiadu Professeur à l'Université de Marseille Rapporteur R. Poteau Professeur à l'Université de Toulouse D. Bourissou Directeur de Recherche C.N.R.S. à Toulouse Ecole doctorale : Ecole Doctorale Science de la matière Unité de recherche : Laboratoire Hétérochimie Fondamentale et Appliquée Directeur de Thèse : Didier Bourissou Avant propos à G. MARCHAND L’écho est un reflet sonore... Avant propos Remerciements Je voudrais tout d’abord adresser mes remerciements aux membres de mon jury président, rapporteurs et invités : Mesdames et Messieurs Bernard Meunier, Sophie Guillaume, Frédéric Fotiadu et Romuald Poteau pour avoir accepté de juger mon travail de thèse. J’ai apprécié vos conseils et remarques pertinentes concernant mon manuscrit ainsi que la discussion enrichissante que nous avons pu avoir le jour de ma soutenance Je voudrais ensuite exprimer toute ma gratitude envers Didier Bourissou et Blanca Martin- Vaca qui m’ont encadrée tout au long de ces trois années. Merci pour l’intérêt que vous avez porté à mes travaux et pour vos précieux conseils concernant aussi bien la polymérisation que la suite à donner à ma carrière. J’adresse également mes remerciements à l’ensemble des membres de l’équipe ‘Ligands Bifonctionnels et Polymères Biodégradables’ avec qui j’ai pu agréablement travailler et échanger pendant ce doctorat. Je voudrais en particulier remercier Olivier Thillaye du Boullay, à qui je dois une grande partie de ce manuscrit, pour son encadrement et son soutien au quotidien Je tiens aussi à remercier le Professeur Fernando Cossio de San Sebastian qui a su me faire confiance et qui m’a appris avec beaucoup de simplicité l’intérêt de la modélisation moléculaire. J’associe à ce remerciement toute son équipe pour son accueil et son immersion basque que je n’oublierai jamais. Je voudrais enfin remercier toutes les personnes qui ont participé de près ou de loin à ce travail. J’ai une pensée pour chacune d’entre elles sans les citer et je leur adresse du plus profond de mon coeur mes sincères salutations. Maintenant une page ce tourne vers l’avenir... et vers ce manuscrit. Bonne lecture. Avant propos Abréviations ROP : Polymérisation par ouverture de cycle eROP : Polymérisation enzymatique par ouverture de cycle RMN : Résonnance Magnétique Nucléaire Pf : Point de Fusion SEC : Chromatographie par exclusion de taille Dp : Degré de polymérisation Mn : Masse molaire en nombre Mw : Masse molaire en poids PDI (Mw/Mn) : Polymolécularité IR : Infra Rouge RX : Rayons X IE : Impact Electronique IC : Ionisation Chimique ESI : Spectrométrie de masse par ionisation electrospray MALDI : Spectrométrie de masse ‘Matrix Assisted Laser Desorption Induced’ DFT : Théorie de la fonctionnelle de la densité OM : Orbitale Moléculaire Eint : Energie interne G298 : Enthalpie libre (298K) HOMO : Orbitale moléculaire la plus haute occupée LUMO : Orbitale moléculaire la plus basse vacante Et2O : Ether diéthylique THF : Tetrahydrofurane CH2Cl2 : Dichlorométhane ROH : Alcool DMAP : 4-diméthylaminopyridine DIEA : Diisopropyléthylamine TEA : Triéthylamine NHC : N-hétérocyclocarbènes TBD : Triazabicyclodecene OCA : O-carboxyanhydrides NCA : N-carboxyanhydrides lacOCA : O-carboxyanhydrides de l’acide lactique gluOCA : O-carboxyanhydrides de l’acide glutamique α-OCA : OCA à 5 chaînons β-OCA : OCA à 6 chaînons PLA : Polylactide PCL : Polycaprolactone PHAs : Polyhydroxyalkanoates Liaison H : liaison hydrogène Avant propos Les travaux décrits dans ce manuscrit ont été effectués au Laboratoire Hétérochimie Fondamentale et Appliquée à l’Université Paul Sabatier de Toulouse sous la direction de Didier BOURISSOU et de Blanca MARTIN-VACA. Les études théoriques ont été réalisées en collaboration avec Fernando COSSIO de l’Universidad del Paıs Vasco de San Sebastian (Espagne). Conditions générales de manipulation Les 1,3-dioxolane-2,4-diones (OCA) qui ont été synthétisés et utilisés sont sensibles à l’humidité. Ces molécules ont donc été manipulées sous atmosphère sèche d’argon dans de la verrerie schlenk. Les solvants ont été séchés (CH2Cl2, pentane, CDCl3 sur P2O5 ou CaH2 ; THF, Et2O, toluène sur sodium), et fraîchement distillés avant chaque utilisation. Appareillage Résonnance Magnétique Nucléaire (RMN) : Les spectres ont été réalisés sur des appareils BRUKER Avance300 : 1H (300 MHz, référence TMS), 13C (75,5 MHz, référence TMS) ainsi que ARX400 (1H : 400 MHz, 13C : 100 MHz). Les déplacements chimiques δ sont exprimés en ppm et comptés positivement vers les champs faibles, les constantes de couplage J en Hz. Les abréviations suivantes ont été employées pour décrire les signaux : s (singulet), d (doublet), t (triplet), q (quadruplet), m (multiplet), ar (aromatique). Chromatographie par exclusion de taille (SEC) : L’estimation des masses molaires moyennes (Mn) et de la polymolécularité (Mw/Mn) a été réalisée à partir des chromatogrammes obtenus après injection sur une chaîne Waters (Pompe Waters 600, injecteur automatique Waters 712, détecteur par indice de réfraction Waters 2410 thermostaté à 35°C, colonne waters styragel). Le THF a été utilisé comme éluant à 1 mL.min-1. La séparation a été mise en œuvre avec une colonne HR4E de dimension 7,8 x 300 mm munie d’une précolonne SHODEX, thermostatée à 35°C. La calibration des masses molaires a été réalisée en injectant des standards de polystyrène. Toutes les données expérimentales ont été traitées avec le logiciel Empower. Spectrométrie de masse : Les analyses par ionisation electrospray (ESI-MS) ont été réalisées en mode positif sur un spectromètre Perkin Elmer Sciex API-365 avec un analyseur quadripolaire. Les échantillons ont été dissouts dans une solution d’acétonitrile contenant des traces d’hydroxide d’ammonium avant d’être injectés avec une seringue automatique à 5 mL.min-1. Les analyses MALDI-TOF on été réalisées en mode positif sur un spectromètre Voyager System DE–STR Applied Biosystems équipé d’un laser 337 nm à l’Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale du CNRS de Toulouse. Les spectres ont été obtenus en mode réflectron avec un courant d’accélération de 20 ou de 25 kV. Avant propos Les corrections de ligne de base et le traitement des spectres de masse ont été réalisés avec Data Explorer version 4.0 d’Applied Biosystems. Point de fusion : Les points de fusion ont été mesurés, sans correction, en tube capillaire, au moyen d’un appareil digital Electrothermal. Infra-rouge : Les études Infra-rouge ont été réalisées sur un Perkin-Elmer 225 au laboratoire. Rayons X : Les études par diffraction des rayons X ont été effectuées sur un diffractomètre Bruker-AXS CCD-1000. Etudes Théoriques Les calculs ont été menés sur le calculateur CALMIP de l’Université Paul Sabatier. Les études théoriques (concentrées principalement dans le chapitre 1) ont été menées en utilisant le logiciel Gaussian 03 [a]. Les différentes géométries ont été optimisées en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité à l’aide de la fonctionnelle hybride B3LYP [b]. [a] Gaussian 03, Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Montgomery J.A., Vreven Jr.T., Kudin K.N., Burant J.C., Millam J.M., Iyengar S.S., Tomasi J., Barone V., Mennucci B., Cossi M., Scalmani G., Rega N., Petersson G.A., Nakatsuji H., Hada M., Ehara M., Toyota K., Fukuda R., Hasegawa J., Ishida M., Nakajima T., Honda Y., Kitao O., Nakai H., Klene M.X., Knox J.E., Hratchian H.P., Cross J.B., Adamo C., Jaramillo J., Gomperts R., Stratmann R.E., Yazyev O., Austin A.J., Cammi R., Pomelli C., Ochterski J.W., Ayala P.Y., Morokuma K., Voth G.A., Salvador P., Dannenberg J.J., Zakrzewski V.G., Dapprich S., Daniels A.D., Strain M.C., Farkas O., Malick D.K., Rabuck A.D., Raghavachari K., Foresman J.B., Ortiz J.V., Cui Q., Baboul A.G., Clifford S., Cioslowski J., Stefanov B.B., Liu G., Liashenko A., Piskorz P., Komaromi I., Martin R.L., Fox D.J., Keith T., Al-Laham M.A., Peng C.Y., Nanayakkara A., Challacombe M., Gill P.M.W., Johnson B., Chen W., Wong M.W., Gonzalez C., Pople J.A., Gaussian 03, Revision B.05, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2003. [b] a) Becke A.D., Phys. Rev., 1988, A38, 3098. b) Becke A.D., J. Chem. Phys., 1993, 98, 5648. c) Lee C., Yang W., Parr R.G., Phys. Rev., 1988, B37, 785. SOMMAIRE Introduction ....................................................................................................... 1 1. Les polymères biodégradables................................................................................................................... 1 2. Les polyesters ............................................................................................................................................ 2 3. Le Polylactide (PLA)................................................................................................................................. 4 4. uploads/Science et Technologie/ these-complete-pdf.pdf