Hybridation redox-contrôlée d'homo- et d'hétéroduplexes dérivés de foldamères – RECHERCHE

Au cours des vingt dernières années, les foldamères de synthèse ont connu des développements considérables, pour des applications aussi diverses que le traitement du VIH, la catalyse, ou l’encapsulation sélective d’invités. Une attention toute particulière a également été portée à leur chimie supramoléculaire riche, puisque certains foldamères s’hybrident pour former des hélices multiples (généralement doubles) aux propriétés physico-chimiques spécifiques.
Par conséquent, de nombreuses équipes de recherche se sont intéressées aux paramètres régissant les équilibres correspondants (hélices simples vs hélices multiples), intrinsèquement liés aux interactions soluté-soluté et soluté-solvant. Ainsi, le déplacement de l’équilibre vers des hélices multiples s’avère possible en augmentant la concentration, en diminuant la température ou en tirant parti d’effets solvophobes. La présence d’une cavité au sein des squelettes foldamères a également été exploitée pour évaluer l’impact du processus de reconnaissance d’un substrat invité sur le phénomène d’hybridation. Bien qu’il soit parfois possible de déplacer cet équilibre de manière réversible en contrôlant la température, on notera qu’une telle réversibilité est difficilement envisageable par dilution, changement de solvant ou introduction d’un substrat. Il semble en effet compliqué d’évaporer ou d’extraire un solvant ou un invité sans modification de la composition du milieu. C’est pourquoi pouvoir « contrôler de façon réversible l’équilibre entre hélices simples et multiples » constitue un défi fondamental excitant.

Sur cette base, le coordinateur et ses partenaires ont récemment synthétisé et caractérisé un foldamère de type oligopyridinedicarboxamide, fonctionnalisé sur les positions terminales par deux unités électroactives tétrathiafulvalène (TTF). En tirant parti d’une classe récente d’interaction de la boîte à outils de la chimie supramoléculaire (dimérisation de radicaux-cations), la constante de formation de l’homoduplexe correspondant s’est avérée cent fois plus élevée, une fois les unités TTF oxydées.

Sur cette base, le projet RECHERCHE exploitera cette approche novatrice, qui représente la clé de voûte du projet, afin de piloter les contacts inter-brins grâce à des interactions non-covalentes activées par voie redox. Le projet RECHERCHE aborde les questions fondamentales de ce processus et propose : 1) de généraliser cette approche grâce à d’autres motifs électroactifs capables de former des dimères de radicaux-cations (e.g. viologène, porphyrine) ; 2) de synthétiser sélectivement des hétéroduplexes originaux, dont la formation sera guidée par interactions donneur-accepteur et pourra elle-aussi être pilotée manière redox ; 3) de transférer ces concepts au sein de monocouches auto-assemblées (SAMs) sur électrodes et nanoparticules d’or. La chimie supramoléculaire de ces foldamères pourra ainsi être étudiée après greffage, notamment pour la synthèse de réseaux de nanoparticules d’or contrôlés par voix redox, matériaux qui suscitent actuellement un fort intérêt.
Enfin, le projet RECHERCHE se caractérise par une approche éminemment pluridisciplinaire, associant des experts de spécialités complémentaires, tout en permettant à un jeune chercheur de développer en autonomie, une nouvelle thématique de recherche.