Academic literature on the topic 'Esters boroniques'

Le travail de cette thèse consiste à mettre au point des gels stimulables à partir d'un polymère hydrosoluble simple : la polyallylamine. Nous avons choisi d'utiliser la réaction réversible entre les acides boroniques et les diols pour former les points de réticulation (esters boroniques). La formation de ces esters boroniques a été étudiée pour deux systèmes modèles composés d'acide 4-carboxyphénylboronique et de cyclopentanediol ou de glucose. La fonctionnalisation de la polyallylamine est effectuée selon deux méthodes : les fonctions phénylboroniques par une réaction d'amidification via un agent de couplage carbodiimide. Les fonctions diol par une réaction d'ouverture du cycle de la gluconolactone. Cette deuxième réaction de greffage peut être réversible à pH élevé. Les mélanges de ces deux polymères permettent la formation de gels réversibles sur une large gamme de pH (pH>6). Cette efficacité de gélification, même à pH neutre, est attribuée à l'effet stabilisateur qu'exercent les fonctions amines du polymère sur les esters boroniques. Il a été également montré que les polymères greffés gluconamide peuvent facilement former des gels en présence de borax. La réaction entre une polyamine et la gluconolactone s'avère être une méthode simple et efficace pour conférer à ce type de polymère un pouvoir viscosifiant important lorsqu'il est combiné avec des dérivés portant des fonctionnalités acides boriques ou boroniques.

Le travail presente dans ce memoire a pour objectif d'etudier un nouveau linker ester boronique, forme a partir d'une resine diol et d'un acide boronique. Le chapitre i est consacre a une presentation de la chimie combinatoire et de la synthese sur support solide. Le chapitre ii decrit la preparation et la polymerisation d'une resine macroporeuse possedant une entite diol et susceptible d'immobiliser des acides alkyl, alcenyl et arylboroniques. Le linker boronate est stable sous diverses conditions reactionnelles et permet des modifications fonctionnelles sur la molecule supportee. Le greffage et le clivage ont ete optimises de facon a obtenir dans des conditions douces et neutres, soit un acide boronique par hydrolyse, soit un ester boronique par transesterification au methanol ou au pinacol. La resine diol s'emploie egalement pour pieger et isoler un acide boronique en solution dans un melange reactionnel, selon un procede de resin-capture. Le chapitre iii montre qu'il est possible de generer de la diversite moleculaire lors d'un clivage multidirectionnel, en transformant la liaison carbone-bore du boronate supporte en une autre fonctionnalisation ou en introduisant une nouvelle molecule. Le linker ester boronique fournit ainsi des derives du phenol ou des composes aromatiques non fonctionnalises au niveau du site d'ancrage. Le linker peut egalement reagir par couplage de suzuki pour conduire a une grande variete de composes biaryliques, par reaction catalysee au rhodium (i) pour donner des cetones -fonctionnalisees et des alcools benzyliques, ou bien par reaction avec des phenols et des amines en presence de cuivre (ii) pour former des biarylethers et des biarylamines. La plupart des syntheses presentees dans ce chapitre sont compatibles avec la presence d'autres groupements fonctionnels et generent des produits bruts avec une purete superieure a 80%.

Connus pour être des biomolécules polyvalentes jouant un rôle crucial dans la régulation de l'expression des gènes, la capacité d’association des acides nucléiques permet de programmer leur assemblage et ce faisant l’émergence de nouvelles fonctions. En effet, la possibilité d’utiliser leur spécificité d’association pour l’obtention d’arrangements spécifiques fonctionnels est très prometteuse notamment dans le domaine des nanotechnologies et de la bioanalyse.Dans la première partie de ce travail, le DNAzyme 10-23 a été choisi comme modèle pour concevoir et étudier de nouveaux systèmes fonctionnels à base d'acides nucléiques modifiés par des acides boroniques capables de s'auto-assembler de manière réversible et de répondre à des stimuli externes. Au travers de cette étude, nous avons développé de nouvelles méthodes de conjugaison sur support permettant d’incorporer des fonctions acides boroniques ou aldéhydes au sein de séquences d’acides nucléiques. Des oligonucléotides cycliques liés par des jonctions esters boronates et formés par auto-assemblage ont également été décrites dans la troisième partie. Enfin, dans le but de diversifier la nature des liaisons internucléosidiques disponibles, la quatrième partie de ce travail a permis l’élaboration de nouveaux liens internucléosidiques de type oxazaborolidines
While nucleic acids are known to be versatile biomolecules that play a crucial role in regulating gene expression, the predictable nature of nucleic acid hybridization offers a simple and cutting-edge platform to program assemblies with emerging function. The burgeoning use of nucleic acids as a material to organize the precise arrangements of specific molecules marked an important milestone in the relatively recent history of nanotechnologies and bioanalysis.In the first part of this work, the 10-23 DNAzyme has been choosed as a model to develop and study new boronic acids-containing nucleic acid-based functional systems able to reversibly self-assemble responding to an external stimuli. Through this study we have developed new supported conjugation methods allowing the incorporation of boronic acids or aldehydes functions into nucleic acids sequences. Cyclic oligonucleotides bound by boronate esters junctions and formed by self-assembly were also described in a third part. Finally, in order to diversify internucleosidic bounds available, the fourth part of this work allowed the elaboration of new internucleosidic junctions based on oxazaborolidines

La fonctionnalisation de molecules electroactives par des acides ou esters boroniques a ete realisee en vue de creer de nouveaux systemes de reconnaissance electrochimique moleculaire ou anionique. L'utilisation de tels groupements presente un interet double : d'une part, le caractere acide dur de lewis de l'atome de bore lui confere une affinite particuliere vis-a-vis de certaines bases dures comme les ions fluorure ; d'autre part, les groupements hydroxyles de l'acide boronique permettent egalement la complexation de certaines structures polyhydroxylees telles que les sucres. Tout d'abord, l'electropolymerisation de composes aromatiques (thiophene, pyrrole, aniline) prefonctionnalises par un acide ou un ester boronique a abouti a la formation de films de polymeres electroactifs en milieux aqueux et organique. En phase immobilisee, l'interaction entre le bore et le substrat etudie va induire, dans certains cas, une modification du signal electrochimique causee par la perturbation des proprietes electroniques ou conformationnelles du polymere. L'etude electrochimique de ces polymeres conducteurs electroniques (en particulier le polypyrrole substitue en position 3 par un ester boronique) a finalement rendu compte d'une bonne selectivite vis-a-vis des ions fluorure et, dans une moindre mesure, des ions chlorure. L'etude en presence de sucres n'a pu etre approfondie a cause de la faible electroactivite des depots electroformes dans l'eau. La synthese d'autres recepteurs derives des triphenylamines dans lesquels la delocalisation electronique s'etend du centre redox a l'atome de bore a ensuite ete decrite. Des modifications voltamperometriques remarquables sont observees avec ces composes en solution suite a l'ajout de f alors qu'aucun effet n'est remarque avec cl ou br. Enfin, les essais realises avec le complexe ferreux de l'acide 4-2,2-bipyridine boronique ont elargi le domaine d'investigation au milieu aqueux. Les modifications de la reponse electrochimique du couple redox fe(ii)/fe(iii) suite a l'ajout d'halogenures ont mis en avant une selectivite identique du bore vis-a-vis des ions fluorure. L'interet d'utiliser de telles structures dans l'eau reside dans la possibilite de detecter d'autres molecules de type polyol. L'etude electrochimique a demontre une affinite particuliere vis-a-vis du d-fructose parmi d'autres sucres.

Le travail décrit dans ce mémoire de thèse concerne la synthèse et l’étude de la réactivité d’acides et d’esters boroniques en série imidazole, thiazole et oxazole. La première partie est consacrée à un rappel sur les voies d’accès aux dérivés organoborés et leur réactivité en synthèse organique puis à une étude bibliographique des différentes méthodes de synthèse d’acides et d’esters boroniques d’hétérocycles à cinq chaînons. Nous envisagerons également les propriétés biologiques de ces composés ainsi que leurs applications thérapeutique. Des notions de toxicité et d’écotoxicité des dérivés du bore sont également abordées. La seconde partie met en lumière les travaux personnels concernant la synthèse d’acides et d’esters imidazol-5-yl, thiazol-5-yl et oxazol-5-ylboroniques via des réactions de lithiation. L’étude de ces dérivés dans les couplages métallo-catalysés notamment, conduit a synthétiser des 5-(het)aryl-imidazoles, -thiazoles et -oxazoles. Ce document inclut les 4 publications qui ont été réalisées dans le cadre de ces travaux et une partie expérimentale décrit les modes opératoires et les caractéristiques physico-chimiques des composés qui ne sont pas encore publiés. Enfin, plus de 260 références bibliographiques replacent cette étude tant dans son contexte chimique que biologique
The work described in this thesis concerns the synthesis and the study of the reactivity of boronic acids and esters in imidazole, thiazole and oxazole series. The first part is devoted to a reminder concerning synthetic routes to organoboron derivatives and their reactivity in organic synthesis; then, a literature review about the preparation of acids and boronic esters of five membered heterocyclic rings is presented. It also considers the biological properties of these compounds and their therapeutic applications. The concepts of toxicity and ecotoxicity of boron derivatives are also discussed. The second part highlights the personal work of the author on the synthesis of imidazol-5-yl, thiazol-5-yl and oxazol-5-ylboronic acids and esters via lithiation reactions. The study of these derivatives in metal-catalyzed couplings led to synthesize 5-(het)aryl-imidazoles, -thiazoles and -oxazoles. This document includes 4 publications relative to this work. An experimental part describes procedures and physico-chemical characteristics of compounds which are not yet published. Finally, more than 260 bibliographical references replace this study in both its chemical and biological context

Les composés organostanniques α–aminés chiraux constituent des précurseurs d'anions α-aminés optiquement actifs très utiles en synthèse organique. L'étude méthodologique de la réaction de transmétallation étain-lithium a permis d'en montrer les possibilités et les limites. Des analyses par RMN 1H, 119Sn et 6Li à basse température ont été réalisées afin d'obtenir des informations sur les conformations des composés organostanniques et des organolithiens correspondants en solution. Par la suite, cette réaction de transmétallation a été appliquée à la synthèse d'esters boroniques α–aminés chiraux et de nombreuses difficultés ont été rencontrées pour leur déprotection. Ceci nous a amené à considérer d'autres cas de déprotections très délicates sur des motifs N-sulfonylés et dans ce cas, nous avons pu, par une approche raisonnée du problème, réaliser la déprotection électrochimique de sulfonamides chiraux α-stannylés en évitant à la fois la β-fragmentation et l'épimérisation
Enantioenriched α-aminoorganostannanes have emerged as useful reagents for organic synthesis. A methodoligical study about tin-lithium exchange is described, showing possibilities and limits of this reaction. 1H,119Sn and 6Li NMR spectra were recorded at low temperature in order to obtain information on the structure of these compounds. In a second part, this transmetalation reaction was applied to the synthesis of α-aminoboronic esters but numerous difficulties were encountered for their deprotection. Therefore, we consider other cases of very delicate deprotection of N-sulfonylated moeity and, we were able to achieve the electrochemical deprotection of chiral α-stannylated sulfonamides by avoiding both β-fragmentation and epimerization

Le couplage catalytique aryle-aryle par voie boronique permet la réalisation de jonctions biaryle aussi bien symétriques que dissymétriques. Cette méthode consiste à faire réagir un dérivé iodé ou bromé avec un acide boronique en présence de catalyseur (palladium tétrakistriphénylphosphine Pd(TPP)4) et d'une base. Notre travail a été effectué dans le but d'étudier le domaine d'application du couplage boronique en fonction de l'encombrement tant du dérivé iodé (flavone ou 2-phenyl-4H-1-benzopyrane-4-one) que de l'acide boronique (phényl ou 8-flavonyl substitué par OCH3, OCH(CH3)2). Nous avons donc fait réagir des organoboriques avec des 3’-iodoflavones selon deux méthodes : la première met en oeuvre les acides boroniques, la deuxième utilise les esters boroniques. Dans le cas des 3’-arylflavones, nous avons appliqué le couplage avec les acides avec succès. Nous avons aussi mis en évidence les limites de cette méthode avec des acides arylboroniques ortho et ortho’ encombrés. L'utilisation, dans ces cas, d'esters boroniques avec le carbonate de thallium en milieu anhydre a permis de réussir le couplage avec succès. Dans le cas de biflavones, l'utilisation de la méthode des acides a été décevante. Mais le passage par les esters boroniques a permis d'accéder sans problèmes majeurs à des biflavonoïdes à jonction[I-3’, II-8] ou à jonction [I-8, II-8] : isoginkgétine, bilobétine, putraflavone et cupressusflavone

Le contrôle de la viscosité des solutions apolaires en fonction de la température est un enjeu clé dans de nombreuses applications industrielles telles que les huiles lubrifiantes à haute performance. Ici, nous décrivons une nouvelle approche pour contrôler la viscosité de ces formulations en fonction de la température. Dans ce but, nous avons conçu deux séries de copolymères fonctionnels qui ont une affinité pour le solvant dépendant de la température ainsi que la possibilité de se connecter de manière réversible via la formation de liaisons esters boroniques covalentes dynamiques. Ces macromolécules ont été synthétisées par polymérisation radicalaire contrôlée, ce qui a permit la préparation de copolymères statistiques avec des masses moléculaires ajustables ainsi qu’une affinité pour le solvant et une fonctionnalité contrôlables. Des études rhéologiques de viscoélasticité linéaire et d’écoulement ont été réalisées pour illustrer l’efficacité de ces systèmes en terme de contrôle la viscosité de solutions organiques en fonction de la température. En manipulant la composition et la fonctionnalité des copolymères, il devrait être possible d’ajuster avec précision la température pour laquelle le système répondra ainsi que la viscosité résultante
Controlling the viscosity of apolar solutions as a function of temperature is a key issue in many industrial applications, such as high performance lubricating oils. Here, we describe a new approach to control the viscosity of such formulations as a function of temperature. For that purpose, we designed two sets of functional copolymers that have temperature dependant solvent affinity as well as the ability to reversibly connect through the formation of dynamic covalent boronic ester bonds. Those macromolecules were synthesized by controlled radical polymerization, which allowed preparing random copolymers with adjustable molecular weight, solvent affinity, and functionality. Rheological studies of the linear viscoelasticity and flow behavior were conducted to exemplify the efficiency of these systems to control the viscosity of organic solutions as a function of temperature. By manipulating the composition and functionality of the copolymers it should be possible to precisely adjust the temperature for which the system will respond as well as the resulting viscosity

Les hydrogels injectables et auto-réparants suscitent un intérêt particulier dans les domaines de l'ingénierie tissulaire et de la médecine régénératrice. En raison de la nature dynamique de leurs réticulations, ces gels peuvent être pré-formés dans des seringues, extrudés sous cisaillement et s’auto-réparer spontanément après arrêt de la déformation mécanique. Au vu du potentiel que peuvent offrir les polymères fonctionnalisés par des acides boroniques pour la fabrication de gels covalents réversibles, nous avons développé des hydrogels injectables d’acide hyaluronique (HA) réticulés par des liaisons esters boronates pour des applications esthétiques et biomédicales. Pour élaborer de tels gels avec des propriétés optimisées, nous avons exploré l’effet de la nature du dérivé d’acide boronique ainsi que du motif saccharidique greffés sur le HA sur les propriétés rhéologiques dynamiques des gels. Parmi les différents dérivés d'acide boronique, le benzoboroxole (BOR) a été choisi en plus de l'acide phénylboronique (PBA) pour complexer différents motifs saccharidiques greffés sur le HA. Comparé au PBA, le dérivé BOR est, en effet, capable de se complexer de manière plus efficace à pH neutre et avec une plus grande variété de composés saccharidiques, en particulier les glycopyranosides. Cette étude a démontré que les propriétés rhéologiques dynamiques des assemblages de HA formés par complexation des unités de BOR ou PBA avec les différents sucres sont étroitement liées à la dynamique des échanges moléculaires et à la thermodynamique des pontages. En outre, nous avons également établi pour la première fois la possibilité d’obtenir des hydrogels de HA auto-réticulants à pH physiologique via des interactions multivalentes entre les unités de BOR greffées sur le HA et des groupements diols se répétant sur la chaîne polysaccharidique. Outre le BOR, la capacité de son homologue cyclique à six chaînons, la benzoxaborine, et d’un nouveau dérivé original similaire à ce composé a été explorée en tant que nouveaux sites de complexation de saccharides pour la formation de réseaux de HA réversibles. Compte-tenu des propriétés injectables, d'auto-réparation et de réponse à différents stimuli démontrées par ces nouveaux hydrogels de HA, ces biomatériaux apparaissent comme des candidats prometteurs pour de nombreuses applications innovantes dans le domaine biomédical, notamment pour l'ingénierie tissulaire et la thérapie cellulaire
Injectable and self-healing hydrogels have recently drawn great attention in the fields of tissue engineering and regenerative medicine. Such gels can be pre-formed into syringes, be extruded under shear stress and show rapid recovery when the applied stress is removed due to the dynamic nature of their crosslinks. Given the exciting potential benefit of using boronic acid-containing polymers to construct dynamic covalent hydrogels, we explored this attractive strategy to design injectable boronate-crosslinked hydrogels based on hyaluronic acid (HA) for aesthetic and other biomedical applications. To design hydrogels with optimized properties, we investigated the effect of the nature of the boronic acid moiety as well as the sugar molecule grafted onto the HA backbone on the gel properties. Among arylboronic acid derivatives, benzoboroxole (BOR) was selected in addition to phenylboronic acid (PBA) as the binding site for sugar moieties grafted on HA. This choice was based on the efficient binding capability of BOR at neutral pH compared to PBA, and on its ability to complex glycopyranosides. With this study, we demonstrated that the dynamic rheological properties of the HA networks based on BOR- or PBA-saccharide complexation are closely linked to the molecular exchange dynamics and thermodynamics of the small molecule crosslinkers. Besides, we also established for the first time the feasibility of self-crosslinking HA hydrogels with extremely slow dynamics at physiological pH through multivalent interactions between BOR derivatives grafted on HA and diols from the polysaccharide chains. Finally, in addition to BOR, we demonstrated the unprecedented capacity of its six-membered ring homologue, benzoxaborin, and a new original benzoxaborin-like derivative as new carbohydrate binding sites for the formation of reversible HA networks. Taking into account the injectable, self-healing and stimuli-responsive properties showed by these new HA hydrogels, these biomaterials appear as promising injectable scaffolds for many innovative applications in the biomedical field, including in tissue engineering and cell therapy