Academic literature on the topic 'Polymères ramifiés – Synthèse (chimie)'

L'objectif de ce travail est la synthèse de polymères en étoile de monomères vinyliques par la méthode dite « divergente ». La réaction d'échange brome-lithium nous a permis de développer des amorceurs di-, tri- et tétracarbanionique. L'étude menée sur le précurseur dibromé, constituant la première partie de cette thèse, a permis de démontrer l'efficacité de l'amorceur difonctionnel et d'optimiser les conditions réactionnelles. Celles-ci, étendues, dans une seconde partie, à des systèmes tri- et tétrafonctionnels, ont abouti à la synthèse de polymères en étoile à quatre branches de polystyrène ; l'amorceur trilithié se révélant inefficace. Les études menées sur les masses molaires et sur la viscosité intrinsèque de nos étoiles ont apporté les preuves du caractère tétrafonctionnel de nos structures.

Plusieurs générations de métallodendrimères possédant à la périphèrie des métaux-carbènes de ruthénium sont aisèment synthétisées à partir de dendrimères polyphosphines et de complexes monomères. La réaction d'échange de ligand qui permet d'obtenir ces métallodendrimères, conduit sélectivement à la forme chélate. Ces systèmes constituent de nouveaux catalyseurs dendritiques, actifs pour la polymérisation d'oléfines cycliques tel que le norbornène (Ring Opening Metathesis Polymerization) et aboutissent à la formation de dendri-polynorbornène.

Des poly(styrène)s (PS) et poly(oxyde d'éthylène)s (PEO) d'architectures ramifiées et des particules semi-conductrices de poly(3,4-ethylènedioxythiophène)s (PEDOT) ont été synthétisés et utilisés comme supports pour le greffage de ferrocènes (Fc) en leur périphérie. Le greffage s’est effectué par cycloaddition de Huisgen dans le cas des PS et par estérification dans le cas des POE et des PEDOT. La mise en évidence d’une possible interaction entre la terminaison azoture des PS et le système catalytique employé pour la polymérisation radicalaire contrôlée a été faite dans ce travail. Les systèmes obtenus ont été caractérisés et testés par voltampérométrie cyclique pour évaluer leurs propriétés dans le stockage d’électrons pour une application de batterie moléculaire. Les groupements ferrocène peuvent être oxydés et réduits de façon réversible sur les PEO-Fc et les PS-Fc. Pour un taux élevé de Fc, un phénomène de transfert de charge entre le cœur PEDOT et les Fc périphériques a été mis en évidence par voltampéromérie cyclique
Energy storage system have been developed by grafting ferrocene (Fc) moieties on branched or hyperbranched polystyrene (PS) and polyethyleneoxide (PEO), and on semi-conducting poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) particles. Huisgen cycloaddition has been used to graft Fc at the periphery of PS stars, leading to PS-Fc. Synthesis of PEO-Fc and PEDOT-Fc has been done by esterification reaction. A possible interaction in between azido moieties and the catalytic system used for controlled radical polymerization of styrene has been evidenced in this study. Performances as molecular batteries of PS-Fc, PEO-Fc and PEDOT-Fc have been assessed by cyclic voltammetry. Fc moieties can be reversibly oxidized and reduced on PS-Fc and POE-Fc. For high ferrocene content, cyclic voltammetry showed the occurence of charge transfer between ferrocenyl groups and oxidized PEDOT core

Certaines maladies rares d’origine génétique, peuvent être traitées par une thérapie nommée « thérapie génique » qui consiste à introduire un polynucléotide (ADN ou ARN) à l’intérieur des cellules pour moduler leur activité dans un but thérapeutique. L’emploi d’un vecteur capable de protéger le polynucléotide et de le véhiculer jusqu’au noyau des cellules cibles est nécessaire. La polyéthylèneimine (PEI) est actuellement le polymère cationique de référence dans ce domaine. Cependant, en raison de sa toxicité importante, de nombreuses études visant à modifier la PEI sont toujours en cours pour améliorer ses propriétés. Entre autre, il a été montré que des architectures compactes conféraient de meilleures propriétés aux polymères. Dans ce contexte, des PEI en étoile ont été synthétisées pour la première fois. A cette fin, des précurseurs de poly(2-oxazoline)s en étoile ont été préparés et leur architecture a été confirmée par des analyses par chromatographie d’exclusion stérique et des études cinétiques. Des PEI de masse molaire (8, 16 et 25 K) et d’architecture (linéaire, à 3 et 4 branches) variables ont ensuite été obtenues par adaptation du protocole d’hydrolyse utilisé pour les polymères linéaires. La transfection de cellules CFBE et HepG2 par des polyplexes à base d’ADNp et de ces polymères a été évaluée. L’influence de la masse molaire et de l’architecture a été étudiée. Pour finir, la modification de ces PEI par des résidus histidine connus pour améliorer l’efficacité de transfection des lPEI a été réalisée avec succès. La synergie espérée entre les modifications chimique et architecturale n’a pas été observée pour la transfection des cellules HepG2 in vitro
Some rare diseases of genetic origin can be treated by a therapy called "gene therapy" which consists in introducing a polynucleotide (DNA or RNA) into the cells to modulate their activity for therapeutic purposes. The use of a vector able to protect the polynucleotide and to transport it to the nucleus of the target cells is necessary. Polyethyleneimine (PEI) is currently the cationic polymer gold standard in this field. However, due to its high toxicity, many studies aiming to modify PEI are still underway to improve its properties. Among other things, it has been shown that compact architectures give better properties to polymers. In this context, star PEI were synthesized for the first time. To this end, star poly(2-oxazoline)s precursors were prepared and their architecture was confirmed by steric exclusion chromatography analyses and kinetic studies. PEI of variable molar mass (8, 16 and 25 K) and architecture (linear, 3 and 4 arms star) were then obtained by adapting the hydrolysis protocol used for linear polymers. The transfection of CFBE and HepG2 cells with polyplexes based on pDNA and these polymers was evaluated. The influence of molar mass and architecture was studied. Finally, the modification of these PEI with histidine moieties known to increase lPEI transfection efficiency was successfully achieved, however, the expected synergy between the chemical and architectural modifications was not observed for the in vitro transfection of HepG2 cells

Préparation de l'amorceur par réaction du t-BuLi, avec le ,2-bis(isopropenyl-4-phenyl)ethane. Ce monoadduct (sans oligomère et sans produit secondaire) se transforme très rapidement en diadduct. Copolymérisation butadiène-styrène (25/75 en poids). Copulation avec SiCl4 donne des polymères en étoiles.

Ce projet vise à élaborer des polymères hyper-ramifiés (HBP) cationiques porteurs de multiples groupements terminaux fonctionnels afin de développer le multi-ciblage cellulaire de nouveaux vecteurs de gènes thérapeutiques. Ces HBP sont prometteurs pour traiter les troubles vasculaires et prévenir les maladies cardio-vasculaires associées à un dysfonctionnement endothélial chez les patients diabétiques. Les HBP, présentant de grands volumes intérieurs et un nombre élevé de groupes terminaux en périphérie, sont le plus souvent limités à un seul type de groupement terminal. La stratégie choisie pour lever ce verrou scientifique repose sur la combinaison de la polymérisation par auto-condensation de monomères vinyliques (SCVP) et de la polymérisation par transfert de chaîne par addition-fragmentation réversible (RAFT) suivie de la chimie de l’azlactone pour ancrer une grande variété de fonctions réactives chimiosélectives à la périphérie des HBP. Cette stratégie a été appliquée à la synthèse d’HBP neutres cationisables et porteurs du groupement thiocarbonylthio par RAFT-SCVP du méthacrylate de 2-N,N-diméthylaminoéthyle (DMAEMA) et du 2-(méthacryloyloxy)éthyl 4-cyano-4-(((propylthio)carbonothioyl)thio) pentanoate (R-transmer). Plusieurs HBP ont été synthétisés en faisant varier le rapport molaire DMAEMA/R-transmer, produisant ainsi une gamme d’HBP possédant des masses molaires moyennes en nombre allant de 8 300 à 45 800 g.mol-1, des dispersités supérieures à 1,59 et des degrés de branchement variés compris entre 0,05 et 0,.30. Ces HBP ont ensuite été modifiés chimiquement par cationisation des unités DMAEMA afin de proposer des entités capables de complexer l’ARN interférent anti-PTP1B, protéine d’intérêt dans le traitement du dysfonctionnement endothélial. Les HBP neutres ont également été fonctionnalisés par un dérivé de poly(éthylène glycol) et la modification des motifs terminaux thiocarbonylthio a permis d’ancrer successivement différents groupements réactifs via une séquence d’aminolyse, de thiol-ène et de réaction d’aminolyse azlactone-amine de type click, pour obtenir en périphérie des fonctions amines réactives pour la conjugaison avec des peptides de ciblage. Ainsi, des HBP originaux, neutres, PEGylés ou non, fonctionnalisés par des amines ont été obtenus. Ces composés finaux, ainsi que certains intermédiaires de synthèse, seront soumis à des tests biologiques réalisés en collaboration avec le laboratoire MINT à Angers afin d’évaluer leur cytotoxicité, leur capacité à complexer l’ARN et leur efficacité de transfection, in vitro et in vivo
This project aims at the synthesis of cationic hyperbranched polymers (HBP) with multiple functional end-groups to enable multi-targeting of cells with novel therapeutic gene vectors. These HBP hold potential for treating diabetes-associated vascular disorders and preventing cardiovascular diseases associated with endothelium dysfunction. HBP, characterized by their large interior volumes and a high number of terminal end-groups in periphery, are limited to a single type of terminal group. To overcome this limitation, the proposed strategy is based on the combination of self-condensing vinyl polymerization (SCVP) and reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization, followed by the azlactone chemistry to anchor a high diversity of chemoselective reactive functions on the HBP periphery. This approach was applied to the synthesis of neutral, cationizable HBP with thiocarbonylthio groups using RAFT-SCVP of 2-N,N-dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and 2-(methacryloyloxy)ethyl 4-cyano-4-(((propylthio)carbonothioyl)thio)pentanoate (R-transmer). By varying the DMAEMA/R-transmer molar ratio, a range of HBP with number-average molecular weight from 8 300 to 45 800 g.mol-1, dispersity above 1.59, and degree of branching between 0.05 and 0.30 has been synthesized. These HBP were further modified by cationization of the DMAEMA units to provide moieties able of electrostatic complexation with siRNA anti-PTP1B, a protein implicated in the endothelial dysfunction. The neutral HBP were also functionalized with a derivative of poly(ethylene glycol) and the thiocarbonylthio terminal groups were modified to anchor various reactive groups through a sequence of aminolysis, thiol-ene and azlactone-amine click reaction, in order to target reactive amines functions at the periphery able to conjugate with targeting peptides. Thus, new neutral, PEGylated and non-PEGylated, HBP displaying reactive amines functions were prepared. These final compounds, as well as some synthesis intermediates, will be submit to in vitro and in vivo biological tests in collaboration with the MINT laboratory in Angers, in order to evaluate their cytotoxicity, siRNA complexation and transfection efficiencies

Les cycles 1,2,3, triazoles sont facilement obtenus par réaction entre un azidure et un dérivé portant un alcyne mono ou disubstitué. Cette chimie click, issue d'une catalysé au cuivre permet d'accéder à la famille des 4-cholomethyl-1-(alkyl)-1H-1,2,3-triazoles susceptible de générer une espèce nucléophile permettant une réaction d'amorçage en polymérisation cationique des 2-alkyl-2-oxazolines. Trois types d'amorceurs ont été synthétisés afin d'obtenir différentes architectures de polymère tels les homopolymères à partir d'un amorceur modèle, un copolymère PEG-PMeOx est un polymère en étoile à coeur cyclodextrine avec 7 branches en PMeOx. Le spolymérisations avec l'amorceur modèle ont mis en évidence la réaction d'amorçage de polymérisation des 2-alkyl-2-oxazoline, sans pouvoir éviter des réactions de transfert spontanées ou au monomère. L'ajout de DTBP a permis d'améliorer le contrôle. La synthèse de copolymères PEG-PMeOx a été montrée par RMN DOSY et SEC. La synthèse de polymère en étoile a été conduite selon différentes méthodes. L'utilisation de dérivés de cyclodextrines portant des fonctions triazole s'est révélée un outil intéressant, mais n'a pas permis l'obtention de hautes masses molaires de polymères en étoile. D'autres méthodes ont permis d'atteindre cet objectif
The 1,2,3-triazole cycles are easily synthesized by the reaction between an azidure and a compound carrying an alkyne group mono-or disubstitued. Thos clock chemistry, with a copper catalysis leads to a family of 4-choloromethyl-1-(alkyl)-1H-1,2,3-triazole, susceptible to generate a nucleophilic specie. That allows an initiation reaction in cationic polymerization of 2-alkyl-2-oxazolines. Three kind of initiators habe been synthesized in order to obtain differenta rchitectures, as homopolymers from a model initiator, a PEG-PMeOx copolymer and a star polymer with cyclodextrin core and seven arms PMeOx. Polymerizations with model initiator highlighted initiation reaction of 2-alkyl-2-oxazolines polymerization, without being able to avoid reaction of spontaneous or monomer transfer. Addition of DTBP improves control. Synthesis of PEG-PMeOc has been proved by DOSY NMR and SEC. Synthesis of star polymer has been conducted according to different methods? The utilization of cyclodextrine derivatives with triazole functions is an interesting tool, but actually, we don't obtain high molar masses of star polymer. Other methods have been realized to reach this aim

De nouveaux polymères hyper- ramifiés de dimensions contrôlées constitués d'un coeur de polystyrène et d'une écorce de polybutadiène ou de polyisoprène ont été synthétisés par la combinaison successive des méthodes de copolymérisation par "greffage sur" et de réamorçage "à partir de " extrémités de chaînes fonctionnelles. Les propriétés physico- chimiques en solution et à l'état solide de ces objets ont été examinées.

Nous avons préparé des polymères dendronisés en utilisant la technique de polymérisation anionique vivante. Les monomères, de type styrène, sont porteurs de deux ou trois dendrons carbosilanes de première génération et terminés par des groupes allyles, i. E. Le 3,5-bis(3-triallylsilanyl-propyloxy)styrène (G1bis) et le 3,4,5-tris(3-triallylsilanyl-propyloxy)styrène (G1tris). Les meilleurs résultats de polymérisation ont été obtenus en solvant polaire (THF), à basse température (-78°C). Nous avons obtenu des polymères présentant des distributions de masses monomodales et une très faible polymolécularité. Les monomères comportant la partie dendritique la moins volumineuse (G1bis) conduisent aux polymères de plus hauts degrés de polymérisation. Nous avons montré que les effets stériques induisent une diminution drastique de la vitesse de polymérisation qui se traduit par une saturation apparente du degré de polymérisation. L'élévation de la température ou l'utilisation du 1,2-diméthoxyéthane comme solvant permettent d'atteindre des masses molaires plus élevées, mais au prix d'une légère augmentation de la polymolécularité. Enfin, le caractère vivant de la polymérisation du monomère G1bis a été validé par la synthèse d'un copolymère poly(G1bis-bloc-styrène). Sur les polymères dendronisés ainsi préparés, nous avons montré que les groupes allyles périphériques pouvaient être modifiés chimiquement. Par addition radicalaire de thiols, nous avons introduit des chaînes perfluorées ; par réaction d'hydrosilylation, nous avons greffé de courtes chaînes siloxanes. Ces modifications chimiques se sont révélées très efficaces puisque environ 5 à 6 chaînes par unité monomère peuvent être greffées. Cette hyperfonctionnalisation de surface confère aux polymères des propriétés étonnantes, en terme de solubilité, de comportement thermique ou encore d'organisation structurale. Par exemple, les polymères fonctionnalisés par des motifs siloxanes forment une organisation supramoléculaire de type cristal liquide
Living anionic polymerization technique was used to prepare dendronised polymers made of a polystyrene backbone and carbosilane dendrons. The monomers, namely 3,5-bis(3-triallylsilanyl-propyloxy)styrene (G1bis) and 3,4,5-tris(3-triallylsilanyl-propyloxy)styrene (G1tris), are fitted with respectively two and three allyl-terminated carbosilane dendrons of first generation. The best results were obtained in polar conditions (THF) at low temperature (-78°C). Polymers with monomodal masses distributions and low polydispersity have been produced. Steric effects brought by the dendrons result in a slow polymerization rate, leading to an apparent saturation of the degree of polymerisation. As a matter of fact, the highest molar mass polymers could only be obtained from the less sterically hindered monomer (G1bis). By increasing the temperature or by using 1,2-dimethoxyethane as solvent, we achieved to prepare polymers of increased molar masses, but having a slightly enlarged polydispersity. Finally, anionic block copolymerisation of G1bis with styrene demonstrated the living character of the polymerisation of G1bis. The allyl groups located at the dendron branch ends were used in a second step to functionalize the surface of the macromolecule. Perfluorinated chains were introduced using radical addition of thiols, whereas siloxane chains were grafted via an hydrosilylation reaction. The efficiency of these reactions were such that 5 or 6 chains could be grafted per monomer unit. This surface functionalisation led to polymers of remarkable properties, in term of solubility, thermal behaviour and structural organisation. For instance, a liquid crystal supramolecular organisation was found for the dendronised polymers when hyperfunctionalised with siloxane chains

Nous nous intéressons aux polymères en étoile à nombre de bras contrôlé de natures différentes. Ces composés associent les propriétés des copolymères à blocs à une structure ramifiée. Reutenauer et al. (Macromolecules, 34, 755, 2001) ont décrit la synthèse de polymères A2B à partir de dérivés du 1, 1 -diphényléthylène : le I-[4-(tert-butyldiméthylsiloxy)méthylphényll- 1 -phényléthylène (DPECH2OSi). Dans le THF, suivant une réaction de double-addition élimination concertée, deux polystyrènes w-carbanioniques avec contre-ion lithium (PSLi) ou potassium attaquent la double liaison et le groupe tert-butyldiméthylsiloxy. Le troisième bras est obtenu à partir du carbanion diphényléthylènyle résultant PS2-. Nous avons constaté que la réaction des PSLi sur le DPECH2OSi dans un mélange de toluène/THF (v/v>37%) aboutit à la formation de PS3- portant un carbanion diphényléthylényllithium en son centre. Le mécanisme implique des réactions en cascade avec additions sur la double liaison des PSLI et substitutions nucléophiles des groupes siloxy par les PSLI et les diphényléthylényllithiums résultant des additions. Ces substitutions nucléophiles par des organolithiens sont exceptionnelles. Le basculement d'un mécanisme à l'autre est essentiellement déterminé par le rapport toluène/THF du solvant de réaction et semble lié à la nature des paires d'ions. Les réactions des PSLI sur un nouveau dérivé du DPECH2OSi, le 1-(méthoxyméthyl)phényl-1phényléthylène, se déroulent suivant les mêmes mécanismes. La structure de ces dérivés est donc importante dans ce type de réactions. Néanmoins une faible proportion de produits secondaires se forment, dûes à une réactivité importante des groupes méthoxy. Les réactions des PSLI sur un autre dérivé, le 1,1-bis(4-méthoxyméthylphényl)éthylène, mènent à un mélange de polymères en étoile. En conclusion nous avons préparé, à partir des mêmes réactifs DPECH2OSi et PSLi, des polymères A2B ou A3B, parfaitement définis, en modifiant uniquement la polarité du milieu.

Sur la base des progrès récents dans la chimie des polymères de carbone et dans la physique de l'auto-assemblage, ce chapitre traite de la synthèse aqueuse de protocellules strictement non biochimiques. À partir d'un mélange homogène de molécules non amphiphiles, il montre l'émergence de systèmes polymères entièrement fonctionnels qui imitent pleinement la existante et simple vie naturelle, y compris l'exclusion compétitive.