Thèse Elaboration de supports polystyrène insolubles à

Université du Maine
Ecole doctorale de l’Université du Maine
Unité de chimie organique moléculaire et macromoléculaire – UMR CNRS 6011
Thèse
présentée et soutenue publiquement par
Céline Lucchesi
pour obtenir le grade de
Docteur de l’Université du Maine
Spécialité : Chimie fine – Chimie organique
Elaboration de supports polystyrène insolubles à
fonctionnalité azlactone et applications en synthèse
organique supportée
Soutenue le 31 octobre 2007 devant la commission d’examen :
M. Luis Blanco Directeur de Recherche CNRS, Université Paris XI rapporteur
M. Neil R. Cameron Reader, Durham University (England) rapporteur
M. Gilles Dujardin Directeur de Recherche CNRS, Université du Maine directeur de thèse
M. Laurent Fontaine Professeur, Université du Maine co-directeur de thèse
M. Jean Martinez Professeur, Universités Montpellier I président
Mlle Sagrario Pascual Maître de conférences, Université du Maine co-directrice de thèse

Ce travail de recherche a été réalisé au sein de l’Unité de Chimie Organique Molécu-
laire et Macromoléculaire de l’Université du Maine dirigée par Monsieur Laurent Fontaine.
Je lui témoigne toute ma reconnaissance pour m’avoir accueillie dans ce laboratoire. Je
remercie Monsieur Gilles Dujardin pour m’avoir accueillie dans son équipe de recherche.
Je tiens à exprimer ma profonde reconnaissance à Messieurs Luis Blanco et Neil R.
Cameron qui m’ont fait l’honneur de juger ce travail en tant que rapporteurs. J’associe à
ces remerciements Monsieur Jean Martinez pour avoir accepté de participer à ce jury.
Je tiens à remercier chaleureusement Mademoiselle Sagrario Pascual. Sagra, tes pré-
cieux conseils pour la thèse et pour l’après-thèse ont toujours tenu une place extrêmement
importante. Merci encore pour ta gentillesse, ta disponibilité, ton dynamisme et tout ce
que tu m’as appris.
Je souhaite également remercier Monsieur Alain Jouanneaux, du Laboratoire de Phy-
sique de l’Etat Condensé de l’Université du Maine, pour sa collaboration sur les plans
d’expériences. Merci Alain pour ta patience et le temps consacré à m’initier aux plans
d’expériences.
Je voudrais remercier Jean-Luc Monéger et Jean-Jacques Péchon pour leur aide concer-
nant l’étude sur les polyHIPE. Je remercie également tout le personnel du service RMN,
Patricia Gangnery pour les analyses de spectrométrie de masse, ainsi que Anita et Fred
L. pour leur aide précieuse. Je tiens à remercier les deux stagiaires de l’IUT de chimie
du Mans, Jonathan Lebastard et Josselin Salètes, qui ont participé à l’avancement de
ces travaux. J’associe à ces remerciements tous les membres de ce laboratoire, qui m’ont
permis d’avancer jour après jour dans cette thèse.
Je remercie également David et Christelle, Charles C., Charles E. et Carole, Sandie.
Merci à Manuela et Claude, et à bientôt à l’autre bout du monde !
Je dédie très sincèrement ce manuscrit de thèse à mes parents, mes grand-parents et
mon petit frère Mathieu qui m’ont toujours aidée, soutenue et encouragée tout au long
de mes études.
Je remercie très chaleureusement la famille de Raoul et mes amis pour leur soutien.
Enfin, je te remercie Raoul pour ton énorme patience, ton amour et tout le reste.

Table des matières
Introduction générale 1
I Etude bibliographique 7
1 Stratégies de synthèse de molécules organiques à diversité fonctionnelle et
structurale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2 L’approche Synthèse Orientée vers la Diversité : principe et procédés . . . 10
2.1 Procédés utilisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.1 Complexité structurale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.2 Introduction de diversité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.3 Complémentarité de la synthèse orientée vers la diversité
et de la chimie combinatoire . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.4 La synthèse sur support solide comme outil de la synthèse
orientée vers la diversité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2 Un exemple de synthèse orientée vers la diversité sur support solide 16
3 La synthèse organique sur support solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.1 Principe, avantages et inconvénients de la SPS . . . . . . . . . . . . 19
3.2 Nature et choix de la matrice polymère . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.3 Choix du linker et clivage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.4 Effets intrinsèques à l’utilisation de supports solides . . . . . . . . . 32
3.5 Suivi des réactions en phase solide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.5.1 Techniques analytiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.5.2 Utilisation des linkers pour le suivi analytique . . . . . . . 36
4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
II Synthèse et caractérisation de supports à fonctionnalité az-
lactone 39
1 Rappels bibliographiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.1 Réactivité du cycle azlactone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.2 Les différents supports azlactone existants . . . . . . . . . . . . . . 45
1.2.1 Le support soluble . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.2.2 Le film en polypropylène fonctionnalisé . . . . . . . . . . . 45
1.2.3 Les monolithes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.2.4 Les supports réticulés insolubles sous forme de billes . . . 48