Présentation - Université d`Orléans

Sujet de la thèse :
Synthèse d’analogues nucléosidiques inhibiteurs
de la FDTS (Flavin Dependent Thymilydate
Synthase) à visée anti-bactérienne
Lycée Voltaire
Doctorant
•
Florian Chevrier
•
•
Geoffroy Morlat
Agnès Ngayene Etoundi
L’ICOA :
• I.C.O.A. = Institut de Chimie Organique &
Analytique
• Laboratoire public spécialisé dans la
chimie médicinal & analytique
• Rattaché à l‘Université d’Orléans et au
CNRS
• Environ 158 personnes (permanents,
doctorants, stagiaires)
Introduction :
• F.D.T.S. = Flavin Dependent Thymilydate
Synthase
• Molécule biologique (Enzyme)
• Permet la synthèse d’une des bases
nucléiques de l’ADN : Thymine
O
H
-
NH
O
N
Flavin Dependant
O Thymilydate Synthase
-
O
O P O
O
O
NH
O
N
O
OH
OH
• Est essentielle pour les processus
biologiques fondamentaux des bactéries
O
O P O
O
H
H
C
H
dUMP : désoxyuridine
monophosphate
dTMP : désoxythymine
monophosphate
Introduction :
O
H
-
O
O P O
O
NH
O
N
H
H
C
H
Flavin Dependant
O
O Thymilydate Synthase O P O
O
O
NH
O
N
O
OH
OH
dUMP : désoxyuridine
monophosphate
dTMP : désoxythymine
monophosphate
Biosynthèse
de l'ADN
Processus biologiques
naturels de la bactérie
But de la thèse :
O
N
• Faires des mimes chimiques du FAD (molécule
en bleu)
• Introduction d’une nouvelle clé (mimes de la clé
naturelle) bloquant la serrure connue (enzyme)
• Afin d’empêcher le fonctionnement naturel de
l’enzyme
N
N
HO
HO
O
-
P
O O
-
OH
O
P
OO
O
HO
O
N
HO
N
N
• Stoppant ainsi la biosynthèse de la Thymine
NH
N
NH2
O
But de la thèse :
O
O
N
NH
N
R
N
NH
N
R
O
N
"Mimes de la clé naturelle"
O
"Insertion de la clé
dans la serrure"
O
H
-
O
O P O
O
NH
O
N
Flavin Dependant
Thymilydate Synthase
O
H
H
C
H
-
O
O P O
O
O
NH
O
N
O
OH
OH
dUMP : désoxyuridine
monophosphate
dTMP : désoxythymine
monophosphate
"Serrure bloquée"
Biosynthèse
de l'ADN
Mort de la bactérie
Séance du 22/01:
Oxyde de
manganèse
MnO2
Oxydant
OH
NH2
O
Mn
O
2-Aminobenzyle
alcool
Produit de départ
OH
NH2
Oxydation d'un alcool
en aldéhyde
MnO2
DCManh
MW 100°C
45 min
H
O
NH2
Dichlorométhane
Solvant
Cl
H C Cl
H
51% de
rendement
Activation au Micro-onde
Purification sur gel
de silice
Séance du 05/02:
H
H
O
Dicarbonate de
di-tert-butyle
Boc2O
Réactif
O
O
NH2
O
Boc2O
THFanh
50°C, 2h
NH
O
O
O
O
Protection du groupement amine
par un tert-butoxycarbonyle
O
2-Aminobenzaldéhyde
Produit de départ
Tétrahydrofurane
Solvant
H
O
O
NH2
Dégradation
du produit de départ
Chromatographie
sur couche mince
Séance du 19/02:
Acide Barbiturique
Réactif
2-Aminobenzaldéhyde
Produit de départ
NH
N
H
N
99% de rendement
NH
N
H
Acide
Barbiturique
O
H 2O
3h
70°C,
NH2
Cyclisation de Friëdlander
O
O
O
H
O
Eau
Solvant
H
O
NH2
Purification sur gel
de silice
Evaporation de l’eau
par lyophilisation
O
Séance du 19/03:
Cyclisation
de Friëdlander
H
O
Diéthylmalonate
O
Pipéridine
Diéthylmalonate
Réactif
2-Aminobenzaldéhyde
Produit de départ
Ethanol
reflux, 20h
N
OH
O
O
O
NH2
O
O
O
Pipéridine & Ethanol
Solvant
H
O
N
H
OH
NH2
Après filtration,
aucun produit recupéré
Reflux de l’éthanol
Pendant 20h
Merci de votre attention !
Projet entre le lycée Voltaire et l'ICOA (Institut de
Chimie Organique et Analytique)
Élèves de 2nd : Jean Gatellier et Vivien Sevin
Doctorante 2ème année : Chloé Cocaud
Sujet de thèse : Inhibition de la biosynthèse des
galactanes
La bactérie de la
Tuberculose :
Paroi
Galactane
Membrane
Traitement de la Tuberculose: Molécule qui empêchera un
constructeur de l’arabinogalactane de fonctionner:
H
O
10 étapes
OH
F
F
N
HO
P
HO
HO
OH
HO
OH
O
O
O
Nous avons réalisé les étapes 6 et 7:
OH
OBn
F
F
BnO
P(O)(OEt)2
OBn NH
O
S
6
O
O
7
S
O
OBn
F
O
S
F
BnO
P(O)(OEt)2
OBn NH
S
O
F
F
N
P(O)(OEt)2
BnO
BnO
OBn
Etape 6:
O
O
OH
OBn
S
F
F
BnO
P(O)(OEt)2
OBn NH
S
O
1
Traitement de la réaction :
- lavage avec une solution
aqueuse
de chlorure d’ammonium
- séchage avec du sulfate de
magnésium
- évaporation du solvant
S
Cl
O
O
OBn
F
O
F
BnO
Et3N
tamis moléculaire
dichlorométhane
Temp. amb.
P(O)(OEt)2
OBn NH
S
O
2
Phase aqueuse: impuretés
Phase organique: produit
Etape 7:
O
S
O
O
OBn
F
F
BnO
DBU
tétrahydrofurane
Temp. amb.
O
S
F
F
N
P(O)(OEt)2
P(O)(OEt)2
BnO
OBn NH
S
OBn
BnO
O
2
N
DBU:
N
3
Traitement de la réaction:
- lavage avec une solution aqueuse de chlorure d’ammonium
- séchage avec du sulfate de magnésium
- évaporation du solvant
A-t-on obtenu la molécule 3 ?
Résultat de l’étape 7: Analyse par RMN
CH3
O
S
O
O
OBn
F
F
BnO
P(O)(OEt)2
OBn NH
S
2
O
CH3
Solution envisagée: essayer une autre base que DBU
Molécules permettant de repérer les cellules
cancéreuses dans le corps :
Acide
dichlorométhane
Temp. amb.
CH3OH
Et3N
Temp. amb.
C+
OH
1
2
INCOLORE
Essai 1:
avec l’acide acétique
Essai 2:
avec l’acide trifluoroacétique
O
3
JAUNE
aucune coloration
coloration jaune
INCOLORE
CH3
Essai 2 avec l’acide trifluoroacétique :
Purification: chromatographie sur colonne
dépôt de produit impur
silice
le dépôt migre
par gravité
sable
coton
fractions de produit pur
Analyse du produit obtenu par RMN :
H
CH3
H
H
H
H
HH
H
O
H
H
3
HH
H
H
H
H
CH3
SYNTHESE CHIMIQUE OU
CHIMIOENZYMATIQUE
D'OLIGOSACCHARIDES DE LA ZONE DE
LIAISON DES PROTEOGLYCANES
Doctorante : Hélène LEDRU
Sous la direction de Mme LOPIN-BON
Elèves :
Lila MATHIEU
et
Loukiana FRANCOIS
Lycée Voltaire
Présentation rapide ICOA et lycée :
L’ICOA (Institut de Chimie Organique et Analytique) est un laboratoire de recherche sous
les tutelles de l’Université d’Orléans et du CNRS. Le Laboratoire a pour mission
l’identification de nouvelles molécules bioactives pouvant trouver des applications en
thérapeutique et en cosmétique.
Le lycée Voltaire est un établissement
d'enseignement secondaire et supérieur
français de l'académie d'Orléans-Tours situé
dans le quartier d'Orléans-la-Source.
Introduction
Les protéoglycanes sont des composants
présents notamment dans le cartilage et
interviennent
dans de nombreux processus
biologiques mais ils sont également impliqués dans
des maladies telles que l’arthrose.
Arthrose :
• maladie qui touche les articulations
• dégradation du cartilage (fait d’eau et de
deux
substances
(collagène
et
protéoglycanes)) qui se fissure, s’effrite
et disparait.
• due à de l’usure mécanique (surcharge
pondérale, âge, gestes répétés…) ou à une
altération des protéoglycanes.
Introduction
Les protéoglycanes sont un enchaînement de sucres (en bleu) liés à une protéine (dite
protéine porteuse) grâce à une zone de liaison faite de 4 sucres bien définis (en rouge).
+
=
H
H
H
C
O
H
O
O
Famille des
sucres
H
H
C
H
C
C
H
C
C
O
H
O
H
O
H
H
Projet de synthèse :
Le projet de synthèse consiste à introduire un groupement particulier (en rouge) sur la
position 1 de la molécule (en bleu). On ne peut pas l’introduire directement à partir de la
molécule a ; c’est pourquoi on passe par des étapes intermédiaires.
AcO OAc
AcO OAc
O
O
OAc
AcO
OAc
AcO
a
Chemical Formula: C16H22O11
Molecular Weight: 390,34
AcO
OH
b
Chemical Formula: C14H20O10
Molecular Weight: 348,30
AcO OAc
AcO OAc
O
AcO
O
AcO
CCl3
O
c
NH
Chemical Formula: C16H20Cl3NO10
Molecular Weight: 492,69
AcO
O
OAc
d
OMe
Chemical Formula: C21H26O11
Molecular Weight: 454,42
1ère étape : formation de l'hémiacétal
AcO OAc
AcO OAc
acétate d'hydrazine
O
OAc
AcO
OAc
DMF anhydre
°
t amb., argon, 45min
O
AcO
79%
1
Traitement:
Phase organique
-> Produit
Phase aqueuse
-> Impuretés
AcO
OH
2
• Réaction versée dans l’eau glacée 15min
• Extraction de la phase aqueuse avec de
l’acétate d'éthyle
• Lavage de la phase organique avec une
solution saturée de chlorure de sodium
puis avec de l’eau
• Évaporation du solvant
2ème étape : Formation d’un imidate
AcO OAc
AcO OAc
trichloroacétonitrile,
DBU
O
AcO
AcO
2
OH
O
AcO
dichlorométhane
t°amb., argon, 1h
81%
AcO
CCl3
O
3
NH
• Observation d’un changement de couleur : jaune, puis orange et enfin marron
• Contrôle de la réaction par
Chromatographie sur Couche
Mince (CCM)
• Réalisation d’une colonne chromatographique
pour purifier le mélange réactionnel et obtenir le
produit propre
Sens
de
migration
3ème étape : Glycosylation
AcO OAc
O
AcO
AcO
CCl3
O
3
NH
methoxyphenol
TMSOTf
dichlorométhane
t°amb., argon, 2h
tamis moléculaire
AcO OAc
O
AcO
60%
Traitement:
O
OAc
4
OMe
• Filtration sur coton pour enlever le
tamis
• Purification
par
colonne
chromatographique (éluant Ether de
pétrole 3 / Acétate d’éthyle 2 +
triéthylamine)
Les spectres RMN (Résonnance Magnétique Nucléaire) permettent de vérifier toute la
structure et de voir les protons (hydrogènes) afin d'effectuer des comparaisons.
AcO OAc
O
AcO
Étape 2 :
AcO
CCl3
O
NH
Conclusion
 Obtention du produit attendu avec un rendement global de 38%
AcO OAc
O
AcO
O
OAc
OMe
Conclusion
 Obtention du produit attendu avec un rendement global de 38%
AcO OAc
O
AcO
O
OAc
OMe
 Découverte du travail en laboratoire
 Apprentissage de techniques de synthèse et de purifications
Conclusion
 Obtention du produit attendu avec un rendement global de 38%
AcO OAc
O
AcO
O
OAc
OMe
 Découverte du travail en laboratoire
 Apprentissage de techniques de synthèse et de purifications
 Envie de poursuivre…
Merci de votre attention