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Auteur Anne-Marie Caminade |
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Titre : Amphiphilic fluorescent phosphorus dendrons : Synthesis, Characterisation, Applications in oncology Titre original : Dendrons phosphorés fluorescents amphiphiles : synthèse, caractérisation, applications en oncologie Type de document : texte imprimé Auteurs : Jieru Qiu, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Jean-Pierre Majoral, Directeur de thèse Année de publication : 2019 Langues : Anglais (eng) Tags : DENDRIMERS PHOSPHORUS NANOMEDICINE
DENDRIMÈRES PHOSPHORE NANOMÉDECINERésumé : "Nanotechnologies have the high potential to revolutionize various other classical technologies in many fields, due to the development of numerous nanodevice types, and have been intensively studied over the last decade. Among these nanoparticles, dendrimers and dendrons pertain to the "nano-world" by virtue of their size. Their nanometric sizes can be tailored as well, for instance, their multivalency and charges. Within the dendrimer space, phosphorus dendrimers and dendrons appear to be among the most useful dendritic systems due to the extraordinary reactivity and versatility of the phosphorus chemistry. In this thesis, we designed several families of original amphiphilic fluorescent phosphorus dendrons with interesting potential in the fields of nanomaterials and nanomedicine. Hexachlorocyclotriphosphazene used as a core was linked with five 4-hydroxybenzaldehyde and one monomer (pyrene and maleimide derivatives as fluorescent monomers and azabisdimethylphosphonate derivatives as non-fluorescent monomer). The dendrons were prepared up to generation 2 by a divergent method. The last step is the grafting of amino pyrrolidine or amino piperidine following by protonation with HCl to get the expected cationic amphiphilic fluorescent phosphorus dendrons. Their physical characterization were evaluated through numerous technics: NMR, UV, critical micelle concentration (CMC), dynamic light scattering (DLS), zeta potential, transmission electron microscopy (TEM), fluorescent spectra, circular dichroism and thermogravimetry. In a next step, the biological properties of the dendrons have been examined. The cytotoxicity of dendrons was determined using MTT test and Alamar Blue assay performed on eleven cells lines including both cancer cells and healthy cells (HL-60, HCT-116, A549, MCF7, PC3, U87, K562, K562R, MCR5, MDA-MB231 and HT-29 cells line). Hemolysis assays were used to test the effect of dendrons on the cell membrane. Their ability to bind genetic material was studied by gel electrophoresis using fluorescein-labeled small interference RNA siBCL-xL. Flow cytometry method was used to study the internalization of dendriplexes into tumor cells. In order to modulate the anticancer properties of the fluorescent dendrons, carbon quantum dots (CQDs) were chosen to conjugate with the pyrene dendrons in the presence of a cytotoxic agent like doxorubicin (DOX), physically loaded into 'micelles'. [...]"
"Les nanotechnologies ont le grand potentiel de révolutionner des technologies classiques variées, dû au développement de nombreux nanodispositifs et ont été intensément étudiées durant la dernière décade. Parmi les nanoparticules utilisées, les dendrimères et dendrons appartiennent à ce ''nano-monde'' en vertu de leur taille nanométrique, qui peut être modifiée à volonté, ainsi que par exemple leur multivalence et leurs charges. A l'intérieur de l'espace dendrimère, les dendrimères phosphorés apparaissent comme étant parmi les systèmes dendritiques les plus utiles, grâce à l'extraordinaire réactivité et adaptabilité de la chimie du phosphore. Dans ce mémoire nous décrivons la synthèse de plusieurs familles de dendrons phosphorés fluorescent amphiphiles potentiellement intéressants dans les domaines des nanomatériaux et de la nanomédecine. L'hexachlorocyclotriphosphazene utilisé comme cœur a été substitué par cinq groupements hydroxybenzaldehyde et un monomère tel que le pyrène ou un dérivé maleimide comme entité fluorescente ou l'azabisdimethylphosphonate comme groupement non fluorescent. Ces dendrons ont été préparés jusqu'à la génération 2 selon une voie divergente. La dernière étape a consisté en un greffage d'aminopyrrolidine ou aminopipéridine, suivi par protonation par HCl des groupements amines cycliques terminaux conduisant à la formation de dendrons phosphorés amphiphiles. La caractérisation physico-chimique a été réalisée par tout un ensemble de techniques : RMN, UV, CMC, diffusion dynamique de la lumière, potentiel zéta, microscopie électronique à transmission, fluorescence, dichroïsme circulaire, thermogravimétrie. L'étape suivante a consisté en l'étude des propriétés biologiques. Leur cytotoxicité a été déterminée en utilisant des tests MTT et Alamar Blue, effectués sur onze lignées cancéreuses ou saines (HL-60, HCT-116, A549, MCF7, PC3, U87, K562, K562R, MCR5, MDA-MB231 and HT-29). Des tests d'hémolyse ont été effectués pour tester l'effet des dendrons sur la membrane des cellules. Leur habilité à s'associer à du matériel génétique tels que les petits ARN interférents (siRNA siBCL-xL) a été mise en évidence par des expériences notamment d'électrophorèse sur gel. L'internalisation de ces associations (dendriplexes) dans les cellules tumorales a été suivie par cytométrie en flux. Dans le but de moduler les propriétés anticancéreuses des dendrons fluorescents amphiphiles, des quantum dots de carbone (CQDs) ont été associés avec les dendrons pyrène en présence d'un agent cytotoxique comme la doxorubicine encapsulée dans les micelles formées par les dendron pyrene et les CQDs. [...]"
Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 24/10/2019 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire En ligne : https://theses.fr/2019TOU30274 Amphiphilic fluorescent phosphorus dendrons : Synthesis, Characterisation, Applications in oncology = Dendrons phosphorés fluorescents amphiphiles : synthèse, caractérisation, applications en oncologie [texte imprimé] / Jieru Qiu, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Jean-Pierre Majoral, Directeur de thèse . - 2019.
Langues : Anglais (eng)
Tags : DENDRIMERS PHOSPHORUS NANOMEDICINE
DENDRIMÈRES PHOSPHORE NANOMÉDECINERésumé : "Nanotechnologies have the high potential to revolutionize various other classical technologies in many fields, due to the development of numerous nanodevice types, and have been intensively studied over the last decade. Among these nanoparticles, dendrimers and dendrons pertain to the "nano-world" by virtue of their size. Their nanometric sizes can be tailored as well, for instance, their multivalency and charges. Within the dendrimer space, phosphorus dendrimers and dendrons appear to be among the most useful dendritic systems due to the extraordinary reactivity and versatility of the phosphorus chemistry. In this thesis, we designed several families of original amphiphilic fluorescent phosphorus dendrons with interesting potential in the fields of nanomaterials and nanomedicine. Hexachlorocyclotriphosphazene used as a core was linked with five 4-hydroxybenzaldehyde and one monomer (pyrene and maleimide derivatives as fluorescent monomers and azabisdimethylphosphonate derivatives as non-fluorescent monomer). The dendrons were prepared up to generation 2 by a divergent method. The last step is the grafting of amino pyrrolidine or amino piperidine following by protonation with HCl to get the expected cationic amphiphilic fluorescent phosphorus dendrons. Their physical characterization were evaluated through numerous technics: NMR, UV, critical micelle concentration (CMC), dynamic light scattering (DLS), zeta potential, transmission electron microscopy (TEM), fluorescent spectra, circular dichroism and thermogravimetry. In a next step, the biological properties of the dendrons have been examined. The cytotoxicity of dendrons was determined using MTT test and Alamar Blue assay performed on eleven cells lines including both cancer cells and healthy cells (HL-60, HCT-116, A549, MCF7, PC3, U87, K562, K562R, MCR5, MDA-MB231 and HT-29 cells line). Hemolysis assays were used to test the effect of dendrons on the cell membrane. Their ability to bind genetic material was studied by gel electrophoresis using fluorescein-labeled small interference RNA siBCL-xL. Flow cytometry method was used to study the internalization of dendriplexes into tumor cells. In order to modulate the anticancer properties of the fluorescent dendrons, carbon quantum dots (CQDs) were chosen to conjugate with the pyrene dendrons in the presence of a cytotoxic agent like doxorubicin (DOX), physically loaded into 'micelles'. [...]"
"Les nanotechnologies ont le grand potentiel de révolutionner des technologies classiques variées, dû au développement de nombreux nanodispositifs et ont été intensément étudiées durant la dernière décade. Parmi les nanoparticules utilisées, les dendrimères et dendrons appartiennent à ce ''nano-monde'' en vertu de leur taille nanométrique, qui peut être modifiée à volonté, ainsi que par exemple leur multivalence et leurs charges. A l'intérieur de l'espace dendrimère, les dendrimères phosphorés apparaissent comme étant parmi les systèmes dendritiques les plus utiles, grâce à l'extraordinaire réactivité et adaptabilité de la chimie du phosphore. Dans ce mémoire nous décrivons la synthèse de plusieurs familles de dendrons phosphorés fluorescent amphiphiles potentiellement intéressants dans les domaines des nanomatériaux et de la nanomédecine. L'hexachlorocyclotriphosphazene utilisé comme cœur a été substitué par cinq groupements hydroxybenzaldehyde et un monomère tel que le pyrène ou un dérivé maleimide comme entité fluorescente ou l'azabisdimethylphosphonate comme groupement non fluorescent. Ces dendrons ont été préparés jusqu'à la génération 2 selon une voie divergente. La dernière étape a consisté en un greffage d'aminopyrrolidine ou aminopipéridine, suivi par protonation par HCl des groupements amines cycliques terminaux conduisant à la formation de dendrons phosphorés amphiphiles. La caractérisation physico-chimique a été réalisée par tout un ensemble de techniques : RMN, UV, CMC, diffusion dynamique de la lumière, potentiel zéta, microscopie électronique à transmission, fluorescence, dichroïsme circulaire, thermogravimétrie. L'étape suivante a consisté en l'étude des propriétés biologiques. Leur cytotoxicité a été déterminée en utilisant des tests MTT et Alamar Blue, effectués sur onze lignées cancéreuses ou saines (HL-60, HCT-116, A549, MCF7, PC3, U87, K562, K562R, MCR5, MDA-MB231 and HT-29). Des tests d'hémolyse ont été effectués pour tester l'effet des dendrons sur la membrane des cellules. Leur habilité à s'associer à du matériel génétique tels que les petits ARN interférents (siRNA siBCL-xL) a été mise en évidence par des expériences notamment d'électrophorèse sur gel. L'internalisation de ces associations (dendriplexes) dans les cellules tumorales a été suivie par cytométrie en flux. Dans le but de moduler les propriétés anticancéreuses des dendrons fluorescents amphiphiles, des quantum dots de carbone (CQDs) ont été associés avec les dendrons pyrène en présence d'un agent cytotoxique comme la doxorubicine encapsulée dans les micelles formées par les dendron pyrene et les CQDs. [...]"
Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 24/10/2019 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire En ligne : https://theses.fr/2019TOU30274
Titre : Syntheses and biological applications of phosphorus dendrimers and dendrons Titre original : Synthèse et applications biologiques de dendrimères et dendrons phosphorés Type de document : texte imprimé Auteurs : Liang Chen, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Xiangyang Shi, Directeur de thèse Année de publication : 2020 Langues : Anglais (eng) Tags : DENDRIMMER AMPHIPHILIC PHOSPHORUS DENDRONS NANOQUARIES GENE THERAPY NANOMEDICINE
DENDRIMMER DENDRONS PHOSPHORIQUES AMPHIPHILES THÉRAPIE GÉNÉTIQUE NANOMÉDICINERésumé : "The aim of this work was to design several families of cationic phosphorus dendrimers and of neutral and cationic dendrons, and to investigate their potential in the field of biology/nanomedicine. Firstly, we revisited the cationic phosphorus dendrimers as a non-viral vector for gene delivery towards cancer therapy. The expression efficiency of genes was detected by fluorescence microscopy, flow cytometry, quantitative real time polymerase chain reaction (rt-qPCR) and Western blot assays. The results reveal that under the optimized conditions, the transfection of pDNA induces the significant p53 protein expression as verified through the resulting cell cycle arrest (regulation of p21 and Cdk4/Cyclin-D1 expression) and Western blotting. Moreover, the cancer gene therapy potential of the polyplexes was finally validated through therapy of a xenografted tumor model after intra-tumoral injection without systemic toxicity. In view of all the results already obtained, undoubtedly the use of cationic phosphorus dendrimers for biology holds great promises for the future. Secondly, the first-in-class Cu(II) and Au(III) metaled phosphorus dendrons (generation 1) bearing 10 Cu(II)Cl2 or [Au(III)Cl2]+ on their surface, and with C11 and C17 linear alkyl chains were synthesized. These dendrons showed significant antiproliferative activity against cancer cell lines such as 4T1 and MCF-7 (breast cancer). The best results concerning the antiproliferative activity to kill cancer cells were obtained with the Au(III) dendron complexes bearing short alkyl chain length. Cell death pathway analysis reveals that the metaled dendrons could alter the cell cycle- and apoptosis-related protein status of cells, resulting in cell cycle S-phase arrest and apoptosis. In particular, Au(III)-complexes induced the caspase-dependent cellular lethality by promoting the translocation of Bax to the mitochondria and the release of Cyto C, whereas the Cu(II)-complexes are weak activators of caspase-3, in line with their moderate antiproliferative activity in cancer cells. Taken together, these studies showed that these first-in-class metaled phosphorus dendrons represent a novel class of anticancer nanodrugs, and their development will open new avenues to tackle cancers. Lastly, we prepared the amphiphilic phosphorus dendron 1-C12G1 bearing a long linear alkyl chain (C12H25), and bearing ten protonated pyrrolidine groups in the surface. 1-C12G1 forms nanomicelles which allow to encapsulate anticancer drug DOX and complex the miR-21 inhibitor. Especially, the encapsulation efficiency of DOX can reach up to 83.60%. Meanwhile, gel retardation assay showed that the miR-21i complexed by 1-C12G1DOX were protected from degradation for up to 12 h and 24 h compared to the naked miR-21i.[...]."
"L'objectif de ces travaux était de concevoir plusieurs familles de dendrimères phosphorés cationiques et de dendrons neutres et cationiques, et d'étudier leur potentiel dans le domaine de la biologie/nanomédecine. Premièrement, nous avons revisité les dendrimères phosphorés cationiques comme vecteur non viral pour le transport de gènes contre le cancer. L'efficacité d'expression des gènes a été détectée par microscopie à fluorescence, cytométrie en flux, réaction en chaîne de polymérase quantitative en temps réel (rt-qPCR) et tests Western blot. Les résultats révèlent que dans les conditions optimisées, la transfection de l'ADNp induit l'expression significative de la protéine p53 comme montré par l'arrêt du cycle cellulaire résultant (régulation de p21 et de l'expression de Cdk4/Cyclin-D1) et le Western blot. De plus, le potentiel en thérapie génique du cancer des polyplexes a finalement été validé sur un modèle tumoral de xénogreffe après injection intra-tumorale, sans toxicité systémique. Au vu de tous les résultats déjà obtenus, l'utilisation de dendrimères phosphorés cationiques pour la biologie est sans aucun doute très prometteuse pour l'avenir. Deuxièmement, les dendrons phosphorés complexant Cu(II) et Au(III) (génération 1) portant 10 Cu(II)Cl2 ou [Au(III)Cl2]+ à leur surface, et des chaînes alkyle en C11 et C17 ont été synthétisées. Ces dendrons ont montré une activité antiproliférative significative contre les lignées cellulaires cancéreuses telles que 4T1 et MCF-7 (cancer du sein). Les meilleurs résultats concernant l'activité antiproliférative pour tuer les cellules cancéreuses ont été obtenus avec les complexes de dendrons Au(III) portant une courte chaîne alkyle. L'analyse de la voie de mort cellulaire révèle que les complexes de dendrons pourraient modifier l'état des protéines liées au cycle cellulaire et à l'apoptose, entraînant un arrêt de la phase S du cycle cellulaire et une apoptose. En particulier, les complexes de Au(III) ont induit une létalité cellulaire dépendante de la caspase, en favorisant la translocation de Bax vers les mitochondries et la libération de Cyto C, tandis que les complexes de Cu(II) sont de faibles activateurs de la caspase-3, en lien avec leur activité antiproliférative modérée dans les cellules cancéreuses. Ses études dans leur ensemble ont montré que ces complexes de dendrons phosphorés originaux représentent une nouvelle classe de nano-médicaments anticancéreux, et leur développement ouvrira de nouvelles voies pour lutter contre les cancers. Enfin, nous avons préparé le dendron phosphoré amphiphile 1-C12G1 portant une longue chaîne alkyle linéaire (C12H25), et dix groupes pyrrolidine protonés en surface. Le 1-C12G1 forme des nanomicelles qui permettent d'encapsuler le médicament anticancéreux DOX et de complexer l'inhibiteur miR-21. [...]."Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 en Cotutelle avec Donghua University (Shanghai, Chine) Date_soutenance : 31/08/2020 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire En ligne : https://theses.fr/2020TOU30277 Syntheses and biological applications of phosphorus dendrimers and dendrons = Synthèse et applications biologiques de dendrimères et dendrons phosphorés [texte imprimé] / Liang Chen, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Xiangyang Shi, Directeur de thèse . - 2020.
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Tags : DENDRIMMER AMPHIPHILIC PHOSPHORUS DENDRONS NANOQUARIES GENE THERAPY NANOMEDICINE
DENDRIMMER DENDRONS PHOSPHORIQUES AMPHIPHILES THÉRAPIE GÉNÉTIQUE NANOMÉDICINERésumé : "The aim of this work was to design several families of cationic phosphorus dendrimers and of neutral and cationic dendrons, and to investigate their potential in the field of biology/nanomedicine. Firstly, we revisited the cationic phosphorus dendrimers as a non-viral vector for gene delivery towards cancer therapy. The expression efficiency of genes was detected by fluorescence microscopy, flow cytometry, quantitative real time polymerase chain reaction (rt-qPCR) and Western blot assays. The results reveal that under the optimized conditions, the transfection of pDNA induces the significant p53 protein expression as verified through the resulting cell cycle arrest (regulation of p21 and Cdk4/Cyclin-D1 expression) and Western blotting. Moreover, the cancer gene therapy potential of the polyplexes was finally validated through therapy of a xenografted tumor model after intra-tumoral injection without systemic toxicity. In view of all the results already obtained, undoubtedly the use of cationic phosphorus dendrimers for biology holds great promises for the future. Secondly, the first-in-class Cu(II) and Au(III) metaled phosphorus dendrons (generation 1) bearing 10 Cu(II)Cl2 or [Au(III)Cl2]+ on their surface, and with C11 and C17 linear alkyl chains were synthesized. These dendrons showed significant antiproliferative activity against cancer cell lines such as 4T1 and MCF-7 (breast cancer). The best results concerning the antiproliferative activity to kill cancer cells were obtained with the Au(III) dendron complexes bearing short alkyl chain length. Cell death pathway analysis reveals that the metaled dendrons could alter the cell cycle- and apoptosis-related protein status of cells, resulting in cell cycle S-phase arrest and apoptosis. In particular, Au(III)-complexes induced the caspase-dependent cellular lethality by promoting the translocation of Bax to the mitochondria and the release of Cyto C, whereas the Cu(II)-complexes are weak activators of caspase-3, in line with their moderate antiproliferative activity in cancer cells. Taken together, these studies showed that these first-in-class metaled phosphorus dendrons represent a novel class of anticancer nanodrugs, and their development will open new avenues to tackle cancers. Lastly, we prepared the amphiphilic phosphorus dendron 1-C12G1 bearing a long linear alkyl chain (C12H25), and bearing ten protonated pyrrolidine groups in the surface. 1-C12G1 forms nanomicelles which allow to encapsulate anticancer drug DOX and complex the miR-21 inhibitor. Especially, the encapsulation efficiency of DOX can reach up to 83.60%. Meanwhile, gel retardation assay showed that the miR-21i complexed by 1-C12G1DOX were protected from degradation for up to 12 h and 24 h compared to the naked miR-21i.[...]."
"L'objectif de ces travaux était de concevoir plusieurs familles de dendrimères phosphorés cationiques et de dendrons neutres et cationiques, et d'étudier leur potentiel dans le domaine de la biologie/nanomédecine. Premièrement, nous avons revisité les dendrimères phosphorés cationiques comme vecteur non viral pour le transport de gènes contre le cancer. L'efficacité d'expression des gènes a été détectée par microscopie à fluorescence, cytométrie en flux, réaction en chaîne de polymérase quantitative en temps réel (rt-qPCR) et tests Western blot. Les résultats révèlent que dans les conditions optimisées, la transfection de l'ADNp induit l'expression significative de la protéine p53 comme montré par l'arrêt du cycle cellulaire résultant (régulation de p21 et de l'expression de Cdk4/Cyclin-D1) et le Western blot. De plus, le potentiel en thérapie génique du cancer des polyplexes a finalement été validé sur un modèle tumoral de xénogreffe après injection intra-tumorale, sans toxicité systémique. Au vu de tous les résultats déjà obtenus, l'utilisation de dendrimères phosphorés cationiques pour la biologie est sans aucun doute très prometteuse pour l'avenir. Deuxièmement, les dendrons phosphorés complexant Cu(II) et Au(III) (génération 1) portant 10 Cu(II)Cl2 ou [Au(III)Cl2]+ à leur surface, et des chaînes alkyle en C11 et C17 ont été synthétisées. Ces dendrons ont montré une activité antiproliférative significative contre les lignées cellulaires cancéreuses telles que 4T1 et MCF-7 (cancer du sein). Les meilleurs résultats concernant l'activité antiproliférative pour tuer les cellules cancéreuses ont été obtenus avec les complexes de dendrons Au(III) portant une courte chaîne alkyle. L'analyse de la voie de mort cellulaire révèle que les complexes de dendrons pourraient modifier l'état des protéines liées au cycle cellulaire et à l'apoptose, entraînant un arrêt de la phase S du cycle cellulaire et une apoptose. En particulier, les complexes de Au(III) ont induit une létalité cellulaire dépendante de la caspase, en favorisant la translocation de Bax vers les mitochondries et la libération de Cyto C, tandis que les complexes de Cu(II) sont de faibles activateurs de la caspase-3, en lien avec leur activité antiproliférative modérée dans les cellules cancéreuses. Ses études dans leur ensemble ont montré que ces complexes de dendrons phosphorés originaux représentent une nouvelle classe de nano-médicaments anticancéreux, et leur développement ouvrira de nouvelles voies pour lutter contre les cancers. Enfin, nous avons préparé le dendron phosphoré amphiphile 1-C12G1 portant une longue chaîne alkyle linéaire (C12H25), et dix groupes pyrrolidine protonés en surface. Le 1-C12G1 forme des nanomicelles qui permettent d'encapsuler le médicament anticancéreux DOX et de complexer l'inhibiteur miR-21. [...]."Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 en Cotutelle avec Donghua University (Shanghai, Chine) Date_soutenance : 31/08/2020 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire En ligne : https://theses.fr/2020TOU30277
Titre : Synthèse de mannodendrimères, analogues de la structure supramoléculaire du lipoarabinomannane mannosylé (ManLAM) et étude de leurs propriétés anti-inflammatoires Titre original : Synthesis of mannodendrimers, chemical analogues of ManLAM supramolecular structure and study of their anti-inflammatory properties Type de document : texte imprimé Auteurs : Emilyne Blattes, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Germain Puzo, Directeur de thèse Année de publication : 2010 Langues : Français (fre) Tags : DENTRIMERE ANTI-INFLAMMATOIRES LIPOPOLYSACCHARIDES ManLAM MANNODENDRIMERES Dc-SIGN
DENTRIMERE ANTI-INFLAMMATORY LIPOPOLYACCHARIDES MANNODENDRIMERS Dc-SIGNRésumé : "Le lipoarabinomannane mannosylé (ManLAM) est un lipoglycanne de l'enveloppe cellulaire de M. tuberculosis. Depuis une décennie, nous savons que ce lipoglycanne isolé possède in vitro et in vivo des propriétés anti-inflammatoires. Ce composé est capable d'inhiber la production d'L-12 et de TNF-alpha, par des cellules dendritiques humaines (DCs) stimulées au LPS. In vitro, l'activité de ce lipoglycanne est corrélée au récepteur DC-SIGN (dendritic cell-specific ICAM-3 grabbing non-integrin, une lectine de type C retrouvée à la membrane des DCs. Il prévient également, in vivo, le désordre respiratoire causé par l'asthme allergique chez la souris. Structuralement, le ManLAM est une macromolécule amphiphile (17kDa) composée d'une ancre mannosyl-phosphatidyl-myo-inositol (MPI) sur laquelle est greffé un squelette polysaccharidique. Ce dernier porte à ses extrémités des coiffes oligomannosylées de type mono-, di- et trimannosides d'enchainement alpha(1 dans 2). L'ancre MPI et les coiffes mannosylées sont les déterminants structuraux indispensables à l'activité du ManLAM, in vitro et in vivo. L'ancre MPI permet l'agrégation en solution des molécules de ManLAM, en micelle de 30 nm de diamètre où à leur surface, serait présenté les coiffes oligomannosylées. Il apparaît donc que la forme supramoléculaire du ManLAM en solution soit la forme bioactive immunomodulatrice. Le travail de thèse concerne la synthèse de dendrimères mannosylés mimes de l'organisation supramoléculaire du ManLAM en solution, présentant des propriétés anti-inflammatoires similaires. Les dendrimères sont des macromolécules synthétiques hyperbranchées et monodisperses, issus d'une synthèse organique extrêmement contrôlée. Nous avons utilisés dans ce projet des dendrimères phosphorés comme un équivalent du cœur de la micelle de ManLAM, à la surface desquels sont greffés différents oligomannosides de synthèse, identiques aux coiffes du ManLAM. Nous avons synthétisé 8 dendrimères mannosylés, de quatre tailles différentes (de la 1er (Gc1) à la 4ème (Gc4) génération) avec des Mono-, des Di- ou des Trimannosides à la surface. Cette synthèse multi-étapes est maitrisée et générale, et permet d'obtenir des quantités de molécules hydrosolubles compatibles avec des essais biologiques. De plus, ces mannodendrimères sont tous des ligands du récepteur DC-SIGN soit sous forme soluble soit sous forme membranaire. Cette étude fait émerger les composés Gc3Di, Gc4Di et Gc3Tri comme des ligands de haute affinité pour DC-SIGN, affinité comparable à celle de la forme supramoléculaire du ManLAM. Ces mannodendrimères semblent être spécifiques de DC-SIGN, du fait de la faible liaison de Gc4DiF, homologue fluorescent de Gc4Di, aux récepteurs SIGNR3 et MR. Gc3Tri et Gc4Di présentent également un caractère anti-inflammatoire ex vivo. Lors d'une co-incubation de DCs avec le LPS et Gc3Tri ou Gc4Di nous avons observé une inhibition de la production de TNF-alpha par ces cellules. Comme le ManLAM, cette inhibition est dose-dépendante et annihilée, pour Gc3Tri, par un anticorps bloquant DC-SIGN. Enfin, le mannodendrimère Gc3Tri prévient l'inflammation des poumons murins induite par inhalation de LPS, comme le ManLAM. Ces résultats prometteurs nous permettent de penser que Gc3Tri correspond à un mime synthétique de la forme bioactive du ManLAM, à la fois in vitro mais aussi in vivo."
"The mannosylated lipoarabinomannan (ManLAM) is a component of M. Tuberculosis cell wall. This purified lypoglycan present in vitro and in vivo anti-inflammatory properties. It is able to inhibit the production of pro-inflammatory cytokines IL-12 and TNF-alpha from LPS activated human Dendritic Cells (DCs). In this way, ManLAM activity is correlated through its ligation to the DC-SIGN receptor (dendritic cell-specific ICAM-3 grabbing non-integrin), a C-type lectin found on DCs membrane. In vivo, purified ManLAM also prevent mouse respiratory disorder caused by allergic asthma. ManLAM is an amphiphilic macromolecule (17kDa) composed of a mannosyl-phosphatidyl-myo-inositol (MPI)anchor on which a ramified polysaccharide skeleton is grafted. Terminal oligo-mannosyl caps, mono-, alpha(1 in 2)-di-, and alpha(1 in 2)-trimannopyranosides are found at the non-reducing end of this polysaccharide. Both MPI anchor and oligomannosyl caps play a crucial role in the in vitro and in vivo ManLAM anti-inflammatory activity. Indeed, MPI anchor triggers the self-aggregation of ManLAM molecules in solution, forming micelle-like structures of around 30 nm diameters. At the surface, are exposed the oligommanosyl caps interacting with C-type lectin, like DC-SIGN. In this way, it seems that the ManLAM bioactive form is the supra-molecular structure in solution. The present project described deals with the synthesis of mannosylated dendrimers, ManLAM micelles mimics presenting similar anti-inflammatory properties. Dendrimers are mono-disperse, poly-functionalized, and hyper-branched macromolecules whose nanometer size, perfectly defined structure, multivalent character, and molecular weight can be controlled rigorously during synthesis. In this project phosphorus containing dendrimers were used as a support, representing the ManLAM micelle interior. At their surface, synthetic oligomannosides, identical to the ManLAM caps were grafted. Here, we have prepared 8 mannosylated phosphorus containing dendrimers of four different sizes(first (Gc1) to fourth (Gc4) generation) with Mono-, Di- and Trimannopyranosides at their surface. This multi-step synthesis is totally controlled and general which allowed the formation of tens of milligrams of compounds. We have demonstrated that every mannodendrimer is a DC-SIGN receptor ligand, thanks to binding tests using soluble or membrane DC-SIGN. Three of them, Gc3Di, Gc3Tri and Gc4Di, are high affinity ligands like ManLAM supra-molecular structure. Moreover these mannodendrimers seems to be specific of DC-SIGN receptor. In fact, Gc4DiF, fluorescent homolog of Gc4Di, weakly interacts with two other C-type lectins SIGNR3 and MR. Gc3Tri and Gc4Di have also some anti-inflammatory properties. Ex vivo, promising results were obtained on human monocytes derived dendritic cells activated by LPS. During co-incubation, Gc3Tri or Gc4Di can inhibit TNF-alpha production by these cells as previously described for the ManLAM, via DC-SIGN and in a dosedependent manner. Gc3Tri is also able to activate DC-SIGN signaling pathway by inducing Raf-1 kinase phosphorylation. Finally, Gc3Tri does prevent lung inflammation of mice induced by LPS inhalation, like ManLAM. All these promising results allow us to think that Gc3Tri is a synthetic mimic of ManLAM supra-molecular bioactive form, both in vitro and in vivo."Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 30/09/2010 Domaine : Biochimie Structurale et Fonctionnelle En ligne : https://theses.fr/2010TOU30296 Synthèse de mannodendrimères, analogues de la structure supramoléculaire du lipoarabinomannane mannosylé (ManLAM) et étude de leurs propriétés anti-inflammatoires = Synthesis of mannodendrimers, chemical analogues of ManLAM supramolecular structure and study of their anti-inflammatory properties [texte imprimé] / Emilyne Blattes, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Germain Puzo, Directeur de thèse . - 2010.
Langues : Français (fre)
Tags : DENTRIMERE ANTI-INFLAMMATOIRES LIPOPOLYSACCHARIDES ManLAM MANNODENDRIMERES Dc-SIGN
DENTRIMERE ANTI-INFLAMMATORY LIPOPOLYACCHARIDES MANNODENDRIMERS Dc-SIGNRésumé : "Le lipoarabinomannane mannosylé (ManLAM) est un lipoglycanne de l'enveloppe cellulaire de M. tuberculosis. Depuis une décennie, nous savons que ce lipoglycanne isolé possède in vitro et in vivo des propriétés anti-inflammatoires. Ce composé est capable d'inhiber la production d'L-12 et de TNF-alpha, par des cellules dendritiques humaines (DCs) stimulées au LPS. In vitro, l'activité de ce lipoglycanne est corrélée au récepteur DC-SIGN (dendritic cell-specific ICAM-3 grabbing non-integrin, une lectine de type C retrouvée à la membrane des DCs. Il prévient également, in vivo, le désordre respiratoire causé par l'asthme allergique chez la souris. Structuralement, le ManLAM est une macromolécule amphiphile (17kDa) composée d'une ancre mannosyl-phosphatidyl-myo-inositol (MPI) sur laquelle est greffé un squelette polysaccharidique. Ce dernier porte à ses extrémités des coiffes oligomannosylées de type mono-, di- et trimannosides d'enchainement alpha(1 dans 2). L'ancre MPI et les coiffes mannosylées sont les déterminants structuraux indispensables à l'activité du ManLAM, in vitro et in vivo. L'ancre MPI permet l'agrégation en solution des molécules de ManLAM, en micelle de 30 nm de diamètre où à leur surface, serait présenté les coiffes oligomannosylées. Il apparaît donc que la forme supramoléculaire du ManLAM en solution soit la forme bioactive immunomodulatrice. Le travail de thèse concerne la synthèse de dendrimères mannosylés mimes de l'organisation supramoléculaire du ManLAM en solution, présentant des propriétés anti-inflammatoires similaires. Les dendrimères sont des macromolécules synthétiques hyperbranchées et monodisperses, issus d'une synthèse organique extrêmement contrôlée. Nous avons utilisés dans ce projet des dendrimères phosphorés comme un équivalent du cœur de la micelle de ManLAM, à la surface desquels sont greffés différents oligomannosides de synthèse, identiques aux coiffes du ManLAM. Nous avons synthétisé 8 dendrimères mannosylés, de quatre tailles différentes (de la 1er (Gc1) à la 4ème (Gc4) génération) avec des Mono-, des Di- ou des Trimannosides à la surface. Cette synthèse multi-étapes est maitrisée et générale, et permet d'obtenir des quantités de molécules hydrosolubles compatibles avec des essais biologiques. De plus, ces mannodendrimères sont tous des ligands du récepteur DC-SIGN soit sous forme soluble soit sous forme membranaire. Cette étude fait émerger les composés Gc3Di, Gc4Di et Gc3Tri comme des ligands de haute affinité pour DC-SIGN, affinité comparable à celle de la forme supramoléculaire du ManLAM. Ces mannodendrimères semblent être spécifiques de DC-SIGN, du fait de la faible liaison de Gc4DiF, homologue fluorescent de Gc4Di, aux récepteurs SIGNR3 et MR. Gc3Tri et Gc4Di présentent également un caractère anti-inflammatoire ex vivo. Lors d'une co-incubation de DCs avec le LPS et Gc3Tri ou Gc4Di nous avons observé une inhibition de la production de TNF-alpha par ces cellules. Comme le ManLAM, cette inhibition est dose-dépendante et annihilée, pour Gc3Tri, par un anticorps bloquant DC-SIGN. Enfin, le mannodendrimère Gc3Tri prévient l'inflammation des poumons murins induite par inhalation de LPS, comme le ManLAM. Ces résultats prometteurs nous permettent de penser que Gc3Tri correspond à un mime synthétique de la forme bioactive du ManLAM, à la fois in vitro mais aussi in vivo."
"The mannosylated lipoarabinomannan (ManLAM) is a component of M. Tuberculosis cell wall. This purified lypoglycan present in vitro and in vivo anti-inflammatory properties. It is able to inhibit the production of pro-inflammatory cytokines IL-12 and TNF-alpha from LPS activated human Dendritic Cells (DCs). In this way, ManLAM activity is correlated through its ligation to the DC-SIGN receptor (dendritic cell-specific ICAM-3 grabbing non-integrin), a C-type lectin found on DCs membrane. In vivo, purified ManLAM also prevent mouse respiratory disorder caused by allergic asthma. ManLAM is an amphiphilic macromolecule (17kDa) composed of a mannosyl-phosphatidyl-myo-inositol (MPI)anchor on which a ramified polysaccharide skeleton is grafted. Terminal oligo-mannosyl caps, mono-, alpha(1 in 2)-di-, and alpha(1 in 2)-trimannopyranosides are found at the non-reducing end of this polysaccharide. Both MPI anchor and oligomannosyl caps play a crucial role in the in vitro and in vivo ManLAM anti-inflammatory activity. Indeed, MPI anchor triggers the self-aggregation of ManLAM molecules in solution, forming micelle-like structures of around 30 nm diameters. At the surface, are exposed the oligommanosyl caps interacting with C-type lectin, like DC-SIGN. In this way, it seems that the ManLAM bioactive form is the supra-molecular structure in solution. The present project described deals with the synthesis of mannosylated dendrimers, ManLAM micelles mimics presenting similar anti-inflammatory properties. Dendrimers are mono-disperse, poly-functionalized, and hyper-branched macromolecules whose nanometer size, perfectly defined structure, multivalent character, and molecular weight can be controlled rigorously during synthesis. In this project phosphorus containing dendrimers were used as a support, representing the ManLAM micelle interior. At their surface, synthetic oligomannosides, identical to the ManLAM caps were grafted. Here, we have prepared 8 mannosylated phosphorus containing dendrimers of four different sizes(first (Gc1) to fourth (Gc4) generation) with Mono-, Di- and Trimannopyranosides at their surface. This multi-step synthesis is totally controlled and general which allowed the formation of tens of milligrams of compounds. We have demonstrated that every mannodendrimer is a DC-SIGN receptor ligand, thanks to binding tests using soluble or membrane DC-SIGN. Three of them, Gc3Di, Gc3Tri and Gc4Di, are high affinity ligands like ManLAM supra-molecular structure. Moreover these mannodendrimers seems to be specific of DC-SIGN receptor. In fact, Gc4DiF, fluorescent homolog of Gc4Di, weakly interacts with two other C-type lectins SIGNR3 and MR. Gc3Tri and Gc4Di have also some anti-inflammatory properties. Ex vivo, promising results were obtained on human monocytes derived dendritic cells activated by LPS. During co-incubation, Gc3Tri or Gc4Di can inhibit TNF-alpha production by these cells as previously described for the ManLAM, via DC-SIGN and in a dosedependent manner. Gc3Tri is also able to activate DC-SIGN signaling pathway by inducing Raf-1 kinase phosphorylation. Finally, Gc3Tri does prevent lung inflammation of mice induced by LPS inhalation, like ManLAM. All these promising results allow us to think that Gc3Tri is a synthetic mimic of ManLAM supra-molecular bioactive form, both in vitro and in vivo."Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 30/09/2010 Domaine : Biochimie Structurale et Fonctionnelle En ligne : https://theses.fr/2010TOU30296
Titre : Multifunctional water-soluble phosphorus dendrimers Titre original : Multifunktionale wasserlösliche Phosphor-Dendrimere Type de document : texte imprimé Auteurs : Edwin, Ronald De Jong, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Jean-Pierre Majoral, Directeur de thèse ; W. Knoll, Directeur de thèse Année de publication : 2010 Langues : Allemand (ger) Résumé : "Dendrimere sind polymere Makromoleküle mit einer wohl definiertenStruktur. Dank ihrer Monodispersität, hohen Verästelung und sehr hohen Funktionalität sind Dendrimere ideale nanoskopische Objekte für die Beschichtung von hochfunktionellen, biokompatibelen Oberflächen zur Anwendung in Biosensorik und Biomedizin. Im Rahmen dieser Dissertation wurden zehn neue wasserlösliche phosphorhaltige Dendrimere synthetisiert. Mögliche Anwendungen in biologischen und biomimetischen Systemen wurden untersucht und diskutiert. Die synthetisierten Dendrimere können in zwei Klassen unterteilt werden. Dendrimere der ersten Klasse tragen entweder zentral ein Ferrocen oder insgesamt 24 Ferrocen-Moleküle in den Ästen. Diese Denrimere zeigen ein reversibles Reduktions- und Oxidationsverhalten und könnten damit in elektronische Multischichtsysteme inkorporiert werden. Dendrimere der zweiten Klasse tragen ein Dithiolan im Zentrum. Somit
konnten Edelmetalle, wie zum Beispiel Goldoberflächen, mit einer Dendrimerschicht funktionalisiert werden. Die erhaltenen Strukturen konnten leider nicht die Bildung einer defektfreien Lipidmembrane
unterstützen. Sie förderten allerdings die Adhäsion humaner Osteoblastzellen. Die Zelladhäsion auf Schichten aus polykationischen Dendrimeren war so stark, dass Zellteilung nicht länger möglich war und sogar spezifisch Apoptose hervorrief. Polyanionische Dendrimere dagegen führten zu exzellenter
Zelladhesion und -proliferation. Die erhaltenen makromolekularen Architekturen können somit als mögliche Oberflächenbeschichtungen, zum Beispiel für Humanimplantate, Anwendung finden."
"Dendrimers are polymeric macromolecules with a regularly branched structure and are synthesised in an iterative fashion. Due to their monodispersity, well-defined shape and extremely high functionality, dendrimers are ideal nano-sized objects for functional and biocompatible surface coatings, biosensing and biomedicine. This dissertation describes the
synthesis of ten novel water-soluble phosphorus containing dendrimers and their application in different biological and biomimetic systems. The dendrimers can be divided into two classes; the first type contains either a ferrocene at the core or 24 ferrocenes in the branches. They showed reversible reduction-oxidation behaviour and might be applied in electronic multilayered architectures. Dendrimers of the second class carry a dithiolane functionalised core that can strongly bind to noble metals, like gold substrates. Although such dendrimer coated substrates were unable to tether defect-free lipid bilayer membranes, the coatings were successfully applied for culturing Human Osteoblast cells. The cell adhesion to a coating of polycationic dendrimers was so strong that cell division could not take place, specifically evoking apoptosis. The polyanionic dendrimers, however, promoted excellent cell adhesion and proliferation. Therefore, the practical application of such macromolecular architectures can be envisioned, such as in dendrimer coatings for tissue engineering and or medical implants."
Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université Toulouse 3 et Die vorliegende Arbeit wurde in der Zeit von April 2007 bis März 2010 am Laboratoire de Chimie de Coordination (CNRS, Toulouse, et Université de Mainz (Allemagne) Date_soutenance : 30/03/2010 Ecole_doctorale : L’Université Johannes Gutenberg à Mayence, Département de Biologie Domaine : Sciences Naturelles, Biologie En ligne : https://openscience.ub.uni-mainz.de/handle/20.500.12030/2255 Multifunctional water-soluble phosphorus dendrimers = Multifunktionale wasserlösliche Phosphor-Dendrimere [texte imprimé] / Edwin, Ronald De Jong, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Jean-Pierre Majoral, Directeur de thèse ; W. Knoll, Directeur de thèse . - 2010.
Langues : Allemand (ger)
Résumé : "Dendrimere sind polymere Makromoleküle mit einer wohl definiertenStruktur. Dank ihrer Monodispersität, hohen Verästelung und sehr hohen Funktionalität sind Dendrimere ideale nanoskopische Objekte für die Beschichtung von hochfunktionellen, biokompatibelen Oberflächen zur Anwendung in Biosensorik und Biomedizin. Im Rahmen dieser Dissertation wurden zehn neue wasserlösliche phosphorhaltige Dendrimere synthetisiert. Mögliche Anwendungen in biologischen und biomimetischen Systemen wurden untersucht und diskutiert. Die synthetisierten Dendrimere können in zwei Klassen unterteilt werden. Dendrimere der ersten Klasse tragen entweder zentral ein Ferrocen oder insgesamt 24 Ferrocen-Moleküle in den Ästen. Diese Denrimere zeigen ein reversibles Reduktions- und Oxidationsverhalten und könnten damit in elektronische Multischichtsysteme inkorporiert werden. Dendrimere der zweiten Klasse tragen ein Dithiolan im Zentrum. Somit
konnten Edelmetalle, wie zum Beispiel Goldoberflächen, mit einer Dendrimerschicht funktionalisiert werden. Die erhaltenen Strukturen konnten leider nicht die Bildung einer defektfreien Lipidmembrane
unterstützen. Sie förderten allerdings die Adhäsion humaner Osteoblastzellen. Die Zelladhäsion auf Schichten aus polykationischen Dendrimeren war so stark, dass Zellteilung nicht länger möglich war und sogar spezifisch Apoptose hervorrief. Polyanionische Dendrimere dagegen führten zu exzellenter
Zelladhesion und -proliferation. Die erhaltenen makromolekularen Architekturen können somit als mögliche Oberflächenbeschichtungen, zum Beispiel für Humanimplantate, Anwendung finden."
"Dendrimers are polymeric macromolecules with a regularly branched structure and are synthesised in an iterative fashion. Due to their monodispersity, well-defined shape and extremely high functionality, dendrimers are ideal nano-sized objects for functional and biocompatible surface coatings, biosensing and biomedicine. This dissertation describes the
synthesis of ten novel water-soluble phosphorus containing dendrimers and their application in different biological and biomimetic systems. The dendrimers can be divided into two classes; the first type contains either a ferrocene at the core or 24 ferrocenes in the branches. They showed reversible reduction-oxidation behaviour and might be applied in electronic multilayered architectures. Dendrimers of the second class carry a dithiolane functionalised core that can strongly bind to noble metals, like gold substrates. Although such dendrimer coated substrates were unable to tether defect-free lipid bilayer membranes, the coatings were successfully applied for culturing Human Osteoblast cells. The cell adhesion to a coating of polycationic dendrimers was so strong that cell division could not take place, specifically evoking apoptosis. The polyanionic dendrimers, however, promoted excellent cell adhesion and proliferation. Therefore, the practical application of such macromolecular architectures can be envisioned, such as in dendrimer coatings for tissue engineering and or medical implants."
Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université Toulouse 3 et Die vorliegende Arbeit wurde in der Zeit von April 2007 bis März 2010 am Laboratoire de Chimie de Coordination (CNRS, Toulouse, et Université de Mainz (Allemagne) Date_soutenance : 30/03/2010 Ecole_doctorale : L’Université Johannes Gutenberg à Mayence, Département de Biologie Domaine : Sciences Naturelles, Biologie En ligne : https://openscience.ub.uni-mainz.de/handle/20.500.12030/2255
Titre : Specifically functionalized dendrimers for catalysis in special media Titre original : Dendrimères spécifiquement fonctionnalisés pour la catalyse en médias spéciaux Type de document : texte imprimé Auteurs : Massimo Petriccone, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Rosa Maria Sebastian Perez, Directeur de thèse Année de publication : 2024 Langues : Anglais (eng) Tags : SUPERCRITICAL CO2 PERFLUORINATED CATALYSIS DENDRIMERS
CO2 SUPERCRITIQUE PERFLUORÉS CATALYSE DENDRIMÈRESRésumé : "The presented research represents a comprehensive exploration of phosphorhydrazone (PPH) dendrimers, delving into their synthesis, functionalization, and catalytic applications, with a specific focus on para-substituted phenols for surface functionalization. The synthesis process entails a meticulous two-step reaction sequence, initiating from chlorinated phosphorus atoms in the core and progressing through substitution with 4-hydroxybenzaldehyde, ultimately culminating in dendrimer generation through condensation with MMHP(S)Cl2. To enable subsequent metal introduction were synthesized different phenolic derivates, alongside a model molecule designed to emulate iminophosphine reactivity while addressing phosphine oxidation concerns. The synthesis of bidentate phenols was described in detail, emphasizing the challenges faced and optimizations made, with a particular focus on the scalability of the procedures. The research also explores the modification of dendrimer surfaces to enhance solubility, with a specific emphasis on integrating perfluorinated ligands. Despite challenges in overall yield, alternative synthetic pathways were considered, resulting in the successful synthesis of phenols functionalized in the para position with alkylpolyfluorinated chains of varying lengths. Moving on to the characterization of PPH dendrimers, the study begins with the preparation of (1-methylhydrazineyl)phosphonothioic dichloride (MMHP(S)Cl2). Model molecules were synthesized to simulate PPH dendrimer surfaces, progressing to higher dendrimer generations. Distinctive features of PPH dendrimers, including their identification through 31P-NMR, were highlighted. A significant challenge in this phase involved ensuring the scalability of PPH dendrimer synthesis, which was successfully overcome. The research then shifts its focus to the precise functionalization of PPH dendrimers with previously synthesized phenolic substituents. The objective was to minimize di-symmetric substitution during the precise di-functionalization of the P(S)Cl2 function. Catalyst synthesis involved ligands with metal complexation for stability. Both precisely and stochastically substituted PPH dendrimers were successfully scaled up to the gram scale. In the final segment, the research delves into the catalytic activity of dendrimeric catalysts in various coupling reactions, both in organic and non-conventional solvents. Stille cross-coupling, Heck cross-coupling, and Suzuki coupling reactions were explored. The dendrimeric catalyst exhibited heightened activity in the Stille cross-coupling, showcasing a positive multivalence and generation dendritic effect. Despite insolubility in scCO2, the catalyst demonstrated activity for the Stille cross-coupling in heterogeneous conditions, emphasizing a positive generation dendritic effect. Additionally, the dendrimeric catalyst showed activity for the Heck cross-coupling in a biphasic fluorous/organic system. The study also addresses challenges associated with catalyst recovery in both organic and non-conventional solvents. Comparisons between precisely and stochastically difunctionalized dendrimers underscore positive multivalence and generation dendritic effects in specific reactions. Notably, higher activity of precisely substituted dendrimers from generation 1 to 3 compared to stochastically substituted homologues was demonstrated in the Stille cross-coupling. In summary, this research provides a thorough examination of dendrimer synthesis, functionalization, and catalytic applications, offering valuable insights and suggesting avenues for future refinement in sustainable catalytic processes."
"La recherche présentée constitue une exploration approfondie des dendrimères de phosphorhydrazone (PPH), se plongeant dans leur synthèse, leur fonctionnalisation et leurs applications catalytiques. Le processus de synthèse, amorcé à partir d'atomes de phosphore chlorés dans le noyau, évolue par substitution avec du 4-hydroxybenzaldéhyde, aboutissant finalement à la génération de dendrimères par condensation avec MMHP(S)Cl2, suivant une séquence réactionnelle méticuleuse en deux étapes. Afin de permettre l'introduction ultérieure de métaux, divers dérivés phénoliques ont été synthétisés, accompagnés d'une molécule modèle émulant l'activité de l'iminophosphine et résolvant les problématiques d'oxydation du phosphore. La synthèse de phénols bidentés est détaillée, mettant en lumière les défis rencontrés et les optimisations réalisées, en particulier en termes de scalabilité des procédures. L'exploration s'étend également à la modification des surfaces des dendrimères pour améliorer leur solubilité, avec un accent spécifique sur l'intégration de ligands perfluorés. Malgré des défis liés au rendement global, des voies synthétiques alternatives ont été envisagées, conduisant à la synthèse réussie de phénols fonctionnalisés en position para avec des chaînes alkylpolyfluorées de longueurs variées. La caractérisation des dendrimères PPH débute par la préparation du dichlorure de (1-méthylhydrazinyl)phosphonothioïque (MMHP(S)Cl2), suivi de la synthèse de molécules modèles simulant les surfaces des dendrimères PPH et progressant vers des générations de dendrimères plus élevées. Les caractéristiques distinctives des dendrimères PPH, y compris leur identification par RMN du phosphore-31, sont mises en évidence, avec un accent particulier sur le défi de la scalabilité, surmonté avec succès. La recherche se penche ensuite sur la fonctionnalisation précise des dendrimères PPH avec des substituants phénoliques préalablement synthétisés. L'objectif était de minimiser la substitution di-symétrique lors de la di-fonctionnalisation précise de la fonction P(S)Cl2. La synthèse du catalyseur implique des ligands avec complexation métallique pour assurer la stabilité. Les dendrimères PPH di-fonctionnalisés de manière précise et stochastique ont été avec succès produits à l'échelle du gramme. Enfin, la recherche aborde l'activité catalytique des dendrimères dans diverses réactions de couplage, tant dans des solvants organiques que non conventionnels. Les réactions de couplage croisé de Stille, de Heck et de Suzuki ont été explorées. Le catalyseur dendrimérique a montré une activité accrue dans la réaction de couplage croisé de Stille, mettant en évidence un effet dendritique de génération positif et multivalent. Malgré son insolubilité dans le scCO2, le catalyseur a montré une activité pour la réaction de couplage croisé de Stille dans des conditions hétérogènes, soulignant un effet dendritique de génération positif. De plus, le catalyseur dendrimérique a montré une activité pour la réaction de couplage croisé de Heck dans un système biphasique fluoreux/organique. L'étude adresse également les défis liés à la récupération du catalyseur dans des solvants organiques et non conventionnels. Les comparaisons entre les dendrimères difonctionnalisés de manière précise et stochastique mettent en avant les effets positifs de la multivalence et de la génération dendritique dans des réactions spécifiques. Notamment, une activité plus élevée des dendrimères difonctionnalisés de manière précise de la génération 1 à 3 par rapport aux homologues difonctionnalisés de manière stochastique a été démontrée dans la réaction de couplage croisé de Stille. En résumé, cette recherche offre une exploration approfondie de la synthèse, de la fonctionnalisation et des applications catalytiques des dendrimères, suggérant des perspectives d'amélioration pour des processus catalytiques durables."
Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 en Cotutelle avec Universitat autònoma de Barcelona Date_soutenance : 01/03/2024 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire En ligne : https://theses.hal.science/tel-04674770v1 Specifically functionalized dendrimers for catalysis in special media = Dendrimères spécifiquement fonctionnalisés pour la catalyse en médias spéciaux [texte imprimé] / Massimo Petriccone, Auteur ; Anne-Marie Caminade, Directeur de thèse ; Rosa Maria Sebastian Perez, Directeur de thèse . - 2024.
Langues : Anglais (eng)
Tags : SUPERCRITICAL CO2 PERFLUORINATED CATALYSIS DENDRIMERS
CO2 SUPERCRITIQUE PERFLUORÉS CATALYSE DENDRIMÈRESRésumé : "The presented research represents a comprehensive exploration of phosphorhydrazone (PPH) dendrimers, delving into their synthesis, functionalization, and catalytic applications, with a specific focus on para-substituted phenols for surface functionalization. The synthesis process entails a meticulous two-step reaction sequence, initiating from chlorinated phosphorus atoms in the core and progressing through substitution with 4-hydroxybenzaldehyde, ultimately culminating in dendrimer generation through condensation with MMHP(S)Cl2. To enable subsequent metal introduction were synthesized different phenolic derivates, alongside a model molecule designed to emulate iminophosphine reactivity while addressing phosphine oxidation concerns. The synthesis of bidentate phenols was described in detail, emphasizing the challenges faced and optimizations made, with a particular focus on the scalability of the procedures. The research also explores the modification of dendrimer surfaces to enhance solubility, with a specific emphasis on integrating perfluorinated ligands. Despite challenges in overall yield, alternative synthetic pathways were considered, resulting in the successful synthesis of phenols functionalized in the para position with alkylpolyfluorinated chains of varying lengths. Moving on to the characterization of PPH dendrimers, the study begins with the preparation of (1-methylhydrazineyl)phosphonothioic dichloride (MMHP(S)Cl2). Model molecules were synthesized to simulate PPH dendrimer surfaces, progressing to higher dendrimer generations. Distinctive features of PPH dendrimers, including their identification through 31P-NMR, were highlighted. A significant challenge in this phase involved ensuring the scalability of PPH dendrimer synthesis, which was successfully overcome. The research then shifts its focus to the precise functionalization of PPH dendrimers with previously synthesized phenolic substituents. The objective was to minimize di-symmetric substitution during the precise di-functionalization of the P(S)Cl2 function. Catalyst synthesis involved ligands with metal complexation for stability. Both precisely and stochastically substituted PPH dendrimers were successfully scaled up to the gram scale. In the final segment, the research delves into the catalytic activity of dendrimeric catalysts in various coupling reactions, both in organic and non-conventional solvents. Stille cross-coupling, Heck cross-coupling, and Suzuki coupling reactions were explored. The dendrimeric catalyst exhibited heightened activity in the Stille cross-coupling, showcasing a positive multivalence and generation dendritic effect. Despite insolubility in scCO2, the catalyst demonstrated activity for the Stille cross-coupling in heterogeneous conditions, emphasizing a positive generation dendritic effect. Additionally, the dendrimeric catalyst showed activity for the Heck cross-coupling in a biphasic fluorous/organic system. The study also addresses challenges associated with catalyst recovery in both organic and non-conventional solvents. Comparisons between precisely and stochastically difunctionalized dendrimers underscore positive multivalence and generation dendritic effects in specific reactions. Notably, higher activity of precisely substituted dendrimers from generation 1 to 3 compared to stochastically substituted homologues was demonstrated in the Stille cross-coupling. In summary, this research provides a thorough examination of dendrimer synthesis, functionalization, and catalytic applications, offering valuable insights and suggesting avenues for future refinement in sustainable catalytic processes."
"La recherche présentée constitue une exploration approfondie des dendrimères de phosphorhydrazone (PPH), se plongeant dans leur synthèse, leur fonctionnalisation et leurs applications catalytiques. Le processus de synthèse, amorcé à partir d'atomes de phosphore chlorés dans le noyau, évolue par substitution avec du 4-hydroxybenzaldéhyde, aboutissant finalement à la génération de dendrimères par condensation avec MMHP(S)Cl2, suivant une séquence réactionnelle méticuleuse en deux étapes. Afin de permettre l'introduction ultérieure de métaux, divers dérivés phénoliques ont été synthétisés, accompagnés d'une molécule modèle émulant l'activité de l'iminophosphine et résolvant les problématiques d'oxydation du phosphore. La synthèse de phénols bidentés est détaillée, mettant en lumière les défis rencontrés et les optimisations réalisées, en particulier en termes de scalabilité des procédures. L'exploration s'étend également à la modification des surfaces des dendrimères pour améliorer leur solubilité, avec un accent spécifique sur l'intégration de ligands perfluorés. Malgré des défis liés au rendement global, des voies synthétiques alternatives ont été envisagées, conduisant à la synthèse réussie de phénols fonctionnalisés en position para avec des chaînes alkylpolyfluorées de longueurs variées. La caractérisation des dendrimères PPH débute par la préparation du dichlorure de (1-méthylhydrazinyl)phosphonothioïque (MMHP(S)Cl2), suivi de la synthèse de molécules modèles simulant les surfaces des dendrimères PPH et progressant vers des générations de dendrimères plus élevées. Les caractéristiques distinctives des dendrimères PPH, y compris leur identification par RMN du phosphore-31, sont mises en évidence, avec un accent particulier sur le défi de la scalabilité, surmonté avec succès. La recherche se penche ensuite sur la fonctionnalisation précise des dendrimères PPH avec des substituants phénoliques préalablement synthétisés. L'objectif était de minimiser la substitution di-symétrique lors de la di-fonctionnalisation précise de la fonction P(S)Cl2. La synthèse du catalyseur implique des ligands avec complexation métallique pour assurer la stabilité. Les dendrimères PPH di-fonctionnalisés de manière précise et stochastique ont été avec succès produits à l'échelle du gramme. Enfin, la recherche aborde l'activité catalytique des dendrimères dans diverses réactions de couplage, tant dans des solvants organiques que non conventionnels. Les réactions de couplage croisé de Stille, de Heck et de Suzuki ont été explorées. Le catalyseur dendrimérique a montré une activité accrue dans la réaction de couplage croisé de Stille, mettant en évidence un effet dendritique de génération positif et multivalent. Malgré son insolubilité dans le scCO2, le catalyseur a montré une activité pour la réaction de couplage croisé de Stille dans des conditions hétérogènes, soulignant un effet dendritique de génération positif. De plus, le catalyseur dendrimérique a montré une activité pour la réaction de couplage croisé de Heck dans un système biphasique fluoreux/organique. L'étude adresse également les défis liés à la récupération du catalyseur dans des solvants organiques et non conventionnels. Les comparaisons entre les dendrimères difonctionnalisés de manière précise et stochastique mettent en avant les effets positifs de la multivalence et de la génération dendritique dans des réactions spécifiques. Notamment, une activité plus élevée des dendrimères difonctionnalisés de manière précise de la génération 1 à 3 par rapport aux homologues difonctionnalisés de manière stochastique a été démontrée dans la réaction de couplage croisé de Stille. En résumé, cette recherche offre une exploration approfondie de la synthèse, de la fonctionnalisation et des applications catalytiques des dendrimères, suggérant des perspectives d'amélioration pour des processus catalytiques durables."
Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 en Cotutelle avec Universitat autònoma de Barcelona Date_soutenance : 01/03/2024 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire En ligne : https://theses.hal.science/tel-04674770v1
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