Foldamères de type peptoïde pour l'organocatalyse asymétrique // Peptoid foldamers for asymmetric organocatalysis

Les oligomères non naturels à séquence contrôlée, désignés sous le terme de « foldamères », possèdent la capacité d'adopter des structures tridimensionnelles bien définies et stables, aussi bien en milieux organique que biologique. Un grand nombre de squelettes aliphatiques et aromatiques ont été développés. Parmi eux, les peptoïdes (oligomères de glycines N-substituées) sont des mimes peptidiques résultant du déplacement des chaînes latérales des carbones alpha vers les atomes d'azote des amides adjacents.
Les peptoïdes présentent plusieurs avantages. Leur synthèse itérative est parfaitement maîtrisée en solution et sur support. La diversité de leurs séquences, fondée sur des amines primaires, dépasse très largement celle des peptides parents. Les structures secondaires accessibles peuvent être le résultat de la formation d'amides cis, trans, ou même d'une combinaison d'amides cis et trans.
Les recherches menées dans notre groupe ont permis de montrer qu'il est possible de sélectionner exclusivement la conformation cis ou trans des amides via le choix judicieux des chaînes latérales placées sur l'azote d'amide. Nos travaux ont notamment permis la conception de peptoïdes repliées en hélices de type Polyproline I (PPI) stables. Ces peptoïdes foldamères peuvent servir de plateformes pour une disposition spatiale prévisible de groupe(s) fonctionnel(s). La chiralité des hélices constitue une base pour la catalyse asymétrique, ouvrant ainsi la voie à l'obtention d'organo-catalyseurs. Par ailleurs, dans le domaine de l'organocatalyse, les carbènes N-hétérocycliques jouent un rôle crucial en permettant des réactions diversifiées, telles que les condensations benzoine croisées ou intramoléculaires, les réactions de Stetter, les réactions hétero-Diels-Alder ou de trans-estérification...
L'objectif du travail doctoral sera de développer des catalyseurs à partir de peptoïdes présentant une chiralité axiale et portant des précurseurs de carbènes stables (imidazolium, triazolium ou thiazolium). Cette approche représente une alternative prometteuse aux stratégies conventionnelles impliquant des petites molécules ou des peptides.
Dans un second temps, l'activité des organocatalyseurs sera soigneusement évaluée par criblage d'une série de réactions chimiques prédéfinies.
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Non-natural oligomers with defined sequences, known as ‘foldamers', have the ability to adopt well-defined and stable three-dimensional structures in both organic and biological media. A large number of aliphatic and aromatic backbones have been developed. Among them, peptoids (oligomers of N-substituted glycines) are peptide mimetics resulting from the displacement of side chains from the alpha-carbon to the nitrogen atoms of amides.
Peptoids have several advantages. Their iterative synthesis is perfectly controlled in solution and on support. The diversity of their sequences, based on primary amines, far exceeds that of the parent peptides. Accessible secondary structures can result from the formation of cis- or trans-amides, or even a combination of cis- and trans-amides.
Research in our group has shown that it is possible to select exclusively the cis or trans conformation of amides by careful choice of the side chains attached to the amide nitrogen. In particular, our work has led to the design of peptoids folded into stable polyproline I (PPI)-type helices. These folded peptoids can serve as platforms for a predictable spatial arrangement of functional group(s). The chirality of the helices provides a basis for asymmetric catalysis, paving the way for organocatalysis. Furthermore, in the field of organocatalysis, N-heterocyclic carbenes play a crucial role in allowing a wide range of reactions, such as cross- or intramolecular benzoin condensations, Stetter reactions, hetero-Diels-Alder reactions or transesterification.
The aim of the thesis is to develop catalysts based on axial chiral peptoids carrying stable carbene precursors (imidazolium, triazolium or thiazolium). This approach represents a promising alternative to conventional strategies using small molecules or peptides.
Secondly, the activity of the organocatalysts will be carefully evaluated by screening a series of pre-defined chemical reactions.
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : https://iccf.uca.fr/recherche/chimie-organique-et-medicinale/peptoid#/admin

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université Clermont Auvergne

178 Sciences Fondamentales

Le sujet de thèse proposé s'adresse à un(e) étudiant(e) titulaire d'un Master Recherche ou d'un diplôme de niveau équivalent et ayant acquis une solide formation en chimie organique. Le ou la candidat(e) devra être rigoureux(se) et fortement motivé(e). Une première expérience dans l'un des domaines suivants serait appréciée : synthèse multiétapes, catalyse, chimie peptidique/peptidomimétique.
The proposed thesis is intended for a student who has obtained a Research Master's degree or an equivalent qualification, and who possesses a comprehensive understanding of organic chemistry. The ideal candidate will demonstrate rigour and a high level of motivation. Prior experience in one or more of the following areas would be advantageous: multi-stage synthesis, catalysis, or peptide/peptidomimetic chemistry.