Dendrimer

Graphs.jpg

En dendrimer er et molekyl hvis form ligner på grenene på et tre. Navnet kommer fra gresk δενδρον / dendron , som betyr “tre. I 1979 ble den første dendrimeren syntetisert av DA Tomalia og andre forskere ved Dow Chemical Company, og dendrimerer har siden blitt studert over hele verden for sin unike form.

Syntese

I syntesen av dendrimerer fører monomerene til en monodispers polymer , for eksempel et tre. Det er to definerte metoder for dendrimersyntese: divergerende syntese og konvergent syntese. Den første samler molekylet fra kjernen til periferien og den andre fra utsiden til kjernen.

Imidlertid, fordi det er nødvendig med en gjentatt reaksjon bestående av mange trinn for å beskytte det aktive stedet, er det vanskelig å syntetisere dendrimerer selv om begge metodene anvendes. Derfor er det hindringer for syntesen av store mengder dendrimerer, men mye fremgang har blitt gjort. Etter arbeidet til Sharpless har "klikk" -metodene nylig gjort det mulig for en ny utvikling mot enklere og spesielt effektive synteseruter, spesielt med enkle rensingstrinn som gjør det mulig å forestille seg en industriell fremtid. Mer nylig har Nierengarten og Martin utviklet makromonomerer som bærer 10 perifere rester som ble podet på en 12-forgrenet fullerenkjerne, noe som gjør det mulig å oppnå megamolekyler med 120 perifere grupper. Denne konstruksjonsmetoden representerer den raskeste dendritiske veksten noensinne beskrevet. "Klikk" -metodene inkluderer først og fremst den historiske CuAAC-reaksjonen (bestående av en Huisgen-cycloaddition katalysert av Cu (I)), men også de fra Diels-Alder (DA) eller Thiol-Ene-koblingen (TEC). Nylig har noen få sekvenser som benytter disse tre forskjellige metodene for å enkelt oppnå funksjonaliserte makromolekyler dukket opp, særlig ved "en-pott" -syntese.

Egenskaper og applikasjoner

Egenskapene til dendrimerer genereres av molekylære strukturer på overflaten. For eksempel kan en dendrimer være vannløselig når dens endegruppe er en hydrofil gruppe, slik som en karboksylgruppe. Det er teoretisk mulig å designe en vannløselig dendrimer med intern hydrofobisitet, som vil tillate den å bære en hydrofob forbindelse i sitt indre (for eksempel for å transportere en hydrofob terapeutisk forbindelse i blodet).

En annen egenskap er at volumet til en dendrimer øker når den har en positiv ladning. Hvis denne egenskapen kan brukes, kan dendrimerer benyttes for kjemiske elementtransportsystemer som kan levere legemidlet direkte til den målrettede delen i kroppen til en pasient (f.eks. Svulst).

Bruksområdene er veldig forskjellige, for eksempel et organisk elektroluminescerende element, som en bloderstatning , behandling mot kreft, verktøy for cellemultiplikasjon, men også i materialer under assosiasjoner med nanorør eller som selektive og effektive sonder.

Dendritech selger for tiden en rekke PAMAM- typer dendrimerer , samt bis-MPA-type Polymer Factory.

En omfattende gjennomgang av funksjonene og anvendelsene til dendrimere ble publisert i 2010 på Chemical Reviews .

Se også

Referanser

  1. JMJ Fréchet, DA Tomalia, Dendrimers and Other Dendritic Polymers , John Wiley & Sons, Ltd. NY, NY, 2001.
  2. (en) D. Astruc, E. Boisselier, C. Ornelas, “  Dendrimers Designed for Functions: From Physical, Photophysical, and Supramolecular Properties to Applications in Sensing, Catalysis, Molecular Electronics, and Nanomedicine  ” , Chem. Rev. , vol.  110,2010, s.  1857-1959 ( DOI  10.1021 / cr900327d )
  3. (i) DA Tomalia, H. Baker, J. Dewald, Hall, G. Kallos, S. Martin, J. Roeck, J. Ryder, P. Smith, "  en ny klasse av Polymers: Starburst-Dendritic makromolekyler  » , Polymer , vol.  17,1985, s.  117 ( DOI  10.1295 / polymj.17.117 )
  4. Molekylær nanovitenskap og katalysegruppe
  5. (i) Egon Buhleier Winfried Wehner, Fritz Vögtle, "  " Cascade "- og" Nonskid Chain-like "Syntese av Molecular Doble topologi  " , Synthesis ,1978, s.  155–158 ( DOI  10.1055 / s-1978-24702 )
  6. Polyfenylen-dendrimerer: Fra tredimensjonale til to-dimensjonale strukturer Angewandte Chemie International Edition på engelsk bind 36, utgave 6, dato: 4. april 1997, sider: 631-634 Frank Morgenroth, Erik Reuther, Klaus Müllen DOI : 10.1002 / anie .199706311
  7. (in) CJ Hawker, JMJ Fréchet, "  Fremstilling av polymerer med kontrollert molekylær arkitektur. En ny konvergent tilnærming til dendritiske makromolekyler  ” , J. Am. Chem. Soc. , vol.  112,1990, s.  7638 ( DOI  10.1021 / ja00177a027 )
  8. P. Antoni, Y. Hed, A. Nordberg, D. Nyström, H. von Holst, A. Hult, M. Malkoch, Bifunctional Dendrimers: From Robust Synthesis and Accelerated One-Pot Postfunctionalization Strategy to Potential Applications Angew. Int. Utg. , 2009 , 48 (12), s. 2126-2130 DOI : 10.1002 / anie.200804987
  9. (i) G. Franc, Kakkar AK, "  Klikk metoder: Effektiv, Simple og grønnere Ruter til Design Dendrimers  " , Chemical Society ,2010( DOI  10.1039 / b913281n )
  10. (i) A. Muñoz, D. Sigwalt, BM Illescas, J. Luczkowiak L. Rodriguez, I. Nierengarten, Mr. Holler, JS Remy K. Buffet, SP Vincent J. Rojo, R Delgado, J.-F. Nierengarten og N. Martín, syntese av gigantiske, globulære multivalente glykofullerener som potente hemmere i en modell av Ebola-virusinfeksjon , vol.  8, Naturkjemi ,2016( online presentasjon ) , s.  50-57
  11. "  Giant antiviral molecules  " , om Pour la science , Éditions Belin ,12. januar 2016
  12. "  Et gigantisk molekyl for å bekjempe ebola  " , La Tribune de Genève ,9. november 2015
  13. (in) G. Franc, Kakkar AK, "  Dendrimers Using Design Cul-Catalyzed alkyne-azide" Click "Chemistry  " , Chemical Communications ,2008, s.  5267-5276 ( DOI  10.1039 / b809870k )
  14. (i) G. Franc, Kakkar AK, "  Diels-Alder" Klikk "Kjemi i Designing Dendritic makromolekyler  " , Chemistry: A European Journal , vol.  15,2009, s.  5630-5639 ( DOI  10.1002 / chem.200900252 )
  15. (in) KL Killops, LM Campos, CJ Hawker, "  Robust, Effective, and Orthogonal Synthesis of Dendrimers via Thiol-Ene" Click "Chemistry  " , J. Am. Chem. Soc. , vol.  130,2008, s.  5062-5064 ( DOI  10.1021 / ja8006325 )
  16. (in) XQ Xiong, "  Effektiv syntese av dendritiske arkitekturer ved dobbeltklikk-reaksjoner  " , Australian Journal of Chemistry , vol.  62,2009, s.  1371 ( DOI  10.1071 / CH09052 )
  17. Dendritech
  18. Polymer Factory AB, Stockholm, Sverige Polymer Factory