Controlling pathways and kinetics in fueled chemical reaction networks
Contrôle des chemins et de la cinétique dans les réseaux de réaction chimique alimentés en fuel
Résumé
This thesis aims to study artificial chemical reaction networks, the ways to control them, and the factors that influence their evolution.First, we show a chemically fueled reaction cycle that reversibly ligates amines and thiols of peptide fragments, which leads to cyclic peptides, followed by the formation of nanotubes for a predetermined time. In the end, the peptide nanotubes are reverted to the original peptide fragments. Our work shows a pathway toward out-of-equilibrium transient cyclic peptides, which could be used in biomaterials or more complex reaction networks.Second, we are studying a broader reaction network of interconverting non-assembling species. We show that by employing oxidation chemistry, sulfide-functionalized Michael acceptors (MAs) can be transformed into sulfoxide- and sulfone-functionalized MAs, which recover an initial amine-MA in the process. Depending on the employed oxidant, this reaction network can proceed via three distinct pathways. We envision a wide range of applications for this novel chemistry, from protein functionalization to cargo release systems.
Cette thèse vise à étudier les réseaux de réactions chimiques artificielles, les moyens de les contrôler et les facteurs qui influencent leur évolution.Tout d'abord, nous montrons un cycle de réaction chimique qui ligature de manière réversible les amines et les thiols de fragments peptidiques, ce qui conduit à des peptides cycliques, suivis par la formation de nanotubes pendant un temps prédéterminé. À la fin, les nanotubes peptidiques sont ramenés aux fragments peptidiques d'origine. Notre travail montre une voie vers des peptides cycliques transitoires hors équilibre, qui pourraient être utiles dans les biomatériaux ou dans des réseaux de réaction plus complexes.Deuxièmement, nous étudions un réseau de réaction plus large d'espèces interconvergentes non assemblées. Nous montrons qu'en utilisant la chimie de l'oxydation, les accepteurs de Michael (AM) à fonction sulfure peuvent être transformés en AM à fonction sulfoxyde et sulfone, qui récupèrent alors une amine-AM initiale dans le processus. En fonction de l'oxydant employé, ce réseau de réaction peut se dérouler selon trois voies distinctes. Nous envisageons un large éventail d'applications pour cette nouvelle chimie, de la fonctionnalisation des protéines aux systèmes de libération des cargaisons.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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