Greffage « à partir de » Synthèse et propriétés en solution aqueuse de PDMAM-g-PBLG.

Les membranes et vésicules de copolymères sont des superstructures intéressantes. Les vésicules ont des applications potentielles dans l’encapsulation de molécules ou de substances actives. Des vésicules à l’échelle du micromètre permettraient de les véhiculer et de les relarguer de façon contrôlée. Les propriétés de structuration en solution de copolymères amphiphiles contenant un bloc non-soluble structuré en hélice-α ont été discutées dans la partie bibliographique. Les hélices-α non-solubles s’alignent parallèlement et s’agrègent. Cette agrégation peut-être limitée à deux dimensions lorsque les hélices-α sont reliées à un bloc soluble, ce dernier contraint l’association des hélices à un domaine monocouche bidimensionnel, permettant la formation de superstructures de types vésiculaires[1][2][4], de petits agrégats bidimensionnels[3] ou de larges membranes.[1][2]

Dans ce chapitre, le système étudié est un copolymère hybride greffé de type PDMAM- g-PBLG. La taille des greffons PBLG a été fixé à environ quinze monomères par greffon, afin de stabiliser leur structuration en hélice-α[12] tout en travaillant avec des greffons courts. Pour un DP inférieur à 10, le PBLG se structure majoritairement en séquence-β.[12] Le squelette utilisé est le même qu’au chapitre précédent. Il s’agit d’un copolymère de DMAM contenant quelques monomères possédant un groupe latéral aminé, APMA, permettant la synthèse de greffons PBLG par polymérisation de NCA correspondant. Ce squelette a un taux de fonctions amines de 4.7 %. Des greffons PBLG de cette taille permettent d’avoir un rapport de masse entre le PBLG et le PDMAM légèrement en faveur du PBLG (58 % en masse).

Synthèse de PDMAM-g-PBLG

La synthèse de copolymères PDMAM-g-PBLG est réalisée par la méthode de greffage « à partir », selon le même principe que pour la synthèse de PDMAM-g-PLL. Dans un premier temps, un squelette PDMAM fonctionnalisé avec une quantité déterminée de fonctions amine primaire est préparé. Dans un second temps, la polymérisation de NCA BLG est initiée à partir de ce macroinitiateur PDMAM. La polymérisation de monomère NCA BLG à partir de ce squelette est faite dans le DMF à 25°C. Dans cette synthèse, le NCA BLG a été préparé au laboratoire, à partir de l’acide α-aminé correspondant. La méthode de préparation et la polymérisation des NCA BLG sur le squelette sont détaillées dans cette partie. ralentit. En revanche, elle présente un contrôlé amélioré par rapport à la polymérisation classique de NCA (cf. Chapitre 1, sous-partie III.1.5). Ce gain de contrôle est important dans le cas de la synthèse de copolymères hybrides selon le schéma « synthèse du macroamorceur puis polymérisation de NCA à partir du macroamorceur », car il interdit le mécanisme par « monomère activé », qui conduirait à un copolymère pollué par de l’homopolypeptide (cf. Chapitre 1, sous-partie III.1.2.b).

Préparation de NCA-BLG

Contrairement aux autres synthèses présentées dans ce travail de thèse, les NCA BLG de cette étude ont été synthétisés au laboratoire à partir de l’acide α-aminé correspondant, le γ-benzyl-L-glutamate. Différentes méthodes ont été décrites pour la cyclisation d’un acide α-aminé en NCA. La méthode classique emploie un équivalent de phosgène (COCl2) par acide α-aminé à cycliser.[11] Ce composé est un gaz très toxique, il est souvent avantageusement remplacé par le triphosgène, solide cristallin facilement manipulable.[11] Une schématisation de la phosgénation d’acide α-aminé est donnée Figure 3-2. Chaque molécule de triphosgène peut théoriquement cycliser trois acides α-aminés.

Pour l’étape de cyclisation, le choix du solvant est important. Les NCA sont très sensibles à l’eau, qui est un amorceur de la polymérisation à température ambiante ou supérieure, et ce dans n’importe quel solvant organique. Lors de la cyclisation, il vaut donc Deux méthodes de cyclisation sont possibles. La première préconise d’ajouter un excès de triphosgène, afin de cycliser les sels d’acide α-aminé persistants, l’excès de triphosgène devant être retirer avec précaution lors des étapes de cristallisation/recristallisation des NCA.[9] La deuxième méthode est celle utilisée dans cette étude. Pour éviter que le triphosgène ne soit présent dans le produit final, une quantité très légèrement inférieure au rapport 3/1 (acide α-aminé/triphosgène) est utilisée lors de la cyclisation.