Thèse Synthèses de Synthons à Hautes Valeurs Ajoutées par Réactions de Diels-Alder Organocatalysées dans l'Eau - Sujet Classifié en Priorité 1 H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut National Polytechnique de Toulouse
École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse
Laboratoire de recherche : LCA - Laboratoire de Chimie Agro-industrielle
Direction de la thèse : Emeline VEDRENNE ORCID 0000000192900986
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

Lors de travaux antérieurs menés au laboratoire, nous avons mis au point de nouveaux outils catalytiques capables de répondre aux exigences actuelles en termes d'efficacité, de durabilité et de sécurité. Plus précisément, notre approche vise à éviter l'emploi de catalyseurs métalliques toxiques en privilégiant des stratégies conformes aux principes de la chimie verte. Cela se traduit notamment par la possibilité de réaliser les réactions de catalyse en milieu aqueux à température ambiante.
L'efficacité de ce concept a été démontrée à travers des réactions de Friedel-Crafts effectuées dans l'eau, en présence d'organocatalyseurs tensioactifs chiraux que nous avons développés (Figure 1, cat*, voir document PDF), intégrant un motif imidazolidinone de MacMillan.
Ce motif est largement décrit dans la littérature pour sa capacité à catalyser de nombreuses réactions énantiosélectives. Dans la continuité de ces travaux, nous souhaitons désormais étendre l'application de notre système catalytique aux réactions de Diels-Alder (Figure 2, voir document PDF).
Cette réaction est aujourd'hui largement utilisée en synthèse en raison de son excellente économie d'atomes et de sa capacité à construire des architectures moléculaires complexes en une seule étape. Sur le plan industriel, la réaction de Diels-Alder occupe une place stratégique, notamment dans la production de composés bicycliques et d'intermédiaires pour polymères. Dans ce contexte, des adduits, tels que A et B, pourraient être obtenus de manière plus sélective (meilleur ratio endo :exo et meilleure énantiosélectivité) en milieu aqueux grâce à l'organocatalyseur tensioactif cat*. Ces intermédiaires pourraient ensuite être fonctionnalisés afin d'accéder, en un nombre limité d'étapes, à des composés de type C. Ces cibles présentent un intérêt particulier en raison de leurs propriétés biologiques variées, notamment des activités anticancéreuses, antidépressives ou encore antagonistes de la dopamine.
L'organisation des milieux micellaires pourra être étudiée pour évaluer les paramètres physico-chimiques clés (tailles des micelles et potentiel zêta notamment) qui influencent les performances de la réaction (rendement, sélectivité ...). Enfin, les conditions de recyclage de l'organocatalyseur seront déterminées et son activité sera étudiée sur plusieurs cycles.

À plus long terme, les adduits A et B pourraient également être envisagés comme monomères chiraux dans des réactions de polymérisation par ouverture de cycle via métathèse.

Ce projet vise à développer de nouvelles méthodes de synthèse asymétrique permettant l'accès à des composés biologiquement actifs, à haute valeur ajoutée, et destinés à des secteurs industriels clés comme la pharmacie, la cosmétique et l'agrochimie.
Dans ce cadre, l'objectif est le développement de nouveaux outils catalytiques, capables de répondre aux contraintes actuelles en matière d'efficacité, de durabilité et de sécurité
Plus précisément, l'utilisation de catalyseurs métalliques toxiques sera évitée, tout en privilégiant des approches conformes aux principes de la chimie verte, tant dans le choix des conditions opératoires que des solvants puisque les réactions seront catalysées dans l'eau.

Le candidat idéal aura :
- une expertise en chimie organique (synthèse et caractérisation)
- une forte motivation pour le travail expérimental, la résolution de problèmes

• Chimie