La présente invention concerne une nouvelle famille de complexes mono, bis ou tris (2,2' - bipyridine substituée) d'un métal choisi parmi le fer, le ruthénium, l'osmium ou le vanadium, la bipyridine étant substituée par au moins un groupe donneur d'électrons. Cette invention concerne également les procédés de préparation de ces complexes.

La détermination de la concentration de certains composants et notamment du glucose dans les liquides biologiques a été considéra¬ blement améliorée par l'emploi de capteurs ampérométriques utilisant une électrode revêtue d'un médiateur et d'une enzyme spécifique dudit composant, par exemple la glucose oxydase pour la détection du glucose. Ces capteurs permettent en effet de mesurer le transfert d'électrons intervenant entre l'enzyme et l'électrode, par l'inter¬ médiaire du médiateur, ce transfert d'électrons étant proportionnel à la quantité de composant se trouvant dans l'échantillon de liquide biologique â tester.

La qualité de ces capteurs, c'est-à-dire leur précision, la reproductibilité des résultats donnés par plusieurs capteurs d'une même série, leur fiabilité et la rapidité de leur temps de réponse dépend largement du médiateur utilisé.

On connaissait jusqu'à présent, par exemple d'après le brevet US 4 545 382 de la société Genetics International, des médiateurs tels que le polyviologène, le chloranile, le fluoranile ou le ferrocène.

Toutefois ces médiateurs présentent un certain nombre d'inconvé¬ nients.

Ils ne transfèrent pas suffisamment rapidement les électrons entre l'enzyme et l'électrode et de ce fait le temps de réponse du capteur est assez long. De plus, certains de ces médiateurs comme le ferrocène sont assez volatils ou instables particulièrement lorsqu'ils sont exposés à la lumière et les capteurs doivent être conservés sous des conditions assez strictes de lumière et de température. En outre, certains médiateurs notamment le ferrocène,

se déc ^o mposent dans l'eau par hydrolyse ce qui est gênant lorsque les caj-.eurs sont utilisés dans le sang.

Enfin, l'oxygène entre en compétition avec certains de ces médiateurs et les résultats des mesures de la concentration en glucose varient suivant la quantité d'oxygène présente dans le sang. Ceci peut être gênant suivant que l'on travaille sur du sang veineux ou du sang artériel .

En conséquence, il était souhaitable de chercher, et de préparer des médiateurs rapides, stables et n'ayant pas de problèmes d'inter¬ férence avec l'oxygène.

Cette recherche de médiateurs â conduit â la préparation d'une nouvelle famille de complexes mono, bis ou tris (2,2' - bipyridine substituée) d'un métal choisi parmi le fer, le ruthénium, l'osmium ou le vanadium, la bipyridine étant substituée par au moins un groupe donneur d'électrons.

Cette nouvelle famille de complexes présente un intérêt non seulement du point de vue théorique, mais surtout en raison de ces bonnes propriétés de médiateur et des nombreuses autres applications pratiques qu'elle pourrait avoir.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de la famille de complexes et de plusieurs modes de réali¬ sation des procédés de préparation de ces complexes.

La nouvelle famille de complexes mono, bis ou tris (2,2' - bipyridine substituée) d'un métal M, présente la formule générale (I) suivante :

dans laquelle M est choisi parmi le fer, l'osmium, le ruthénium ou le vanadium.

L représente une bipyridine substituée par au moins un groupe donneur d'électrons, conférant au complexe les propriétés d'oxydo- réduction souhaitées pour un médiateur. Ce groupe donneur d'élec¬ trons est de préférence choisi parmi un groupe OH, un groupe alkoxy,

un groupe aryloxy ou un groupe aminé primaire, secondaire ou ter¬ tiaire.

L,, L ₂ , L,, L. sont des ligands formant un complexe de coordi¬ nation avec le fer, l'osmium, le ruthénium ou le vanadium.

On notera également que dans ces complexes, le ligand L repré¬ sente de préférence, une bipyridine bisubstituée en position 4,4' et plus particulièrement la 4,4'- dihydroxy - 2,2' - bipyridine, la 4,4' - di éthoxy - 2,2' - bipyridine, ou la 4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine connue également sous le nom de 4,4' - bis (N,N - diéthylamino) - 2,2' - bipyridine, les complexes présentant alors les formules générales suivantes, référencées (II), (III) et (IV) respectivement :

(IV)

Les ligands L,, L , , et L _* sont des ligands mono, bi, tri ou tétradentés et peuvent se combiner de la façon suivante : soit L,, L ₂ , L ₃ et L, représentent chacun un ligand mono¬ denté et sont totalement ou partiellement identiques entre eux ou différents les uns des autres, soit L. et L„ forment ensemble un ligand bidenté et L ₃ et L. sont identiques ou différents et représentent chacun un ligand monodentê, soit L. et L ₂ d'une part et L, et L _* d'autre part forment respectivement un ligand bidenté, soit L. représente un ligand monodenté et L ₂ , L, et L. forment ensemble un l gand tridenté, soit L,, L ₂ , L, à L, forment ensemble un ligand tëtradenté. Parmi les ligands monodentés que l'on peut utiliser, on citera : CN ^" , Cl ^" , Br ^" , I ^" , SCN~, H ₂ 0, NH,, la triphénylphosphine, les trialkylphosphines, les aminés primaires, secondaires ou tertaires, la pyridine ou les pyridines substituées par Cl, NH ₂ , N0 ₂ ou par un groupe alkyle.

Parmi les ligands bidentés que l'on peut utiliser, on citera : Vëthylène diamine, le 1,2 - bis (2 - pyridyl) éthane, l'acide oxalique 0-C0-C0-0 ^" , Tacétylacétone CH ₃ -C0-CH ₂ -C0-CH ₃ , la glycine NH ₂ -CH ₂ -C00 ^" , et de préférence, les bipyridines et les phênanthro- lines bisubstituées par un groupe R, et un groupe R ₂ , R _n et R ₂ pouvant être identiques ou différents et représentant chacun l'hy¬ drogène, N0 ₂ , Cl, un groupe alkyle, un groupe aryle, un groupe OH, un groupe alkoxy, un groupe aryloxy ou un groupe a iné primaire, secondaire ou tertiaire.

Parmi les ligands tridentës, on utilisera de préférence la terpyπ ^' dine de formule générale (V)

(V)

dans laquelle R ₃ représente l'hydrogène ou un groupe alkyle.

Parmi les ligands tétradentés, on utilisera de préférence - le triéthylêne tétraamine :

schématisé ci-dessus en coordination avec le métal M, et - l'acide éthylène diamine diacétique:

schématisé également en coordination avec le métal M.

Lorsque L, et L ₂ d'une part et L ₃ et L. d'autre part forment respectivement un ligand bidenté et que ces deux ligands bidentés sont identiques au ligand L, on obtient un complexe tris (ligand L) d'un métal M choisi parmi le fer, le ruthénium, l'osmium ou le vana¬ dium.

Les complexes tris (ligand L) préférés de la présente invention sont : les complexes tris (4,4' - dihydroxy - 2,2'- bipyridine) du métal M, et les complexes tris (4,4' - dimëthoxy - 2,2' - bipyridine) du métal M, et les complexes tris (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2'- bipyridine) du métal M.

Lorsque L, et L ₂ forment ensemble un premier ligand bidenté et que L ₃ et L. forment ensemble un second ligand bidenté et que de plus seul le premier ligand bidenté est identique au ligand L, on obtient un complexe bis (ligand L) du métal M, M étant tel que défini ci-dessus.

Les complexes bis (ligand L) préférés de la présente invention sont :

les complexes bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (4 - alkyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - dialkyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,7 - dihydroxy - 1,10 phénanthroline) du métal M, les complexes bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) mono (2,2' - bipyridine) d'un métal M, les complexes bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) mono (4 - alkyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - dialkyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,7 - dihydroxy - 1, 10 - phénanthroline) du métal M, les complexes bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) mono (2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - bis (N,N' - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) mono (4 - alkyl - 2,2' - bipyridine) du métal M,

les complexes bis (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) mono (4,4* - dialkyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes bis (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) mono (4,7 - dihydroxy - 1, 10 - phénanthroline) du métal M.

Lorsque L, et L ₂ forment ensemble un premier ligand bidenté et que L ₃ et L, forment ensemble un second ligand bidenté et que de plus ce premier et ce second ligand sont différents du ligand L, on obtient un complexe mono (ligand L) d'un métal M choisi parmi le fer, le ruthénium, l'osmium ou le vanadium.

Lorsque ce premier ligant (L,, L ₂ ) et ce second ligand (L ₃ , L ₄ ) sont identiques, les complexes mono (ligand L) préférés de la présente invention, sont les suivants : les complexes mono (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) bis (4,4* - diméthyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes mono (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) bis (2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes mono (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) bis (4 - alkyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes mono (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine), bis (4,7 - dihydroxy - 1,10 - phénanthroline) du métal M, les complexes mono (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) bis (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes mono (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) bis (2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes mono (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) bis (4 - alkyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes mono (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) bis (4,7 - dihydroxy - 1, 10 - phénanthroline) du métal M, les complexes mono (4,4* - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) bis (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes mono (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) bis (2,2' - bipyridine) du métal M, les complexes mono (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) bis (4 - alkyl - 2,2' - bipyridine) du métal M,

les complexes mono (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) bis (4,7 - dihydroxy - 1,10 - phénanthroline) du métal M,

Lorsque ledit premier ligand (L«, L ₂ ) et ledit second ligand (L-, L.) sont différents, les complexes mono (ligand L) préférés sont les suivants : les complexes mono (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - diméthyl - 2,2' bipyridine) du métal M.

La présente invention fournit aussi des procédés de préparation des complexes décrits précédemment.

L'invention concerne notamment un procédé de préparation d'un complexe tris (ligand L) d'un métal M choisi parmi le fer, le ruthénium, l'osmium ou le vanadium. Le ligand L est un ligand bidenté choisi parmi la 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine, la 4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine ou la 4,4' - bis (N,N - éthy¬ lamino) - 2,2' - bipyridine.

De manière générale, ce procédé consiste à : faire réagir un sel soluble du métal M avec une quantité sensiblement stoechiométrique d'un ligand A en présence de solvants appropriés pour dissoudre ce ligand, puis à, faire refluer cette solution sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température voisine de la tempé¬ rature d'ëbull tion de ces solvants.

Le ligand A est dans la plupart des cas identique au ligand L ou en est suffisamment proche pour se transformer en ce ligand L, au cours de la réaction. Le ligand A peut, par exemple, être de même nature que le ligand L, mais être substitué différemment. Ceci est le cas dans l'exemple 1, ou l'on part d'une bipyridine bisubstituée par deux groupes méthoxy pour aboutir à une bipyridine bisubstituée par deux groupes hydroxy. Dans l'exemple 1, ainsi que dans les exemples 5 et 11 décrits ci-après, on utilise la 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine pour otenir des complexes avec la 4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine, car cette dernière n'est pas disponible commer¬ cialement, compte tenu des difficultés et des coûts de fabrication.

La nature du sel soluble du métal M varie en fonction de ce dernier. Suivant que le métal M est du fer, du ruthénium, de l'osmium ou du vanadium, les sels solubles sont respectivement du FeCl ₂ , du K ₂ 0sCl ₆ , du RuCl, ou du VC .

L'invention concerne premièrement un procédé de préparation d'un complexe tris (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) d'un métal M choisi parmi le fer, le ruthénium, l'osmium ou le vanadium.

De manière générale, ce procédé consiste à : faire réagir un sel soluble du métal M, M étant tel que défini ci-dessus, avec une quantité sensiblement stoechiométrique de 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine, en présence d'éthylène glycol, puis à, faire refluer cette solution sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 190 et 200°C, de préférence à 195°C.

Les sels solubles du métal M sont identiques à ceux qui ont été décrits précédemment.

Le choix du solvant utilisé (éthylène glycol) permet de travail¬ ler â des températures élevées (190 à 200°C environ) et de rompre uniquement la liaison entre 0CH ₃ et la bipyridine, sans que d'autres modifications chimiques n'interviennent.

Une fois que la liaison 0CH ₃ est rompue, les groupes OH peuvent ensuite se former pour aboutir à un complexe tris (4,4' - dihydroxy

- 2,2' - bipyridine) du métal M.

Un exemple précis d'obtention de l'un de ces complexes est donné ci-après.

Exemple 1

Préparation du complexe tris (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) d'osmium.

On dissout 0,100 g (0,21 mmol) de K ₂ 0sCl ₆ dans 10 ml d'éthylène glycol et on y ajoute 0,144 g (0,67 mmol) de 4,4' - diméthoxy - 2,2'

- bipyridine. Puis on laisse cette solution refluer pendant au moins 24 heures sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 190 et 200°C environ, de préfé-

rence à 195°C. Une couleur brune apparaît. Après avoir laissé refroidir la solution à température ambiante, on la concentre à la moitié de son volume d'origine. On précipite le produit sous forme de trifluoromëthansulfonate par addition d'acide trifluorométhansul- fonique dans la solution d'éthylène glycol.

On filtre le complexe obtenu, on le lave avec un mélange (1:10 vol/vol) d'acétone et diéthyléther puis on le sèche sous vide élevé.

On obtient un complexe tris (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyri¬ dine) d'osmium, présentant les propriétés physico-chimiques sui¬ vantes :

Analyse élémentaire

Formule : C ₃₂ H ₂₄ Ng0 ₁₂ Fg0sS ₂ (1,55 H, _> 0) (mesures faites avec le trif1uorométhansulfonate)

calculé trouvé

35,75 % 3,02 % 7,10 % 2,58 %

Potentiel d'oxydo-réduction E° (potentiel normal)

Lorsque l'on dissout le complexe dans un solvant organique tel Tacétonitrile en présence de LiCl. 0,2 M , et que Ton effectue une mesure potentiodynamique avec une électrode en carbone vitreux, on obtient E° = + 280 mV (par rapport à une électrode de référence au calorne! SCE),

Dans un solvant aqueux : PBS (solution de tampon phosphate : NaCl lOOmM, NaH ₂ P0 ₄ lOmM, ajusté d'abord à pH 7,4, puis à pHl et à pH13 ) avec une électrode en carbone, on obtient :

- pH = 1 E° = + 150 V (SCE)

- pH = 13 E° = - IV (SCE)

RMN

L'échantillon dissous dans CD ₂ C1 ₂ ne présente aucun pic 0CH ₃ à 4,1 ppm, ce qui indique Thydrolyse complète de ces groupes pour former des groupes OH. On observe des pics de protons aromatiques entre 6,8 ppm et 8 ppm, par rapport à un standard de tétra éthyl- silane.

Données du spectre d'absorption des ondes UV et visibles

longueur d'onde coefficient d'extinction

-1 -1 λ max (nm) ε(M cm )

239 13850

269 13300

300 12600

357 11500

385 10858

474 7430

512 6240

654 1475

712 1156

Lorsque le ligand L est la 4,4' - diméthoxy - 2,2' - biypridine, le procédé de préparation du complexe tris (ligand L) de métal M consistera à : faire réagir un sel soluble du métal M avec une quantité sensiblement stoechiométrique de 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyri¬ dine en présence de méthanol , de DMF (diméthylfor amide) et/ou d'eau, puis à, faire refluer cette solution sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 70 et 80°C environ.

Le choix des solvants utilisés (méthanol, DMF et/ou eau) est important car il permet contrairement à l'exemple 1 de travailler à des températures relativement basses (environ 70 â 80°C) et d'éviter ainsi la rupture de la liaison entre le groupe 0CH ₃ et la bipyri-

dine. De plus, ces solvants permettent de réduire le métal M d'un état d'oxydation + 3 à un état + 2 pour le ruthénium, d'un état + 4 à un état + 2 pour l'osmium et d'un état + 3 à un état + 2 pour le vanadium. Le fer ne change pas d'état d'oxydation, il est déjà dans l'état d'oxydation + 2. Toutefois, on notera que pour le vanadium, il est nécessaire d'utiliser des réactifs supplémentaires pour atteindre l'état d'oxydation 0 désiré.

Un exemple précis d'obtention de l'un de ces complexes est donné ci-après.

Exemple 2

Préparation d'un complexe tris (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridi¬ ne) d'osmium.

On dissout 0,100 g (0,21 mmol) de I OsClg dans un mélange de 5 ml d'eau, 5 ml de méthanol et 5 ml de DMF. On ajoute à cette solu¬ tion 0,144 g (0,67 mmol) de 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine et Ton fait refluer l'ensemble pendant au moins 60 heures sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et â une température comprise entre 70 et 80°C environ.

Une couleur brune apparaît. Après refroidissement à température ambiante, on filtre la solution et on élimine complètement le solvant par ëvaporation rotative. On ajoute alors une quantité minimum d'éthanol pour dissoudre le produit et Ton filtre ensuite la solution pour éliminer le KC1 insoluble. On fait ensuite précipi¬ ter le produit sous forme de trifluoro éthansulfonate par addition d'acide trifluoromêthansulfonique dilué. On filtre alors le comple¬ xe, puis on le lave avec un mélange 1:10 vol/vol d'acétone et de diëthylëther, et enfin on le sèche sous vide élevé.

On obtient un complexe tris (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyri¬ dine) d'osmium présentant les propriétés physico-chimiques suivan¬ tes :

Analyse élémentaire

Formule : ^C 3gH ₃ g g0, ₂ Fg0sS ₂ (1,11 H ₂ 0) (mesure faite avec le trifluorométhansulfonate)

calculé trouvé

39,13 % 3,27 % 7,41 % 1,73 %

Potentiel d'oxydo-réduction E° (potentiel normal)

Lorsque Ton dissout le complexe dans un solvant organique tel Tacétonitrile, en présence de LiClO. 0,2 M , et que Ton effectue une mesure potentiodynamique avec une électrode en carbone vitreux, on obtient E° = + 325 mV, par rapport à une électrode de référence au calomel (SCE).

Dans un solvant aqueux PBS (solution de tampon phosphate : NaCl lOOmM, NaH ₂ P0 ₄ 10 M, ajusté à pH 7,4), avec une électrode en carbone, on obtient E° = + 225 mV.

RMN

L'échantillon dissous dans CD Cl ₂ présente un pic OCH, à 4,1 ppm et des pics de protons aromatiques entre 6,8 ppm et 8,0 ppm, par rapport à un standard de tétraméthylsilane.

Données du spectre d'absorption des ondes UV et visibles

longueur d'onde ' coefficient d'extinction

228 80800

271 70800

333 22236

385 16012

397 15296

470 12564

510 11404

630 4820

696 4012

Le procédé de préparation général d'un complexe tris (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) d'un métal M, choisi parmi le fer, le ruthénium, l'osmium ou le vanadium va maintenant être décrit.

Ce procédé consiste à : faire réagir un sel soluble du métal M avec une quantité sensiblement stoechiomëtrique de 4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine, en présence d'éthylène glycol, puis à, faire refluer cette solution sous une atmosphère d'azote, â la pression atmosphérique et à une température comprise entre 190 et 200°C environ, de préférence à 195°C.

Le sel soluble de métal M est identique à ceux décrits précédem¬ ment.

Un exemple précis d'obtention de Tun de ces complexes est donné ci-après.

Exemple 3

Préparation d'un complexe tris (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) d'osmium.

On dissout 0,100 g (0,21 mmol) de K ₂ 0sCl ₆ dans 10 ml d'éthylène

glycol et on y ajoute 0,193 g (0,64 mmol) de 4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine. On laisse refluer cette solution pendant au moins 10 heures, sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et â une température comprise entre 190 et 200°C environ, de préférence â 195°C. Après avoir laissé refroidir la solution à température ambiante, on la filtre et on concentre le solvant à la moitié de son volume d'origine. On précipite le produit sous forme de trifluorométhansulfonate par addition d'acide trifluo- rométhansulfonique.

On filtre le complexe obtenu, on le lave avec un mélange (1:10 vol/vol) d'acétone et de diéthyléther et on le sèche sous vide élevé.

La présente invention concerne également la préparation de complexe bis (ligand L) mono (ligand B) d'un métal M choisi parmi le fer, l'osmium, le ruthénium ou le vanadium, le ligand L étant choisi parmi la 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine, la 4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine ou la 4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) et le ligand B étant un ligand bidenté tels que ceux cités au début de la description.

La préparation de ce complexe nécessite l'emploi d'un complexe bis (ligand L) Cl,, dudit métal M.

Un mode de réalisation de ce complexe (bis ligand L) Cl _? dudit métal M va maintenant être décrit. Toutefois, il est bien évident que le complexe bis (ligand L) Cl ₂ du métal M utilisé dans la prépa¬ ration du complexe bis (ligand L) mono (ligand B) du métal K, ne nécessite pas obligatoirement d'être préparé comme décrit ici.

La préparation du complexe bis (ligand L) Cl ₂ d'un métal M choisi par le fer, l'osmium, le ruthénium ou le vanadium, le ligand L étant choisi parmi la 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine ou la 4,4' - dihydroxy - 2,2" - bipyridine, consiste de manière générale â : faire réagir un sel soluble du métal M, (M étant tel que défini ci-dessus), avec une quantité sensiblement stoechiométrique de 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine en présence d'un mélange de solvants appropriés, notamment par exemple, Teau et le méthanol dans le cas du premier ligand L et Téthylène glycol dans le deu¬ xième cas, puis à,

faire refluer cette solution sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et par exemple, à une température comprise entre 70 et 80°C si Ton utilise Teau et le méthanol ou à une température comprise entre 190 et 200°C si Ton utilise Téthylène glycol.

La préparation de ce même complexe lorsque le ligand L est la 4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine consiste de manière générale à : faire réagir un sel soluble du métal M, M étant tel que défini ci-dessus, avec une quantité sensiblement stoechiométrique de 4,4' - bis (N, N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine en présence de DMF, puis à faire refluer cette solution sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 150 et 155°C.

Dans ces deux cas, les sels solubles de métal M sont tels que décrits précédemment.

Trois exemples de préparation plus précis sont donnés ci-après.

Exemple 4

Préparation d'un complexe bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) Clri d'o ^; smium.

On dissout 0,100 g (0,21 mmol) de K ₂ 0sCl _g dans un mélange de 5 ml d'eau et 5 ml de méthanol et on ajoute â la solution 0,90 g (0,42 mmol) de 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine. On laisse refluer la solution pendant au moins 2 heures, sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 70 et 80°C. Une couleur violet foncé apparaît. On laisse refroidir la solution à température ambiante et on élimine complètement le solvant par évaporation rotative. On ajoute alors 10 ml d'eau. Ensuite, on isole le complexe bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyri¬ dine) Cl ₂ d'osmium par filtration, on le lave avec de Teau puis avec un mélange d'acétone et de diéthyléther (1:6 vol/vol) pour éliminer les traces de ligand qui n'ont pas réagi. Enfin, on sèche ce complexe sous vide élevé.

Les résultats de l'analyse élémentaire de ce produit sont donnés ci-après.

Analyse élémentaire

Formule C ₂₄ H ₂₄ N ₄ 0 ₄ 0sCl ₂

calculé trouvé

Préparation d'un complexe bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) Cl d'osmium.

On dissout 0,100 g (0,21 mmol) de I OsClg dans un mélange de 2 ml d'eau et de 10 ml d'éthylène glycol et on ajoute à la solution 0,090 g (0,42 mmol) de 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine. On laisse refluer la solution pendant au moins 16 heures sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 190 et 200°C, de préférence 195°C. Une couleur violet foncé apparaît. On refroidit la solution à température ambiante puis on la concentre par évaporation rotative. On précipite le produit obtenu par addition d'acétone. On isole le précipité par filtratior., on le lave avec de l 'acétone et de l 'éther puis on le sèche sous vide élevé.

Le complexe bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) C d'os¬ mium ainsi obtenu se présente sous forme de cristaux bleus. Le rendement est de 80 à 90 %.

Dans ces deux exemples 4 et 5 le choix des solvants et des températures de réaction a été dicté par les mêmes raisons que celles évoquées précédemment.

Exemple 6

Préparation d'un complexe bis (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) Cl ₂ d'osmium.

On dissout 0,100 g (0,21 mmol) de K ₂ 0sClg dans 10ml de DMF et on ajoute à la solution 0,125 g (0,42 mmol) de 4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine.

On laisse refluer la solution pendant au moins 4 heures sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 150 et 155°C. On laisse refroidir la solution à température ambiante et on élimine complètement le solvant par évaporation rotative. On y ajoute 10ml d'eau froide et on isole le complexe bis (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) Cl ₂ d'osmium (qui est difficilement soluble) par filtration. Puis on lave ce complexe avec de Teau froide puis avec un mélange (1:6 vol/vol) d'acétone et de diéthyléther pour éliminer les traces de ligand qui n'ont pas réagi, puis on le sèche sous vide élevé.

On va maintenant décrire la préparation du complexe bis (ligand L) mono (ligand B) d'un métal M, évoqué précédemment.

Ce procédé consiste à : faire réagir un complexe bis (ligand L) Cl ₂ dudit métal M, avec une quantité sensiblement stoechiométrique de ligand B, en présence de solvants appropriés pour dissoudre ce complexe et le ligand B, puis à, faire refluer la solution sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température voisine de la tempéra¬ ture d'ébullition de ces solvants.

Toutefois, on notera comme précédemment qui si le ligand B est la 4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine on fera de préférence réagir le complexe chloré avec la 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine, puisque celle-ci est plus facilement disponible sur le marché.

Trois exemples de réalisation plus précis vont maintenant être décrits.

Exempl e 7

Préparation d'un complexe bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) d'osmium.

On fait réagir 0,05 g (0,07 mmol) d'un complexe bis (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine) Cl ₂ d'osmium avec 0,017 g (0,09 mmol) de 4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine en présence d'un mélange de 10 ml de DMF (diméthylforma ide) , 10 ml d'eau et 10 ml de méthanol. On fait refluer pendant au moins 40 heures sous une atmosphère d'azote à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 70 et 80°C. Ensuite, on laisse refroidir le mélange réaction- nel à température ambiante, on le filtre et on élimine complètement le solvant par évaporation rotative. On dissout alors le produit dans un minimum d'éthanol et on le précipite sous forme de trifluo- rométhansulfonate par addition d'acide trîfluorométhansulfonique. Enfin, on filtre le précipité, on le lave avec un mélange d'acétone et de diéthyléther (1:6 vol/vol) puis on le sèche sous vide élevé.

Ce complexe présente les propriétés physico-chimiques suivan¬ tes :

Analyse élémentaire

Formule ^C 38 ^H 36 ^N 6^10' ^: 6^ ^sS 2 (°»^ ^0H 2^^ (mesures faites avec le trifluorométhansulfonate)

calculé trouvé

Potentiel d'oxydo-rëduction E°(potentiel normal)

Lorsque Ton dissout le complexe dans un solvant organique tel que Tacétonitrile en présence de LiC10 ₄ 0,2 M et que Ton effectue une mesure potentiodynamique avec une électrode en carbone vitreux : on obtient E° = + 450 mV (référence : électrode au calomel SCE). Dans un tampon phosphate PBS (NaCl lOOmM, aH ₂ 0 ₄ 10 mM, ajusté à pH 7,4), avec une électrode en carbone vitreux, on obtient E° = + 340 mV (référence : électrode au calomel SCE).

RMN

L'échantillon dissous dans du CD ₂ C1 ₂ donne un pic pour 0CH ₃ à 4,1 ppm et un pic pour CH, à 2,65 ppm, ainsi que des pics de protons aromatiques entre 6,8 ppm et 8,0 ppm, par rapport à un standard de tétramëthylsilane.

Données du spectre d'absorption des ondes UV et visibles

longueur d'onde coefficient d'extinction λ max (nm) ε(M ^" cm ^" )

216 108000

290 62000

336 15520

378 14580

462 13528

494 13376

628 6920

674 6540

Exemple 8

Préparation d'un complexe bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) d'osmium.

On fait réagir 0,05 g (0,07 mmol) de complexe bis (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine) Cl ₂ d'osmium avec 0,017 g (0,09 mmol) de 4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine dans 10 ml d'éthylène glycol, puis on fait refluer l'ensemble pendant au moins 4 heures sous une atmosphère d'azote à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 190 et 200°C, de préférence à 195°C. Une couleur brune apparaît. Le mélange réactionnel est refroidi à température ambiante puis le solvant est concentré à la moitié de son volume d'origine. On fait précipiter le produit obtenu sous forme de trifluorométhansulfonate par addition d'acide trifluoromêthansul- fonique dilué à la solution d'éthylène glycol. Le complexe bis (4,4'

- dihydroxy - 2,2' - bipyridine) mono (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) d'osmium obtenu est filtré, lavé avec un mélange d'acé¬ tone et de diéthyléther (1:10 vol/vol) et séché sous vide élevé.

Exemple 9

Préparation d'un complexe bis (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2'

- bipyridine) mono (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) d'osmium.

On fait réagir 0,05 g (0,058 mmol) de complexe bis (4,4' - bis (N, N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) Cl ₂ d'osmium avec 0,014 g (0,07 mmol) de 4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine dans 10 ml d'éthylène glycol, puis on fait refluer cette solution pendant au moins 6 heures sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphé¬ rique et à une température comprise entre 190 et 200°C, de préféren¬ ce à 195°C. On refroidit le mélange réactionnel à température ambiante, puis on le filtre et on concentre le solvant à la moitié de son volume d'origine. On fait précipiter le produit obtenu sous forme de trifluorométhansulfonate par addition d'acide trifluoromé- thansulfonique. Le précipité est filtré, lavé avec un mélange (1:6 vol/vol) d'acétone et de diéthyléther puis séché sous vide élevé.

Les procédés de préparation qui viennent d'être décrits dans les exemples 7, 8 et 9 pour l'osmium peuvent être généralisés au fer, au ruthénium et au vanadium.

Enfin, l'invention concerne un procédé de préparation d'un complexe mono (ligand L) bis (ligand B) d'un métal M choisi parmi le fer, l'osmium, le ruthénium ou le vanadium. Le ligand L est choisi comme précédemment parmi la 4,4' - diméthoxy - 2,2* - bipyridine, la 4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyridine ou la 4,4' - bis (N,N - éthyla¬ mino) - 2,2' - bipyridine et le ligand B est un des ligands bidentés cités au début de la description.

D'une manière générale, ce procédé consiste à : faire réagir un complexe bis (ligand B) Cl ₂ dudit métal M avec un ligand A en présence de solvants appropriés pour dissoudre ce complexe et le ligand A, le ligand A étant choisi de façon à se transformer en ligand L au cours de la réaction, faire refluer cette solution sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et â une température voisine de la tempé¬ rature d'ëbullîtion desdîts solvants.

Comme on Ta vu précédemment, le ligand A est généralement identique au ligand L ou est de même nature que celui-ci avec des substitutions différentes. L'exemple 11 illustre ce dernier cas, par exemple.

Trois exemples de réalisation plus précis sont donnés ci-après.

Exemple 10

Préparation d'un complexe mono (4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyri¬ dine) bis (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) d'osmium.

On fait réagir 0,05 g (0,08 mmol) d'un complexe bis (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) Cl ₂ d'osmium dont la préparation est connue en soi avec 0,022 g (1,0 mmol) de 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine dans un mélange de 10 ml de DMF (diméthylformamide), 10 ml d'eau et 10 ml de méthanol. On fait refluer la solution pendant au moins 40 heures sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 70 et 80°C. Le

mélange réactionnel est refroidi à température ambiante, filtré et le solvant est complètement éliminé par évaporation rotative.

Le produit est dissous dans un minimum d'éthanol, puis précipité sous forme de trifluorométhansulfonate par addition d'acide trifluo- rométhansulfonique. Le complexe obtenu sous forme d'un précipité est filtré avec un mélange d'acétone et de diéthyléther (1:6 vol/vol), puis séché sous vide élevé.

Ce complexe présente les propriétés physico-chimiques suivan¬ tes :

Potentiel d'oxydo-réduction E° (potentiel normal)

Lorsque Ton dissout le complexe dans un solvant organique tel que Tacétonitrile en présence d'un sel de LiC10 ₄ 0,2 M et que Ton effectue une mesure potentiodynamique avec une électrode en carbone vitreux, on obtient E° ≈ + 500 mV (électrode de référence au calomel SCE).

Dans un tampon phosphate PBS (NaCl lOOmM, NaH ₂ P0 ₄ lOmM, ajusté à pH 7,4) avec une électrode en carbone vitreux, on obtient E° = + 390 mV (électrode de référence au calomel SCE).

Données du spectre d'absorption des ondes UV et visibles

longueur d'onde coefficient d'extinction λ max (nm) ε(M ^" cm ^" )

222 70248

290 61806

340 13919

380 13884

452 12113

498 12119

624 4763

684 4061

Exemple 11

Préparation d'un complexe mono (4,4' - dihydroxy - 2,2' - bipyri¬ dine) bis (4,4* - diméthyl - 2,2' - bipyridine) d'osmium.

Le procédé est semblable à celui décrit dans l'exemple 10, sauf que Ton fait réagir 0,05 g (0,08 mmol) de complexe bis (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) Cl ₂ d'osmium avec 0,0195 g (0,09 mmol) de 4,4' - diméthoxy - 2,2' - bipyridine dans 10 ml d'éthylène glycol et que Ton fait refluer sous une atmosphère d'azote pendant au moins 16 heures, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 190 et 200°C, de préférence à 195°C.

Exemple 12

Préparation d'un complexe mono (4,4' - bis (N,N - éthylamino) - 2,2' - bipyridine) bis (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) d'osmium.

On fait réagir 0,05 g (0,08 mmol) d'un complexe bis (4,4' - diméthyl - 2,2' - bipyridine) Cl ₂ d'osmium dont la préparation connue en soi, avec 0,026 g (0,08 mmol) de 4,4' - bis (N,N - éthy¬ lamino) - 2,2' - bipyridine dans 10 ml d'éthylène glycol. On fait refluer la solution pendant au moins 6 heures sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et â une température comprise entre 190 et 200°C, de préférence à 195°C. Le mélange réactionnel est refroidi à température ambiante, filtré et le solvant est concentré à la moitié de son volume d'origine. On fait précipiter le produit sous forme de trifluorométhansulfonate par addition d'acide trifluoromëthansulfonique dilué. Le précipité obtenu est filtré, lavé avec un mélange (1:6 vol/vol) d'acétone et de diéthyléther, puis séché sous vide élevé.

Ce qui vient d'être décrit dans les exemples 10, 11 et 12 pour Tosmium peut être généralisé au fer, au ruthénium et au vanadium.

Dans les exemples 1 à 3 et 7 à 12, on isole le produit final par addition d'acide trifluoromëthansulfonique. Toutefois, il est bien évident que Ton pourrait obtenir d'autres sels en choisissant des réactifs appropriés. Ainsi, on pourrait obtenir des hexafluorophos-

phates par addition d'hexafluorophosphate de potassium. Dans le cas de l'osmium et de l'emploi de KpOsClg comme produit de départ, on pourrait obtenir des chlorures par addition de diéthyléther.

Exemple 13

Préparation d'un complexe tris (4,4'-diamino-2,2'bipyridine) de ruthénium).

On dissout 0,1g (0,38 mmol) de 4,4'-diamino-2,2'-bipyridine. On laisse refluer cette solution pendant au moins 4 heures, sous une atmosphère d'azote, à la pression atmosphérique et à une température comprise entre 190 et 200°C, de préférence à 195°C. Après refroidis¬ sement à température ambiante, on ajoute 5 ml d'acétone et 20 ml de diéthyléther. L'éther est ensuite séparé et enlevé. On a â nouveau ajouté 20 ml d'éther et répété ce processus jusqu'au point où le complexe est précipité. On isole ce complexe par filtration, on le lave avec de l'éther et on le sèche sous vide élevé.

Potentiel d'oxydo-réduction E°(potentie1 normal)

Lorsque Ton dissout le complexe dans un solvant organique tel que Tacétonitrile en présence de LiC10 ₄ (0,2 M) et que Ton effec¬ tue une mesure potentiodynamique avec une électrode en carbone vitreux : on obtient E° = + 450 mV (référence : électrode au calomel (SCE)). Dans un tampon phosphate PBS (NaCl 100 mM, NaH P0 ₄ 10 mM, ajusté â pH 7,4), avec une électrode en carbon vitreux : on obtient E° = + 170 V (référence : électrode au calomel (SCE)).

Données du spectre d'absorption des ondes UV et visibles

coefficient d'extinction ε(M ^"1 cm ^"1 )

17655

11988

8064 9444

Exemple 14-

Préparation d'un complexe tris (4,4'-diamino-2,2'-bipyridine) de fer.

On dissout 0,1 g (0,50 mmol) de FeCl ₂ -4H ₂ 0 dans 10 ml d'eau. Cette solution est ajoutée, goutte à goutte, â une solution d'étha¬ nol à ébulition (10 ml) qui contient 0,29 g (1,55 mmol) de 4,4'- diamîno-2,2'-bîpyridîne. Une couleur pourpre apparaît. Après refroi¬ dissement à température ambiante, on fait précipiter le complexe par l'addition de dîéthyl éther (20 ml). On isole ce complexe par filtration, on le lave avec un mélange 1:6 vol/vol d'acétone et diéthyléther, et on le sèche sous vide élevé.

Potentiel d'oxydo-rëduction E°(potentiel normal)

Lorsque Ton dissout le complexe dans un solvant organique tel que Tacétonitrile en présence de LiCIO- (0,2 M) et que Ton effec¬ tue une mesure potentiodynamique avec une électrode en carbone vitreux : on obtient E° = + 225 mV (référence : électrode au calomel (SCE)). Dans un tampon phosphate PBS (NaCl 50 mM, NaH ₂ P0 ₄ 5 mM, ajusté à pH 7,4), avec une électrode en carbone vitreux : on obtient E° = + 70 mV) référence : électrode au calomel (SCE)).

Données du spectre d'absorption des ondes UV et visibles

coefficient d'extinction

110800

24800

7780 10600

REVENDICATIONS

1. Complexe mono, bis ou tris (2,2'- bipyridine substituée) d'un métal M, caractérisé par la formule générale (I) suivante

L?—-MM ^{/ L (I)}

/ \

L ^* dans laquelle M est choisi parmi le fer, le ruthénium, Tosmium ou le vanadium, L représente une 2,2'- bipyridine substituée par au moins un groupe donneur d'électrons et L,, L ₂ , L.,, L ₄ sont des ligands formant un complexe de coordination avec le métal M.

2. Complexe selon la revendication 1, caractérisé en ce ue le groupe donneur d'électrons est choisi parmi un groupe OH, un groupe alkoxy, un groupe aryloxy ou un groupe aminé primaire, secondaire ou tertiaire.

3. Complexe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que L représente la 4,4'- dihydroxy - 2,2' - bipyridine, le complexe présentant alors la formule générale (II)

4. Complexe selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que L représente la 4,4'- diméthoxy - 2,2'- bipyridine, le complexe présentant alors la formule générale (III)