NOUVEAUX COMPOSES SILANES PORTEURS D'UNE CHAINE CARBONEE CYCLIQUE COMPRENANT UNE FONCTION ALCYNE POUR FONCTIONNALISER DES SUPPORTS SOLIDES ET IMMOBILISER SUR CES SUPPORTS DES MOLECULES BIOLOGIQUES L'invention concerne un composé silane comprenant une fonctionnalité cycloalcyne.

Elle concerne également un procédé de fonctionnalisation d'un support solide, et le support solide ainsi obtenu.

Elle concerne encore un procédé d'immobilisation d'une molécule biologique, un procédé de scellement de deux supports solides ainsi que la structure constituée des deux supports solides scellés.

L'analyse de la structure, de l'organisation et de la séquence ainsi que l'étude du rôle d'une molécule biologique d'intérêt est d'une importance majeure dans la prévision, le diagnostic et le traitement de maladies. Des supports porteurs de molécules biologiques immobilisées, telles que les acides nucléiques, les protéines, les sucres, les lipides sont avantageusement utilisés pour la détection et la reconnaissance d'espèces biologiques, ainsi que l'étude de leur fonctionnement et de leur rôle dans le milieu naturel.

Mais ces supports porteurs de molécules biologiques immobilisées ont d'autres applications telles que la séparation et la purification de molécules biologiques.

Les supports fonctionnalisés utilisés dans ces applications doivent avoir les caractéristiques suivantes : permettre l'immobilisation reproductible des molécules biologiques d'intérêt, et

- permettre l'immobilisation de molécules biologiques d'intérêt de façon sensible, la sensibilité d'un support solide fonctionnalisé dépendant du taux d'immobilisation et de la méthode de détection d'un signal mais aussi du niveau de bruit de fond. L'immobilisation de molécules biologiques d'intérêt sur des supports s'effectue généralement en deux étapes : - une première étape de fonctionnalisation des supports qui consiste en une modification chimique de leur surface par greffage d'agents de couplage qui vont assurer la fixation des molécules biologiques sur le support, et

- une deuxième étape d'immobilisation consistant à établir une interaction entre les molécules biologiques et les agents de couplage greffés sur le support, l'interaction pouvant consister en la formation d'une liaison covalente entre la molécule biologique et l'agent de couplage ou de liaisons plus faibles (telles que des interactions électrostatiques ou hydrophobes).

Les agents de couplage se greffent à la surface des supports par réaction avec des fonctions hydroxyles du support et des fonctions réactives de l'agent, pour former des liaisons covalentes entre l'agent de couplage et le support.

Différentes chimies de greffage permettant l'accrochage de molécules biologiques d'intérêt sur des surfaces par l'intermédiaire des agents de couplage existent, mais présentent le plus souvent des réactions qui ne sont pas toutes compatibles avec une utilisation en biologie, sans affecter les entités moléculaires à greffer sur cette surface.

Par ailleurs, ces réactions mettent souvent en jeu des fonctions chimiques pouvant réagir de façon non spécifiques avec des sites non désirés des molécules biologiques d'intérêt à immobiliser. De plus, il est intéressant de pouvoir modifier des surfaces avec des cellules vivantes, des bactéries, des biomolécules complexes et fragiles telles que les métallo-enzymes, qui nécessitent des conditions de couplage très douces et les plus proches possibles des conditions du milieu du vivant.

Il existe assez peu de réactions de couplage utilisables en conditions du milieu vivant.

En effet, un tel couplage implique un certain nombre de contraintes : aucun des réactifs ou produits de la réaction ne doit être toxique, les produits réactifs doivent être inertes chimiquement vis-à-vis des groupes fonctionnels de l'entité moléculaire à greffer pour obtenir une meilleure spécificité de couplage, et - la réaction doit avoir lieu rapidement en milieu aqueux, à pH et température physiologiques, si possible, et ne doit pas dépendre de la concentration en sels présents dans le milieu. Toutes ces conditions rendent impossibles l'emploi des réactions nécessitant l'utilisation de catalyseurs métalliques ou de surfactants adaptées au milieu aqueux.

Les métaux sont en général toxiques, peuvent interagir avec de nombreuses molécules biologiques et modifier le fonctionnement des métallo- enzymes, ou perturber l'homéostase. De même, les surfactants sont couramment utilisés pour détruire les parois cellulaires.

Il reste alors peu de réactions chimiques adaptées au travail sur tissus vivants, notamment permettant un greffage covalent.

Parmi, elles, la réaction de cycloaddition entre un azoture et un alcyne situé à l'intérieur d'un cycle carboné est décrite dans la demande de brevet US 2006/0110782 Al . Cette réaction a l'avantage d'être réalisée en condition douce et compatible avec la biologie : une réaction à température physiologique, une réaction dans l'eau, et - aucun additif tel qu'un catalyseur métallique, ligand, ou base, n'est nécessaire.

Dans ce contexte, les inventeurs se sont fixés comme but de fournir de nouveaux composés silanes aptes à être greffés à la surface d'un support solide et comprenant des groupements permettant une réaction de cycloaddition pour immobiliser des entités biologiques d'intérêt tels que les cellules vivantes (eucaryotes ou procaryotes), de molécules biologiques (acides nucléiques, protéines, sucres, lipides), ainsi que toute autre molécule sensible.

Cette réaction de cycloaddition est réalisée dans des conditions du milieu vivant, à savoir dans l'eau, à température physiologique, et en l'absence de tout autre additif.

Ainsi, l'invention propose un composé silane caractérisé en ce que la formule I suivante : X-E-A-Z Formule I dans laquelle :

- X est un groupe silylé apte à créer une liaison covalente après réaction avec les fonctions hydroxyles d'un support,

- E représente un groupe espaceur organique,

- A représente une liaison simple ou un groupe choisi parmi -CONH-, -NHCO-, -OCH ₂ CONH-, -NHCOCH ₂ O-, -O-, -S-, et

- Z représente un cycloalcyne ou un hétérocycloalcyne à au moins 8 chaînons de formule Z suivante :

R ₁

Formule Z

dans laquelle R] et R ₂ représentent indépendamment l'un de l'autre, H, NO ₂ , Cl, Br, F, I, OR, SR, NR ₂ , R, NHCOR, CONHR, COOR avec R représentant un groupe alkyle ou aryle, n > 1, et lorsque Z est un hétérocycloalcyne, l'hétéroatome est de préférence O ou S.

Les composés préférés de l'invention sont ceux dans lesquels la formule I, X est choisi parmi un groupe trihalogénosilane, un groupe trihydrogénosilane, un groupe trialcoxysilane -Si(OR ₃ ) ₃ avec R ₃ représentant un groupe alkyle de 1 à 6 atomes de carbone, linéaire ou ramifié ou un groupe phényle; un groupe triaminoalcoxysilane-Si(NR ₄ R ₅ ) ₃ , avec R ₄ et R ₅ représentant indépendamment un groupe alkyle saturé de 1 à 6 atomes de carbone, linéaire ou ramifié ou un groupe phényle, ou un groupe organométallique. De préférence, dans la formule I, E représente un groupe hydrocarboné, comprenant éventuellement une ou plusieurs insaturations et/ou un ou plusieurs groupes aromatiques et/ou un ou plusieurs hétéroatomes.

Dans ce cas, de préférence, le groupe hydrocarboné comprend de 2 à 24 atomes de carbone.

Plus préférablement, le groupe hydrocarboné est un groupe alkylène comprenant de 2 à 24 atomes de carbone.

D'autres composés préférés ont la formule II suivante : X — E — NH

O

Formule II dans laquelle E représente un groupe alkylène comprenant de 2 à 24 atomes de carbone, et X, Z, R _\ et R ₂ étant tels que définis ci-dessus pour les composés de formule I. De préférence, dans la formule I, X est un groupe triéthoxysilane, E est une chaîne carbonée à 3 atomes de carbone, Z est un cyclooctine ou un hétérocyclooctine dont la triple liaison alcyne est en position alpha, l'hétéroatome de l'hétérocyclooctine étant de préférence O ou S, et R ₁ et R ₂ sont des atomes d'hydrogène, de formule III suivante :

L'invention propose également un procédé de fonctionnalisation d'un support solide comportant en surface des fonctions hydroxyles, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en contact avec ledit support d'une solution comprenant au moins un composé silane selon l'invention et tel que définis dans ce qui précède.

De préférence, le procédé de fonctionnalisation de l'invention comprend avant l'étape de mise en contact, une étape de traitement de la surface du support afin de créer sur ladite surface les fonctions hydroxyles nécessaires au greffage.

Le support solide est un support organique ou un support inorganique.

De préférence, le support inorganique est un oxyde métallique, oxyde de silicium, verre, métal ou silicium.

Egalement de préférence, le support organique est en plastique, en polyimide, polycarbonate, cycloolefin polymère (COP).

L'invention propose aussi un support solide susceptible d'être obtenu par le procédé de fonctionnalisation de l'invention, caractérisé en ce qu'un composé selon l'invention est lié à la surface du support par l'intermédiaire du groupement X dudit composé.

L'invention propose encore un procédé d'immobilisation de molécules biologiques sur un support solide caractérisé en ce qu'il comprend : a) une étape de mise en oeuvre du procédé de fonctionnalisation selon l'invention, et b) une étape de mise en contact du support obtenu à l'étape a) avec une solution comprenant la (les) molécule(s) biologique(s) à immobiliser.

De préférence, la molécule biologique à immobiliser est choisie parmi les acides nucléiques, les protéines, les lipides, les sucres, les cellules, les bactéries.

Mais l'invention propose également un procédé de scellement de deux supports solides caractérisé en ce qu'il comprend : a) une étape de mise en contact d'un support solide comportant en surface des fonctions hydroxyles, ou d'un support solide comportant en surface des fonctions azotures, avec un composé selon l'invention, et b) une étape de mise en contact du support obtenu à l'étape a) avec un support solide comportant en surface des fonctions azotures, lorsque le support solide obtenu à l'étape a) comporte des fonctions hydroxyles, ou avec un support solide comportant des fonctions hydroxyles, lorsque le support utilisé à l'étape a) comporte en surface des fonctions azotures.

Lesdits supports solides peuvent être des supports en un matériau choisi parmi un oxyde métallique, de l'oxyde de silicium, du verre, un métal ou du silicium.

De préférence, les supports solides sont en silicium.

La structure obtenue par le procédé de scellement de l'invention est aussi un objet de l'invention.

Cette structure est caractérisée en ce qu'elle consiste en deux supports solides scellés entre eux par un composé ayant la formule IV suivante :

Formule IV dans laquelle E, A et n sont tels que définis pour les composés de l'invention,

X ₁ est un groupe silylé tel que défini pour α pour les composés de l'invention ayant réagi avec une fonction hydroxyle,

Y est une liaison covalente ou un espaceur organique.

Bien entendu, le cycloalcène de la formule IV peut comprendre un hétéroatome, de préférence choisi entre O et S, lorsque le composé utilisé pour le scellement des deux supports était un hétérocycloalcyne.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui suit.

Les composés silanes de l'invention sont aptes à être greffés à la surface d'un support solide, cette surface comportant des fonctions hydroxyles. Dans l'invention, par « surface comportant des fonctions hydroxyles », on entend une surface comportant majoritairement des fonctions hydroxyles ou une surface comportant majoritairement des fonctions hydrures mais partiellement oxydée, cette oxydation menant à la formation de fonctions hydroxyles à partir des fonctions hydrures.

Les composés de l'invention ont une première fonctionnalité qui est un groupe silylé apte à créer une liaison covalente après réaction avec les fonctions hydroxyles du support.

Ce groupe silylé permet la fixation covalente du composé silane de l'invention sur les fonctions hydroxyles d'un support.

Le support peut être par exemple, un support solide en silicium, en oxyde d'indium et d'étain (ITO) en titane ou en plastique.

Il peut être également en oxyde de silicium, en verre ou en un autre métal. Le support peut également être un support organique en plastique, en polyimide, en polycarbonate ou en polymère cyclooléfinique (COP).

Les composés silanes de l'invention sont également aptes à être engagés dans une réaction de cycloaddition pour immobiliser des entités biologiques d'intérêts. Ainsi, les composés silanes de l'invention ont une seconde fonctionnalité qui est un cycloalcyne ou un hétérocycloalcyne de formule Z suivant :

R ₁

Formule Z

Le cycloalcyne ou, le cas échéant l' hétérocycloalcyne, a au moins 8 chaînons. C'est pourquoi dans la formule Z ci-dessus, n est supérieur ou égal à 1.

Lorsque Z est un hétérocycloalcyne, l'hétéroatome est de préférence O ou S. II comporte également au moins une insaturation à trois liaisons, c'est-à-dire une fonction alcyne, à l'une quelconque des positions à l'intérieur du cycle.

La fonctionnalité de formule Z ci-dessus peut également comporter des substituants.

Ces substituants notés R] et R ₂ dans la formule Z ci-dessus représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène, un atome de chlore, un atome de brome, un atome de fluor, un atome d'iode, un groupement NO ₂ ou encore un groupement OR, ou SR, ou NR ₂ , ou R, ou NHCOR, ou CONHR, ou COOR avec R représentant un groupe alkyle ou aryle.

De préférence, R ₁ et R ₂ représentent H.

C'est avec la fonction alcyne (triple liaison) que la réaction de cycloaddition pour immobiliser les entités biologiques d'intérêts se fera.

Plus précisément, les deux fonctionnalités, c'est-à-dire le groupe silylé et la fonctionnalité de formule Z sont de préférence séparées l'une de l'autre par une groupe espaceur et/ou un groupe choisi parmi -CONH-, -NHCO-, -OCH ₂ CONH-, -NHC0CH ₂ 0-,-0-, -S-.

Plus précisément, les composés silanes de l'invention ont la formule I suivante : X-E-A-Z Formule I dans laquelle :

- X est un groupe silylé apte à créer une liaison covalente après réaction avec les fonctions hydroxyles d'un support,

- E représente un groupe espaceur organique, - A représente une liaison simple ou un groupe choisi parmi

-CONH-, -NHCO-, -OCH ₂ CONH-, -NHCOCH ₂ O-, -O-, -S-, et

- Z représente un cycloalcyne ou un hétérocycloalcyne à au moins 8 chaînons de formule Z suivante : R ₁

Formule Z

dans laquelle Rj et R ₂ représentent indépendamment l'un de l'autre, H, NO ₂ , Cl, Br, F, I, OR, SR, NR ₂ , R, NHCOR, CONHR, COOR avec R représentant un groupe alkyle ou aryle, et n > I et, lorsque Z est un hétérocycloalcyne, l'hétéroatome est de préférence O ou S.

Dans la formule I, X représente le groupe silylé apte à créer une liaison covalente après réaction avec les fonctions hydroxyles d'un support. Comme on l'a déjà dit, les fonctions hydroxyles peuvent également être obtenues par la combinaison de fonctions hydrures majoritairement présentes à la surface du support et une légère oxydation de ce support.

Ce groupe X peut être par exemple, un groupe trihalogénosilane, tel qu'un groupe trifluorosilane, ou un groupe trichlorosilane, un groupe trihydrogénosilane, un groupe trialcoxysilane (Si(OR ₄ ); _? avec R ₄ représentant un groupe alkyle saturé de 1 à 6 atomes de carbone, linéaire ou ramifié, un groupe phényle, tel qu'un groupe triméthoxysilane, un groupe triéthoxysilane, un groupe triisopropoxysilane, un groupe triaminoalcoxyamine -Si(NR ₅ R ₆ ) _S , avec R ₅ et R ₆ représentant indépendamment un groupe alkyle saturé de 1 à 6 atomes de carbone, linéaire ou ramifié, un groupe phényle, ou un groupe organométallique, tel qu'un groupe organomagnésien ou organolithien, ou encore un groupe hydrolysable.

Dans la formule I, le groupe E est un groupe espaceur organique. Sa fonction essentielle est de conférer des propriétés particulières au film résultant du greffage des composés silanes à la surface d'un support. Ce groupe E est généralement un groupe hydrocarboné comprenant, de préférence, de 2 à 24 atomes de carbone, et comprenant éventuellement une ou 1 ]

plusieurs insaturations et/ou un ou plusieurs groupes aromatiques et/ou un ou plusieurs hétéroatomes.

A titre d'exemple, le groupe E peut être un groupe alkylène, c'est-à- dire un enchaînement du type -CH ₂ -, comprenant, par exemple, de 8 à 24 atomes de carbone.

Ce type de groupes confère aux composés silanes, une fois greffés sur un support, une capacité à interagir entre eux, par création d'interactions interchaînes et ainsi contribue à l'obtention de monocouches organisées sur la surface du support. Le groupe E peut également être un groupe fluoroalkylène comprenant de 3 à 24 atomes de carbone.

Ces groupes contribuent à conférer au film résultant du greffage des composés silanes les comprenant, des propriétés permettant leur utilisation en chromatographie et en électrophorèse. Mais le groupe E peut être un groupe hydrocarboné comprenant une ou plusieurs insaturations tels qu'un groupe du type alcènique.

Un exemple d'un tel groupe est un groupe alkylène tel que défini ci- dessus interrompu par une ou plusieurs insaturations alcèniques.

Lorsque le groupe E comporte au moins deux insaturations, il confère aux composés silanes, une fois greffés sur un support, une capacité à se réticuler.

Le groupe E peut être également un groupe hydrocarboné comprenant un ou plusieurs groupes aromatiques.

On peut citer, par exemple, un groupe comprenant des groupes aromatiques conjugués avec des groupes linéaires insaturés, tel qu'un groupe résultant de l'enchaînement d'un motif phénylène-vinylène.

Ces groupes contribuent à conférer au film résultant du greffage des composés silanes les comprenant, des propriétés optiques non linéaires.

Le groupe E peut aussi être un groupe comprenant des motifs pyrrole ou thiophène.

Ces groupes contribuent à conférer au film résultant du greffage des composés silanes les comprenant, des propriétés de conductions électroniques. Un groupe préféré est un groupe comprenant un ou plusieurs cycles aromatiques substitués par un ou plusieurs groupes aromatiques, tel qu'un groupe comprenant un enchaînement de motifs quinones ou de motifs diazoïques.

Ces groupes contribuent à conférer au film résultant du greffage des composés silanes les comprenant, des propriétés de photo/électroluminescence.

Une première famille de composés silanes selon l'invention est une famille dans laquelle A est un groupe de formule -NHCOCH ₂ O-.

Les composés de cette première famille préférée de composés de l'invention ont la formule II suivante :

X — E — NH

O

Formule II dans laquelle X, E, Rj, R ₂ et Z sont tels que définis précédemment.

Les composés plus particulièrement préférés de l'invention sont ceux dans lesquels A est un groupe de formule -NHCOCH ₂ O- et E est un groupe alkylène comprenant de 3 à 24 atomes de carbone.

On préfère encore plus particulièrement dans l'invention, les composés dans lesquels A est -NHCOCH ₂ O-, E est un groupe alkylène à 3 carbones, X est un groupe -Si(OCH ₂ CH ₃ ) _S , Z est un cycle carboné à 8 chaînons, Ri, R ₂ sont des atomes d'hydrogène et le groupement A est lié en α de la triple liaison. Ces composés tout particulièrement préférés de l'invention ont la formule III suivante :

Formule III

Ces composés permettent de fonctionnaliser un support solide comportant en surface des fonctions hydroxyles. L'invention propose donc un procédé de fonctionnalisation d'un support solide comportant en surface des fonctions hydroxyles qui comprend une étape de mise en contact d'une solution comprenant au moins un composé silane selon l'invention avec ledit support. Ce procédé peut comprendre préalablement une étape de traitement de la surface du support afin de créer sur cette surface des fonctions hydroxyles nécessaires au greffage.

Bien entendu, l'invention propose également un support solide susceptible d'être obtenu par le procédé de fonctionnalisation de l'invention. Ce support solide est caractérisé en ce qu'un composé selon l'invention est lié à la surface du support par l'intermédiaire du groupement silylé du composé de l'invention.

La fonctionnalisation d'un support solide avec le composé selon l'invention permet l'immobilisation de molécules biologiques sur un support solide. L'invention propose ainsi un procédé d'immobilisation de molécules biologiques sur un support solide.

Ce procédé d'immobilisation comprend une étape de procédé de fonctionnalisation d'un support solide selon l'invention et une étape de mise en contact du support ainsi obtenu avec une solution comprenant la ou les molécule(s) biologique(s) à immobiliser.

Mais, comme cela apparaîtra clairement à l'homme de l'art, on peut également, tout d'abord mettre en contact un composé selon l'invention avec la molécule à immobiliser puis mettre en œuvre le procédé de fonctionnalisation d'un support solide selon l'invention. Dans les deux cas, la molécule biologique à immobiliser est de préférence choisie parmi les acides nucléiques, les protéines, les lipides, les sucres, les cellules et les bactéries.

Mais encore, les composés de l'invention et le procédé de fonctionnalisation d'un support solide selon l'invention permettent également de sceller deux supports solides ensemble.

Le procédé de scellement de deux supports solides comprend une étape de mise en œuvre du procédé de fonctionnalisation d'un support solide selon l'invention avec un composé selon l'invention et une étape de mise en contact du support ainsi obtenu avec un second support solide liant au moins une surface comportant des fonctions azotures.

Les fonctions azotures réagiront alors avec la triple liaison du groupe Z des composés de l'invention.

Cependant, là encore, comme cela apparaîtra clairement à l'homme de l'art, le procédé de scellement de deux surfaces solides selon l'invention peut également comprendre la mise en contact d'un composé selon l'invention avec un support solide et ayant au moins une surface comportant des fonctions azotures et ensuite seulement, l'étape de mise en contact du support solide comportant les composés de l'invention liés aux fonctions azotures du premier support avec un second support comprenant au moins une surface comportant des fonctions hydroxyles, c'est-à-dire le procédé de fonctionnalisation selon l'invention.

Dans tous les cas, les supports solides peuvent être des supports organiques ou inorganiques.

Plus particulièrement, ils peuvent êtres choisis parmi un oxyde métallique, de l'oxyde de silicium, du verre, un métal ou du silicium ou encore du plastic, un polyimide, du polycarbonate, un polymère cyclooléfinique.

La structure obtenue par mise en œuvre du procédé de scellement de deux supports solides de l'invention est également un objet de l'invention.

Cette structure consiste en deux supports solides scellés entre eux par un composé de formule IV suivante :

Formule IV

dans laquelle E et A sont tels que définis pour les composés de l'invention, n est supérieur ou égal à 1, et Xi est un groupe silylé tel que défini pour X pour les composés de l'invention mais ayant réagi avec une fonction hydroxyle, Y est une liaison covalente ou un espaceur organique tel que défini pour E, et le cycle cycloalcène peut comprendre un hétéroatome, de préférence O ou S.

Dans cette structure, le premier support est lié à Xi et le second support est lié à Y.

La synthèse des composés silanes de l'invention peut être effectuée par des procédés connus de l'homme du métier.

A titre d'exemple, pour obtenir des composés dans lesquels E est un groupe alkylène, A est -NHCOCH ₂ O-, et X est un groupe -Si(OR ₃ ) ₃ , la préparation peut s'envisager en deux étapes selon le schéma réactionnel suivant.

1) Réaction d'un composé carboxylique portant le cycle carboné Z avec une chaîne alcène aminée par l'intermédiaire de la réaction de couplage peptidique en présence du dicyclocarbodiimide (DDC)

La liaison ondulée de la chaîne alcène aminée se situant entre l'extrémité portant la double liaison et l'extrémité portant la fonction NH ₂ représente un groupe hydrocarboné de longueur variable et relie la double liaison à la fonction NH ₂ . 2) Les composés obtenus à l'issue de l'étape 1) sont ensuite soumis à une réaction d'hydrosilylation avec un réactif du type HSi(OR ₃ ) ₃ , en présence d'un catalyseur de Karstedt Pt[Si(CH ₃ ) ₂ HC= CH ₂ J ₂ O selon le schéma réactionnel suivant :

L'homme du métier adaptera ces schémas de synthèse en fonction des composés silanes qu'il souhaite obtenir.

Comme mentionné précédemment, les composés silanes de l'invention sont susceptibles de se greffer à la surface d'un support, en raison de la présence du groupe X apte à réagir avec des fonctions hydroxyles présentes sur la surface du support pour former des liaisons covalentes.

Ainsi, l'invention a également trait à un procédé de fonctionnalisation d'un support solide comportant en surface des fonctions hydroxyles, comprenant une étape de mise en contact d'une solution comprenant au moins un composé silane tel que défini ci-dessus avec ledit support.

Ce procédé peut comprendre préalablement une étape de traitement de la surface du support afin de créer sur ladite surface les fonctions hydroxyles nécessaires au greffage. Ainsi, pour un support en silicium 1, 0, 0 (par exemple, du type wafer), il est préférable, avant fonctionnalisation, de traiter celui-ci en le mettant en contact avec une solution de soude afin de générer des fonctions silanols.

Les supports pouvant être fonctionnalisés selon le procédé de l'invention peuvent être des supports organiques (par exemple en matériaux plastiques), des supports inorganiques, par exemple des supports en oxyde métallique

(par exemple, silice et ses dérivés comme le verre, le quartz, oxyde d'indium et d'étain), des supports métalliques (tels que les supports en titane) ou des supports en silicium, l'essentiel étant que ces supports soient susceptibles (éventuellement avec l'étape de traitement préalable mentionnée ci-dessus) de présenter des fonctions hydroxyles à la surface pour le greffage des composés silanes de l'invention.

L'invention a également pour objet le support solide fonctionnalisé susceptible d'être obtenu par le procédé de l'invention.

De par la nature du groupe alcyne présent à l'intérieur du cycle porté par les composés silanes, lesquels, une fois greffés sur la surface du support, ont la capacité d'interagir avec des molécules biologiques pour les immobiliser sur les supports.

La présente invention a donc pour objet un procédé d'immobilisation de molécules biologiques sur un support solide fonctionnalisé comprenant les étapes suivantes : a) une étape de mise en œuvre du procédé de fonctionnalisation du support tel que défini ci-dessus ; b) une étape de mise en contact du support obtenu à l'étape a) avec une solution comprenant la (les) molécule(s) biologique(s) à immobiliser. Afin de mieux faire comprendre l'invention, on va en donner, à titre purement illustratif et non limitatif, un exemple de mise en œuvre.

Exemple 1 : Synthèse de siiane evclo-octvne

Ce composé est synthétisé selon le schéma général suivant :

RdI. 97 % RdU 87%

La fonction vinylique est incoφorée par une réaction de substitution nucléophile entre le 8,8 dibromobicyclo [5.1.0]octane et le 3-buten-l-ol.

Le groupement acétylène est obtenu par une étape de débromation dans le diméthylsulfoxide a chaud. La terminaison par le groupement silane se fait par une hydrosilylation.

Mode opératoire et conditions des réactions.

(1) 8,8-dibromobicyclo[5.1.0]octane :

Dans un ballon sec et sous argon le cycloheptène (6,6ml), le t-BuOK

(12,56g ; 1,95 éq) sont dissous dans 100 ml de pentane anhydre. La solution jaune crème est agitée vigoureusement et placée dans un bain de glace/sel. Puis le bromoforme (7,3ml ; 1,46 éq) est ajouté au goutte à goutte. Le mélange est ensuite laissé revenir à température ambiante pendant la nuit, sous argon et agitation vigoureuse.

A cette solution sont ajoutée 50 mL d'eau et le pH est neutralisé avec HCl (IM). Les phases aqueuses et organiques sont séparées ; la phase aqueuse est extraite avec 3 x20 mL de cyclohexane et la phase organique est extraite avec 3x20 mL d'eau. La phase organique est séchée sur MgSO4, filtrée et purifiée par chromatographie flash (cyclohexane/AcOEt 95 :5) pour obtenir le composé 1 sous forme d'une huile incolore (10,77 g ; 40,18 mmol ; 71%) qui est le 8,8 dibromobicyclo [5.1.0]octane voulu.

RMN ¹ H (CDCl ₃ , 200 MHz) : δ (ppm) 1,05-1,22 (m, 3H) ; 1,34 (qq, J = 1-7,5 Hz, 2H) ; 1,68 (ddd, J = 1,5-4-10,5 Hz, 2H) ; 1,76-1,92 (m, 3H) ; 2,23 (dtq, J = 14-6-1 Hz, 2H) ;

RMN ¹³ C (CDCl ₃ , 200 MHz) : δ (ppm) 40,7 (C ₈ quat.) ; 34,8 (2, C _1-7 ) ; 32,2 (C ₄ ) ; 28,9 (2, C _2-6 ) ; 27,9 (2, C _3-5 ).

(2) (E)- 1 -bromo-8-(but-3-enyloxy)cyclooct- 1 -ène:

Le composé 1 (2,73g ; 10,18 mmol) et le 3-butèn-l-ol (8,75 mL ; 100,7 mmol ; 10 éq) est placé dans du toluène anhydre (50 mL) dans un ballon enveloppé d'aluminium. AgClO ₄ (6,33 g ; 30,53 mmol ; 3 éq) est ajouté et la suspension est agitée pendant 48h à température ambiante. Après addition de 150 mL d'AcOEt et filtration, la solution est lavée dans l'eau déionisée. La phase aqueuse récupérée est séchée sur Mg ₂ SO ₄ , filtrée et purifiée par chromatographie flash (cyclohexane/ AcOEt 99: 1). Le produit 2 obtenu (1,45g ; 5,59 mmol ; 55%) est sous la forme d'une huile jaune.

RMN ¹³ C (CDCl ₃ , 200 MHz) : δ (ppm) 26,66 ; 28,56 ; 33,66 ; 34,46 ; 36,91 (Ci _-5 ) ; 39,99 (C ₁₀ ) ; 68,56 (C ₉ ) ; 85,41 (C ₈ ) ; 116,35 (C ₁₂ ) ; 131,57 (C ₇ ) ; 133,85 (C ₆ ) ; 135,64 (C ₁₁ ).

(3) 3-(but-3-enyloxV)cyclooct-l-yne :

Le composé 2 (2,04 g ; 7,8 mmol) est dissout dans du DMSO anhydre (10 mL) et chauffé à 60 ⁰ C. Le DBU (2,3 mL ; 2éq) est ajouté, et la solution est agitée pendant 15 min avant de rajouter du DBU (4,6 mL ; 4 éq) et d'agiter pendant 15 min de nouveau. Enfin on ajoute une dernière fois du DBU (4,6 mL ; 4 éq) et la solution est agitée a 60°C pendant la nuit et ensuite laissée revenir à température ambiante. A cette solution sont ajoutée 150 mL d'AcOEt et l'extraction se fait avec HCl (IM). Lorsque le pH devient basique la phase organique est lavée à l'eau jusqu'à le neutraliser. La phase extraite est séchée sur MgSO ₄ , filtrée et purifiée par chromatographie flash (cyclohexane/ AcOEt 99 :1) pour obtenir le composé 3 (1,22 g ; 6,8 mmol ; 87%) un liquide incolore.

RMN ¹ H (CDCl ₃ , 200 MHz) : δ (ppm) 1,20-2,3 (m, 10H) ; 2,39 (dd, J _10- i ₀ .=6,67 Hz, 2H, H ₁₀ ) ; 3,4 (d, J _9-9 .=51,81 Hz, 2H, H ₉ ) ; 4,2 (m, IH, H ₈ ) ; 5,08 (m, J _12-12 .=l 1,44 Hz, 2H ₅ H ₁₂ ) ; 5,84 (m, IH ₅ H ₁₁ ),

RMN ¹³ C (CDCl ₃ , 200 MHz) : δ(ppm) 20,6 ; 23,5 ; 26,4 ; 29,7 (C _2-5 ) ; 34,3 (C ₁₀ ) ; 42,2 (C ₁ ) ; 68,5 (C ₉ ) 72,3 (C ₈ ) ; 93 (C ₇ ) 99,8 (C ₆ ) 116,2 (C ₁₁ ) 135,2 (C ₁₂ ).

(4) (4-( ^" cvclooct-2-vnyloxy')butyl)triéthoxysilane :

Le composé 3 (1,28 g; 7,18 mmol) est mélangé avec du triéthoxysilane (3,6 mL). Le catalyseur de Karstedt est additionné très lentement en quantité catalytique

(10 gouttes). La réaction se déroule à 45°C pendant trois jours. Le produit est purifié par chromatographie flash (AcOEt 100%) pour donner un liquide brun (2,4 g; 7 mmol;

97%).

RMN ¹ H (CDCl ₃ , 200 MHz) : δ (ppm) 1,4-2 (m, 10H) ; 3,54 (m, J _9-9 .=39,l Hz ₅ 2H ₅

H ₉ ) ; 4,31 (m, IH, H ₈ ),

RMN ¹³ C (CDCl ₃ , 200 MHz) : δ (ppm) 14,6 (C ₁₂ ) ; 18 ; 20 ; 26,5 ; 27,2 ; 34,1 (C _1-5 ) ; 58,6 (C ₁₃ x3) ; 79 (C ₈ ).

Exemple 2 : Greffage du composé de l'exemple 1

Protocole de silanisation de surface (Si/SiO ₂ ) :

1) Réhydratation par la méthode de Brown : Solution NaOH dans un mélange d'eau déionisée (EDI)/EtOH sous agitation pendant 2h00, puis rinçage a I ¹ EDI.

2) Silanisation : solution de silane dans le trichloréthylène pendant une nuit à température ambiante puis rinçage au trichloréthylène, chloroforme et EtOH sous ultrasons.

3) Réticulation : chauffage a 120°C pendant 3h00.

Exemple 3 : Immobilisation de molécules par chimie clic sur la surface via le silane :

Pour mettre en évidence la réaction "clic" sur le support modifié obtenu à l'exemple 2, il a été décidé de faire une réaction "clic" entre la fonction cyclo-octyne en surface et le groupement azoture d'un mannose (Mannose acétylé modifié N3 de formule :

Ce mannose a été choisi car il présente de nombreuses liaisons C=O.

Une trace de mannose est détectable sur le spectre du silane; en effet on distingue une bande à 1750 cm ^"1 qui est caractéristique de la liaison C=O.