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Conférences Journées Balard

Conférences Balard

publié le , mis à jour le

Le Vendredi 27 Mars 2009 de 09h15 à 12h00
UM2, Grand Amphithéâtre Dumontet (bâtiment 7)

Trois conférenciers prestigieux : Jean-Marie Lehn, Marc Lemaire, Paul Wender, invités aux conseils scientifiques des unités de recherches Balard, interviennent dans le cadre des premières Journées Balard montpelliéraines intitulées « Objectifs et Ambitions pour la Chimie de Demain ».


De la chimie supramoléculaire vers une chimie adaptative

Professeur Jean-Marie Lehn

Professeur au Collège de France
Membre de l’Académie des Sciences, 1985
Prix Nobel de Chimie, 1987
Membre du Haut Comité de la Science, 2006

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Supramolecular chemistry is actively exploring systems undergoing self-organization, i.e. systems capable of spontaneously generating well-defined functional supramolecular architectures by self-assembly from their components, on the basis of the molecular information stored in the covalent framework of the components and read out at the supramolecular level through specific interactional algorithms, thus behaving as programmed chemical systems. The design of molecular information controlled, « programmed » and functional self-organizing systems provides an original approach to nanoscience and nanotechnology. The spontaneous but controlled generation of well-defined, functional molecular and supramolecular architectures of nanometric size through self-organization represents a means of performing programmed engineering and processing of functional nanostructures. It offers a very powerful alternative to nanofabrication and to nanomanipulation for the development of nanotechnology. Supramolecular chemistry is intrinsically a dynamic chemistry in view of the lability of the interactions connecting the molecular components of a supramolecular entity and the resulting ability of supramolecular species to exchange their constituents. The same holds for molecular chemistry when the molecular entity contains covalent bonds that may form and break reversibility, so as to allow a continuous change in constitution by reorganization and exchange of building blocks. These features define a Constitutional Dynamic Chemistry (CDC) on both the molecular and supramolecular levels. CDC introduces a paradigm shift with respect to constitutionally static chemistry. The latter relies on design for the generation of a target entity, whereas CDC takes advantage of dynamic diversity to allow variation and selection. The implementation of selection in chemistry introduces a fundamental change in outlook. Whereas self-organization by design strives to achieve full control over the output molecular or supramolecular entity by explicit programming, self-organization with selection operates on dynamic constitutional diversity in response to either internal or external factors to achieve adaptation. Applications of this approach in biological systems as well as in materials science will be described. The merging of the features : -information and programmability, -dynamics and reversibility, -constitution and structural diversity, points towards the emergence of adaptive and evolutive chemistry.

References

  • Lehn, J.-M., Supramolecular Chemistry : Concepts and Perspectives, VCH Weinheim, 1995.
  • Lehn, J.-M., Dynamic combinatorial chemistry and virtual combinatorial libraries, Chem. Eur. J., 1999, 5, 2455.
  • Lehn, J.-M., Programmed chemical systems : Multiple subprograms and multiple processing/expression of molecular information, Chem. Eur. J. 2000, 6, 2097.
  • Lehn, J.-M., Toward complex matter : Supramolecular chemistry and self-organization, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99, 4763.
  • Lehn, J.-M., Toward self-organization and complex matter, Science 2002, 295, 2400.
  • Lehn, J.-M., Dynamers : Dynamic molecular and supramolecular polymers, Prog. Polym. Sci 2005, 30, 814.
  • Lehn, J.-M., From supramolecular chemistry towards constitutional dynamic chemistry and adaptive chemistry, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 151.

Chimie et développement durable

Professeur Marc Lemaire

Professeur à l’Université Claude Bernard Lyon 1
Prix Langevin, Académie des Sciences, 1999
Prix Le Bel, Société Chimique de France, 2007

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Les approches et les méthodes regroupées dans le concept de « green chemistry » ont été formulées à partir de la publication des articles de B. Trost (Science 1991) et de R. Sheldon (Chemistry & Industry 1992). Néanmoins, celles–ci sont apparues très tôt après la naissance de l’industrie chimique et, en premier lieu, en milieu industriel du fait des réglementations de plus en plus contraignantes imposées aux entreprises. Les « douze principes de la green chemistry » proposés par P. T. Anastas et J. C. Warner. (Green Chemistry : Theory and Practice 1998) peuvent être considérés comme un aboutissement de ces réflexions du point de vue académique. L’exposé montrera, à partir d’exemples concrets comment ces concepts ont pu être mis en œuvre.

1° Remplacement de méthodes de synthèse induisant des sous-produits par des méthodes catalytiques (principes 2, 5 et 9 de la « Green Chemistry ») : Nouvelles méthodes de formations d’éthers, d’alkylations d’amides, de réductions d’aromatiques et de couplages d’aromatiques.

2° Création de catalyseurs asymétriques hétérogènes ou biphasiques aussi efficaces et sélectifs que les systèmes homogènes, mais plus faciles à séparer et à recycler (principes 9 et 2).

3° Recherche de réactifs peu dangereux et respectueux de l’environnement (principes 1, 4, 5, 12) : Alternatives aux méthodes classiques de réductions des oxydes de phosphines et nouvelle voie d’accès aux urées.

4° Nouvelles méthodes de séparation.

Les douze principes de la « Green Chemistry » bien que récents ne recouvrent déjà plus l’ensemble des approches du domaine. Notamment, aucun de ceux-ci ne tient compte des étapes de séparation et de purification. Celles-ci sont cependant très coûteuses en temps et souvent génératrices d’une grande partie des effluents. Les douze principes du « Green Chemical Engineering » (P. T. Anastase & J.B. Zimmerman, Environnemental Science & Technology 2003) prennent en compte ces aspects. Dans le cadre de coopérations avec l’industrie métallurgique, nucléaire et pétrolière, nous avons créé de nouveaux systèmes de séparations qui utilisent soit l’extraction liquide/liquide, soit des résines spécifiques, soit des membranes pour la nanofiltration/complexation. (Principes 2 et 3 du Green Chemical Engineering).


New therapeutic leads, drug delivery and strategies to overcome resistant disease

Professeur Paul Wender

Bergstrom Professor of Chemistry, Stanford University, USA
American Chemical Society H.C. Brown Award for Creative Research in Synthetic Methods, 2003
Member National Academy of Sciences, 2003

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Studies in our laboratory focus on the design or identification, synthesis and investigation of molecules of structural, biological, and medicinal significance. An emphasis is placed on molecules that exhibit unique modes of action, new tools for real time cellular and animal imaging, novel drug delivery strategies and molecular transporters. Representative of this program and the focus of this lecture are natural products such as prostratin,[i] now in pre-clinical development for targeting the HIV/AIDS latent virus ; bryostatin,[ii,iii] currently in phase I and II trials for cancer and a pre-clinical lead for treating cognitive dysfunction including Alzheimer’s disease ; [iv] and molecular transporters and their use in drug delivery , [vi,vii] and overcoming resistant cancer.[viii]

References :

i. Paul A. Wender, Jung-Min Kee, and Jeffrey M. Warrington « Practical Synthesis of Prostratin, DPP, and Their Analogs, Adjuvant Leads Against Latent HIV » Science 2008, 649-652.
ii. Wender, Paul ; DeChristopher, Brian ; Schrier, Adam « Efficient Synthetic Access to a New Family of Highly Potent Bryostatin Analogues via a Prins-Driven Macrocyclization Strategy » J. Am. Chem. Soc. 2008, 6658-6659.
iii. Stang, Stacey ; Lopez-Campistrous, Ana ; Song, Xiaohua ; Dower, Nancy A. ; Blumberg, Peter M. ; Wender, Paul A. ; Stone, Jim « A Pro-apoptotic Signaling Pathway involving RasGRP, Erk and Bim in B Cells » Experimental Hematology 2009, 37, 122-134.
iv. Tapan Kumar Khan ; Thomas J Nelson ; Vishal A Verma ; Paul A Wender ; Daniel L Alkon ; « A Cellular Model of Alzheimer’s Disease Therapeutic Efficacy : PKC Activation Reverses A-beta induced biomarker Abnormality on Cultured Fibroblasts » Neurobiology of Disease 2009, in press.
v. Paul A. Wender, Dennis J. Mitchell, Kanaka Pattabiraman, Erin Pelkey, Lawrence Steinman, Jonathan B. Rothbard « Molecular Transporters : The Design, Synthesis, and Evaluation of Molecules that Enable or Enhance Cellular Uptake » Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97, 13003-13008.
vi. Jonathan B. Rothbard, Sarah Garlington, Qun Lin, Thorsten Kirschberg, Erik Kreider, P. Leo McGrane, Paul A. Wender and Paul A. Khavari, « Conjugation of Arginine Oligomers to Cyclosporin A Facilitates Topical Delivery and Inhibition of Inflammation » Nature Medicine 2000, 6, 1253-1257.
vii. Wender, Paul A. ; Galliher, Wesley C. ; Goun, Elena A. ; Jones, Lisa R. : Pillow, Thomas H. « The design of guanidinium-rich transporters and their internalization mechanisms » Advanced Drug Delivery Reviews 2008, 452-472.
viii. Dubikovskaya, Elena A. ; Thorne, Steve H. ; Pillow, Thomas H. ; Contag, Christopher H. ; Wender, Paul A. “Overcoming Multidrug Resistance of Small Molecule Therapeutics through Conjugation with Releasable Octaarginine Transporters” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 12128-12133.


Pôle chimie Balard

Voir en ligne : http://www.polechimie-balard.fr

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