Topic description
Les dérivés du phosphore présentent de nombreux atouts et trouvent des applications variées dans l'industrie, en chimie fine, en catalyse, en agriculture, ainsi que dans les sciences du vivant. Les nucléotides sont par exemple les briques fondamentales de l'ADN et de l'ARN, et leurs analogues phosphorés synthétiques figurent parmi les médicaments de référence pour le traitement de divers cancers et de maladies virales, incluant l'hépatite C (Sofosbuvir) ou la Covid-19 (Remdesivir). Pourtant, la préparation de ces dérivés repose encore largement sur des procédés complexes à fort impact environnemental, notamment lorsqu'ils mettent en jeu le phosphore blanc (P4), dont la production est extrêmement énergivore et polluante.
Pour répondre à la demande croissante en composés phosphorés, ce projet de thèse vise à développer de nouvelles méthodes de synthèse permettant d'accéder à une large gamme de dérivés du phosphore. Il s'agit principalement de mettre au point des procédés verts et durables pour la formation de liaisons phosphore-carbone (P–C) : réactions photochimiques, catalyse photorédox, mécanochimie, réactions multi-composants, économie d'atomes et d'étapes, catalyse homogène et hétérogène. L'approche s'appuie sur les travaux récents de l'équipe en hydrophosphination photochimique sans catalyseur (JACS Au, ) et rentre dans le cadre d'un projet international plus large, IRP avec le CNRS.
Un second volet du projet concerne la valorisation des méthodologies développées en chimie médicinale, etchemobiologie avec la conception et la synthèse d'analogues phosphorés de molécules bioactives ainsi que de nouvelles entités originales. Les composés synthétisés seront évalués biologiquement en collaboration avec les partenaires biologistes et cliniciens niçois (C3M, CAL, IRCAN), avec un focus particulier sur l'oncologie, intégrant également des aspects IA pour le volet mécanistique. La validation des procédés et la preuve de concept à l'échelle du laboratoire seront également envisagées en vue d'applications industrielles.
Au croisement de la chimie verte et durable du phosphore, de la photochimie, chimie organique et médicinale, ce projet expérimental pluridisciplinaire fournira au/à la doctorant·e une expertise avancée en synthèse multi-étapes, développement méthodologique, caractérisation par RMN multinoyaux et études de relations structure–activité. Le/la doctorant·e bénéficiera d'un environnement scientifique stimulant au sein de l'équipe E4 D2MS de l'Institut de Chimie de Nice (ICN, UMR CNRS ), internationalement reconnue pour son expertise en chimie du phosphore et en chimie médicinale, et profitera des collaborations internationales active avec le MIT (USA) et l'UM6P.
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Phosphorus derivatives offer many advantages and are used for a wide range of industrial applications, including fine chemistry, catalysis, agriculture, and life sciences. Nucleotides are well-known building blocks of DNA and RNA, and their synthetic phosphorus-containing analogues are leading clinical drugs for the treatment of various cancers and viral diseases such as hepatitis C (Sofosbuvir) or Covid-19 (Remdesivir). Yet, the preparation of these derivatives still largely relies on complex processes with a high environmental footprint, particularly sourced from white phosphorus (P4), whose production is extremely energy-intensive and unsustainable.
To meet the growing demand for phosphorus-based chemicals, this PhD project aims to develop novel synthetic methods to access a broad range of phosphorus derivatives. The work will focus on the design of green and sustainable processes for the formation of phosphorus-carbon (P–C) bonds, including photochemical reactions, photoredox catalysis, mechanochemistry, multi-component reactions, atom- and step-economical strategies, as well as homogeneous and heterogeneous catalysis. The approach builds on the host group's recent work on catalyst-free photochemical hydrophosphination (JACS Au, ), in the context of an international research projet IRP - CNRS.
A second component of the project will exploit these methodologies in medicinal chemistry and chemical biology, through the design and synthesis of phosphorus-based bioactive compounds and new chemical entities. The synthesized molecules will be biologically evaluated in close collaboration with our local biology and clinical partners (C3M, CAL, IRCAN, Nice), with a particular focus on oncology, and integrating modern IA for mecanistic studies. Validation of the developed processes and proof of concept at the laboratory scale will also be considered in view of potential industrial applications.
Situated at the crossroads of green and sustainable phosphorus chemistry, photochemistry, organic and medicinal chemistry, this multidisciplinary experimental work will provide the candidate with advanced expertise in multi-step synthesis, methodological development, multinuclear NMR characterization, and structure–activity relationship studies. The PhD candidate will join a stimulating scientific environment within the E4 D2MS team at the Institut de Chimie de Nice (ICN, UMR CNRS ), internationally recognized for its expertise in phosphorus and medicinal chemistry, and will benefit from an active collaboration with the Massachusetts Institute of Technology (MIT, USA) and UM6P.
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Début de la thèse : 01/10/
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Financement d'un établissement public Français
