Ce travail s’inscrit dans la recherche de nouveaux 5-nitroimidazoles fonctionnalisés à visée thérapeutique. L’étude de la réactivité du 4-bromo-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole vis-à-vis des réactions de couplages de Suzuki, Sonogashira et Stille a permis la synthèse de nouveaux 5-nitroimidazoles substitués en position 4. Par ailleurs, un couplage de Suzuki régiosélectif a pu être mis au point sur le 2,4-dibromo-1-méthyl-5-nitro-1H-imidazole permettant l’accès en une seule étape à des composés substitués à la fois en positions 2 et 4. Parmi les composés synthétisés via ces couplages pallado-catalysés, les dérivés chlorométhylés conjugués avec le groupement nitro ont été utilisés en tant que substrats pour l’étude de réactions par transfert monoélectronique (SRN1, TDAE). Ainsi, dans une seconde partie, nous décrivons la réaction entre le 4-(3-chloroprop-1-ynyl)-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole et plusieurs anions nitronates dans des conditions de SRN1. Cette réactivité a pu être étendue au 2,4-bis(3-chloroprop-1-ynyl)-1-méthyl-5-nitro-1H-imidazole permettant la réalisation d’une bis-SRN1. La méthodologie TDAE a été mise en œuvre sur le 4-(3-chloroprop-1-ynyl)-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole, avec de faibles rendements observés, contrairement à ceux obtenus avec le (E)-4-[4- (chlorométhyl)styryl]-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole sur lequel plusieurs types d’électrophile ont pu être additionnés. Enfin, le pouvoir mutagène, ainsi que le potentiel de réduction des 5-nitroimidazoles synthétisés ont été déterminés. L’évaluation anti-infectieuse est actuellement en cours sur des souches de Giardia lamblia et sur une grande variété de bactéries anaérobies strictes. / This work focuses on the synthesis of novel functionalized 5-nitroimidazoles possessing therapeutic activities. New 4-substituted-5-nitroimidazoles were obtained using Suzuki, Stille or Sonogashira cross-coupling using the 4-bromo-1,2 dimethyl-5-nitro-1H-imidazole. Moreover, access to functionalized products at both 2 and 4 positions of imidazole ring was developed thanks to a regioselective Suzuki cross-coupling on the 2,4-dibromo-1-methyl-5-nitro-1H-imidazole. Among cross-coupling products, those possessing chloromethyle substituent conjugated with the nitro group, were employed as starting material in the single electron transfer reaction (SRN1, TDAE) studies. Therefore, in a second part, we described the reaction between the 4-(3-chloroprop-1-ynyl)-1,2-dimethyl-5-nitro-1H-imidazole and several nitronate anions in SRN1 conditions. This reactivity was applied to the 2,4-bis(3-chloroprop-1-ynyl)-1-méthyl-5-nitro-1H-imidazole allowing the formation of bis-SRN1 products. TDAE methodology was implemented on the 4-(3-chloroprop-1-ynyl)-1,2-dimethyl-5-nitro-1H-imidazole, however poor yields were observed. TDAE strategy on the (E)-4-[4-(chlorométhyl)styryl]-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole were more successful, addition products with different electrophilic species were obtained. Finally, mutagenic power and potential of reduction of synthesized 5-nitroimidazole were assayed. The anti-infective properties of these novel 5-nitroimidazole are currently under investigation.

Ce travail est consacré à la synthèse et à la fonctionnalisation d’hétérocycles d’intérêt biologique par méthodologie TDAE. Dans une première partie, nous avons développé la réactivité initiée par le TDAE de nouveaux électrophiles en série nitrobenzylique. L’emploi des aldéhydes-a,ß-éthyléniques et des aldéhydes hétérocycliques nous a permis d’identifier le type d’addition nucléophile de l’anion du chlorure de p-nitrobenzyle (classique ou Michael). La réaction sur une double liaison carbone-azote est possible grâce à l’emploi des iminiums quaternaires. Nous avons présenté le premier exemple de double réactivité initiée par le TDAE en faisant appel aux dialdéhydes aromatiques. Une méthodologie courte et originale nous a permis de synthétiser des quinoléines en deux étapes par association de la stratégie TDAE (avec les dicétones comme électrophiles) et de la réaction de réduction-cyclisation. Dans une deuxième partie, nous avons appliqué la méthodologie TDAE pour la découverte de composés d’intérêt pharmacologique. Après avoir synthétisé le 6-chlorométhyl-5-nitroimidazo[2,1-b]thiazole, nous avons étudié sa réactivité initiée par le TDAE avec divers a-cétoesters. Les produits obtenus ont été testés comme antibactériens et antifongiques et ont révélé une spécificité d’action sur Candida tropicalis. Dans une troisième partie, nous avons entrepris la synthèse du 4-[4-(chlorométhyl)phényl]-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole. La réactivité initiée par le TDAE de ce substrat avec différents électrophiles (aldéhydes, a-cétoesters, dicétones) a conduit à de nouveaux alcools potentiellement actifs comme antiparasitaires notamment sur Trichomonas vaginalis. / This work is focused on the synthesis and the functionalization of potentially bioactive heterocyclic compounds by TDAE methodology. In the first part, we have developed the TDAE reaction with new electrophiles in nitrobenzylic series. By using ethylenic and heterocyclic aldehydes, we have identified the kind of nucleophilic addition (classic or Michael). The reaction on a carbon-nitrogen double bond is possible with the utilization of quaternary iminiums. We have presented the first example of double TDAE-initiated reactivity with aromatic dialdehydes. A short and original methodology allows us to synthesize quinolines in a two steps TDAE-initiated reaction (using diketones as electrophiles) and reduction-cyclization reaction. In the second part, we have applied the TDAE methodology in order to discover pharmacological compounds. After synthesizing the 6-chloromethyl-5-nitroimidazo[2,1-b]thiazole, we have studied its reactivity with different a-ketoesters. All the products were tested as antibacterial and antifungal compounds; they show a specific activity against Candida tropicalis. In the third part, we synthesized the 4-[4-(chloromethyl)phenyl]-1,2-dimethyl-5-nitro-1H-imidazole. The TDAE-initiated reactivity of this substrate with different electrophiles (aldehydes, a-ketoesters, diketones) furnish new potentially bioactive alcohols as antiparasitic agents especially against Trichomonas vaginalis.

Ce travail de thèse est consacré à la synthèse et l’évaluation biologique de nouveaux nitromidazoles à potentialités anti-infectieuses. Dans les trois premiers chapitres, nous avons abordé les propriétés biologiques des 5-nitroimidazoles, et la synthèse de nouveaux composés fonctionnalisés en positions 2 et 4 dans le but d'améliorer l'activité sur les souches résistantes au métronidazole, le 5-nitroimidazole de référence, tout en contrôlant au mieux la mutagénicité. Nous avons développé une méthode de couplage régiosélectif de Suzuki-Miyaura en position 4 du 2,4-dibromo-1-méthyl-5-nitro-1H-imidazole, suivi d’un deuxième couplage de Suzuki-Miyaura ou de Sonogashira par méthodologie « one-pot » séquentielle en position 2. Cette méthodologie nous a permis d’obtenir 30 nouveaux composés qui ont été testés pour leur propriétés antibactériennes et antiparasitaires. Une dizaine de composés ont été synthétisés par méthodologie TDAE sur le 4-[4-(chlorométhyl)phényl]-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole. Dans le dernier chapitre, nous avons initié un travail de pharmacomodulation en série imidazooxazole, motif bien connu pour ses propriétés antituberculeuses et antileishmaniennes. Nous avons présenté la synthèse et l’évaluation biologique de dérivés 5-nitroimidazooxazoles et 7-nitro-2,3-dihydroimidazo[5,1-b]oxazoles. La synthèse de dérivés 6-nitroimidazooxazoles fonctionnalisés en position 5 est en cours de développement et nous avons présenté quelques essais de CH-arylation sur le 2-méthyl-6-nitro-2,3-dihydroimidazo[2,1-b]oxazole. / We have developed in this work the synthesis and the biological evaluation of novel nitromidazoles with anti-infectious potentialities. In the first three parts, we discussed the biological properties of 5-nitroimidazole scaffold, and the synthesis of new compounds functionalized at 2- and 4-position in order to improve the activity on metronidazole-resistant strains, while controlling mutagenicity. We developed a regioselective Suzuki-Miyaura cross- coupling reaction at 4-position of 2,4-dibromo-1-methyl-5-nitro-1H-imidazole, followed by a second Suzuki-Miyaura or Sonogashira cross-coupling reaction at 2-position by a "one-pot" sequential process. This methodology has enabled us to obtain 30 new products which were tested for their antibacterial and antiparasitic properties. Twelve compounds were synthesized by TDAE methodology on {4- [4- (chloromethyl) phenyl]} -1,2-dimethyl-5-nitro-1H-imidazole. In the last part, we initiated a work of pharmacomodulation in imidazooxazole series, scaffold well-known for its antituberculous and antileishmanial properties. We have described the synthesis and the biological evaluation of 6-functionalized 5-nitroimidazooxazole and 7-nitro-2,3-dihydroimidazo [5,1-b]oxazole derivatives. We have presented some CH-arylation assays on 2-methyl-6-nitro-2,3-dihydroimidazo[2,1-b]oxazole to obtain 5-functionalized 6-nitroimidazooxazole derivatives.

L'objectif de ce travail consiste en la synthèse de nouveaux 5-nitroimidazoles fonctionnalisés à visée thérapeutique. Dans un premier temps, l'étude de la réactivité du 4-bromo-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole vis-à-vis du couplage de Suzuki-Miyaura sous irradiation micro-ondes a permis la synthèse de nouveaux produits substitués en position 4 par différents groupements aryle ou styryle. Dans un second temps, la réactivité LD-SRN1 a été étudiée entre le 4-[4-(chlorométhyl)phényl]-1,2-diméthyl-5-nitro-1H-imidazole et différents nucléophiles centrés sur l'atome de carbone ou de soufre. Cette étude a révélé l'importance de la température dans l'activation de la réaction par transfert monoélectronique. De nouveaux dérivés substitués en position 4 par divers groupements sulfonyles ont ensuite été synthétisés, par réactions SN2 et SNAr entre des dérivés 5-nitroimidazolés et différents anions sulfinates. Cette synthèse a été suivie par la mise au point de tests biologiques sur Trichomonas vaginalis. L'activité trichomonacide a été évaluée sur certaines de ces molécules, à l'origine de relations structure-activité montrant l'influence de la position du groupement sulfonyle substituant le noyau 5-nitroimidazole. La dernière partie de ce travail décrit une réaction de O-arylation pallado-catalysée inattendue et originale, d'un dérivé fluoré en série nitro(o-nitrophényl)imidazole impliquant des acides arylboroniques dans les conditions opératoires de la réaction de Suzuki-Miyaura. / The aim of this work consists of the synthesis of new potentially bioactive functionalized 5-nitroimidazoles. Initially, the reactivity study of the 4-bromo-1,2-dimethyl-5-nitro-1H-imidazole under microwave-assisted Suzuki-Miyaura cross-coupling conditions gave new derivatives substituted by various aryl or styryl groups in 4-position. In a second step the 4-[4-(chloromethyl)phenyl]-1,2-dimethyl-5-nitro-1H-imidazole was prepared in order to study LD-SRN1 reactivity with different carbon and sulphur centered nucleophiles. This study pointed the role of the temperature for the electron transfer reactions. Then, new 4-position sulfonyl substituted derivatives were synthesized by SN2 and SNAr reactions between sulfinate anions and three substrates in 5-nitroimidazole series. This synthesis was followed by the development of biological assays on Trichomonas vaginalis. This assay was performed on some of these molecules, which revealed a relation between the structure and the position of the sulfonyl group and the antitrichomonas activity. The last part of this work describes an unexpected and original palladium-catalyzed O-arylation in fluorinated nitro(o-nitrophenyl)imidazole series involving arylboronic acids under Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction conditions.

Presented Diploma Thesis deals with the study of electrochemical behavior of 5-nitroimidazole (5-NI), with the search for optimal conditions for its determination using techniques of DC voltammetry (DCV) and differential pulse voltammetry (DPV) at a mercury meniscus modified silver solid amalgam electrode (m-AgSAE) and at a boron-doped diamond film electrode (BDDFE), and with the comparison of reached limits of quantification (LQs). The optimal conditions found for measuring calibration dependences of 5-NI at the m-AgSAE in deionized water were as follows: Britton-Robinson buffer of pH 7.0 and 10.0 for DCV and DPV, respectively. At both thechniques, it is advisable to use an electrochemical regeneration of the electrode surface by the application of a couple of regeneration potentials Ereg,1 = 0 mV and Ereg,2 = −800 mV. The calibration dependences were measured in the concentration range from 1·10−6 to 1·10−4 mol·l−1 , with the LQs of 1.0·10−6 mol·l−1 for DCV at the m-AgSAE and 1.5·10−6 mol·l−1 for DPV at the m-AgSAE. The concentration dependences of 5-NI at the BDDFE were measured using the DCV technique in the BR buffer of pH 3.0. For the DPV technique, the optimal medium seemed to be the BR buffer of pH 2.0, however, because of the presence of an interfering peak in the supporting electrolyte,...