Le dioxyde de carbone (CO2) est une molécule bien connue pour son impact environnemental et son origine anthropique. L'augmentation de sa concentration est en partie responsable du réchauffement climatique. Cependant, elle présente pour les scientifiques un fort potentiel. C'est une source de carbone abondante, renouvelable, non toxique, non corrosive et non inflammable. A l'échelle industrielle, un nombre important de synthèses peut se faire grâce à cette brique moléculaire et donc représente un intérêt économique croissant. Dans ce travail de thèse, nous aborderons la synthèse de carbonates cycliques par couplage d'époxydes avec du CO2. Nous verrons plus particulièrement de nouveaux systèmes catalytiques de symétrie C3 capables de réaliser ce couplage. D’un côté, nous verrons des systèmes catalytiques bi-composants basés sur des sels d’ammonium et des complexes métalliques dérivés de ligands tétra-azotés. D’un autre côté, nous étudierons l’influence de l’immobilisation de catalyseurs monocomposants, les azaphosphatranes, et ses implications en terme de réactivité catalytique / Carbon dioxide (CO2) is a small molecule well-known for its environmental impact and its anthropogenic origin. Increasing its concentration is partly responsible for global warming. However, it has a great potential for scientists. It is an abundant, renewable, non-toxic, non-corrosive, non-flammable carbon source. On the industrial scale, an important number of syntheses can be established thanks to this building block and therefore represents an increasing economic interest. In this thesis, we will discuss the synthesis of cyclic carbonates by coupling epoxides with CO2. We will see in particular new C3-symmetry catalytic systems capable of performing this coupling. The first two parts will deal with bi-component catalytic systems based on ammonium salts and metal complexes derived from N4-tetradentate ligands. Then, we will study the influence of the immobilization of mono-component azaphosphatrane catalysts on catalytic activity

Les hémicryptophanes, molécules constituées d’une unité cyclotriveratrylène (CTV) reliée à un autre groupement de symétrie C3, sont des molécules cages qui trouvent de nombreuses applications dans le domaine de la chimie hôte-invité. Dans une première partie, ce manuscrit présente une revue des développements récents de la chimie des hémicryptophanes et définit les objectifs de ce travail de thèse.Nos travaux concernent principalement le design d'hémicryptophanes spécifiquement conçus pour la reconnaissance moléculaire de substrats d'intérêt. Ainsi, des structures variées d'hémicryptophanes ont été conçues comme capteur fluorescent du phosphate de choline, ou pour la reconnaissance de paire d'ions. Des hémicryptophanes hétéroditopiques originaux portant des unités tris(2-pyridylmethyl)amine (TPA) ont été synthétisés et présentent un grand intérêt pour des applications ultérieures en reconnaissance. Nous avons étudié la reconnaissance stéréosélective de saccharides avec des hémicryptophanes énantiopurs qui associent trois types de chiralité sur sept centres stéréogènes. Enfin, nous décrivons le mouvement de "respiration" moléculaire de cages énantiopures, enrichissant ainsi les rares applications des hémicryptophanes comme machines moléculaires.Des complexes du vanadium(V) des hémicryptophanes ont été développés comme catalyseurs efficaces dans des réactions de sulfoxydation et pour l'oxydation catalytique de lignines. Des dérivés azaphosphatrane d’hémicryptohanes ont été développés comme organocatalyseurs de la réaction de polymérisation par ouverture du lactide. La dernière partie de ce manuscript est consacrée à des développements nouveaux dans le domaine de la formation de cages par auto-assemblage. Nous avons réussi à former par coordination des tétraèdres dont les quatre faces comportent une sous-unité azaphosphatrane. Nous montrons pour la première fois que dans ce type de cage l’unité azaphosphatrane joue un rôle prépondérant dans la complexation d’anions. / In the wide area of host-guest chemistry, hemicryptophanes, a type of molecular cages combining a cyclotriveratrylene (CTV) unit with another different C3 symmetrical moiety, have received increasing attention. In a first part of this work, the advances in hemicryptophane chemistry have been thoroughly reviewed and the objectives of the thesis have been postulated. Our work mainly concerns the targeted molecular recognition by rational design of hemicryptophanes. Various hemicryptophane structures have been designed as fluorescent sensors for choline phosphate, or for ion-pairs recognition. Original heteroditopic hemicryptophanes bearing tris(2-pyridylmethyl)amine (TPA) units have been synthesized that present a great interest for further applications in molecular recognition. We investigated the stereoselective recognition of carbohydrates using enantiopure hemicryptophanes combining three classes of chirality on seven stereogenic units. At last, we described the breathing motion of a series of enantiopure cages, complementing the rare application of hemicryptophanes as molecular machines.Hemicryptophane vanadium(V) complexes, have been developed as efficient supramolecular catalysts for sulfoxidation and for the catalytic lignin oxidation. Azaphosphatrane-functionalized hemicryptophanes were developed as hydrogen-bonding organocatalysts for the ring-opening polymerization of lactide. Finally, my attention has opened to a more prospective view focusing on cages constructed by self-assembly, and we have demonstrated the feasibility of introducing azaphosphatrane moieties into tetrahedron capsules using subcomponent self-assembly, and also proved for the first time the utility of azaphosphatranes as anion binding moieties.