Titre de l'écran-titre (visionné le 15 janvier 2024) / Les groupements fonctionnels oxydants à base d'azote tels que les nitro et azoïque, ont été largement étudiés car ils ont tendance à conférer des propriétés fascinantes aux molécules qui les contiennent. En particulier, lorsqu'ils sont présents dans des molécules aromatiques comme le benzène, ces dernières montrent des propriétés optoélectroniques intéressantes (fluorescence, optique non-linéaire, etc.). Ces composés ont également d'autres propriétés qui rendent possible leur application dans des domaines comme la chimie des explosifs, l'industrie pharmaceutique, des pigments, etc. D'autre part, le fait que même présentant des hétéroatomes si différents du carbone, les hétérobenzènes « lourds » du groupe 15, arsabenzène et phosphabenzène, conservent un certain degré d'aromaticité, a retenu l'attention des chercheurs depuis longtemps. Ce caractère aromatique donne aux benzènes « lourds » une réactivité rappelant celle du benzène mais qui est toutefois fortement modulée. Malgré l'intérêt que représentent ces hétérobenzènes « lourds » et la grande utilité des groupement fonctionnels oxydants, jusqu'à présent, il n'existe que très peu d'exemples de ces structures combinées. Les raisons fondamentales pour cette rareté d'exemples est la facilité avec laquelle les éléments du groupe 15, E(III) peuvent être oxydés en E(V), en plus de la propriété oxophile de l'atome de phosphore. Ces problèmes indiquent des restrictions importantes dans l'exploration de la chimie des groupements oxydants avec ces éléments, et c'est précisément ce défi qui nous rend extrêmement curieux d'apprendre et de développer la chimie de ces molécules fascinantes. Dans ce travail, nous effectuons la synthèse de quatre précurseurs hétérobenzènes « lourds ». Nous présentons l'obtention et purification, pour la première fois, du dérivé 2-triméthylsilyl-p-nitroarsabenzène par moyen de l'optimisation de conditions de nitration rapportées dans la littérature pour ces analogues. Des réactions avec différents nucléophiles ont permis d'estimer l'électrophilie de l'hétéroatome d'arsenic dans le dérivé 2-triméthylsilylarsabenzène. Ce dernier a été fonctionnalisé avec d'autres groupes oxydants et non oxydants. Quatre nouveaux composés arsabenzène-boranes ont été synthétisés et purifiés. / Nitrogen-based oxidizing functional groups, such as nitro and azo, have been widely studied because they tend to confer fascinating properties to the molecules that contain them. Particularly, when they are present in aromatic molecules such as benzene, these show interesting optoelectronic properties (fluorescence, non-linear optics, etc.). These compounds also have other properties that make possible their application in fields such as the chemistry of explosives, the pharmaceutical industry, pigments, etc. On the other hand, the fact that even having heteroatoms so different from carbon, the "heavy" heterobenzenes of group 15, arsabenzene and phosphabenzene, retain a certain degree of aromaticity, has attracted the attention of researchers for a long time. This aromatic character gives "heavy" benzenes a reactivity reminiscent of that of benzene, but that is however strongly modulated. Despite the interest in these "heavy" heterobenzenes and the great utility of oxidizing functional groups, so far there are very few examples of these combined structures. The fundamental reasons for this scarcity of examples are the tendency to oxidation (with one or two electrons) of the elements of group 15, in addition to the oxophilic property of the phosphorus atom. These problems indicate significant limitations in exploring the chemistry of oxidative groups with these elements, and it is precisely this challenge that makes us extremely curious to learn and develop the chemistry of these fascinating molecules. In this work, we synthesize four "heavy" heterobenzene precursors. We present the synthesis and purification, for the first time, of the 2-trimethylsilyl-p-nitroarsabenzene derivative by means of the optimization of nitration conditions reported in the literature for related compounds. Reactions with different nucleophiles allowed to further estimate the electrophilicity of the arsenic heteroatom in the 2-trimethylsilylarsabenzene derivative. The latter was functionalized with other oxidizing and non-oxidizing groups. Four new arsabenzene-borane compounds have been synthesized and purified.

Depuis quelques décennies, on constate un intérêt marqué pour la synthèse de composés organofluorés en chimie organique. En effet, la grande stabilité de ceux-ci, principalement expliquée par la grande force du lien C‒F, en font des composés attirant dans diverses sphères de la chimie telles la chimie pharmaceutique, l’agrochimie et la chimie des matériaux. Étant donné la force de la liaison C‒F, de l’ordre de 450 kJ/mol, et sachant que le fluorure est un mauvais groupe partant, il peut sembler peu intuitif de faire réagir cette liaison. Pourtant, certains chercheurs s’intéressent particulièrement au clivage du lien C‒ F par diverses méthodes afin de fonctionnaliser cette liaison: on parle alors d’activation de liaisons C‒F. Parmi les propriétés intéressantes du fluor organique, on compte le fait qu’il est faiblement accepteur de liaisons hydrogène en solution. Dans cet ordre d’idée, le groupe de recherche a développé au fil des années plusieurs méthodologies permettant le départ du fluor dans des composés organiques en utilisant des espèces donneuses de ponts hydrogène. Le premier projet consiste en l’utilisation d’une thiourée comme composé donneur de liaisons hydrogène afin d’activer la liaison C‒F benzylique. En utilisant une quantité catalytique de thiourée, il a été possible d’effectuer une réaction de type SN2 de différentes amines sur plusieurs fluorures benzyliques. Il s’agit également du premier exemple d’activation organocatalysée par interactions hydrogène de liens C‒F benzyliques. Le deuxième projet consiste en la valorisation d’une méthode précédemment publiée par le groupe de recherche. En utilisant un mélange de solvant donneurs de liaisons hydrogène pour la réaction, il est possible d’effectuer une réaction SN2 d’une gamme de nucléophiles sur des différents substrats fluorés, et ce, avec de très bons rendements isolés. / There has been, in the past decades, a keen interest from the organic chemistrycommunity for the synthesis of organofluorine compounds. Indeed, the high stability ofthose compounds, mostly explains by the great stability of the C‒F bond, makes themattractive for various chemistry applications, including pharmaceutical, agrochemical andmaterial chemistry.Because of the C‒F bond strength, which is around 450 kJ/mol, and the poor leavinggroup ability of fluoride, the reactivity of organofluorine compounds is somewhatlimited. That being said, the cleavage of the C‒F bond by various methods, also called C‒F bond activation, has attracted it share of attention.One of the various properties of organic fluorides is its ability to accept hydrogen bondsin solution. Along these lines, our research group has developed, over the years, a numberof methods to trigger the activation of the C‒F bond using hydrogen bond donor species.The first project involves the use of a thiourea as a hydrogen bond donor for theactivation of benzylic C‒F bonds. Using a catalytic amount of thiourea, it is possible toperform SN2 reactions on various benzylic fluoride using different amines. This methodis the first example of benzylic C‒F bonds activation organocatalyzed by hydrogen bondinteractions.The second project focuses on the valorization of previously published method by ourresearch group. Here, using a mixture of hydrogen bond donor solvents, it is possible toconduct SN2 reactions on various fluorinated substrates with a range of nucleophiles withexcellent isolated yields.