L’objectif de ce travail est la mise au point d’une nouvelle réaction domino combinant deux réactions pallado-catalysées d’alcoxycarbonylation et d’alkylation allylique pour la synthèse d’esters allylés. Dans un premier temps, l’étude individuelle de chaque réaction mise en jeu dans la réaction domino a permis de mettre en avant l’incompatibilité des deux réactions lorsque le réactif est un halogénure de benzyle. Les [Alpha]-chlorocétones, conduisant par alcoxycarbonylation à des β-cétoesters plus réactifs en alkylation allylique, ont, par contre, permis de montrer la faisabilité de ce type de transformation. L’optimisation de la réaction d’alcoxycarbonylation d’α-chlorocétones a mis en avant l’importance de l’utilisation de la Xantphos comme ligand phosphoré associé au palladium pour la préparation de β-cétoesters avec de très bons rendements. Dans un deuxième temps, l’alcoxycarbonylation d’α-chlorocétones et la réaction d’alkylation allylique ont pu être combinées de façon efficace dans une nouvelle réaction pseudo-domino de type I, impliquant un seul catalyseur au palladium capable de promouvoir les deux étapes, à des charges catalytiques tout à fait modérées. Le choix du phénate d’allyle comme substrat allylique, moins réactif vis-à-vis du palladium que d’autres dérivés allyliques, et l’utilisation de Xantphos se sont avérés les paramètres clé permettant d’obtenir les β-cétoesters allylés avec de bons rendements et une bonne sélectivité.La généralisation de cette nouvelle réaction à différents substrats laisse entrevoir des perspectives intéressantes d’application de la réaction domino en version intramoléculaire pour la synthèse d’hétérocycles hautement fonctionnalisés. / The aim of this work was to develop a new domino reaction combining two different pallado-catalysed transformations: alcoxycarbonylation and allylic alkylation for the synthesis of α-allylated esters.First of all, each elementary reaction involved in the domino reaction was studied individually. When benzyl halide was used as the starting material, the incompatibility of the reactions conditions was clearly demonstrated, whereas the use of [Alpha]-chloroketones, leading to intermediate β-ketoesters, more reactive in allylic alkylation showed us the feasibility of this kind of transformation. Alcoxycarbonylation of α-chloroketones was optimized and the use of Xantphos as an ancillary ligand allowed us to get β-ketoesters with very good yields.Then, [Alpha]-chloroketones alcoxycarbonylation and subsequent allylation could be efficiently combined to provide a new pseudo-domino type I sequence wherein the same catalytic system drives the two concatenated cycles at moderate catalyst loadings. The use of allylic phenyl ether, less reactive to the metal than other allylic substrates, turned out to be the key factor, along with the use of Xantphos, to get allylated ketoesters with good yields and selectivity.This new domino reaction has been extended to several substrates which precludes interesting perspectives for the synthesis of highly functionalized cyclic structures via its intramolecular version.

Au cours de ces travaux, nous nous sommes intéressés au développement de nouvelles transformations combinant des outils modernes de la synthèse organique que sont les MBFT's (Multiple Bond-Forming Transformations) et l'organocatalyse et impliquant la réactivité des nitroalcènes. Nous avons dans un premier temps élaboré une réaction consécutive hautement stéréosélective Michael – Hétérocyclisation [3+2] – Fragmentation. Au cours de ce processus, deux liaisons C–C, une liaison C–O et un cycle sont formés afin de former des cyclopentanoximes optiquement actifs portant jusqu'à trois centres stéréogènes pouvant être convertis en hydroxylamines ou en indoles. Nous avons ensuite exploité le potentiel pro-nucléophile des composés 1,2-dicarbonylés lors de l'élaboration des premières additions de Michael organocatalysées diastéréo- et énantiosélectives de 1,2-cétoesters et de 1,2-cétoamides sur des nitrooléfines. Les adduits obtenus constituent des plateformes synthétiques vers la construction de carbo- et d'hétérocycles à cinq et six chaînons possédant une large diversité fonctionnelle. Ces travaux ont conduit au développement d'une transformation domino impliquant divers composés 1,2-dicarbonylés et nitroalcènes halogénés afin d'accéder de manière rapide et efficace à des 2-carbonyl- et 2-phosphorylfuranes dont les voies de synthèse sont peu courantes dans la littérature. Les premiers résultats très encourageants quant à l'obtention de furanes atropoisomères ouvrent les portes à une version asymétrique de cette méthodologie. / This work focused on the development of novel transformations combining MBFT's and organocatalysis, the latest powerful tools of organic synthesis, and involving the reactivity of nitroalkenes. We first developed a highly stereoselective consecutive Michael – [3+2] Heterocyclisation – Fragmentation reaction where two C–C bonds, one C–O bond and a cycle are formed to make optically active cyclopentanoximes bearing up to three stereocenters. These products can be converted into hydroxylamines or indoles. We then exploited the nucleophilic potential of 1,2-dicarbonyl compounds in the design of the first organocatalyzed diastereo- and enantioselective Michael additions of 1,2-ketoamides and 1,2-ketoesters onto nitroalkenes. The corresponding adducts are valuable synthetic platforms towards the synthesis of five- and six-membered carbo- and heterocycles with wide functional variety. This work led to the development of a domino transformation involving 1,2-dicarbonyl compounds and halogenated nitroolefines to efficiently access 2-carbonyl- and 2-phosphorylfuranes whose reported synthetic pathways remain rare. The first encouraging trials carried out to make atropisomers enable a potential asymmetric version of this methodology.

La chimie des composés à base d'iode hypervalent (i.e., iodanes) connaît un fort intérêt depuis le début des années 1990 comme en témoigne le panel de composés iodés disponibles commercialement et le nombre de transformations chimiques que ces réactifs peuvent promouvoir. Au cours de la dernière décennie,les recherches se sont essentiellement concentrées sur le développement d’iodanes chiraux et leurs applications en synthèse asymétrique. La plupart de ces iodanes sont utilisés pour la création hautement sélective de liaison carbone-hétéroatome (C–O, C–N, C–F…). La création asymétrique de liaison carbone-carbone (C–C) médiée par des iodanes chiraux a cependant été très peu étudiée jusqu'à présent. Dans ce contexte, notre groupe de recherche a décrit la synthèse de nouveaux iodanes-λ5chiraux biaryliques et de type Salen ainsi que leurs applications à la désaromatisation oxygénante asymétrique de 2-alkyl phénols avec des excès énantiomériques (ee) supérieurs à 90%. Ces travaux de thèse sont consacrés au développement de nouveaux iodanes-λ3 chiraux porteurs de ligands carbonés transférables pour la création asymétrique sans métal de liaison C–C. Sont plus particulièrement décrits la synthèse de bis(alcynyl-iodanes-λ3) biphényliques atropopurs et leur utilisation dans l’alcynylation énantiosélective de β-cétoesters (jusqu’à 68% ee) et, pour la première fois, de naphtols (jusqu’à 84% ee). / The chemistry of hypervalent organoiodine compounds (i.e., iodanes) has unarguably experienced an impressive development since the early 1990s, as evidenced by both the diversity of iodane reagents that are commercially available today and the number of chemical transformations that those reagents can promote.Over the last decade, the elaboration of new chiral iodanes and their applications in asymmetric synthesis have attracted special interests and research efforts. Most ofthem are involved in highly selective carbon-heteroatom bond-forming reactions (C–O, C–N, C–F…). However, C–C bond-forming reactions in a stereoselective fashion with chiral iodane are yet underexploited. In this context, our research group reported the synthesis of new biarylic and Salen-type chiral λ5‐iodanes and their successful application to the asymmetric hydroxylative phenol dearomatization of 2alkylphenols, with enantiomeric excesses (ee) above 90%. This thesis work is dedicated to the development of new chiral λ3‐iodanes bearing transferable carbon-basedligands for metal‐free asymmetric C–C bond construction. In particular, the synthesis of chiral biphenylic bis(alkynyl-λ3-iodanes) and their successful application to the enantioselective alkynylation of β‐ketoesters (up to 68% ee) and 2‐substituted naphthols (up to 84% ee) are described.

Les gymnodimines, les spirolides, les pinnatoxines et les ptériatoxines constituent une famille de toxines d’origine marine de structures complexes, produites en faibles quantités par des microorganismes marins appelés dinoflagellés. Ces toxines sont connues pour bloquer les récepteurs nicotiniques de l’acétylcholine (nAChRs) sans que leur mode d’action ne soit connu avec précision. D’après les différents tests biologiques réalisés à ce jour, il semblerait que le motif spiroimine, commun à toutes ces molécules, soit essentiel pour l’activité antagoniste. Un accès rapide à ce motif spiroimine ainsi qu’à de plus grandes quantités du produit naturel permettraient une meilleure compréhension du mode d’action de cette famille de toxines. Le travail réalisé au cours de cette thèse s’est d’une part focalisé sur la synthèse de ce coeur spiroimine de la (–)-gymnodimine A et d’autres part tourné vers le développement d’une nouvelle méthodologie d’additon énantiosélective de silyloxyfuranes sur des accepteurs de Michael cycliques. Dans un premier temps, la mise en place de la chaîne latérale de la (–)-gymnodimine A en position C7 en α du carbone quaternaire a été explorée par plusieurs approches diastéréocontrolées. C’est finalement l’utilisation de la réaction de Michael entre un organocuprate et une énone possédant le centre quaternaire en position C22 en présence de TMSCl qui a permis d’introduire un nucléophile avec la diastéréosélectivité désirée. Un précurseur du cœur spiroimne hautement fonctionalisé a alors été préparé avec une diastéréoselctivté de 83/17. Dans un second temps, un travail méthodologique nous a également permis de développer pour la première fois une version énantiosélective de la réaction de Mukaiyama-Michael vinylogue entre un silyloxyfurane et un accepteur de Michael cyclique. C’est l’utilisation d’un complexe de cuivre-(II) avec l’iso-propyl bis(oxazoline) qui s’est révélée être le système le plus performant pour accéder aux buténolides. En l’occurrence, nous avons testé la méthode avec un évantail de β-cétoesters α,β-insaturés cycliques aboutissant aux adduits de Michael avec une diastéréosélectivité totale et de bonnes énantiosélectivités pouvant aller jusqu’à 96%. Nous avons également proposé un état de transition de type Diels-Alder avec une approche exo du silyloxyfurane afin de rationnaliser les énantiosélectivités observées. / Gymnodimines, spirolides, pinnatoxines and pteriatoxines constitute a family of marine toxins with complex structures. They are produced in small amounts by marine microorganisms called dinoflagellates. These toxins are known to block the nicotinic acetylcholine receptors (nAChR), but the exact mode of action remains largely unknown. Biological tests have showed that the spiroimine moiety, the common feature of these molecules, is crucial for antagonist activity. A rapid access to this spiroimine core and to larger amount of this natural product could lead to a better understanding of the mode of action of this toxin family. This Ph.D. work has been focused on the synthesis of the spiroimine core of (–)-gymnodimine A, and on to the development of new methodology in order to add enanstioselectively silyloxyfurans to cyclic Michael acceptors. In the first part, the insertion of the side chain of (–)-gymnodimine A in poistion C7 next to the quaternary carbon has been explored by several diastereoselctive approaches. We found out that the use of the Michael addition of an organocopper reagent in the presence of TMSCl on an enone bearing the quaternary center at C22 positon was the only way to reach the expected diastereomer. Thus we obtained a key intermediaite with an interesting 83/17 diastereoselctivity for the synthesis of the spiroimine core of (–)-gymnodimine A. In a second time, a methological work allowed us to develop the first enantioselective vinyloguous Mukaiyama-Michael reaction between a silyloxyfuran and a cyclic Michael acceptor. The expected butenolide could be obtained with excellent diastereoselcetivity and good enantioselectivtities up to 96% by using iso-propyl bis(oxazoline) copper-(II) complex. This method proved to be relevant with various cyclic α,β-unsaturated β-ketoesters. Moreover, we proposed a Diels-Alder type transition state with an exo approach of the silyloxyfuran in order to rationalise the asymmetric induction.