Recent years have witnessed a great deal of interest in the design and synthesis of small molecules, which can mimic complex carbohydrates of vital importance in various life processes. Carbasugars constitute one such class of molecules among several others, in which ring oxygen of sugar is replaced by a methylene unit. Several approaches have been reported in the literature for the synthesis of carbasugars emanating both from carbohydrate and non-carbohydrate sources. While the carbohydrate-based approaches require extensive prote'ction-deprotection maneuver, the non-carbohydrate-based approaches generally have problems of diastereoselection and introduction of chirality. In the context of synthesis of carbasugars, we envisaged that a suitable derivative of i bicyclo[2.2.1]heptane (norbornyl system), could serve as a carbasugar equivalent provided the inherent cyclohexane ring could be disengaged through a tactical cleavage of C1-C7 or C4-C7 bonds. In the present thesis entitled "Synthesis of carbasugars and other structurally related motifs", we have established the carbasugar-norbornyl system equivalence by using 7-* oxobicyclo[2.2.1]hept~5-en-2~yl acetate as precursor . While the tactical cleavage of C1-C7 bond was employed in the synthesis of carbasugars, the C4-G7 bond cleavage provided access to a new class of carbasugars i.e. "confused" carbasugars* The quest for stronger and specific inhibitors of glycosidases led us to synthesize a diverse array of polyoxygenated compounds in this new family of carbasugars. The thesis has been organized under five main sections: I. Introduction, II. Results & Discussion, III. Experimental, IV. Spectra, and V. References where we have narrated our I synthetic efforts with suitable literature citations.

Les O-glycoconjugués et les dérivés glycosidiques sont des composés naturels impliqués dans de nombreux processus biologiques. Cependant, leurs propriétés sont grevées par la médiocre stabilité in vivo de la liaison osidique. Il est donc intéressant de développer des mimes non hydrolysables. Nous nous sommes intéressés au remplacement de l’oxygène intracyclique par un groupement gem-difluorométhylène.La synthèse d’analogues difluorocarbocycliques de 5-désoxypentofuranoses et de 1-amino-5-désoxypentofuranoses a été décrite. La synthèse comporte une addition dePhSeCF2TMS sur des aldéhydes dérivés de sucres ou sur les tert-butanesulfinylimines correspondantes, suivie d’une cyclisation radicalaire. La diastéréosélectivité de ces deux étapes-clés a été étudiée, puis cette stratégie de synthèse a été appliquée à la synthèse deCF2-carbasucres, notamment l’analogue CF2-carbocyclique du D-arabinose. / O-Glycoconjugates and carbohydrate-based molecules are natural compoundsimplied in many biological processes. However, their properties are burdened by the low invivo stability of the osidic bond. It is thus interesting to develop non hydrolyzable mimetics.We were interested in the replacement of the intracyclic oxygen by a gem-difluoromethylenegroup.The synthesis of difluorinated carbocyclic analogues of 5-deoxypentofuranoses and1-amino-5-deoxypentofuranoses is described. The sequence involves an addition ofPhSeCF2TMS to carbohydrate-derived aldehydes or their corresponding tertbutanesulfinyliminesfollowed by a radical cyclization. The stereochemical outcome of these two key steps was studied, and then this strategy was applied to CF2-carbasugars, inparticular of the CF2-carbocyclic analogue of D-arabinose.

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De précédentes études dans notre groupe ont montré que l'α-1-C-nonyl-1,5-didésoxy-1,5-imino-D-xylitol était un inhibiteur puissant de la β-glucocérébrosidase, enzyme impliquée dans la maladie de Gaucher. Il a été supposé que la conformation chaise inversée de ce composé pouvait expliquer en partie sa forte affinité avec la glycosidase cible. L'objectif ce travail de thèse était la synthèse d'une nouvelle classe d’iminosucres, basée sur un squelette 1-azaspiro[3.3]heptane, possédant deux cycles à 4 membres, analogue conformationnellement contraint de notre "lead" en série iminoxylitol. La première stratégie de synthèse envisagée a permis de mettre en avant une nouvelle réaction tandem d'ouverture d'azétidines conduisant à des spirocyclopropyl γ-lactames. La seconde stratégie testée a conduit dans un premier temps à la formation hautement stéréosélective d'un cyclobutane tétrasubstitué par une réaction radicalaire induite par le SmI2 − permettant ainsi la synthèse des premiers exemples de carbasucres à 4 membres − puis à la formation du carbone azaspiranique de notre cible par une réaction de C-H amination catalysée par des complexes de rhodium. / Previous studies in our group has shown that α-1-C-nonyl-1,5-dideoxy-1,5-imino-D-xylitol was a strong inhibitor of β-glucocerebrosidase, the enzyme involved in Gaucher disease. It was supposed that the inverted chair conformation of this compound could partially explain its high affinity with the target glycosydase.The goal of this PhD work was the synthesis of a new class of iminosugars based on 1-azaspiro[3.3]heptane structures, as conformationally strained analogues of our lead in the iminoxylitol series. During the course of our synthetic study, new azetidine ring-opening tandem reaction leading to spirocyclopropyl γ-lactames has been discovered. The most promising strategy evaluated led to the highly stereoselective formation of a tetrasubstituted cyclobutane via a SmI2-mediated radical reaction − leading to the synthesis of the first exemples of 4-membered carbasugars − then to the formation of the azaspiranic carbon of our target by way of rhodium-catalyzed C-H amination reaction.