Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes tournés vers l'utilisation de l'acide de Meldrum en tant que plateforme pour la synthèse d'hétérocycles chiraux par organocatalyse. De nouvelles voies d'accès, diastéréo- et/ou énantiosélectives, à des pyrazolidinones, pyrimidinones et isoxazolidinones ont été mises au point, via une réaction domino de type Knoevenagel/aza Michael/Cyclocondensation. La problématique du contrôle de la stéréochimie au sein de ces molécules a été d'autant plus étudiée que ce type de structures peut être retrouvé dans des composés d'intérêt biologique. Un intérêt tout particulier a été porté à l'étude des mécanismes réactionnels. Notamment dans le cadre d'une collaboration entre notre groupe et l'équipe « Analyse et Modélisation » du laboratoire COBRA pour l'étude de la réaction d'annélation [3+2] entre l'acide de Meldrum et des nitrones, par spectrométrie de masse / In the course of this thesis, we focused our efforts on developing the use of Meldrum's acid as a platform for the organocatalyzed synthesis of chiral heterocycles. In the end, we managed to access various pyrazolidinone, pyrimidinone and isoxazolidinone moieties in a diastero- and/or enantioselective fashion. We found these reactions to proceed via a navel domino Knoevenagel/aza Michael/Cyclocondensation reaction. The stereocontrol issue was particularly studied, as our final compounds can be found as part of biologically relevant structures. We also put much effort in probing reaction mechanisms. In the latter, we worked in collaboration with the "Analyse et Modélisation" team of laboratoire COBRA to get insights on the [3+2] annulation reaction between Meldrum's and nitrones, using mass spectrometry

Small chiral molecules are very important building blocks in the synthesis of biologically active compounds. These building blocks include nitrogen and oxygen-containing heterocycles such as 2-oxazolidinones, 1,3-oxazinan-2-ones, 2-oxazolines, oxazines, morpholine and morpholinones. Because of their interesting properties, chiral heterocycles have stirred great interest in the synthetic chemist community to develop useful and efficient strategies to these molecules. In this dissertation, the design and syntheses of various heterocyclic building blocks are presented, as well as the testing of their biological activities as antibacterial. Another very interesting family of heterocycle-containing molecules are the Aeruginosins. They are a family of marine natural products isolated from a blue-green algae, which display inhibitory activity against serine proteases such as thrombin, trypsin, and factor VIIa. Most aeruginosins contain an heterocyclic moiety called the 2-carboxy-6-hydroxyoctahydroindole (Choi) ring; this Choi moiety is a rigid bicyclic unnatural amino acid and is the core structure in the aeruginosins, indispensable to their biological activity. A synthesis of a ring-oxygenated variant of the Choi from D-mannose is reported in this dissertation. The ring-oxygenated variant of 2-carboxy-6-hydroxyoctahydroindole can potentially be used as a surrogate of Choi in the design and synthesis of aeruginosin-based thrombin inhibitors.

L’organocatalyse est reconnue comme une approche attractive dans la synthèse énantiosélective, offrant de nombreux avantages par rapport à la métallo-catalyse et biocatalyse. Dans la première partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés dans le développement de nouveaux catalyseurs tropos de transfert de phase, basée sur les dérivés de dibenzazepinium et leurs applications en synthèse asymétrique. Nous avons mis en évidence la possibilité d’utiliser le principe de transfert de chiralité centrale-axiale. La deuxième partie de cette thèse a été consacrée à l'élaboration de méthodologies organocatalytiques en utilisant la catalyse par transfert de phase ou de base de Brønsted. Notre nouvelle approche, basée des réactions organocatalytiques de cycloaddition formelles [3 + 2], ouvre l'accès aux différents cycles chiraux comme des cyclopentènes, pyrrolidines ou isoxazolidinones. Toutes ces molécules sont potentiellement intéressantes pour leur évaluation comme des ligands bioactif. / Organocatalysis is recognized as a versatile and attractive tool in enantioselective synthesis, offering a number of advantages over metal-based and bioorganic methods. During the first part of this thesis, we were interested in development of novel tropos Phase-Transfer catalysts, based on the dibenzazepinium derivatives and their applications in asymmetric synthesis. Their design was tackled by anoriginal central-axial chirality transfer principal. The second part of this thesis was devoted to the elaboration of novel organocatalytic methodologies under chiral PTC or Brønsted base organocatalysis. Based on formal organocatalytic [3+2]cycloaddition reactions our novel approach opens the access to various chiral cycles like cyclopentenes, pyrrolidines or isoxazolidinones. All these molecules are potentially interesting for their evaluation as bio-ligands.