Universiẗat, Diss.--Göttingen, 2008.

As a part of the continuing search for bioactive compounds with the Madagascar International Cooperative Biodiversity Group (ICBG), and in collaboration with the Natural Products Discovery Institute of the Institute for Hepatitis and Virus Research (IHVR), thirteen plant extracts were investigated for antiplasmodial activity, thirteen plant extracts were investigated for antiproliferative activity, and one extract was investigated for inhibitors of the shikimate pathway in Plasmodium falciparum. Bioassay-guided fractionation of the extracts led to the identification of nineteen compounds with both antiplasmodial and antiproliferative activity, and thirteen compounds with only antiproliferative activity. Thirteen of these compounds (2.1 – 2.9, 3.3, 3.4, 4.5, and 5.1) were previously unknown. In addition total synthesis was used to confirm the structure of one new compound (4.5) and two other new natural-product like compounds (4.6 and 4.7) were also synthesized and investigated for antiplasmodial activity. / Ph. D.

L’utilisation de méthodologies de synthèse toujours plus performantes et respectueuses de l’environnement est un axe de recherche majeur de la chimie moderne. L’apport de la catalyse, avec l’utilisation de superacides de Lewis, a permis d’améliorer de nombreux processus synthétiques. Nous avons pu développer dans ce manuscrit des réactions de cycloisomérisation de type réaction de Friedel-Crafts qui donnent accès à un ensemble de structures polycycliques intéressantes avec de bons rendements et sélectivités. L’utilisation d’une quantité catalytique, entre 1 et 10 mol% de Bi(OTf)3, permet l’activation d’oléfines et d’allènes non activés ainsi que de systèmes 1,3-diéniques. Ce type de méthodologie, à économie d’atomes maximale, a permis de limiter la formation de sous-produits, le catalyseur pouvant être recyclé et réutilisé sans perte d’activité. Des approches intra- et intermoléculaires, des réactions cascades et tandems ainsi qu’une étude mécanistique ont été effectuées afin de mieux comprendre la réactivité et ses limitations, et ainsi atteindre une plus large gamme de structures. Les méthodologies développées ont été appliquées au domaine des arômes et parfums pour la synthèse d’analogues de la Calone 1951®, de chromanes, d’indanes et de tétralines fonctionnalisés, posant les bases de travaux futurs pour une meilleur compréhension des relations structures-odeurs / Efficient and ecofriendly synthetic methodologies have always constituted an important area of research in modern organic chemistry. Lewis superacid catalysis has contributed in the improvement of many synthetic processes. We have developed some cycloisomerization reactions including Friedel-Crafts type reaction, giving access to a set of interesting polycyclic structures with good yields and selectivities. The use of a catalytic amount of Bi(OTf)3 (1 to 10 mol%), has allowed the activation of olefins, non-activated allenes and of 1,3-dienic systems. This atom economy methodology can prevent the formation of by-products and the catalyst can be recycled without loss of activity. Intra- and intermolecular approaches, tandem and cascades reactions, as well as mechanistic studies were conducted to enable a better understanding of the reactivity and its limitations to reach a wider range of structures. The developed methodologies were applied to the field of flavors and fragrances in the synthesis of Calone 1951® analogues, and for the preparation of chromans, indanes and tetralins type functionalized structures, for a better understanding of the structure/odor relationship.

1,2-Diazetidine is a four-membered ring heterocyclic compound which has two adjacent nitrogen atoms. However, the syntheses of C-unsubstituted 1,2-diazetidines are rarely reported in the literature. C-unsubstituted 1,2-diazetidines were synthesized through an operationally simple intermolecular vicinal disubstitution reaction between 1,2-dibromoethane and hydrazine with N-arylsulfonyl as the protecting group. Several different types of C-unsubstituted 1,2-diazetidines derivatives were synthesized with either two of the same or two different N-arylsulfonyl groups. The electronic and steric properties were analyzed using Raman spectroscopy and computational calculations. Then, several synthetic applications were demonstrated with 1,2-ditosyl-1,2-diazetidine (DTD). As a synthetic application, a nucleophilic ring-opening reaction of the diazetidine was identified through various thiol selective cleavage of the N‒N bond, resulting in the stereoselective formation of a new class of N-sulfenylimine. Furthermore, DTD underwent FeBr2-catalyzed retro [2+2] ring-opening and sustained release of formaldimine (FI) in situ in a reaction medium which is the simplest imine used amidomethylative reagent. Therefore, the effective available concentration can be controlled at low levels in the reaction medium. Moreover, the sustained release of FI was able to interrupt the amidomethylative process with α- methylstyrene and FeBr2 as the catalyst and resulted in 4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyrimidine (PTPH) as a product. The PTPH is a neurotoxic compound used to induce Parkinson’s disease in animal models. In addition, sustained release of FI allowed to switch the selectivity from alkene, imine, and imine arrangement into alkene, imine, and alkene arrangement in [2+2+2] cycloaddition reaction and led to form piperidines as a product which is the most observed heterocycle in marketed drug molecules. Chromane derivatives are observed in pharmaceuticals and natural products. Chirally pure chromane derivatives were synthesized through ruthenium-catalyzed chiral transient directing-mediated enantioselective C–H activation. Interestingly, a phosphate was involved in the deprotonation step, the rate-determining step with a 5.3 KIE value.

L'utilisation de méthodologies de synthèse toujours plus performantes et respectueuses de l'environnement est un axe de recherche majeur de la chimie moderne. L'apport de la catalyse, avec l'utilisation de superacides de Lewis, a permis d'améliorer de nombreux processus synthétiques. Nous avons pu développer dans ce manuscrit des réactions de cycloisomérisation de type réaction de Friedel-Crafts qui donnent accès à un ensemble de structures polycycliques intéressantes avec de bons rendements et sélectivités. L'utilisation d'une quantité catalytique, entre 1 et 10 mol% de Bi(OTf)3, permet l'activation d'oléfines et d'allènes non activés ainsi que de systèmes 1,3-diéniques. Ce type de méthodologie, à économie d'atomes maximale, a permis de limiter la formation de sous-produits, le catalyseur pouvant être recyclé et réutilisé sans perte d'activité. Des approches intra- et intermoléculaires, des réactions cascades et tandems ainsi qu'une étude mécanistique ont été effectuées afin de mieux comprendre la réactivité et ses limitations, et ainsi atteindre une plus large gamme de structures. Les méthodologies développées ont été appliquées au domaine des arômes et parfums pour la synthèse d'analogues de la Calone 1951®, de chromanes, d'indanes et de tétralines fonctionnalisés, posant les bases de travaux futurs pour une meilleur compréhension des relations structures-odeurs