La liaison Bore-Fluor (B-F) a une longue et riche histoire dans le domaine des transformations chimiques. De plus, cette liaison B-F est utilisée dans une grande diversité de domaines tel que la médecine nucléaire avec l'imagerie de Tomographie par Émission de Positrons (TEP) ou l'imagerie de fluorescence. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à l'utilisation de la liaison B-F pour la formation nucléophile de liaison Carbone-Fluor (C-F) et le développement de nouveaux fluorophores ayant des applications potentielles dans les domaines de l'imagerie bimodale TEP et l'imagerie de fluorescence. Les organotrifluoroborates sont connus pour être des outils de synthèse d'importance majeure pour la conception de molécules organiques. Cependant, le groupement trifluoroborate n'est généralement utilisé qu'en tant que groupement partant, c'est à dire par rupture de la liaison C-B. Ainsi, son potentiel en tant que source de fluorure nucléophile (F-) n'est pas étudié. C'est pourquoi, nous nous sommes intéressé à l'aptitude des organotrifluoroborates à servir de source de fluorure. En effet, si historiquement la réaction de Balz-Schiemann, utilise le BF4- comme source de F-, nous avons démontré que les organotrifluoroborates sont capables de réaliser la réaction de fluoro-dédiazotation de sels d'aryldiazonium générés in situ dans des conditions réactionnelles douces. De plus, dans des réactions avec une classe de substrats analogues, des sels dissymétriques de diaryliodonium pourraient être fluorés par des phényltrifluoroborates par décomposition thermique de la paire d'ion. Finalement, l'aptitude du groupement trifluoroborate à promouvoir des réactions de fluoration intramoléculaires a été étudiée par la synthèse de divers motifs contenant ce groupement. Nous avons également étudié de nouveaux complexes fluoroborates (B-Fn) dérivés du motif 2-aryl-benzothiazole comme sondes fluorescentes. Trois complexes ont été isolés, caractérisés, et leurs propriétés photo-physiques rapportées. Un complexe monofluoroborate de 2,4-diaryl-benzothiazole présentant les propriétés photo-physiques les plus prometteuses s'est révélé stable en conditions aqueuses. De plus, l'abstraction de fluorure de ce complexe a été démontrée, fournissant ainsi des résultats préliminaires prometteurs vers la viabilité du radiomarquage par échange isotopiques 19F-18F. Ce complexe monofluoroborate a également montré des propriétés structurales intéressantes par la présence d'un bore stéréogène. Les énantiomères de ce complexe ont été dédoublés par chromatographie chirale à partir du mélange racémique puis caractérisés par dichroïsme circulaire. Enfin, la stabilité configurationnelle du bore a été étudiée. / The B-F bond has an expansive and rich history in chemical transformations and the versatility of the B-F bond has also shown immense utility in fields as far reaching as Positron Emission Tomography (PET) and fluorescence imaging. The application of B-F bonds for nucleophilic Carbon-Fluorine (C-F) bond formation and the development of novel fluorophores with potential applications in PET/fluorescence bi-modal imaging is reported in this document. Organotrifluoroborates are well known as indispensable synthetic tools for the elaboration of organic molecules. However, the trifluoroborate functionality is generally regarded as an auxiliary group, and its potential as a nucleophilic fluoride (F-) source has remained untested. In this context, the ability of organotrifluoroborates to serve as competent sources of F- was investigated. In an update to the historic Balz-Schiemann reaction, that traditionally uses BF4- as a source of F-, organotrifluoroborates were shown to mediate the fluorodediazoniation of in situ generated aryl diazonium salts under mild reaction conditions. In reactions with an analogous substrate class, unsymmetrical diaryliodonium salts could also be fluorinated using phenyltrifluoroborate via thermal decomposition of the ion pair. Finally, the ability of the trifluoroborate moiety to mediate intramolecular fluorination reactions was investigated through the synthesis of various trifluoroborate-containing molecular scaffolds. We also investigated novel fluoroborate (B-Fn) complexes of the 2-aryl-benzothiazole scaffold, known for its interaction with Aß aggregates, as fluorescent probes. Three complexes were isolated, characterized and their photophysical properties are reported. A 2,4-diaryl-benzothiazole monofluoroborate complex displaying the most promising photophysical properties, was shown to be stable to aqueous conditions. Fluoride abstraction from this complex was also demonstrated, providing promising preliminary results towards the viability of radiolabelling via 19F-18F isotope exchange. The monofluoroborate complex also showed interesting structural properties given the asymmetric boron centre. Enantiomers of the complex were successfully resolved by chiral chromatography from the racemic mixture, characterized by Circular Dichroism and their stability to inversion investigated.

Thèse de doctorat : Chimie : Le Mans : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre.

Au cours des dernières décennies, la chimie a pris une part croissante dans notre société et dans notre quotidien. Cette omniprésence a guidé les scientifiques des quatre coins de la planète à sans cesse étudier et développer de nouvelles technologies plus efficaces et moins coûteuses en ressources et en temps afin de répondre aux besoins toujours croissant imposés par notre société. Parmi les diverses branches couvertes par la chimie, la chimie organique joue un rôle prépondérant du fait de sa présence dans de nombreux domaines industriels tels que la chimie pharmaceutique, l’agrochimie, la science des matériaux ou encore la chimie des polymères. Cette nécessité toujours croissante de molécules organiques encourage par conséquent les chimistes organiciens à développer de nouveaux procédés surpassant les limitations rencontrées avec les méthodes usuelles ou donnant accès à de nouveaux types de composés impossible à synthétiser auparavant.L’un des exemples les plus frappants est sans conteste l’avènement de la chimie du fluor en synthèse organique. En effet, l’utilisation de cet atome par les chimistes organiciens est passée d’anecdotique au début des années 60 à prépondérante à l’heure actuelle dans de nombreux domaines de recherche. L’impact le plus spectaculaire de la chimie du fluor sur la société moderne est observé dans l’industrie pharmaceutique où près d’un tiers des nouveaux médicaments sont composés d’au moins un atome de fluor. Par ailleurs, ces composés organofluorés jouent également un rôle crucial dans l’industrie agrochimique via le développement de nouveaux composés bioactifs, dans les sciences médicales par l’emploi de traceurs isotopiques fluorés ou encore dans la science des matériaux via l’étude de matières innovantes utilisant les propriétés physico-chimiques exceptionnelles de l’atome de fluor. Bien que de nombreuses réactions de fluoration aient été décrites au cours des dernières décennies, celles si souffrent de limitations tels que des conditions réactionnelles dures, la difficulté de contrôler la formation du sous-produit, la disponibilité des réactifs de fluoration ou encore la sélectivité. Dans cette optique, nous avons décidés de porter notre attention sur le développement d’une nouvelle méthode de fluoration simple, efficace et utilisant un réactif de départ facile d’accès et stable. Pour se faire, nous avons basés notre stratégie sur l’utilisation d’un intermédiaire ion cétèniminium qui fait a fait l’objet de nombreuses études dans divers groupes de recherche à travers le monde y compris dans notre laboratoire. La stratégie utilisée et développée au cours de cette thèse de doctorat permet, via une réaction monotope de double activation électrophile d’amide, d’obtenir une diversité de composés carbonylés et carboxylés portant un atome de fluor en position α du groupement carbonyle. Ce manuscrit décrira les travaux que nous avons réalisés concernant le développement d’un nouveau procédé de synthèse de composés carbonylés et carboxylés α-fluorés par double activation électrophile d’amides. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les travaux réalisés pendant cette thèse ont porté sur deux thématiques indépendantes.Les deux premières parties concernent la thématique « alcaloïdes de Vinca », molécules d’origine naturelle aux propriétés anticancéreuses. Les travaux ont tout d’abord porté sur la synthèse d’analogues oxygénés de la 20,20-difluorocatharanthine, comme précurseurs d’alcaloïdes dimères originaux de Vinca. Bien que les voies de synthèses explorées n’aient pas conduit aux dérivés oxygénés souhaités, les différents résultats obtenus ont cependant permis de montrer que la présence du groupement gem-difluoré sur le squelette de la catharanthine changeait dramatiquement la réactivité du substrat de manière imprévisible. La deuxième partie de ce travail a été dédiée à l’élucidation du mécanisme de fluoration d’alcaloïdes dimères de Vinca en milieu superacide. Le marquage isotopique au deutérium a permis de discriminer deux hypothèses mécanistiques et de valider le mécanisme de fluoration passant par une migration 1,2 d’hydrure dont la contribution minimale est de 20 %. Enfin, la troisième partie de ce travail a été consacrée à la synthèse asymétrique de la (R)-méquitazine. La synthèse de cette dernière s’est basée sur la chiralité déjà « imprimée » dans le squelette d’alcaloïdes de cinchona. La synthèse de la (R)-méquitazine dont les excès énantiomériques finaux sont supérieurs à 99% a été conclue en 8 étapes à partir de la quinine, confirmant le contrôle total du centre asymétrique tout au long de la synthèse. / The work carried out during this thesis has focused on two independent parts.The first two sections have dealt with the “Vinca alkaloids” part, natural products with anticancer properties. Firstly, the work has focused on the synthesis of oxygenated analogs of the 20,20-difluorocatharanthine as precursors of original dimeric Vinca alkaloid. Although explored synthesis pathways have not led to the desired oxygenated derivatives, different results has enabled to show that the presence of the gem-difluoro groupment on catharanthine skeleton dramatically changed the reactivity of the substrate in an unpredictable manner. The second part of this work was dedicated to the elucidation of the mechanism of fluorination of alkaloids dimers of Vinca in superacid medium. Isotopic labelling with deuterium has allowed to discriminate two mechanistic hypotheses and to validate the mechanism of fluoridation via a 1,2-hydride migration whose minimum contribution is 20 %.Finally, the third part of this work has been devoted to the asymmetric synthesis of (R)- mequitazine. The synthesis is based on the chirality already "printed" into the skeleton of cinchona alkaloids. Synthesis of (R)-mequitazine with greater than 99% final enantiomeric excess was reached in 8 steps from quinine, confirming full control of the asymmetrical centre during the synthesis.

La fluoration artificielle de l’eau est une méthode employée en tant que moyen de prévention de la carie dentaire. Il s’agit d’un traitement de l’eau dont le but est d’ajuster de façon « optimale » la concentration en fluorure dans l’eau potable pour la prévention de la carie dentaire, par l’ajout d’un composé fluoré. La fluoration de l’eau fait l’objet d’un débat de société depuis le début des années 1950. La théorie du cycle hydrosocial nous invite à réfléchir sur la manière dont l’eau et la société se définissent et se redéfinissent mutuellement dans le temps et dans l’espace. Cette théorie nous permet d’aborder l’étude du sujet de la fluoration avec une nouvelle perspective d’analyse. Il y a peu d’études en sciences sociales qui portent sur le sujet de la fluoration, généralement abordé d’un point de vue des sciences de la santé. Nous proposons de décrire le processus de production des eaux fluorées dans un contexte hydrosocial. Ce mémoire est structuré en quatre chapitres. Nous commençons par familiariser le lecteur avec la théorie du cycle hydrosocial. Ensuite, nous faisons une mise en contexte de la fluoration de l’eau, d’une part en présentant un état des lieux, et d’autre part en présentant ce en quoi consiste la pratique de la fluoration de l’eau. Après avoir familiarisé le lecteur avec les thèmes généraux concernant la fluoration de l’eau, nous proposons de reconstituer une histoire hydrosociale de la fluoration. Cette histoire nous permet de mettre en évidence les relations hydrosociales desquelles découle la production des eaux fluorées. L’histoire hydrosociale de la fluoration comporte une phase contemporaine que nous abordons en présentant les principales idées de l’opposition à la fluoration artificielle de l’eau à l’aide notamment d’une analyse iconographique d’images portant sur le thème de la fluoration. Finalement, nous discutons des implications de la théorie du cycle hydrosocial pour étudier la problématique de la fluoration. / Artificial water fluoridation is a method used as a way of preventing tooth decay. It is a water treatment that consists in adjusting the fluoride concentration in water to a “optimal” level in order for it to work in preventing tooth decay. Water fluoridation has been subject to social debate since the early 50’s. The theory of the hydrosocial cycle brings us to think about the ways water and society are mutually defined and redefined by one another in time and space. This theory allows us to study the subject of water fluoridation with a new perspective. There are few works in social sciences that are about water fluoridation, a subject which is generally approached by a health science point of view. We are proposing to describe the production process of fluoridated waters in a hydrosocial context. This research is organized in four chapters. First, we start by introducing the reader to the theory of the hydrosocial cycle by presenting the literature on the matter. Next, we put into context the practice of water fluoridation by first presenting the current state of affairs in regards to water fluoration programs across the world, and second by presenting the technical aspects of water fluoridation. After the reader has been presented with the general themes covered by the subject of water fluoridation, we propose to rebuild a hydrosocial of fluoridation. This story allows us to bring forward the hydrosocial relations from which stems the production process of fluoridated waters. The hydrosocial history of fluoridation includes a contemporary historical phase in which we introduce some key ideas about the opposition to artificial water fluoration. Furthermore, we try to illustrate some of the hydrosocial principles of fluoridation that are representative of the contemporary narratives by doing an iconographic analysis of images on the subject of fluoridation. Finally, we discuss about the implications of the hydrosocial cycle theory on the study of the fluoridation problem.

Ce manuscrit expose différents développements méthodolgiques et leurs applications pour la synthèse de composés à visée anticancéreuse.Le premier chapitre décrit les travaux ciblant l’obtention d’analogues du TMC-95A, produit naturel inhibiteur du protéasome dont l’activité antitumorale a été démontrée. La formation de ces analogues passe par la synthèse d’intermédiaires tryptophanes hautement oxydés fonctionnalisés en position 7. Une première stratégie mettant en jeu une réaction d’insertion C-H nous a permis d’obtenir des oxindoles fluorés avec de bons rendements. Cependant, les difficultés rencontrées lors des étapes de déprotection et de réduction nous ont amenés à revoir notre approche synthétique. Une hétéroannulation de Larock a ensuite été envisagée pour la synthèse de tryptophanes fonctionnalisés, sans plus de succès. En revanche, nous avons été capables de mettre au point une réaction de fluoration oxydante régio- et chimiosélective du noyau indolique du tryptophane incorporé dans des tripeptides linéaires. Ainsi, des précurseurs avancés d’analogues du TMC-95A ont pu être obtenus.Dans un deuxième chapitre, nous nous sommes intéressés à la réactivité d’aziridines bicycliques dérivées de sulfamates, obtenues par aziridination intramoléculaire catalysée au cuivre en présence de réactifs de l’iode hypervalent. Nous avons ainsi pu montrer qu’il était possible d’en réaliser l’ouverture à l’aide de nucléophiles carbonés. Puis, les sulfamates cycliques à 7 chaînons obtenus peuvent également réagir avec des nucléophiles carbonés pour conduire à des amines polysubstituées. Enfin, des études préliminaires nous ont permis d’évaluer ces aziridines bicycliques comme précurseurs de dipoles-1,3 et ont conduit à la formation de composés à haute valeur ajoutée.Enfin, le dernier chapitre de ce manuscrit décrit les résultats obtenus pour la synthèse totale de produits naturels. Grâce à la méthodologie développée précédemment, nous avons pu synthétiser la spisulosine ES-285, produit naturel issu des palourdes comestibles de l’océan atlantique nord et dont l’activité antitumorale a été démontrée. La voie de synthèse mise au point permet de moduler la nature des nucléophiles introduits, permettant donc un accès rapide à de nouveaux composés, potentiellement plus actifs. Un analogue fluoré original de la spisulosine a ainsi pu être obtenu. Cette méthodologie a également été mise en œuvre pour la synthèse de molécules plus complexes, comme la monanchorine, un alcaloïde à guanidine polycyclique d’origine marine. Un précurseur avancé a ainsi pu être obtenu, mais il n’a malheureusement pas été possible de conclure la synthèse. / This manuscript exposes several synthetics methods and their applications for the preparation of new anti-cancer compounds.The first part describes our efforts toward the obtention of new analogs of TMC-95A, natural proteasome inhibitor, which antitumoral activity has already been shown. The formation of these compounds requires the synthesis of highly oxidized tryptophane substituted in position 7. An initial strategy involving a C-H insertion allowed us to obtain fluoro oxindoles in good yields. However, the encountered difficulties for the reduction and deprotection steps prompted us to rethink our strategy. A Larock heteroannulation has been considered for the synthesis of functionalized tryptophanes and was, unfortunately, unsuccessful. Nevertheless, we have been able to develop a regio- and chemoselctive oxidative fluoration of the trypthophane indolic core incorporated in tripeptides. Therefore, advanced precursors of TMC-95A analogs have been obtained.In the second part, the reactivity of bicyclic aziridines derived from sulfamates has been studied. These aziridines were obtained by copper catalyzed intramolecular aziridination in the presence of hypervalent iodine reagent. We were then able to demonstrate the possibility to perform nucleophilic ring opening of these bicyclic aziridines with carbon nucleophiles. The obtained 7 membered ring sulfamates were also submitted to nucleophilic ring opening with carbon nucleophiles to give acces to polysubstituted amines. Finally, preliminary studies allowed us to test these bicyclic aziridines as dipole-1,3 precursors and have led to the the formation of high value compounds.Finally, the last chapter describes the results we obtained for the total synthesis of natural products. Thanks to the methodology developed above, we were able to synthesize the spisulosine ES-285, natural product extracted from the north Atlantic clams and known to display antitumoral activity. The synthetic path allows us to change the nature of the nucleophile and gives rapidly access to new compounds, potentially more active. A new fluoro analog of the spisulosine has been obtained. This methodology has also been applied for the total synthesis more complex molecules, such as monachorin, a marine polycyclic guanidine alcaloïd. An advanced precursor has been synthesized, but we unfortunately weren’t able to finish the synthesis.

L'oxazolidine trifluorométhylée (trans-Fox) dérivée du (R)-phénylglycinol a été préparée sous forme diastéréoisomériquement pure par résolution dynamique induite par la cristallisation d'un mélange d'oxazolidines cis et trans.La trans-Fox a été utilisée avec succès comme auxiliaire chiral pour des réactions d'hydroxylation par l'oxygène moléculaire et de fluoration électrophile d'énolates d'amide ainsi qu'en réarrangement sigmatropique [2,3] d'amines allyliques. Après clivage, des composés énantiomériquement purs d'une grande importance synthétique sont obtenus.Une voie d'accès à des pyrrolydines trifluorométhylées chirales a été mise au point à partir de la trans-Fox. La trans 2-phenyl-5-trifluoromethylpyrrolidine a été utilisée comme auxiliaire chiral pour des réactions d'alkylation asymétriques. / The trifluoromethylated oxazolidine (trans-Fox) derived from (R)-phenylglycinol was prepared as a single diastereoisomer by a cristallisation induced dynamic resolution of a mixture of cis and trans oxazolidines.The trans-Fox was used with success as a chiral auxiliary for hydroxylation by oxygen and electrophilic fluorination of amide enolates reactions and [2,3] sigmatropic rearrangements of allylic amines. After deprotection, very synthetically useful enantiomerically pure compounds were obtained.An acces to chiral trifluoromethylated pyrrolidines was developped starting from trans-Fox. The trans 2-phenyl-5-trifluoromethylpyrrolidine was used as a chiral auxiliary for asymmetric alkylation reactions.

Ce travail porte sur la synthèse et la caractérisation de fluorures divisés obtenus par voiesolvothermale assistée par chauffage micro-ondes pour la réduction des impuretés dans lecycle du combustible nucléaire. / This work deals with the synthesis and characterization of divided fluorides obtained bysolvothermal process assisted by microwave heating to reduce impurities in the nuclear fuelcycle.

La tomographie par émission de positons (TEP) est une technique d'imagerie médicale largement utilisée en oncologie. Cette technique peut, par exemple, fournir des informations sur la localisation de tumeurs dans le corps humain, et le développement de nouvelles méthodes pour la production automatisée de radiotraceurs spécifiques reste un domaine d’actualité. Dans ce contexte, un nouveau type de précurseurs silylés pouvant être fluorés en dernière étape a été développé. La fluoration de ce nouveau motif imidazole-silylé par du [19F]F- puis par du [18F]F- a été validée sur différents bioconjugués. Le greffage de ce motif a ensuite été testé selon plusieurs méthodes. En particulier, une des voies de synthèse a pu montrer que la fluoration de bioconjugués portant ce motif et greffés sur une résine était possible au [19F]F-. Enfin, le produit radiomarqué au [18F]F- a pu être détecté au cours d’essais préliminaires, permettant ainsi de valider la stratégie choisie. / Positron Emission Tomography (PET) is a medical imaging technique widely used in oncology. For example, this technique can provide information on the localization of growing tumors in the human body, and the development of news methods for the automated production of specific radiotracers is still required. In this context, a new silylated precursor, which can be fluorinated in the last step, has been developed. The fluorination of this new imidazole-silylated unit with [19F]F- and with [18F]F- has been validated on various bioconjugates. The grafting of this moiety has been tested following different strategies. In particular, one of the synthetic pathway showed that the fluorination of bioconjugates with resin grafted moiety was possible with [19F]F-. Finally, the [18F] radiolabeled product was observed during preliminary [18F]F- fluorination experiments, thus validating the chosen strategy.

Les travaux réalisés pendant cette thèse ont porté sur deux thématiques indépendantes.Les deux premières parties concernent la thématique " alcaloïdes de Vinca ", molécules d'origine naturelle aux propriétés anticancéreuses. Les travaux ont tout d'abord porté sur la synthèse d'analogues oxygénés de la 20,20-difluorocatharanthine, comme précurseurs d'alcaloïdes dimères originaux de Vinca. Bien que les voies de synthèses explorées n'aient pas conduit aux dérivés oxygénés souhaités, les différents résultats obtenus ont cependant permis de montrer que la présence du groupement gem-difluoré sur le squelette de la catharanthine changeait dramatiquement la réactivité du substrat de manière imprévisible. La deuxième partie de ce travail a été dédiée à l'élucidation du mécanisme de fluoration d'alcaloïdes dimères de Vinca en milieu superacide. Le marquage isotopique au deutérium a permis de discriminer deux hypothèses mécanistiques et de valider le mécanisme de fluoration passant par une migration 1,2 d'hydrure dont la contribution minimale est de 20 %. Enfin, la troisième partie de ce travail a été consacrée à la synthèse asymétrique de la (R)-méquitazine. La synthèse de cette dernière s'est basée sur la chiralité déjà " imprimée " dans le squelette d'alcaloïdes de cinchona. La synthèse de la (R)-méquitazine dont les excès énantiomériques finaux sont supérieurs à 99% a été conclue en 8 étapes à partir de la quinine, confirmant le contrôle total du centre asymétrique tout au long de la synthèse.