L’encapsulation des espèces chargées ou neutres dans la cavité interne d’hôtes organiques est un domaine fascinant de la recherche et représente un défi pour de nombreux laboratoires partout dans le monde. La réussite exceptionnelle de ce sujet provient principalement de l’imagination des chimistes dans la conception et la synthèse d’hôtes organiques ayant une fonction de reconnaissance. Depuis l’origine du concept de la chimie hôte-invité, une grande variété de composés organiques a été synthétisée comme récepteurs moléculaires pouvant former des systèmes auto-organisés avec différents degrés de complexité. Les applications possibles sont la reconnaissance moléculaire, la vectorisation de médicaments, la séparation et le stockage, les biocapteurs et la catalyse (réaction chimique dans l’espace clos d’un nano-réacteur).L’objet de nos travaux consistait en la synthèse de molécules cages par auto-assemblage de cyclotrivératrylènes spécifiquement fonctionnalisés. De nombreux essais ont été menés pour dimériser deux CTV dans l’optique d’obtenir des cryptophanes auto-assemblés selon différents modes de coordination. Tout d’abord, des cyclotrivératrylènes fonctionnalisés par des pyridines ont été formés dans l’optique d’obtenir des cryptophanes auto-assemblés par des liaisons de coordination ou par des liaisons hydrogènes.Un second volet de nos travaux a été la synthèse de plusieurs cyclotrivératrylènes incorporant des atomes de soufre directement liés au cycle benzénique. Dans ce manuscrit figurent plusieurs voies synthétiques pour la synthèse du cyclotrithioguaiacylène ainsi que pour la formation du cyclotrithiophénolène. Des essais de dimérisation ont été menés et ont conduit contre toute attente à la formation d’un macrocycle incorporant huit unités cyclotrivératrylèniques. Ce dernier a pu être caractérisé par spectroscopie de RMN 1H et spectrométrie de masse MALDI-TOF / The encapsulation of charged or neutral species in the internal cavity of organic hosts is a fascinating area of research and a challenge for many laboratories around the world. The outstanding success of this subject comes mainly from the imagination of chemists in the design and synthesis of organic hosts with a recognition function. Since the origin of the concept of host-guest chemistry, a wide variety of organic compounds were synthesized as molecular receptors that can form self-organized systems with different degrees of complexity. Possible applications include molecular recognition, drug delivery, separation and storage, biosensors and catalysis (chemical reaction) in the confined space of a nano-reactorThe purpose of our work involved the synthesis of cage molecules by self-assembly of specifically functionalized cyclotrivératrylènes. Numerous tests were conducted to dimerize two CTV with a view to obtaining cryptophanes self-assembled according to different modes of coordination. First of all cyclotrivératrylènes functionalized with pyridines were formed with the aim of obtaining cryptophanes self-assembled by coordination bonds or hydrogen bonds. A second part of our work was the synthesis of several cyclotrivératrylènes incorporating sulfur atoms directly attached to the benzene ring. In this manuscript are presented several synthetic routes for the synthesis of cyclotrithioguaiacylene and cyclotrithiophenolene.Tests of dimerization were conducted and led against all odds to the formation of a macrocycle incorporating eight CTV units. The latter has been characterized by 1H NMR spectroscopy and MALDI-TOF mass spectrometry

L'objectif principal de ces travaux est l'exploration des propriétés émergentes qui accompagnent les processus d'auto-assemblages, à partir d'entités moléculaires ou macromoléculaires multivalentes. La fonctionnalisation appropriée des nano-objets auto-assemblés constitue un réel challenge compte tenu des nombreuses applications auxquelles ces systèmes peuvent répondre. Dans cette thèse nous nous sommes intéressés aux apports des différentes interactions dynamiques et réversibles dans la construction « bottom-up » de systèmes et membranes adaptatifs. Dans un premier temps, nous avons voulu explorer l'effet de la multivalence sur les interactions de faible énergie de type Lectine-Carbohydrates. Une autre partie des travaux consiste à incorporer des synthons dynamiques dans une matrice polymère de type polyetherimines, afin d'explorer leurs influences en transport de gaz. Enfin, nous avons mis à profit l'auto-organisation à l'échelle mésoscopique de copolymères triblocs ABA, dans l'élaboration de membranes avec des tailles de pores modulables en fonction des forces des interactions mises en jeu dans la construction du matériau membranaire. Ces interactions, qui varient en fonction des différents stimuli : Pression, pH et UV, sont explorées dans la perspective d'une application en ultrafiltration « adaptative ». / The main objective of this work is the exploration of emergent properties that accompany the self-assembly process from multivalent molecular or macromolecular entities. The appropriate functionalization of self-assembled nano-objects is a real challenge given the numerous applications for which these systems can respond. Thus, research was performed in order to emphasize the different contributions of dynamic and reversible interactions, in the "bottom-up" construction of adaptive systems and membranes. At first, we explored the effect of multivalency on the low energy biomolecular interaction between a lectin and its ligand. Then, the incorporation of dynamic building blocks in a polyetherimines polymer matrix was performed in order to explore their influence on the transport of gases, namely CO2. Finally, we have taken advantage of the self-organization at the mesoscopic scale of ABA type triblock copolymers, in the development of membranes with adjustable pore size. Based on the strength of interactions involved in the construction of the material (supramolecular and/or covalent), it has been shown that the properties of the membranes vary as a function of different stimuli: pressure, pH and UV, leading to an "adaptive" ultrafiltration membrane.

La chimie des acides boroniques englobe de multiples domaines comme les sciences analytiques, la synthèse organique et inorganique, la chimie médicinale et thérapeutique. L'aptitude des acides boroniques à se lier de façon covalente et réversible avec des fonctions cis-1,2-diol, naturellement présentent en position 2',3' des ribonucléosides, a été mise à profit pour la conception d'un nouveau lien internucléosidique boronate.La synthèse des 4 borononucléotides, analogues des 4 nucléotides 5'-monophosphates, a été effectuée. La formation de dimères entre ces boronoanalogues et les 4 ribonucléotides naturels a été étudiée par RMN 1H et spectroscopie UV, permettant de déterminer leurs constantes d'association. Le borononucléotide analogue de la TMP a ensuite été introduit à l'extrémité 5' d'oligonucléotides. La formation dirigée par une matrice de boronates internucléosidiques a alors été étudiée au niveau oligonucléotidique. Cette ligation réversible apparaît dépendante de stimuli externes tels que la température, le pH, la présence d'ions cyanure ou de fructose. La nature de la matrice, l'influence de mésappariements ainsi que le nombre de jonctions modifiées ont ensuite été évalués. Enfin, à l'instar de la PCR, la polymérisation dirigée de sondes trimériques 3'-ribo 5'-B(OH)2 a été réalisée en présence d'une amorce.Parallèlement à ces travaux, nous avons développé de nouvelles applications du réactif de Bestmann-Ohira en synthèse organique, notamment au travers de réactions monotopes. / The chemistry of boronic acids is involved in many fields such as analytical sciences, organic and inorganic synthesis, medicinal and therapeutic chemistries. The ability of boronic acids to bind covalently and reversibly cis-1,2-diol functions, which naturally occur in 2',3' position of ribonucleosides, has been employed to design a new internucleosidic boronic ester linkages.For this purpose, the synthesis of the borononucleotide analogs of the 4 nucleotide 5'-monophosphates, has been undertaken. Dimeric association of the latters with the 4 natural ribonucleotides has been investigated by 1H NMR as well as UV spectroscopy and the binding constants have been determined. Following this study, the borononucleotide analog of TMP was introduced at the 5'-end of oligonucleotides. Thus, as we did at dimeric state, the formation of the internucleosidic boronic ester as been investigated at the oligonucleotide state in a template-directed fashion. This ligation has been demonstrated to be dependent on various external stimuli, such as, temperature, pH, presence of cyanide ions or fructose. The nature of the template, the influence of mismatches and the number of modified junctions tolerated by the system have also been investigated. Finally, a PCR-like template-directed polymerisation of 3'-ribo 5'-B(OH)2 trimeric probes has been successfully achieved in the presence of a primer.In parallel to this work, we develop new applications of the Bestmann-Ohira reagent in organic synthesis involving especially one-pot procedures.