Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés dans une première partie à la synthèse biomimétique d'alcaloïdes de type manzamines et plus particulièrement, aux manadomanzamines. Une étude de la réactivité des deux intermédiaires clés de leur biogenèse, les glutaconaldéhydes et les aminopentadiènals, a été entreprise. Ces mêmes molécules ont ensuite été utilisées comme équivalents synthétiques dans une synthèse biomimétique du squelette pentacyclique de la manadomanzamine A. Une seconde partie est consacrée à la préparation d'analogues stables de la pelletiérine en vue d'une synthèse biomimétique d'alcaloïdes du genre Lycopodium.

Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés dans une première partie à la synthèse biomimétique d’alcaloïdes de type manzamines et plus particulièrement, aux manadomanzamines. Une étude de la réactivité des deux intermédiaires clés de leur biogenèse, les glutaconaldéhydes et les aminopentadiènals, a été entreprise. Ces mêmes molécules ont ensuite été utilisées comme équivalents synthétiques dans une synthèse biomimétique du squelette pentacyclique de la manadomanzamine A. Une seconde partie est consacrée à la préparation d’analogues stables de la pelletiérine en vue d’une synthèse biomimétique d’alcaloïdes du genre Lycopodium. / This work is dedicated to the biomimetic synthesis of complex polycyclic alkaloids namely the manzamine alkaloids and especially to manadomanzamine. The biogenetic hypotheses postulated for these alkaloids are reported in a first introductory chapter. A few examples of manzamine alkaloids biogenesis are described and compared. The second chapter is focused on the reactivity of reactive units (considered as simplified models of two key biosynthetic intermediates, namely glutaconaldehydes and aminopentadienals) resulting from the ring-opening of pyridinium salts, and their implication in natural products synthesis. Particularly detailed are the investigations conducted on 5-dimethylamino-2-methylpenta-2,4-dienal and the condensation of potassium glutaconaldehyde onto a pyridinium salt. The chemistry of these reactive units has been exploited to design several model studies towards the synthesis of pentacyclic indole nucleus of manadomanzamine A, isolated from an Indonesian sponge Acanthostrongylophora sp.. These biomimetic models, elaborated from a biosynthetic intermediate postulated in our biosynthesis hypothesis have culminated in the synthesis of the central pentacyclic indole nucleus. The last chapter reports the preparation of more or less oxidized analogs of pelletierine, the well known alkaloid isolated from Punica granatum. Compounds such as phenyloxazolopelletierine have been prepared and their reactivity investigated in view of the biomimetic synthesis of Lycopodium alkaloids.

La première partie de ce manuscrit est consacrée à l'inhibition des glycosidases. Ces enzymes sont impliquées dans de très nombreux processus biologiques et, par voie de conséquence, dans de nombreuses maladies (diabète, cancer, maldadies lysosomales etc…). Outre l'intérêt de développer de nouveaux médicaments, les glycosides hydrolases font aussi figure de cibles de choix pour étudier les itinéraires conformationnels au cours de l'hydrolyse de la liaison glycosidique et en particulier au niveau de l'état de transition. La mise en parallèle de l'importance de l'orientation des liaisons C2-O2 et C3-O3 dans la stéréosélectivité des réactions de b-mannopyranosylation dirigées par les groupements 4,6-O-benzylidène, avec le rôle des interactions avec la liaison C3-O3 dans la catalyse enzymatique pour les b-mannosidases, nous a conduits à nous intéresser au développement de nouveaux glycoimidazoles, potentiellement inhibiteurs de ces enzymes. Nous nous sommes attachés à développer ce type de molécules car ils sont considérés, à l'heure actuelle, comme les meilleurs mimes de l'état de transition. La catalyse par les b-mannosidases passerait par un état de transition de type B2,5. Ce chemin conformationnel semble inhabituel mais serait le plus approprié au développement du caractère de double liaison entre le carbone anomérique et l'oxygène endocyclique ainsi qu'à la charge positive lorsque le système est proche de l'état de transition. De plus, il semblerait que la conformation B2,5 soit aussi privilégiée pour les a-mannosidases, ce qui renforce l'intérêt thérapeutique de synthétiser de nouveaux inhibiteurs de glycosidases. La stratégie de synthèse s'appuie sur des travaux de Vasella. Elle repose sur la construction du squelette bicyclique des tétrahydroimidazopyridines, via une réaction de cyclisation intramoléculaire d'oxoéthylamidines intermédiaires, qui permet d'obtenir de nouveaux glycoimidazoles en une quinzaine d'étapes. Dans la seconde partie, sont exposés les travaux concernant la préparation et l'utilisation en synthèse de glutaconaldéhydes oxydés en position 2 et de N-acylaminopentadiènals. Après avoir rappelé l'importance des glutaconaldéhydes et des aminopentadiènals dans les hypothèses de biogenèse des alcaloïdes marins de la famille des manzamines, nous avons vu que ces espèces pouvaient être considérés comme des intermédiaires possibles pour la synthèse d'alcaloïdes marins de la famille des pyrrole-2-aminoimidazoles (P-2-AI). La nouvelle méthode de préparation des sels de glutaconaldéhydes nous a permis de synthétiser un glutaconaldéhyde oxydé en position 2 et de commencer à étudier la réactivité des 2-alkoxy-N-acylaminopentadiènals. Le dernier chapitre de cette partie traite d'une méthode de préparation de N-acyl-5-aminopenta-2,4-diènals via l'ouverture de furfurylamines N-acylées développée en parallèle avec les travaux précédemment cités. / The first part of this manuscript is dedicated to glycosidase inhibition. Because enzyme-catalyzed carbohydrate hydrolysis is a biologically widespread process, glycosidase inhibitors have many potential applications as therapeutic agents. Glycosidase inhibitors are extremely useful probes to understand vital functions of glycosidases in living systems. They are also interesting tools to study mechanisms involved in the hydrolysis by different glycosidase families and to understand conformational pathways more particularly close to the transition state of the reaction. In parallel with the importance of the orientation of C2-O2 and C3-O3 bonds for the stereoselectivity of 4,6-O-benzylidene-directed b-mannopyranosylation, the role of interactions with C3-O3 bond during enzymatic hydrolysis for b-mannosidases prompted us to develop new glycoimidazoles, potential glycosidases inhibitors. Nowadays, glycoimidazoles are considered as the best transition state mimics; that is why we were interested in these molecules. Enzyme inhibition through mimicry of the transition state is indeed a major area for the design of new therapeutic agents. The enzymatic catalysis for b-mannosidases appears to use an unusual B2,5 conformational pathway for a better accommodation of the double bond character and the positive charge on the pyranose ring close to the transition state. There is now strong support for a similar pathway for a-mannosidases. Golgi a-mannosidases are involved in cancer metastasis and this strengthens the interest of developing new glycosidases inhibitors. Our strategy leaned on Vasella's work with the construction of a tetrahydroimidazopyridine bicyclic skeleton, via an intramolecular oxoethylamidine cyclization. It allowed us to prepare new glycoimidazoles in about fifteen steps. These compounds are modified in position 3 compared to those reported in the literature. They are expected to adopt a B2,5 conformation which would allow us to get better transition state mimics than those actually known for -mannosidases. In the second part, we discuss the preparation and use of oxidized glutaconaldehydes and N-acylaminopentadienals in organic synthesis. After reminding of the importance of glutaconaldehydes and aminopentadienals in the biosynthetic scenario of manzamine alkaloids, we will see that these species are possible intermediates in the synthesis of pyrrole-2-aminoimidazoles (P-2-AI), a marine alkaloids family. A practical method to access glutaconaldehydes allowed us to prepare these species oxidized in position 2 and to begin a study of the reactivity of 2-alkoxy-N-acylaminopentadienals. Finally, in the last chapter, a new access to N-acyl-5-aminopenta-2,4-dienals through base-induced ring-opening of N-acylated furfurylamines is reported.

Les travaux présentés concernent dans une première partie la synthèse biomimétique d’un alcaloïde indolomonoterpénique : la bipléiophylline. La bipléiophylline est le résultat de l’assemblage complexe de deux unités indoliques identiques ancrées sur une plateforme aromatique. Une stratégie générale de synthèse biomimétique de la bipléiophylline consistant i) à la synthèse de l’unité indolique pléiocarpamine et ii) à l’oxydation de l’acide 2,3-dihydroxybenzoïque a été envisagée. L’accès au squelette complexe de la pléiocarpamine a été étudié selon plusieurs stratégies de synthèse totale mais également par hémisynthèse. Parallèlement une étude des conditions d’oxydation notamment par électrochimie de l’acide 2,3-dihydroxybenzoïque ont permis de déterminer et caractériser son potentiel d’oxydation et de mettre au point les conditions de formation de sa forme oxydée. La seconde partie est consacrée à la synthèse biomimétique d’un modèle du cœur central de l’haliclonine A, un alcaloïde de la famille des manzamines. La synthèse de plusieurs précurseurs a été réalisée ainsi que l’étude de l’étape clé de double addition nucléophile sur un 5,6-dihydropyridinium. / Our work deals in the first part with a biomimetic synthesis of bipleiophyllin, an indolomonoterpenic alkaloid. The bipleiophyllin is the result of a complex anchorage of two identical indolic subunits on an aromatic platform. A general strategy for the biomimetic synthesis of bipleiophyllin consisting of i) the synthesis of the indolic unit pleiocarpamin and ii) the oxidation of 2,3-dihydroxybenzoic acid; was considered. Access to the complex skeleton of pleiocarpamin has been studied by different total synthesis strategies but also by hemisynthesis. Meanwhile this work, a study of the oxidation conditions of 2,3-dihydroxybenzoic acid including by electrochemistry, helped identify and characterize its oxidation potential and develop the required conditions to obtain its oxidized form. The second part is devoted to the biomimetic synthesis of a model compound, mimic of the central core of haliclonin A, an alkaloid of the family of manzamins. The synthesis of several precursors and the study of the key step consisting in a double nucleophilic addition to a 5,6-dihydropyridinium were done.

La première partie de ce manuscrit est consacrée à l'inhibition des glycosidases. Ces enzymes sont impliquées dans de très nombreux processus biologiques et, par voie de conséquence, dans de nombreuses maladies (diabète, cancer, maldadies lysosomales etc...). Outre l'intérêt de développer de nouveaux médicaments, les glycosides hydrolases font aussi figure de cibles de choix pour étudier les itinéraires conformationnels au cours de l'hydrolyse de la liaison glycosidique et en particulier au niveau de l'état de transition. La mise en parallèle de l'importance de l'orientation des liaisons C2-O2 et C3-O3 dans la stéréosélectivité des réactions de b-mannopyranosylation dirigées par les groupements 4,6-O-benzylidène, avec le rôle des interactions avec la liaison C3-O3 dans la catalyse enzymatique pour les b-mannosidases, nous a conduits à nous intéresser au développement de nouveaux glycoimidazoles, potentiellement inhibiteurs de ces enzymes. Nous nous sommes attachés à développer ce type de molécules car ils sont considérés, à l'heure actuelle, comme les meilleurs mimes de l'état de transition. La catalyse par les b-mannosidases passerait par un état de transition de type B2,5. Ce chemin conformationnel semble inhabituel mais serait le plus approprié au développement du caractère de double liaison entre le carbone anomérique et l'oxygène endocyclique ainsi qu'à la charge positive lorsque le système est proche de l'état de transition. De plus, il semblerait que la conformation B2,5 soit aussi privilégiée pour les a-mannosidases, ce qui renforce l'intérêt thérapeutique de synthétiser de nouveaux inhibiteurs de glycosidases. La stratégie de synthèse s'appuie sur des travaux de Vasella. Elle repose sur la construction du squelette bicyclique des tétrahydroimidazopyridines, via une réaction de cyclisation intramoléculaire d'oxoéthylamidines intermédiaires, qui permet d'obtenir de nouveaux glycoimidazoles en une quinzaine d'étapes. Dans la seconde partie, sont exposés les travaux concernant la préparation et l'utilisation en synthèse de glutaconaldéhydes oxydés en position 2 et de N-acylaminopentadiènals. Après avoir rappelé l'importance des glutaconaldéhydes et des aminopentadiènals dans les hypothèses de biogenèse des alcaloïdes marins de la famille des manzamines, nous avons vu que ces espèces pouvaient être considérés comme des intermédiaires possibles pour la synthèse d'alcaloïdes marins de la famille des pyrrole-2-aminoimidazoles (P-2-AI). La nouvelle méthode de préparation des sels de glutaconaldéhydes nous a permis de synthétiser un glutaconaldéhyde oxydé en position 2 et de commencer à étudier la réactivité des 2-alkoxy-N-acylaminopentadiènals. Le dernier chapitre de cette partie traite d'une méthode de préparation de N-acyl-5-aminopenta-2,4-diènals via l'ouverture de furfurylamines N-acylées développée en parallèle avec les travaux précédemment cités.