Les travaux rapportés dans ce mémoire concernent le développement de la réactivité de N-tosylhydrazones dans la création de liaisons carbone-carbone et carbone-azote ainsi que leurs applications à la synthèse des analogues de l’isocombrétastatine A-4 (isoCA-4), aux propriétés antivasculaires.Au cours de ce travail, des molécules de type 1,1-diaryléthylène furent synthétisées par un couplage pallado-catalysé entre des N-tosylhydrazones et des aryles halogénés. Ainsi, des oléfines polysubstituées avec un motif alcoxyle, analogues de l’isoCA-4, ont présenté des activités biologiques intéressantes. De même, les N-tosylhydrazones constituent des intermédiaires pour la synthèse de 1,5-énynes aromatiques. La cyclisation de ces derniers a pu être contrôlée selon la nature du catalyseur utilisé. En effet, en présence de l’or comme catalyseur, une cyclisation 6-endo-dig majoritaire est obtenue alors qu’en présence du palladium, une cyclisation 5-exo-dig exclusive est observée. Cette méthode permettrait de synthétiser des analogues contraints de l’isoCA-4. Le couplage réducteur, catalysé au cuivre, entre des N-tosylhydrazones et des amines et conduisant à des motifs arylalkylamines fut développé. Enfin, un processus cascade entre des 2’-halogéno-biaryl- N-tosylhydrazones et des amines fournit des dérivés du fluorène par la création d’une liaison CN et d’une liaison CC sur le même atome carbénique. / This manuscript reports the development of new metal-catalyzed reactions using N-tosylhydrazones as coupling partners for the creation of carbon-carbon and carbon-nitrogen bonds. These reactions are applied in the synthesis of analogues of isocombretastatine A-4 (isoCA-4), a vascular disrupting agent.First, a palladium-catalyzed cross-coupling reaction between N-tosylhydrazones and aryl halides was developed. By this means, polysubstituted olefins with an alkoxy motif were synthesized and presented good biological activities. Then, aromatic 1,5-enynes were synthesized by a multi-step approach using N-tosylhydrazones as intermediates. The regioselectivity of the cyclisation of these enynes was controlled depending on the reaction conditions. Under gold catalysis, a major 6-endo-dig cyclisation pattern leads to naphthalene derivatives while under palladium catalysis; an exclusive 5-exo-dig cyclisation furnishes benzofulvène derivatives. Conformationnally restricted isoCA-4 analogues could be synthesized by applying this method. A copper-catalyzed reductive coupling between N-tosylhydrazones and amines leading to -branched amine derivatives was also developed. Finally, a cascade reaction between 2’-halo-biaryl-N-tosylhydrazones and amines furnished fluoren scaffold by the formation of CC and CN bonds on the same carbenic atom.

Dans le cadre de cette thèse nous nous intéressons à la découverte de nouveaux ligands originaux de la tubuline ayant une activité inhibitrice de sa polymérisation. Pour ce faire, une étude rationnelle in silico est effectuée afin d’obtenir des molécules actives in vitro sur cette protéine. Lors de cette première année de thèse nous avons mis en place en collaboration avec l’équipe de modélisation de BioCIS – CNRS (Dr. G. Bernadat et Pr. T. Ha-Duong) un criblage virtuel sur une chimiothèque de plus de 3 millions de structures chimiques présentes dans la base de données ZINC en fonction de descripteurs structuraux. Ce criblage nous a permis de faire ressortir une trentaine de molécules potentiellement actives. Nous avons déjà synthétisé un quart de ces molécules qui sont actuellement en cours d’évaluation biologique en collaboration avec l’équipe de Biochimie et Chimie structurale des substances naturelles (Dr. J. Bignon et Dr. J. Dubois) de L’Institut de Chimie et des Substances Naturelles. Pour cette année, nous allons continuer la synthèse des molécules issues de ce criblage afin de pouvoir évaluer leurs activités sur la tubuline. En fonction des résultats biologiques, nous pourrons également effectuer des pharmacomodulations afin d’améliorer l’activité d’éventuelles touches. / As part of this work we are interested in discovering new ligands original tubulin inhibitory activity having its polymerization. To do this, rational in silico study is performed to obtain the active molecules in vitro that protein. During this first year of thesis we have developed in collaboration with the modeling team BioCIS - CNRS (Dr. G. Bernadat and Prof. T. Duong Ha.) A virtual screening a chemical library of more than 3 million chemical structures in the ZINC database according to structural descriptors. This screening allowed us to bring out thirty of potentially active molecules. We have already synthesized a quarter of these molecules that are currently being biological evaluation in collaboration with the team of Biochemistry and Structural chemistry of natural substances (Dr. J. Bignon and Dr. J. Dubois) of The Institute Chemistry and Natural Products. For this year, we will continue the synthesis of molecules from this screening in order to assess their activities on tubulin. Depending on the laboratory results, we can also perform pharmacomodulations to improve any potential ligands.

Ce document de thèse est divisé en deux parties indépendantes, la première partie décrit la synthèse et l'évaluation biologique de nouveaux analogues du composé anti-vasculaire, l'isocombretastatine A-4. Ce travail se situe à l'interface entre la chimie et la biologie.Des réactions séquentielles monotopes mettant en œuvre des réactions de couplage pallado-catalysées entre des N-tosylhydrazones et divers bromure de nitro-aryles et bromure de nitro-biaryles suivies d'une cyclisation réductrice ont conduit à la synthèse d’une chimiothèque d'indoles C2-, C3-, N-aryles et des carbazoles de vinyle avec une variété de substrats. De plus, cette méthodologie a permis d'explorer un nouveau mécanisme de synthèse inattendue d’indoles.L'étude biologique de ces nouvelles séries a montré que huit molécules sont dotées d’activités antiprolifératives intéressantes de l'ordre du nanomolaire contre les cellules humaines de cancer du côlon. Deux molécules ont présenté des activités très prometteuses, ayant des IC50 similaires à celle de l'isoCA-4.Par conséquent, cette partie a contribué à développer de nouvelles approches permettant l’accès rapide et simple à des molécules hautement fonctionnalisées, dont certaines possèdent une activité biologique prometteuse.Par ailleurs, la deuxième partie est liée à la synthèse de nouveaux analogues de thiazole et de benzothiazole de MIM-1 (molécule d'inhibition de Mcl-1) grâce à une série de réactions connues. Plusieurs analogues de benzothiazole ont été obtenus en une seule ou deux étapes, et les composés thiazole ont été obtenus en cinq étapes. La modification des structures des deux séries d'analogues est en cours, afin d’évaluer leur activité antitumorale, but principal de cette partie. / This thesis document is divided into two unrelated parts, the first part reported the synthesis and the biological evaluation of new analogs of the anti-vascular compound, isocombretastatin A-4. This work lies at the chemistry-biology interface.One-pot sequential reactions implementing palladium-catalyzed cross-coupling between N-tosylhydrazones and various nitro-aryl bromides and nitro-biaryl bromides followed by reductive cyclization led to the synthesis of a broad library of C2-, C3-, N-aryl indoles and vinyl carbazoles with vast substrate scope. Moreover, this methodology allowed to explore a new mechanism for the synthesis of indoles through unexpected pathways.Interestingly, the biological evaluation of these new series had identified eight molecules with antiproliferative activities in the nanomolar range against human colon carcinoma, with two molecules showing very promising results by having IC50 similar to that of isoCA-4.Hence, this part contributed to develop new processes for an easy access of highly substituted compounds which could possess promising biological activity.On the other hand, the second part is related to the synthesis of original thiazole and benzothiazole analogs of MIM-1 (Mcl-1 inhibition molecule) through a series of known reactions. Several benzothiazole analogs were obtained in one or two steps, and the thiazole compounds were obtained in five steps. More structural modifications of the two series of analogs is ongoing to achieve the innate goal of this part, which is to evaluate their antitumor activity.