L’intérêt grandissant suscité par les propriétés thérapeutiques exhibées par les cannabinoïdes a motivé la naissance du projet décrit dans ce mémoire de maîtrise. La synthèse efficace de différents cannabinoïdes est devenue essentielle afin de pouvoir mieux comprendre les mécanismes régulant les propriétés médicales de ces composés ainsi que pour promouvoir le développement de nouveaux traitements médicamenteux. Le cannabidiol est d’intérêt particulier en raison des propriétés anti-inflammatoires, et anticancéreuses exhibées par cette molécule. Ce projet vise à explorer différentes routes permettant la fonctionnalisation du cannabidiol en phase avancée dans le but de faciliter l’accès aux dérivés de ce produit naturel. La première partie de ce mémoire se concentre sur le développement d’une voie de synthèse permettant la fonctionnalisation d’un précurseur du cannabidiol en utilisant le 1,3-diméthoxybenzène, un produit de départ abordable et commercialement disponible. L’approche proposée comporte six étapes et s’appuie sur une réaction de Diels-Alder pour générer l’adduit bicyclique du cannabidiol. Plusieurs routes ont été explorées pour obtenir la fonctionnalisation de ce précurseur, à savoir une borylation de Hartwig-Miyaura et une bromination du cycle aromatique. La deuxième partie de ce projet se concentre sur la fonctionnalisation du cannabidiol en phase avancée en s’appuyant sur la fonctionnalité de l’amide de Weinreb. Ces travaux ont abouti au développement d’une voie de synthèse efficace et durable pour la production de l’olivetol, un fragment clé pour la production à grande échelle de cannabidiol dans l’industrie pharmaceutique. Cette méthode se base sur une approche en quatre étapes s’appuyant sur un amide de Weinreb en utilisant un produit de départ abordable, l’acide 3,5-dimethoxy benzoïque. La synthèse de l’amide de Weinreb puis de la cétone correspondante, suivie d’une réduction de Wolff-Kishner, et enfin la démethylation du substrat ont permis d’obtenir le produit désiré. La versatilité de cette approche tolère une fonctionnalisation variée de la molécule, permettant la synthèse potentielle de divers dérivés de l’olivetol. / The increasing interest around the therapeutic possibilities offered by cannabinoids was the motivation for the project described in this Master’s thesis. The efficient synthesis of various CBs has become critical to deepen the understanding of the mechanisms behind the medical properties of cannabinoids as well as for the development of novel drug treatments. Cannabidiol is of particular interest as the molecule exhibits anti-inflammatory, and anticarcinogenic properties. This work aims to explore different routes to enable the late-stage functionalization of cannabidiol in order to easily access derivatives of the natural compound. The first part of this work focuses on developing a route enabling the functionalization of the cannabidiol precursor utilizing the affordable and commercially available starting material 1,3-Dimethoxybenzene. The proposed six-step approach relies on a Diels-Alder reaction to generate the bicyclic adduct of cannabidiol. Several routes were then explored to obtain the functionalization of the precursor namely a Hartwig-Miyaura borylation and a bromination of the aromatic ring. The second part of this project focuses on the functionalization of cannabidiol relying on the Weinreb amide functionality. This work led to the development of an efficient and sustainable route for the synthesis of olivetol, a key fragment for the large-scale production of cannabidiol within the pharmaceutical industry. The method relies on a four-step approach relying on a Weinreb amide synthesized using the affordable 3,5-Dimethoxybenzoic acid. The synthesis of the Weinreb amide followed by the formation of the corresponding ketone, subsequent Wolff-Kishner reduction, and finally demethylation of the substrate allowed to generate the desired product. The versatility of the approach allows for variations in functionalization, enabling potential formation of various olivetol derivatives.

La fonctionnalisation de surface par réduction de précurseurs diazoniums est une puissante méthode de fonctionnalisation de surface. Cependant, bien que cette approche permette l’obtention de matériaux robustes, elle reste encore mal maîtrisée et conduit systématiquement à l’élaboration de films organiques épais, non reproductibles, et structurellement désorganisés. Dans ce contexte, nous avons développé une méthodologie permettant le contrôle du greffage dans le but de réaliser des matériaux organisés et reproductibles. Basée sur l’utilisation de piégeur de radicaux, cette méthode a permis l’obtention d’une monocouche sur un substrat carboné. La stratégie de contrôle a ensuite été exploitée pour bloquer sélectivement le mécanisme radicalaire et évaluer le rôle des mécanismes non-radicalaires dans le processus de greffage. Cette étude a permis une meilleure caractérisation du processus de greffage et mis en lumière l’impact du substituant du précurseur diazonium sur le processus de croissance du film organique. L’exploitation de ces connaissances a été mise à profit via la réalisation d’une plateforme monocouche multifonctionnelle. L’étude des relations structures/propriété a révélé des performances accrues en matière de transfert électronique et d’électro catalyse. Pour finir, la transposition de la méthode de contrôle à un greffage de type spontané a fourni un résultat similaire à celui observé pour le greffage électro-induit. L’approche a été validée par l’optimisation des performances d’un super condensateur réalisé à base de matériaux carbonés dispersés. / The surface functionalization by diazonium salt reduction is a powerful grafting method. However, despite that this approach allows the preparation of robust materials, it leads to thick and unorganized organic films. In this context, we have developped a method allowing the grafting control in order to obtain films having controlled thickness. Based on the use of radical scavengers, this method gives access to monolayer formations on carbon substrates. The control strategy was then exploited to selectively block the radical grafting mechanism and allows to assess the role of non-radical mechanisms in the process. This study provided a better understanding of the layer growth, highlighting the impact of precursor substituent.This knowledge has been used to elaborate a multifunctional platform monolayer. The establishment of sutructure/properties relathionships revealed better performances for electronic transfert and electrocatalysis. Finally, the control method was transposed to the spontaneous grafting and gives similar results than those obtained for the electrochemical one. This approach was validated by the performance optimization of supercapacitor made of carbon powder.

Les complexes métalliques des carbènes N-hétérocycliques (NHC) présentent un grand potentiel comme anticancéreux. En particulier, des études in vitro ont confirmés une cytotoxicité supérieure au cisplatine. Dans ce travail, nous avons introduit de la diversité moléculaire à de nouveaux complexes NHC-Pt par coordination de différents ligands NHC. Une deuxième stratégie, la post-fonctionnalisation de complexes de Pt a été étudié par : a) formation d’oxime, notamment avec une urée ciblant le PSMA, b) échange de ligand avec des polyamines hydrosolubles (PEI) ou des pnictogènes (phosphines, arsines, stibines), c) échange d’halogène avec des isotopes de l’iode. Les propriétés cytotoxiques de ces composés ont été évaluées in vitro. In vivo (souris), un complexe PEI-Pt montre une inhibition tumorale similaire à l’oxaliplatine. Néanmoins, aucun effet secondaire n’a été détecté contrairement à l’oxaliplatine (hématomes). Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives dans le domaine des anticancéreux sur la base de platine. / Metal N-Heterocyclic Carbene (NHC) complexes are of great potential for cancer therapy. In particular, in vitro studies confirmed their significantly higher cytotoxicity than cisplatin. In this work, we introduced molecular diversity on new NHC-Pt complexes by coordination of various NHC precursors to platinum. As a second strategy, post-synthetic functionalization of Pt complexes has been fully investigated by: a) oxime formation, e.g. with a PSMA targeting urea derivative, b) ligand exchange reaction with hydrosoluble polyamines (PEI) and pnictogen-based ligands (phosphines, arsines, stibines), c) halogen exchange with iodide isotopesCytotoxic properties of these new compounds were evaluated in vitro. Best candidate was selected for in vivo evaluation on mice model showing for PEI-Pt similar tumour inhibition as oxaliplatin. Besides, no “visual” side effects were detected in contrast to oxaliplatin (hematomas). These outstanding results opened up new perspectives in the field of platinum-based drugs.

Une voie originale de recyclage des films de PET / PVDC est proposée par leur transformation chimique avec des alcoxydes de titane par procédé d'extrusion réactive à l'état solide. Les réactions d'échanges entre ces composés organo-métalliques et le PET ont été mises en oeuvre à des températures entre 250 et 280° C à l'échelle du laboratoire et ont permis de segmenter les chaînes de PET, en de petits oligomères avec des températures de fusion basses, sur des temps de réaction très courts de l'ordre de quelques minutes. Ces oligomères peuvent être post-fonctionnalisés avec des diols. Le transfert technologique de ces réactions d'échange à l'échelle de l'extrudeuse bi-vis pilote a été optimisé afin de permettre la transformation des films de PET / PVDC à des températures comprises entre 160 et 180 °C pour ne pas dégrader le PVDC. Les alcoxydes de titane permettent de stabiliser les dégagements d'acide chlorhydrique (HCl) lors de la dégradation thermique de ce polymère halogéné. La revalorisation de ces oligomères dans différents systèmes polyuréthanes a ensuite été étudiée et a démontré la compatibilité des oligomères de PET avec ces matrices avec l'amélioration de certaines propriétés physiques et mécaniques / An original way for recycling PET / PVDC films is proposed by their chemical transformation with titanium alkoxydes by reactive extrusion process in the solid state. The exchange reactions between these organo-metallic species and the PET were carried out at temperatures between 250 and 280°C at laboratory scale and they have allowed to shorten the PET's chains, in short oligomers with low melting temperatures, in a range of reaction time of few minutes. These oligomers could be post-functionalized with diols. The technologic transfert of these exchange reactions to the twin screw extruder scale was optimized in order to transform PET / PVDC films at temperatures between 130 and 180°c without degrading the PVDC. The titanium alkoxydes allow to stabilize the release of hydrochloric acid (HCl) during thermal degradation of this halogenated polymer. The reuse of these oligomers into different polyurethane systems were then studied and demonstrated the compatibility of PET oligomers with these matrix with improvements of some physical and mechanical properties