La synthèse de dérivés de 4-(méthylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) que nous décrivons se divise en deux parties. La première consiste en la synthèse de dérivés de NNK portant une chaîne alkyl oméga-fonctionnalisée sur la fonction nitrosamine. Pour cela, nous avons synthétisé la 3-[2-(3-pyridinyl)-1,3-dioxolan-2-yl]propylamine, intermédiaire clef dans notre synthèse, et qui nous offre de nombreuses possibilités quant à la fonctionnalisation de l'amine terminale. La seconde partie consiste à fonctionnaliser le cycle pyridinique de la NNK. Nous avons imaginé différentes méthodes de synthèse, utilisant des pyridines 2,5-disubstituées mono ou dihalogénées ainsi que des dérivés du type 6-chloronicotinate. Seule cette dernière méthode nous a permis d'obtenir la 1-(6-chloro-3-pyridinyl)-4-(1-méthyl-2-oxohydrazino)-1-butanone. Le chlore présent sur le cycle pourra être utilisé par la suite pour diverses fonctionnalisations, telles que l'insertion de chaînes aliphatiques oméga-fonctionnalisées / AIn this work we report the synthesis of 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone derivatives (abbreviated NNK), which was divided in two parts. The first one was about the synthesis of NNK derivatives linked with an omega-functionalized aliphatic chain on the nitrosamine function. The key intermediate in this synthesis was the 3-[2-(3-pyridinyl)-1,3-dioxolan-2-yl]propylamine. The primary aliphatic amine was monoalkylated to introduce various omega-functionalized chains. The second one used functionalization of the pyridine ring. We studied 2 ways, one using 2,5-disubstituted mono or dihalogenated pyridines which didn't afford the expected 1-(6-chloro-3-pyridinyl)-4-(1-methyl-2-oxohydrazino)-1-butanone. The other way using ethyl 6-chloronicotinate derivatives was a good alternative to synthesize the target molecule. The chlorine atom present on the molecule may be used to introduce an aliphatic omega-functionalized chain

Les nucléolipides sont des molécules hybrides amphiphiles de faible poids moléculaire composées de deux parties liées de façon covalente : la première est un acide nucléique, un nucléotide, un nucléoside ou une nucléobase et la seconde un lipide. En combinant les propriétés physicochimiques de deux des biomolécules parmi les plus représentées dans le vivant, les nucléolipides présentent la capacité à former des auto-assemblages supramoléculaires d’intérêt pour la conception de biomatériaux. L'étude des capacités d’auto-assemblage des GlycoNucléoLipides, qui possèdent un lien aromatique de type triazole, a démontré que la nature du lien covalent qui unit les deux parties du nucléolipide a un effet déterminant sur l’assemblage. Ce travail a porté sur l'utilisation et le développement d'une réaction de Stetter, organocatalysée par des carbènes N-hétérocycliques et bioinspirée, pour obtenir un lien de type dicétone-1,4 entre la thymidine et différents lipides. Ce motif, précurseur de cycles hétéroaromatiques, a notamment conduit à la formation de liens de type pyrrole par une réaction de type Paal-Knorr. Les propriétés gélatrices de ces nucléolipides originaux ont été comparées à celles de ceux portant un motif triazole. Parmi les nucléolipides obtenus, un composé particulièrement lipophile, porteur du lien 1,4- dicétone, a montré la capacité de former un gel dans des huiles (soit un oléogel). Une étude structurepropriétés a été effectuée pour comprendre le rôle de chaque partie de la molécule. Ce type de formulation présentant un intérêt tout particulier pour le développement de systèmes de délivrance contrôlée de substances actives lipophiles, les propriétés physicochimiques de cet oléogel ont par ailleurs été étudiées. La réaction de Stetter présentant la plupart des caractéristiques d'une réaction dite de "chimie click", des conditions de réaction plus éco-compatibles et adaptées à la fonctionnalisation d’autres biomolécules ont ensuite été développées en milieu aqueux. / Nucleolipids are hybrid amphiphilic low molecular weight molecules composed of two parts covalently linked: the first one being a nucleic acid, a nucleotide, a nucleoside or a nucleobase and the second a lipid. Combining the physico-chemical properties of two of the most widespread biomolecules, nucleolipids are capable of self-assemble as supramolecular structures of interest for application in the field of biomaterials. The study of the self-assembling properties of GlycoNucleoLipids, bearing a triazole moiety as a linker, demonstrated the crucial influence of the nature of the covalent linker bringing together the two parts of the nucleolipid onto the self-assembly. In this work, the synthesis of nucleolipids bearing a 1,4-diketone linker between thymidine and various lipids via the bioinspired and N-Heterocyclic Carbene organocatalyzed Stetter reaction is described. As an heteroaromatic cycle precursor, this moiety led to the formation of pyrrole skeletons via the classical Paal-Knorr reaction. The gelating properties of these original nucleolipids were evaluated and compared with the ones bearing a triazole link. Among these original synthetic nucleolipids, a lipophilic compound bearing a 1,4-diketone link exhibited the ability to form gels in oils (i.e. oleogels). A structure-properties study was realized to understand the role of each part of the molecule. This type of formulation being of particular interest for the development of lipophilic drug delivery systems, the physico-chemical properties of the oleogel were also extensively studied. The Stetter reaction exhibiting most of the « click chemistry » characteristics, eco-friendly reaction conditions were developed in aqueous media and applied to other biomolecules conjugation.

Grâce à la chimie computationnelle, nous avons pu étudier la réactivité et la sélectivité de trois familles de réactions en chimie organique. Nous avons utilisé la méthode DFT avec la fonctionnelle M06-2X pour l’ensemble de nos projets. Les réactions promues par l’iode hypervalent étudiées dans cette thèse sont en rapport direct avec les travaux réalisés au sein de notre laboratoire de recherche. La collaboration réalisée sur les BACs et les NHCs est un travail pionnier dans l’étude mécanistique détaillée de ces catalyseurs. Dans le premier chapitre nous nous sommes intéressés à des réactions de cyclisation et de SN2 promue par l’iode hypervalent. Cette étude avait pour but de prédire l’influence de différents groupements sur la préférence entre ces deux réactions, dans le but de favoriser la création d’une liaison carbone-carbone. Nous avons pu démontrer que la présence de certains groupements permet d’envisager la formation de cycles à cinq membres. Le second chapitre porte sur la réaction d’αhydrolyse oxydante de chloroalcènes, impliquant le réactif de Koser. Nos calculs ont permis de rationaliser les résultats expérimentaux de l’observation de la migration interne du phényle. Nous avons également confirmé que l’intermédiaire provenant de l’addition d’une molécule d’’eau permet de favoriser la migration interne du chlore. Enfin, nous avons appuyé la possibilité d’un mécanisme « release-and-catch » proposé à la suite d’une expérience de mélange réalisée au sein du laboratoire. Finalement, nous avons pu réaliser une collaboration avec le Professeur Michel Gravel sur la réactivité et la sélectivité de la réaction de Stetter catalysée par un BAC ou un NHC. Nous avons été en mesure de déterminer que la différence de réactivité observée dépend essentiellement de la nature de l’étape déterminante. La sélectivité observée expérimentalement a également pu être rationnalisée grâce aux calculs. Pour finir, les premières conclusions concernant la condensation de benzoïne ont été établies.

De nombreux produits naturels renferment dans leurs structures une ou plusieurs sous-unités bicycliques. Parmi celles-ci, les hydrindanes et les décalines occupent une position privilégiée. Afin d’accéder à ces composés, deux approches originales ont été développées. Elles se basent sur un couplage de Morita-Baylis-Hillman, suivi d’une cyclisation réductrice ou d’une réaction de Stetter intramoléculaire. Outre la synthèse rapide et efficace d’hydrindanones et de décalones substituées, ces séquences réactionnelles ont permis la création d’une large variété d’ènediones bicycliques. L’intérêt de ces méthodologies a pu être illustré lors de la synthèse d’une phytotoxine, l’acide coronafacique. / A large variety of natural products contain, embedded in their architectural framework, one or more bicyclic subunits. Among them, hydrindanes and decalins occupy a cardinal position. As novel approaches towards these substructures, we have developed original sequences based upon two key steps: a Morita-Baylis-Hillman condensation, followed by a reductive cyclisation or an intramolecular Stetter reaction. Having delineated suitable conditions, a rapid and connective synthesis of substituted hydrindanones and decalones can thus be accomplished. The strength of our methodologies was also exemplified by the formation of various bicyclic enediones and their application in the synthesis of coronafacic acid, a phytotoxin.