Dans la première partie de cette mémoire, nous décrirons notre synthèse convergente du rubrolide L (32), un produit naturel isolé d’une ascidie marine provenant de la côte Sud de l’Espagne. Ce produit possède des propriétés antitumorales, antiphosphatases et est surtout un inhibiteur de la réductase de l’aldose humaine (hARL2). Cet enzyme joue un rôle clé dans la transformation de polyols (glucose en sorbitol) avec le coenzyme NADPH. Par conséquent, le rubrolide L est un produit naturel ayant du potentiel pour traiter les complications causées par le diabète de type II. Simultanément à notre synthèse, Z. Wang, B. Ling et al. ont publié leurs résultats quant à l’étude du mécanisme de l’assemblage du rubrolide L, de la réductase de l’aldose humaine et du coenzyme NADPH. Il a été observé que le rubrolide L se lie avec la réductase de l’aldose d’une manière forte et unique par rapport aux autres rubrolides. L’assemblage de la molécule avec l’enzyme ainsi que son activité inhibitrice remarquable font en sorte que la molécule devient très intéressante au niveau de la synthèse. Les étapes clés de la réaction comportent (i) un couplage Suzuki-Miyaura avec un furanone activé en triflate et (ii) une réaction d’aldol dans laquelle la stéréosélectivité est tout à fait contrôlée par l’encombrement stérique du groupement méthoxyphénol adjacent. Après avoir été bromé, le précurseur pour le produit final était vérifié par la spectroscopie NOESY. Plus récemment, une version améliorée de notre synthèse initiale fut effectuée en utilisant un benzaldéhyde bromé. Cela a simplifié la synthèse en éliminant une étape. Finalement, après quatre étapes, nous avons complété la synthèse du rubrolide L avec un rendement de 37% ou 42% après cinq étapes. Quant à la deuxième partie de cette mémoire, nous avons effectué une synthèse à partir d’un extrait de la plante Datura metel L., le produit final étant le yangjinhualine A (70). Ce dernier est un exemple d’un furanone substitué en positions 3, 4 et 5. La plante et son extrait sont caractérisés par des propriétés anti-inflammatoires intéressantes. Un couplage de Suzuki semblable ayant été utilisé pour la synthèse du rubrolide L, une synthèse plus rapide vers le yangjinhualine A a été possible après 6 étapes avec un rendement de 33%. De plus, nous avons investigué, sans succès, un chemin synthétique pour (-)-hygrine (91), (-)-norhygrine (92). Ceci, malgré l’échec, nous a fait comprendre les réactions des organolithiens et des réactifs de Grignard sur les nitriles adjacents d’un centre pyrrolidine. Ceci nous a aidé à développer une synthèse vers la (-)-pyrrolsédamine (93). Finalement, puisque ce mémoire se rapporte à la chimie organique, il inclut aussi le développement de différents modificateurs chiraux pour la réduction asymétrique avec le palladium, tel le cinchonidine. Le cinchonidine (CD) est connu comme un alcaloïde encombré stériquement et est également un composé tête-de-série pour la réduction asymétrique, en particulier, celle d’Orito. Nous avons donc synthetisé avec succès le 3-benzyl-1,7,7-triméthylbicyclo[2.2.1]heptan-2-ol (117). / In first part of this thesis we describe the total synthesis of the Spanish tunicate constituent rubrolide L (32), a potent inhibitor of human aldose reductase (hARL2).19-24 Blocking this enzyme plays a key role in reducing the quantities of sorbitol found in cells that are insulin independent for glucose diffusion such as nerves, kidneys and the retina.17 Inhibitors of human aldose reductase inhibitors are few and far between with the only example available on the market in Japan. In tests, rubrolide L showed a five-fold increase in inhibitory property compared to Pfizer’s widely studied Sorbinil®. These highly sought biological properties make rubrolide L an eminent target for synthesis. Our previous works based on rubrolide C offered a scaffold upon which our synthesis was designed including a Suzuki coupling reaction, followed by utilization of our newly developed method for regio-controlled aldol condensation. Next, the alkylidene was selectively brominated leaving the methoxyphenyl ring untouched (as confirmed by the Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy).* Leaving a final deprotection step before the final product was obtained. Recently, a method was observed by our group in which the regio-controlled aldol condensation was made effective by using a brominated substrate with an unprotected phenol, eliminating one step and opening the door to a potential three-step synthesis. The overall yield for our new synthesis of rubrolide L is 42% over 5 steps or 37% over 4 steps. In the second part of the synthesis, we further build upon our scaffolding from Rubrolide L to examine the synthesis of yangjinhualine A (70), a potential anti-inflammatory agent. The optimized conditions for the Suzuki coupling from rubrolide L served as a sturdy starting point of synthesis from the structurally similar triflate. Yangjinhualine A was synthesized in 6 steps with 33% yield. In the third part we discuss the synthetic route towards (-)-hygrine (91), (-)-norhygrine (92). Although unsuccessful in this endeavour, we have further understood the *See ‘Annexe’ reactions of alkylhalides on a nitrile moiety adjacent to a pyrrolidine center. In doing so, we have developped a synthesis towards (-)-pyrrolsedamine (93). And finally, the fourth part describes the development of chiral modifiers for the Orito reaction on a Pt(111) surface; the goal of which was to improve upon the widely used cinchonidine (CD). Reported within are the synthesis of 3-benzyl-1,7,7-trimethylbicyclo[2.2.1]heptan-2-ol (117).

Les prostaglandins (PGs) sont des régulateurs importants de la physiologie humaine et médient, entre autres, l'inflammation, diverses fonctions vasculaires ainsi que la reproduction. Elles sont également impliquées dans de multiples désordres gynécologiques. L'objectif principal de notre laboratoire est d'étudier l'implication des PGs en reproduction humaine. Pour ce faire, des lignées cellulaires immortalisées de l'endomètre humain ont été créées. Dans mon projet de recherche, j'ai caractérisé ces lignées et analysé les processus de biosynthèse des PGs dans les cellules d'endomètre humain. L'expression des enzymes de biosynthèse et des protéines a également été étudiée dans le tissu provenant de biopsies de femmes souffrant de ménorragies. Cela nous a permis d'observer l'expression des PGs synthases dans l'endomètre de femmes souffrant d'hyperménorrhées et de quantifier l'expression d'une nouvelle PGF synthase dans l'endomètre humain. Les résultats de ces travaux devraient faciliter la mise en place de nouvelles études en reproduction et permettre de mieux comprendre l'impact des PGs chez la femme.

Les 17ß-hydroxystéroïdes déshydrogénases (17ß-HSDs), particulièrement celle de type 1 (17ß-HSD1), ainsi que la stéroïde sulfatase (STS) sont des enzymes importantes dans la production d'hormones stéroïdiennes. En effet, la 17ß-HSD1 et la STS agissent à des étapes cruciales dans la biosynthèse des estrogènes. Étant donné que les estrogènes sont reconnus pour être étroitement liés au développement de certaines maladies hormonodépendantes comme le cancer du sein ou l'endométriose, la stimulation et la croissance des tumeurs estrogénodépendantes se verraient bloquées en arrêtant la production des estrogènes. Conséquemment, l'inhibition de la 17ß-HSD1 et de la STS constitue deux approches intéressantes au point de vue thérapeutique. Dans la première partie de ce mémoire, la mise au point et la synthèse chimique d'une nouvelle classe d'inhibiteurs de la 17ß-HSD1. Ces composés ont comme structure de base un noyau stéroïdien dérivé de l'estradiol ayant un cycle lactonique. L'évaluation de l'activité biologique de ces composés nouvellement synthétisés sera également présentée. En effet, ces composés ont été testés pour vérifier leur potentiel d'inhibition de la transformation de 1'estrone en estradiol par la 17ß-HSDl et pour vérifier s'ils possédaient une activité estrogénique non-souhaitable. Ces travaux ont mené à la synthèse d'un inhibiteur stéroïdien non-estrogénique de la 17ß-HSD1. Dans le cadre de ce projet, une nouvelle méthodologie a été développée permettant la réduction des benzonitriles pour obtenir les méthylarènes correspondants. Dans la deuxième partie de ce mémoire, la synthèse chimique d'inhibiteurs non-stéroïdiens de la STS ayant une double action sera abordée. Ces composés ont été conçus pour inhiber la STS et agir en tant que SERM (Selective Estrogen Receptor Modulator). Je discuterai de la méthode utilisée pour générer ces produits de même que les résultats des tests biologiques. Les composés synthétisés ont été testés pour vérifier leur potentiel d'inhibition de la transformation de l'estrone sulfate en estrone par la STS. L'estrogénicité des composés a aussi été investiguée. Ce projet, qui n'en n'est qu'au commencement, a permis de générer les premiers inhibiteurs non-stéroïdiens et non-estrogéniques de la STS.

L’isobutylthiazole est un composé volatil à l’arôme de verdure important pour la flaveur de la tomate. D’après sa structure moléculaire, il serait synthétisé à partir d’un composé azoté issu de la leucine et d’un composé soufré issu de la cystéine. Cependant, cette hypothèse n’a pas été confirmée et la voie de synthèse de l’isobutylthiazole reste méconnue. Ce projet avait donc pour objectif d’apporter de nouvelles connaissances sur le sentier du composé volatil. Un locus de 5 Mb sur le chromosome 4 a été ciblé pour son impact sur la production de l’isobutylthiazole. Une cartographie de précision a permis de réduire ce QTL à une région de 25 kb permettant ainsi d’identifier un gène candidat, appelé isobutylthiazole synthase 1(IBST1). Le gène IBTS1 code pour une protéine de la famille des pathogénesis-related 10 (PR10), qui sont connues pour jouer des rôles divers chez les végétaux. La fonction du gène IBTS1 dans la synthèse de l’isobutylthiazole a été confirmée par transgénèse. L’ajout de précurseurs potentiels dans la tomate et dans les feuilles de N. benthamania agroinfiltrées a par la suite apporté des connaissances sur le sentier métabolique. Les composés azotés issus de la leucine ne permettent pas la synthèse de l’isobutylthiazole contrairement à certains composés non azotés issus du même acide aminé. Un enrichissement en leucine et en cystéine marqués a par ailleurs permis de confirmer que ces derniers sont les précurseurs de l’isobutylthiazole et que l’azote provient de la cystéine et non de la leucine. Un composé issu de la condensation entre l’isovaleraldéhyde, un composé non-azoté dérivé de la leucine, et la cystéine a été identifié dans la tomate, l’acide isobutylthiazolidine-4-carboxylique. Un enrichissement en acide isobutylthiazolidine-4-carboxylique a été réalisé dans les feuilles de N. benthamania exprimant IBTS1 et FMO, une Flavin monooxygénase responsable de la synthèse des composés azotés volatils chez la tomate. La combinaison des deux protéines avec le substrat a permis la production d’isobutylthiazole et des autres composés azotés volatils issus de la leucine. Cette étude a donc permis d’identifier un gène responsable de la synthèse de l’isobutylthiazole dans la tomate et d’améliorer les connaissances sur le sentier des composés volatils azotés issus de la leucine. / Isobutylthiazole, which has a green aroma, is an important volatile in tomato that contributes positively to the flavor of the fruits. The biosynthetic pathway of this compound is still largely unknown. The most logical hypothesis is that isobutylthiazole results from the combination of a nitrogenous compound derived from leucine and a sulfurous compound derived from cysteine. This thesis goal was to verify this hypothesis and to improve our knowledge of the isobutylthiazole metabolic pathway. A locus of 5Mb on chromosome 4 was targeted for its high impact on the production of isobutylthiazole. Fine mapping allowed defining the locus to a smaller region of 25 kilobases containing only a single gene expressed in the fruit. The gene was named isobutylthiazole synthase 1 (IBTS1) and codes for a small protein belonging to the PR-10 group (Pathogenesis-related), a family of proteins with diverse functions. The role of IBTS1 in isobutylthiazole synthesis was confirmed by overexpressing and silencing the gene. Feeding experiments further allowed the identification of potential precursors in the metabolic pathway. Nitrogenous compounds derived from leucine did not result in higher isobutylthiazole, in contrast to the non-nitrogenous leucine-derived compounds. Labelled amino acid feeding experiment confirmed that leucine and cysteine are precursors of isobutylthiazole, and that nitrogen comes from cysteine instead of the leucine. A compound resulting from the condensation of isovaleraldehyde (leucine-derived) and cysteine was identified in tomato, isobutylthiazolidine-4-carboxylic acid. Feeding of isobutylthiazolidine-4-carboxylic acid was realized in agroinfiltrated N. benthamania leaves expressing IBTS1 and FMO, a flavin monooxygenase responsible for the synthesis of nitrogenous volatiles compounds in tomato. The combination of FMO, IBTS1 and the compound resulted in the production of isobutylthiazole and the other nitrogenous volatiles derived from leucine (isovaleronitrile, 3-methylbutanal oxime, 1-nitro-3-methylbutane). This study allowed to identify a new gene involved in the synthesis of isobutylthiazole and to expand knowledge of the synthesis of nitrogenous volatiles.

Cette thèse présente le développement du réarrangement photochimique des lactames N -hétérosubstituées ainsi que son potentiel d'application en synthèse organique. Le premier chapitre traite de l'étude des possibilités et limitations de la photolyse des N -chlorolactames, les premiers précurseurs rapportés pour cette nouvelle contraction de cycle. Une variété de substrats ont été synthétisés et réarrangés afin d'établir la généralité de cette nouvelle réaction. Une discussion élaborée sur les résultats obtenus ainsi que les preuves mécanistiques apportées par ceux-ci y est faite. Une proposition mécanistique de cette nouvelle réaction est également apportée. Le deuxième chapitre présente la synthèse et contraction de cycle des N -mésyloxylactames. Celles-ci ont été élaborées afin d'inhiber la voie radicalaire secondaire en compétition lors de la photolyse des N -chlorolactames et par ce fait augmenter le rendement provenant de cette nouvelle migration [1,2].Cette nouvelle modification réactionnelle a démontré des rendements beaucoup plus élevés et synthétiquement viables pour les carbamates isolés et une bonne généralité pour le type de précurseurs pouvant subir cette migration stéréospécifique. Le réarrangement photochimique des lactames N -hétérosusbtituées est donc devenu une méthode fiable et prévisible pour la formation de liens C-N de manière stéréospécifique et ainsi une nouvelle réaction complémentaire aux réarrangements ioniques existants. Le troisième chapitre traite de l'application de cette nouvelle méthodologie vers la synthèse de la (+)-géphyrotoxine. Deux approches synthétiques racémiques ont été développées et un précurseur avancé vers cet alcaloïde a été synthétisé de manière expéditive avec un bon rendement et la bonne stéréochimie relative. Une version énantiosélective a été proposée en employant cette nouvelle stratégie.

L’ionomycine est un ionophore produit par la bactérie gram-positive streptomyces conglobatus. Sa synthèse représente un défi, car il possède plusieurs centres chiraux dans un motif polypropylène. De plus, la grande densité d’oxygène sur celui-ci oblige l’utilisation de plusieurs protections orthogonales. Notre stratégie divise l’ionomycine en quatre fragments, trois possédant le motif polypropylène, ainsi qu’un quatrième, bis-tétrahydrofuranne. Les trois premiers sont synthétisés en utilisant une méthodologie puissante développée dans le laboratoire du Pr Spino, qui utilise l’addition d’alkylcyanocuprates sur les carbonates allyliques dérivés de la menthone. Celle-ci permet l’introduction d’une unité propylène, avec un excellent contrôle du centre chiral introduit. Cette méthode est utilisée de manière itérative, afin d’introduire plusieurs unités propylènes. De plus, notre stratégie est hautement convergente, puisque des intermédiaires des fragments plus courts servent de produit de départ pour la synthèse des fragments plus longs. Le dernier fragment, bis-tétrahydrofuranne, a été fabriqué à partir de l’acétate de géranyle, par une polycyclisation d’un diépoxyde chiral, les époxydes ayant été introduits par une époxydation de Shi. Cette synthèse, si complétée, serait la plus courte publiée, avec 24 étapes pour la séquence linéaire la plus longue (51 au total).

<P align="justify">Le but du travail de doctorat est la mise au point et l’étude fondamentale de voies de synthèse de diamines sous forme de leurs énantiomères optiquement purs. Ces derniers doivent être testés comme complexes dichloroplatiniques afin de quantifier leur pouvoir antitumoral. Les qualités souhaitées de ces synthèses sont leur application à des molécules de structure variées, les meilleures énantiosélectivité et diastéréosélectivité et les méthodes les plus simples possibles.</P> <P align="justify">Les énantiomères des 1,2-diamino-1-(4-fluorophényl)propanes ainsi que les 1,2-diamino-1-(4-fluorophényl)-3-méthylbutanes ont été obtenus avec des rendements approximatifs globaux de 10 %. Les premières diamines ont été synthétisées par la méthode de Tytgat permettant l’obtention des deux séries d’énantiomères (érythro et thréo) au départ d’un énantiomère aminoalcool intermédiaire érythro. Les diamines érythro sont obtenues par une synthèse de Gabriel stéréospécifique tandis que la série thréo l’est par formation et ouverture par NH3 d’une aziridine, de manière stéréo- et régiosélective. Les butanediamines ont été synthétisées à partir des acides aminés optiquement purs (D- et L-alanine). Les thréos sont obtenues par une réaction de Grignard sur la nitrone dérivée de l’acide aminé N-boc. Les isomères érythro ont été fournis par la formation et l’ouverture régiosélective d’un N,Ndibenzylaziridinium, formé à partir de N,N-dibenzyl-2-amino-1-(4-fluorophényl)-3-méthylbutan-1-ol.</P> <P align="justify">La synthèse des 1,2-diamino-1-(4-fluorophényl)butanes a été entreprise de la même manière mais les aminoalcool intermédiaires n’ont pu être isolés, suite à une réaction secondaire lors de la débenzylation des N,N-dibenzyl-2-amino-1-(4-fluorophényl)butan-1-ol, et ayant conduit à la 2,5-diéthyl-3,6-di(4-luorophényl)pyrazine-[1,2].</P> <P align="justify">L’obtention des 1,2-diamino-1-(2-méthoxyphényl)propanes n’a pu être menée à bien suite aux effets négatifs de l’encombrement stérique et de l’effet mésomère du OMe sur le C-. Ni la voie de Tytgat, ni la synthèse via les diols produits par dihydroxylation asymétrique de Sharpless n’ont abouti.</P> <P align="justify">La pureté énantiomérique a été vérifiée par dérivation chimique au (1R)-(-)-myrténal et enregistrement du spectre RMN 1H des imines obtenues. La réaction est réalisée in situ dans le tube RMN, avec le CDCl3 comme solvant. Cette technique a également permis la confirmation de la configuration absolue par comparaison avec les valeurs déjà obtenues avec les composés non-substitués. La méthode a été vérifiée quant à son étendue et ses limites sur toute une série de composés comprenant des acides-aminés, des amines primaires aliphatiques et des b-aminoalcools. On a pu ainsi prouver que les a-et b-phénylalkylamines sont les seules molécules sur lesquelles la technique est efficace.</P> <P align="justify"> Les tests pharmacologiques préliminaires ont été effectués au moyen des complexes dichloroplatiniques de nos produits, sur les cellules cancéreuses mammaires MCF-7. L’introduction du fluor a augmenté l’activité des produits de façon importante, par rapport aux complexes non substitués. L’activité est fortement diastéréosélectives et modérément énantiosélective. Les isomères thréo sont toujours plus actifs que les érythro.</P> <P align="justify">L’examen des résultats a permis de faire l’hypothèse qu’il existe, si pas un transport énantiosélectif, du moins un mécanisme de résistance qui favorise un énantiomère par rapport à l’autre. L’isomère thréo-1S2S est le seul à être cytotoxique à une dose de 1µM.</P>

Les cyanoglucosides non-cyanogènes se trouvent dans de nombreuses plantes en particulier médicinales, mais n'ont été qu'assez peu étudiés. En particulier la Ménisdaurine, dont la synthèse n'a jamais été réalisée, nous a paru un objectif intéressant. Le produit de départ, choisi en fonction de travaux antérieurs, est un dérivé de la 7-oxanorbornanone. La première voie étudiée avait comme étape-clé l'addition électrophile sur une double liaison mais n'a pas abouti. Nous avons ensuite envisagé l'ouverture d'un époxyde suivie de réduction. Ayant observé que le cycle époxy peut être ouvert par migration intramoléculaire d'un groupement méthoxy en présence d'iode, nous avons réalisé la même réaction avec un groupement phenylthio. L'ouverture de l'époxyde a ainsi été effectuée de façon totalement régio- et stéréo-sélective dans des conditions pratiquement neutres, ce qui n'avait jusque là pas été rapporté dans la littérature. Une étude mécanistique a confirmé que cette réaction se déroulait bien en deux étapes : formation d'un hémimercaptal sur la fonction cétone suivie d'une ouverture de l'époxyde par attaque exclusivement intramoléculaire. Le remplacement de l'iode par l'iodure de zinc conduit à des rendements encore supérieurs. Le groupement phenylthio étant facilement enlevé par réduction, cette voie est très efficace pour réduire sélectivement un époxyde en alcool. La suite de la synthèse conduit à l'aglycone protégée souhaitée puis la glycosidation a été réalisée avec un rendement de 80%. La(-)-Ménisdaurine naturelle a été obtenue (et caractérisée sous forme de son pentaacétate) en 10 étapes et 3% de rendement global.

Les 2,2´-bipyridines et leurs homologues, les N,N´-dioxydes, appartiennent à une classe de composés hétéroaromatiques très importante ayant montré de nombreuses applications dans le domaine de la chimie et principalement en synthèse asymétrique. Une des méthodes les plus performantes pour leurs synthèses s´est révélée être une réaction de cocyclotrimérisation d´alcynes en présence de dérivés nitriles.Une nouvelle variante de la réaction de cyclotrimérisation – cocyclotrimérisation de diynes halogénés avec des dérivés nitriles – permettant la formation de composés 2- et3-halogéno-pyridines a ainsi été développée. La réaction a été étudiée sur une large gamme de substrats permettant l´accès à une librairie de pyridines avec de bons rendements. La formation d´un sous-produit, issu d´un échange d´halogène, a été approfondie au cours de l´étude et son origine a été élucidée grâce à différentes expériences.Les 2-halogéno-pyridines ont été utilisées comme réactifs de départ pour la synthèse de ligands chiraux de type 2,2´-bipyridines. L´étape problématique s´est avérée être la réaction de dimérisation réductrice des 2-halogéno-pyridines donnant accès aux2,2-bipyridines correspondantes. L´efficacité de ces ligands chiraux de type 2,2´-bipyridinea été évaluée dans différentes réactions asymétriques catalysées par des métaux de transition telles que l´aldolisation de Mukaiyama, l´hydroxyméthylation, l´addition conjuguée, l´activation C–H d´indoles mais aussi la désymmétrisation d´époxydes meso, dans laquelle un des ligands bipyridines a montré une extraordinaire activité et robustesse. Ensuite, basées sur des analyses RMN, des calculs DFT et des analyses par diffraction des rayons X, les propriétés structurales de ce ligand ont été étudiées.De plus, une nouvelle famille de catalyseurs à chiralité axiale de type 2,2´-bipyridines N,N´-dioxydes a pu être synthétisée via 2 différentes approches, où seule l´étape clé de dimérisation diffère. La première approche, basée sur la réaction de dimérisation réductrice des 2-halogéno-pyridines, permet l´obtention d´un seul atropoisomère du N,N´-dioxydes cible après une séquence réactionnelle de 8 étapes tandis que la seconde approche, basée sur la réaction de dimérisation oxydante de pyridines N-oxydes, donne l´accès aux 2 atropoisomères en seulement 5 étapes. Le champs d´application de ces nouveaux catalyseurs de typeN,N´-dioxydes, en tant que base de Lewis, a été examiné dans l´allylation énantiosélective du benzaldéhyde ainsi que dans l´aldolisation de l´acétal de cétène trichlorosilylé en présence de l´acétophénone. / 2,2'-Bipyridines and their appropriate N,N'-dioxides form a significant class of heteroaromatic compounds, which has found application in various fields of chemistry and predominantly in asymmetric catalysis. One of the most powerful methods for their synthesis is cocyclotrimerization of alkynes with nitriles.A new variant of cyclotrimerization reaction – cocyclotrimerization of halodiynes with nitriles, which results in the formation of 2- and 3-halopyridines, has been developed. The reaction was studied on a wide range of substrates providing the pyridine products in good isolated yields. Formation of an unexpected product of halogen exchange reaction was observed during the course of the study and its origin was elucidated by experimental studies.The prepared 2-halopyridines were used as starting materials for syntheses of new chiral 2,2'-bipyridine ligands. The crucial step of their synthesis turned out to be the reductive dimerization of 2-halopyridines to the corresponding 2,2'-bipyridines. Application of the formed bipyridine ligands was then tested in various metal-catalyzed asymmetric reactions, namely Mukaiyama aldol reaction, hydroxymethylation, conjugate addition, C–H activation of indole and desymmetrization of meso-epoxides, in which one of the bipyridine ligands showed extraordinary activity and robustness. The structural properties of this ligand were then studied based on the NMR analyses, DFT calculations and single crystal X-ray analyses.New axially chiral 2,2'-bipyridine N,N'-dioxides were synthesized via two approaches, which differed in the type of the key dimerization step. While the first approach, based on the reductive dimerization of 2-halopyridines, furnished only one atropoisomer of the target N,N'-dioxide by an eight-step reaction sequence, the second approach, based on oxidative dimerization of pyridine-N-oxides, provided both atropoisomers in only five steps. The applicability of these novel N,N'-dioxides as Lewis base catalysts were then examined in the enantioselective allylation of benzaldehyde and aldol reaction of trichlorosilyl ketene acetal with acetophenone.

L’eau sous forme dissoute, émulsifiée ou libre est l’une des contaminants les plus nocifs pour les huiles lubrifiantes. Sa concentration élevée dans les lubrifiants conduit à la dégradation et à la corrosion des ces derniers ainsi qu’à une usure excessive et un endommagement des surfaces métalliques lubrifiées. Vu les effets destructifs de la présence de l’eau dans les huiles lubrifiantes, le contrôle de leur teneur en eau semble indispensable afin de prolonger simultanément la durée de vie des lubrifiants et celle des machines. L’objectif de cette étude est de contrôler et réduire le contenu en eau des huiles lubrifiantes via des techniques d’adsorption ; techniques assez efficaces et écologiques pour remplacer la méthode traditionnelle de distillation. Afin de réaliser ce but, des matériaux microporeux et hydrophiles ont été choisis et préparés dans les buts de i) piéger l’eau au cours de la purification des huiles et ii) contrôler la quantité d’eau et le degré de dégradation durant le processus d’oxydation des huiles, ceci en utilisant les matériaux microporeux en tant qu’additifs. L’étude consiste premièrement en une sélection, une synthèse et une caractérisation des capacités de sorption d’eau de plusieurs matériaux microporeux, hydrophiles et de tailles nanométriques. D’abord, une synthèse écologique de tamis moléculaires de tailles nanométriques par chauffage aux micro-ondes a été développée. Cette méthode permet la réutilisation des réactifs non réagis réduisant ainsi, voire éliminant, les déchets résultant de la synthèse. Par conséquent, des rendements raisonnables de matériaux microporeux nanocristallins sont produits avec un coût et une toxicité remarquablement réduits. De plus, l’utilisation des irradiations micro-ondes permet la préparation de nanocristaux de matériaux microporeux en quelques minutes lorsque la synthèse par voie hydrothermale nécessite quelques jours. Ceci rend la synthèse fiable de point de vue économique et environnemental. Ensuite, une préparation de nanocristaux d’aluminophosphates en présence d’un liquide ionique a été reportée. Le liquide ionique joue un rôle double : en tant qu’agent permettant le remplissage des pores des matériaux synthétisés et en tant que solvant. Egalement, le liquide ionique n’ayant pas réagi est récupéré à la fin de la synthèse pour être réutilisé avec d’autres lots. Pour la vi préparation de cristaux nanométriques d’aluminosilicates, ayant une teneur importante en aluminium, des synthèses ont eu lieu à partir de systèmes ne contenant pas de structurants organiques, à basse températures (30-50 °C) et à faibles durées de synthèse (1-3 jours). La totalité des matériaux obtenus présentent de volumes poreux importants et une grande capacité d’eau répondant aux exigences de bons adsorbants hydrophiles. Dans le but d’augmenter la durée de vie des lubrifiants, un éco-recyclage de différentes huiles minérales et végétales a été mis en évidence par une adsorption sélective d’eau sur les nanocristaux de matériaux microporeux. [...] / Water in solution, emulsion and separate form is one of the most harmful contaminants in lubricant oils. The high concentration of water in lubricants leads to oil degradation, corrosion, excessive wear and premature failure of lubricated metal surfaces. As water has such destructive effects on lubricants, a special attention to the control of the water level has to be paid in order to prolong the lifetime of both lubricants and machinery. The aim of this work is to control and reduce the water content in lubricant oils using adsorption technique as an effective and green alternative to replace the traditional distillation method. In order to achieve this goal, microporous materials with hydrophilic properties were selected and prepared to (i) capture the water during static oil purification and (ii) apply as additives to control the water level and degradation during the oxidation process of lubricating oils. The study starts with the selection, synthesis and characterization of water sorption behavior of several hydrophilic microporous materials with nanosized dimensions. Additionally, an environmentally benign synthesis of the nanosized molecular sieves by microwave heating involving an efficient re-utilization of nonreacted materials has been developed, resulting in decrease and almost no related wastes. Thus the quantity of expensive and toxic chemicals is reduced. This approach results in a reasonable crystalline yield of the nanomaterials, while the production cost is remarkably lowered. In addition, the use of microwave irradiation leads to a preparation of nanocrystalline material within several minutes instead of days compared to conventional heating, which makes the process economically viable and environmentally benign. Additionally, the preparation of discrete nanosized aluminophosphate crystals by an ionic liquid mediated approach is reported. The ionic liquid has a dual function, as pore filling agent and solvent. In addition, the non-reacted ionic liquid after the syntheses are recovered and reused for several batches. For the preparation of aluminosilicates, template-free syntheses of nanosized aluminosilicate crystals with high Al content have been carried out. They were synthesized at low temperature (30-50 °C) for short time (1- ix 3 days). All resulting materials have high pore volume and high water capacity, which meet the expected requirements for highly hydrophilic sorbents. Eco-recycling of mineral and vegetable oils for an increase of lubricant lifetime by selective adsorption of water using the microporous nanocrystals was carried out. The oils were oxidized and purified with the molecular sieves. The processes of oxidation and purification of the two types of oil is followed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), atomic absorption spectroscopy (AAS), Karl Fischer (KF) titration, thermogravimetry analysis (TGA) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). In addition, FT-IR combined with a solvent (dimethyl sulfoxide, DMSO) extraction method is used to quantify the water content in lubricant oils, which rivals the accuracy of the classical KF titration; it is deemed to be an alternative analytical method for water content determination. The influence of treatment parameters including zeolite type, crystal size, temperature, sorbent loading and treatment time on the purification process of oxidized oil was studied. In addition, the hydrophilic microporous materials were applied as additives for controlling the water content and inhibiting the oxidation of oil. It is found that aluminosilicates control the water content and inhibit the oil degradation better at elevated temperatures, while aluminophosphates have an improved performance at mild conditions (< 90?C). Moreover, the oxidative stabilities of vegetable oils in the presence of the microporous additives are related to their poly-unsaturation contents. [...]