Plusieurs virus et bactéries se servent des récepteurs des parois cellulaires pour adhérer aux cellules et ainsi causer des inflammations ou la formation de métastases et de tumeurs. La synthèse de médicaments à base d'hydrates de carbones se liant préférentiellement aux récepteurs de la paroi des bactéries et virus est essentielle pour empêcher ceux-ci de proliférer dans l'organisme. Les oligosaccharides sont malheureusement hydrolysés en monosaccharides en milieu acide et sous l'effet des enzymes glycosidases. C'est pourquoi les C-oligosaccharides, des mimétiques stables en milieu biologique des oligosaccharides, ont attiré l'attention des chercheurs pour la synthèse de nouveaux vaccins et médicaments. Bien que les méthodes actuelles soient assez spécifiques pour la synthèse de certains C-oligosaccharides en particulier, une méthode générale serait bien utile pour leur formation. Une méthode pour la synthèse de 4-désoxy-C-disaccharide a-D-mannosides et 4-désoxy-aza-C-disaccharide a-D-mannosides a été trouvée. La synthèse passe par une réaction de Sakurai pour la formation du C-a-D-mannoside. Puis, des saccharides ou azasaccharides ont été bâtis en position a du mannoside de départ par une suite de réactions stéréocontrôlées avec des excès énantiomériques excellents. Entre autre, des allylations stéréosélectives d'aldéhydes avec un acide de Lewis chiral (allylation de Keck), des métathèses de fermeture de cycle avec le catalyseur de Grubbs, des hydroxylations et des réductions stéréosélectives ont été utilisées. Bien que la méthode de synthèse ne fonctionne pas pour la formation de C-trisaccharides, une méthode alternative utilisant l'aldolisation d'Evans a été envisagée. De plus, l’utilisation de cette voie permettrait la formation de saccharides avec des substituants en position 4. L'avancement de la recherche est très prometteur pour l'obtention d'une méthode générale pouvant être appliquée à la synthèse de différents types de C-oligosaccharides. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : oligosaccharide, C-disaccharide, aza-C-disaccharide, C-trisaccharide, allylation de Keck, Esters de Mosher, D-mannose, glycomimétiques.

La (-)-kopsine appartient à la famille des alcaloïdes aspidofractinine. Isolée pour la première fois en 1890 par l'équipe du professeur Ber à partir de plantes du genre Kopsia (Apocynaceae), qu'on retrouve abondamment dans le sud-est de l'Asie et qui sont connues dans la pharmacopée traditionnelle. En Chine, la Kopsia Officinalis est utilisée contre les douleurs rhumatismales tandis qu'en Malaisie, des plantes comme la Kopsia profunda, la Kopsia larutensis et la Kopsia teoi ont été utilisées comme antihypertenseurs, activité confirmée en laboratoire sur des rats normotendus. La synthèse de la kopsine et d'analogues s'avère donc intéressante au point de vue pharmacologique. Mais c'est au point de vue de la chimie que les défis sont à relever: la kopsine est une molécule complexe, qui comporte 7 cycles et 6 centres chiraux, dont 4 tétrasubstitués. La première synthèse énantiosélective de la (-)-kopsine qui vient d'être amorcée comporte une trentaine d'étapes. La première étape clé consiste en un réarrangement [3,3] d'Ireland-Claisen qui va permettre la formation du premier centre quaternaire de la molécule avec un transfert contrôlé de la chiralité en position 3 d'un dérivé oxindole. La deuxième étape clé consiste en une condensation d'iminiums en cascade, qui doit mener à la fomation de 2 cycles en une étape. Une troisième étape clé consiste en une réaction de cycloaddition de Diels-Alder intramoléculaire qui devra permettre de former les 2 derniers cycles de la (-)kopsine. Jusqu'à présent, deux volets de la synthèse ont été explorés. Dans un premier volet, l'iodooxindole a été couplé à un aldéhyde chiral dérivé de l'acide lactique par une condensation aldolique. La fonction alcool a été acylée avec différents chlorures d'acides et plusieurs conditions de réaction ont été essayées pour déclencher la première étape clé de la synthèse, soit le réarrangement [3,3]. Par ailleurs, l'application des conditions acides de Johnson a mis au jour une nouvelle réaction de cyclopropanation hautement stéréosélective. Dans un autre volet, la synthèse d'un substrat modèle a été amorcée pour éventuellement étudier la réaction de Diels-Alder et ainsi anticiper d'éventuels problèmes reliés à cette étape clé. La synthèse du composé modèle a débuté avec l'oxindole, qui a été allylé en position 3 puis alkylé avec le bromoacétate de méthyle. L'ester a été réduit, l'alcool obtenu a été protégé, le bromure d'allylmagnésium a été additionné sur le carbonyle du lactame et le diène résultant a été impliqué dans une réaction de cyclisation par métathèse d'alcène. Il reste quelques étapes à franchir, tel le couplage avec la contrepartie diénophile, pour que le composé tricyclique obtenu mène au substrat modèle de la cycloaddition de Diels-Alder intramoléculaire. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : (-)-kopsine, Condensation aldolique, Cycloaddition de Diels-Alder Intramoléculaire, Réarrangement d'Ireland-Claisen, Oxindole, Condensation d'iminiums en cascade, Réaction de cyclopropanation.

Cet ouvrage présente la synthèse d'analogues du L-fucose comme inhibiteur de l'adhésion de la bactérie Pseudomonas aeruginosa (PA), dont la colonisation des poumons est mortelle chez les patients atteints de fibrose kystique. Ces dérivés fucosides devaient être reconnus de la PA-IlL, une lectine produite par la bactérie, ce qui leur permettra d'empêcher l'adhésion de P. aeruginosa aux poumons des patients atteints de la maladie. La préparation de O-, C-, N- et S-α-L-fucosides a été effectuée principalement à partir des réactions de O-glycosylation, de 'Click Chemistry' et de cycloadditions 1,3-dipolaires. La synthèse des dérivés α-L-fucosides a été réalisée en peu d'étapes, avec de bons rendements et avec un contrôle sur la configuration anomérique, ce qui a permis le développement de nouvelles méthodologies de synthèse sur des glycomimétiques. Le design rationnel de nos analogues fucosides se base sur des images cristallographiques présentant les interactions entre la PA-IlL et son ligand naturel le L-fucose. Une image cristallographique du complexe formé par un fucoside synthétique (composé 57) et la PA-IlL, a même pu être obtenue nous fournissant ainsi des informations supplémentaires. C'est à partir de ces nouvelles données qu'une exploration du pharmacophore de ce fucoside a été effectuée. L'insertion de pharmacophores en position C-6 du L-fucose a également été effectuée. La synthèse du 6,7,8-trideoxy-L-galacto-oct-7-enose a été réalisée avec un bon rendement global par le Dr. Karine Marotte. La fonction allyle en position C-6 a ainsi pu être fonctionnalisée par les réactions de métathèse croisée et de dihydroxylation asymétrique. Un homologue du L-galactose a également été préparé en deux étapes. Des résultats préliminaires en inhibition compétitive (tests ELLA) ont démontré que la lectine PA-IlL pouvait avoir une affinité 14 fois plus élevée pour certains de nos analogues, qu'elle en avait pour le fucose présent chez le trisaccharide Lewis a, le ligand naturel présumé de la bactérie. Les trois composés ayant démontré le meilleur potentiel d'inhibition sont des fucosides possédant des pharmacophores de type triazole et isoxazole. De tels agents anti-adhésion pourraient représenter une thérapie alternative ou un complémentaire aux antibiotiques dans le traitement d'infections mortelles.

La présence d'amides dans l'environnement et leurs effets néfastes sur la santé a suscité le développement d'une méthode d'analyse globale des amides (R-CO-NH₂). Cette méthode est basée sur la chromatographie liquide à haute performance à phase inverse dotée respectivement d'un détecteur UV et fluorescence (HPLC-UV/FLUO). Ceci a nécessité la transformation des amides en dérivés amides susceptibles d'êtres détectés en UV et fluorescence. Lors de la présente étude, le réactif le chlorure de dansyle (DNS-Cl) a été utilisé pour la dérivatisation des amides. Le groupement sulfonyle du DNS-Cl réagit avec le groupement NH₂ des amides primaires pour former des produits dérivés aromatiques fluorescents. Les dérivés standards DNS-amides ne sont pas disponibles commercialement, ce qui a nécessité le développement d'une méthode de préparation des dérivés standards de trois classes d'amides primaires un amide aromatique, un amide aliphatique insaturé et deux amides aliphatiques saturés (benzamide, acrylamide, acétamide et propionamide). Le rendement moyen obtenu est de 55 % non optimisé. Les dérivés standards DNS-amides obtenus ont été d'abord caractérisés par infrarouge (IR) et la résonance magnétique nucléaire du proton (¹H) et du carbone 13 (¹³C) et par la suite analysés par le couplage HPLC-UV/FLUO. Les longueurs d'onde (λ) d'absorption, d'excitation et d'émission (déterminées par le spectrofluorimètre) employées lors de cette étude sont respectivement de 254 nm, 345 nm et de 535 nm. Les valeurs des limites de détection obtenues pour les quatre amides étudiés (benzamide, acrylamide, acétamide et propionamide) par HPLC-UV sont respectivement de 0,02 ppm, 0,02 ppm, 0,03 ppm et 0,03 ppm et celles obtenus par HPLC-FLUO sont respectivement de 0,01 ppm, 0,04 ppm, 0,004 ppm et 0,003 ppm. L'étude montre que le couplage HPLC-UV/FLUO permet d'avoir une bonne sensibilité et que la technique HPLC-FLUO est plus sélective que la technique HPLC-UV. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Amides, Benzamide, Acrylamide, Acétamide, Propionamide, Analyse globale, HPLC-UV/FLUO.

Le cisplatine est un agent anticancéreux actuellement utilisé en clinique. Ce composé, administré par voie intraveineuse, s'attaque aux cellules à prolifération rapide dont les cellules cancéreuses, mais il agit aussi sur certains organes sains. L'utilisation de ce médicament occasionne plusieurs effets secondaires ce qui affecte grandement la condition physique des patients. Le ciblage thérapeutique constituerait une solution à ce problème majeur dans le domaine du cancer. Une molécule résultant de la combinaison du cisplatine et de l'hormone sexuelle féminine, l'estradiol, fut synthétisée il y a quelques années dans le laboratoire du Dr. Bérubé à l'Université du Québec à Trois-Rivières. Cette dernière fut testée in vitro et in vivo, et les résultats se sont révélés très prometteurs. L'objectif de ce présent travail consiste à améliorer la synthèse de ce type de molécule ainsi que changer la structure de celle-ci, soit en variant la longueur de la chaîne alkyle séparant le dérivé cisplatine du stéroïde.

La présence des sucres dans le milieu biologique est indéniable. Ils font partie intégrante des mécanismes vitaux du corps humains mais aussi des autres êtres vivants comme les arbres, les plantes et les bactéries. Les produits naturels comportant une ou même plusieurs unités glycosidiques sont connus depuis longtemps. Cependant, le rôle biologique que jouent ces segments n'est pas toujours clair et mérite une attention particulière. Un exemple du rôle remarquable des sucres dans les rouages de la vie est celui des galectines-l et -3 qui influencent entre autre l'apoptose des cellules. Plus précisément, les glycosides phénoliques dont font partie les familles des flavonoïdes et des flavonoles présentent une pléiade de composés actifs affichant de fortes capacités antioxydantes ainsi que d'innombrables propriétés biologiques intéressantes. De leur côté, les 5,6-dihydropyran-2-ones, un hétérocycle de la catégorie des lactones, est un motif que l'on retrouve aussi dans une panoplie d'agents thérapeutiques. La (-)-psilotine est un produit naturel dont la structure est composée d'un glycoside phénolique et où l'aglycone est muni d'un cycle 5,6-dihydropyran-2-one. Jusqu'à maintenant, son effet connu est le ralentissement de la croissance des insectes et des plantes. Seule une synthèse racémique de ce composé avait été accomplie avant le début de ce projet. Des stratégies de synthèse ont donc été planifiées afin d'obtenir la (-)-psilotine de façon énantiosélective et de produire des dérivés analogues afin d'étudier le comportement biologique complet de cette famille de composés. La première voie, qui avait comme étapes clés une allylation stéréosélective de Keck, l'utilisation de groupements protecteurs de type chloroacétyle et une glycosidation avec assistance anchimérique, n'a pas porté fruit mais elle a tout de même permis de synthétiser efficacement le segment aglycone de façon énantiosélective. La deuxième voie se vouait à la glycosylation de ce même segment aglycone mais avec un époxyde de glucal formé notamment grâce à une élimination réductrice au zinc et une époxydation par l’OXONE. La synthèse s'est arrêtée à la formation d'un glucal silylé qui pourra toujours être utilisé pour d'autres travaux. La troisième stratégie employée représente la première synthèse achevée de la (-)-psilotine en ayant comme étapes clés plusieurs réactions déjà employées dans la première tentative mais aussi la glycosylation par catalyse de transfert de phase et l'utilisation d'éthers silylés comme groupements protecteurs. La quatrième voie s'avère être la deuxième synthèse de la (-)-psilotine. Cette fois, le segment aglycone est glycosylé efficacement et une réaction cruciale de clivage sélectif aux groupements acétyles situés sur une unité glycosidique est employée avec succès pour une seconde synthèse très avantageuse de la (-)-psilotine. En employant cette approche, la production d'analogues s'est enchaînée avec des modifications au niveau saccharidique et au niveau du segment aglycone afin de générer une gamme de molécules pour une batterie de tests biologiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : produit naturel, glycoside phénolique, 5.6-dihydropyran-2-one, (-)-psilotine, synthèse énantiosélective, allylation de Keck, glycosylation avec assistance anchimérique, glycosylation par transfert de phase, clivage sélectif aux sucres des groupements acétyles.

Les pathogènes se lient souvent à la cellule ou au tissu hôte via des interactions glycoconjugé-protéine faibles, mais acquérant une haute sélectivité par leur caractère multivalent. Les lectines bactériennes, comme la FimH de Escherichia coli, se lient de façon sélective au saccharide correspondant et jouent un rôle clé dans l'adhésion des pathogènes. Afin d'étudier les interactions entre les glycoconjugés et une protéine possédant un ou plusieurs domaines de reconnaissance du saccharide (CRDs), une variété de mannosides dimériques ont été synthétisés avec comme objectif de disposer de ligands pouvant surpasser l'affinité de la protéine avec son ligand naturel par multivalence. Les glycosides bivalents rigides permettent de réticuler les protéines solubles possédant plusieurs CRDs et de former des réseaux insolubles. Une grande variété de réactions a été utilisée dans la littérature pour synthétiser de telles molécules comme les couplages organométalliques de Sonogashira et de Glaser. Ces précédents couplages permettent d'obtenir des glycosides dimériques symétriques ou asymétriques à partir d'espaceurs alcynes et aryles. Cependant, ces réactions ne permettent pas d'accéder à un espaceur de type biaryle. La présence d'une aglycone aromatique permet d'accéder à des interactions secondaires favorables dans le site actif. C'est pourquoi une nouvelle méthodologie de couplage aryle-aryle de type Ullmann catalysé au palladium a été développée. Cette méthode peut générer avec efficacité une variété de glycosides dimériques originaux (10 exemples avec des rendements jusqu'à 96%). La capacité réticulante de trois mannosides bivalents envers la concanavalin A a été évaluée par turbidimétrie et par diffusion dynamique de la lumière. Dans un deuxième volet, ont été synthétisés des lactosides bivalents assemblés par couplage de Sonogashira et possédant des espaceurs de type éthylène glycol de longueur variable. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Multivalence, Lectines, Ligands bivalents, Réticulation, Calatyle au palladium, Ullmann, Sonogashira.

Le présent ouvrage traite d'une alternative médicale potentielle pour inhiber l'adhésion bactérienne de la bactérie Pseudomonas aeruginosa. Cette dernière possède deux lectines, dépendantes du calcium (PA-IL et PA-IlL), ayant chacune un site de reconnaissance spécifique aux galactoses et aux fucoses, respectivement. Chez les patients atteints de la fIbrose kystique, le gène CF transmembrane regulator (CFTR) a subi une mutation, ce qui occasionne une augmentation de la présence des résidus fucoses à la surface des cellules épithéliales pulmonaires. L'attachement de cette bactérie pathogène à la glycoprotéine CFTR est la principale cause de virulence de la maladie. Pour ce faire, il a été envisagé d'utiliser les dendrimères pour intervenir dans ce processus d'adhésion bactérienne. Les dendrimères sont une classe de macromolécules monodisperses dont l'architecture arborescente autour d'un coeur plurifonctionnel est souvent comparée à différentes organisations autour de nous. En modifiant l'extrémité de ces structures au moyen de différents groupes fonctionnels, il est possible de leur conférer certaines des propriétés recherchées. Plusieurs applications dans divers domaines ont démontré leur potentiel. Particulièrement du côté de la biologie, ces molécules sont souvent comparées à des protéines, de par leur taille et leur structure globulaire. Lors de l'incorporation de fonctions carbohydrates en périphérie, des recherches ont démontré leur potentiel d'action au niveau des interactions sucres-protéines dues à l'effet cluster (augmentation de l'affinité saccharide-ligand grâce à leur multivalence). Ainsi, pour tenter d'inhiber l'adhésion de la bactérie Pseudomonas aeruginosa à la glycoprotéine CFTR, des glycodendrimères fucosylés et/ou galactosylés en surface sont développés. Basées sur des voies synthétiques appropriées, ces structures sont synthétisées à partir de produits commerciaux sur lesquels des groupements azotures et propargyliques sont installés. Ces fonctions précises permettront d'utiliser la « click chemistry », très régiospécifique et versatile. Par la suite, des tests préliminaires en inhibition compétitive (tests ELLA) et de turbidimétrie ont démontré que les deux lectines de la bactérie Pseudomonas aeruginosa pouvaient interagir avec les unités carbohydrates présentes sur les dendrimères et former un précipité détectable à 490nm en fonction du temps. Ainsi, l'utilisation des dendrimères pour inhiber l'adhésion bactérienne pourrait représenter une thérapie alternative ou un complémentaire aux antibiotiques pour le traitement d'infections mortelles. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Chimie thérapeutique, Fibrose kystique, Pseudomonas aeruginosa, Glycomimétiques, L-fucose, Glycosidation, Cycloaddition 1,3-dipolaire, Métathèse croisée, Dihydroxylation asymétrique.

Les éthers d'énol fonctionnalisés sont des molécules importantes, ayant plusieurs applications comme intermédiaires en chimie organique. Ils peuvent participer à des réactions de Diels-Alder, des réactions de Mukakaima, etc. Parmi cette famille de composés, les α-iodoéthers d'énol sont particulièrement intéressants, car en plus des applications précédentes, ils sont des précurseurs des anions acyles, synthons forts utiles en synthèse organique. Toutefois, il existe peu de méthodes pour préparer les α-iodoéthers d'énol. Le laboratoire du professeur Daoust a montré que l'addition radicalaire d'halogénoalcanes activés XCH₂Z (X=I, Br; Z=CO₂Et, CONH₂, CN) sur les éthers d'ynols permet de produire, de façon spécifique et sous des conditions douces, les α-iodoéthers d'énol. Cependant, une étude exhaustive de l'effet de l'encombrement stérique sur la réactivité et la stéréosélectivité de la réaction radicalaire n'a pas encore été effectuée. Dans le cadre de ce projet, on s'intéresse à évaluer et analyser l'effet de l'encombrement stérique des éthers d'ynol sur la réaction d'addition radicalaire intermoléculaire. La version intramoléculaire de cette méthodologie, qui n'avait pas encore été étudiée, est aussi développée et évaluée. Ainsi, on vous rapporte dans le présent travail la mise au point d'une méthode simple et efficace pour préparer les éthers d'énol exocycliques fonctionnalisés avec de bons rendements à partir d'éther d'ynol iodé et de n-BuLi à basse température. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Radicaux, Éthers d'ynol, Éthers d'énol acycliques, Halogénoéthers d'ynol, Addition anionique, Éthers d'énol cycliques.

La (+)-négamicyne est un antibiotique présentant une activité inhibitrice contre plusieurs bactéries hautement résistantes telles Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella typhi, en plus d'une très faible toxicité. L'emploi de la négamycine s'est également avéré prometteur pour le traitement de maladies congénitales telles que la dystrophie musculaire. La synthèse de cette molécule, qui possède deux centres stéréogéniques ainsi qu'un lien hydrazido peptidique, s'avère donc d'un grand intérêt. L'approche proposée dans le cadre de ce projet implique d'abord la formation d'un intermédiaire 2-isoxazoline par une cycloaddition 1,3-dipolaire asymétrique entre une oléfine portant un auxiliaire chiral N-tosylperhydrobenzoxazine et un oxyde de nitrile généré in situ. Une optimisation de la préparation de l'oléfine chirale fut d'abord menée et la procédure élaborée s'avéra reproductible et efficace pour fournir sélectivement l'isomère chaise-bateau. Suite à l'échec des nombreux protocoles tentés pour la préparation de précurseurs oximes et nitros de l'oxyde de nitrile, une procédure d'estérification quasi quantitative de l'acide 3-nitropropanoïque fut développée. Une optimisation de la cycloaddition 1,3-dipolaire a donc pu être menée en employant l'oléfine chiral et le 3-nitropropanoate de méthyle, activé in situ en oxyde de nitrile par une déshydratation avec le 1,4-phénylènediisocyanate. Un ratio diastéréomérique de 80 :20 en faveur de la 2-isoxazoline 5' R et un rendement isolé de 78 % du mélange épimérique furent obtenus dans les conditions réactionnelles optimales. Une méthode de séparation efficace des deux diastéréoisomères fut élaborée et la configuration R au centre C5' a pu être confirmée par spectroscopie nOe pour l'isomère majoritaire. Cette induction asymétrique permet donc de générer le premier centre stéréogénique C5 de la (+)-négamycine. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cycloaddition 1,3-dipolaire, 2-isoxazoline, (+)-négamycine, 8-N-tosylaminomenthol, Perhydrobenzoxazine, Oxyde de nitrile.