Les maladies tropicales provoquées par des parasites protozoaires tels que Trypanosoma brucei, Plasmodium falciparum et Leishmania donovani, infectent des milliards d'individus dans le monde et en tuent des millions chaque année. Actuellement, les phénomènes de résistance face aux thérapies actuelles utilisées pour traiter ces maladies dites " négligées " deviennent inquiétants et problématiques. Par conséquent, la découverte de nouvelles classes de molécules bioactives antiparasitaires est primordiale.C'est dans ce contexte que s'inscrit ce travail de thèse. La cissampeloflavone est un dimère chalcone-flavone isolé en 2003 d'une plante vénézuélienne, Cissampelos pareira. Cette molécule a démontré une bonne activité contre T. brucei (CI50 = 1 µM). Par ailleurs, des études de modélisation moléculaire ont prédit que son dérivé 4-désoxycissampeloflavone possèderait une bonne affinité pour une enzyme essentielle à la survie du parasite. Pour ces raisons, nous avons entrepris la synthèse totale de ces deux molécules originales jamais réalisée à ce jour.Des analogues simplifiés ont d'abord été synthétisés afin de mettre au point le schéma réactionnel pour former la cissampeloflavone et la 4-désoxycissampeloflavone. Ces composés ont pour base commune le noyau benzofurane qui porte soit la " partie chalcone " soit la " partie flavone " de ces dimères. Les deux synthèses totales ont ensuite été entreprises.Ce travail de thèse a notamment permis la création d'une librairie d'analogues benzofuranes polysubstitués, la découverte d'une réaction de méthylénation originale et la formation de nouveaux dérivés furanoflavones. La plupart ont été évalués sur T. brucei, P. falciparum et L. donovani. Plusieurs d'entre eux ont présenté une activité trypanocide intéressante et prometteuse.

Ce travail de thèse porte dans une première partie sur le développement d'une réaction de type Reformatsky asymétrique appliquée à la synthèse de motifs " 2-méthyl-1,3-aminoalcools " syn, syn et syn, anti. Cette réaction met à l'honneur la chimie des sulfoxydes chiraux dont la présence sur le substrat permet de construire trois centres asymétriques contigus. En effet, dans une première étape, une réaction de type Reformatsy entre un précurseur chiral, un γ-bromo-β-cétosulfoxyde et différentes imines permet de former les deux premiers centres asymétriques. La sélectivité favorise de composé syn. Cette réaction est très sélective avec des sélectivités syn/anti allant jusqu'à 100/0. Ensuite, une réduction diastéréosélective des β-cétosulfoxydes obtenus à l'issue de la réaction de Reformatsky permet de former le troisième centre asymétrique avec une diastéréosélectivité totale. Ainsi, l'utilisation du DIBAL-H seul permet d'obtenir l'aminoalcool 1,3-syn alors que l'utilisation du système DIBAL-H/Yb(OTf)3 permet d'accéder à l'aminoalcool 1,3-anti avec dans les deux cas une diastéréosélectivité totale pour cette étape de réduction.Dans une deuxième partie, ce travail de thèse présente des avancées vers la synthèse totale du (+)-triènomycinol, une molécule naturelle à forte activité cytotoxique. Il s'agit d'un macrolactame à 21 chaînons comportant une partie triènique, une liaison peptidique, une stéréotriade syn, anti et un centre asymétrique isolé. La stratégie proposée consiste à construire tous les centres asymétriques en utilisant la chimie des sulfoxydes chiraux. En effet, la stéréotriade a été construite en utilisant la réaction dévloppée dans la première partie, à savoir une réaction de type Reformatsky asymétrique couplée à une réduction diastéréosélective à l'aide du système DIBAL-H/Yb(OTf)3. Le centre stéréogène isolé a lui aussi été construit grâce à la chimie des sulfoxydes chiraux, par réduction diastéréosélective d'un β-cétosulfoxyde à l'aide de DIBAL-H. Cette molécule a été découpée en deux fragments, un fragments " ouest " et un fragment " est " qui ont été couplés. De nombreuses étapes ont au préalable été mises au point sur un composé modèle. Par manque de temps et de matière, la synthèse totale du (+)-triènomycinol n'a pu être achevée.

Ce travail de thèse porte dans une première partie sur le développement d'une réaction de type Reformatsky asymétrique appliquée à la synthèse de motifs " 2-méthyl-1,3-aminoalcools " syn, syn et syn, anti. Cette réaction met à l'honneur la chimie des sulfoxydes chiraux dont la présence sur le substrat permet de construire trois centres asymétriques contigus. En effet, dans une première étape, une réaction de type Reformatsy entre un précurseur chiral, un γ-bromo-β-cétosulfoxyde et différentes imines permet de former les deux premiers centres asymétriques. La sélectivité favorise de composé syn. Cette réaction est très sélective avec des sélectivités syn/anti allant jusqu'à 100/0. Ensuite, une réduction diastéréosélective des β-cétosulfoxydes obtenus à l'issue de la réaction de Reformatsky permet de former le troisième centre asymétrique avec une diastéréosélectivité totale. Ainsi, l'utilisation du DIBAL-H seul permet d'obtenir l'aminoalcool 1,3-syn alors que l'utilisation du système DIBAL-H/Yb(OTf)3 permet d'accéder à l'aminoalcool 1,3-anti avec dans les deux cas une diastéréosélectivité totale pour cette étape de réduction.Dans une deuxième partie, ce travail de thèse présente des avancées vers la synthèse totale du (+)-triènomycinol, une molécule naturelle à forte activité cytotoxique. Il s'agit d'un macrolactame à 21 chaînons comportant une partie triènique, une liaison peptidique, une stéréotriade syn, anti et un centre asymétrique isolé. La stratégie proposée consiste à construire tous les centres asymétriques en utilisant la chimie des sulfoxydes chiraux. En effet, la stéréotriade a été construite en utilisant la réaction dévloppée dans la première partie, à savoir une réaction de type Reformatsky asymétrique couplée à une réduction diastéréosélective à l'aide du système DIBAL-H/Yb(OTf)3. Le centre stéréogène isolé a lui aussi été construit grâce à la chimie des sulfoxydes chiraux, par réduction diastéréosélective d'un β-cétosulfoxyde à l'aide de DIBAL-H. Cette molécule a été découpée en deux fragments, un fragments " ouest " et un fragment " est " qui ont été couplés. De nombreuses étapes ont au préalable été mises au point sur un composé modèle. Par manque de temps et de matière, la synthèse totale du (+)-triènomycinol n'a pu être achevée.

Les amphidinols sont une nouvelle classe de molécules naturelles de type polycétide dont l'amphidinol-3 est la seule molécule possédant sa structure entièrement établie. L'amphidinol-3 exhibe les meilleures activités biologiques de cette famille, principalement antifongique ethémolytique. La synthèse du fragment C17-C30 a été le premier objectif de ces travaux de thèse. Cette synthèse est basée sur l'utilisation du para-tolylsulfoxyde comme auxiliaire de chiralité et d'un bromoallylsilane comme corps central. Tous les centres asymétriques sont contrôlés avec de très hauts rapports diastéréomériques à l'exception de la configuration du méthyle en C23. La non-maîtrise de ce centre, ainsi que des difficultés probables de couplage nous ont obligés à repenser notre stratégie. Suite au changement rétrosynthétique, la synthèse du fragment C13-C29 a été réalisée. L'étape clef de cette voie synthétique est alors le couplage entre l'anion lithié d'un dérivé de 1,3-dithiane avec un aldéhyde α-branché. Après de nombreux ajustements de groupements protecteurs, le fragment C13-C29 est obtenu avec tous ses centres asymétriques maîtrisés.

La formation de liaisons C-C constitue un sujet de recherche primordial en chimie organique. Parmitoutes les techniques existantes, la métathèse d'oléfines a constitué une véritable révolution, notamment grâceau développement de catalyseurs efficaces et tolérants vis-à-vis de bon nombre de groupements fonctionnels.Cette réaction a été envisagée ici sur trois cibles d'intérêt biologique : la diospongine A, la nhatrangine A et leberkeleyamide A.De nombreuses molécules naturelles bioactives appartiennent aux familles des 1,7-diarylheptanoïdes et1,9-diarylnonanoïdes. Issue de la première, la diospongine A a dévoilé des propriétés anti-ostéoporotiquesprometteuses. A l'inverse, aucun produit naturel 1,8-diaryloctanoïde n'a encore été rapporté. Désireux d'étudier lapotentielle activité de tels composés, plusieurs séries d'homologues de la diospongine A ont été synthétisées,impliquant la formation d'intermédiaires tétrahydropyraniques communs par cyclisation de Prins, suivi d'uneséquence métathèse croisée / oxydation de Wacker, permettant ainsi l'introduction de la diversité chimique.La nhatrangine A, récemment isolée de la cyanobactérie Lyngbya majuscula, a montré une potentielleactivité contre la lignée cancéreuse CoL-2. Aucune synthèse n'ayant encore été rapportée, quatre déconnectionsont ici été envisagées, impliquant respectivement une métathèse cyclisante, une métathèse croisée, une additionde Michael énantiosélective organocatalysée ou encore une alkylation diastéréosélective selon Myers commeétape clé. Toutes ces approches ont en commun l'utilisation d'une réaction de trans aldolisation. Un intermédiaireavancé a ainsi pu être synthétisé.Le berkeleyamide A, isolé du champignon Penicillium rubrum, est une molécule possédant une activitéinhibitrice micromolaire des enzymes MMP-3 et caspases-1, impliquées notamment dans la croissance descellules cancéreuses. Trois synthèses de ce composé sont déjà décrites dans la littérature, toutes démarrant dupool chiral. Deux approches " rétron " sont ici proposées, impliquant notamment une allylation diastéréosélectived'imine, une métathèse croisée et une cyclisation de type Heck. Le squelette carboné de la molécule a ainsi étéobtenu.

Le travail présenté dans ce manuscrit s'intéresse principalement à l'étude d'une voie de synthèse visant les dérivés de la lycorine, alcaloïdes encore mal connus mais possédant des activités biologiques très intéressantes. Dans cette optique, une méthodologie impliquant l'addition nucléophile d'acétylures oxygénés sur les sulfinylimines chirales d'Ellman a été développée, permettant la formation de propargylamines oxygénées avec une excellente diastéréosélectivité. L'application de la réaction développée à la synthèse totale n'a pas été possible, l'étape précédente de réduction ménagée d'un sulfinylimidate en aldimine n'ayant pas pu être mise au point. L'exploration de la réactivité des propargylsulfinamides oxygénés a par la suite permis de synthétiser des aminoesters et des éthers d'énols fonctionalisés ou encore d'accéder aux sulfonamides correspondants. Leur cyclisation par catalyse métallique a aussi été étudiée, conduisant à des sulfoximines cycliques jusqu'alors inconnus. En parallèle de ces travaux, une méthode générale et verte pour la synthèse d'imines et d'imidates sous irradiation micro-onde a été mise au point. / The work reported in this manuscript mainly concerns the study of a synthetic strategy targetting the lycorine-type alkaloïds, compounds that are not well known but have shown interesting biological activities. In this context, a methodology concerning the nucleophilic addition of oxygenated acetylides on chiral Ellman's sulfinylimines has been developped, allowing the construction of oxygenated propargylamines xith an excellent diastereoselectivity. This reaction couldn't be applied to the total synthesis because of the fail of the precedent step of our synthteic plan, consisting in the reduction of sulfinylimidates into an aldimine. The reactivity of the oxygenated propargylsulfinamides has then been studied, allowing the preparation of aminoesters, functionalized enol ethers and sulfonyl protected propargylamines. Their cyclisation under metallic catlysis has been explored too, providing cyclic sulfoximines that had not been described before. In parallel, a general and green procedure for the synthesis of imines and imidates has been developped.

Les enchaînements polyéniques linéaires sont des motifs couramment rencontrés dans de nombreuses molécules naturelles. L'accès à ces structures nécessite souvent des réactifs fonctionnalisés dont la synthèse est parfois longue et laborieuse. Nous décrivons dans ce manuscrit une nouvelle méthode efficace et rapide de couplage de Heck entre un iodure vinylique fonctionnalisé par un boronate MIDA et des oléfines variées pour accéder à des boronates MIDA diéniques. Ces briques moléculaires stables ont été valorisées par la formation de polyènes fonctionnalisés.Cette stratégie a été appliquée à la synthèse du système pentaénique de la mirabaline, un macrolide à activité anticancéreuse isolé d'une éponge marine. Ce manuscrit présente la synthèse des différents fragments de la mirabaline impliqués dans une approche synthétique mise au point en collaboration avec l'équipe de Chimie ParisTech. Outre les enchaînements polyéniques, les motifs 1,2-diol, 1,3-diol et 1,3-aminoalcool représentent aussi des structures d’intérêt. Nous avons mis au point une méthode écocompatible de cyclisation d’éthers d’hydroxylamine, d’hydroxylamines et de carbonates linéaires sur des acétates allyliques activés par un acide de Lewis pour accéder de manière diastéréosélective à des isoxazolidines vinyliques ou des carbonates cycliques vinyliques. / Linear polyenic units are ubiquitous motifs in natural products. Accessing these structures often requires bifunctionalized reagents whose syntheses are sometimes long and tough. We describe in this manuscript a new efficient and fast method of Heck coupling between a alkenyl iodide functionalized with a MIDA boronate group and various olefins to access dienic MIDA boronates. Those stable building blocks have been used for the formation of functionalized polyenes. This strategy has been applied to the synthesis of the pentaenic moiety of the mirabalin, a macrolide isolated from a marine sponge exhibiting an anticancer activity. This manuscript presents the syntheses of the different fragments of mirabaline involved in a synthetic approach developed in collaboration with the Chimie ParisTech team. Apart from polyenic moieties, 1,2-diol, 1,3-diol and 1,3-aminoalcohol units also represent interesting structures. We have developed an ecofriendly cyclization of hydroxylamine ethers, hydroxylamines and linear carbonates on allylic acetates activated by a Lewis acid to access diastereoselectively vinylic isoxazolidines or vinylic cyclic carbonates.

Le Gentiopicroside (GPS) est un secoiridoïde isolé de Gentiana lutea qui est appelé Qin Jiao en chinois. C'est l'une des plantes médicinales les plus couramment utilisée en Chine. Le GPS a des activités biologiques et pharmacologiques allant des propriétés antiviral, anti-inflammatoire, analgésique, anti-hépatotoxique et cholérétiques. Toutefois, la modification structurelle et la synthèse totale du GPS est toujours un défi pour les chimistes organiciens.Dans ce mémoire, nous avons traité la conception, la synthèse et l'évaluation pharmacologique d'une série de composés dérivés du GPS comme inhibiteurs potentiels du virus de l'hépatite C (HCV). Certaines fonctions communes dans la conception de médicaments, tels que des halogènes, du soufre, de l'azoture et un groupe amino, ont été introduites au fragment sucre du GPS. Dans le même temps, nous avons étudié trois approches pour synthétiser la partie aglycone du GPS, deux d'entre elles sont basées sur des cycloadditions [3+3] inter- ou intramoléculaire organocatalyzées à partir des aldéhydes insaturés B et D. La troisième est basée sur le réarrangement d'énol-esters α,β-insaturés F, catalysé par un N-hétérocyclique carbène (NHC). L'intermédiaire commun pour ces approches est un ester insaturé A qui a été préparé en quatre étapes à partir de D-(-)-mannitol et de méthylcrotonate commerciaux. La cycloaddition [3+3] entre l'énal 54 et l'énol stabilisé 59 ne fournit pas le cyclo-adduit attendu même si sur un modèle de réaction les 3,4-dihydropyranne 68 et pyranone 69 ont été formées. Le traitement de l'énol-ester 77 avec un NHC donne un accès à un précurseur potentiel dans la synthèse totale du GPS. / Gentiopicroside (GPS) is a secoiridoid compound isolated from Gentiana lutea which is called Qin Jiao in Chinese. It is one of the most common herbal medicines used in China. The biological and pharmacological activities of GPS contain antiviral, anti-inflammatory, analgesia, antihepatotoxic and choleretic activities. GPS is involved in ongoing phase III clinical trials as the first class new drug. However, the structural modifications and total synthesis of GPS is still a challenge for organic chemists.In this thesis we have processed the design, synthesis and pharmacological evaluation of a series of GPS derivatives as potential hepatitis C virus (HCV) entry inhibitors. Some common functional elements in drug design, such as halogen, sulfur, azide and amino group, have been successfully introduced on the sugar moiety of GPS. In the mean time, we studied three approaches to synthesize the aglycone part of GPS. Two of them are based on organocatalyzed inter- or intramolecular [3+3] cycloadditions from unsaturated aldehydes B and D. The third one was based on an NHC-catalysed rearrangement of α,β-unsaturated enol-esters F. The common key intermediate for these approaches was the unsaturated ester A which was prepared in four steps from commercially available D-(-)-manitol and methylcrotonate. The formal [3+3] cycloaddition between enal 54 and the stabilized enol 59 did not provide the expected cyclo-adduct even if on a model reaction 3,4-dihydropyran 68 and pyranone 69 were formed. The α-substituted position of enal 54 could explain this default in reactivity under proline organocatalysis. The treatment of enol-ester 77 with N-Heterocyclic-Carbene gave an access to the advanced precursor 78 potentially useful in the total synthesis of GPS.

Les motifs 1,3-polyols sont fréquemment rencontrés dans de nombreuses molécules naturelles biologiquement actives. Cependant, à ce jour, il n'existe que peu de méthodes générales et efficaces permettant d'accéder à ces motifs de manière stéréocontrôlée. Nous nous sommes particulièrement intéressés à la synthèse de 1,3,5,7-tétraols et une méthode a été mise au point pour former ces composés en utilisant deux cyclisations de Prins successives suivies d'une coupure réductrice du bis-tétrahydropyrane obtenu. Cette méthode permet d'accéder à tous les diastéréoisomères des tétraols efficacement et elle a été appliquée avec succès à la synthèse du (+)-cryptocaryol A, un composé polyhydroxylé stabilisant PdCd4, qui est une protéine inhibant le développement cellulaire. Par ailleurs, nous avons développé une approche synthétique de la filipine III, un macrolide naturel possédant des propriétés antibiotiques et antifongiques, et comportant un fragment 1,3-polyol et un fragment pentaénique. Plusieurs stratégies ont été envisagées afin d'accéder à ces deux fragments, qui ont été synthétisés de manière convergente. Leur assemblage a été réalisé grâce à une réaction d'aldolisation diastéréosélective et nous avons pu accéder au squelette carboné complet de la filipine III. / 1,3-Polyols are present in a large variety of biologically active natural products. However, right now only a few general and efficient methods have been described to access these compounds in a stereocontrolled manner. We were particularly interested in the synthesis of 1,3,5,7-tetraols and a method has been developed to prepare these compounds, using two successive Prins cyclizations followed by a reductive cleavage of the resulting bis-tetrahydropyran. This efficient method allows the access to all the diastereomers of these tetraols and has successfully been applied to the synthesis of (+)-cryptocaryol A, a polyhydroxylated compound which stabilizes PdCd4, a protein inhibiting the cellular growth. We have also developed a synthetic approach toward filipin III, an antibiotic and antifungal macrolide, which possesses a 1,3-polyol part and a pentaenic part. Several strategies have been envisaged to construct these fragments, which have been synthesized in a convergent manner. These fragments were then coupled using a diastereoselective aldolisation and we were able to access the complete carbon skeleton of filipin III.

Ce manuscrit présente une approche synthétique de la Mirabaline, macrocycle complexe d'origine marine. La synthèse du fragment nord a été achevée en utilisant des réactions clefs de Marshall et d'hydrogénation asymétrique associées ou non à un processus de dédoublement cinétique dynamique. La synthèse des fragments C et D a également été terminée. Des méthodes de contrôle de motifs aminoalcool 1,2 ont également été développées à l'aide de réactions d'hydrogénation asymétrique et de transfert d'hydrogène asymétrique via un dédoublement cinétique dynamique. / This manuscript presents a synthetic approach of Mirabalin, a complex macrocycle isolated from a marine sponge. The synthesis of the north fragment has been completed by using as key reactions a Marshall reaction and asymmetric hydrogenation combined or not with dynamic kinetic resolution process. The synthesis of fragments C and D has been completed as well. Methodologies for the control of 1,2-aminoalcohol moieties have also been developed using the asymmetric hydrogenation and asymmetric transfer hydrogenation via dynamic kinetic resolution.