Cette thèse décrit une nouvelle approche pour la synthèse des kingianines, une famille d'inhibiteurs de la protéine anti-apoptotique Bcl-xL, isolés à partir de l'écorce d'Endiandra kingiana. Nous avons proposé des solutions pour éviter les problèmes de réactivité et de sélectivité rencontrés lors des études précédentes. Une stratégie reposant sur une réaction de cycloaddition [2+2] a été appliquée pour former le système bicyclique intermédiaire, au lieu d’une cascade biomimétique de réactions d’électrocyclisation. Ce choix a été efficace et un seul diastéréoisomère a été obtenu. L’utilisation d’un diénophile appauvri en électrons et d’un diène riche en électrons dans l’étape clé a permis la réalisation d’une réaction de Diels-Alder dans des conditions classiques, avec une bonne régiosélectivité. Nous avons réussi à synthétiser plusieurs analogues simplifiés des kingianines. Leur activité biologique sur les protéines Bcl-2, Bcl-xL et Mcl-1 sera évaluée dans un futur proche. / This dissertation describes a new approach for the synthesis of kingianins, a family of inhibitors of the anti-apoptotic protein BclxL, which were isolated from the bark of Endiandra kingiana. We have proposed solutions to address the problems of reactivity and selectivity that had been met in previous studies. A strategy involving a [2+2] cycloaddition reaction was applied for the formation of the intermediate bicyclic system, instead of a biomimetic electrocyclisation cascade. This choice was efficient and a single diastereoisomer was obtained. The use of an electron-poor dienophile and an electron-rich diene in the key step allowed for a Diels-Alder reaction to proceed under classic conditions, with good regioselectivity. We have succeeded in synthesising several simplified kingianin analogues. Their biological activities on the Bcl-2, Bcl-xL and Mcl-1 proteins will be evaluated in the near future.

Ce travail de thèse s’intéresse à la synthèse totale d'alcaloïdes de la famille des Lycorines, produits naturels isolés à partir de plantes des Amaryllidaceae qui possèdent de multiples activités biologiques. Leurs structures sont caractérisées par un squelette commun tétracyclique azoté : le galanthane. L’accès rapide au squelette galanthane a été développé via une étape clé de métathèse tandem cyclisante permettant d’obtenir deux cycles fonctionnalisés en une seule étape. La première partie de ce travail a conduit au développement d’une voie de synthèse asymétrique des (–)-α et (–)-β-lycoranes à partir d’un même intermédiaire, une sulfinylaldimine α-chirale, obtenue par réduction d’un N-sulfinylthioimidate α-chiral grâce à des conditions développées au laboratoire. La seconde partie de ce travail a porté sur la synthèse asymétrique de la (+)-kirkine, nécessitant une révision de la stratégie pour former le cycle B du squelette galanthane de manière précoce dans la synthèse. Nous avons réalisé la première synthèse totale asymétrique de la structure décrite de la (+)-kirkine. L’obtention des lycoranes et de la kirkine prouve la flexibilité ainsi que l'efficacité de la voie de synthèse, en particulier de l'étape clé de métathèse tandem et des N-sulfinylthioimidates comme intermédiaires clés. Cette voie est donc très prometteuse pour accéder à d'autres composés naturels de la famille des Lycorines. / This thesis work focuses on the total synthesis of alkaloids of the Lycorine family, natural products isolated from the plants of Amaryllidaceae, owning many biological properties such as anticancer, antiviral, antimicrobial or anti-inflammatory. Their structure is characterized by a nitrogen-containing tetracyclic galanthan skeleton. A fast access to the galanthan skeleton was developed by a key tandem ring closing metathesis step to obtain two cycles in a single step. The first part of this work concerns the development of an asymmetric synthetic pathway to obtain the (–)-α and (–)-β-lycoranes from a common central intermediate, an α-chiral sulfinylaldimine, obtained by reduction of the corresponding α-chiral sulfinylthioimidate. The second part of this work focuses on the asymmetric synthesis of (+)-kirkine, which required a strategy revision for the formation of the B cycle of the galanthan skeleton earlier in the synthesis. We have succeeded in realising the first asymmetric total synthesis of the described structure for (+)-kirkine. The asymmetric synthesis of lycoranes and kirkine proves the flexibility and efficiency of the synthetic route, in particular of the tandem metathesis step and the N-sulfinylthioimidates as key intermediates. This synthetic pathway is therefore very promising to obtain other natural products of the Lycorine family.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'acide nonactique est un motif présent dans de nombreux composés naturels, tels que les macrotétrolides, qui présentent des activités biologiques remarquables et variées (antibiotiques, antitumorales, insecticides...). Le composé de base de cette famille est la nonactine, molécule qui a déjà fait l'objet de plusieurs synthèses. En revanche, il n'existe à notre connaissance qu'un seul exemple de préparation d'analogue de ce macrotétrolide.<br /> Cette thèse a pour objectif la préparation d'une série d'acides nonactiques modifiés et leur cyclisation en macrotétrolide. Cette synthèse sera réalisée en phase homogène avant d'être transposée sur support solide.<br /> La stratégie développée repose sur trois étapes clés diastéréosélectives : une séquence d'alkylation / réduction d'ester, suivie par la formation d'un motif tétrahydrofuranique par cyclisation électrophile et enfin une réaction de déshalogénation radicalaire. Les substrats de départ, des b-cétoesters, sont réduits en b-hydroxyesters de façon racémique mais également en version énantiosélective, puis protégés sous forme d'éthers de benzyle. Ces derniers ont tout d'abord été engagés dans une réaction tandem d'alkylation / réduction. Cependant, l'efficacité et la sélectivité de cette séquence ne s'est pas montrée satisfaisante. Nous avons alors envisagé de dissocier ces deux étapes. L'alkylation de l'ester en cétone puis réduction de celle-ci, ou la réduction de l'ester en aldéhyde qui est ensuite alkylé, ont conduit à une amélioration de l'efficacité et de la sélectivité de cette première étape. Finalement, une réaction d'allylation de l'aldéhyde suivie d'une séquence d'homologation de la double liaison a permis l'obtention de façon hautement stéréosélective des intermédiaires de type 1,3-diols bishomoallyliques. Leur cyclisation en tétrahydrofuranes a été réalisée en présence de dibrome ou de bromure d'iode. Cette réaction présente une excellente diastéréosélectivité en faveur des motifs THF cis-2,5-disubstitués. Enfin, une réaction de déshalogénation radicalaire a conduit, avec un de ces dérivés tétrahydrofuraniques, à un analogue de l'acide nonactique. La voie de synthèse optimisée, en phase homogène, est constituée de neuf étapes, qui permettent la transformation de façon énantiosélective et hautement diastéréosélective d'un b-cétoester en produit désiré avec un rendement global de 39%.<br /> La formation du macrotétrolide a été effectuée selon une stratégie classique de cyclisation d'un tétramère linéaire. Le rendement global de cette séquence est de 15%.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La synthèse totale de la N1999-A2 représente un défi synthétique qui a intéressé plusieurs grandes équipes spécialisées dans ce domaine. L’approche synthétique envisagée repose sur le savoir-faire du laboratoire. Elle permet de former le cœur diènediyne dans les dernières étapes de la synthèse. Nous avons réussi à réaliser le premier couplage des deux synthons clefs, une avancée majeure dans le cadre de notre approche synthétique. Ce travail a aussi permis le développement de nouvelles méthodologies. Notamment les couplages croisés au palladium avec un nouveau type de partenaire électrophile stable : les nosylates d’aryle ou vinyle. Cette découverte permettra de compenser l’instabilité de plusieurs intermédiaires synthétiques clefs (triflates d’énol). / The total synthesis of N1999-A2 is a synthetic challenge which mobilized several renown groups specialized in this field. Our group is also interested in the construction of this complex molecule. Our strategy is based on the know-how of our laboratory. The considered synthetic approach permits the formation of the dienediyne core at the lasts steps of the synthesis. We managed to achieve the first coupling of the two key building blocks. This is a major advance in our synthetic approach. This project also allowed the development of new synthetic methodologies. In particular the palladium catalyzed cross-coupling reactions with aryl and vinyl nosylates, novel stable and reactive electrophilic partners. This discovery will allow us to bypass the extreme instability of several key intermediates (enol triflates).

Le travail présenté dans ce manuscrit consiste à développer une voie de synthèse originale visant les alcaloïdes de type Lycorine, composés naturels isolés de plantes de la famille des Amaryllidaceae, possédant des activités anticancéreuses prometteuses. La réaction clé de métathèse tandem ène-yne-ène a été explorée avec succès, permettant un accès rapide au cœur hexahydroindole des Lycorines. Le développement de nouvelles méthodes synthétiques autour de composés de type N-sulfinylthioimidate a été réalisé ; leur synthèse efficace en trois étapes, leur fonctionnalisation en position α par des halogénures d'alkyles ou des aldéhydes, ainsi que leur réduction ménagée en aldimines α-chirales hautement fonctionnalisées ont été étudiés. Ces aldimines représentent des intermédiaires clés avancés pour la synthèse de divers membres de la famille des Lycorines : la synthèse totale des α et γ-Lycorane a donc été réalisée ; la synthèse de composés mono-hydroxylés tels que la Fortucine et la Kirkine est en cours d'étude. / The work reported in this manuscript concerns the development of an original synthetic strategy towards Lycorine-type alkaloids, natural products isolated from the plants of the Amaryllidaceae family, owning promising antitumoral activities. The tandem metathesis key step ene-yne-ene was explored with success, offering a quick access to the Lycorine hexahydroindole core. The development of new synthetic methods around N-sulfinylthioimidates was performed: the settings up of their efficient synthesis in three steps, their α-functionalization with halide alkyles or aldehydes, as well as their reduction in α-chiral aldimines highly functionalised were studied. These aldimines represent advanced key intermediates for the synthesis of several members of the Lycorine family: we achieved the total synthesis of α and γ-Lycorane; the synthesis of mono-hydroxylated compounds such as Fortucine and Kirkine is on going.

L'océan est un vaste réservoir de molécules potentiellement anticancéreuses. Ce manuscrit présente l'approche synthétique de deux molécules naturelles cytotoxiques : le (+)-discodermolide et le dolabélide A. Les motifs polypropionates de ces molécules ont été construits par l'association de trois réactions : la condensation de Claisen pour introduire le motif β-cétoester, l'hydrogénation asymétrique du β-cétoester catalysée par des complexes chiraux de ruthénium puis la méthylation diastéréosélective du β-hydroxyester. Pour le (+)-discodermolide, trois fragments avancés ont été élaborés et 12 des 13 centres stéréogènes mis en place, dont 8 par hydrogénation asymétrique ou méthylation diastéréosélective avec d'excellentes stéréosélectivités. Pour le dolabélide A, deux fragments avancés ont été préparés, et 7 des 8 groupements hydroxyles ont été installés par hydrogénation asymétrique avec des stéréosélectivités supérieures à 95 %.

La cycloaddition [2+2] du dichlorocétène sur des cycloheptatriènes monosubstitués conduit, après expansion de cycle au diazométhane et déshydrohalogénation, de façon régio- et stéréosélective, à des alpha-chlorotriénones. Ces intermédiaires se sont déjà avérés des synthons particulièrement attractifs pour la synthèse totale de produits naturels possédant le squelette bicyclo[5.3.0]décane. Une cyclopropanation régio- et diastéréosélective avec l'ylure de soufre sur l'alpha-chlorotriénone nous a permis d'élaborer une approche générale des aromadendranes ainsi que la synthèse totale de la (±)-cyclocolorénone. Une réaction d'hydrogénation sélective nous a menés à la synthèse de la (±)-guaia-4,6-diéne-3-one et la synthèse formelle de la (±)-clavukerin A. Grâce à une réaction de Diels-Alder chimio-, régio- et stéréosélective nous avons développé une méthodologie efficace d'accès au squelette tricyclique des daphnanes et tiglianes, en seulement 3 étapes à partir du cycloheptatriène.

Ce manuscrit présente le développement d'une méthode de synthèse de motifs polypropionates et son application à la synthèse totale de deux molécules naturelles cytotoxiques : le Dolabélide A et le (+)-Discodermolide. Cette méthode, par analogie avec les voies de biosynthèse des polypropionates, permet la synthèse séquentielle et itérative de ces motifs par l'association de trois réactions : l'hydrogénation asymétrique de béta-cétoesters et de béta-hydroxycétones catalysée par des complexes chiraux du ruthénium, la méthylation diastéréosélective de Fráter-Seebach et la condensation de Claisen. Pour le Dolabélide A, deux fragments avancés ont été préparés, et 7 des 11 centres stéréogènes ont été installés par hydrogénation asymétrique avec des sélectivités supérieures à 95 %. Pour le (+)-Discodermolide, trois fragments intermédiaires ont été élaborés et 10 centres stéréogènes mis en place dont 7 par hydrogénation asymétrique ou méthylation diastéréosélective, ici encore avec des sélectivités supérieures à 95 %.