L'introduction d'atomes de fluor sur des composés organiques peut avoir une forte influence sur les propriétés physico-chimiques, ainsi que sur l'activité biologique de ces composés. Par ailleurs, des amines possédant un groupement trifluorométhyle en peuvent présenter un réel intérêt en chimie médicinale, de par la grande présence des amines dans les composés bioactifs. Dans un tel contexte, nous avons développé deux nouvelles voies de synthèses permettant la formation de 2 (trifluorométhyl)pipéridines et 2-(trifluorométhyl)azépanes par agrandissement de cycle de pyrrolidines trifluorométhylées obtenues à partir de la L-proline. Les 2 (trifluorométhyl)pipéridines énantio-enrichies substituées en C3 ont été formées via un aziridinium intermédiaire, et les 2 (trifluorométhyl)azépanes substitués en C4 ont été obtenues via un azétidinium intermédiaire. La régiosélectivité de l'attaque nucléophile sur l'aziridinium ou l'azétidinium intermédiaire est induite par la position du groupement trifluorométhyle (CF3). Les pipéridines et les azépanes ainsi synthétisés, ont été obtenus avec une très bonne diastéréosélectivité. / The incorporation of fluorine atom in organic compounds can have a profound impact on the physico-chemical properties and, therefore, on the biological activity of the molecules. Thus, amines possessing an α-trifluoromethyl substituent are of great importance in medicinal chemistry, as amines are present in a variety of bioactive compounds. In this context, we have developed a new access to 3 substituted 2-(trifluoromethyl)piperidines and 4 substituted 2 (trifluoromethyl)azepanes by stereospecific ring expansion of trifluoromethylated pyrrolidines synthesized from L-proline. 3 Substituted 2 (trifluoromethyl)piperidines were obtained from trifluoromethylated prolinol via an aziridinium intermediate, and 4-substituted 2 (trifluoromethyl)azepanes were formed from pyrrolidines via an azetidinium intermediate. The regioselective attack of the nucleophile on the aziridinium or azetidinium intermediate, is induced by the position of the trifluoromethyl group (CF3). The resulting piperidines and azepanes are produced with good diastereoselectivity.

Ces dernières années ont été témoin de l'énorme développement de la chimie organique du fluor. Notamment, l'introduction de groupements fluorés émergents sur des « briques » moléculaires variées a attiré l'attention de la communauté scientifique en raison de leurs propriétés particulières. De plus, la stratégie de fonctionnalisation dirigée de la liaison C-H par catalyse par les métaux de transition, a conduit à une révolution dans le développement de méthodologies synthétiques originales. Par conséquent, la conception de nouvelles approches synthétiques pour l'introduction de groupements fluorés par fonctionnalisation de la liaison C-H catalysée par les métaux de transition est particulièrement attirante. Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur le développement de nouvelles méthodologies d'introduction directe des groupements fluorés sur des arènes et des oléfines par fonctionnalisation directe de liaison C(sp2)-H catalysée par les métaux de transition. En particulier, nous avons tourné notre attention sur le 2-bromo-3,3,3-trifluoropropène (BTP), un réactif fluoré bon marché et provenant de déchets de l'industrie. Ce dernier est utilisé comme agent de remplacement de halon pour la suppression des incendies et, utilisé comme « brique » moléculaire en synthèse organique (Chapitre 1). La première partie de cette thèse est dédiée au développement de nouvelles méthodologies pour l'introduction directe du groupement CF3-vinyl sur des arènes et des oléfines par fonctionnalisation de la liaison C(sp2)-H catalysée par le palladium. Ensuite, cette approche a été étendue à la fonctionnalisation d'esters α,β- insaturés, bien qu'un mécanisme différent soit probablement impliqué (Chapitre 2). Dans la seconde partie de cette thèse, nous avons développé une nouvelle méthodologie pour l'introduction directe du groupement SCF3 sur des arènes et des oléfines par fonctionnalisation de la liaison C(sp2)-H catalysée par le palladium, utilisant le réactif de Munavalli (Chapitre 3). / Recent years have witnessed a great development of the organofluorine chemistry field. In particular, the introduction of emergent fluorinated moieties onto various scaffolds has attracted attention of the scientific community because of their special properties. Besides, transition metal-catalyzed directed C-H bond functionalization strategy has brought a revolution in the development of original synthetic methodologies, since it allows straightforward and more atom-economical processes. Thus, the design of new synthetic approaches for the introduction of fluorinated moieties by transition metal-catalyzed C-H bond functionalization pathway is particularly appealing. Therefore, in this Ph.D. thesis, we focused on the development of new methodologies for the direct introduction of fluorinated moieties onto arenes and olefins by transition metal catalyzed directed C(sp2)-H bond functionalization. In particular, we turned our attention to the 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene (BTP), an inexpensive fluorinated reagent coming from industry waste, used as a potential halon replacement for fire suppression and as a fluorinated building block in organic synthesis (Chapter 1). The first part of this Ph.D. thesis was dedicated to the development of new methodologies for the direct introduction of a CF3- vinyl moiety onto arenes and olefins by a Pd-catalyzed directed C(sp2)-H bond functionalization with BTP. Then, this approach was extended to the functionalization of α,β-unsaturated esters, although a different reaction pathway is probably involved (Chapter 2). In the second part of this Ph.D. thesis, we developed a new methodology for the direct introduction of the SCF3 group onto arenes and olefins by Pd-catalyzed directed C(sp2)-H bond functionalization using the Munavalli reagent (Chapter 3).

Dans une première partie, une méthode efficace et générale de préparation de pyrroles E-fluoroalkylés a été développée. Ces derniers ont été facilement obtenus en deux étapes à partir d'énones E-fluoroalkylées avec de bons rendements. L'oxydation sélective du squelette furanique des pyrroles E-fluoroalkylés, comportant un groupement 2-furyl en position 5 du cycle pyrrolique, puis leur décarboxylation, ont alors donné accès à deux nouvelles familles de synthons pyrroliques fluoroalkylés, très intéressantes pour la conception de molécules bioactives. Dans une seconde partie, deux méthodes originales de trifluorométhoxylation nucléophile, utilisant le triflate de rifluorométhyle (TFMT) ou le 2,4-dinitro(trifluorométhoxy) benzène (DNOB) en tant que générateurs de l'anion trifluorométhanolate, ont été développées. Certains trifluorométhyl éthers ainsi synthétisés ont alors été employés pour la préparation d'énaminones trifluorométhoxylées, précurseurs d'hétérocycles aromatiques trifluorométhoxylés inédits tels que des nicotinates, des pyrimidines, des pyrazoles et des isoxazoles

Ce travail a pour motivation de fournir des données expérimentales importantes pour l'interprétation de la chimie des ionosphère planétaires, en particulier pour le plus grand satellite de Saturne, Titan. On s'intéresse spécifiquement à la réactivité des espèces ioniques excitées. Cette thèse porte, d'une part, sur des expériences de préparation des cations (CH3+ et CF3+) sélectionnés en énergie interne par photoionisation VUV d'espèces neutres, et d'autre part, sur des réactions de cations sélectionnés en énergie interne avec des molécules, O+ avec CH4 et N+(3P) avec C3H4, C3H6 et C3H8.L'étude de la préparation des cations CH3+ et CF3+ sélectionnés dans des niveaux vibrationnels a été réalisée par la technique de coïncidence TPEPICO et du rayonnement VUV synchrotron à SOLEIL. Un spectromètre de type PFI-ZEKE qui permet d'atteindre une résolution de 0.84 cm-1 a été construit pour la réalisation d'études complémentaires avec le rayonnement laser VUV du Centre Laser de l'Université Paris Sud (CLUPS), à Orsay en France.Les expériences pour la détermination de l'influence de l'excitation du cation O+ (2S,2D,2P) sur sa réactivité avec le méthane ont été réalisées par les techniques de coïncidence TPEPICO et de guides d'ions. Elles ont été réalisées sur la ligne de rayonnement VUV DESIRS du synchrotron SOLEIL. Les études pour déterminer la constante de vitesse et les rapports de branchement entre produits des réactions de N+(3P) avec C3H4, C3H6 et C3H8 ont été réalisées par l'utilisation de la technique SIFT sur un montage de type commercial de petite taille à l'Institut de Physico-Chimie J. Heyrovský à Prague, en République Tchèque.

Dans une première partie, une méthode efficace et générale de préparation de pyrroles E-fluoroalkylés a été développée. Ces derniers ont été facilement obtenus en deux étapes à partir d'énones E-fluoroalkylées avec de bons rendements. L'oxydation sélective du squelette furanique des pyrroles E-fluoroalkylés, comportant un groupement 2-furyl en position 5 du cycle pyrrolique, puis leur décarboxylation, ont alors donné accès à deux nouvelles familles de synthons pyrroliques fluoroalkylés, très intéressantes pour la conception de molécules bioactives. Dans une seconde partie, deux méthodes originales de trifluorométhoxylation nucléophile, utilisant le triflate de rifluorométhyle (TFMT) ou le 2,4-dinitro(trifluorométhoxy) benzène (DNOB) en tant que générateurs de l'anion trifluorométhanolate, ont été développées. Certains trifluorométhyl éthers ainsi synthétisés ont alors été employés pour la préparation d'énaminones trifluorométhoxylées, précurseurs d’hétérocycles aromatiques trifluorométhoxylés inédits tels que des nicotinates, des pyrimidines, des pyrazoles et des isoxazoles / In a first part, an efficient and versatile method of preparation of E-fluoroalkylated pyrroles has been developed. These compounds have been readily obtained in two steps starting from E-fluoroalkylated enones with good yields. Then, the selective oxidation of the furyl moiety of E-fluoroalkylated pyrroles, bearing a 2-furyl group in the 5-position of the pyrrole ring, followed by their decarboxylation, provided two new classes of pyrrolic building-blocks. In a second part, two original methods of nucleophilic trifluoromethoxylation, using trifluoromethyl triflate (TFMT) or 2,4-dinitro(trifluoromethoxy)benzene (DNOB) as generators of the trifluoromethoxide anion, have been developed. Among the trifluoromethyl ethers so-prepared, some of them have been used to synthesise trifluoromethoxylated enaminones, precursors of novel trifluoromethoxylated aromatic heterocycles such as nicotinates, pyrimidines, pyrazoles and isoxazoles, which are very interesting for the design of bioactive molecules

Ce travail a pour motivation de fournir des données expérimentales importantes pour l'interprétation de la chimie des ionosphère planétaires, en particulier pour le plus grand satellite de Saturne, Titan. On s'intéresse spécifiquement à la réactivité des espèces ioniques excitées. Cette thèse porte, d'une part, sur des expériences de préparation des cations (CH3+ et CF3+) sélectionnés en énergie interne par photoionisation VUV d'espèces neutres, et d'autre part, sur des réactions de cations sélectionnés en énergie interne avec des molécules, O+ avec CH4 et N+(3P) avec C3H4, C3H6 et C3H8.L'étude de la préparation des cations CH3+ et CF3+ sélectionnés dans des niveaux vibrationnels a été réalisée par la technique de coïncidence TPEPICO et du rayonnement VUV synchrotron à SOLEIL. Un spectromètre de type PFI-ZEKE qui permet d'atteindre une résolution de 0.84 cm-1 a été construit pour la réalisation d'études complémentaires avec le rayonnement laser VUV du Centre Laser de l'Université Paris Sud (CLUPS), à Orsay en France.Les expériences pour la détermination de l'influence de l'excitation du cation O+ (2S,2D,2P) sur sa réactivité avec le méthane ont été réalisées par les techniques de coïncidence TPEPICO et de guides d'ions. Elles ont été réalisées sur la ligne de rayonnement VUV DESIRS du synchrotron SOLEIL. Les études pour déterminer la constante de vitesse et les rapports de branchement entre produits des réactions de N+(3P) avec C3H4, C3H6 et C3H8 ont été réalisées par l'utilisation de la technique SIFT sur un montage de type commercial de petite taille à l'Institut de Physico-Chimie J. Heyrovský à Prague, en République Tchèque. / This work has the motivation to provide experimental data relevant to the interpretation of the chemistry of planetary ionospheres, particularly for the largest satellite of Saturn, Titan. Here we have a particular interest in studying the reactivity of excited ionic species. The first part of this work concerns the production of CH3+ and CF3+ state selected cations by VUV photoionization of neutral species and the second part, the reactions of state selected cations with molecules: O+ with methane and N+(3P) with C3H4, C3H6 and C3H8.The study of the preparation of the CH3+ and CF3+ cations in selected vibrational levels was performed by using the TPEPICO coincidence technique and VUV radiation at the french synchrotron, SOLEIL. A PFI-ZEKE spectrometer, that allowed us to obtain a resolution down to 0.84 cm-1, was constructed to conduct additional studies involving laser VUV radiation at the Laser Center of the University Paris Sud XI, at Orsay in France.Experiments to determine the influence of the O+ (2S,2D,2P) cation excitation on its reaction with methane were performed using the TPEPICO coincidence and the guide ion beam technique. These experiments were performed on the VUV DESIRS beamline at the synchrotron SOLEIL. Rate constants and products branching ratio for the reacion of N+(3P) with C3H4, C3H6 and C3H8 were measured with the SIFT technique in a small commercial apparatus at the Institute of Physical Chemistry J. Heyrovský in Prague, Czech Republic. / Este trabalho tem como motivação fornecer dados experimentais importantes para a interpretação da química de ionosferas planetárias, em particular para o maior Satélite de Saturno, Titan. Aqui temos o interesse específico pelo estudo de reatividades de espécies iônicas excitadas. Uma parte deste trabalho consistiu de experiências de preparação de cátions (CH3+ e CF3+) selecionados em energia interna via a fotoionização VUV de espécies neutras e de reações de cátions selecionados em massa e energia interna com moléculas (O+ com metano e N+(3P) com C3H4, C3H6 e C3H8).O estudo de preparação dos cátions CH3+ e CF3+ selecionados energia interna (vibracional) foi realizado pela utilização da técnica de coincidência TPEPICO com a radiação VUV do síncrotron SOLEIL. Um espectrômetro do tipo PFI-ZEKE que nos permite obter uma resolução de até 0.84 cm-1 foi construído para a realização de estudos complementares envolvendo a radiação VUV laser do Centro de Laser da Universidade Paris Sud XI, em Orsay na França.Experiências para determinar a influência da excitação do cátion O+ (2S,2D,2P) na produção de íons devido a sua reação com o metano foram realizadas com a utilização da técnica de coincidência TPEPICO e da técnica de guia de íons. Estes experimentos foram realizados na linha de radiação VUV DESIRS do síncrotron SOLEIL. Estudos de determinação de constantes de velocidade e dos produtos formados da reação N+(3P) com C3H4, C3H6 e C3H8 foram realizados a partir da utilização da técnica SIFT em uma montagem do tipo comercial de pequeno porte no Instituto de Físico-Química J. Heyrovský em Praga, na República Checa.