La chimie des composés iodés hypervalents, ou organoiodanes, suscite un engouement croissant de la part de la communauté scientifique depuis maintenant près de 30 ans. Les efforts de recherche sont de nos jours orientés de manière prépondérante vers des applications en synthèse asymétrique, principalement au travers de l’utilisation d’architectures organoiodées chirales. À ce jour, seules les chiralités centrales et axiales sont exploitées dans l’élaboration de tels objets. L’emploi d’iodanes achiraux (i.e. en synthèse asymétrique) en présence d’additifs chiraux a par ailleurs été largement négligé par la communauté. La chiralité hélicoïdale est incarnée en chimie organique par les hélicènes. Ces composés polyaromatiques sont des objets fascinants de par leurs propriétés structurelles, électroniques et chiroptiques hors du commun. Ils sont le centre d’une attention considérable dans de nombreux domaines de recherches allant de la catalyse asymétrique à l’élaboration de diodes électroluminescentes organiques. Jamais la chiralité hélicoïdale n’a été exploitée en chimie de l’iode hypervalent. Ces travaux de thèse traitent en premier lieu de l’élaboration d’une méthodologie asymétrique de désaromatisation oxygénante de phénols faisant usage d’un iodane-3 achiral en présence d’un agent de transfert de phase issu des alcaloïdes du Quinquina. Dans une seconde partie de ces travaux est abordée la synthèse asymétrique d’un nouvel iodoarène hélicénique et ses premières applications dans des réactions de désaromatisation oxygénante de phénols. Cet ouvrage traite également dans un troisième chapitre d’une synthèse totale, collective et stéréodivergente de 12 alcaloïdes de Securinega. Il s’agit d’une classe métabolites secondaires retrouvés dans de multiples plantes des genres Securinega (Flueggea), Phyllanthus, Margaritaria et Breynia de la famille Phyllanthaceae. Depuis près d’un demi-siècle, la biogénèse de ces molécules naturelles demeure partiellement incomprise. La synthèse développée dans ce travail a pour vocation d’améliorer la compréhension du mécanisme biosynthétique à l’origine de ces substances. Il a ainsi été établi qu’une étape clé de condensation aldolique pourrait permettre d’expliquer la stéréodivergence observée dans la nature. / Hypervalent iodine chemistry has been arousing the interest of the scientific community for the last 30 years. Research efforts are now mainly directed towards applications in asymmetric synthesis, notably through the use of chiral organoiodine scaffolds. To this end, solely central and axial chiralities have been exploited to construct such objects. The use of achiral iodanes (i.e. hypervalent organoiodine compounds) in asymmetric synthesis has been largely neglected by the community. Helical chirality in organic synthesis is mainly found in polyaromatic compounds known as helicenes. These molecules exhibit fascinating structural, electronic and chiroptical properties. They are the center of considerable attention across many fields of research, spanning from asymmetric catalysis to organic light-emitting diodes. Helical chirality has never been exploited in the field of hypervalent iodine chemistry. In the first part of this doctoral work, a methodology for the asymmetric oxygenative dearomatization of phenols by an achiral 3-iodane in the presence of a Cinchona-alkaloid-based phase transfer agent was developed. The second part of this manuscript details the synthesis of a new helicenic organoiodine compound and its application to oxygenative phenol dearomatization reactions. In the last chapter of this doctoral dissertation is described the total, collective and stereodivergent synthesis of 12 Securinega alkaloids. These natural products are commonly found in plants belonging to the genera Securinega (Flueggea), Phyllanthus, Margaritaria and Breynia of the Phyllanthaceae family. Even after little less than half a century of research, the real biogenetic pathway used by nature to construct these molecules is still only partly understood. The chemical synthesis developed in this doctoral work provides a better understanding of the biosynthetic mechanism. It was established in the course of this work that a key aldol condensation step could shed light upon the stereodivergence observed in nature.

Ces travaux de thèse traitent de la synthèse et de la fonctionnalisation d'hétérocycles azotés catalysées par les métaux de transition. La première partie de ce projet a été consacrée à la mise en place d'une méthode simple et efficace pour la N-cyclopropylation de différents composés azotés. A partir de l'acide cyclopropylboronique, en présence de sels de cuivre et dans des conditions de couplage oxydant, une grande variété de composés azotés ont pu être N-cyclopropylés. Cette méthode permet une nouvelle voie d'accès aux substrats N-cyclopropylés.La deuxième partie de ces travaux de thèse porte sur l'étude de la synthèse de benzimidazole. Ces hétérocycles azotés ont pu être obtenus à partir d'amidines grâce à une séquence réactionnelle faisant intervenir une réaction de N-arylation suivi d'une cyclisation via la fonctionnalisation d'une liaison C-H.La troisième partie de ce manuscrit se focalise sur la synthèse de pyrroles. Cette famille de composés est réputée pour son abondance dans les molécules biologiquement actives. Nous avons développé une réaction séquentielle monotope, permettant la synthèse de N-H pyrroles poly-fonctionnalisés via la formation d'un énaminone, catalysée par de l'indium (III), suivi d'une étape d'hétéroannulation catalysée par du palladium.Enfin, la dernière partie de ce projet scientifique décrit notre approche vers la synthèse totale d'un alcaloïde : la (-)-norsuavéoline. L'originalité de notre approche est basée sur la synthèse, dans un premier temps, du noyau pyridinique de la molécule à partir de l'acide L-(-)-glutamique, pour finir par la formation tardive du noyau indolique. Jusqu'à maintenant, nous avons développé et optimisé la synthèse de la pyridine. Des études sont toujours en cours au laboratoire afin de former la partie indolique et de terminer cette synthèse.

Les travaux présentés concernent dans une première partie la synthèse biomimétique d’un alcaloïde indolomonoterpénique : la bipléiophylline. La bipléiophylline est le résultat de l’assemblage complexe de deux unités indoliques identiques ancrées sur une plateforme aromatique. Une stratégie générale de synthèse biomimétique de la bipléiophylline consistant i) à la synthèse de l’unité indolique pléiocarpamine et ii) à l’oxydation de l’acide 2,3-dihydroxybenzoïque a été envisagée. L’accès au squelette complexe de la pléiocarpamine a été étudié selon plusieurs stratégies de synthèse totale mais également par hémisynthèse. Parallèlement une étude des conditions d’oxydation notamment par électrochimie de l’acide 2,3-dihydroxybenzoïque ont permis de déterminer et caractériser son potentiel d’oxydation et de mettre au point les conditions de formation de sa forme oxydée. La seconde partie est consacrée à la synthèse biomimétique d’un modèle du cœur central de l’haliclonine A, un alcaloïde de la famille des manzamines. La synthèse de plusieurs précurseurs a été réalisée ainsi que l’étude de l’étape clé de double addition nucléophile sur un 5,6-dihydropyridinium. / Our work deals in the first part with a biomimetic synthesis of bipleiophyllin, an indolomonoterpenic alkaloid. The bipleiophyllin is the result of a complex anchorage of two identical indolic subunits on an aromatic platform. A general strategy for the biomimetic synthesis of bipleiophyllin consisting of i) the synthesis of the indolic unit pleiocarpamin and ii) the oxidation of 2,3-dihydroxybenzoic acid; was considered. Access to the complex skeleton of pleiocarpamin has been studied by different total synthesis strategies but also by hemisynthesis. Meanwhile this work, a study of the oxidation conditions of 2,3-dihydroxybenzoic acid including by electrochemistry, helped identify and characterize its oxidation potential and develop the required conditions to obtain its oxidized form. The second part is devoted to the biomimetic synthesis of a model compound, mimic of the central core of haliclonin A, an alkaloid of the family of manzamins. The synthesis of several precursors and the study of the key step consisting in a double nucleophilic addition to a 5,6-dihydropyridinium were done.

Ces travaux de thèse traitent de la synthèse et de la fonctionnalisation d’hétérocycles azotés catalysées par les métaux de transition. La première partie de ce projet a été consacrée à la mise en place d’une méthode simple et efficace pour la N-cyclopropylation de différents composés azotés. A partir de l’acide cyclopropylboronique, en présence de sels de cuivre et dans des conditions de couplage oxydant, une grande variété de composés azotés ont pu être N-cyclopropylés. Cette méthode permet une nouvelle voie d’accès aux substrats N-cyclopropylés.La deuxième partie de ces travaux de thèse porte sur l’étude de la synthèse de benzimidazole. Ces hétérocycles azotés ont pu être obtenus à partir d’amidines grâce à une séquence réactionnelle faisant intervenir une réaction de N-arylation suivi d’une cyclisation via la fonctionnalisation d’une liaison C-H.La troisième partie de ce manuscrit se focalise sur la synthèse de pyrroles. Cette famille de composés est réputée pour son abondance dans les molécules biologiquement actives. Nous avons développé une réaction séquentielle monotope, permettant la synthèse de N-H pyrroles poly-fonctionnalisés via la formation d’un énaminone, catalysée par de l’indium (III), suivi d’une étape d’hétéroannulation catalysée par du palladium.Enfin, la dernière partie de ce projet scientifique décrit notre approche vers la synthèse totale d’un alcaloïde : la (-)-norsuavéoline. L’originalité de notre approche est basée sur la synthèse, dans un premier temps, du noyau pyridinique de la molécule à partir de l’acide L-(-)-glutamique, pour finir par la formation tardive du noyau indolique. Jusqu’à maintenant, nous avons développé et optimisé la synthèse de la pyridine. Des études sont toujours en cours au laboratoire afin de former la partie indolique et de terminer cette synthèse. / These scientific project deals with synthesis and functionalization of nitrogen heterocycles catalyzed by transition metals. The first part of this project was devoted to the development of a simple and efficient reaction for the N-cyclopropylation of various nitrogen compounds. From cyclopropylboronic acid under copper oxidative coupling conditions, a wide variety of nitrogen compounds have been N-cyclopropylated. This method allows a new access to N-cyclopropylated substrates.The second part of this work deals with benzimidazoles synthesis. These nitrogen heterocycles have been obtained from amidines through a sequence involving a N-arylation reaction followed by cyclization via a C-H bond functionalization.The third part of this manuscript focuses on pyrroles synthesis. Pyrroles are known for their abundance in biologically active molecules. We have developed a new sequential one-pot procedure for poly-functionalized N-H pyrroles synthesis. Through a enaminone formation catalyzed by indium (III), followed by a palladium catalyzed heteroannulation, various N-H pyrroles have been synthesizedThe final part of this scientific project describes our approach to total synthesis of an alkaloid: the (-)-norsuavéoline. The specificity of our approach was based on the formation of pyridine ring in the beginning of the synthesis and a late formation of indole ring. To date, we have developed and optimized the pyridine synthesis from L-(-)-glutamic acid. Studies are ongoing in the laboratory to obtain the indole part and complete the synthesis of this natural product.