Après un chapitre d'introduction à la chimie des phosphamétallocènes, la seconde partie de la thèse apporte des améliorations aux protocoles développés dans notre équipe au cours des dernières années. Ceci a transformé une chimie autrefois " exotique " (car basée sur l'utilisation du ruthénium, métal coûteux) en une chimie plus pratique, basée sur des systèmes au fer. Le troisième chapitre fournit une exploration de la synthèse et du potentiel catalytique de phosphamétallocènes énantiopurs. Le quatrième chapitre fournit les clefs méthodologiques pour générer des phosphamétallocènes polysubstitués. Enfin, le cinquième chapitre de la thèse décrit un accès à la classe des macrocycles à seize chainons comprenant quatre dérivés phospholes, classe recherchée depuis longtemps. Le lien entre ces structures et les classes des porphyrines et calyxphyrines les rend particulièrement intéressantes.

Le travail présenté ici rassemble les résultats obtenus sur la préparation de phosphamétallocènes essentiellement autour de M=Ru. Une meilleure compréhension des phénomènes gouvernant la coordination de métaux de transition mous sur des anions phospholures et une préparation de phospholures modifiés par un groupement ester nous a permis de favoriser le mode de coordination 5 et de résoudre la chiralité par simple cristallisation. Nous avons pu montrer que cette synthèse et cette méthode de résolution sont assez générales et s'appliquent dans ces cas où M=Fe, Ru et Mn. En tenant compte des enjeux spécifiques liés à l'élaboration d'un ester peu réactif sur un squelette sensible à l'oxydation, des méthodes d'élaboration de phospamétallocènes énantiopurs ont été mises au point. Disposant d'un accès aux quatre états d'oxydation alkyle, alcool/carbocation, aldéhyde, acide du carbone porté sur la position 2 du cycle phospholyle de nombreux dérivés peuvent être facilement préparés. Pour mettre en valeur la modularité du squelette, importante pour la mise au point de catalyseurs asymétriques, la variation de quatre paramètres (métal central, phosphine, pont reliant les phosphores du chélate, substituant secondaire en position 5) a donné naissance à plusieurs familles de ligands. Ces ligands ont été évalués sur la réaction test de l'hydrogénation des a -acétamidocinnamates et les excès énantiomériques sont meilleurs avec les phospharuthénocènes qu'avec les phosphaferrocènes testés. La dépendance des activités et des excès avec différents paramètres externes (température) ou propres aux ligands (substitution du pont, métal central, phosphine...) a été étudiée.

Les catalyseurs bis(imino)pyridine au fer sont hautement actifs en oligo- ou polymérisation des oléfines. L'IFP souhaite étudier ces catalyseurs pour transformer l'éthylène en oléfines linéaires de tailles maîtrisées. Cependant, l'étape d'activation du précurseur (usuellement avec le cocatalyseur MAO) génère une espèce activée dont la nature reste à ce jour inconnue. Nos calculs DFT montrent que l'espèce activée la plus réactive est dans un état d'oxydation +III et de spin quadruplet. Le fait que nos calculs, en combinaison avec un modèle microcinétique, décrivent précisément les résultats expérimentaux d'oligomérisation du butène-1, c'est-à-dire la formation majoritaire d'octènes linéaires, fournit un support additionnel à la pertinence de l'espèce activée retenue. Par ailleurs, l'utilisation de ce modèle moléculaire a permis d'établir une puissante corrélation entre le coefficient Schulz-Flory, qui informe du degré d'oligo- ou de polymérisation expérimental d'un catalyseur, et la différence des enthalpies libres d'activation d'une réaction d'insertion et de terminaison particulières. Cette relation nous a permis d'étudier et de mieux comprendre le comportement des catalyseurs bis(arylimino)pyridine au fer vis-à- vis des changements de substituants. En outre, son fort potentiel universel est montré grâce à l'extension de son domaine d'application vers d'autres catalyseurs (autres ligands, autres métaux). Enfin, les liaisons agostiques dans les complexes bis(arylimino)pyridine ont été étudiées par des calculs QTAIM parce qu'elles sont souvent un prélude aux réactions de terminaison dans les cycles catalytiques.

La famille des phytoalexines est formée de molécules constituant une réponse de certains végétaux à différentes agressions comme par exemple, une attaque fongique, lexposition au rayonnement ultraviolet ou à lozone. Parmi les membres de cette famille, on trouve notamment le resvératrol, le picéatannol, les combretastatines et encore bien dautres composés dont la structure est basée sur un motif stilbénique. Ces dérivés possèdent des propriétés pharmacochimiques dun grand intérêt dans de nombreux domaines comme ceux des antioxydants, des antibactériens, des antiviraux et également dans la lutte contre le cancer et le diabète. La synthèse chimique est la voie la plus économique pour produire en masse ces substances. Parmi les nombreuses méthodes de synthèse mises au point, nous avons évalué la réaction de couplage décarbonylatif de Heck entre un ester dénol et un dérivé du styrène. Cette voie catalytique se base sur lutilisation de réactifs bon marché et conduit à la formation dacétone et de monoxyde de carbone comme uniques sous-produits. Ce couplage décarbonylatif ainsi que la synthèse préalable dun ester dénol ont été étudiés afin dêtre optimisés.

L'association entre un métal de transition et des cyclodextrines est d'un grand intérêt pour développer de nouveaux catalyseurs, mimes enzymatiques, capteurs ou fils moléculaires. L'interaction entre un complexe métallique et une cyclodextrine ouvre de nouvelles opportunités dans la chimie de coordination où de nouvelles réactivités et sélectivités sont attendues. Dans ce contexte, plusieurs composés totalement originaux de type cobalt(II)-cyclodextrines et cuivre(II)-cyclodextrines ont été synthétisés et caractérisés par voie électrochimique. La réactivité des espèces bas-valentes électrogénérées a été également étudiée vis-à-vis de dérivés halogénés alkyles et aromatiques. Il a été démontré que la dualité stabilité / réactivité des espèces transitoires pouvait être modulée en fonction de la nature du ligand greffé sur la cyclodextrine. Des études spectrophotométriques UV-Visible et spectroscopiques on été associées à ce travail, afin d'étudier la structure en solution d'un de ces complexe métallo-cyclodextrines. Ce travail original ouvre de nouvelles opportunités dans l'utilisation d'effets supramoléculaires biomimétiques dans les processus catalytiques afin de les rendre plus efficaces et sélectifs aussi bien en solvants organiques qu'en milieu aqueux (chimie verte).

L'objectif de la thèse était la préparation et la caractérisation des catalyseurs hétérogènes à base de polyoxométalates. L'étude mécanistique d'oxydation du méthane jusqu'au méthanol a montré que sur des polyoxométalates supportés sur la silice l'activation C-H a lieu déjà à la température ambiante. L'adsorption du méthane-13C sur H4SiMo12O40 supporté, suivie par RMN solide a mis en évidence la création de l'espèce méthoxy [SiMo12O40(CH3)]3-. Le cycle catalytique est complété par l'hydrolyse de cette espèce - méthanol est formé et une molécule de l'eau recrée la structure du départ de polyoxométalate. L'adsorption du méthanol-13C sur des polyoxométalates a montré la création de deux types des espèces methoxy, localisées sur des atomes d'oxygènes terminaux ou pontants est caractérisées par deux signaux RMN distincts - à 58 et 77 ppm, respectivement. En greffant un complexe de platine PtMe2COD sur les sels de césium de polyoxometalates, le dégagement du méthane ou de la mélange du méthane et de l'éthane a été observé et expliqué par la séquence de l'addition oxydative du proton de polyoxometalate au centre métallique, couplage C-H ou C-C et finalement l'élimination réductrice et libération d'une molécule de gaz. Sels d'ammonium de l'acide phosphotungstique H3PW12O40 ont été montrées de catalyser l'isomérisation du n-butane a l'isobutane dans des conditions douces (225°C, 1 atm.). Composé du cuivre Cu(OTf)2 sur la surface des sels inorganiques des polyoxometalates donne des catalyseurs très actifs en insertion des carbènes aux liaisons C-H des éthers cycliques.

Les galectines sont une famille de protéines cytosoliques possédant au moins un domaine de reconnaissance du carbohydrate (CRD) d'environ 130 acides aminés lui conférant une affinité particulière pour les β-D-galactosides. Parmi les quinze membres identifiés à ce jour chez les mammifères, la galectine-3 est unique avec un seul domaine se terminant par une chaîne peptidique capable de s'auto-associer. Alors que le rôle des galectines n'a pas été encore clairement identifié, elles semblent être impliquées dans un vaste champ d'activités biologiques allant de l'adhésion cellulaire à la réponse immunitaire et inflammatoire, ainsi qu'à l'induction de signaux. Des études récentes montrent l'implication de la galectine-3 dans la progression des tumeurs cérébrales et du colon. Ainsi, une inhibition sélective de celle-ci pourrait mener à des traitements anti-cancer et anti-métastasique. Dans le but de préparer des molécules de haute affinité pour la galectine-3, nous avons fait la synthèse de galactosides comportant des pharmacophores en position anomérique et 0-3. La catalyse par transfert de phase a permis l'insertion de thiophényles carboxyliques en position anomérique et la chimie de l'étain celle de fonctions propargyle et allyle en position 0-3 du galactose. La formation régiosélective de cycles triazoles catalysée par le cuivre, ainsi que l'utilisation de couplages peptidiques avec une variété d'amines, a permis de produire une famille de galactosides modifiés en position 0-3 et contenant divers autres pharmacophores en position anomérique. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Galectines, Galectine-3, Chimie médicinale, Cancer, D-galactose, Glycosidation, Click chemistry, Métathèse croisée, Couplage peptidique, Alkylation régiosélective, Catalyse par transfert de phase.

Cette thèse s'inscrit dans un projet Européen TOPCOMBI de 22 partenaires. Plus spécifiquement, ce travail estle résultat d'une collaboration entre ENI (Italie), ITQ (Espagne), Repsol (Espagne) et IRCELYON (France).Ce travail est composé de 2 thématiques différentes dont les améliorations peuvent s'obtenir en trouvant denouveaux matériaux adaptés aux besoins.Les demandes énergétiques mondiales sont et seront en constante hausse ces prochaines années. Dans l'optiquede pallier à ce besoin, de nouvelles ressources doivent être trouvées et d'autres optimisées. Les énergies fossiles fontparties des ressources les plus utilisées dans le monde. Parmi c'est 3, le gaz naturel semble être le plus prometteur dupoint de vu du rendement énergétiques ou de l'impact écologique. Cependant, de nombreux champs de gaz ne peuventpas être traités car trop petit ou trop contaminés pour être économiquement viable. L'un des moyens pour les rendreattractifs est d'abaisser le coût de purification en utilisant de nouvelles techniques de séparation comme le système PSA.Cependant, il n'existe pas à l'heure actuelle d'adsorbant efficace pour permettre une purification économique viable.De nos jours, les réactions d'alkylation représentent un intérêt économique très important. Les procédésindustriels sont généralement effectués par des réactions acides homogènes ou non. A la vue des nouvelles restrictionsécologiques, certains procédés de catalyse homogène doivent être remplacés par des réactions catalytiques hétérogènespossédant les mêmes rendements. Pour ce faire, de nouveaux matériaux à caractères acide ont été utilisés : les zéolithes.En revanche la faible taille de pores de ces composés empêche les réactions d'alkylation sélective de molécules tropgrosse comme les composés poly-aromatiques.Depuis une vingtaine d'année, de nouveaux composés cristallins microporeux ont vu le jour. Les MOFs, MetalOrganic Frameworks. Ces composés ont la particularité d'être obtenus avec différents cations métalliques et ligandsorganiques. Ces combinaisons donnent une très grande diversité de ces composés au niveau des réactivités, du volumeporeux et de la taille des pores. Dans ce travail, nous avons essayé d'obtenir différents matériaux avec descaractéristiques précises afin de pouvoir les utiliser dans des procédés de purification du méthane ou dans la catalyseacide. Pour ce faire, nous avons mis en place un protocole de synthèses de MOFs à haut débit ainsi que d'un protocolede caractérisation adapté à nos besoins. Les différents composés remplissant les différents critères étant testés dans lesréactions adéquates.

Thèse de doctorat : Chimie organique et macromoléculaire : Lille 1 : 2001. / Résumé en français et en anglais. Bibliogr. f. 130-137. Glossaire.

Thèse de doctorat : Chimie organique et macromoléculaire : Lille 1 : 2001. / Bibliogr. p. 195-205.