This thesis reports the syntheses and biological activities of benzo- and thieno-fused 7-deazapurine ribonucleosides, which were designed as extended analogues of potent cytostatic 6-hetaryl-7-deazapurine or 6-amino-7-hetaryl-7-deazapurine ribonucleosides. First of all, multigram syntheses of (di)chloro-9H-pyrimido[4,5-b]indoles from simple chloro- nitrobenzenes were developed. Pyrimidoindoles were successfully glycosylated and used for the synthesis of 4-hetaryl-6-chloro-, 4,6-bis(hetaryl)-, 4-amino-6-hetaryl-, 4-amino-5-hetaryl- and 4-susbtituted pyrimido[4,5-b]indole ribonucleosides. Hetaryl groups were introduced by Suzuki or Stille cross-coupling reaction. Standard catalysts and conditions were used for reaction in position 4. To observe some reactivity of unreactive chlorine in position 6, modification of standard protocol was necessary. Screening of several ligands had been done and Buchwald ligand X-Phos was found to be optimal. As chlorine in position 4 is activated for nucleophilic substitution, amino and dimethylamino derivatives were prepared by reaction with aqueous ammonia and dimethylamine, respectively. 4-Alkyl derivatives were synthesized by palladium-catalyzed alkylation with trialkylaluminium or by Negishi coupling in case of cyclopropyl derivative. Desired free nucleosides were...

Cette thèse se concentre principalement sur l'activation du CO2 dans les polymérisations radicalaires et catalytiques des oléfines. Le polyéthylène a tout d'abord été synthétisé par un procédé de polymérisation radicalaire dans du CO2 supercritique (scCO2) dans des conditions douces (T? 100 °C, P? 300 bar) sans ajout de solvant organique pour solubiliser l'amorçeur. Nous avons utilisé l'AIBN, le peroxyde de lauryle ou le peroxyde de benzoyle pour étudier différents modes d'amorçage. La décarboxylation de ce dernier peut être supprimée dans le scCO2 et conduit à la formation de polyéthylène fonctionnalisé par des groupements esters. En outre, une interaction entre le triéthylaluminium (AlEt3) et les radicaux a été dévoilée, l'effet d'AlEt3 sur la polymérisation radicalaire de l'éthylène a été étudié, révélant son rôle d'agent de transfert de chaîne irréversible dans ce processus. Cette interaction, en combinaison avec celle d'AlEt3 avec le CO2 ont été exploitées pour permettre l'incorporation de CO2 dans les chaînes de polymère. Ainsi, si le motif CO2 est présent dans les chaînes de polyéthylène en utilisant AlEt3, le CO2 est bien pour la première fois un réactif efficace dans la polymérisation radicalaire de l'éthylène. D'autre part, des copolymérisations aléatoires et séquencées d'éthylène-isoprène par des procédés de transferts de chaînes à l'Aluminium catalysés par des complexes de fer ont été réalisées. Ensuite, chaque monomère a été polymérisé indépendamment dans du CO2 supercritique en utilisant le catalyseur de fer optimal lui correspondant afin d'obtenir des procédés plus écologiques pour la polymérisation de ces monomères dont le but ultime sera l'incorporation de motifs carboxyliques. Les essais visant à fonctionnaliser le polyéthylène et d'autres polyoléfines avec du CO2 à l'aide de diverses stratégies constituent un domaine d'intérêt majeur pour de futurs développements au sein de notre laboratoire / This thesis focuses primarily on the utilization of CO2 in radical and catalytic polymerizations of a-olefins. Polyethylene was synthesized by a free radical polymerization process in supercritical CO2 (scCO2) under mild conditions (T? 100 °C, P? 300 bar) without addition of any initiator diluent, using AIBN, lauroyl peroxide, or benzoyl peroxide to investigate different initiation modes. The decarboxylation of the latter can be suppressed in scCO2 to yield ester-functionalized polyethylene. Furthermore, an interaction between triethylaluminum (AlEt3) and radicals was unveiled, the effect of AlEt3 on ethylene radical polymerization was investigated showing its role as an irreversible chain-transfer agent in this process. This interaction in conjunction with the reactivity of AlEt3 towards CO2 were harnessed to allow for CO2-incorporation within polyethylene chains. Thus, since CO2 was incorporated within the polyethylene chains using AlEt3, CO2 for the first time behaved as an effective reagent in ethylene radical polymerization. On the other hand, ethylene-isoprene random and block copolymerizations via iron-catalyzed chain shuttling processes have been achieved. Subsequently, each monomer was polymerized in supercritical CO2 using its corresponding dedicated iron catalyst in order to achieve sustainable processes to polymerize these monomers with the hope of incorporating some carboxylic moieties. Trials to functionalize polyolefins by CO2 using various strategies is an area of interest in the upcoming work of our laboratory

Depuis le début des années 2000, la connaissance précise du kinome a entraîné l’émergence de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant des protéines kinases impliquées dans de nombreuses pathologies en oncologie et dans les maladies du système nerveux central. Afin de cibler les kinases d’intérêts identifiées au sein de ces travaux, nous avons effectué, dans une démarche orientée vers la diversité moléculaire, la synthèse de nouveaux hétérocycliques a fort potentiel de valorisation. Nous nous sommes appuyé sur la création et la fonctionnalisation de bicycles à 5 ou 6chaînons de type [6-5] ou [5-5], ces espèces chimiques représentant la voie d’accès à des inhibiteurs compétitifs du substrat naturel des kinases, l’ATP. Nous avons dans un premier temps travaillé autour des imidazo[1,2-b]pyridazines puis des[1,2,4] triazolo[4,3-b]pyridazines, scaffold plus original, pour concevoir des inhibiteurs plus actifs et spécifiques de la kinase HASPIN, nouvelle cible prometteuse en oncologie.Nous avons ensuite poursuivi les études précédentes du laboratoire sur les imidazo[2,1-b][1,3,4]thiadiazoles. Nous basant sur une méthodologie de synthèse bien développée, nous avons créé une librairie de composés dirigés contre les kinases DYRK1A et CLK1 impliquées dans les processus de neuro dégénération, notamment dans la maladie d’Alzheimer. Ainsi, au travers d’analogues des imidazothiadiazoles originaux, nous avons proposé des méthodologies de synthèses de ces nouveaux hétérocycles permettant des pharmaco modulations aisées.Ces divers projets de chimie médicinale ont pu être entrepris de façon à améliorer les connaissances des relations structure-activité, et concevoir de nouveaux inhibiteurs puissants des kinases HASPIN, DYRK1A etCLK1. / Since the early 2000s, precise knowledge of kinome has induced the emergence of novel therapies targeting kinases involved in several kinds of pathologies in oncology and nervous central systems disorders.In order to target original kinases of interest identified in this work, we have developed diversity-oriented synthesis to create new high-valuable heterocycles. We have focused our efforts on the design and functionalization of [6-5] or [5-5] fused ring bicycles. Those chemical species representing a great pathway tocreate competitive inhibitors of ATP; the natural substrate of kinases.First-of-all, we have worked on imidazo[1,2-b]pyridazines and then on [1,2,4]triazolo[4,3-b]pyridazinesscaffolds, to create more active and selective HASPIN kinase inhibitors, a new hot-target in oncology.Then, we have pursued previous laboratory studies on imidazo[2,1-b][1,3,4]thiadiazoles. Based on a well-built methodology, we have synthesized severals DYRK1A and CLK1 kinases inhibitors involved in neurodegenerative disorders, as Alzheimer’s disease. Thus, through original imidazothiadiazoles analogues,we have proposed synthetic methodologies to design these novel heterocycles allowding esay pharmacomodulations.These medicinal chemistry projects have been undertaken to improved knowledge of structure-activityrelashionship, and providing novel strong inhibitors of HASPIN, DYRK1A or CLK1 kinases.

Block copolymer self-assembly has demonstrated sub-optical lithographic resolution . High values of chi, the block copolymer interaction parameter, are required to achieve next-generation lithographic resolution . Unfortunately, high values of chi can lead to thin film orientation control difficulties , which are believed to be caused by large differences in the surface energy of each block relative to the substrate and the free surface. The substrate-block interface can be modified to achieve a surface energy intermediate to that of each individual block ; the air-polymer interface, however, presents additional complications. This thesis describes the synthesis of polymers for top coat surface treatments, which are designed to modify the surface energy of the air-block copolymer interface and enable block copolymer orientation control upon thermal annealing. Polymers with β-keto acid functionality were synthesized to allow polarity switching upon decarboxylation. Syntheses of anhydride containing polymers were established that provide another class of polarity switching materials. / text

Natural products are essential tools for basic cellular studies leading to the identification of medically relevant protein targets and the discovery of potential therapeutic agents. We have developed a set of second generation diazo reagents with small steric footprints, namely an alpha-trifluoroethyl (HTFB) diazo reagent, for simultaneous arming and SAR studies of bioactive natural products. The Rh(II)-catalyzed O-H insertions of several alcohol-containing natural products, including the potent translation inhibitor lactimidomycin, are investigated and useful reactivity and both chemo- and site- (chemosite) selectivities are observed. The alpha-trifluoroethyl diazo reagents (HTFB) shows clear differences in the IL-2 reporter assay with FK506 derivatives and provides greater retention of biological activity in a hMetAP2 proliferation assay of fumagillol derivatives compared to the first generation pbromophenyl diazo reagent (HBPA). The synthetic utilities of the new alpha-trifluoroethyl diazo reagent (HTFB) provide a great new tool for basic cellular studies facilitating the discovery of new drug candidates for human disease. Furthermore, we are interested in methodologies for beta-lactone synthesis and transformations. In this study, we demonstrated synthetic versatilities of beta-lactones for the synthesis of beta-lactam congeners of orlistat as fatty acid synthase inhibitors via SnCl4- promoted tandem Mukaiyama aldol-lactonization (TMAL) reaction and a one-pot, mild conversion of beta-lactones to beta-lactams. The inhibitory activities of the derived beta-lactam derivatives are determined in a biochemical fluorogenic assay using recombinant FASTE, and the micro-molar range FAS-TE inhibitory activities were observed. Additionally, we pursued synthetic studies toward the total synthesis of spongiolactone, which is a unique beta-lactone-containing marine diterpenoid, isolated from the marine sponge Spongionella gracilis. This natural product bears a unique tricyclic beta-lactone core possessing four contiguous stereogenic centers and an additional stereogenic quaternary carbon on a cyclohexyl appendage. We completed the total synthesis of 6,15-bis-epi-spongiolactone by employing an intramolecular nucleophilecatalyzed aldol-lactonization (NCAL) process as the key step to construct the fused tricyclic beta-lactone core. Importantly, we developed a double diastereoselective and, for the first time, a kinetic resolution via the NCAL process that enables an enantioselective strategy to the tricyclic beta-lactone core of (+)-spongiolactone.

Les produits appartenant à la famille des pyridopyrimidines sont caractérisés par leur intense utilisation dans le domaine pharmacologique, ce qui a poussé différentes équipes de recherche, de par le monde, à les étudier chimiquement et biologiquement. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au groupe des pyridopyrimidines et, plus particulièrement, à l’isomère le moins décrit dans la littérature, à savoir les pyrido[3,2-d]pyrimidines. Les composés ciblés sont synthétisés à partir de la 2,7-dichloropyrido[3,2-d]pyrimidine, via des substitutions nucléophiles aromatiques et des couplages pallado-catalysés et ce, dans le but d’obtenir de puissants inhibiteurs de kinases. Ce but a été atteint puisqu’en effet plusieurs des molécules élaborées inhibent les kinases testées avec des concentrations de l’ordre du nanomolaire. Des résultats pharmacologiques aussi concluants nous ont amenés à étendre nos études à d’autres pyridopyrimidines, à savoir les pyrido[2,3-d]pyrimidines ainsi qu’à d’autres types de bicycles polyazotés, en l’occurrence les imidazo[1,2-a]pyridines et les imidazo[1,2-b]pyridazines. / Products belonging to the pyridopyrimidine family are characterized by their intense use in pharmacology. The increase of interest for this heterocyclic scaffold prompted different research teams around the world to study their chemically and biologically properties. In this work, we are interested in the functionalization of pyridopyrimidines and, more specifically, of the less described regioisomer, namely pyrido[3,2-d]pyrimidines. The target compounds were synthesized from 2,7-dichloropyrido[3,2-d]pyrimidine via nucleophilic aromatic substitution and palladium-catalyzed couplings and, in order to obtain potent kinases inhibitors. Our goal has been achieved with several elaborate molecules. These bioactive compounds inhibit kinases such as Cyclin Dependant Kinases (CDK), Glycogen Synthase 3 (GSK3) or Dual specificity tYRosine-phosphorylation-regulated Kinase 1A (DYRK1A) in the nanomolar range. These biological targets are mainly involved in degenerative process or down syndrome. These pharmacological results led us to extend our studies to other pyridopyrimidines, namely pyrido[2,3-d]pyrimidines as well as other types of polynitrogenated bicycles, namely imidazo[1,2- a]pyridine and imidazo[1,2-b]pyridazine.

L’objectif de cette thèse de doctorat a été la mise au point de nouvelles méthodes de synthèse pour la fonctionnalisation directe de liaison C-H d’énamide via des réactions métallo-catalysées ou métallo-assistées dans des processus chimio-, régio- et éventuellement énantiosélectifs. Dans un premier temps, nous avons développé la trifluorométhylation d’énamide sélectivement en position C3 via une catalyse au Fe(II) impliquant l’utilisation de nouvelles sources de fluor (réactif de Togni II) et dont le mécanisme radicalaire a pu être mis en avant. Dans un second temps, deux nouvelles méthodes de synthèse impliquant l’utilisation de Fe(II) et Fe(III) ont pu être mises au point pour l’azidation sélective en position C2 ou C3 d’énamide via la difonctionnalisation de ces composés. La synthèse de β-azido alcools ou α-azido esters a ainsi pu être effectuée avec un contrôle diastéréosélectif pour les composés trans. Par la suite, l’étude de la réactivité des nitrènes sur des substrats énamides a permis de mettre au point et de valoriser les réactions d’oxyamidation et de C-H amination via l’insertion sélective de ces nitrènes respectivement sur la double liaison C=C ou bien en position C4 d’énamide. La compétition entre ces deux réactions a alors pu être associée à la nature des substituants présents sur les substrats de départ et plusieurs énamides γ-aminées ainsi que des β-amino éthers ont pu être synthétisés. / The aim of this Ph.D thesis was the development of new synthetic methods for the metal-catalysed direct CH functionalization of enamide with chemo-, regio- and possible enantioselectivity. First, we have developped a C3-selective trifluoromethylation of enamide with Fe (II) catalyst involving new sources of fluoride (Togni’s reagent II) with a radical mechanism. Secondly, two new synthetic methods with Fe(II) and Fe(III) were promoted for the selective azidation of enamides respectively at C2 and C3 position involving difunctionalization of the C=C double bond. β-azido alcohols and α-azido esters were then synthesized by controlling the diastereoselectivity for the trans isomer. Finally, studies on the reactivity of nitrenes on enamides allowed us to develop oxyamidation reaction and CH amination with a selective insertion of nitrenes respectively on the double bond C=C or at C4 position. The outcome of the reaction is highly substrate-dependent and several γ-amino enamides and β-amino ethers have been synthesized.

Foram sintetizados, purificados e caracterizados os peróxidos cíclicos: peróxido de difenoíla (1), dimetil-1,2-dioxetanona (2), e spiro-adamantil α-peróxi lactona (3), e determinados seus parâmetros de quimiluminescência. Foram redeterminados os rendimentos quânticos singlete na decomposição catalisada de 1 e 2 em condições análogas as utilizadas anteriormente na literatura, obtendo-se valores várias ordens de grandeza menores que os inicialmente relatados para estes sistemas padrão para a formulação do mecanismo Luminescência Iniciada Quimicamente por Troca de Elétron (Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence - CIEEL). O efeito de gaiola de solvente, utilizando-se o sistema binário tolueno/difenilmetano, sobre o rendimento quântico na decomposição de 1 catalisada por rubreno, mostrou-se consideravelmente menor para este sistema intermolecular do que o observado no sistema intramolecular da decomposição induzida de 1,2-dioxetanos fenóxi-substituidos. Foram determinados pela primeira vez os parâmetros de quimiluminescência na decomposição unimolecular e catalisada da spiro-adamantil α-peróxi lactona (3), mostrando que esta é a α-peróxi lactona mais estável sintetizada e estudada até o momento. Este peróxido é sujeito à decomposição catalisada por ativadores adequados, envolvendo transferência de elétron, porém, com eficiência baixa devido a um impedimento estérico exercido pelo substituinte spiro-adamantila sobre a interação do peróxido com o ativador. O rendimento quântico singlete máximo obtido na decomposição catalisada de 3 é de 1%, valor consideravelmente menor que os determinados para sistemas intramoleculares. A decomposição dos peróxidos cíclicos 1 a 3 é catalisada por fenolatos como ativadores, porém, os rendimentos singlete obtidos nesta reação são baixos, entre 10-3 e 10-7 E mol-1. Os resultados obtidos com este sistema modelo intermolecular para a decomposição induzida por transferência intramolecular de elétron de 1,2-dioxetanos fenóxi-substituidos, demonstram claramente que esta última transformação quimiluminescente de alta eficiência deve ocorrer por uma retro-transferência de elétron intramolecular e não intermolecular como proposto na literatura, e como é necessariamente o caso no sistema modelo estudado no presente trabalho. / The cyclic peroxides diphenoyl peroxide (1), dimethyl-1,2-dioxetanone (2) and spiro-adamantyl α-peroxy lactone (3) were synthesized, purified and characterized, as well as its chemiluminescence parameters determined. The singlet quantum yields in the catalyzed decomposition of 1 and 2 were re-determined in experimental conditions equivalent to those formerly utilized in the literature, obtaining values various orders of magnitude lower than the ones initially reported for these model systems for the formulation of the Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence\" (CIEEL) mechanism. The solvent-cage effect on the singlet quantum yields in the rubrene catalyzed decomposition of 1, using the binary system toluene / diphenylmethane, showed to be considerably lower for this intermolecular system than the one observed in the intramolecular system of the induced phenoxy-substituted 1,2-dioxetane decomposition. The chemiluminescence parameters in the unimolecular and catalyzed spiro-adamantyl α-peroxylactone (3) decomposition were determined for the first time, showing that 3 is the most stable α-peroxylactone synthesized and studied up to now. This peroxide is subject to catalyzed decomposition by appropriate activators involving electron transfer, however, with low efficiency due to the steric effect of the spiro-adamantyl substituents on the interaction of the peroxide with the activator. The maximum singlet quantum yield obtained in the catalyzed decomposition of 3 is 1 %, a value considerably lower than those determined for intramolecular systems. The decomposition of the cyclic peroxides 1 to 3 is catalyzed by fenolato ions as activators, thus the singlet quantum yields measured for this reaction are low, between 10-3 e 10-7 E mol-1. The results obtained for this intermolecular model system for the induced phenoxy-substituted 1,2-dioxetane decomposition demonstrate clearly that the latter highly efficient chemiluminescent transformation should occur by an intramolecular back-electron transfer and not by an intermolecular one as proposed in the literature, and as is necessarily the case in the model system studied in this work.

Ces travaux de thèse ont permis dans un premier temps, d'aborder différentes voies de synthèse d'un nouvel antipsychotique potentiel (F17464) proposé par les laboratoires Pierre Fabre. Trois stratégies basées sur des synthèses convergentes ont été initiées. La première stratégie repose sur une étape clé de métathèse croisée, la seconde sur une réaction de Sonogashira et la troisième aborde une nouvelle méthodologie d'alkylation des chromones en position 3. Ces méthodes nous ont permis d'accéder à des intermédiaires de synthèse originaux, utiles pour préparer la molécule F17464 en respectant les contraintes industrielles.Dans un deuxième temps, différents types de molécules polycycliques complexes ont été synthétisés par cascades réactionnelles palladocatalysées. Une série de naphtalènes condensés a été préparée par réaction domino palladocatalysée issue de cyclocarbopalladations successives suivies d'une activation C(sp2)-H. Plusieurs types de cycles à sept atomes de carbone condensés ont été synthétisés en une seule étape, à partir de substrats faciles d'accès, via des cascades réactionnelles cyclocarbopalladations/activation C(sp2) ou C(sp3)-H.Finalement, des cyclooctatriènes et des fenestradiènes ont été obtenus à partir du même substrat,en une seule étape, via des réactions en cascade débutant par une cyclocarbopalladation 4-exodigsuivie d'un couplage de Stille puis d'une addition d'alcynes sur une triple liaison s'achevant par des réactions d'électrocyclisations. La température est le seul paramètre réactionnel qui diffère dans la synthèse de ces deux polycycles complexes, à partir du même substrat. / This PhD thesis allowed us in the first part to develop different synthesic pathways to a new potential antipsychotic (F17464) invented by Pierre Fabre laboratories. Three strategies based on convergent syntheses are initiated. The key step of the first strategy is olefin cross metathesis. The second strategy rests on Sonogashira coupling and the third one involves a new methodology ofchromones alkylation in position 3. These methods allowed us access to novel synthetic intermediates, useful in the preparation of the F17464 molecule by following industrial confines.ln the second part, different types of polycyclic molecules were synthesized by palladium-catalyzed cascade reactions. A set of fused naphthalenes was prepared by palladium-catalyzed dominoreaction including cyclocarbopalladations followed by C(sp2)-H bond activation. Several types of fused seven-membered carbocycles were synthesized in a one-pot reaction from convenient substrates, via cascade reactions including cyclocarbopalladations followed by C(sp2 or sp3)-Hbond activation. Finally, cyclooctatrienes and fenestradienes were obtained also in a one-pot reaction from the same substrate via cascade reactions involving 4-exo-dig cyclocarbopalladation, followed by Stille coupling, alkyne addition onto a triple bond, finishing by electrocyclization reactions. Temperature is the only parameter that differs in the synthesis ôf the two complex polycycles starting from the same substrate.

Nous avons développé trois accès synthétiques performants à des cyclopentènones fonctionnalisées en exploitant des réactivités inattendues que nous avons découvertes. Nous avons aussi effectué la première synthèse d’isostères des flavaglines substitués par un groupement formylamino ou mésylamino en position 1b et ainsi démontré l’importance de l’hydroxyl en cette position pour la cytotoxicité de ces composés. De plus, nous avons aussi contribué à l’exploration du potentiel thérapeutique des flavaglines et d’un autre ligand des prohibitines, la fluorizoline, dans le traitement des cancers et de l’inflammation chronique des intestins, ainsi que dans la prévention des effets adverses des chimiothérapies au niveau cardiaque. / We have developed three novel synthetizes of functionalized cyclopentenones based on unexpectedreactivities that we discovered.We also developed the first synthesis of flavaglines isostere substituted by a formylamino or mesylaminogroup on the position of 1b, and demonstrated the importance of a hydroxyl group on this position forcytotoxicity.Moreover, we contributed to the exploration of the therapeutic potential of flavaglines and another ligand ofprohibitins, fluorizoline, in the treatment of cancers and intestinal chronic inflammation, and also in theprevention of the cardiac adverse effects in anticancer treatments.