Le développement de méthodes efficaces de dédoublement cinétique d'amines représente, encore aujourd'hui, un défi en chimie organique. C'est dans ce contexte que nous avons montré que le (1S,2S)-N-acetyl-1,2-bis-trifluoromethanesulfonamidocyclohexane pouvait être utilisé comme réactif d'acylation hautement efficace pour le dédoublement cinétique d'amines propargyliques. En effet, ce réactif est capable de fournir les acétamides correspondants avec des ees pouvant atteindre jusqu'à 96% (τc = 50%)) lorsqu'un sel tel que l'AliquatTM 336 est utilisé alors qu'une inversion de la sélectivité est observée en absence de sel. Nous avons aussi été capable de réaliser le dédoublement cinétique d'amines allyliques (ees jusqu'à 88%, τc = 45%) en utilisant le même donneur d'acyle mais cette fois combiné à un sel d'ammonium supporté recyclable. Enfin, nous avons obtenu des résultats encourageant en développant une méthode catalytique impliquant une espèce chirale et un donneur d'acyle achiral. Une approche synthétique du lyngbouilloside a aussi été étudiée. De précédents travaux au sein de notre groupe ont montré qu'une erreur avait été commise lors de la détermination structurale du produit naturel suggérant une possible inversion du centre stéréogène en C11 qui ne serait donc pas de configuration (R) mais (S). C'est en tenant compte de cette hypothèse que nous avons développer une stratégie de synthèse convergente permettant d'accéder au lyngbouilloside avec le centre en C11 inversé avec l'idée de confirmer notre hypothèse et de réviser la structure initialement décrite. En résumé, la synthèse de l'aglycone du lyngbouilloside a été réalisée en 19 étapes et avec 2% de rendement global. / The development of a general and effective non-enzymatic acylative process for the kinetic resolution (KR) of amines remains, still today, a challenging field of research. In the course of this study, we were able to establish that (1S,2S)-N-acetyl-1,2-bis-trifluoromethanesulfonamidocyclohexane could be used as a highly selective acetylating agent for the kinetic resolution of primary propargylamines affording the corresponding acetamide with ees up to 96% (τc = 50%) when using an ammonium salt such as AliquatTM 336. Interestingly, a reversal of selectivity was observed in the absence of salt. We were also able to promote the kinetic resolution of primary allylamines with unprecedented levels of selectivity (ees up to 88%, τc = 45%) using a fully recyclable solid-supported ammonium salt instead of AliquatTM 336. In addition, we managed to obtain promising results in the development of a catalytic version using an achiral acyl donor in conjunction with a chiral catalyst. A synthetic approach of lyngbouilloside was also studied. Preliminary results in our group showed that the structure of the natural product may had been originally misassigned and suggested a stereochemical reassignment at C11. We managed to synthesize lyngbouilloside aglycone with the reversed stereogenic center at C11 in 19 steps and 2% overall yield.

Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés au dédoublement cinétique dynamique (DCD) par hydrogénation asymétrique catalysée par des complexes chiraux du ruthénium (II), de divers ß-céto-esters -substitués. Une voie d'accès aux -amino-ß-hydroxy-esters de stéréochimie anti a été développée, basée sur le DCD à l'aide du catalyseur [Ru(SYNPHOS)Br2], de ß-céto-esters -fonctionnalisés sous forme de chlorures d'ammonium. Cette stratégie a également été utilisée aec succès dans la synthèse totale du Diltiazem et de la chaîne latérale du Taxotère, pour préparer avec une excellente diastéréo- et énantiosélectivité, les intermédiaires clés: des -chloro-ß-hydroxy-esters de configuration anti. En outre, lors de la synthèse de la Dolastatine 10 et ses analogues, le DCD efficace d'un -amino-ß-céto--méthyl-ester dérivé de la (S)-proline a été réalisé avec succès, mettant en évidence le rôle crucial joué par le groupe protecteur de l'amine sur la diastéréosélectivité de la réaction d'hydrogénation.

Ce manuscrit présente la synthèse de trois produits naturels (le dolabélide A, la mirabaline et le symbioramide) par catalyse organométallique. En ce qui concerne le dolabélide A, les deux fragments nord et sud ont été préparés et couplés, et sept des onze centres stéréogènes ont été contrôlés par hydrogénation asymétrique catalysée par des complexes chiraux de ruthénium. Pour la mirabaline, l'approche synthétique de trois fragments a été étudiée pour lesquels les motifs 1,2-aminoalcool ont été introduits grâce à un dédoublement cinétique dynamique d'-amino -cétoester par hydrogénation asymétrique. Cette méthode a également été appliquée à la synthèse totale du symbioramide et de sept stéréoisomères.

Ce manuscrit présente une approche synthétique de la Mirabaline, macrocycle complexe d'origine marine. La synthèse du fragment nord a été achevée en utilisant des réactions clefs de Marshall et d'hydrogénation asymétrique associées ou non à un processus de dédoublement cinétique dynamique. La synthèse des fragments C et D a également été terminée. Des méthodes de contrôle de motifs aminoalcool 1,2 ont également été développées à l'aide de réactions d'hydrogénation asymétrique et de transfert d'hydrogène asymétrique via un dédoublement cinétique dynamique. / This manuscript presents a synthetic approach of Mirabalin, a complex macrocycle isolated from a marine sponge. The synthesis of the north fragment has been completed by using as key reactions a Marshall reaction and asymmetric hydrogenation combined or not with dynamic kinetic resolution process. The synthesis of fragments C and D has been completed as well. Methodologies for the control of 1,2-aminoalcohol moieties have also been developed using the asymmetric hydrogenation and asymmetric transfer hydrogenation via dynamic kinetic resolution.

Ce mémoire traite de l’utilisation d’allylmétaux chiraux, allylalanes et allylzincs, en synthèse asymétrique. Des stratégies adaptées à la stabilité configurationnelle intrinsèque de ces deux espèces ont été développées et appliquées à la synthèse d'alcools et d'amines homoallyliques énantioenrichis. La première partie de ce manuscrit est consacrée à la génération de cycloalkylèn-1-ylzincs à partir des alanes correspondants via une séquence hydroaluminationtitanocatalysée de diènes conjugués/transmétallation. Ces allylzincs, engagés dans l’allylmétallation d'imines non racémiques, conduisent aux amines homoallyliques correspondantes avec une bonne diastéréosélectivité selon un processus de résolution cinétique dynamique. La seconde partie vise à étudier l'influence des co-produits de transmétallation sur le cours stéréochimique de la réaction d'allylation d'imines. L'utilisation alternative d'allylzirconiums, qui libère un acide de Lewis inerte, se révèle bénéfique pour la stéréosélectivité de la réaction d’allylation d’imines. Le dernier volet de ce travail concerne l'utilisation directe d'allylalanes chiraux. Reposant sur la stabilité configurationnelle de ces alanes, un dédoublement cinétique des deux énantiomères, utilisant le camphre en tant que "piège chiral", permet d'enrichir le milieu réactionnel en un énantiomère. L'addition d'électrophiles prochiraux donne accès à des alcools et amines homoallyliquesénantio-enrichis. / This thesis deals with the use of chiral allylmetals, allylalanes and allylzincs, in asymmetric synthesis. Strategies adapted to the intrinsic configurational stability of these two species have been developed and applied to the synthesis of enantio-enriched homoallylic alcohols and amines.The first part of this manuscript is devoted to the generation of cycloalkylen-1-yl-zinc from the corresponding alanes via a titanium-catalyzed hydroalumination of conjugated dienes / transmetallation sequence. These allylzines, involved in the allylmetallation of non-racemic imines, provided the corresponding homoallylamines with good diastereoselectivity according to a dynamic kinetic resolution process.The first part of this memory discusses the generation of cycloalkylen-1-ylzincs from the corresponding alanes via a titanium-catalysed hydroalumination of cyclic conjugated dienes/transmetallation sequence. These allylzincs, involved in the allylmetallation of non-racemic imines, provided homoallylic amines with good diastereoselectivity according to a dynamic kinetic resolution process.The second part of this work aims at studying the influence of transmetallation co-products on the stereochemical course of the imine allylation reaction. The alternative use of allylzirconiums, which delivers a inert Lewis acid, was proven to benefit to the streoselectivity of the imine allylation.The last part of this work concerns the direct use of chiral allylalanes. Based on the configuration stability of these alanes, a kinetic resolution of the two enantiomers, using camphor as a "chiral trap", allowed to enrich the reaction medium with an enantiomer. The subsequent addition of prochiral electrophiles gives access to enantio-enriched homoallylic alcohols and amines.

Cette thèse traite de dédoublement cinétique, de fonctionnalisation et d’utilisation de composés chiraux dérivés de polyoxométalates lacunaires de structure Dawson [α1-P2W17O61]10¬-. La première partie traite de l’utilisation de complexes organosolubles TBA5K[α1-Hf-P2W17O61] pour catalyser l’addition de nucléophiles comme des ethers d’énol ou des acétals de cétènes silylés mais également des pronucléophiles sur des hémiaminals. La seconde partie détaille l’étude sur la préparation et l’utilisation de trichlorostannanes énantiopures en vue du dédoublement cinétique des composés chiraux lacunaires [α1-P2W17O61]10-¬. La fonctionalisation diastéréosélective de derive chiraux organosoluble TBA7[α2-RSnP2W17O61] est également présentée. Le dernier chapitre décrit des hybrides chiraux POM-imidazolidinones dont la chiralité est uniquement apportée par le polyanion. Utilisé avec succès pour catalyser de manière énantiosélective des réactions de Diels Alder, ces composés sont les premiers POM de structure chirale a transféré la chiralité de manière aussi efficace vers des composés organiques. / This manuscript deals with the kinetic resolution, the functionalization and the use of chiral lacunary Dawson α1-POM [α1-P2W17O61]10-¬. The first part deals with the racemic organo-soluble TBA5K[α1-Hf-P2W17O61] complex used to catalyze the nucleophilic addition of silyl enol ethers, ketene-acetals and activated methylene C-nucleophiles onto hemiaminals. The second part describes the synthesis of enantiopure trichlorostannane complexes as resolving agents for the kinetic resolution of chiral [α1-P2W17O61]10-¬. The diastereoselective functionalization of organosoluble chiral TBA7[α2-RSnP2W17O61] is also reported. The final chapter describes chiral POM imidazolidinones hybrids based on the known chiral α1-Dawson POM. Successfully applied as asymmetric catalysts in Diels-Alder reactions, these compounds are the first intrinsically chiral POM to efficiently transfer chirality to organic products.

Les 1,3-diols acycliques sont des motifs ubiquitaires, essentiels dans la structure de nombreux produits naturels. Le développement d’approches permettant leur obtention de manière énantiosélective se révèle donc d’un grand intérêt synthétique. Dans ce contexte, notre équipe a envisagé une stratégie reposant sur des transferts d’acyle énantiosélectifs organocatalysés multiples. Cette approche a abouti à la mise en oeuvre d’une méthodologie de désymétrisation énantiosélective organocatalysée de 1,3-diols méso acycliques. Les composés ainsi obtenus constituent des briques moléculaires aisément valorisables en synthèse totale. Une approche similaire a permis de décrire, dans un second temps, une méthode inédite de double dédoublement cinétique de 1,3-diols anti. Générale et pratique, ce procédé fournit des diols énantiopurs de structures variées. La particularité de ces méthodologies réside dans l’exploitation du principe de Horeau se traduisant par une amplification de l’énantiosélectivité déployée par le catalyseur chiral. Les isothiourées employés dans ces réactions constituent une famille de bases de Lewis azotées dont la capacité à promouvoir les réactions d’acylation énantiosélectives n’a été découverte que récemment. Bien que leur utilisation en catalyse énantiosélective se soit rapidement démocratisée, les éléments structuraux responsables de leur sélectivité n’ont pas été totalement identifiés. Avec le nouvel objectif d’établir une relation entre structure, réactivité et sélectivité de ces molécules, des isothiourées originales ont été synthétisées et leur potentiel catalytique étudié en détail. / Acyclic 1,3-diols are ubiquitous scaffolds, essential in the structure of numerous natural products. The developpment of innovative pathways allowing their enantioselective obtention is of first interst in organic synthesis. In this context, our team envisaged a strategy of multiple organocatalyzed enantioselective acyl transfers. This approach led to the implement of a methodology based on the organocatalyzed desymmetrization of meso 1,3-diols. The desymmetrized compounds were obtained with high level of enantioselectivity and were used as useful building blocks easily valorizable in total synthesis. In a second time, we developed an organocatalyzed method of double kinetic resolution (DoCKR) of anti 1,3-diols. Very general, practicable and useful, this process allows the preparation of enantiopur diols with a large structural diversity. The particularity of these methods reside in the exploitation of the Horeau principle leading to the amplification of the enantioselectivity. These phenomons of kinetic amplification, often anecdotic, were used in this study as a powerful tool.The employed isothioureas belong to the nitrogenated Lewis bases family which were discovered only very recently to promote enantioselective acyl transfer. Although their uses in enantioselective catalysis were rapidly democratized, the structural feature responsible of their selectivity are not all clearly identified. To establish a relationship between structure, reactivity and selectivity of theses molecules, new isothioureas were synthesized and evaluated in enantioselective catalysis.

Devant l’intérêt grandissant pour le développement de stratégies innovantes applicables à la synthèse de molécules complexes, notre groupe s’est orienté vers la construction de motifs présents dans un grand nombre de produits biologiquement actifs : les tétrahydropyranes (THP) et les polypropionates. Notre stratégie, basée sur la formation diastéréosélective de diols méso primaires, fait intervenir une étape inédite de désymétrisation organocatalysée par transfert d’acyle asymétrique. Cette approche permet la synthèse énantiosélective de THP pentasubstitués qui par la suite peuvent être valorisés par l’obtention de polypropionates fonctionnalisés, possédant quatre centres stéréogènes contigus. Par ailleurs, cette nouvelle méthodologie de désymétrisation donne accès à des motifs cycliques et acycliques comportant plusieurs centres stéréogènes quaternaires. Elle constitue, de plus, l’unique exemple de désymétrisation énantiosélective de diols méso primaires catalysée par une dialkylaminopyridine chirale. Bien que le transfert d’acyle asymétrique organocatalysé ait été très largement étudié depuis la fin des années 90, de nombreuses études sont en cours pour accéder à des catalyseurs plus sélectifs et plus nucléophiles. Inspiré des récents travaux de Steglich et Vedejs, notre deuxième objectif s’est porté sur la synthèse énantiosélective et modulaire d’une nouvelle famille d’organocatalyseurs chiraux plus polyvalents dérivés de la 1,6-naphtyridine. Leur application, en catalyse nucléophile, a pu être évaluée dans des réactions de dédoublement cinétique d’alcools et dans les réarrangements de Steglich. / Alongside metallocatalysis and biocatalysis, organocatalysis has emerged as a complementary and powerful tool that can circumvent limitations associated to the use of metals or enzymes. Because of the growing interest for new innovative methodologies useful for complex molecules synthesis, we get interested in the preparation of versatile building blocks present in many bioactive molecules: tetrahydropyrans (THP) and polypropionates. Based on the diastereoselective formation of primary meso diols, our strategy involves an original organocatalyzed desymmetrization of these compounds by asymmetric acyl transfer. This approach allows the enantioselective synthesis of pentasubstituted THP which were valorized through the synthesis of polypropionates bearing four consecutive stereogenic centers. In addition, this new methodology provides cyclic and acyclic scaffolds with several all carbon quaternary stereogenic centers. It represents the first example in organocatalyzed asymmetric desymmetrization by acyl transfer using a chiral dialkylaminopyridine. Although asymmetric organocatalyzed acyl transfer has been widely studied since the late 90s, several investigations are currently underway to access to new chiral nucleophilic catalysts. Following the recent work of Steglich and Vedejs, we were interested in the development of new chiral organocatalysts derived from 1,6-naphthyridine. Their applications in nucleophilic catalysis have then been evaluated in kinetic resolutions of alcohols and in asymmetric Steglich rearrangements.

Les travaux présentés dans ce mémoire décrivent une nouvelle voie de synthèse d'aminoalcools 1,2 à partir de γ-bromo-β-cétosulfoxydes, dans lesquels seul le centre stéréogène du soufre est défini. Cette synthèse s'appuie sur deux processus hautement stéréocontrôlés dirigés par le groupement sulfoxyde : le dédoublement cinétique dynamique lors de la substitution nucléophile du brome par la dibenzylamine et la réduction diastéréosélective du carbonyle. Les syn-γ-N,N-dibenzylamino-β-hydroxysulfoxydes correspondants ont été obtenus avec des excès diastéréoisomériques supérieurs à 95%. Les syn-γ-N,N-dibenzylamino-β-hydroxysulfoxydes se sont avérés être des intermédiaires très intéressants pour la synthèse de produits comportant le motif aminoalcool 1,2. Ainsi, nous avons décrit la préparation d'un 3-N,N-dibenzylamino-1,2-diol et son utilisation dans une nouvelle stratégie de déprotection régiodivergente d'acétals cycliques. Nous avons également décrit un nouvel accès aux cis-2-méthyl-6-alkylpipéridin-3-ols, via l'ouverture de cycle d'un 3-N,N-dibenzylamino-1,2-époxyde par l'azaénolate dérivé d'une hydrazone, et l'avons appliqué à la synthèse d'un alcaloïde, la (+)-déoxocassine. Parallèlement, nous avons débuté une étude de synthèse d'aminoalcools 1,3 par la réduction diastéréosélective d'une oxime dérivée d'un δ-céto-β-hydroxysulfoxyde. / In this thesis manuscript, we report on a new pathway to 1,2-aminoalcohols starting from chiral nonracemic γ-bromo-β-ketosulfoxides. This two-step approach, where the stereo control is provided by the sulfoxide group, relies on a highly stereocontrolled nucleophilic substitution of the bromine by dibenzylamine, combined with a dynamic kinetic resolution process, and the reduction of the carbonyl group. The corresponding syn-γ-N,N-dibenzylamino-β-hydroxysulfoxides were obtained with more than 95% diasteroisomeric excess. These syn-γ-N,N-dibenzylamino-β-hydroxysulfoxides turned out to be very useful intermediates for the synthesis of aminoalcohol containing products. Thus, we described the preparation of a 3-N,N-dibenzylamino-1,2-diol, and its use in an original strategy of regiodivergent cyclic acetals deprotection. We also developed a new access to "all cis"-2-methyl-6-alkylpiperidin-3-ols, by the mean of a 3-N,N-dibenzylamino-1,2-epoxide ring opening reaction with the azaenolate derived from an hydrazone. We applied this methodology to the synthesis of an alkaloid, (+)-deoxocassine. In addition, we studied a synthesis of 1,3-aminoalcohols using a diasteroselective reduction of a δ-keto-β-hydroxysulfoxyde-derived oxime.

Cette thèse comprend deux parties distinctes, dans lesquelles seront décrits tout d’abord, le développement d’un procédé multicatalytique en un seul pot d’une réaction de méthylénation suivie d’un couplage de Heck, puis dans un second temps, une étude vers la synthèse de l’Hodgsonox. Le premier thème de la thèse correspond à la mise en place d’un procédé en un seul pot, basé sur la méthodologie de méthylénation catalysée par un métal de transition, développée au sein du groupe du Pr. Lebel, et sur des couplages de Heck. Différentes études de compatibilité des réactifs mis en présence sont abordées, ainsi que le choix des conditions optimales (Pd(OAc)2 et P(o-tol)3) pour la réalisation d’un tel système qui ne requiert aucun isolement du produit intermédiaire. Il a été démontré que la présence de triphénylphosphine en excès inhibe la réaction de couplage de Heck, ce qui a finalement orienté notre choix vers les sels de cuivre pour la catalyse de la réaction de méthylénation. Le tandem séquentiel a ensuite été appliqué à la synthèse de divers stilbènes, notamment des composés dérivés du Resvératrol, molécule d’intérêt thérapeutique pour les maladies cardiovasculaires, et à la synthèse d’indanes substitués, avec un couplage intramoléculaire, avec de bons rendements. La deuxième partie de cette thèse traite de l’étude menée vers la synthèse de l’Hodgsonox. Cette molécule correspond à une nouvelle classe de sesquiterpènes tricycliques, comportant un dihydropyrane doté d’une fonction éther diallylique. Cette molécule représente un défi synthétique pour le groupe du Pr. Lebel, qui envisage de synthétiser les deux doubles liaisons terminales au moyen de la méthodologie de méthylénation développée au sein du groupe. L’Hodgsonox, dont la biosynthèse utilise la voie MEP, a un potentiel insecticide pour la croissance de la larve de la mouche verte d’Australie, Lucilia cuprina. La synthèse envisagée au cours de ces travaux est basée sur la formation préalable d’un cycle à 5 chaînons, comportant 3 centres stéréogéniques, puis sur la cyclisation du cycle pyranique au moyen d’une réaction d’insertion dans un lien O H. Un dédoublement cinétique dynamique sur une δ butyrolactone substituée permet de fixer la stéréochimie relative de deux centres chiraux dès la première étape. Le cycle à 5 chaînons est ensuite formé par métathèse après 6 étapes avec un rendement de 37%. Une addition conjuguée suivie d’une réaction de Saegusa et d’une réaction d’hydrosilylation introduit le groupement isopropyle de manière syn. Après mise en place d’un groupement céto-ester, un transfert de groupement diazonium permet de préparer le précurseur pour la réaction d’insertion dans un lien O-H. Le bicycle correspondant à la structure de base de l’Hodgsonox a été préparé au moyen de 16 étapes linéaires avec un rendement global de 12%. / This thesis is divided in two sections. The first topic to be discussed is the development of a multicatalytic one pot process of methylenation and Heck coupling reactions, and the second topic is the studies toward the synthesis of Hodgsonox. The first part of this thesis describes the development of a one pot process, based on the transition-metal catalyzed methylenation reaction reported by the Lebel group, and on Heck coupling reactions. The compatibility of reagents is studied and the optimal reaction conditions of the coupling reaction (Pd(OAc)2 et P(o tol)3) are described for this process, which does not require isolation of the alkene intermediate. The presence of excess triphenylphosphine inhibits the Heck coupling reaction, thus copper salts are used to catalyze the methylenation reaction. This tandem sequence was then used to synthesize different stilbenes, particularly hydroxylated (E) stilbenoids, analogues of Resveratrol, which are known to have a therapeutic activity against cardiovascular diseases, and substituted indanes, through an intramolecular Heck coupling reaction, all in good yields. The second part of this thesis describes the studies toward the synthesis of Hodgsonox. This molecule represents a new class of sesquiterpene with a cyclopenta[5,1-c]pyran ring system fused to an epoxide ring. The combination of a mono- and a 1,1-disubstituted double bond flanking the oxygenated carbon of the pyran ring is a unique structural feature, making the synthesis of this molecule a very attractive challenge. Hodgsonox also represents a good system to test the versatility of our metal-catalyzed methylenation reaction, since we propose to use this methodology to construct the two terminal alkenes from a dicarbonyl derivative. Hodgsonox, which is biosynthesized by the MEP pathway, exhibits activity against the larvae of the Australian green blowfly Lucilia cuprina. The synthesis planned during this work, is based on the prior formation of a 5-membered ring, with 3 stereogenic centers, followed by an O-H insertion reaction to cyclize the dihydropyran ring. A dynamic kinetic resolution of a substituted δ butyrolactone determines the relative stereochemistry of two chiral centers in the first step. The 5 membered cycle is then synthesized via a cross metathesis reaction, after 6 steps and a 37% global yield. A conjugated addition, followed by a Saegusa oxidation reaction and a hydrosilylation reaction gave the syn isopropyl group. After the formation of the ketoester functionality, a diazo transfer allows us to prepare the presursor for the OH insertion reaction. The bicycle, corresponding to the structural base of the Hodgsonox, was prepared in 16 linear steps in a 12 % global yield.