Les LIMKs sont deux protéines kinases responsables de la régulation de la dynamique du cytosquelette d’actine et des microtubules. Leur dérégulation peut jouer un rôle prépondérant dans l’apparition de certaines maladies telles que la neurofibromatose de type 1, le cancer ou la sclérose latérale amyotrophique.Au cours de ce projet collaboratif, nous avons cherché à concevoir des inhibiteurs à la fois puissants et sélectifs des LIMKs en nous inspirant du composé le plus performant de l’époque développé par Lexicon Pharmaceuticals.Nous avons, dans un premier temps, travaillé sur la base hétérocyclique en remplaçant la pyrrolo[2,3-d]pyrimidine par différentes pyridopyrimidines et une triazolopyridopyrimidine. Cette dernière modification a ouvert la voie à un sujet de méthodologie autour du réarrangement de Dimroth. Nous avons ensuite modifié le cycle central pipérazine par une 3,6-dihydropyridine ou une pipéridine différemment substituée et avons fait varier la substitution au niveau de l’arylurée. Enfin, nous sommes revenus apporter quelques modifications structurales à la pyrrolo[2,3-d]pyrimidine de départ.Finalement, nous avons créé, à l’aide de méthodologies de synthèse efficaces, un large panel de composés originaux qui ont été testés in vitro et in cellulo sur nos cibles.Au travers de ce projet de chimie médicinale, nous avons pu approfondir les relations structure-activité afin de concevoir des inhibiteurs des LIMKs très prometteurs. / LIMKs are two protein kinases involved in regulating cytoskeleton and microtubule actin dynamics. Their deregulation can play a major role in the onset of several diseases such as neurofibromatosis type 1, cancer or amyotrophic lateral sclerosis.During this collaborative project, we have sought to design both potent and selective LIMKs inhibitors based on one of the most efficient compounds of the day developed by Lexicon Pharmaceuticals.We first worked on the heterocyclic base by replacing the pyrrolo[2,3-d]pyrimidine by different pyridopyrimidines and a triazolopyridopyrimidine. This last modification lead to a directed synthetic methodology study around the Dimroth rearrangement. We then modified the piperazine central ring with a differently substituted 3,6-dihydropyridine or piperidine and varied the substitution at the arylurea. Lastly, we made some further structural changes to the starting pyrrolo[2,3-d]pyrimidine.In conclusion, we have created, using effective synthetic methodology, a wide range of original compounds that have been tested in vitro and in cellulo on our targets.Through this medicinal chemistry project, we now have a better understanding of the structure-activity relationships needed in order to design very promising LIMK inhibitors.

Le fluor est devenu un élément incontournable en chimie médicinale. Les propriétés physico-chimiques induites par l'incorporation de cet atome dans les composés organiques en font un outil efficace dans la conception de mimes de fonctions chimiques. Les difficultés pour accéder aux composés azotés fluorés permettent d'envisager l'utilisation des milieux superacides et acides fluorants comme alternative de synthèse.Dans la première partie, la réactivité de N-allyl-N-arylbenzènesulfonamides en milieu superacide HF / SbF5 a été étudiée. La non observation de la cyclisation de type Friedel-Craft intramoléculaire initialement envisagée pour ces composés a été expliquée grâce à une étude mécanistique utilisant la RMN basse température in situ. En modifiant les conditions opératoires, la synthèse de N-arylbenzènesulfonamides α-fluorés a pu être développée. Les structures obtenues ont été testées pour l'inhibition des anhydrases carboniques.Dans la seconde partie, une nouvelle réaction d'hydrofluoration d'ynamides dans le milieu HF / pyridine a été développée. Cette stratégie a permis d'obtenir régio- et stéréosélectivement des (E)-α-fluoroènamides originaux. Par analogie avec les fluoroalcènes décrits en tant que mimes d'amides, les α-fluoroènamides sont potentiellement des isostères de la fonction urée. Le biomimétisme de ces structures est discuté grâce aux résultats d'études structurales réalisées par modélisation moléculaire. La réactivité surprenante de structures ortho-substituées en milieu superacide a permis le développement d'une réaction de polycyclisation intramoléculaire d'ynamides, cette nouvelle méthode permettant d'accéder en une étape à des polycycles azotés à haute valeur ajoutée. / During the last decades, fluorine became an essential element in medicinal chemistry. The original physical and chemical properties induced by the incorporation of this atom in organic compounds led to the development of fluorinated compounds as bioisosters in medicinal chemistry. Difficulties to access to fluorinated nitrogen containing compounds by "classical methods" led to the use of superacid as an alternative for their synthesis.In the first part of this work, the reactivity of unsaturated N-arylbenzenesulfonamides in superacidic media HF / SbF5 was studied. Intramolecular cyclisation of Friedel-Craft type expected for these compounds was studied and explored through a mechanistic study based on in situ low temperature NMR experiments. By modifying the operating conditions, the synthesis of α-fluorinated N-arylbenzenesulfonamide compounds was developed. The synthetized structures were then tested for carbonic anhydrase inhibition.In a second part, a new hydrofluorination reaction of ynamides was developed, using fluorhydric acid / pyridine media. This strategy allowed to access regio- and stereoselectively to original (E)-α-fluoroenamides. By analogy with the described fluoroalkenes as peptid bond isosters, α-fluoroenamides could potentially be considered as urea bioisosters. The bioisosterism of these structures was discussed and evaluated by using molecular modelling. The surprising reactivity of ortho-substitued structures in superacid media allowed the development of an intramolecular polycyclisation reaction, offering a one step route to complex nitrogen containing molecular polycyclic motif.

Du fait de l'extrême acidité des milieux superacides, le comportement des composés organiques y est particulièrement singulier, et en particulier celui des composé azotés. Ces milieux permettent d'accéder par polyprotonation à des intermédiaires superélectrophiles polycationiques, capables d'être piégés par des nucléophiles faibles, comme les ions fluorures solvatés du milieu ou des aromatiques désactivés. L'activation superélectrophile permet en outre d'accéder à une régiosélectivité unique en rendant certains sites réactifs, insensibles dans les milieux acides plus classiques.Dans la première partie de ce travail est étudiée une réaction d'addition anti-Markovnikov sur des anilines N-allyliques dans le mélange HF/SbF5. Une étude mécanistique a été réalisée incluant la modélisation d'intermédiaires réactionnels, des expériences de RMN in situ ainsi que des réactions avec des substrats marqués. Grâce à cette étude, une nouvelle réaction de type Friedel-Crafts permettant d'accéder à des tétrahydroquinolines désactivées a été mise au point. De plus, en modifiant les conditions opératoires, la synthèse d'anilines β-fluorées a également pu être réalisée. Ces réactions ont ensuite été appliquées à la synthèse de nouveaux composés hétérocycliques.La deuxième partie est consacrée au développement d'une nouvelle réaction d'hydrofluoration dynamides dans l'acide fluorhydrique anhydre. Cette méthodologie permet d'accéder à des (E)-α-fluoroènamides orginales avec un excellente régio- et stéréo-sélectivité. Par analogie avec les fluorooléfines qui sont connues pour mimer les fonctions amides, ces composés sont potentiellement de nouveaux bioisostères rigides d'urées, avec des app / Thanks to the extrem acidity of superacid media, the behavior of organic compound in these conditions is especially original. These media provide access by polyprotonation to superelectrophilic polycationic intermediates able to be trapped by very weak nucleophiles such as solvated fluoride ions or deactivated aromatic. In addition, the superelectrophic activation allowed to access to a unique regioselectivity, making some classically unreactive sites very reacive in these conditions.In the first part of this work, an anti-Markovnikov addition of N-allyl anilines in the HF/SbF5 mixture is studied. A mechanistic study was performed including the modeling of reaction intermediates, in situ NMR experiments and reactions with labeled substrates. Through this study, a new Friedel-Crafts type reaction was perform and applied to deactivated tetrahydroquinoline synthesis. In addition, the synthesis of β-fluorinated anilines could also be performed. These reactions were then applied to the synthesis of new heterocyclic compounds.The second part deals with the developement of a new hydrofluorination reaction of yanmides using anhydrous fluorhydric acid. This methodology allowed the synthesis of original (E)-α-fluoroenamides with an excellent regio- and stereo-selectivity. By analogy with fluoroolefins which are known to be mimics of amides, these compounds are potentially new rigid bioisosters of ureas with further potent applications in medicinal chemistry.