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Les nucléosides modifiés représentent aujourd'hui une famille incontournable dans la chimiothérapie antivirale. Leur développement progressif au cours de ces 50 dernières années a permis d'endiguer de nombreuses épidémies et d'apporter des traitements efficaces contre de nombreux virus tels que les herpès, les hépatites ou encore le VIH. Toutefois, les infections virales continuent de représenter un problème de santé publique majeur en raison de l'émergence de souches virales résistante aux traitements existants ainsi que l'apparition de nouveaux virus. A ce titre, le développement de nouveaux antiviraux plus actifs, plus sûrs et/ou possédant des modes d'action alternatifs reste plus que jamais d‘actualité. Ce manuscrit, divisé en deux grandes parties, présente d'abord la synthèse métallo-catalysée de nouvelles familles de dérivés nucléosidiques (acycliques et osidiques) puis s'étend ensuite à la préparation de dérivés hétérocycliques à visée anti-VIH. Ainsi, dans une première partie, l'utilisation de réactions de métathèses croisées, catalysées au Ru et activées par les ultrasons, ainsi que l'emploi de lipases dans des réactions de protections/déprotections régiosélectives nous ont permis d'élaborer deux nouvelles familles de nucléosides acycliques alkényles. D'autre part, des réactions d'hétérocouplages acétyléniques catalysées au Ni/Cu ont été réalisés dans le cadre de la synthèse d'une bibliothèque de 2'-déoxyuridines portant un motif 1,3-diyne en position C5. Dans une deuxième partie, la réaction multicomposante de Biginelli a été utilisée dans le développement d'une série de dérivés de dihydropyrimidines β-dicétoacides à visée anti-VIH par inhibition de l'intégrase virale. / Modified nucleosides represent the cornerstone of antiviral chemotherapy. Their progressive development over the last 50 years permitted to contain many epidemics and provided effective treatments against many viruses such as herpes, hepatitis or HIV. However, viral infections remain a major public health problem due to the emergence of resistant strains to existing treatments and the appearance of new viruses. As such, the development of new antivirals, most active and safer and/or acting through alternative mechanisms remains, more than ever, necessary. In this context, the work presented in this manuscript are part of the effort to design and synthesize new molecules with antiviral activities. This manuscript, divided in two parts, firstly focus on the metallo-catalyzed synthesis of new families of nucleoside derivatives (acyclic and osidic) and continue with the synthesis of heterocyclic structures targeting anti-HIV activity. Thus, the use of Ru-catalyzed metathesis reactions under ultrasonic activation and the lipases-catalyzed regioselective protection/deprotection reactions allowed us to develop two new families of alkenyl acyclic nucleosides. The synthesis and antiviral evaluation of C5-(1,3-diyne)-2'-deoxyuridine derivatives, prepared by Ni/Cu-mediated alkyne C-H heterocoupling reaction, are also described. In the second part, the multicomponent Biginelli reaction has been used to develop a series of dihydropyrimidine derivatives bearing a β-diketoacids unit targeting anti-HIV activity by inhibition of the viral integrase.

Carbon-carbon bond formation is one the fundamental reactions in organic synthesis. The quest for the development of new and more efficient processes for the construction of this bond has been an ongoing focus for years. The transformations that permit the use of simple precursors to access complex structural architectures in the absence of stoichiometric quantities by-products are highly desirable. Hydrogen is a cheapest and cleanest reductant available to the mankind. The catalytic hydrogenation has been widely utilized in the industry, however the construction of the carbon-carbon bond under hydrogenative conditions has been achieved only for alkene hydroformylations and Fisher-Tropsh process and limited to the use of carbon monoxide. The extension of the hydrogenative carbon-carbon bond formations beyond aforementioned processes would be of a great significance to the synthetic community. The overview of allene use in the metal catalyzed reactions to achieve carbonyl and imine allylation and vinylation is presented in Chapter 1. The following chapter vii discusses the development of metal catalyzed hydrogenative and transfer hydrogenative coupling of allenes and carbonyl compounds to afford allylation products. These studies have resulted in the development of the first carbonyl allylation from the alcohol oxidation level. Chapter 3 discusses efforts towards achieving highly enantioselective hydrogenative coupling of alkynes to carbonyl compounds. / text

Les nucléosides modifiés représentent aujourd'hui une famille incontournable dans la chimiothérapie antivirale. Leur développement progressif au cours de ces 50 dernières années a permis d'endiguer de nombreuses épidémies et d'apporter des traitements efficaces contre de nombreux virus tels que les herpès, les hépatites ou encore le VIH. Toutefois, les infections virales continuent de représenter un problème de santé publique majeur en raison de l'émergence de souches virales résistante aux traitements existants ainsi que l'apparition de nouveaux virus. A ce titre, le développement de nouveaux antiviraux plus actifs, plus sûrs et/ou possédant des modes d'action alternatifs reste plus que jamais d'actualité. Ce manuscrit, divisé en deux grandes parties, présente d'abord la synthèse métallo-catalysée de nouvelles familles de dérivés nucléosidiques (acycliques et osidiques) puis s'étend ensuite à la préparation de dérivés hétérocycliques à visée anti-VIH. Ainsi, dans une première partie, l'utilisation de réactions de métathèses croisées, catalysées au Ru et activées par les ultrasons, ainsi que l'emploi de lipases dans des réactions de protections/déprotections régiosélectives nous ont permis d'élaborer deux nouvelles familles de nucléosides acycliques alkényles. D'autre part, des réactions d'hétérocouplages acétyléniques catalysées au Ni/Cu ont été réalisés dans le cadre de la synthèse d'une bibliothèque de 2'-déoxyuridines portant un motif 1,3-diyne en position C5. Dans une deuxième partie, la réaction multicomposante de Biginelli a été utilisée dans le développement d'une série de dérivés de dihydropyrimidines β-dicétoacides à visée anti-VIH par inhibition de l'intégrase virale.

Total synthesis of natural products is of contemporary interest in organic synthesis. One of the useful ways to synthesize the natural products is to originate from inexpensive chiral pool compounds abundantly available in nature. In this context, our research group is actively involved in the use of tartaric acid as the four carbon four hydroxy building block in the synthesis of a number of natural products of therapeutic importance. Our strategy relies on the utility of γ-hydroxy amides derived from tartaric acid involving a controlled addition of Grignard reagents and stereoselective reduction. We were successful in application o f this useful building block for the synthesis of a variety of natural products possessing varied functional groups (Chart-1). derived from tartaric acid in the synthesis of oxylipins such as pinellic acid and diyne containing natural products. Chapter 1 of the thesis describes the total synthesis of (+) pinellic acid 6 and (Z,8S,9S,10R)-8,9,10-trihydroxyoctadec-6-enoic acid 10. Key strategy in the synthesis of pinellic acid is elaboration of the aldehyde 3, derived from the γ-hydroxy amide 2 via Horner-Emmons-Wadsworth reaction to yield the α,β-unsaturated ketone 4. Stereoselective reduction of the ketone with (R)-BINAL-H produced the alcohol with requisite stereochemistry which was further extended to pinellic acid 6 (Scheme 1). Wittig homologation of the aldehyde 8 derived from γ-hydroxy amide 7 is the key step for the synthesis of the (Z,8S,9S,10R)-8,9,10-trihydroxyoctadec-6-enoic acid 10. Second chapter of the thesis deals with total synthesis of diyne containing natural products. In the first part of this chapter enantioselective synthesis of possible diastereomers of heptadeca1-ene-4,6-diyne-3,8,9,10-tetrol, a structure proposed for the natural product isolated from Hydrocotyle leucocephala, is accomplished. The alkyne precursors 13 and 14 were synthesized from the α-hydroxy ester 12 derived from γ-hydroxy amide 11 while the alkyne 17 is synthesized from the masked tetrol 16 derived from lactol 15 which was obtained from D-ribose. yne to assemble the diyne unit which was further elaborated to heptadeca-1-ene-4,6-diyne3,8,9,10-tetrol (Scheme 3). It was found that the NMR spectral data of the putative structure assigned for the natural product did not match with any of the diasteromers that were synthesized. This establishes that the structure proposed for the natural product is wrong and requires revision. OH OH OH 18 OH OH 19 OH OH 20 OH OH Scheme 3: Synthesis of diastereomers of heptadeca-1-ene-4,6-diyne-3,8,9,10-tetrol. [Part of this work is published: Prasad, K. R.; Swain, B. J. Org. Chem. (in press)] Second part of this chapter deals with the synthesis of panaxytriol 26 and panaxydiol 28. Key reaction in the synthesis of panaxytriol and panaxdiol is the coupling of bromoalkynes 25 and 27 with 3-silyloxy pent-1-en-4-yne and further elaboration to the triol and diol. The required alkynes were synthesized from the primary alcohol 24 which was obtained from the γ-hydroxy amide 11 involving a series of simple synthetic operations. (Scheme 4). (For structural formula pl see the abstract file)