No description available.

No description available.

Le concept de la DOS (Diversity-Oriented Synthesis) est une nouvelle approche qui vise à générer des collections de petites molécules avec des hauts degrés de diversité et de complexité structurale. Diverses stratégies ont été mises en place pour y parvenir de manière la plus efficace possible à partir de simples substrats de départ.Dans ce contexte, ce travail de thèse a permis de montrer comment un processus domino avait tout le potentiel à être exploité en tant que formidable outil dans le cadre d’une approche DOS, générateur à la fois de complexité mais également de diversité structurale. Un précurseur connu et largement étudié pour son caractère exceptionnellement versatile a été valorisé dans ce contexte : la 3-formylchromone. Dans ce manuscrit, nous montrerons comment il est possible de moduler le cours d’un processus domino pour atteindre de hauts degrés de diversité structurale, à partir des chromones accepteurs de Michael-1,6 et d’amines primaires. Nous verrons en particulier comment le contrôle d'une ou de plusieurs étapes clefs des séquences réactionnelles impliquées peut être réalisé selon :(I) la modulation pertinente d’une ou plusieurs unité(s) de structure au sein des substrats de départ, (II) la modulation des paramètres réactionnels (solvants, température, additifs), et(III) l’induction d’un changement de réactivité au sein d’un intermédiaire réactionnel par addition d’un agent externe. / In the early 2000s a general consensus has emerged in which the molecular diversity within a given library of small molecules, rather than its size, has been recognized as a crucial requirement. Diversity-oriented synthesis (DOS) has emerged from this new paradigm. This novel approach aims to generate collections of small molecules with high degrees of structural diversity, in the most efficient way, starting from simple building-blocks. Since the generation of collections of structurally diverse small molecules in a DOS-driven approach constitutes a real challenge, diverse strategies have been set up for this purpose.In this line, this work has shed light on the great potential of a domino process as a valuable tool in a DOS-driven strategy, capable of generating both molecular diversity and architectural complexity. This study has been focused on the 3-formylchromone building block, a particular framework which has already proven being an exceptionally versatile precursor of molecular diversity. In this manuscript, we will highlight how it is possible to modulate the course of a domino process to achieve high degrees of molecular diversity, starting from the chromone based 1,6-Michael acceptors platform and primary amines as reaction partners. In particular we will show how it is feasible to control the course of particular steps involved in the domino process through: (I) the pertinent modulation of the Michael acceptors and the primary amines structures, (II) the modulation of the reaction parameters (solvent, temperature, additives), and (III) the tuning of the reactivity within a key reaction intermediate induced by the introduction of an external agent.

De précédentes études dans notre groupe ont montré que l'α-1-C-nonyl-1,5-didésoxy-1,5-imino-D-xylitol était un inhibiteur puissant de la β-glucocérébrosidase, enzyme impliquée dans la maladie de Gaucher. Il a été supposé que la conformation chaise inversée de ce composé pouvait expliquer en partie sa forte affinité avec la glycosidase cible. L'objectif ce travail de thèse était la synthèse d'une nouvelle classe d’iminosucres, basée sur un squelette 1-azaspiro[3.3]heptane, possédant deux cycles à 4 membres, analogue conformationnellement contraint de notre "lead" en série iminoxylitol. La première stratégie de synthèse envisagée a permis de mettre en avant une nouvelle réaction tandem d'ouverture d'azétidines conduisant à des spirocyclopropyl γ-lactames. La seconde stratégie testée a conduit dans un premier temps à la formation hautement stéréosélective d'un cyclobutane tétrasubstitué par une réaction radicalaire induite par le SmI2 − permettant ainsi la synthèse des premiers exemples de carbasucres à 4 membres − puis à la formation du carbone azaspiranique de notre cible par une réaction de C-H amination catalysée par des complexes de rhodium. / Previous studies in our group has shown that α-1-C-nonyl-1,5-dideoxy-1,5-imino-D-xylitol was a strong inhibitor of β-glucocerebrosidase, the enzyme involved in Gaucher disease. It was supposed that the inverted chair conformation of this compound could partially explain its high affinity with the target glycosydase.The goal of this PhD work was the synthesis of a new class of iminosugars based on 1-azaspiro[3.3]heptane structures, as conformationally strained analogues of our lead in the iminoxylitol series. During the course of our synthetic study, new azetidine ring-opening tandem reaction leading to spirocyclopropyl γ-lactames has been discovered. The most promising strategy evaluated led to the highly stereoselective formation of a tetrasubstituted cyclobutane via a SmI2-mediated radical reaction − leading to the synthesis of the first exemples of 4-membered carbasugars − then to the formation of the azaspiranic carbon of our target by way of rhodium-catalyzed C-H amination reaction.

Charge sharing poses a fundamental problem in the design of dynamic logic gates, which is nearly as old as digital circuit design itself. Although, many solutions are known, up to now most of them add additional complexity to a given system and require careful optimization of device sizes. Here we propose a simple CMOS-technology compatible transistor level solution to the charge sharing problem, employing a new class of field effect transistors with multiple independent gates (MIGFETs). Based on mixed-mode simulations in a coordinated device-circuit co-design framework, we show that their underlying device physics provides an inherent suppression of the charge sharing effect. Exemplary circuit layouts as well as discussion on the switching performance are given.

A summary of research conducted since September 2007 at the University of Toronto in the laboratory of Professor Robert A. Batey is presented in this thesis, which is divided into four chapters. The first chapter contains a two-part introduction, where aryl- and aliphatic-Claisen rearrangements are discussed in part 1, and the nucleophilic addition of organoboron reagents to unsaturated C–N functionalities is described in part 2. Chapter 2 contains research involving synthetic and theoretical studies of aryl-Claisen rearrangements and other sigmatropic reactions. The work towards developing the lanthanide-catalyzed domino aryl-Claisen rearrangement for the synthesis of contiguous aryl–C(sp³) moieties is presented first. This is followed by computational studies involving E/Z-selectivity differences for the aryl-Claisen rearrangement, which was an issue noted for the domino aryl-Claisen reaction of a linear substrate. The mechanistic origins of E/Z-selectivity differences for the mono aryl-Claisen rearrangement, which was experimentally ambiguous for over 40 years, is resolved through computational methods. A theoretical analysis of selectivity differences for the allylic azide rearrangement is also described. The third section contains a discussion of Eu(fod)3-catalyzed aryl-Claisen rearrangements on vinyl bromide systems and preliminary studies involving application of the substrates in cross-coupling reactions, and other attempted mono- and domino sigmatropic rearrangements are presented in the fourth section. In chapter 3, the search for computational methods that can accurately predict experimental free energy of activation barriers for the aliphatic-Claisen rearrangement through benchmarking studies with a priori kinetic barrier and kinetic isotope effect data is described. Methods were found to predict new valid transition states and predict ΔG‡ values with a mean unsigned error of 0.3 kcal/mol relative to experimental values. In chapter 4, the development of new allylboration reaction is outlined, involving the double allylboration of nitriles and anhydrides, and initial studies towards the first aminoallylboration reactions of N-aluminoaldimines to form 1,2-diamines.

La plupart des sites industriels abritent des équipements et des réservoirs sous pression. Pour des raisons diverses (suppression, impact mécanique, surchauffe ou autre), ils peuvent être endommagés et même éclater. Cette explosion peut engendrer de nombreux projectiles. Au cours de leur vol, ces derniers peuvent impacter d'autres équipements, tels que des réservoirs sous pression ou d'autres installations sensibles (poste de commande, par exemple). Si une des cibles impactées subit une ruine mécanique, elle peut exploser et générer une nouvelle série de projectiles. Ces projectiles menacent, à leur tour, d'autres installations et ainsi de suite. Ce type d'enchaînement accidentel catastrophique est connu sous le nom d'effet domino ou de suraccident. Dans ce document, l'effet domino pouvant se produire sur des sites industriels est analysé au travers des projections produites par l'accident initial. Une approche probabiliste globale est ainsi développée dans laquelle le calcul de la probabilité d'occurrence du phénomène requiert le passage par quatre étapes : - Analyse des termes sources : les projectiles générés par l'explosion d'un réservoir ont différentes caractéristiques, à savoir le nombre de projectiles, la forme, la masse, la vitesse de départ et les angles de départ. Toutes ces grandeurs sont modélisées par des variables aléatoires. A l'aide du principe du maximum d'entropie et des données existantes, des distributions probabilistes sont développées pour toutes ces variables. On se limite, cependant, au cas de l'explosion d'un réservoir cylindrique ou sphérique. - Analyse de l'impact ou analyse du mouvement : la trajectoire d'un projectile (ou fragment de structure), en fonction de ses caractéristiques de départ, est décrite par une combinaison des effets d'inertie, de gravitation et d'aérodynamique. Une approche simplifiée faisant l'hypothèse de constance des coefficients aérodynamiques permet d'identifier analytiquement la trajectoire du projectile tandis qu'une solution numérique est obtenue par une approche complète où toutes les valeurs de ces coefficients sont prises en compte.Les mouvements de translation et de rotation sont également étudiés. A l'aide de l'analyse complète et des conditions d'impact, la probabilité d'impact est déterminée. L'étude est restreinte à des projectiles en forme de fond de réservoir, fond oblong de réservoir et plaque. Les formes des cibles de l'étude sont restreintes au cas ellipsoïdal, cylindrique et cubique. - Analyse de l'état des cibles impactées : dans un premier temps, des modèles simplifiés d'impact sont utilisés afin d'étudier l'interaction mécanique entre les projectiles et les réservoirs impactés. Un modèle mécanique complet comprenant une loi de comportement élasto-plastique et un modèle de rupture est également proposé. Ce modèle est ensuite implémenté dans un code de calcul sans maillage de type SPH, i.e. Smoothed Particle Hydrodynamics. Afin d'estimer la probabilité de rupture des réservoirs impactés, les modèles simplifiés sont mis en œuvre, ce qui permet de réduire le coût de calcul. - Occurrence du sur-accident : selon l'état mécanique résiduel de la cible et son état physique (conditions thermodynamiques, niveau de remplissage, etc.), l'impact de projectiles peut conduire à la poursuite du pnénomène. Ce dernier point n'est pas traité dans le document présenté

No description available.

Le développement de nouvelles méthodes de synthèse de molécules hétérocycliques originales représente un enjeu actuel majeur en chimie organique. L’objectif est de fournir de nouveaux outils chimiques pour le développement de molécules actives en chimie médicinale et/ou pour l’étude de la biologie chimique, tout en contribuant à l’exploration de l’espace chimique.Dans ce contexte, le travail effectué au cours de cette thèse de doctorat a visé à élaborer de nouvelles voies de synthèse de motifs tétrahydro-[1,6]-naphtyridines. La pierre angulaire des méthodologies développées réside dans l’utilisation des 3-vinyl-1,2,4-triazines comme des plateformes synthétiques bifonctionnelles. Ces composés ont été développés pour réagir à la fois comme accepteurs de Michael et comme aza-diènes dansdes cycloadditions de Diels-Alder à demande électronique inverse. Un intérêt tout particulier a été porté à lamise au point de stratégies synthétiques innovantes, par des réactions en cascade permettant une synthèse rapide et efficace des molécules cibles, et des approches de catalyse organique visant des transformations énantiosélectives.La synthèse de nouvelles 3-vinyl-1,2,4-triazines et le développement de stratégies de réactions d’addition conjuguée/cycloadditions en cascade et de synthèses monotopes organocatalysées ont fournis l’accès à une vaste gamme de nouvelles tétrahydro-[1,6]-naphthyridines diversement substituées. / The development of new methods for the synthesis of original heterocyclic molecules represents a current concern in organic chemistry, aiming to furnish medicinal chemistry and chemical biology with new chemical tools and contribute to the exploration of chemical space.In this context, the work which was carried out during this PhD thesis focused on the elaboration of new approaches for the synthesis of tetrahydro-[1,6]-naphthyridine scaffolds. The original use of 3-vinyl-1,2,4-triazines as bifunctional synthetic platforms, able to react both as Michael acceptor and as aza-diene in inverse-electron-demand Diels-Alder cycloadditions, is the keystone our methodology is based upon. The development of domino reactions – allowing quick and efficient synthesis of targeted compounds – remaineda perpetual concern evolving along side our preoccupation to access enantioselective transformations relying on organocatalysis.The synthesis of new 3-vinyl-1,2,4-triazines platforms and the elaboration of domino conjugate addition/cycloadditions and orgonocatalyzed one-pot synthesis strategies enabled to synthetize a wide panelof new diversly substituted tetrahydro-[1,6]-naphthyridines compounds.

Palladium-catalysed coupling reactions have been embraced by synthetic chemists as one of the preferred means for smooth formation of new carbon-carbon bonds: a truly ubiquitous methodology of synthesizing complex molecules. This thesis describes the study of a series of palladium(0)-catalysed C2-arylations of a 1-cyclopentenyl ether, equipped with a chiral (S)-N-methyl-pyrrolidine auxiliary. The investigated olefin was demonstrated to undergo Si-face insertion, providing (R)-configuration of the arylated C2-carbon. In addition, the mild and novel palladium(II)-catalysed dominoHeck/Suzuki β,α-diarylation-reduction of a dimethylaminoethyl-substituted chelating vinyl ether was developed using arylboronic acids as arylating agents in combination with 1,4-benzoquinone (BQ). Further, highly regioselective palladium(II)-catalysed α-and β-monoarylation of the chelating vinyl ether was achieved using either a bidentate ligand or by employing ligand-less conditions. These studies demonstrate that the choice of ligands has a profound effect on the reaction outcome, as productive β,α-diarylation could only be obtained by suppressing the competing β-hydride elimination using BQ as the stabilising ligand and terminal reoxidant. The pivotal role of BQ in the reaction was studied using computer-aided density functional theory calculations. The calculations highlight the crucial role of BQ as a Pd(II)-ligand. In addition of serving as an oxidant of palladium, the calculations support the view that the coordination of BQ to the Pd(II)-centre in the key σ-alkyl complex leads to a low-energy pathway, aided by a strong η2 Pd-BQ donation-back-donation interaction. Furthermore, an investigation of the scope and limitations of novel stereoselective and BQ-mediated palladium(II)-catalysed domino Heck/Suzuki β,α-diarylation reactions, involving metal coordinating cyclic methylamino vinyl ethers and a number of electronically diverse arylboronic acids, conducted. In addition, a set of 4-quinolone-3-carboxylic acids, structurally related to elvitegravir and bearing different substituents on the condensed benzene ring, was designed and synthesized as potential HIV-1 integrase inhibitors. Finally, in an effort to identify a new class of HIV-1 protease inhibitors, four different stereopure β-hydroxy γ-lactam-containing inhibitors were synthesized, biologically evaluated, and co-crystallized with the enzyme. / The time 12:05 for the public defense mentioned in the thesis is incorrect. It will take place at 09:15, 2012-06-08.