La thalidomide est un sédatif hypnotique mis sur le marché pour la première fois en Allemagne en octobre 1957 et largement vendu par la suite dans 46 pays sous 51 noms commerciaux différents. Il fut également utilisé comme antiémétique chez les femmes enceintes et, dès le jour de Noël de l’année 1956, un premier enfant atteint de phocomélie naissait, six mois avant la mise sur le marché. La thalidomide fut retirée de la vente fin 1961, du fait de ses effets dévastateurs sur le développement fœtal. De nombreux mécanismes d’action de la thalidomide dans l’embryopathie ont été rapportés, notamment un effet antiangiogénique avec inhibition de la neurovascularisation au cours du développement des membres durant la vie fœtale. Par la suite, la thalidomide s’est imposée comme traitement dans un grand nombre de pathologies. Il a également été démontré qu’elle était capable d’induire une augmentation ou une inhibition de l’expression de chimiokines ou de facteur de croissance.L’élaboration de nouvelles molécules analogues plus efficaces reste au centre de nombreuses études de recherche. Sur la base des travaux effectués sur la régulation de la production de cytokines et de la modulation des lymphocytes NK par la thalidomide et ses analogues, nous avons travaillé autour du noyau 1H-pyrrolo[2,3-b]pyridine. Cette étude a permis de fonctionnaliser ce noyau sur diverses positions par différents types de synthèse organique : désulfonylation, réactions d’addtion 1,4 de type Michael, couplage peptidique, … et d’élaborer des molécules originales. Les composés synthétisés ont fait l’objet d’études pharmacologiques. / Thalidomide is a sedative hypnotic on the market for the first time in Germany in October 1957 and subsequently sold widely in the 46 countries under 51 different trade names. It was also used as antiemetic in pregnant women and from the Christmas Day of 1956, a first child with phocomelia born, six months before placing on the market. Thalidomide was withdrawn from the market in late 1961, because of its devastating effects on fetal development. Many mechanisms of action of thalidomide embryopathy have been reported, including an antiangiogenic effect with inhibition of neurovascularisation during limb development during fetal life. Subsequently, thalidomide has emerged as a treatment of many diseases. It was also demonstrated its ability to induce an increase or inhibition of expression of chemokines or growth factor. The development of new molecules like more effective remains the focus of many research studies. Based on studies on the regulation of cytokines production and modulation of NK cells by thalidomide and its analogs, we worked on the 1H-pyrrolo [2,3-b] pyridine. This study led us to functionalize 7-azaindole on various positions and by different organic synthesis: desulfonylation, Michael addition, peptide coupling… These synthetized compounds have been tested in pharmacologic studies.

Au cours de cette thèse, nous avons découvert que des phénols pauvres en électrons comme les nitrophénols ou le salicylate de méthyle peuvent intervenir comme partenaire acide dans des couplages de type Ugi. Ces phénols sont en effet suffisamment acides pour activer les imines intermédiaires et déplacer l'ensemble des équilibres par un réarrangement de type Smiles. Il est ainsi possible d'obtenir des N-arylaminoamides par un couplage multicomposant entre une amine primaire, un isonitrile, un composé carbonylé et un phénol. Par la suite, nous nous sommes intéressés à la possibilité d'étendre cette réaction à d'autres phénols appauvris tels que des phénols hétérocycliques comme, par exemple, les hydroxy pyridines ou pyrimidines permettant la formation de composés intéressants d'un p! oint de vue biologique. Ces réactions permettent d'envisager des synthèses rapides et efficaces de composés hétérocycliques. Ainsi nous avons mis au point une synthèse « one-pot » de benzopyrazinones par hydrogénolyse cyclisante avec d'excellents rendements. Couplée à une métathèse cyclisante, cette réaction permet d'envisager une synthèse efficace de composés hétérocycliques de type pyrimidine-azépines, avec mise en évidence lors de la cyclisation d'un tandem RCM–isomérisation de la double liaison.

La réaction entre différents diénimides et le 2-(triméthylsiloxy) furanne, induite par un acide de Lewis, conduit à la formation des anilines furan-2(5H)-ones correspondantes. Dans les mêmes conditions, l'utilisation du furanne conduit à la formation d'un composé triaryle et un surprenant produit secondaire de structure pentacyclo[5.4.0.0.0.0]undécane. La formation de ce pentacycle contenant neuf centres stéréogéniques est produite avec une complète diastéréosélectivité. Une transposition oxydative de type Wagner-Meerwein impliquant différentes fonctionnalités par l'entremise d'un réactif d'iode hypervalent a été accomplie. Cette stratégie est en accord avec le concept de l'umpolung aromatique et permet un accès rapide à des structures très fonctionnalisées. L’obtention d'une espèce tendue hautement électrophile et capable de réagir avec de très faibles nucléophiles tels que le dichlorométhane et l'hexafluoroisopropanol a été obtenue comme intermédiaire réactionnel lors de réactions de Prins oxydantes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : hétérocycle oxygéné, addition de Michael, aromaticité, couplage, Sulfonamides, phénol, transposition, iode hypervalent, umpolung aromatique

Ce travail porte sur la conception de dérivés d'aminoacridine et de quinazoline. Dans une première partie, nous avons préparé des dérivés d'aminoacridine ortho-hydroxyméthylée. Pour synthétiser ces dérivés nous avons mis au point une stratégie efficace et générale mettant en jeu la préparation d'un intermédiaire-clé qui peut ensuite être fonctionnalisé. A partir de ce dernier nous avons préparé des dérivés substitués par un motif guanidine. Nous avons également préparé un dérivé iodé afin d'étudier sa distribution cellulaire par microscopie ionique (SIMS). Les propriétés biologiques (IC50 et distribution cellulaire) de ces nouveaux composés ont été évaluées sur des cellules cancéreuses et les résultats obtenus ont confirmé l'intérêt de cette nouvelle famille d'aminoacridine comme anticancéreux.<br />Dans une seconde partie nous avons mis au point une nouvelle méthodologie de synthèse de 2-alkylamino-4(3H)-quinazolinones. Nous avons ainsi préparé différents dérivés comportant un motif quinazolinone à partir d'amines aromatiques et hétérocycliques. Certains de ces dérivés ont fait l'objet d'études biologiques préliminaires (effet cytostatique, ligand ADN-quadruplex) et les résultats obtenus sont très encourageants.

Dans ce mémoire, deux projets de recherche bien distincts seront présentés. La première moitié du document sera consacrée à l’étude de la formation d’indoles via un intermédiaire diaziridine alors que la deuxième moitié portera sur la synthèse de ligands carbène N-hétérocycliques anioniques obtenus à partir d’ylures de N-sulfonyliminoimidazolium. Le premier chapitre portera sur la synthèse d’indoles et sera divisé en quatre sections : l’introduction, les précédents effectués au laboratoire, le développement de la méthodologie et la conclusion. L’introduction présentera les différents concepts théoriques et précédents de la littérature permettant de comprendre l’origine et l’intérêt du projet. La deuxième section, quant à elle, exposera les premiers résultats obtenus au laboratoire par Julie Prévost, alors que la troisième section présentera les différentes approches employées au courant de ma maitrise. Finalement, ce chapitre se terminera par une conclusion résumant le projet et expliquant l’abandon de celui-ci. Le second chapitre portera sur la synthèse d’une nouvelle famille de ligands N-hétérocycliques anioniques et sera divisé en cinq sections : l’introduction, les précédents reliés au projet, la synthèse des ylures, la synthèse des complexes d’argent et les projets futurs. Encore une fois, l’introduction présentera les différents concepts théoriques et précédents de la littérature permettant de comprendre l’origine et l’intérêt du projet. La seconde section portera sur les premiers travaux effectués par Claude Legault et Hannah Guernon durant sa maitrise. La troisième section présentera la synthèse en trois étapes des différentes familles d’ylures développées, alors que la quatrième section présentera la formation des différents complexes d’argent ainsi que leurs propriétés. Ce chapitre se terminera avec la présentation des différentes applications possibles de ces nouveaux complexes d’argent et présentera les travaux futurs restants à faire.

La granulatimide et l'isogranulatimide, molécules naturelles isolées d'une ascidie Didemmum granulatum sont connues pour être des inhibiteurs de la Chk1, enzyme régulatrice du point de contrôle en G2 du cycle cellulaire. La première partie de ce travail est consacrée à la présentation du point de contrôle en G2 du cycle cellulaire et plus particulièrement à la checkpoint 1 kinase Chk1. Dans une seconde partie, la synthèse de nouveaux carbazoles analogues de la granulatimide et l'isogranulatimide sera décrite. Parmi ces analogues l'hétérocycle imidique sera tout d'abord remplacé par un lactame, une pyrazolinone, une pyridazine et l'hétérocycle imidazole sera quand à lui remplacé par des carbocycles à 5 ou 6 chaînons fonctionnalisés. Une troisième partie présente les résultats des tests d'inhibition de la Chk1 et les activités antiprolifératives sur trois lignées cancéreuses effectuées sur les analogues synthétisés. Tous les tests biologiques ont été réalisés au sein des laboratoires Servier.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les réactions de couplage métallocatalysées mises en avant par l'attribution du Prix Nobel de Chimie 2010 permettent la création de liaison C-C impossible par les réactions de type SN1 ou SN2. Or, les composés auxquels elles donnent accès sont très utilisés dans le domaine pharmaceutique, agrochimique ou encore dans celui de la chimie supramoléculaire. Si les réactions sont efficaces, les agents de couplages sont souvent peu accessibles et/ou peu éco(nomique/logique)-compatibles. Les triarylbismuthines lèvent en partie ces limitations, car tous les atomes de ces organométalliques participent aux processus et ces composés sont considérés comme non toxiques mais les réactions engageant ce type d'organométalliques souffrent de leur dimérisation. Afin de lever cette limitation, nous avons développé un système catalytique plus " vert" utilisant le PEPPSI comme pré-catalyseur sur une réaction test. Ces nouvelles conditions donnent généralement d'excellents rendements en série biarylique comme hétérobiarylique. La gamme des substituants sur le dérivé halogéné est très étendue mais plus limitée sur la bismuthine. Ce système catalytique a ensuite été utilisé sans modification dans les réactions domino d'élimination/couplage. Une étude cinétique comparative par GC/MS et RMN 13C a permis de montrer qu'une élimination d'ordre 2 avait lieu avant le couplage. De plus il y a un effet coopératif entre les ions fluorures et la bismuthine : celle-ci joue donc un double rôle : agent organométallique doux de couplage et base. L'ambiguïté mécanistique ainsi levée, il a été permis d'envisager une chimiosélectivité en fonction des divers états d'hybridation du carbone portant le brome au moment du couplage. Plusieurs méthodes d'accès à des molécules de structures Ar-Ar-C C-Ar à géométries variables peuvent être obtenues rapidement. Le système catalytique a également permet l'activation de liaison C-Br de bromocoumarines. Ainsi, il est possible de réaliser le couplage sur les positions 3-, 4- et 6-. L'ordre de réactivité a été déterminé ce qui a permis de réaliser des monocouplages parfaitement sélectifs sur les 3,4- ou 3,6- dibromocoumarines, dont les applications biologiques suscitent un grand intérêt. Le nouveau système catalytique a donc éliminé le problème de dimérisation des triarylbismuthines et donne potentiellement accès à des molécules intéressantes pour leurs propriétés physiques ou biologiques / Metallocatalysed crosscoupling reactions have been highlighted by the attribution of the 2010 Nobel Chemistry Price since they allow CC bond formation when classical SN1 or SN2 do not permit it. Furthermore, they give access to many pharmaceutics and agronomic compounds but also molecules used for their supramolecular properties. Nowadays, reactions are really efficient but reactants are not always readily accessible and can't be classified as green reagents. Since all its atoms act over the catalytic process and because they are not considered as toxic so far, triarylbismuthines may be a good alternative to circumvent the limitation described above. However, they suffer a main drawback, their reductive dimerisation. In order to avoid this side-reaction, a new greenest process has been developed on a benchmark reaction based on PEPPSI, an NHC/Pd catalyst. These conditions gave usually excellent yields, either for the biaryle or heterobiaryle crosscoupling reaction. The range of substituents is really wide on the aryle halide moiety but slightly more limited on the triarylbismuthine reagents. Then, this catalytic process has been applied without modification to an elimination/crosscoupling domino reaction. A GC/MS and 13C NMR supported comparative kinetic study showed that a 2nd order elimination take place before the C-C bond formation. Fluoride anion and triarylbismuthine act together. Therefore triarylbismuthine play a dual role: base and aryl transfer reagent. This mechanism study led to chimioselective reactions that allow many paths for the synthesis of Ar-Ar-C C-Ar containing compounds with a good control on geometry of this highly conjugated structure. This catalytic process allows also bromocoumarine C-Br bond activation. Thus, crosscoupling may be selectively performed at the 3-, 4- or 6- position of coumarines. The reactivity order difference of these positions even allow hightly selective mono crosscoupling reaction on 3,4- or 3,6-dibromocoumarines for further biological application. To conclude, our PEPPSI based greenest process avoid the dimerisation of bismuthines and give easy access to many compounds of great interest either for their biological or physical properties

Les avancées dans la recherche de complexes doués de grandes activités catalytiques ont conduit à l'utilisation intensive des carbènes N-hétérocycliques (NHCs). Depuis une quinzaine d'années cette classe de ligands a fait ses preuves en donnant accès à des complexes d'une grande<br />stabilité et très actif en comparaison à d'autres ligands.<br />Les récents travaux sur la synthèse de ligands bidentes comportant un NHC et un groupement azoté coordonnant, puis de complexes de palladium, rhodium et iridium très actifs en catalyse, nous ont orientés vers la préparation de ligands analogues avec des hétéroatomes différents.<br /><br />Dans cette thématique nouvellement développée au sein de notre équipe, nous avons mis au point deux méthodes de synthèse originales donnant accès à de nouveaux précurseurs de carbènes N-hétérocycliques, composés d'un groupement imidazolium et d'un second groupement<br />coordonnant qui sera soit une phosphine, soit un thioéther.<br /><br />L'étude de ces ligands a permis de développer une chimie de coordination riche avec Ni, Pd, Rh, Ru et Ir. Ainsi, quatre modes de coordination ont été mis en évidence : soit une monocoordination de l'hétéroatome ou du NHC, soit une double coordination de l'hétéroatome et du carbène Nhétérocylique selon des modes dit « normal » ou « anormal ». Nos études ont montré que le mode de coordination adopté par les ligands dépendait des conditions expérimentales, de la réactivité du métal et de son affinité pour l'hétéroatome. <br /><br />L'obtention de tels complexes a permis d'effectuer quelques tests préliminaires en hydrosilylation et hydrogénation avec le rhodium(I). Une étude approfondie de la réaction de couplage d'un organomagnésien et d'un halogénure d'aryle (réaction de Kumada-Corriu-Tamao) a été menée avec les complexes du nickel(II).

Nous avons développé la synthèse d'hétérocycles indoliziniques fonctionnalisés par un cation pyridinium et étudié leur interaction avec L'ADN. L'étape-clé pour accéder aux indolizines est la cycloaddition [3+2]-dipolaire des ylures dérivés des sels quaternaires de la 4,4'-bipyridine avec des dipolarophiles. La synthèse a été effectuée par la voie classique (chauffage en solvant) et par irradiation avec des micro-ondes (“chimie verte”). Nous avons étudié les propriétés acido-basiques des sels diquaternaires et leur activité biologique sur une série de microorganismes. Par ailleurs les propriétés électriques et optiques ainsi que la photoluminescence des indolizines se sont révélées prometteuses pour des applications comme les traceurs biomédicaux. L'interaction des indolizines avec l'ADN a aussi été étudiée. Finalement, nous avons évalué les propriétés antioxydantes des indolizines, qui ont montré une activité inhibitrice de la peroxydation des huiles végétales in vitro.