Dans une première partie, la protection des phénols et des pyridinols a été étudiée. Une nouvelle méthode de tetrahydropyranylation a été développée via la réaction de Mitsunobu. Les pyridinols et des phénols ont ainsi été protégés sous forme d'acétal. Cette méthode est sélective d'un phénol vis-à-vis d'un alcool ou d'une amine. La métallation régiosélective des pyridinols 3- et 4- OTHP a été ensuite réalisée. La fonctionnalisation de ces composés, via des réactions successives de métallation et une hydrolyse acide, a permis la synthèse de pyridinols difonctionnalisés "one-pot". Dans le but d'étudier le pouvoir ortho-directeur du groupe O-THP lors de la réaction de métallation, des essais de déprotonations compétitives ont été réalisés avec un pyridinol protégé par un OMe ou une carbamate. Dans une seconde partie, nous avons étudié une synthèse courte et efficace de la (-)-lentiginosine et de ses épimères à partir de la 2-bromopyridine avec de bons rendements. Nous avons synthétisé la (-)-lentiginosine et deux de ses épimères avec de bons rendements. Au cours de cette synthèse, nous avons développé une nouvelle méthodologie de quaternarisation de pyridine via la réaction de Mitsunobu.

Dans un contexte industriel où les réactions d'oxydation sont réalisées dans des conditions qui ne satisfont pas toujours les principes de la chimie verte, notre groupe étudie des catalyseurs de structure N-hydroxyphtalimide (NHPI), pour l'oxydation aérobie de substrats organiques variés dans des conditions douces. Dans le but d'obtenir des catalyseurs plus actifs, deux familles d'analogues hautement substitués sur le noyau phtalimide ont été préparées, suivant deux nouvelles méthodologies de synthèse. La première consiste en la bis-ortho-métallation / silylation d'acides ortho-phtaliques non protégés, pour un accès très rapide à des analogues silylés du NHPI. Les premiers tests en catalyse d'oxydation aérobie montrent une influence intéressante des groupements silyles sur la stabilité de l'espèce active, via leur encombrement stérique, cela permettant une amélioration de l'activité catalytique. La seconde stratégie inclut une cyclotrimérisation [2+2+2] totalement intramoléculaire d'ène-diyne diesters, pour la construction d'un squelette bis-ortho-lactone pentacyclique innovant. Ces intermédiaires sont aisément transformés en 3,6-bis(2-hydroxyphényl)-4,5-diarylphtalimides, ces composés présentant une symétrie C2 et deux axes d'atropoisomérie. Le dédoublement des énantiomères a été effectué, dans la perspective d'obtenir des catalyseurs d'oxydation aérobie potentiellement énantiosélectifs. / In the chemical industry, oxidation reactions are not often performed in green chemistry conditions. Our group has been studying N-hydroxyphthalimides (NHPI) catalysts for the aerobic oxidation of various organic substrates in mild conditions. In order to obtain more active catalysts, two families of analogs, showing high substitution on the phthalimide core, have been prepared, following two new synthetic methodologies. The first one consists of the bis-ortho-metalation / silylation of unprotected ortho-phthalic acids, for the efficient access to silylated analogs of NHPI. Preliminary tests in aerobic oxidation catalysis show an interesting influence of the bulkiness of the silyl groups towards the active species, because of increases in catalytic activities. The second strategy includes a totally intramolecular [2+2+2] cyclotrimerization of ene-diyne diesters, affording an innovative pentacyclic bis-ortho-lactone scaffold. These intermediates are easily converted to 3,6-bis(2-hydroxyphenyl)-4,5-diarylphthalimides, which present C2 symmetry and two atropoisomeric axis. The resolution of both enantiomers has been performed, in order to access aerobic oxidation catalysts with potent enantioselective activity.

Dans une première partie, la protection des phénols et des pyridinols a été étudiée. Une nouvelle méthode de tetrahydropyranylation a été développée via la réaction de Mitsunobu. Les pyridinols et des phénols ont ainsi été protégés sous forme d'acétal. Cette méthode est sélective d'un phénol vis-à-vis d'un alcool ou d'une amine. La métallation régiosélective des pyridinols 3- et 4- OTHP a été ensuite réalisée. La fonctionnalisation de ces composés, via des réactions successives de métallation et une hydrolyse acide, a permis la synthèse de pyridinols difonctionnalisés "one-pot". Dans le but d'étudier le pouvoir ortho-directeur du groupe O-THP lors de la réaction de métallation, des essais de déprotonations compétitives ont été réalisés avec un pyridinol protégé par un OMe ou une carbamate. Dans une seconde partie, nous avons étudié une synthèse courte et efficace de la (-)-lentiginosine et de ses épimères à partir de la 2-bromopyridine avec de bons rendements. Nous avons synthétisé la (-)-lentiginosine et deux de ses épimères avec de bons rendements. Au cours de cette synthèse, nous avons développé une nouvelle méthodologie de quaternarisation de pyridine via la réaction de Mitsunobu. / We report that the tetrahydropyranylation of pyridinols and phenols, exhibiting especially very low nucleophilicities, can be achieved by means of Mitsunobu reaction with 2-hydroxy-tetrahydropyran. We studied the regioselective deprotonation of 3- an 4-(tetrahdropyran-2-yloxy)pyridines with n-butyllithium. Trapping the lithiated species with various electrophiles afforded functionalized pyridines in good yields. A one-pot procedure also allowed the double fuctionalization at C4 and C2 in the case of 3-O-THP-pyridine. The ortho-metallating ability of this group was examined in comparison with other well-known oxygen-based ortho-directing groups. A four-step synthesis of (-)-lentiginosine and its epimers is described starting from 2-bromopyridine. The key step consisted of a quaternarization of a fully unprotected pyridinium-polyol unit using Mitsunobu methodology. We have demonstrated that the Mitsunobu reaction is viable as a new methodology for the N-alkylation of pyridine and for the formation of bridgehead azabicyclic compounds from pyridine derivatives

Dans un contexte industriel où les réactions d'oxydation sont réalisées dans des conditions qui ne satisfont pas toujours les principes de la chimie verte, notre groupe étudie des catalyseurs de structure N-hydroxyphtalimide (NHPI), pour l'oxydation aérobie de substrats organiques variés dans des conditions douces. Dans le but d'obtenir des catalyseurs plus actifs, deux familles d'analogues hautement substitués sur le noyau phtalimide ont été préparées, suivant deux nouvelles méthodologies de synthèse. La première consiste en la bis-ortho-métallation / silylation d'acides ortho-phtaliques non protégés, pour un accès très rapide à des analogues silylés du NHPI. Les premiers tests en catalyse d'oxydation aérobie montrent une influence intéressante des groupements silyles sur la stabilité de l'espèce active, via leur encombrement stérique, cela permettant une amélioration de l'activité catalytique. La seconde stratégie inclut une cyclotrimérisation [2+2+2] totalement intramoléculaire d'ène-diyne diesters, pour la construction d'un squelette bis-ortho-lactone pentacyclique innovant. Ces intermédiaires sont aisément transformés en 3,6-bis(2-hydroxyphényl)-4,5-diarylphtalimides, ces composés présentant une symétrie C2 et deux axes d'atropoisomérie. Le dédoublement des énantiomères a été effectué, dans la perspective d'obtenir des catalyseurs d'oxydation aérobie potentiellement énantiosélectifs.

La détection et l'identification des protéines sur gel d'électrophorèse dépend aussi bien du marqueur des protéines utilisés (généralement un marqueur fluorescent) que de ses propriétés physicochimiques propres (rendement quantique, Stokes' shift et recouvrement des bandes d'absorption et d'émission, photoblanchiment), de sa stabilité (chimique et photochimique), et de son accessibilité. Créer une gamme de nouveaux fluorophores dont les propriétés physicochimiques peuvent être modulées en partant d'une structure bien connue et très avantageux dans l'optique d'anticiper les caractéristiques supposées des composées envisagés. Cependant, même si de nombreux fluorophores sont disponibles commercialement, ils souffrent généralement de différentes contraintes telles que leurs prix prohibitifs, leur manque de sensibilité, leur stockes' shift trop faible ou bien encore leur stabilité. L'accès à une famille de fluorophores résolvant l'ensemble de ces contraintes pour la détection de protéines sur gel d'électrophorèse représenterait donc un réel défi. L'épicocconone, isolée du champignon Epicoccocum Nigrum, se lie de façon covalente aux amines (et donc également aux protéines) en conduisant à un adduit énaminique qui est très fluorescent. Cet adduit émet dans le rouge (610 nm) lorsqu'irradié dans l'UV (395 nm) ou le visible (520 nm). Ces propriétés ont donc conduit à l'utilisation de ce produit naturel comme marqueur fluorescent de protéines sur gel d'électrophorèse menant à une sensibilité de détection rarement atteinte et à une gamme de linéarité très importante (104). La première synthèse de l'épicocconone a alors été engagée au sein de notre laboratoire. Elle a finalement conduit à une chimiothèque d'analogues encore plus efficace ayant permis d'établir une véritable relation structure-fluorescence.

La détection et l’identification des protéines sur gel d’électrophorèse dépend aussi bien du marqueur des protéines utilisés (généralement un marqueur fluorescent) que de ses propriétés physicochimiques propres (rendement quantique, Stokes’ shift et recouvrement des bandes d’absorption et d’émission, photoblanchiment), de sa stabilité (chimique et photochimique), et de son accessibilité. Créer une gamme de nouveaux fluorophores dont les propriétés physicochimiques peuvent être modulées en partant d’une structure bien connue et très avantageux dans l’optique d’anticiper les caractéristiques supposées des composées envisagés. Cependant, même si de nombreux fluorophores sont disponibles commercialement, ils souffrent généralement de différentes contraintes telles que leurs prix prohibitifs, leur manque de sensibilité, leur stockes’ shift trop faible ou bien encore leur stabilité. L’accès à une famille de fluorophores résolvant l’ensemble de ces contraintes pour la détection de protéines sur gel d’électrophorèse représenterait donc un réel défi. L’épicocconone, isolée du champignon Epicoccocum Nigrum, se lie de façon covalente aux amines (et donc également aux protéines) en conduisant à un adduit énaminique qui est très fluorescent. Cet adduit émet dans le rouge (610 nm) lorsqu’irradié dans l’UV (395 nm) ou le visible (520 nm). Ces propriétés ont donc conduit à l’utilisation de ce produit naturel comme marqueur fluorescent de protéines sur gel d’électrophorèse menant à une sensibilité de détection rarement atteinte et à une gamme de linéarité très importante (104). La première synthèse de l’épicocconone a alors été engagée au sein de notre laboratoire. Elle a finalement conduit à une chimiothèque d’analogues encore plus efficace ayant permis d’établir une véritable relation structure-fluorescence. / Detection and identification of proteins either in 2D electrophoresis gels or in biological media depends largely on the quality of protein sensitive dye used (generally a fluorescent dye) as well on the efficiency of their fluorescent properties (quantum yield, Stokes’ shift and overlap of excitation frequency with common laser sources), their stability (chemical and photophysical) and their accessibility. To be able to create a range of new fluorescent dyes whose profiles can be modulated starting from a proven scaffold is advantageous in terms of predicting the properties of the final products. Even if many fluorescent dyes are available on the market, they suffer from a prohibitive price, a lack of sensitivity or a restricted wavelength range (absorption/emission) or limited stability. Access to a family of fluorophores displaying similar physicochemical properties, but shifted excitation and emission wavelengths constitutes an invaluable tool Epicocconone, isolated from the fungus Epicoccum nigrum, covalently binds to primary amines (e.g. lysine of proteins), leading to a protein linked conjugate which is strongly fluorescent, emitting light in the red (610 nm) when submitted to UV-visible light (395 or 520 nm). This is a novel pro-fluorophore that allows protein quantification with unprecedented sensitivity and with an excellent linearity on a broad range of concentrations. A program of synthesis of epicocconone and analogues in order to provide a library of complementary fluorophores has been undertaken. The results concerning either the better efficiency of the analogs and the structure-fluorescence relation are presented in this dissertation.

Les réactions de métallation des acides benzoïques mono-méthoxylés dans les positions 2-, 3- et 4- par les bases fortes alkyllithiées, les amidures de lithium encombrés et n-BuLi/t-BuOK (superbase) ont été étudiées. Relativement aux groupes ortho-directeurs connus, la fonction CO2H présente un pouvoir ortho-directeur moyen. Cette caractéristique constitue un avantage. En effet, il est possible de modifier la position de métallation en changeant la base et/ou en modulant les conditions expérimentales. De plus, les étapes de protection et de déprotection (souvent difficiles) de la fonction carboxylique, habituellement requises sont évitées.<br />Avec les bases alkyllithiées, il y a formation intermédiaire d'un complexe de prélithiation (effet CIPE). Le complexe le plus stable est généralement celui formé entre le carboxylate et la base lithiée. Les bases amidures métallent la position la plus acide thermodynamiquement (les effets inductifs et mésomères prédominent) et la régiosélectivité est généralement différente. La superbase de Lochmann-Schlosser plus "vorace" et moins sélective est davantage sensible à l'encombrement stérique et réagit préférentiellement en ortho de la fonction alkoxy. Les différentes techniques chimiques mises au point nous ont permis de proposer une synthèse éclair de l'acide lunularique.<br />Un mécanisme pour les réactions de lithiation dirigée est proposé.<br />Les acides 2-fluoro- et 2-méthoxybenzoïques donnent des réactions de substitution nucléophile aromatique (ipso-substitution) avec les organolithiens. L'introduction d'un atome de silicium en position 6 du cycle permet de diminuer la réactivité du carboxylate vis-à-vis de la base nucléophile. Le premier exemple de réaction d'échange brome-lithium en présence d'eau lourde est présenté. Une interprétation à ce phénomène est donnée.<br />Enfin, les réactions de métallation de la phénothiazine sont réanalysées sur le plan mécanistique. Contrairement à ce qui est indiqué dans la littérature, il est vraisemblable que ces transformations ne font pas intervenir un dianion. Le mécanisme suivi dépend de l'électrophile et ce dernier est susceptible d'intervenir dans le processus de métallation.

Ce mémoire concerne la métallation dirigée des acides 2-, 3- et 4-biphényl carboxyliques par les bases fortes. Le squelette carboné des acides biphénylcarboxyliques se retrouve dans de nombreuses molécules biologiquement actives. Par exemple, le losartan (Merck), un des antidépresseurs les plus connus, est un dérivé 2-biphényltétrazole. La xenalepine est une molécule hypolipidémique (traitement de l'arthérosclérose). Les intermédiaires de synthèse et produits finis de l'industrie pharmaceutique et agrochimique possèdent généralement un ou plusieurs cycles aromatiques ou hétéroaromatiques substitués. Les réactions de métallation aromatique en position ortho ou à distance aromatique permettent un accès rapide et régiosélectif à ces composés et c'est la voie que nous developpons au laboratoire. La première étude concernant le mécanisme détaillé des métallations à distance de groupements directeurs de métallation est présentée. L'acide 2-biphénylcarboxylique est métalable à distance en position C2' grâce au système basique n-BuLi/t-BuOK (ratio 1:1) dans le THF ou le benzène. Des expériences de deutériolyse permettent de mettre en évidence les intermédiaires présents sur le chemin réactionnel. La métalation n'est pas régiosélective et la base attaque à la fois les positions ortho (C3) et à distance (C2'). L'anion résultant de la métallation à distance est piégé au fur et à mesure de sa formation, conduisant de façon irréversible à un gem-dialcoolate dimétallique. Le groupement CO2M (M = Li ou K) de l'espèce métallée à distance joue ultérieurement le rôle d'électrophile interne et est piègé irréversiblement et intramoléculairement par l'anion. La position C3 est métallée de façon réversible et le déplacement des équilibres vers la formation du produit C2'-métallé s'effectue selon le principe de Le Châtelier. D'autre part, le groupe geminal dimétallo dialcoolate de l'espèce cyclisée dirige ultérieurement les métallations en position ortho (C1) conduisant à une espèce stable 1-metallo-9H-fluorene-9,9-dimétallo dialcoolate qui peut être piégée par les électrophiles. On obtient après hydrolyse des 9H-fluorén-9-ones diversement substituées en position C1. Le squelette carboné des fluorén-9-ones se retrouve dans de nombreux alcaloïdes agents physiologiquement actifs, polymères, cristaux liquides. Certaines fluorén-9-ones polysubstituées ont une action bénéfique sur le système nerveux central et périphérique. De plus, les fluorén-9-ones sont utilisées comme photoinitiateurs de réactions photochimiques variées. Elles sont par ailleurs des intermédiaires de synthèses de molécules plus complexes. Le groupement gem-dialcoolate dimétallique constitue à notre connaissance le premier groupe ortho-directeur bichargé jamais décrit dans la littérature. Les birarylamide, phénothiazine et aminobiphényle réagissent de façon similaire. Des conditions permettant la métallation en ortho de la fonction acide carboxylique des acides 2-, 3- et 4-biphénylcarboxyliques et des acides 1- et 2-naphtoïque sont ensuite décrites. Cette étude illustre parfaitement le concept de sélectivité optionnelle de site développé par Schlosser : en modifiant les conditions de réaction (base, sens d'addition des réactifs, température, température...), il est possible de modifier le site de déprotonation des acides biphényl carboxyliques. Mots clé : Métallation à distance, orthométallation, sélectivité optionnelle de site Acide benzoïque, fluorén-9-one, acide biphénylcarboxylique Alkyllithiens, amidures de lithium, superbase LiCKOR, effet CIPE, lithium

Le but principal de ce travail a été de développer de nouvelles méthodologies pour la synthèse de molécules d'intérêt biologique, telles que des azafluorénones, et des précurseurs d'analogues de la variolines B. Tout d'abord, nous avons synthétisé des diarylcétones, précurseurs pour nos cibles, par une séquence déprotocupration-aroylation. Ensuite, nous les avons impliquées dans une étape de couplage pallado-catalysé : les substrats ont subi une C-H activation pour aboutir aux azafluorénones. Nous nous sommes tournés par la suite vers la synthèse d'azafluorénones substituées. Ces dernières ont été synthétisées par un processus auto-tandem en combinant le couplage de Suzuki ou le couplage de Heck avec la cyclisation intramoléculaire catalysée par le palladium. Certaines de ces molécules ont été évaluées pour leurs propriétés biologiques et ont révélé des bonnes activités cytotoxique, antimalariale, antibactérienne et antifongique. Enfin, nous avons réussi à synthétiser des précurseurs d'analogues de variolines en seulement trois étapes à partir d'un produit commercial. / The main purpose of this work was to develop new methodologies for the synthesis of molecules of biological interest, such as azafluorenones and precursors of variolin B analogs. First, we synthesized diarylketones, precursors for our targets, via a deprotocupration-aroylation sequence. Then, we involved them in a pallado-catalyzed coupling step: some substrates underwent C-H activation to provide azafluorenones. Next, we turned our attention to the synthesis of substituted azafluorenones. The latter were synthesized by a tandem process combining Suzuki coupling or Heck coupling with intramolecular cyclization catalyzed by palladium. Some of these molecules were biologically evaluated and showed good biological activities: cytotoxic, antimalarial, antibacterial and antifungal. Finally, we succeeded in synthesizing precursors of variolin analogues in only three steps from a commercial product.

Le gossypol, pigment principal des semences de coton, représente une cible de choix pour les chimistes organiciens du fait de ses multiples applications pharmacologiques : contraceptif oral chez l'homme, remède naturel pour le traitement de la bronchite, inhibiteur total de la réplication du virus HIV 1, agent antiviral in vitro contre le virus de l'herpès simple type 2, le virus de l'influenza, propriétés anticancéreuses. Ce sont ses propriétés anticancéreuses qui suscitent à l'heure actuelle le plus d'intérêt. Des travaux récents (≥ 2000) montrent que le gossypol est un très bon ligand des protéines de la famille Bcl-2 qui constituent un point de contrôle majeur pour la régulation de l'apoptose (mort naturelle cellulaire dont le processus est perturbé dans les situations de cancers). Le présent travail fournit des nouvelles substances analogues du gossypol. Les voies chimiques originales mises au point permettent de remplacer les groupes isopropyle et méthyle du gossypol par des groupes structurellement proches (éthyle, n-propyle, n-butyle, etc.).<br />La première méthode générale de préparation de dérivés de l'acide vératrique substitués en position C2 par ortho-lithiation a été développée. L'acide vératrique commercial est métallé efficacement en position C2 par le LTMP. L'acide 3,4-diméthoxy-2-méthylbenzoïque ainsi obtenu est à son tour métallable latéralement par le LDA. Il a d'autre part été montré que la position C3 de l'acide 8-isopropyl-4,6,7-triméthoxynaphtalène-2-carboxylique est métallable par LTMP. Lorsque la position C8 est occupé par un méthyle, la métallation se fait exclusivement dans cette position avec LTMP. Les acides 2,3-diméthoxybenzoïques substitués en position C2 par des groupements divers conduisent après condensation de Stobbe à des composés naphtaléniques eux-mêmes précurseurs — par dimérisation oxydante — du squelette binaphtalène présent dans gossypol et l'apogossypol. Le 5,5'-didésisopropyl-5,5'-diméthylgossypol racémique et le 5-désisopropyl-5-méthylhémigossypol ont été préparés selon ces méthodes.