Le travail présenté dans ce manuscrit concerne le développement d'une nouvelle stratégie de synthèse d'alcaloïdes polyhydroxylés basée sur une séquence réactionnelle de métathèse cyclisante puis hydroboration-oxydation d'éthers d'énols permettant un accès efficace et sélectif à un diastéréoisomère trans-trans de trois substituants hydroxylés sur le cycle pipéridinique. Après mis au point de cette séquence, la méthodologie a été appliquée à la synthèse totale asymétrique de deux produits naturels : la (+)-castanospermine et la (+)-1-désoxynojirimycine. Une modification de cette stratégie a ensuite été envisagée pour la synthèse de pyrrolidines polyhydroxylées basée cette fois sur une réaction d'hydroboration-oxydation d'énamides cycliques. Les différentes voies explorées pour obtenir ces énamides cycliques (métathèse cyclisante d'énamides, d'ynamides ainsi qu'une séquence réactionnelle métathèse croisée, bromation et couplage) n'ont pas conduit aux substrats attendus. Enfin, une application de la séquence métathèse cyclisante et hydroboration-oxydation d'éthers d'énols a conduit à un précurseur avancé de la synthèse de la D-AB1.

Les réactions de métathèse sont des méthodes performantes pour la création de doubles liaisons carbone-carbone et leurs popularités s'expliquent par l'accessibilité des catalyseurs nécessaires à celles-ci et par la facilité de mise en oeuvre de ces réactions. Elles ont par ailleurs trouvé de nombreuses applications dans la synthèse de molécules naturelles.Les aurisides A et B sont des molécules naturelles d'origine marine isolées du lièvre des mers Dolabella Auricularia en 1996. Ces macrolides présentent une activité cytotoxique intéressante contre des lignées de cellules cancéreuses HeLaS3 avec des valeurs d'IC50 de 0,17 et 1,2 μg/mLrespectivement.Nous avons dans un premier temps développé une voie d'accès au fragment C1-C9 des composés naturels en se basant sur la réaction de métathèse croisée des oléfines. Une étude sur le mode formation de la structure macrocylique par un processus séquentiel impliquant une réaction demétathèse cyclisante et une cétalisation transannulaire a ensuite été conduite sur des composés modèles permettant l'obtention de macrolactones analogues. Cette méthodologie a ensuite été appliquée à la synthèse stéréocontrôlée du squelette carboné des aurisides seulement dépourvu de sa chaîne latérale attaché sur l'atome de carbone C13.Enfin la réaction de métathèse croisée a également été exploitée dans un processus tandem avec celle d'hydrogénation pour la synthèse énantiosélective du 6-hydroxydodécanoate de pentadécyle,composant principal de l'huile essentiel Ylang-Ylang, et qui est également utilisé en médecine traditionnelle contre le choléra.

Les réactions de métathèse sont des méthodes performantes pour la création de doubles liaisons carbone-carbone et leurs popularités s’expliquent par l’accessibilité des catalyseurs nécessaires à celles-ci et par la facilité de mise en oeuvre de ces réactions. Elles ont par ailleurs trouvé de nombreuses applications dans la synthèse de molécules naturelles.Les aurisides A et B sont des molécules naturelles d’origine marine isolées du lièvre des mers Dolabella Auricularia en 1996. Ces macrolides présentent une activité cytotoxique intéressante contre des lignées de cellules cancéreuses HeLaS3 avec des valeurs d’IC50 de 0,17 et 1,2 μg/mLrespectivement.Nous avons dans un premier temps développé une voie d’accès au fragment C1-C9 des composés naturels en se basant sur la réaction de métathèse croisée des oléfines. Une étude sur le mode formation de la structure macrocylique par un processus séquentiel impliquant une réaction demétathèse cyclisante et une cétalisation transannulaire a ensuite été conduite sur des composés modèles permettant l’obtention de macrolactones analogues. Cette méthodologie a ensuite été appliquée à la synthèse stéréocontrôlée du squelette carboné des aurisides seulement dépourvu de sa chaîne latérale attaché sur l’atome de carbone C13.Enfin la réaction de métathèse croisée a également été exploitée dans un processus tandem avec celle d’hydrogénation pour la synthèse énantiosélective du 6-hydroxydodécanoate de pentadécyle,composant principal de l’huile essentiel Ylang-Ylang, et qui est également utilisé en médecine traditionnelle contre le choléra. / Metatheses are very useful synthetic tool for the formation of carbon-carbon bonds and their popularityis due to the facile access of the required catalyst for those reactions and also to the ease to performthem. So far, these reactions have found many for the total synthesis of natural products.The aurisides A and B are natural products and have been isolated from the sea hare Dolabella Auricularia in 1996. These macrolides have shown significant cytotoxicity with IC50 values againstHeLaS3 cervical cancer cells of 0.17 and 1.2 μg/mL respectively.We have first developed an access to the C1-C9 fragment of these compounds using the crossmetathesis reaction as a key step. A study for the formation of the macrocyclic core of the aurisides,using a sequential ring closing metathesis / transannular ketalization process was then developed. Thismethodology was first performed on unfonctionnalized substrates and allowed the synthesis ofmacrolactone analogs. It was then further applied on a stereocontrolled synthesis of the aurisideswithout the side chain attached on carbon C13.Finally, the cross metathesis reaction was also combined in a tandem process with a hydrogenation reaction for the enantioselective synthesis of pentadecyl-6-hydroxydodecanoate, the major componentof essantial oil Ylang-Ylang, and is also used in traditional medical treatment against cholera.

La réaction de métathèse a connu un essor considérable au cours de ces dernières années et le prix Nobel décerné aux chimistes Yves Chauvin, Robert H. Grubbs et Richard R.Schrock est venu récompenser ce travail. Cette réaction a été impliquée pour la synthèse de molécules naturelles d’origine marine. Les thiocyanatines A et B isolées en 2001 ont été ainsi préparées en utilisant la réaction de métathèse croisée. Il s’agit du premier exemple de métathèse en présence de groupements thiocyanates. De plus, ces deux synthèses utilisent la technologie micro-ondes. Le largazole, isolé en 2008, est une cible synthétique très important du fait de son activité anticancéreuse. Ce manuscrit retrace la synthèse d’une partie de cette molécule mais également une étude méthodologique pour la formation de motifs thiazoles par micro-ondes. Enfin, la rugulactone, isolée en 2009, a été préparée selon une stratégie tandem de métathèse cyclisante / métathèse croisée et cette dernière a été appliquée à la synthèse d’analogues. / The metathesis realized an important development during the last few years and the Nobelprize given to the chemists Yves Chauvin, Robert H. Grubbs et Richard R. Schrock came toreward this work. This reaction has been involved for the synthesis of natural molecules of marine origin. Thiocyanatines A and B, isolated in 2001, have been so prepared by using the reaction of cross metathesis. This is the first example of metathesis with the presence ofthiocyanates groups. Moreover, these two syntheses are using the microwave technology. Largazole, isolated in 2008, is a very important synthetic target because of its anticancerous activity. This manuscript is explaining the synthesis of one part of this molecule but it also provides a methodological study for the formation of thiazoles motives by microwave. Then,Rugulactone, isolated in 2009, has been prepared with a tandem strategy of ring clossing metathesis / cross metathesis and this one has been applied to the synthetis of analogues.

Le taxol est un composé découvert en 1965 à partir d'un extrait d'if du Pacifique (Taxus Brevifolia Nutt.). Son mode d'action original et inconnu au moment de sa découverte a fait de cette molécule une référence en matière de traitement anti-cancéreux. La présence de nombreuses fonctionnalités oxygénées, le nombre élevé de centres asymétriques et surtout sa structure tétracyclique comportant de plus un cycle à huit chaînons ont suscité l'intérêt des chercheurs depuis sa publication. Découverte dans les années 1970, la réaction de métathèse cyclisante des oléfines est un outil synthétique extrêmement puissant permettant la préparation de cycles de diverses tailles. Cette étude envisage l'utilisation de cette réaction pour préparer le cycle à huit chaînons du taxol. La première rétrosynthèse étudiée se fonde sur la fermeture du cycle B à huit chaînons par une réaction de métathèse cyclisante entre les carbones C9 et C10. La première étape de ce travail est consacrée à la préparation des précurseurs de métathèse. Un travail d'optimisation des conditions ne nous a cependant pas permis d'obtenir les diènes souhaités, par réaction de Shapiro ou de Nozaki-Hiyama-Kishi. Une nouvelle stratégie est ensuite étudiée: la fermeture du cycle B s'envisage cette fois-ci entre les carbones C10 et C11. Le diène souhaité serait obtenu par une réaction d'addition nucléophile entre le précurseur linéaire du cycle A et le cycle C. Ces deux précurseurs sont tout d'abord préparés par des méthodes rapides, simples et efficaces, donnant accès à des composés énantiomériquement purs. Les réactions d'additions nucléophiles sont ensuite étudiées. Une optimisation des paramètres permet d'obtenir le composé souhaité sous la forme d'un mélange 1:1 de deux diastéréoisomères, qui sont séparés à l'étape suivante. L'étude des figures de diffraction aux rayons X de ces deux composés permet d'attribuer la configuration relative de chaque centre asymétrique. Les composés obtenus sont ensuite transformés en quelques étapes en précurseurs de métathèse. Le diastéréoisomère comportant la mauvaise stéréochimie pour la sythèse du taxol se dégrade en présence du catalyseur de métathèse. En revanche, le diastéréoisomère comportant la bonne stéréochimie pour la sythèse du taxol cyclise en quelques heures en présence de catalyseur de Grubbs II pour donner le cyclooctène cis. De plus, en présence de catalyseur de Grubbs I, l'obtention d'un mélange des cyclooctènes cis et trans est mise en évidence. Enfin, une étude menée en annexe démontre la possibilité d'introduire la fonctionnalité oxygénée manquante sur le cycle C en utilisant comme produit de départ la cétone de Wieland-Miescher.

Le travail présenté dans ce manuscrit concerne la synthèse et une évaluation biologique de 10 nouveaux iminosucres. Les iminosucres sont une classe importante d'inhibiteurs de glycosidases (enzymes catalysant l'hydrolyse d'oligosaccharides), et l'activité inhibitrice de nos produits a été évaluée vis-à-vis d'un panel de 7 glycosidases différentes.Notre laboratoire a récemment décrit la préparation de cétonitrones cycliques polyalcoxylées à partir de cétoses tels que le D-fructose ou le L-sorbose (des sucres naturels abondants). Nous avons imaginé utiliser ces cétonitrones comme intermédiaires clés pour la synthèse de nouveaux iminosucres de structure originale, comportant un centre quaternaire en alpha de leur atome d'azote. Une partie de ce travail de thèse a consisté à améliorer la synthèse de ces cétonitrones, puis à trouver des conditions de C-vinylation diastéréosélective afin d'accéder sélectivement et efficacement à quatre pipéridines diastéréoisomères après réduction de la fonction N-hydroxylamine formée. La N-allylation de ces dernières a permis l'accès à des bis-alcénylpipéridines qui ont pu être aisément transformées en N-propylpipéridines,alpha-gem-disubstituées tétrahydroxylées après hydrogénation (des deux chaînes insaturées) et débenzylation.Les bis-alcénylpipéridines ont également été employées pour une réaction de métathèse cyclisante qui conduit au squelette indolizidine avec une double liaison en C1-C2. L'hydrogénation ou la dihydroxylation de cette double liaison, suivie par une étape de débenzylation a permis la synthèse d'indolizidines polyhydroxylées (tétra- et hexahydroxylées) inédites, substituées en jonction de cycle (position 8a). Un des composés synthétisés (une indolizidine) s'est révélé être un inhibiteur puissant et sélectif d'-glucosidases avec une concentration inhibitrice médiane de 52 nM (sur alpha-glucosidase de riz) et un mode d'inhibition peu répandu dans cette famille de molécules (inhibition non compétitive mixte). / This manuscript describes the synthesis and bioevaluation of 10 new iminosugars. Iminosugars are an important class of compounds, which can inhibit the activity of glycosidases (enzymes which catalyze oligosaccharide hydrolysis). The inhibitory activity of our products was assessed towards a panel of 7 glycosidases.Our laboratory has recently succeeded in the preparation of polyalkoxylated cyclic ketonitrones from ketoses such as D-fructose or L-sorbose (abundant natural sugars). Herein, we envisaged their utilization as precursors of new, structurally original iminosugars, bearing a quaternary center in of their nitrogen atom. We firstly improved the synthesis of these ketonitrones, and then we optimized conditions for their diastereoselective C-vinylation, in order to access selectively and efficiently four diastereoisomeric piperidines after reduction of the formed N-hydroxylamine function. The N-allylation of these piperidines gave access to the corresponding bis-alkenylpiperidines, which were readily transformed into ,alpha-gem-disubstituted tetrahydroxylated N-propylpiperidines after hydrogenation (of both unsaturated chains) and debenzylation.The bis-alkenylpiperidines were also engaged in a ring closing metathesis reaction, providing the indolizidine skeleton with a double bond in C1-C2. Hydrogenation or dihydroxylation of the latter, followed by a debenzylation step, produced original polyhydroxylated indolizidines (tetra- and hexahydroxylated), which are substituted at their ring junction (8a position). One of the synthesized compounds (an indolizidine) was found to be a highly potent and selective inhibitor of -glucosidases with a median inhibitory concentration of 52 nM (rice alpha-glucosidase) and an uncommon mode of inhibition for this class of molecules (mixed non-competitive inhibition).

Ce travail de thèse présente la mise au point d’une nouvelle stratégie de synthèse en vue de l’obtention d’analogues des strigolactones, apocaroténoïdes possédant de multiples activités biologiques d’intérêt agronomique : médiateurs chimiques intervenant dans la mise en place de la symbiose endomycorhizienne et nouvelle classe d’hormone végétale contrôlant l’architecture de la plante.La stratégie de synthèse est basée sur l’utilisation d’une séquence de deux réactions clefs qui sont une métathèse cyclisante d’oléfine (RCM) et une cyclisation radicalaire avec transfert d’atome catalysée par un métal de transition (ATRC). Tout d’abord, une synthèse rapide et efficace des précurseurs a été développée et après optimisation de la séquence RCM / ATRC, divers analogues fonctionnalisés en position C4 ont été obtenus après aménagements fonctionnels. D’autres bioisostères des strigolactones naturelles ont été synthétisés par variation au niveau du cycle C. En se basant sur la voie synthétique précédemment élaborée, la première synthèse asymétrique du Solanacol a été effectuée permettant la détermination de sa stéréochimie relative en C2’ et sa configuration absolue. L’évaluation des activités biologiques dans les différents modèles des composés synthétisés est aussi décrite. / This Ph.D. work has been centred on the elaboration of a new synthetic strategy in goal to obtain analogues of natural strigolactones, apocarotenoids with various biological activities of agronomic interests: chemical mediators implicated in the endomycorrhizal symbiosis and a new class of plant hormone controlling the plant architecture.The synthetic strategy is based on the sequence of two key reactions, which are ring closing metathesis (RCM) and atom transfer radical cyclisation (ATRC). First, a rapid and efficient access to the synthetic precursors has been developed and after optimisation of the RCM / ATRC sequence, several analogues functionnalised at the C4 position were obtained after judicious steps. Other bioisoters were obtained with variations on the C ring. On the basis of the elaborated synthetic pathway, the first asymmetric synthesis of Solanacol was successfully achieved conducting to the determination of the relative stereochemistry at C2’ position and its absolute configuration. The biological evaluations of the synthesized molecules in the different models were also described.

Depuis la découverte du Virus de l'Immunodéficience Humaine (VIH) au début des années 80, la recherche de nouvelles molécules anti-VIH demeure un challenge important pour la communauté scientifique. Les effets secondaires liés à l'usage d'inhibiteurs de la réplication virale, la découverte des récepteurs et la compréhension du mécanisme d'entrée du virus dans la cellule hôte ont encouragé la recherche sur de nouveaux inhibiteurs ciblant l'entrée virale. A ce jour, l'Enfuvirtide est le seul inhibiteur d'entrée approuvé en tant qu'inhibiteur de fusion. Bien que ce composé soit un antiviral puissant, il présente néanmoins de sérieuses limitations, son mode d'administration (injection sous cutanée deux fois par jour) et l'émergence de résistances, le classent en agent rétroviral de seconde classe. Une approche alternative est la génération de D-peptides inhibiteurs de fusion, résistants aux protéases et prometteurs pour le développement et l'identification d'une nouvelle classe de médicaments anti-VIH. Basée sur cette dernière approche, cette thèse est consacrée à la synthèse et à l'étude d'analogues peptidiques en tant qu'inhibiteurs de fusion du VIH. Tout d'abord, des études de modélisation associées à la synthèse d'analogues peptidiques ont permis de mettre en évidence et de comprendre les caractéristiques essentielles responsables de l'activité des D-peptides. Ensuite, des études de relations structure-activité, à partir de séquences modifiées, ont conduit à l'obtention de nouveaux analogues peptidiques inhibiteurs de fusion actifs. Enfin, dans le but de réduire la nature peptidique et par conséquent d'améliorer les propriétés pharmaceutiques, des macrocycles peptidiques ont été conçus, et une nouvelle stratégie de synthèse de peptides cycliques a été développée. / Since the discovery of the Human Immunodeficiency Virus (HIV) at the beginning of the 1980's, the search for new anti-HIV molecules remains an important challenge for the scientific community. Secondary effects associated with viral replication inhibitors, the discovery of receptors and the understanding of the mechanism of the viral entry makes HIV viral entry one of the most promising target for HIV drug development. To date, Enfurvitide is the only approved entry inhibitor as HIV fusion inhibitor. Although highly effective, Enfurvirtide has several serious limitations including high dosing requirements, the administration by injection, and the emergence of resistant strains. An alternative approach that has shown considerable potential is the generation of new D-peptides HIV fusion inhibitors expected to be resistant to proteolytic degradation and useful for the development and the identification of a new class of anti-HIV drugs with improv ed bioavailability.Based on this approach, the present work is dedicated to the synthesis and the study of peptide analogs as HIV fusion inhibitors. First, modeling studies and the synthesis of peptide analogs were devoted to point out and to understand the key elements responsible for the activity of the reference D-peptides. Then, structure activity relationship studies based on different modifications sequences led to the discovery of active peptide analogues as HIV fusion inhibitors. In another approach, in order to decrease peptide nature and consequently to improve the pharmaceutical properties, reduced cyclic peptides were designed. Finally, a novel strategy for cyclic peptide synthesis was developed.

Les vinylphosphonates fonctionnalisés représentent une classe importante de briques moléculaires utilisées en synthèse organique et suscitent un grand intérêt au niveau biologique. Ainsi, nous avons étudié différentes voies de synthèse pour accéder à ces composés. Il en ressort une méthode généralisable, faisant intervenir une réaction de substitution organocatalysée, à partir d’un substrat phosphoré original, et permettant d’obtenir de nombreux vinylphosphonates non décrits jusqu’ici. Par la suite, la synthèse de vinylphosphonates azahétérocycliques a été abordée en employant la réaction de métathèse cyclisante à partir de substrats adéquats, eux-mêmes obtenus par le biais de la méthodologie décrite précédemment.Nous avons enfin mis au point la première synthèse totale énantioselective de la molécule UPF 702 (vinylphosphonate cyclique comportant un motif acide aminé), connue pour ses propriétés biologiques notamment comme agoniste de récepteurs du glutamate et présentant ainsi un potentiel thérapeutique contre les maladies du système nerveux central. Deux voies de synthèses ont été imaginées, basées sur des réactions organocatalysées et de métathèse cyclisante. L’introduction de la chiralité a été réalisée via des réactions de désymétrisation ou de dédoublement enzymatiques et l’accès à l’amine par un réarrangement de Curtius. / Functionalized vinylphosphonates constitute an important class of building blocks used in organic synthesis and aroused great interest due to their various biological activities. Thus, we developed several synthetic methodologies to reach these compounds. The most general method entails an organocatalyzed substitution reaction using an original substrate, and allows the synthesis of numerous hitherto unknown vinylphosphonates.Then, the synthesis of azaheterocyclic vinylphosphonates was investigated using the ring closing metathesis from appropriate substrates which are obtained through the above methodology.Finally, we have set up the first enantioselective synthesis of UPF 702 (a cyclic vinylphosphonate including the amino acid moiety), known to exhibit agonist activity towards glutamate receptors, and thus potentially active against central nervous system diseases. Two synthetic approaches were devised, based on the organocatalyzed substitution followed by ring closing metathesis. The enantioselectivity was brought by enzymatic resolution or desymmetrisation, whereas the amino acid was prepared via a Curtius rearrangement.

L'ulcère de Buruli est une maladie nécrosante de la peau et des tissus mous accompagnée d'ulcères de grandes tailles, causée par une mycobactérie. L’Organisation Mondiale de la Santé a lancé en 1998 une initiative mondiale contre cette maladie tropicale négligée, présente notamment en Afrique et en Australie. L'infection est causée par Mycobacterium ulcerans, mycobactérie faisant partie de la même famille que les mycobactéries responsables de la tuberculose et de la lèpre. Mycobacterium ulcerans sécrète une toxine nommée mycolactone, responsable de cette infection. Cette toxine a des propriétés cytotoxiques et immunosuppressives. Le projet de recherche développé dans l'équipe concerne la synthèse et l'évaluation biologique des mycolactones A et B et de leurs analogues. A l'heure actuelle, la première étude relation structure-activité conduisant à une meilleure compréhension du mode d'action des mycolactones a été établie. La stratégie de synthèse choisie implique plusieurs réactions de couplage catalysées par des métaux (fer, cuivre, palladium) pour la création de liaisons carbone-carbone. La stéréochimie des sept alcools secondaires a quant à elle été contrôlée par des réactions d'allyl-et crotylboration asymétrique ainsi que par des réactions de dihydroxylation catalytique et asymétrique. Au cours de ce travail de thèse, 12 analogues ont ainsi été obtenus en appliquant cette voie de synthèse. / Buruli ulcer, a severe necrotizing skin disease caused by Mycobacterium ulcerans, is one of the most neglected tropical diseases. The World Health Organization has started in 1998 a Global Initiative against this disease. The pathogen belongs to the same family as the mycobacteria responsible for tuberculosis and leprosy and 6000 new cases are registered each year. Infection leads to extensive destruction of the skin and soft tissues with the formation of large ulcers usually on the legs or the arms and can caver up 15% of the skin surface. These effects are due to the presence of the bacterial toxins mycolactones, secreted by M ulcerans. Mycolactones are the first polyketides isolated from a human pathogen. Deciphering their functional interactions is of fundamental importance for the understanding and ultimately the control of this devastating mycobacterial infection. A Diverted Total Synthesis approach of mycolactones analogues has been developed and provides the first insights into their structure-activity relationship based on cytopathic assays on L929 fibroblasts.