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Les biaryles à chiralité axiale sont des structures privilégiées qui ont un rôle important en chimie. On les trouve dans de nombreux produits naturels biologiquement actifs, en tant que ligands chiraux en catalyse asymétrique ou encore en science des matériaux. Le but est de développer une méthode permettant de contrôler la chiralité axiale de biaryles en l’absence de métaux de transition en utilisant le couplage ARYNE. Une première approche consiste en un dédoublement atropo-diastéréosélectif dans lequel l’agent de dédoublement chiral est un sulfoxyde qui est introduit en position ortho d’un précurseur biarylique issu d’un couplage ARYNE. Basée sur la déracémisation et sur la fonctionnalisation ultérieure régio- et chimiosélective des deux parties aromatiques du biaryle énantiopur obtenu, elle permet d’accéder à une large famille de biaryles. Une seconde approche consiste à effectuer un couplage ARYNE atropo-diastéréosélectif en introduisant un auxiliaire de chiralité (sulfoxydes, oxazolines, diéthers) sur l’un des partenaires de couplage. Les biaryles ainsi obtenus peuvent être fonctionnalisés afin de synthétiser des ligands chiraux. / Biaryls are privileged structures which have an important role in chemistry. We can find them in several biologically active natural products, in asymmetric catalysis as ligands or in material sciences. The aim is to develop a methodology allowing the control of the axial chirality without transition metal using the ARYNE coupling. The first approach consists in an atropo-diastereoselective resolution in which the chiral solving agent is a sulfoxide introduced in ortho position of the biarylic precursor arising from the ARYNE coupling. Based on the deracemization and on the subsequent regio- and chemioselective functionalization of the two aromatic parts of the enantiopur biaryl obtained, it allows to access to a large family of biarylic compounds. A second approach consists in making an atropo-diastereoselective ARYNE coupling introducing a chiral auxiliary (sulfoxides, oxazolines, diethers) on one of the coupling partners. The biaryl compounds obtained could be functionalized in order to synthesize chiral ligands.

Les propriétés biologiques intéressantes des biaryles à chiralité axiale ainsi que le défi lié à la construction de la liaison Csp2-Csp2 du motif biarylique ont suscité un vif intérêt des chimistes organiciens de synthèse. Les biaryles à chiralité axiale sont des structures privilégiées en chimie médicinale ainsi qu’en catalyse asymétrique. L’objectif de notre recherche était le contrôle de la chiralité axiale de la (-)-stéganacine en utilisant deux approches atropo-sélectives distinctes: couplage croisé de Suzuki-Miyaura (en présence de métaux de transition), couplage ARYNE (sans métaux de transition). Le couplage croisé de Suzuki-Miyauraatropo-diastéréosélectif a été réalisé en utilisant des β-hydroxysulfoxydes énantiopurs comme auxiliaires de chiralité. Le biaryle diastéréopur issu de ce couplage croisé a été transformé en un intermédiaire rapporté dans la littérature sans épimerisation de la chiralité axiale. La seconde approche était le couplage ARYNE atropo-diastéréosélectif, et fut testée dans un premier temps avec le p-tolylsulfoxyde énantiopur. Cependant nous avions rencontré un problème de manque de réactivité de l’arylsulfoxyde lithié. En revanche la chiralité axiale de la (-)-stéganacine a été contrôlée en utilisant des oxazolines comme auxiliaires de chiralité. / The interesting biological properties of axially chiral biaryls and the challenge of Csp2-Csp2 bond formation ofthe biaryl motif have aroused keen interest among synthetic organic chemists. The axially chiral biaryls areprivileged structures in medicinal chemistry and in asymmetric catalysis. The goal of our research is based onthe control of the axial chirality of (-)-steganacin using two differents atropo-selective approaches: Suzuki-Miyaura cross-coupling (in presence of transition metals), and ARYNE coupling (without any transitionmetals). The atropo-diastereoselective Suzuki-Miyaura cross-coupling was carried out using enantiopure β-hydroxysulfoxydes as chiral auxiliary. The resulting diastereopure biaryl was converted into an intermediatereported in the literature without any epimerization of axial chirality. The second approach was the atropodiastereoselectiveARYNE coupling which was tested for the first time with the enantiopure p-tolylsulfoxyde.However, we encountered a problem due to lack of reactivity of lithiated arylsulfoxide. Finally, the axialchirality of (-)-steganacin was controlled using oxazolines as chiral auxiliary.

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Les ligands de type bis(oxazolines) associés à des sels métalliques ont montré leur efficacité dans de nombreuses réactions de formation de liaisons C-C. L’utilisation de tels complexes chiraux en tant que catalyseurs asymétriques permet l’accès à une large variété de synthons fonctionnalisés énantioenrichis pour la synthèse de composés d’intérêt biologique. Cependant, un taux catalytique important (souvent 10 mol%) est nécessaire à l’obtention de bonnes activités et énantiosélectivités. Il est donc intéressant de pouvoir recycler ces complexes de manière à réduire le coût de leur emploi mais également d’augmenter le turn-over de ces réactions énantiosélectives.La structure des bis(oxazolines) a donc été choisie de manière à permettre le recyclage de catalyseurs par hétérogénéisation. Un nouveau concept a ainsi été mis en place, impliquant la formation de complexes à transfert de charge (CTC) entre un groupement anthracényle et la trinitrofluorénone. La formation de telles interactions non-covalentes permet la précipitation du catalyseur sous forme de CTC en milieu apolaire par ajout de pentane. Ce procédé ayant donné de très bons résultats pour la cycloaddition de Diels-Alder avec des complexes de cuivre, nous l’avons l’appliqué à d’autres transformations stéréosélectives dans le but d’étendre le champ d’application de notre méthode. Nous avons ainsi étudié cette méthode de recyclage pour les réactions de nitroaldolisation, ène-carbonyle et de cyclopropanation, à la fois dans des procédures mono- et multi-substrats mais également dans une procédure multi-réactions. Les rendements et les excès énantiomériques obtenus grâce à ces nouveaux complexes de cuivre chiraux sont analogues aux valeurs observées dans des conditions de catalyse homogène décrites dans la bibliographie. Dans une grande majorité des cas, une excellente stabilité du catalyseur en termes de sélectivité et d’activité est relevée à travers ses différentes réutilisations.La synthèse et l’utilisation de nouveaux supports permettant la formation de CTC ou d’interactions π ont également été réalisées de manière à éviter l’ajout de pentane jusqu’alors nécessaire à la précipitation de notre espèce catalytique. Ce type de catalyseur a pu être mis à l’épreuve dans les mêmes réactions que celles citées ci-dessus, avec des supports modifiés tels que le polystyrène ou la silice, mais également en présence de charbon actif. Cela nous a permis d’obtenir de bons résultats quant à l’efficacité des catalyseurs dans différentes procédures de catalyse hétérogène, avec une bonne conservation des valeurs de rendements et d’énantiosélectivités. / Chiral bis(oxazolines) associated to various metallic salts have been described as very powerful ligands for the catalytic C-C bond formation. The use of these chiral complexes as asymmetric catalysts allows for scalemic preparation of a wide range of functionalized synthons for the preparation of biologically active compounds. However, an important catalytic amount (around 10 mol%) is often needed to obtain high yields and enantioselectivities. Recycling these complexes can be interesting in terms of cost reduction and increase of the turn-over of these enantioselective reactions.These bisoxazolines were designed to allow recycling of the catalyst by heterogeneization thanks to a new methodology involving the formation of charge transfer complexes (CTC). This non-covalent interaction, linking the anthracenyle moiety and the trinitrofluorenone leads to precipitation of the catalytic species as a CTC due to the addition of pentane. This procedure has successfully been applied to the Diels-Alder reaction with copper complexes and we then endeavoured to carry out other transformations in order to broaden the scope of our methodology. We therefore attempted to carry out nitroaldolizations, carbonyle-ene and cyclopropanations reactions, both in mono- and multi-substrates procedures and in an original multi-reaction concept. Yields and enantioselectivities obtained with these new chiral catalysts compared satisfactorily with described homogeneous conditions. In the most cases, the CTC proved to be highly stable over the course of its different reuses.New supports allowing for CTC formation or π interactions have been prepared and tested in order to avoid having to precipitate the catalyst with pentane for recovery. This type of catalyst was subjected to the same, previously mentioned, reactions with modified supports such as polystyrene, silica or charcoal. These modifications made for efficient homogenous catalytical systems, whilst conserving high yields and enantioselectivities.

Desde sua descoberta, os reagentes organometálicos tem sido amplamente utilizados em estudos metodológicos para preparação de novas substâncias orgânicas e na síntese de moléculas bioativas. De maneira geral, a escolha pelo uso de determinado reagente organometálico envolve o conhecimento de sua natureza química bem como de sua reatividade. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a reatividade de novos reagentes mistos de magnésio e de lítio na funcionalização de 2-oxazolinas e dioxinonas, que são importantes intermediários na síntese de substâncias bioativas. No caso das 2-oxazolinas, embora as reações de troca iodo-magnésio nos substratos iodados não tenham levado aos resultados esperados, um estudo complementar, envolvendo a base TMPMgCl.LiCl, levou ao desenvolvimento de uma nova metodologia de funcionalização de halofenil-2-oxazolinas. Neste estudo, após a etapa de metalação, os reagentes organometálicos puderam ser reagidos com diferentes eletrófilos, levando aos produtos em bons rendimentos. Além disso, após uma etapa de transmetalação com cloreto de zinco, os intermediários puderam ser arilados através de reações de acoplamento cruzado. De forma similar, na sequência do trabalho, a funcionalização de uma série de piridino-oxazolinas com TMPMgCl.LiCl foi também avaliada, levando aos produtos desejados com um interessante controle da quimio- e da regiosseletividade. Na etapa final do projeto, foi realizado um estudo sobre a funcionalização de dioxinonas, que são importantes precursores da síntese de produtos naturais. Nestes estudos, a dibase mista de lítio-magnésio TMP2Mg.2LiCl levaram aos produtos ortofuncionalizados com grande seletividade. O sucesso desta metodologia nos motivou a realizar também investigações preliminares sobre a síntese de um análogo da caramboxina, um produto natural de grande interesse farmacológico / Since their discovery, organometallic reagents have been widely used in methodological studies aiming the preparation of new organic compounds and in the synthesis of bioactive molecules. In general, the choice by the use of certain organometallic reagent involves the knowledge of their chemical nature as well as their reactivity. Thus, the objective of this study was to investigate the reactivity of new mixed magnesium-lithium reagents in the functionalization of 2-oxazolines and dioxinones, which are important intermediates in the synthesis of bioactive substances. In the case of the 2-oxazolines, though the iodinemagnesium exchange reactions in iodinated substrates have not led to the expected results, an additional study involving the base TMPMgCl.LiCl led to the development of a new methodology for functionalization halophenyl-2- oxazolines. In this study, after the metalation step, the organometallic reagents could be reacted with various electrophiles, leading to the desired products in good yields. Furthermore, after a transmetalation step with zinc chloride, intermediates could be arylated via cross-coupling reactions. Similarly, the functionalization of a series of pyridine-oxazolines with TMPMgCl.LiCl was evaluated and led to the desired products in an interesting control chemo- and regioselectivity. In the final stage of the project, studies on the functionalization of dioxinones, that are important precursors in the synthesis of natural products, were conducted. In these studies, the mixed lithium-magnesium dibase TMP2MgCl.LiCl was used leading to the orhto-functionalized products with high selectivity. The success of this approach led us to perform preliminary investigations on the synthesis of an analogue of caramboxin, a natural product of great pharmacological interest

The first part of this thesis describes a synthetic strategythat provides all eight possible isomers of a given vic-aminoalcohol starting from vinylepoxides. The value of a generalroute is evident, as several isomers are needed ininvestigations of structure-activity relationships forpharmacologically active derivatives, and for optimizing theperformance of chiral ligands containing the amino alcoholmoiety. Vinylepoxides, obtained in high enantiomeric excess, werering-opened both with inversion and retention ofstereochemistry, delivering two diastereomeric amino alcoholswith high regio- and stereoselectivity. Via ring-closure toaziridines and subsequent regioselective ring-opening withsuitable oxygen nucleophiles, the two remaining amino alcoholswere selectively achieved. Within this study, two efficient protocols for theregioselective and stereospecific aminolysis of vinylepoxideshave been presented. Comparedto previous methods, theseprocedures use milder reaction conditions, shorter reactiontimes, generally give higher yields and are applicable to alarger set of substrates. Furthermore, the ring-closure ofvic-amino alcohols to the corresponding N-H vinylaziridines hasbeen investigated. Three routes have been found useful, whichone is preferred depends on substrate and scale. In the second part of the thesis, the synthetic strategy isapplied on the synthesis of Sphingosine and its regio- andstereoisomers. Moreover, a rapid way of determining relativeconfiguration of vic-amino alcohols is described, which shouldbe of substantial use when amino alcohols are formed bydiastereoselective reactions. amino alcohols, vinylepoxides, vinylaziridines, oxazolines,oxazolidinones, ring-opening, regioselective,diastereoselective, sphingosine, configuration, NMRspectroscopy.

<p>The first part of this thesis describes a synthetic strategythat provides all eight possible isomers of a given vic-aminoalcohol starting from vinylepoxides. The value of a generalroute is evident, as several isomers are needed ininvestigations of structure-activity relationships forpharmacologically active derivatives, and for optimizing theperformance of chiral ligands containing the amino alcoholmoiety.</p><p>Vinylepoxides, obtained in high enantiomeric excess, werering-opened both with inversion and retention ofstereochemistry, delivering two diastereomeric amino alcoholswith high regio- and stereoselectivity. Via ring-closure toaziridines and subsequent regioselective ring-opening withsuitable oxygen nucleophiles, the two remaining amino alcoholswere selectively achieved.</p><p>Within this study, two efficient protocols for theregioselective and stereospecific aminolysis of vinylepoxideshave been presented. Comparedto previous methods, theseprocedures use milder reaction conditions, shorter reactiontimes, generally give higher yields and are applicable to alarger set of substrates. Furthermore, the ring-closure ofvic-amino alcohols to the corresponding N-H vinylaziridines hasbeen investigated. Three routes have been found useful, whichone is preferred depends on substrate and scale.</p><p>In the second part of the thesis, the synthetic strategy isapplied on the synthesis of Sphingosine and its regio- andstereoisomers. Moreover, a rapid way of determining relativeconfiguration of vic-amino alcohols is described, which shouldbe of substantial use when amino alcohols are formed bydiastereoselective reactions.</p><p>amino alcohols, vinylepoxides, vinylaziridines, oxazolines,oxazolidinones, ring-opening, regioselective,diastereoselective, sphingosine, configuration, NMRspectroscopy.</p>

Les ligands de type bis(oxazolines) associés à des sels métalliques ont montré leur efficacité dans de nombreuses réactions de formation de liaisons C-C. L'utilisation de tels complexes chiraux en tant que catalyseurs asymétriques permet l'accès à une large variété de synthons fonctionnalisés énantioenrichis pour la synthèse de composés d'intérêt biologique. Cependant, un taux catalytique important (souvent 10 mol%) est nécessaire à l'obtention de bonnes activités et énantiosélectivités. Il est donc intéressant de pouvoir recycler ces complexes de manière à réduire le coût de leur emploi mais également d'augmenter le turn-over de ces réactions énantiosélectives.La structure des bis(oxazolines) a donc été choisie de manière à permettre le recyclage de catalyseurs par hétérogénéisation. Un nouveau concept a ainsi été mis en place, impliquant la formation de complexes à transfert de charge (CTC) entre un groupement anthracényle et la trinitrofluorénone. La formation de telles interactions non-covalentes permet la précipitation du catalyseur sous forme de CTC en milieu apolaire par ajout de pentane. Ce procédé ayant donné de très bons résultats pour la cycloaddition de Diels-Alder avec des complexes de cuivre, nous l'avons l'appliqué à d'autres transformations stéréosélectives dans le but d'étendre le champ d'application de notre méthode. Nous avons ainsi étudié cette méthode de recyclage pour les réactions de nitroaldolisation, ène-carbonyle et de cyclopropanation, à la fois dans des procédures mono- et multi-substrats mais également dans une procédure multi-réactions. Les rendements et les excès énantiomériques obtenus grâce à ces nouveaux complexes de cuivre chiraux sont analogues aux valeurs observées dans des conditions de catalyse homogène décrites dans la bibliographie. Dans une grande majorité des cas, une excellente stabilité du catalyseur en termes de sélectivité et d'activité est relevée à travers ses différentes réutilisations.La synthèse et l'utilisation de nouveaux supports permettant la formation de CTC ou d'interactions π ont également été réalisées de manière à éviter l'ajout de pentane jusqu'alors nécessaire à la précipitation de notre espèce catalytique. Ce type de catalyseur a pu être mis à l'épreuve dans les mêmes réactions que celles citées ci-dessus, avec des supports modifiés tels que le polystyrène ou la silice, mais également en présence de charbon actif. Cela nous a permis d'obtenir de bons résultats quant à l'efficacité des catalyseurs dans différentes procédures de catalyse hétérogène, avec une bonne conservation des valeurs de rendements et d'énantiosélectivités.

Nesta tese foram feitos estudos cujo objetivo principal foi centrado na síntese, caracterização e estudos da morfologia e das aplicações de polímeros helicoidais fenilacetilênicos contendo grupos laterais opticamente ativos. O trabalho foi dividido em 3 capítulos. O primeiro consistiu do estudo de inserção da fração acetilênica em núcleos aril- e piridil-oxazolínicos. Algumas limitações experimentais foram observadas em função da funcionalização das porções monoméricas sob as condições de polimerização. O segundo estudo consistiu do controle de crescimento das cadeias poliméricas, por ação de nanopartículas tipo core-shell (Au@Te-NP\'s). Foi observado que sob tais condições obtém-se cadeias poliméricas substancialmente menores do que na ausência dessas partículas. O terceiro capítulo consistiu no uso de polímeros helicoidais derivados de prolina para catálise assimétrica de reações do tipo aldol. Os resultados se mostraram promissores. Esses estudos não foram concluídos mas foi possível obter produtos com altos excessos enantio- e diastereoisomericos. / This thesis aimed the synthesis, characterization, morphology studies and applications of phenylacetilenic helical polymers containing optically active pendant groups. The results are presented in three chapters. The first was centered on the functionalization of aril- and pyridil-oxazolines with the acetylenic portion. Some experimental limitations were faced because of the functionalization of the monomers under polymerization conditions. The second chapter was dedicated to the utilization of core-shell nanoparticles (Au@Te-NP\'s) on the control of polymer chain growth. The presence of these NPs ensures the production of substantially smaller polymeric chains. The third chapter was dedicated to the employment of the optically active helical polymers as catalysts for aldol type reactions. These studies couldn\'t be concluded but where very promissory leading to products with high enantio- and diastereomeric excess.