Abstract This thesis is divided into two parts. Part one presents a novel method for the synthesis of naphthalenes bearing aryl substituents. The novel route starts from three simple and readily available tetralones, α-tetralone, 6-methoxy-α-tetralone and 6,7-dimethoxy-α- tetralone. By means of standard Suzuki coupling methodology and aromatization methods, twelve aryl-substituted naphthalenes were synthesized from the tetralones over five steps in good yields. Some of the aryl-substituted naphthalenes synthesized have shown positive results when tested against malignant cancer cells. Part one also explains how unexpected cyclopropa[a]naphthalenes were obtained from 1-aryl-3,4-dihydro-2- naphthaldehydes by treatment with lithium aluminium hydride. The methodology developed in part one is further explored in part two of the thesis, which describes the synthesis of analogues of [1,1’]binaphthalenyl-2,2’-diol. A small library of twelve different biaryl diols was prepared from simple bromo(methoxy)naphthaldehydes that were synthesized in part one. The resultant biaryl diols were used in the design of twenty-two novel phosphite, phosphate, phosphoramidite and phosphoramidate ligands in which the phosphorus atoms are contained in either a nine-or an eight-membered heteroatom ring. However, these ligands are still to be tested in metal-catalyzed hydrogenation reactions.

Les ARN interférents sont de puissants outils thérapeutiques et biologiques pour la mise en silence de l'expression des gènes. Afin d'améliorer leur stabilité enzymatique, leur biodistribution et leur pénétration cellulaire, nous proposons de développer une approche prodrogue d'ARN interférent. Ce manuscrit rapporte la synthèse et l'évaluation de pro-ARN masqués temporairement par des groupements biolabiles susceptibles d'être hydrolysés dans les cellules afin de libérer l'ARN naturel actif. Deux types de modifications sont présentés : des groupes acétalesters enlevés par des carboxyestérases et des groupes alkyldithiométhyles sensibles à un environnement réducteur. Dans une première partie, une nouvelle méthode de synthèse de pro-ARN partiellement modifiés en position 2' par des groupements acétalesters est décrite. Plusieurs groupements variant par leur caractère lipophile ou cationique sont évalués. Des résultats prometteurs d'études physico-chimiques, de stabilité enzymatique, de pénétration cellulaire et d'inhibition de gènes mettent en valeur l'intérêt d'utiliser certains pro-ARN modifiés en tant qu'outils thérapeutiques. Une deuxième partie présente une voie de synthèse originale de pro-ARN modifiés en position 2' par des groupements alkyldithiométyles. Les propriétés physico-chimiques, la stabilité enzymatique et le démasquage de ces pro-ARN sont décrits. Parallèlement, l'étude d'une réaction d'échange thiol-disulfure permettant l'incorporation de liens disulfures intrabrin au sein de duplex d'ARN et de constructions tige-boucles est détaillée dans ce manuscrit. / SiRNA are powerful therapeutic and biological tools for gene silencing. In the aim of improving their stability, their biodistribution and their cellular delivery, we propose to develop a siRNA prodrug-like approach.This manuscript reports the synthesis and the study of pro-RNA temporarily masked by biolabile groups which could be hydrolyzed inside cells in order to release the active unmodified RNA. Two types of modifications are presented: acetalester groups removed by carboxyesterases and alkyldithiomethyl groups cleaved in a reducing environment within cells.In a first part, a new synthesis strategy of partially modified 2'-O-acetalester pro-RNA is described. Several acetalester groups varying in their lipophilicity and their charge are evaluated. Promising results obtained in physical-chemical studies, enzymatic stability and gene inhibition highlight the use of these modified pro-RNA as therapeutic drugs. A second part introduces an original approach for the synthesis of 2'-O-alkyldithiomethyl pro-RNA. The physical-chemical properties, the enzymatic stability and the unmasking of this pro-RNA are described.Moreover, the study of a thiol-disulfide exchange reaction allowing the incorporation of intrastrand disulfide bond into secondary structure duplex and hairpin is reported in this manuscript.

Ce manuscrit présente le développement de nouvelles réactivités mettant en jeu des sources d’halogène électrophile et leur application dans les réactions de carbocyclisation de substrats possédant des fonctions carbonées insaturées. Le concept d’activation par une base de Lewis de l’agent d’halogénation a été étudié dans ce type de réactions, d’abord en version racémique, puis en version énantiosélective. L’efficacité des chalcogénures de phosphines et de phosphites a en particulier été démontrée dans les réactions d’iocarbocyclisation d’énynes-1,5 et d’iodoarylation d’oléfines. De nouveaux organocatalyseurs chiraux ont par la suite été synthétisés par analogie aux bases de Lewis achirales utilisées. Des molécules chirales de types chalcogénures de phosphoramidites et de phosphites ont ainsi été préparées et leur activité a par la suite été évaluée dans la perspective du développement d’une version asymétrique des réactions d’iodocarbocyclisation étudiées précédemment. En parallèle, de nouvelles méthodologies impliquant des substrats possédant une fonction allène ont été développées. En particulier, la réaction d’iodocarbocyclisation d’arylallènes a permis d’accéder à des 2-iodoindènes polysubstitués selon un procédé 5-endo avec des rendements allant jusqu’à 95%. / This manuscrit concerns the development of new reactivities, involving electrophilic halogen sources and their application in carbocyclization reactions of substrates bearing unsaturated carbon functions. The concept of Lewis base activation of the halogenation reagent was assessed in this type of reaction, first in a racemic version, then in an enantioselective fashion. In particular, the efficiency of phosphine and phosphite chalcogenides has been demonstrated in iodocarbocyclization reactions of 1,5-enynes and iodoarylation reactions of olefins. New chiral organocatalysts were afterwards synthesized by analogy with achiral Lewis bases previously employed. Thus, chiral molecules such as phosphoramidite and phosphite chalcogenides were prepared and their activity has been evaluated in the perspective of the development of an asymmetric version of these reactions. In parallel, new methodologies involving substrates bearing an allene function were developed. In particular, the iodocarbocyclization reaction of arylallenes was exploited to access polysubstituted 2-iodoindenes following a 5-endo process with yields up to 95%.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

The topic of this thesis is the design and synthesis of biaryl-based self adaptableligands for asymmetric metal catalysis. The results discussed in papers I-III are covered, together with some unpublished results concerning substrate-adaptable catalysts. A general survey of self-adaptable catalysts is presented first. The second chapter of this thesis starts with a survey of inversion barriers in biphenyl-based ligands and catalysts. Thereafter, the determination of barriers to conformational adaptation in dibenzoazepines and dibenzophosphepines is described. Palladium complexes with a diphosphine ligand or a diamine ligand, as well as the free diamine ligand, were studied. Entropies and enthalpies of activation were determined with variable temperature NMR spectroscopy. The mechanism of conformational change in the metal complexes was elucidated. The third chapter describes the synthesis of semiflexible and rigid phosphinite ligands, as well as their application in rhodium-catalysed asymmetric hydrogenation. Modest enantioselectivities (up to 63% ee) were obtained. The semiflexible ligand was found to behave like the most active rigid diastereomer. The fourth chapter describes the behaviour of amine and phosphoramidite ligands in model complexes relevant to the palladium-catalysed asymmetricallylic alkylation of benchmark substrates. Diphosphoramidite and aminephosphoramiditeligands were designed and synthesised. Pd(olefin) complexesof diamine and diphosphoramidite ligands were studied, and their symmetry determined. It was found that both types of ligands are able to adapt their conformation to the substrate. / QC20100630

Récemment, la chimie des phosphoramidites s’est montrée efficace et polyvalente en tant que plateforme pour accéder à des poly(phosphodiester)s à séquence définies abiotiques. Grâce à cette stratégie, les monomères peuvent être placés dans la chaîne à des positions choisies, ouvrant la voie à de nombreuses possibilités pour la préparation de macromolécules fonctionnelles. Ici, la méthode phosphoramidite a été explorée pour la synthèse de polymères dits numériques, qui contiennent des séquences de monomères encodées binairement. Des polymères dont les longueurs de chaînes et les séquences numériques sont contrôlées ont été préparés en utilisant une stratégie phosphoramidite classique impliquant des groupements protecteurs diméthoxytrityles, ou bien un procédé photocontrôlé faisant intervenir des groupements nitrophénylpropyloxycarbonyles clivables à la lumière. En outre, plusieurs stratégies pour modifier l’information contenue dans les chaînes latérales ont été étudiées dans cette thèse. Une modification binaire post-polymérisation à travers deux cycloadditions alcyne-azoture catalysées par le cuivre(I) consécutives a été examinée pour optimiser les chaînes latérales des poly(phosphodiester)s à séquences définies. De plus, la libération photocontrôlée de différents motifs éthers ortho-nitrobenzyliques latéraux a été étudiée. Ces fonctions ont permis la conception d’oligo(phosphodiester)s numériques dont les séquences d’information peuvent être effacées ou révélées grâce à la lumière. / Phosphoramidite chemistry has recently been evidenced to be an efficient and versatile platform to access sequence-defined abiotic poly(phosphodiester)s. Using this strategy, monomers can be placed at defined positions positions in a chain, thus opening up wide possibilities for the preparation of functional macromolecules.Here, the phosphoramidite platform was explored to synthesize so-called digital polymers, which contain monomer-coded binary sequences. Polymers with controlled chain lengths and digital sequences were prepared using either a standard phosphoramidite strategy involving dimethoxytrityl protective groups or a photo-controlled process involving light-cleavable nitrophenylpropyloxycarbonyl protective groups. Additionally, several strategies to modify the side chain information were investigated in this thesis. A binary post-polymerization modification by means of sequential copper(I)-catalyzed alkyne-azide cycloadditions was investigated for tuning the side chain functionality of sequence-defined poly(phosphodiester)s. Moreover, the photo-controlled release of several ortho-nitrobenzylic ether side chain motifs was studied. These moieties allowed the design of digital oligo(phosphodiester)s whose sequence information can be erased or revealed with light as a trigger.