Dissertations / Theses on the topic 'Composé diazo'

Le cyclopropane, un motif structural important présentant le carbocycle le plus petit et le plus contraint et parmi les molécules organiques, possède des propriétés distinctives par rapport aux autres cycloalcanes. Ce motif est répandu dans les produits naturels et trouve des applications variées en chimie médicinale pour l’amélioration des caractéristiques pharmaceutiques des candidats médicaments. Avec l'avancement continu de la chimie organique et pharmaceutique, un intérêt croissant s’est manifesté pour les molécules polyvalentes incorporant le motif cyclopropane, en particulier celles présentant une activité optique ou un atome de fluor. La première partie (chapitre II) de cette thèse de doctorat se concentre sur l'utilisation de complexes chiraux Ru(II)-Pheox dans une cycloaddition asymétrique [2+1], produisant des cyclopropanes cis et trans hautement fonctionnalisés avec des rendements modérés à élevés (32-97%) et une excellente pureté énantiomérique (86-99%). Les calculs de DFT suggèrent un mécanisme de sphère externe. Le chapitre III introduit un protocole novateur utilisant Ru(II)-Pheox comme catalyseur pour la synthèse stéréosélective de divers cyclopropanes α,α-difluoroalkyl avec des rendements élevés (17-94%) et d`excellentes diastéréo- et énantiosélectivités. Dans le chapitre IV, des études d'optimisation sont présentées pour la synthèse d'alkynylcyclopropanes énantiomériquement purs, abordant les défis de l'énantiosélectivité malgré des résultats prometteurs en termes de rendements et de diastéréosélectivité avec des complexes de Rh(II). Le chapitre V expose une méthodologie efficace pour l'accès à des cyclopropanes fluorés 1,2,3-polysubstitués, utilisant une formation de liaison C−C catalysée par Pd(II) par activation de liaisons C−H. La méthode se révèle tolérante à divers électrophiles, offrant une voie de synthèse pratique pour la préparation de motifs cyclopropanes fluorés tant racémiques qu'énantiopurs
Cyclopropane, a significant organic motif featuring the smallest carbocycle and the highest ring strain, exhibits distinctive properties in comparison to other cycloalkanes. This scaffold is prevalent in natural products and finds extensive applications in medicinal research programs aiming at enhancing the pharmaceutical features of drug candidates. With the continuous advancement of organic and pharmaceutical chemistry, there is a growing interest for versatile molecules incorporating cyclopropane skeleton, particularly those with optical activity or fluorine atom.The first part (chapter II) of this Ph.D. thesis focuses on the use of chiral Ru(II)-Pheox complexes in [2+1] asymmetric cycloaddition, yielding highly functionalized cis and trans cyclopropanes with moderate to high yields (32-97%) and exceptional enantiomeric excess (86-99%). DFT calculations suggest an outer-sphere mechanism. Chapter III introduces a groundbreaking protocol using Ru(II)-Pheox for catalytic synthesis, achieving versatile opportunities for stereocontrolled α,α-difluoroalkyl cyclopropane frameworks with high yields (17-94%) and outstanding diastereo- and enantioselectivity. In chapter IV, we presents optimization studies for enantiomerically pure alkynylcyclopropanes, addressing challenges in enantioselectivity despite successful outcomes in yields and diastereoselectivity with Rh(II)-complexes. Chapter V outlines an efficient methodology for accessing 1,2,3-polysubstituted fluorinated cyclopropanes, using Pd(II)-catalyzed C−C bond formation through C−H bond activation. The method proves tolerant to various electrophiles, offering a practical route for both racemic and enantiomeric fluorinated cyclopropane scaffolds

Le motif cyclopropanique est présent dans de nombreux composés bioactifs d'origine naturelle ou non-naturelle auxquels il confère une certaine rigidité structurale, qui permet d'augmenter leur biodisponibilité et leur stabilité métabolique. Par ailleurs, l'atome de fluor possède des propriétés particulières dues entre autres à sa forte électronégativité et sa petite taille. Cela permet de modifier les propriétés physico-chimiques des molécules qui le contiennent, telles que l'acidité, la lipophilie ou encore la solubilité. Par conséquent, les cyclopropanes fluorés représentent des motifs intéressants dans la mesure où ils combinent les propriétés des cyclopropanes et celles de l'atome de fluor. Dans ce contexte, nous nous sommes tout d'abord intéressés à la synthèse énantiosélective de cyclopropanes fluorés polyfonctionnalisés à partir d'oléfines fluorées et de composés diazos, par catalyse au rhodium. Pour cela, deux types de composés diazos ont été utilisés : les diaccepteurs et les donneur-accepteurs. Cette méthodologie a été étendue à la synthèse de cyclopropanes chlorés et bromés. Afin de mettre en valeur les composés ainsi obtenus, nous avons ensuite étudié la synthèse de molécules d'intérêt biologique, et plus précisément de mimes d'aminoacides contenant un cyclopropane fluoré. En effet, leur introduction dans des peptides pourrait permettre d'en modifier la conformation et l'interaction avec les récepteurs biologiques. Dans ce cadre, la synthèse d'un mime de proline contenant un cyclopropane fluoré a été développée. Par ailleurs, un mime de leucine contenant un cyclopropane fluoré a été introduit dans la séquence minimum active de la neurotensine et permet d'obtenir une bonne sélectivité pour le récepteur NTS2, ce qui ouvre des perspectives pour le développement de nouveaux analgésiques possédant moins d'effets secondaires. Pour terminer, nous avons examiné la synthèse de composés diazos en flux continu. A l'heure actuelle, ceux-ci sont peu utilisés dans l'industrie car ils présentent une certaine toxicité, une potentielle explosivité et une instabilité qui limite leur stockage. La chimie en flux continu constitue donc une alternative pour les utiliser, puisque leur synthèse, leur purification et leur mise en réaction se fait en continu sur de petites quantités à la fois et ne nécessite pas d'intervention de la part d'un opérateur. Ainsi, les risques présentés par la montée en échelle de la réaction de cyclopropanation précédemment développée sont fortement diminués
The cyclopropane ring is present in many natural or non-natural bioactive compounds, whose biodisponibility and metabolic stability is increased by its structural rigidity. Besides, the fluorine atom displays singular properties due to its high electronegativity and its small size. This enables to modify the physico-chemical properties of molecules such as acidity, lipophilicity or solubility. As a consequence, fluorinated cyclopropanes represent interesting scaffolds since they combine the properties of cyclopropanes and fluorine atom. In this context, we were interested in the enantioselective synthesis of polyfunctionalized fluorinated cyclopropanes from fluorinated olefins and diazo compounds under rhodium catalysis. For this purpose, two types of diazo compounds were investigated: diacceptor and donor-acceptor. This methodology was further extended to the synthesis of chlorinated and brominated cyclopropanes. To highlight the versatility of these compounds, we then turned our attention to the synthesis of biorelevant targets, and more precisely aminoacids containing a fluorocyclopropane moiety. Indeed, their introduction into peptides could allow to modify their conformation and interactions with biological receptors. In that aim, the synthesis of an analogue of proline containg a fluorocyclopropane was developed. An analogue of leucine containing a fluorocyclopropane was also introduced in the minimum active sequence of neurotensin and shows a good selectivity for the NTS2 receptor. This opens up prospects for the development of new analgesics with less side effects. Finally, we examined the flow synthesis of diazo compounds. Nowadays, diazo compounds are scarcely used in the industry because they exhibit some toxicity, potential explosibility and instability, which restrict their storage. Flow chemistry may constitute an alternative to use them since their synthesis, purification and reaction is continuously made on small quantities at a time and do not require any manipulation from an operator. Hence, the hazards arising from the scale up of the cyclopropanation reaction are highly reduced

Dans le cadre d'une nouvelle thématique de recherche développée dans notre laboratoire, nous avons étudié la réactivité d’amides α-bromés dans des réactions tandem. Pour cela deux stratégies différentes ont été investiguées pour atteindre des structures tri-, tétra-, et pentacycliques d'alcaloïdes de la famille des spiro [pyrrolidin-3,3’-oxindoles] reconnues pour leurs potentialités cytotoxiques et anticancéreuses. Le premier chapitre bibliographique a été l’occasion de présenter la maladie « cancer » tout en replaçant dans son contexte la chimiothérapie dans les traitements les plus efficaces actuellement. Ainsi, au coeur des motifs les plus intéressants et les plus étudiés sont les dérivés spiro oxindoliques qui sont les cibles principales de cette thèse. Nous avons exploré dans le deuxième chapitre une première séquence tandem de type substitution électrophile/addition nucléophile intramoléculaire avec pour but la construction de tels squelettes contenants un noyau oxindole spiro-fusionné avec le motif succinimide. Ce dernier motif constitue l’atout majeur de cette séquence car par réduction sélective de l’un des deux groupes carbonyles du noyau succinimide nous avons eu accès à des α-hydroxy-γ-lactames précurseurs d’ions N-acyliminiums en milieu acide. Ainsi, en générant les espèces ioniques correspondantes par action d’un acide de Lewis ou de Bronsted nous avons mis à profit des réactions de p-cyclisations cationiques intramoléculaires pour accéder essentiellement à des structures spiraniques pentacycliques. Le troisième et dernier chapitre développe une seconde séquence tandem originale de type addition Aza-Michael/substitution nucléophile intramoléculaire pour former des systèmes possédants cette fois-ci un noyau oxindole spiro-fusionné avec le motif γ-lactame. La grande variété des structures accessibles par cette approche ouvre l’accès à plusieurs applications synthétiques dont des réactions de cyclisation intramoléculaire pour atteindre des structures plus élaborées. Ainsi des réactions de type Friedel-Crafts et Dieckmann ont été mises à profit pour atteindre des dérivés tétra- et pentacycliques considérés comme des analogues proches de nombreux alcaloïdes spiranniques modèles
Our contribution for the synthesis of spiro-oxindole templates is presented in this memory. For that purpose we have investigated two different approaches employing N-substituted α-bromoacetamides in tandem processes. In the first chapter we have highlighted the importance of chemotherapy in the treatment of disease such as cancer. Among the efficient molecules discovered, the unique structure of the spiro oxindole framework has encouraged the creativity of many researchers. In the second chapter our work was focused on the development of a tandem process to allow the access to oxindoles spiro-fused with succinimide ring. α-Hydroxy-γ-lactams were obtained by regio- and stereoselective reduction of one of both carbonyls of the succinimide moiety and were then engaged in π-cationic cyclization reactions via N-acyliminium species generated by Lewis or Bronsted acids. Thus, complex pentacyclic spiro oxindoles molecules were isolated in good yields and high diastereoselectivities. The third chapter was centered on the application of a new tandem reaction developed in our Laboratory for the synthesis of oxindoles spiro-fused with γ-lactams. The wide variety of reachable structures employing this strategy should allow us to obtain in the near future numerous spiro oxindole frameworks depending on the chemistry involved. Already, Friedel-Crafts and Dieckmann cyclizations were shown to be efficient for the synthesis of elaborated tetra- and pentacyclics spiro oxindole systems, which could be considered as analogous to numerous spiro alkaloids models

Les composés [alpha]-diazocarbonylés sont des intermédiaires très utiles en synthèse organique. En effet, photochimiqument ou thermiquement, en présence ou non d'un catalyseur métallique, ils peuvent générer des espèces carbéniques, ou métallocarbéniques, qui se prêtent ultérieurement à des réactions variées: rérrangement de Wolff conduisant à un cétène, cyclopropanations, insertions dans des liaisons C-H ou hétéroatome-H. . . Dans ce contexte nous avons exploré certaines potentialités synthétiques offertes par des [alpha]-diazo-[beta] -cétophosphonates et [alpha] -diazo-[beta] -cétosulfones. Les composés du premier type on tout d'abord constitué les produits de départ d'une séquence d'accès originale à des éthers d'allyle et de vinyle, précurseurs du réarrangement de Claisen. Dans certains cas cette séquence permet d'obtenir stéréosélectivement les motifs cibles dans lesquels la double liaison éther d'énol est de configuration (E). Nous avons ensuite étudié le devenir d'[epsilon) -trialkylsilyloxy-[alpha]-diazo-[beta]-cétophosphonates soumis à l'action de quantités catalytiques de diacétate de rhodium au reflux du toluène. Suivant la structure du produit de départ ces conditions conduisent, soit à des 2-phosphono-[delta]-lactones soit à des 2-phosphono-cyclopentén-2-ones. Les premiers composés résultent d'un réarrangement de Wolff du métallocarbénoi͏̈de intermédiaire alors que les seconds sont issus d'une réaction d'insertion de ce carbénoi͏̈de dans une liaison C-H puis élimination du groupe trialkylsilyloxy. Enfin nous avons mis en oeuvre des réactions d'insertion intramoléculaire d'[alpha] -diazo-[beta] -cétophosphonates ou d'[alpha]-diazo-[beta]-cétosulfones dans la liaison OH d'alcools. Ces réactions nous ont permis d'obtenir respectivement des 2-phosphono ou des 2-phenylsulfonyl-furan-3-ones avec des rendements moyens ou bons. L'étude de la réactivité de ces derniers composés a été amorcée.

Les travaux de thèse concernent la synthèse et la vectorisation d'analogues de la combrétastatine A-4, une molécule naturelle connue pour ses propriétés anti-vasculaires et cytotoxiques. Ces recherches se situent à l’interface de la chimie et de la biologie.D'une part, des études en méthodologie de synthèse, mettant en œuvre des réactions de couplages entre des composés diazo-précurseurs et des halogénoarènes ou des amines ont été réalisées dans le but de fournir des outils de synthèse nécessaires à la constitution de chimiothèques. Ces études ont conduit à la synthèse des 2-pyridilalkylamines à partir de pyridotriazole et d’amines, à la synthèse du motif 1,1-diaryléthyl via une réaction green ainsi qu'à l’accès au noyau benzofurane à travers une réaction « one-pot ».D’autre part, des analogues duaux de l'isocombrétastatine A-4, inhibiteurs de la tubuline et des histones désacétylases ont été développés. L'évaluation biologique de ces analogues a permis d’identifier deux molécules « lead » dont les activités antiprolifératives sur des lignées cellulaires cancéreuses sont de l'ordre du nanomolaire. D'excellents résultats d'inhibition de la polymérisation de la tubuline et de l’histone déacétylase 8 ont également été observés.Finalement, des essais de vectorisation de quelques analogues de l’isoCA-4 sous forme de liposomes ou d’ADC ont été réalisés
The thesis reports the synthesis and vectorization of combretastatin A-4 analogues, a natural molecule known for its anti-vascular and cytotoxic properties. Our research work is at the chemistry-biology interface.On the first hand, synthetic methodology studies were performed, indeed coupling reactions between diazo-precursors and haloarenes or amines have been carried out providing new and interesting synthethic tools. These studies led to the synthesis of 2-pyridylalkylamines from pyridotriazole and amines, as well as to the synthesis of the 1,1-diarylethylene compounfs via a green reaction and finally to access to the benzofuran ring through a one-pot fashion reaction ".On the other hand, dual targeting analogs of isocombretastatin A-4 with tubulin and histone deacetylases inhibition properties have been developed. The biological evaluation of these analogs allowed us to identify two lead molecules whose antiproliferative activities on cancer cell lines are in the order of nanomolar. These molecules showed an excellent tubulin polymerization and histone deacetylase 8 inhibitions.Finally, vectorization assays of some isoCA-4 analogs using liposomes or ADCs were performed

Ces travaux de thèse ont concerné l’étude des propriétés catalytiques des complexes Rh₂L₄.NHC vis-à-vis des diazo esters, et leur application dans le domaine de la glycochimie. Nous avons tout d’abord développé une procédure expérimentale reproductible pour la préparation de ces complexes organométalliques. Par ailleurs, nous avons montré que le complexe Rh₂(OAc)₄.IMes était capable de décomposer de manière chimiosélective différentes familles de diazo esters, ouvrant ainsi la possibilité de la conception d’un système catalytique commutable. Dans le domaine de la glycochimie, les complexes Rh₂L₄.NHC ont permis d’amélioré les conditions expérimentales de la réaction de quaternarisation de la position anomèrique par fonctionnalisation de sa liaison C-H. Enfin, la quaternarisation de la position 5 de pyranosides par insertion 1,5 C-H d’un métallo-carbène de Rh(II) ancré sur la position primaire a été développée
This work deals with the study of the catalytic properties of Rh₂L₄.NHC complexes towards diazoesters, and their application in the field of glycochemistry. We first developed a reproducible synthetic procedure for the preparation of these organometallic complexes. Furthermore, we have shown that the Rh₂(OAC)₄.IMes complexe was inducing the chemoselective decomposition of diazo esters, depending on their electronic properties. This unprecedented property opened the way to a switchable catalytic system. In the field of glycochemistry, the Rh₂L₄.NHC complexes made possible to improve the experimental conditions for the quaternization reaction of the anomeric position by C-H bond functionalization. Finally, the quaternization of position 5 of pyranosides by 1,5 C-H insertion of a Rh (II) metallo-carbene anchored on the primary position was developed

Nous avons réalisé la synthèse de nouveaux composés organophosphores comportant un ou plusieurs macrocycles 6,9-diaza-1,3-dioxa-2-thionophosphacycloundécane et étudie leurs propriétés complexantes vis-à-vis de certains cations métalliques. Les dérivés à motifs macrocycliques pendants de type phosphites ou amidophosphites ont été préparés par ouverture d'un sel bicyclique, le chlorure de -6,9-diméthyl-6-aza-9-azonia-1,3-dioxa-2-phosphabicyclo6. 3. Oundécane par des nucléophiles mono, bi- et trifonctionnels comportant des fonctions alcool, phénol ou amine. La sulfuration des phosphites et amidophosphites conduit respectivement aux thiophosphates et amidothiophosphates correspondants. L'analyse structurale approfondie par résonance magnétique nucléaire du 1h et du 3#1p à haut champ des monomacrocycles dérivés de l'alcool benzylique et de la benzylamine a montré que le thiophosphate présente une mobilité conformationnelle alors que le monoamidothiophosphate possède une conformation de type couronne stabilisée par liaison hydrogène intramoléculaire. La fixation de motifs macrocycliques de type phosphite sur une résine de merrifield a pu être réalisée après modification de cette dernière par la diéthanolamine de façon à introduire des bras espaceurs. L'étude de la complexation par nos dérivés par spectroscopie UV-visible montre que les composés étudiés présentent une aptitude complexante marquée vis-à-vis du mercure(II) et du cuivre(II). Si l'atome de soufre du groupe thiophosphoryle est principalement responsable de la complexation, l'intervention d'un atome d'azote intracyclique conduit à des complexes plus stables, dans le cas des ligands bimacrocycliques

Cette thèse décrit la découverte de transformations synthétiques énantiosélectives et non énantiosélectives dans lesquelles des catalyseurs chiraux et environnementalement bénins à base de cuivre, de fer et de zinc sont utilisés pour des réactions d’insertion de diazos dans les liaisons Si–H et S–H et pour des réactions d’hydrosilylation de cétones. Des réactions énantiosélectives et non énantiosélectives d’insertion de métal-carbènes d’α-diazoesters catalysées par le cuivre et le fer dans les liaisons Si–H et S–H sont décrites. Nous avons réussi à développer un protocole efficace pour la réaction d’insertion de métal-carbènes d’α-diazoesters catalysée par le cuivre et le fer dans les liaisons Si–H et S–H. Avec l’utilisation de [(MeCN)4Cu]PF6 et de Fe(OTf)2, une grande variété d’α-silylesters ont été synthétisés avec des bons et des excellents rendements (jusqu’à 98%). Ces catalyseurs peuvent aussi être utilisés efficacement pour l’insertion de métal-carbène dans la liaison S– H avec des bons rendements (jusqu’à 90%). Des résultats prometteurs ont été obtenus pour les réactions d’insertion de métal-carbènes d’α-diazoesters catalysées par le fer dans la liaison Si–H avec l’utilisation du DMC comme solvant vert en remplacement de CH2Cl2. Plusieurs ligands diamines chiraux ont été testés pour développer une réaction d’insertion de métal-carbène hautement énantiosélective dans la liaison Si–H avec l’utilisation du sel de cuivre peu coûteux [(MeCN)4Cu]PF6 comme catalyseur. Un excellent rendement ainsi qu’une excellente énantiosélectivité (rendement de 85%, 99:1 er) ont été obtenus lorsque les ligands contenant un coeur (R, R)-diaminocyclohexane et des groupements mésityles ont été utilisés. Il s’agit d’un très bon exemple de réaction hautement énantiosélective d’insertion dans la liaison Si–H avec l’utilisation d’aryldiazoacétates, de sources de silane peu coûteuses en comparaison avec d’autres et de ligands diamines chiraux facilement synthétisables ayant été utilisés pour la première fois dans la réaction d’insertion énantiosélective de métal-carbène dans la liaison Si–H. Nous avons découvert que les diamines chirales, facilement disponibles, sont aussi des ligands efficaces pour la réduction d’aryle-cétones avec le catalyseur Zn(OAc)2. Les alcools recherchés ont été obtenus avec des hauts rendements et de très bons rapports énantiomériques (rendements jusqu’à 99%, er jusqu’à 99:1). Nous avons aussi obtenu de bons résultats pour l’hydrosilylation de la pphényltrifluoroacetophénone avec l’utilisation d’un système bipybox-iPr/Fe(OAc)2...
This thesis describes the development of non-enantioselective and enantioselective synthetic transformations using copper, iron, and zinc salts as environmentally benign catalysts for diazo insertion reactions into the Si–H and S–H bonds and hydrosilylation reactions of ketones. Non-enantioselective and enantioselective copper and iron-catalyzed metal carbene insertion reactions of α-diazoesters into Si–H and S–H bonds are described. We successfully developed an efficient copper and iron-catalyzed protocol for the metal carbene insertion reaction of α-diazoesters into Si–H and S–H bonds. By using [(MeCN)4Cu]PF6 and Fe(OTf)2, a wide range of α-silylesters were synthesized in good to excellent yields (up to 98%). These catalysts have been shown to be efficient for metal carbene insertion into S–H bond in high yields (up to 90%) as well. Excellet results have been obtained for iron-catalyzed carbene insertion reactions of α-diazoesters into Si–H bond using DMC as a green solvent instead of CH2Cl2. Several chiral diamine ligands were tested to develop a highly enantioselective metal carbene insertion reaction into the Si–H bond using the inexpensive copper salt [(MeCN)4Cu]PF6 as catalyst. Excellent yield and enantioselectivity (85% yield, 99:1 er) were obtained when the ligands containing a (R, R)- diaminocyclohexane core and mesityl groups were used. This is the very good example of highly enantioselective Si–H bond insertion reactions using aryldiazoacetates and inexpensive silane sources compare to others and easy-to-synthesize chiral diamine ligands that have been used for the first time for enantioselective Si–H bond insertion reaction. We have found that the readily available chiral diamines are also efficient ligands for the reduction of aryl ketones using Zn(OAc)2 as catalyst. The desired alcohols were obtained in high yields and very good enantiomeric ratios (up to 99% yields, up to 99:1 er). We also obtained good results for the hydrosilylation of p-phenyltrifluoroacetophenone using a bipybox-iPr/Fe(OAc)2 system (85% yield, 80:20 er). Based on the information in the literature, there are just a few examples on asymmetric hydrosilylation of pphenyltrifluoroacetophenone using ZnEt2 with very low enantioselectivities.

Ce manuscrit décrit la synthèse énantiosélective de cyclopropanes trifluorométhylés, difluorométhylés et mono-halométhylés hautement fonctionnalisés. Cette synthèse repose sur la cyclopropanation d’alcènes. De plus, la synthèse d’alcools tertiaires difluorométhylés à partir des oléfines fluorées correspondantes suivant un processus de dihydroxylation asymétrique est décrite. Ce manuscrit se découpe en 3 chapitres. Le premier chapitre décrit la première synthèse catalytique asymétrique de cyclopropanes difluorométhylés en utilisant le Rh₂((S)-BTPCP)₄ comme catalyseur pour la réaction de cyclopropanation d’oléfines α,α-difluoromethylées avec des composés diazoïques di-accepteurs. Un large éventail de cyclopropanes a été obtenu avec de très bon rendements et d’excellentes diastéréosélectivités et énantiosélectivités (>20:1 et jusqu’à 99% ee). Le second chapitre illustre la synthèse de cyclopropanes trifluorométhylés suivant une stratégie similaire. Ces derniers ont été obtenus avec des très bons rendements et d’excellentes diastéréosélectivités et énantiosélectivités (>20:1 et jusqu’à 99% ee). Ces travaux ont également permis une extension aux dérivés mono-halométhylés. Dans un troisième chapitre, l’époxydation asymétrique de styrenes α,α-difluoromethylés a été étudiée. Malheureusement, tous les essais métallo- ou organocatalysés se sont avérés infructueux. Par la suite la réaction de dihydroxylation asymétrique de ces styrenes α,α-difluorométhylés a été développée pour conduire aux alcools tertiaires difluorométhylés énantioenrichis. L’utilisation d’AD-mix-α et AD-mix-β comme catalyseurs a permis d’obtenir les produits désirés avec de très bons rendements et d’excellentes énantiosélectivités. De plus, cette réaction a été étendue aux styrenes α,α-difluorométhylés, α-monofluorométhylés, β-difluoromethylé et β-trifluorométhylé
This thesis presents the enantioselective synthesis of functionalized trifluoromethyl, difluoromethyl and monohalomethyl cyclopropanes based on the cyclopropanation reaction of alkenes bearing various fluorinated groups. In addition, the synthesis of enantioenriched fluorinated tertiary alcohols resulting from the dihydroxylation of fluorinated olefins is discussed. This thesis is divided into three chapters. In the first chapter, we reported the first example of catalytic asymmetric synthesis of difluoromethyl cyclopropanes, which is achieved by using Rh₂((S)-BTPCP)₄ as a catalyst to perform the cyclopropanation reaction of α,α-difluoromethyl olefins with donor-acceptor diazo compounds and di-acceptor diazo compounds. This methodology allows the access to a broad range of cyclopropanes in high yields with excellent diastereo- and enantioselectivities (up to >20:1 and up to 99% ee). In the second chapter, a practical and efficient asymmetric synthesis of trifluoromethyl cyclopropane derivatives was described and a series of functionalized cyclopropanes were obtained in excellent diastereoselectivities with excellent enantioselectivities (up to >20:1 and 99% ee). These investigations also extended to the synthesis of highly enantioselective monohalomethyl cyclopropanes. In the third chapter, the initial propose aimed at exploring the asymmetric epoxidation of α,α-difluoromethyl styrenes. The reaction was performed in the presence of a metal-catalyst or an organic catalyst, unfortunately, none of the result was positive. Therefore, we turned our attention to the asymmetric synthesis of α,α difluoromethylated tertiary alcohols. To this propose, the use of commercially available reagents AD-mix-α and AD-mix-β as the best catalysts, allowed the reaction with α,α-difluoromethyl styrenes to construct the corresponding α,α-difluoromethylated tertiary alcohols in good to high yields with excellent enantioselectivities (up to 99% ee). In addition, this transformation could be applied to a broad range of substrates, including variety of α,α-difluoromethyl styrenes, α-monofluoromethyl styrenes, β-difluoromethyl styrene and β-trifluoromethyl styrene

Synthese des complexes de rh, cr et w contenant le coordinat diazo en faisant reagir les sels de li des anions rc(n::(2))**(-) sur les complexes metalliques. On a isole: (pme::(3))::(4) rhc(n::(2))sime::(3) (pet::(3))::(3) rhc(n::(2))sime::(3), (pme::(3))::(2) rhc(n::(2))(s)p(n-ipr::(2))::(2). On a mis en evidence un complexe carbenique dimere possedant un groupe ylure, lors de la photolyse de (pet::(3))::(3) rhc(n::(2))sime::(3)

Les alcaloïdes marins wakayine et tsitsikammamines A et B appartiennent à la famille des 1,3,4,5-tetrahydropyrrolo[4,3,2-de]quinolines. Ces molécules présentent des propriétés cytotoxiques qui pourraient être liées à l'inhibition des topoisomérases I et II. La synthèse de deux types d'aza-analogues de ces alcaloïdes a été réalisée (analogues pyrazoloquinolines et pyrroloquinolines). Le noyau pyrazole est obtenu via une réaction de cycloaddition dipolaire [3+2] entre des quinones variées et des espèces diazo-alkyles ou -aryles. Le noyau iminoquinone est ensuite formé par cyclisation intramoléculaire. Les différents intermédiaires de synthèse ont été évalués vis-à-vis de leurs propriétés cytotoxiques in vitro sur 5 lignées cellulaires différentes, ainsi que vis-à-vis de l'inhibition des topoisomérases I et II. De nombreuses molécules inhibent l'une ou les deux topoisomérases alors que peu de composés présentent une activité cytotoxique (de l'ordre du micromolaire). La synthèse totale de ces alcaloïdes a été étudiée. Le schéma de rétrosynthèse est basé sur une réaction d'addition de Michael entre une 3-éthylamine-indole-dione et des β-cétoamines diversement protégées. Un analogue ouvert des tsitsikammamines à ainsi été obtenu
The marine alkaloids wakayin and tsitsikammamines A and B belong to the 1,3,4,5-tetrahydropyrrolo[4,3,2-de]quinolines family. They both possess cytotoxic properties which seem related to inhibition of topoisomérases I and II. Two series of aza-analogues of these compounds (pyrazoloquinolines and pyrroloquinolines analogues) have been investigated. The pyrazole ring was obtained on the basis of a [3+2] dipolar cycloaddition reaction between various quinones and diazo species (alkyls or aryls). The iminoquinone moiety was then formed through an intramolecular cyclisation. The different compounds have been evaluated for both in vitro cytotoxic activity against 5 dictinct cancer cell lines and topoisomérases I and II inhibition. Most of the compounds inhibit one or the two enzymes whereas only few of them exhibit cytotoxic activity with IC50 values of micromolar order. The total synthesis of the natural alkaloids has also been studied. The retrosynthetic pathway was based on a Michael addition between 3-éthylamine-indoledione and different protected β-cétoamines. An original analogue of tsitsikammamines has been obtained

Etude de la solvatation des especes resultant de l'inclusion d'un cation metallique dans la cavite d'un coordinat macrobicyclique, par la mesure des parametres thermodynamiques. Specificite des differents complexes du 222

Les cyclopropanes sont des motifs régulièrement incorporés lors du développement de nouvelles molécules bioactives de par les propriétés qu’ils apportent à celles-ci. Cela a donc poussé les chimistes organiciens à développer de nouvelles méthodologies pour leur synthèse en modulant notamment les différentes substitutions. Les travaux de cette thèse s’inscrivent donc dans cette thématique : le développement de méthodologies permettant l’accès à des cyclopropanes hautement substitués. Afin d’accéder à des motifs 1,2,3-trisubstitués et stéréoenrichis, nous avons dans un premier temps envisagé de réaliser des couplages de Suzuki-Miyaura sur des halocyclopropanes 2,3-disubstitués synthétisés dans le groupe grâce à l’utilisation du ligand chiral de type dioxaborolane. Des conditions douces et reproductibles ont été développées, notamment grâce à la synthèse d’un pré-catalyseur de type Buchwald. Les chapitres suivants ont été consacrés à la synthèse de motifs cyclopropaniques substitués de manière plus directe en utilisant des composés diazoïques portant les groupements à introduire. Des diazoalcanes semi-stabilisés (portant des groupements possédant des liaisons π proximales tels que des aryles ou des alcènes) ont tout d’abord été employés. L’utilisation d’une porphyrine de fer a permis de réaliser des cyclopropanations d’aryldiazométhanes générés in situ à partir de 2-nosylhydrazones dans des conditions douces, ce qui a permis d’élargir la gamme de composés diazoïques semi-stabilisés utilisables en cyclopropanation. Nous avons par la suite envisagé de réaliser des cyclopropanations de dialkyldiazoalcanes générés in situ à partir d’arylsulfonylhydrazones. Des gem-diméthyl cyclopropanes, motifs d’intérêt pour l’industrie pharmaceutique, ont été synthétisés avec succès et ce sans nécessiter la présence d’un catalyseur métallique. De hautes températures ont cependant été nécessaires. À cause de ces conditions très dures, nous nous sommes tournés vers une autre stratégie pour la synthèse de composés diazoïques non-stabilisés. Nous avons alors envisagé d’oxyder des hydrazones libres, ce processus pouvant se dérouler à basses températures et générant moins de déchets. Après l’achèvement d’un projet initié par d’autres membres du groupe employant une quantité stœchiométrique d’un oxydant métallique, nous nous sommes tournés vers l’utilisation de l’iodosylbenzène. Cet oxydant organique a permis la génération de nombreux composés diazoïques aliphatiques et a été compatible avec une réaction de cycloaddition [3+2] in situ de divers accepteurs de Michael. Alors que les conditions réactionnelles ne permettaient pas la conversion spontanée de toutes les 1-pyrazolines générées en cyclopropanes, un processus de photolyse en chimie en flux continu a été développé afin d’induire ces contractions de cycle. Des dérivés d’amino acides non naturels ainsi que des gem-diméthyl cyclopropanes ont été obtenus avec de hauts rendements. En immobilisant l’iodosylbenzène dans un réacteur à garnissage et en utilisant la technologie en flux continu, nous avons par la suite généré des solutions relativement pures de phényldiazométhane. Cependant, la génération de composés diazoïques non-stabilisés en utilisant ce processus s’est avérée plus complexe en raison de diverses incompatibilités. Enfin, la synthèse de cyclopropanes substitués par des groupements amino, alkoxy ou aryloxy a été envisagée via l’utilisation de composés diazoïques substitués par ces hétéroatomes. Lors de l’initiation de ces travaux, un faible rendement en aminocyclopropane a été obtenu, indiquant néanmoins la génération et cyclopropanation du composé diazoïque déstabilisé désiré.
The cyclopropane moiety is present in a large number of bioactive molecules as its incorporation usually improves their physicochemical properties. As a result, the development of new methodologies allowing the synthesis of various substituted cyclopropanes have become of significant interest. In order to access stereoenriched 1,2,3-trisubstituted cyclopropanes, we first developed a Suzuki-Miyaura cross-coupling of 2,3-disubstituted halocyclopropanes synthesized in the group using a chiral dioxaborolane ligand. Mild and highly reproducible reaction conditions were developed, especially thanks to the synthesis of a Buchwald type pre-catalyst. The next chapters were devoted to the synthesis of substituted cyclopropanes using diazo compounds bearing the groups to introduce. Semi-stabilized diazoalkanes (bearing π-system-containing groups such as aryl or alkene moieties) were first employed. The use of an iron porphyrin allowed the cyclopropanation of aryldiazomethanes generated in situ from 2-nosylhydrazones under mild conditions, enabling a broader scope of semi-stabilized diazo compounds that can be used in cyclopropanation reactions. Then, we investigated the cyclopropanation of dialkyldiazoalkanes generated in situ from arylsulfonylhydrazones. Gem-dimethyl cyclopropanes, motifs of particular interest in medicinal chemistry, were synthesized under metal-free conditions. However, high temperatures were needed to decompose the diazo precursors. Because of these harsh reaction conditions, we moved to another strategy enabling the synthesis of non-stabilized diazo compounds. We envisioned the oxidation of free hydrazones, being a more atom economical process that typically requires lower temperatures. After the completion of a project initiated by other group members employing stoichiometric amounts of a metallic reagent, we investigated the use of an organic oxidant. Iodosylbenzene allowed the generation of numerous aliphatic diazo compounds and was compatible with the in situ [3+2] cycloaddition of various Michael acceptors. Conversion of the 1-pyrazolines into the corresponding cyclopropanes was not always spontaneous under these reaction conditions, and therefore a photolysis process using continuous flow was developed in order to induce the ring contractions. Unnatural amino acids and gem-dimethyl cyclopropanes were synthesized in high yields using methodology. Immobilizing the iodosylbenzene in a packed bed reactor using a continuous flow set up allowed us to rapidly generate clean solutions of phenyldiazomethane. However, the production of non-stabilized diazo compounds using this process turned out to be more complicated due to numerous incompatibilities. Finally, the syntheses of amino-, alkoxy- or aryloxycyclopropanes were attempted by generating heteroatom-substituted diazo compounds from the corresponding free hydrazones. An aminocyclopropane was obtained during the initial investigation of this reaction. Although in low yield, this result showed the feasibility of each and every step.

Les dérivés cyclopropaniques di-accepteurs représentent des intermédiaires synthétiques précieux dans l’élaboration de structures moléculaires complexes, ayant des applications dans plusieurs domaines de la chimie. Au cours de cet ouvrage, nous nous sommes intéressés à la synthèse de ces unités sous forme énantioenrichie en utilisant la cyclopropanation d’alcènes par catalyse avec des complexes de Rh(II) utilisant des composés diazoïques di-accepteurs comme substrats. Suite au développement initial d’une méthode de cyclopropanation d’alcènes catalytique asymétrique utilisant des nitro diazocétones, de multiples études expérimentales quant au mécanisme de stéréoinduction dans ce type de réaction ont été effectuées. Nous avons alors pu identifier le groupement p-méthoxyphénylcétone du substrat et le catalyseur Rh2(S-TCPTTL)4 comme étant une combinaison clé pour l’atteinte de diastéréosélectivités et d’excès énantiomères élevés. Ceci a mené au développement de deux autres méthodes de cyclopropanation stéréosélectives distinctes, utilisant soit une cyano diazocétone ou un céto diazoester. Nous avons démontré l’utilité des dérivés cyclopropaniques énantioenrichis obtenus par ces trois méthodes dans une panoplie de manipulations synthétiques, dont l’addition nucléophile d’amines et de cuprates, la cycloaddition formelle avec un aldéhyde, et la synthèse de dérivés cyclopropaniques importants en chimie médicinale. Une étude structurelle approfondie des complexes de Rh(II) chiraux nous a permis de déterminer les facteurs responsables de leur pouvoir d’énantioinduction dans notre système réactionnel, ce qui a d’énormes implications dans d’autres méthodologies utilisant ces mêmes catalyseurs. Le dévoilement d’une conformation inattendue dite ‘All-up’, ainsi que de la présence d’interactions stabilisantes régissant la rigidité de cet arrangement se sont avérés cruciaux dans notre compréhension du mécanisme. Dans le cadre de cette investigation, nous avons développé une méthode générale pour la synthèse de complexes de Rh(II) hétéroleptiques, multipliant ainsi le nombre de catalyseurs accessibles dans l’élaboration éventuelle de nouvelles réactions stéréosélectives, et nous permettant d’effectuer une étude structurelle plus détaillée. De plus, nous avons développé une méthode particulièrement efficace pour la synthèse d’un autre type de dérivé cyclopropanique di-accepteur par catalyse avec des complexes de Rh(II), les cyano-cyclopropylphosphonates. Les produits de cette transformation sont obtenus avec des énantiosélectivités élevées, et sont des substrats intéressants pour des réactions tandem d’ouverture de cycle par addition nucléophile / oléfination de composés carbonylés. De plus, ces composés sont des précurseurs de molécules utiles en chimie médicinale tels que les acides aminocyclopropylphosphoniques.
Di-acceptor cyclopropane derivatives are valuable synthetic intermediates in the preparation of complex molecular structures, with applications in several fields of chemistry. During this work, we investigated the synthesis of these units in enantioenriched form via the Rh(II)-catalyzed cyclopropanation of alkenes using di-acceptor diazo compounds as substrates. Following the initial development of a method for the catalytic asymmetric cyclopropanation of alkenes using nitro diazoketones, many experimental studies on the mechanism of stereoinduction in this reaction were performed. We were able to identify the p-methoxyphenylketone group of the substrate and catalyst Rh2(S-TCPTTL)4 as a key combination for the obtention of high diastereoselectivities and enantiomeric excesses. This led to the development of two distinct stereoselective cyclopropanation methods, using either an cyano diazoketone or a keto diazoester. We demonstrated the utility of the enantioenriched cyclopropane derivatives obtained by these three methods in a variety of synthetic manipulations, including the nucleophilic addition of amines and cuprates, the formal cycloaddition with an aldehyde, and the synthesis of biologically relevant cyclopropane derivatives. A thorough structural study of chiral Rh(II) complexes allowed us to determine the factors responsible for their enantioinduction ability in our reaction system, which has enormous implications in other metal-carbene reactions using these catalysts. The unveiling of an unexpected conformation called 'All-up', and the presence of stabilizing interactions controlling the rigidity of this arrangement have been crucial in our understanding of the mechanism. As part of this investigation, we developed a general method for the synthesis of heteroleptic Rh(II) complexes, thus multiplying the number of catalysts available in the development of new stereoselective reactions, and allowing us to conduct a more detailed structural study. Moreover, we have developed a particularly efficient method for the synthesis of another type of di-acceptor cyclopropane derivative via Rh(II) catalysis, cyanocyclopropylphosphonates. The highly enantioenriched products obtained in this transformation are interesting substrates for tandem reactions of nucleophilic addition / olefination of carbonyl compounds, and are precursors of useful molecules in medicinal chemistry, such as aminocyclopropylphosphonic acids.