Academic literature on the topic 'Organocatalyse – Synthèse (chimie)'

La formation de liaisons carbone-carbone est primordiale dans le domaine de la chimie organique. Parmi les nombreuses méthodes existantes, les réactions de métathèse des oléf ines et de chimie radicalaire constituent deux techniques de choix mais n'ont été que très rarement utilisées de façon concomitante en synthèse organique. Cette constatation a été le point de départ de ces travaux de thèse dont le but a alors été d'appliquer ces deux réactions à la synthèse de molécules aux possibles propriétés biologiques. Une première étude combinant les réactions de métathèse qu'elles soient croisées ou d'énynes, et de cyclisation de type radicalaire ou de Heck, a été menée et a permis l'obtention de molécules à forte valeur ajoutée : des sultames à six chaînons et une nouvelle famille de spiro-sultames. Une seconde étude a quant à elle utilisé pour la première fois de façon séquentielle et en un seul pot les réactions de photodéconjugaison et de métathèse cyclisante permettant d'aboutir à la synthèse de composés intéressants mais difficiles à préparer, à savoir des lactones α,β-insaturées possédant un groupement alkyle en position α. Un troisième sujet utilisant à la fois les réactions d'addition de Michael asymétrique organocatalysée et de cyclisation radicalaire induite par le diiodure de samarium a permis de synthétiser des cyclopentanols trisubstitués comportant trois stéréocentres contigus. Enfin, une approche synthétique vers la nhatrangine A, molécule naturelle possédant six centres stéréogènes, et la synthèse totale du (+)-guaymasol ont été réalisées
Carbon-carbon bond formation constitutes a crucial research field in organic chemistry. Among all existing methods, olefin metathesis and radical reactions are particularly attractive ones but were rarely used in a concomitant way. That was the starting point of this PhD work, whose aim was to apply these two reactions to the synthesis of molecules having a potential biological interest. The first topic which was taken up was the use of cross- or enyne metathesis combined with a radical or an Heck cyclization for the synthesis of very valuable compounds : sultams and their spirocyclic derivatives. The second subject allowed the synthesis of α,β-unsaturated lactones bearing an alkyl group at the α position by using for the first time, in a one-pot and sequential manner, photochemistry and ringclosing metathesis. The third study led to cyclopentanol derivatives bearing three contiguous stereocentres by associating organocatalysis and radical cyclization induced by the use of samarium diiodide. Last but not least, a synthetic approach to nhatrangin A, natural compound holding six stereocentres, and total synthesis of (+)-guaymasol were carried out

Les dérivés ambiphiles, possèdant un site acide de Lewis (B ou Al) et un site base de Lewis (P), sont connues pour activer les petites molécules, stabiliser des espèces hautement réactives, mais aussi pour se comporter comme des catalyseurs non-métalliques. Dans la mesure où ils présentent différents modes de coordination, ils possèdent des comportements variables en tant que ligands des métaux de transition. Cette thèse porte sur deux aspects des composés ambiphiles. Le premier concerne l'interaction avec les petites molécules et l'organocatalyse, et le second la coordination et la réactivité des complexes métalliques avec des ligands ambiphiles. Le premier chapitre aborde la synthèse et la réactivité de phosphines-boranes possédant un espaceur de type ortho-phénylène. Dans une première partie, des composés possédant des sites base et acide de Lewis de nature différente ont été synthétisés. Dans une seconde partie, les propriétés catalytiques de ces dérivés ont été évaluées lors de la réduction du dioxyde de carbone en présence de boranes. Ces dérivés ambiphiles se sont révélés être des organocatalyseurs efficaces pour cette réaction. Dans une troisième partie, une étude mécanistique a été réalisée. Lors de cette étude, un intermédiaire réactionnel a pu être isolé et caractérisé. Cette espèce, possédant une molécule de formaldéhyde pontante entre les atomes de phosphore et de bore, s'est montrée plus efficace en catalyse que les catalyseurs précédents. En effet, aucune période d'induction n'est observée lors de la réduction du dioxyde de carbone avec ce dernier. Le second chapitre aborde la réactivité d'un complexe de Pt possédant un ligand ambiphile de type phosphine-alane (PAl). Ce complexe comportant une interaction Pt-->Al, avait déjà montré une réactivité intéressante vis-à-vis de l'hydrogène. Dans ce chapitre, sa réactivité vis-à-vis d'autres substrats a été étudiée. Dans une première partie, la capacité du complexe PAl-Pt à activer une liaison N-H polaire a, en particulier, été évaluée. Un complexe issu de l'addition oxydante de PhC(O)NH2 sur le platine a pu être isolé et entièrement caractérisé. Dans une seconde partie, le complexe PAl-Pt a été mis en présence de petites molécules de type CE2 (E = O, S) et différents modes de coordination ont pu être mis en évidence aussi bien en solution et qu'à l'état solide. En particulier, un complexe n1 de CO2 a été isolé. Au cours de ce travail, l'accent a été mis sur la coopérativité d'action métal/acide de Lewis
Ambiphilic derivatives, which possess a Lewis acid (B or Al) and a Lewis base (P), are known for activating small molecules, stabilizing highly reactive species, but also to be used as metal-free catalyst. Because of their different coordination modes, they show different behaviour as ligand for transition metals. This thesis addresses two aspects of ambiphilic derivatives. The first one is about the interaction with small molecules and the organocatalysis, and the second one the coordination and the reactivity of metallic complexes with ambiphilic ligands. The first chapter deals with the synthesis and the reactivity of phosphine-borane which possess an ortho-phenylene backbone. In the first part, compounds with different kind of Lewis base and acid have been synthesized. In a second part, catalytic properties of these derivatives have been evaluated for the reduction of carbon dioxide in presence of borane. These ambiphilic derivatives have revealed themselves as effective organocatalyst for this reaction. In a third part, a mechanistic study have been realised. During this study, a reaction intermediate has been isolated and characterized. This species, which possess a molecule of formaldehyde bridging between the atoms of phosphorus and boron, revealed itself more effective in catalysis that the previous catalyst. Indeed, no induction period has been observed during the reduction of carbon dioxide with this compound. The second chapter relates the reactivity of a Pt complex which possess a phosphine-alane (PAl) type ambiphilic ligand. This complex involving a Pt-->Al interaction, has already shown an interesting reactivity toward dihydrogene. In this chapter, his reactity toward other kind of substrate has been studied. In a first part, the capacity of the PAl-Pt complex to activate a polar N-H bond has been evaluated. A complex coming from the oxidative addition of PhC(O)NH2 over the platinum has been isolated and fully characterized. In a second part, the PAl-Pt complex has been set to react with CE2 (E = O or S) type small molecules, and different coordination modes have been highlighted both in solution and in solid state. In particular a n1 CO2 coordinated complex has been isolated. During this work, the cooperativity of action metal/Lewis acid has been emphases

Le développement de la chimie verte autour de ses douze principes a bouleversé la façon de travailler des chimistes. L’utilisation de l’eau en tant que solvant s’est alors présentée tout naturellement du fait de son absence de toxicité, son coût réduit et sa disponibilité. Cependant, il n’est pas toujours possible de réaliser des réactions organiques catalysées dans l’eau. En effet, la plupart des catalyseurs métalliques s’oxydent et deviennent inactifs en sa présence. Dans ce contexte, l’organocatalyse a suscité un grand intérêt en synthèse chimique car les catalyseurs présentent une faible toxicité et une résistance à l’eau et à l’oxydation. Ainsi les imidazolidinones développées par D. MacMillan sont des organocatalyseurs qui se synthétisent facilement et qui, via la formation d’un ion iminium, permettent de réaliser de la catalyse asymétrique en contrôlant la stéréosélectivité de la réaction. Par ailleurs, l’utilisation de tensioactifs est primordiale pour mener des réactions organiques dans l’eau. En effet ces derniers permettent de solubiliser les composés organiques dans l’eau grâce à la formation de micelles au coeur desquelles se déroule la réaction organique. Dans le but de n’utiliser qu’une seule molécule, des travaux ont été réalisés pour greffer à un organocatalyseur une longue chaine carbonée, lui donnant ainsi des propriétés tensioactives. Notre étude a donc consisté en la synthèse d’un nouvel organocatalyseur tensioactif sur lequel est greffé une imidazolidinone en bout de chaine hydrophobe. Les synthons biosourcés de cette molécule ainsi que les conditions de réactions ont été choisis de façon à respecter un maximum les principes de la chimie verte. Les deux premières voies de synthèse mises en oeuvre ne permettant pas d’aboutir à la molécule désirée, les synthons de départ ont été changés permettant finalement d’obtenir la molécule cible en 10 étapes grâce à une troisième voie. Par la suite, plus de la moitié des étapes ont été revues afin de les améliorer du point de vue de la chimie verte. L’optimisation principale de ces étapes, qui est aussi une des innovations de la thèse, a été de réduire l’utilisation de composés toxiques pour l’Homme et/ou pour l’environnement via notamment le remplacement de certains solvants classés cancérigènes mutagènes, reprotoxiques (CMR) par un nouveau solvant : le 4-méthyltétrahydropyrane. Pour chaque étape, les indicateurs de chimie verte ont été calculés pour justifier s’il s’agissait bien d’une amélioration. Enfin, une fois la molécule cible obtenue, sa solubilité dans l’eau a été étudiée et le caractère tensioactif démontré par vérification de son activité sur la tension superficielle à l’interface eau-air. La détermination de la taille des agrégats formés dans l’eau ainsi que la modélisation moléculaire ont complété l’état de connaissance du type de milieu organisé réalisé avec cette nouvelle molécule
The development of green chemistry around its twelve principles has changed the way chemists work. The use of water as solvent is evident as it is not toxic, cheap and widely available. However, it is not easy to carry out catalysed organic reactions in water. Indeed, most metalbased catalysts oxidize and become inactive in its presence. Organocatalysis has therefore aroused great interest because of the low toxicity of the employed catalysts as well as their resistance to water and oxidation. In this context, the imidazolidinones developed by D. MacMillan are organocatalysts that can be easily prepared and they can performed, through iminium ion activation, asymmetric catalysis by controlling the stereoselectivity of the reaction. Moreover, to achieve a maximum of organic reactions in water, the use of surfactants is essential. They allow the solubilisation of organic reactions in water through the formation of micelles in the core of which the reaction will occur. In order to use only one molecule, work have been done to graft to an organocatalyst to a long carbon chain, giving it surfactant properties. In this context, our study aims to synthesize a new surfactant organocatalyst on which is grafted an imidazolidinone at the end of the hydrophobic chain. The biosourced synthons of this molecule as well as the reaction conditions were chosen so as to respect as much as possible the principles of green chemistry. As the two first synthetic routes did not lead to the desired molecule, the starting synthons were changed, finally allowing the target molecule to be obtained in 10 steps. More than half of the steps have then been reviewed to improve their green aspect. The main improvement of these steps, and one of this thesis’ innovations, was to reduce the use of compounds toxic for Human and/or environment via, in particular, the replacement of some solvents classified carcinogenic, mutagenic, reprotoxic (CMR) with a new one: 4-methyltetrahydropyran. For each step, the green metrics were calculated to justify if it was an improvement. Finally, once the targeted molecule obtained, its solubility in water was studied. Its surfactant character was then characterized in order to verify its activity on the surface tension at the water-air interface. The determination of the size of the aggregates formed in water as well as the molecular modeling completed the state of knowledge of the type of self-organized structures realized by this new molecule

La catalyse est un des piliers de la « chimie verte », proposer une alternative aux métaux de transition, qui sont utilisés dans la plupart des réactions catalysées, pourrait être une solution intéressante et innovante. L’étude des éléments du bloc p suscite aujourd’hui un réel intérêt, car ils permettraient de s’affranchir de systèmes catalytiques utilisant des métaux de transition. Pour cela, de nouveaux catalyseurs centrés sur l’élément bore ont été imaginés et synthétisés. La première partie de ces travaux a consisté à établir une librairie de NHC-boranes mono-fonctionnalisés contenant un atome de B-stéréogène, formés à partir d’une séquence réactionnelle diastéréosélective, pour finir avec une étude mécanistique détaillée pour expliquer notamment l’excellente diastéréosélectivité observée dans la dernière étape de synthèse. Dans un second temps, ces NHC-boranes chirales ont été utilisées comme précurseurs de catalyseurs cationiques type borénium pour des transformations énantiosélectives sans métaux de transition. Leur réactivité en tant que catalyseur a été explorée dans des réactions de réductions énantiosélectives via une activation type FLP sur de composés insaturés. Puis, et à partir d’une plateforme commune, la formation de composés diborènes, qui sont des dérivés isoélectroniques des alcènes a été envisagée. Ces derniers pourront eux être utilisés comme ligands chiraux de différents sels métalliques et être utilisés en catalyse énantiosélectives. La formation de ces nouveaux NHC-diborènes a été entreprise via la réduction des plateformes NHC-boranes par différents agents réducteurs, suivie d’une optimisation des conditions afin de pouvoir les caractériser
Developing sustainable approaches is one of the most important challenge chemists have to face nowadays. Catalysis is one of the fundamental pillars of green chemistry and developing alternative to transition metals would ensure both environmental protection and economic benefit. In that matter, studying the p-bloc elements should meet the scientific community expectations. In that perspective, news boron-based catalysts have been designed and synthesized. The first part of this project focused on the creation of a library of mono-functionalized NHC-boranes with a stereogenic boron atom, formed thanks to a diastereoselective sequence. This part was supplemented by a detailed mechanistic study to rationalize the highly diastereoselective ratio observed in the last step of the synthesis. Secondly, these new chiral NHC-borane platforms was used as precursors of borocations (borenium type) and their use as cationic catalysts in metal-free enantioselective transformations. Finally, their reactivity as frustrated Lewis pair in catalytic reductions (like hydrosilylation or hydrogenation) of unsaturated compound was also explored. At the same time and by taking advantage of the designed platforms, we focused our attention on the formation of diborene compounds, which are species isoelectronic to alkenes. The idea was to use these molecules as chiral-olefin type ligands in metallic complexes and use them in enantioselective catalysis. The formation of new NHC-diborene was undertaken via NHC-borane reduction from various reductive agents, followed by the optimization of the conditions set to isolate and characterized the desired product

Ces travaux de thèse ont porté sur le développement d’une méthodologie de conversion de chiralité centrale vers axiale pour la formation de 4-arylpyridines atropoisomères, et de son application en synthèse totale. En premier lieu, une méthodologie de synthèse organocatalysée a été optimisée pour la préparation de 1,4-dihydropyridines énantioenrichies et hautement encombrées. Le défi a été, ici, de réussir à trouver le bon compromis entre sélectivité et réactivité afin de générer suffisamment d’encombrement sur la position C4 de la 1,4-dihydropyridine énantioenrichie, et de pouvoir accéder, après conversion du centre stéréogène (C4) en axe de chiralité, à un atropoisomère 4-arylpyridine stable. Une optimisation des conditions opératoires pour l’oxydation de ces 1,4-dihydropyridines énantioenrichies en 4-arylpyridines correspondantes a ensuite été menée et a permis d’atteindre des conversions de chiralité modérées à totales. Sur la base de cette stratégie, la synthèse énantiosélective de la (+)-streptonigrine, produit naturel présentant un motif 4-arylpyridine, a été envisagée selon deux stratégies principales s’appuyant sur des processus organocatalysés
This work focused on the development of central-to-axial chirality conversion methodology for the synthesis of 4-arylpyridine atropisomers, and its application in total synthesis. In the first place, synthetic methodology was optimised for the synthesis of enantioenriched and hindered 1,4-dihydropyridines. At this point, the challenge was to find the right compromise between selectivity and reactivity to get enantioenriched dihydropyridines with sufficient bulkiness around the C4 position, for formation of stable 4-arylpyridine atropisomers after conversion of the chiral center (C4) to a chiral axis. A detailed screen was performed to find the optimal oxidation conditions leading to moderate to full chirality conversion. Based on this strategy, the total synthesis of (+)-streptonigrin, a natural product containing a 4-arylpyridine framework, was planned following two main pathways using organocatalytic transformations as key steps

Le développement de nouvelles méthodes de synthèse de molécules hétérocycliques originales représente un enjeu actuel majeur en chimie organique. L’objectif est de fournir de nouveaux outils chimiques pour le développement de molécules actives en chimie médicinale et/ou pour l’étude de la biologie chimique, tout en contribuant à l’exploration de l’espace chimique.Dans ce contexte, le travail effectué au cours de cette thèse de doctorat a visé à élaborer de nouvelles voies de synthèse de motifs tétrahydro-[1,6]-naphtyridines. La pierre angulaire des méthodologies développées réside dans l’utilisation des 3-vinyl-1,2,4-triazines comme des plateformes synthétiques bifonctionnelles. Ces composés ont été développés pour réagir à la fois comme accepteurs de Michael et comme aza-diènes dansdes cycloadditions de Diels-Alder à demande électronique inverse. Un intérêt tout particulier a été porté à lamise au point de stratégies synthétiques innovantes, par des réactions en cascade permettant une synthèse rapide et efficace des molécules cibles, et des approches de catalyse organique visant des transformations énantiosélectives.La synthèse de nouvelles 3-vinyl-1,2,4-triazines et le développement de stratégies de réactions d’addition conjuguée/cycloadditions en cascade et de synthèses monotopes organocatalysées ont fournis l’accès à une vaste gamme de nouvelles tétrahydro-[1,6]-naphthyridines diversement substituées
The development of new methods for the synthesis of original heterocyclic molecules represents a current concern in organic chemistry, aiming to furnish medicinal chemistry and chemical biology with new chemical tools and contribute to the exploration of chemical space.In this context, the work which was carried out during this PhD thesis focused on the elaboration of new approaches for the synthesis of tetrahydro-[1,6]-naphthyridine scaffolds. The original use of 3-vinyl-1,2,4-triazines as bifunctional synthetic platforms, able to react both as Michael acceptor and as aza-diene in inverse-electron-demand Diels-Alder cycloadditions, is the keystone our methodology is based upon. The development of domino reactions – allowing quick and efficient synthesis of targeted compounds – remaineda perpetual concern evolving along side our preoccupation to access enantioselective transformations relying on organocatalysis.The synthesis of new 3-vinyl-1,2,4-triazines platforms and the elaboration of domino conjugate addition/cycloadditions and orgonocatalyzed one-pot synthesis strategies enabled to synthetize a wide panelof new diversly substituted tetrahydro-[1,6]-naphthyridines compounds

Dans le domaine de l'organocatalyse, l'utilisation des phosphines trivalentes comme catalyseurs nucléophiles s'est développée activement au cours des dix dernières années et a permis la mise au point de méthodologies originales, à fort potentiel synthétique. Cependant, peu de réactions énantiosélectives ont été rapportées jusqu'ici. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce travail de thèse. Nous nous sommes intéressés au développement des réactions énantiosélectives de cyclisation [3+2], catalysées par des phosphines chirales. Les deux phosphines qui ont été évaluées de façon systématique tout au long de cette étude, sont la (S)-tBu-Binépine et le (S,S)-FerroPHANE. La (S)-tBu-Binépine s'est montrée être un bon catalyseur pour les réactions de cyclisation [3+2] entre allènes et imines protégées par un groupement diphénylphosphinoyle (DPP). Les pyrrolines correspondantes ont été obtenues avec des excès énantiomériques compris entre 73 et 88%. Le (S,S)-FerroPHANE a été engagé avec succès dans les réactions entre allènes et énones permettant la synthèse hautement énantiosélective d'une variété de cyclopentènes fonctionnalisés, y compris de dérivés spiraniques (e. E. >80%). Cette même méthodologie a été appliquée à la synthèse de spirooxindoles, avec les deux phosphines comme catalyseurs chiraux. Enfin, nous avons étudié des réactions de désymétrisation diastéréo- et énantiosélective de dibenzylidène cyclohexanones prochirales par cyclisation [3+2]. Au cours de ce travail, nous avons démontré l'efficacité des phosphines chirales pour la construction de structures complexes de manière hautement énantiosélective à partir de substrats peu élaborés et facilement accessibles
Ln the last decade, the use of trivalent phosphines as nucleophilic organocatalysts has been widely developed, allowing a number of synthetically useful, original transformations to be disclosed. However, only a few enantioselective phosphine promoted reactions have been reported so far. Ln this context, we have been interested in the development of new enantioselective [3+2] cyclisation reactions catalysed by chiral phosphines. The two phosphines which were screened during this study are the (S)-tBu-Binepine and the (S,S)-FerroPHANE. (S)-tBu-Binepine proved to be a good catalyst for the enantioselective [3+2] cyclisations between allenoates and imines bearing a diphenylphosphinoyl unit (DPP) as the nitrogen protecting group. The corresponding pyrrolines were obtained with enantiomeric excesses between 73 and 88%. (S,S)-FerroPHANE was successfully used in the cyclizations between allenes and enones, allowing the highly enantioselective synthesis of a wide variety of functionalized cyclopentenes, including spirocyclic derivatives (e. E. >80%). The same methodology was applied to the synthesis of spirooxindoles by using both Binepine and FerroPHANE as chiral catalysts. Finally, we have carried out the highly diastereo- and enantioselective desymetrisations of prochiral dibenzylidene cyclohexanones by means of organocatalytic [3+2] cyclisations. These studies have demonstrated the high efficiency of chiral phosphines for the enantioselective construction of comple molecular scaffolds, starting from simple and easily available starting material

Le noyau indolique est l'un des hétérocycles les plus présents dans les composés naturels ou non présentant des activités biologiques d'intérêt. L'accès des structures toujours plus complexes, présentant plusieurs cycles, des centres stéréogènes, et une diversité structurale importante, est l'un des enjeux important dans la découverte de nouvelles structures potentiellement actives.Au cours de ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à la mise au point de nouvelles réactions de cyclisation métallo-catalysées, de tétrahydro-β-carbolines présentant une fonction insaturée, permettant l'accès à des composés polycycliques complexes.La réaction de Pictet-Spengler asymétrique catalysée par des acides phosphporiques chiraux a été utilisée comme réaction-clé pour le contrôle de l'asymétrie, à partir de N-allyl tryptamines et d'allénaldéhydes fonctionnalisés, permettant d'obtenir des tétrahydro-β-carbolines avec d'excellents excès énantiomériques (85-97%). Les réactions de cyclisation catalysées par des complexes de Pd(0) ou d'Au(I) ont permis l'obtention de différents composés polycycliques chiraux. Les régio-, chimio- et diastéréoséléctivité des réactions de cyclisations ont été étudiées, ainsi que les mécanismes réactionnels
The indole ring is one of the most prominent heterocycle in natural products or bioactive compounds. The access to complex structures featuring several cycles, stereogenic centers, is one of the main challenge en route to the discovery of new potentially bioactive structures. During this PhD work, we developed metallo-catalyzed cyclizations of tetrahydro-β-carbolines presenting an unsaturated function to access to complex chiral, polycyclic compounds. The asymmetric organocatalyzed Pictet-Spengler reaction was used as a key step for the control of the asymmetry, starting from N-allyl tryptamines and allenaldehydes. The corresponding tetrahydro-β-carbolines were obtained in excellent yields and enantiomeric excesses.Several cyclization reactions were developed using these substrates, catalyzed by Pd(0) or Au(I) complexes, furnishing the targeted chiral tetracyclic derivatives. The mechanisms of these reactions, the regio-, chem- and diastereoselectivity of these reactions was studied. The large numbers of compounds that have been obtained via these routes present a large structural diversity that will hopefully lead to important findings in the field of bioactivity determination

Les hétérocycles constituent une des classes les plus importantes de composés chimiques. Ces motifs structuraux sont les éléments clés d’une large gamme de produits naturels possédant des activités biologiques ou thérapeutiques. Toutes ces raisons expliquent le vif intérêt suscité par le développement de nouvelles méthodes de synthèse d'hétérocycles au sein de la communauté scientifique. Avec une volonté de réduire toujours plus l'empreinte environnementale de nos recherches, notre laboratoire vise à développer de nouvelles méthodologies de synthèse efficaces plus vertes et respectueuses de l'environnement. Ainsi, mes travaux de thèse ont fait appel à deux thématiques largement étudiées au sein de notre laboratoire que sont la catalyse photorédox et l'organocatalyse. Dans une première partie, l'utilisation de la catalyse photorédox comme outils pour la synthèse et la fonctionnalisation d'hétérocycles sera détaillée. Des motifs hétérocycliques originaux ont ainsi été préparés avec de bons rendements et dans des conditions réactionnelles très douces. La deuxième partie est quant à elle consacrée à la synthèse d'hétérocycles azotés énantioenrichis grâce à des réactions énantiosélectives organocatalysées d'aza-Diels-Alder à demande inverse d'électrons. En effet, la demande toujours plus accrue en composés optiquement actifs par l'industrie chimique et pharmaceutique explique le fort engouement pour le développement de méthodes de synthèse asymétriques. Ainsi, les procédés développés fournissent de nouvelles voies d'accès à des structures hétérocycliques chirales complexes avec d'excellents résultats en termes d'efficacité mais aussi de stéréosélectivité
Heterocycles are one of the most important classes of chemical compounds. These structural scaffolds are the key elements of a wide range of natural products with biological or therapeutic activities. As a result, a great deal of research carried out in chemistry is devoted to development of new heterocycle synthesis methods. With a desire to further reduce the environmental footprint of our research, our laboratory aims to develop new methodologies for effective synthesis, more green and environmentally friendly. Thus, my thesis works lie on two themes widely studied in our laboratory that are photoredox catalysis and organocatalysis. In the first part, the use of photoredox catalysis as an efficient tool for the synthesis and functionalization of heterocycles is detailed. Original heterocyclic units have thus been prepared in good yields and under mild reaction conditions. The second part is devoted to the synthesis of enantioenriched nitrogen-containing heterocycles through organocatalyzed enantioselective inverse electron-demand aza-Diels-Alder reactions. Indeed, the increasing demand of optically pure compounds by the chemical and pharmaceutical industry explains the strong craze for the development of asymmetric synthesis methods. Thus, the developed processes provide new access routes to complex chiral heterocyclic structures with excellent results in terms of efficiency as well as stereoselectivity

Devant l’intérêt grandissant pour le développement de stratégies innovantes applicables à la synthèse de molécules complexes, notre groupe s’est orienté vers la construction de motifs présents dans un grand nombre de produits biologiquement actifs : les tétrahydropyranes (THP) et les polypropionates. Notre stratégie, basée sur la formation diastéréosélective de diols méso primaires, fait intervenir une étape inédite de désymétrisation organocatalysée par transfert d’acyle asymétrique. Cette approche permet la synthèse énantiosélective de THP pentasubstitués qui par la suite peuvent être valorisés par l’obtention de polypropionates fonctionnalisés, possédant quatre centres stéréogènes contigus. Par ailleurs, cette nouvelle méthodologie de désymétrisation donne accès à des motifs cycliques et acycliques comportant plusieurs centres stéréogènes quaternaires. Elle constitue, de plus, l’unique exemple de désymétrisation énantiosélective de diols méso primaires catalysée par une dialkylaminopyridine chirale. Bien que le transfert d’acyle asymétrique organocatalysé ait été très largement étudié depuis la fin des années 90, de nombreuses études sont en cours pour accéder à des catalyseurs plus sélectifs et plus nucléophiles. Inspiré des récents travaux de Steglich et Vedejs, notre deuxième objectif s’est porté sur la synthèse énantiosélective et modulaire d’une nouvelle famille d’organocatalyseurs chiraux plus polyvalents dérivés de la 1,6-naphtyridine. Leur application, en catalyse nucléophile, a pu être évaluée dans des réactions de dédoublement cinétique d’alcools et dans les réarrangements de Steglich
Alongside metallocatalysis and biocatalysis, organocatalysis has emerged as a complementary and powerful tool that can circumvent limitations associated to the use of metals or enzymes. Because of the growing interest for new innovative methodologies useful for complex molecules synthesis, we get interested in the preparation of versatile building blocks present in many bioactive molecules: tetrahydropyrans (THP) and polypropionates. Based on the diastereoselective formation of primary meso diols, our strategy involves an original organocatalyzed desymmetrization of these compounds by asymmetric acyl transfer. This approach allows the enantioselective synthesis of pentasubstituted THP which were valorized through the synthesis of polypropionates bearing four consecutive stereogenic centers. In addition, this new methodology provides cyclic and acyclic scaffolds with several all carbon quaternary stereogenic centers. It represents the first example in organocatalyzed asymmetric desymmetrization by acyl transfer using a chiral dialkylaminopyridine. Although asymmetric organocatalyzed acyl transfer has been widely studied since the late 90s, several investigations are currently underway to access to new chiral nucleophilic catalysts. Following the recent work of Steglich and Vedejs, we were interested in the development of new chiral organocatalysts derived from 1,6-naphthyridine. Their applications in nucleophilic catalysis have then been evaluated in kinetic resolutions of alcohols and in asymmetric Steglich rearrangements