Contribution to the chemistry of ortho-functionalized cinnamates : exploitation as (1) building blocks for heterocyclic synthesis, (2) photoactivatable sensitizers of luminescent lanthanide complexes
Contribution à la chimie des cinnamates ortho-fonctionnalisés : Exploitation comme (1) précurseurs synthétiques d'hétérocycles, (2) antennes photoactivables de complexes d'ions lanthanides luminescents
Résumé
The chemistry of ortho-functionalized cinnamates is particularly rich and varied, as evidenced by the large number of methods using them as building blocks for the synthesis of biologically-relevant heterocycles. In fact, depending on the nature of the functional group and the reaction conditions, various cinnamic-based substrates have already been successfully employed for the synthesis of a wide range of heterocyclic skeletons, ranging from five-membered ring systems (benzofuran, indole, ...) to six-membered rings (coumarin, quinolin(on)e, ...). In this context, the main goal of my thesis was to make a significant contribution to the chemistry peculiar to ortho-functionalized cinnamates. The first objective of my work dealt with the development of new methods for heterocyclic synthesis using ortho-functionalized cinnamates as building blocks. On one hand, a method for the regioselective synthesis of 3-trifluoromethylated coumarins and quinolones was elaborated starting from ortho-hydroxy- and ortho-aminocinnamates. The reaction mechanism of this trifluoromethylation reaction was further investigated and was found to involve radical participation. On the other hand, ortho-azidocinnamates proved suitable building blocks to achieve the construction of indoles and quinolines via a solvent-dependent photochemical process. The second objective of my work was devoted to the design, synthesis and photophysical/photochemical evaluation of new photoactivatable luminescent probes based on lanthanide ions. In this case, a non-luminescent lanthanide complex was equipped with a cinnamoyl residue in order to act as a photoactivatable sensitizer. A preliminary study allowed us to validate the concept "OFF/ON", and then a series of probes was prepared in order to establish relevant structure-property relationships, hence enabling the optimization of this novel class of photoactivatable luminescent probes.
La chimie des cinnamates ortho-fonctionnalisés est particulièrement riche et variée, comme en témoigne le nombre important de méthodologies de synthèse reposant sur leur utilisation comme substrats précurseurs d'hétérocycles d'intérêt biologique. En effet, suivant la nature du groupe fonctionnel et les conditions opératoires, des substrats à base cinnamique ont déjà été exploités avec succès pour la construction d'un large panel de squelettes hétérocycliques, allant de systèmes cycliques à cinq chaînons (benzofurane, indole, ...) à des cycles à six chaînons (coumarine, quinolin(on)e, ...). Dans ce contexte, ma thèse avait pour objectif principal d'apporter une contribution à cette chimie propre aux cinnamates ortho-fonctionnalisés. Le premier objectif de mon travail a porté sur le développement de nouvelles méthodes de synthèse hétérocyclique employant des cinnamates ortho-fonctionnalisés comme précurseurs. D'une part, une méthode de synthèse de coumarines et de quinolones 3-trifluorométhylées a été mise au point à partir de d'ortho-hydroxy- et d'ortho-aminocinnamates. Une étude mécanistique a également été conduite et a permis de mettre évidence la nature radicalaire de la réaction de trifluorométhylation concernée. D'autre part, nous avons évalué avec succès le potentiel synthétique d'ortho-azidocinnamates pour la construction photoinduite d'indoles et de quinoléines. Le second objectif de mon travail a concerné la conception, la synthèse et l'évaluation photophysique/photochimique de nouvelles sondes photoactivables luminescentes à base d'ions lanthanides. Dans ce cas, le motif cinnamique a été installé sur un complexe de lanthanide non luminescent afin de jouer le rôle d'antenne photoactivable. Après une première étude ayant permis de prouver le concept, toute une série de composés a été préparée afin d'établir des relations structures-propriétés, relations qui nous ont finalement permis d'optimiser la performance de cette nouvelle classe de sondes luminescentes photoactivables.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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