Cyclobutanones hold a privileged role in enantioselective desymmetrization because their inherent ring strain allows for a variety of unusual reactions to occur. Current strategies include α‐functionalization, rearrangement, and C−C bond activation to directly convert cyclobutanones into a wide range of enantiomerically enriched compounds, including many biologically significant scaffolds. This Minireview provides an overview of state‐of‐the‐art methods that generate complexity from prochiral cyclobutanones in a single operation.
Methylenecyclobutanes are found to undergo Wacker oxidation via a semi-pinacol-type rearrangement. Key to a successful process is the use of tert-butyl nitrite as oxidant, which not only enables efficient catalyst turn-over but also ensures high Markovnikovselectivity under mild conditions. Thus, cyclopentanones (26 examples) can be accessed in an overall good yield and excellent selectivity (up to 97 % yield, generally > 99 : 1 ketone:aldehyde ratio). Stereochemical analysis of the reaction sequence reveals migration aptitudes in line with related 1,2-shifts. By introducing a pyox ligand to palladium, prochiral methylenecyclobutanes can be desymmetrized, thus realizing the first enantioselective Wacker oxidation.
Cyclobutanone eignen sich besonders gut für enantioselektive Desymmetrisierungen, da ihre inhärente Ringspannung eine Vielzahl ungewöhnlicher Reaktionen ermöglicht. Aktuelle Methoden umfassen α‐Funktionalisierungen, Umlagerungen und C‐C‐Aktivierungen, die Cyclobutanone direkt in eine Fülle chiraler Verbindungen mit oftmals biologischer Relevanz umwandeln. Dieser Kurzaufsatz soll einen Überblick über den aktuellen Stand der Methoden geben, die in nur einem einzigen Schritt komplexe Moleküle aus prochiralen Cyclobutanonen erzeugen.
Die asymmetrische Synthese von γ‐Lactamen wird über die Cyclobutanon‐Ringerweiterung unter Verwendung von (1S,2R)‐1‐Amino‐2‐Indanol zur chiralen Induktion erreicht. Die mechanistische Analyse der entscheidenden N,O‐Ketal‐Umlagerung zeigt ein Curtin‐Hammett‐Szenario, das eine späte Stereoinduktion (bis zu 88:12 dr) ermöglicht und durch spektroskopische, kristallographische und rechnerische Untersuchungen bestätigt wird. In Kombination mit einem einfachen Entschützungsverfahren ermöglicht diese operativ einfache Sequenz die Synthese enantiomerenreiner γ‐Lactame, einschließlich solcher, die quartäre Stereozentren mit ausschließlich Kohlenstoffatomen tragen. Darüber hinaus demonstriert die formale Synthese der Wirkstoffe Baclofen, Brivaracetam und Pregabalin den präparativen Nutzen und unterstreicht die allgemeine Anwendbarkeit der vorgestellten Methode.
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