Parallel kinetic resolution of propargyl ketols: formal synthesis of (+)-bakkenolide A

Kato, Kanefusa; Motodate, Satoshi; Takaishi, Satoshi; Kusakabe, Taichi; Akita, Hiroyuki

doi:10.1016/j.tet.2008.02.101

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“…As an application of the parallel kinetic resolution of racemic propargyl ketols 1, 15) we report the total synthesis of (ϩ)-bakkenolide-A using Mitsuhashi's protocol 16) for construction of the spirolactone moiety.…”

Section: )mentioning

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“…In addition, we recently reported a parallel kinetic resolution of racemic propargyl ketols 1 for a formal synthesis of (ϩ)-bakkenolide-A (Chart 1). 15) These three reactions are possible routes to the synthesis of the same optically active hydrindanes. As an application of the parallel kinetic resolution of racemic propargyl ketols 1, 15) we report the total synthesis of (ϩ)-bakkenolide-A using Mitsuhashi's protocol 16) for construction of the spirolactone moiety.…”

mentioning

confidence: 99%

“…We envisaged the chiral hydrindanone 4, which was obtained by asymmetric cyclization-carbonylation reactions established in our laboratory, 15) as a potential precursor to (ϩ)-bakkenolide-A. 17,18) Mitsuhashi and co-workers have synthesized spirolactones from steroids.…”

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Conversion of Optically Active Hydrindanone to (+)-Bakkenolide-A

Kusakabe

Kato

Motodate

et al. 2008

CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

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The bakkanes are an interesting class of sesquiterpenes containing a cis-hydrindane skeleton decorated with two quaternary centers and a spiro-b-methylene-g-lactone moiety. 1)Bakkenolide-A, which was first reported from the buds of the Petasites japonicus, [2][3][4] shows cytotoxicity toward several carcinoma cell lines, and is an effective insect antifeedant. 1)Since the first synthesis of bakkenolide-A by Evans, 5,6) a number of alternative syntheses have been described. 1,[7][8][9][10] We previously reported the first examples of an asymmetric cyclization-carbonylation of meso-2-alkyl-2-propargylcyclohexane-1,3-diols 11,12) and 2-alkyl-2-propargylcyclohexane-1,3-diones 13,14) catalyzed by palladium(II) with chiral bisoxazoline (box) ligands. In addition, we recently reported a parallel kinetic resolution of racemic propargyl ketols 1 for a formal synthesis of (ϩ)-bakkenolide-A (Chart 1).15) These three reactions are possible routes to the synthesis of the same optically active hydrindanes. As an application of the parallel kinetic resolution of racemic propargyl ketols 1, 15) we report the total synthesis of (ϩ)-bakkenolide-A using Mitsuhashi's protocol 16) for construction of the spirolactone moiety.We envisaged the chiral hydrindanone 4, which was obtained by asymmetric cyclization-carbonylation reactions established in our laboratory, 15) as a potential precursor to (ϩ)-bakkenolide-A. 17,18) Mitsuhashi and co-workers have synthesized spirolactones from steroids.16) We applied the Mitsuhashi's method for the synthesis of (ϩ)-bakkenolide-A. (ϩ)-Bakkenolide-A may be obtained from cyano diester 5 (Chart 2). In this case, the cyano group was to be introduced from the convex face of diester 6, 5,6) which may be prepared by Knoevenagel reaction of the chiral hydrindanone 4.Optically active hydrindanone 4 was obtained by the our previously reported procedure based on asymmetric cyclization-carbonylation reaction (37% yield; 6 steps from 2), and Knoevenagel reaction of 4 with diisopropyl malonate gave diester 6 (Charts 2, 3). For construction of the spirolactone moiety of (ϩ)-bakkenolide-A, a quaternary cyano group was introduced stereoselectively on the five-membered ring. The shape of the molecule allowed control of the cyanide approach from the convex face, giving cyano diester 5 in 84% yield (two steps). The use of diethyl malonate resulted in a decreased yield of 7 due to partial decarboxylation.16) The stereochemistry of 5 was determined by conversion to (ϩ)-bakkenolide-A in a four-step sequence. Reduction of the ester groups of 5 followed by lactonization furnished hydroxymethyllactone 8 as a ca. 1 : 1 mixture of diastereomers. Treatment of 8 with o-nitrophenyl selenocyanate and tri-nbutylphosphine afforded the selenide, 19) which was oxidized with hydrogen peroxide gave (ϩ)-bakkenolide-A in 58% yield over four steps. The spectral data were found to be identical to those reported by Reddy 9) and Naya. 4)In conclusion, we carried out a total synthesis of (ϩ)-bakkenolide-A as an application of the asymmetric c...

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Section: )mentioning

confidence: 99%

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Conversion of Optically Active Hydrindanone to (+)-Bakkenolide-A

Kusakabe

Kato

Motodate

et al. 2008

CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

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“…To the best of our knowledge, only four SDRRMs 1 have been reported in the literature 2 – 8 ; of these, just two 3 , 4 lead to non-isomeric structures. The structural divergence was usually achieved through the ability of one of the diastereomeric products to undergo a rearrangement or participate in a subsequent reaction with another compound present in the reaction mixture.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 98%

Structurally divergent dynamic combinatorial chemistry on racemic mixtures

Gianga

Pantoş

2020

Nat Commun

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Structurally Divergent Reactions on Racemic Mixtures are atypical processes in Nature. The few examples reported in the literature take place in organic solvents and are driven by the reagents' interaction with bulky chiral catalysts. Herein, we describe a dynamic combinatorial approach to generate structural divergence from racemic building blocks. The divergence is due to a stereospecific electron-donorelectron-acceptor interaction of diastereomeric macrocycles, leading to structurally distinct pseudorotaxanes. The equilibrated dynamic combinatorial library contains, amongst various macrocycles, two different types of [2] catenanes that are non-isomeric. The formation of these [2]catenanes is due to a spontaneous stereo and structurally divergent assembly of the building blocks.

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“…[%] [b] e.r. [ 1 g À30 > 95 92.5:7.5 8 [d] 1 g À30 > 95 89: 11 9 1 g À50 > 95 95: 5 10 [10,12,13] Beispielsweise konnte ausgehend von 4 a durch Behandeln mit MeOH in Toluol bei 90 8C der d-Amino-b-ketoester 5 in quantitativer Ausbeute erhalten werden. Nach ausgiebigen Untersuchungen folgerten wir, dass in diesem Prozess keine Racemisierung auftritt, da das Enantiomerenverhältnis selbst nach der weiteren Umsetzung von Ester 5 zu Keton 6 unter basischen Bedingungen erhalten blieb.…”

unclassified

Asymmetrische Disulfonimid‐katalysierte Synthese von δ‐Amino‐β‐ketoestern durch vinyloge Mukaiyama‐Mannich‐Reaktionen

2014

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Eine organokatalytische asymmetrische Synthese von d-Amino-b-ketoestern wurde entwickelt. Ein chirales Disulfonimid (DSI) dient als hocheffizienter Präkatalysator einer vinylogen Mukaiyama-Mannich-Reaktion von leicht zugäng-lichen, Dioxinon-abgeleiteten Silyloxydienen mit N-Boc-geschützten Iminen, die die Produkte in ausgezeichneten Ausbeuten und Enantioselektivitäten liefert. Der präparative Nutzen dieser Reaktion wird durch verschiedenste Umwandlungen illustriert, darunter eine neuartige C-C-Bindungsknüpfung, die wertvolle enantiomerenangereicherte Bausteine liefern. Die Methode wird in der formalen Synthese von (À)-Lasubin angewendet.d-Amino-b-ketoester sind nützliche Bausteine, besonders für die Synthese von Piperidin-und Pyrrolidinalkaloiden wie Lasubin. [1,2] Typische Methoden zur Gewinnung enantiomerenreiner d-Amino-b-ketoester starten von Verbindungen des chiralen Pools [1, 3] oder verwenden chirale Auxiliare, [4] wohingegen katalytische asymmetrische Zugänge sehr selten sind.[5] Hier berichten wir über einen allgemeinen und hochenantioselektiven Zugang zur Synthese von d-Amino-b-ketoestern mittels einer Disulfonimid-katalysierten vinylogen Mukaiyama-Mannich-Reaktion [6] zwischen N-Boc-Iminen 2 und Silyloxydienen 3 (Schema 1).Disulfonimide (DSIs) vom Typ 1 (Tabelle 1) sind nicht nur starke Brønsted-Säuren, [7] sondern auch Präkatalysatoren, welche nach einer In-situ-Silylierung zu starken Lewis-Säuren werden.[8] Diese Silylium-Lewis-Säuren sind ausgezeichnete Katalysatoren für die Aktivierung von Aldehyden in Mukaiyama-Aldolreaktionen [8b] (vinyloge und bisvinyloge Varianten), [8c] in Hetero-Diels-Alder-Reaktionen [8d] und in Methallylierungen.[8e] Kürzlich wurde gefunden, dass silylierte chirale Disulfonimide auch Alkoxycarbonylimine aktivieren kçnnen, wodurch deren Reaktionen mit silylierten Nukleophilen mit ausgezeichneter Enantioselektivität verliefen. [9] Entsprechend nahmen wir an, dass unsere DSIs die enantioselektive vinyloge Mukaiyama-Mannich-Reaktion katalysieren und somit einen allgemeinen Zugang zu enantiomerenangereicherten d-Amino-b-ketoestern erçffnen kçnnten.Wir begannen unsere Untersuchungen unter Verwendung von Silyloxydien 3 und N-Boc-Imin 2 a als Modellsubstrate. Um die Enantioselektivität zu maximieren, wurde eine systematische Untersuchung der Reaktionsbedingungen durchgeführt (Tabelle 1). Tests verschiedener Lçsungsmittel ergaben, dass Toluol am besten geeignet ist.[10] Disulfonimid 1 a konnte die Umsetzung von 2 a zu 4 a bei À30 8C bewirken und lieferte das gewünschte Produkt in weniger als drei Tagen mit > 95 % Umsatz und 89:11 e.r. (Enantiomerenverhältnis, Eintrag 1). Von den untersuchten Katalysatoren 1 b-g ergab das Disulfonimid 1 g, welches verzweigte 3,3'-Substituenten aufweist, mit 92.5:7.5 e.r die hçchste Enantioselektivität (Einträge 2-7). Die Enantioselektivität war etwas geringer (89:11 e.r.), wenn das TBS-geschützte Silyloxidien verwendet wurde (Eintrag 8 vs. Eintrag 7). Die Enantioselektivität konnte durch eine Absenkung der Temperatur auf À50 8C auf 95:5...

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Parallel kinetic resolution of propargyl ketols: formal synthesis of (+)-bakkenolide A

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Conversion of Optically Active Hydrindanone to (+)-Bakkenolide-A

Structurally divergent dynamic combinatorial chemistry on racemic mixtures

Asymmetrische Disulfonimid‐katalysierte Synthese von δ‐Amino‐β‐ketoestern durch vinyloge Mukaiyama‐Mannich‐Reaktionen

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