Simple, Catalytic Enantioselective Syntheses of Estrone and Desogestrel

Hu, Qiying; Rege, Pankaj D.; Corey, E. J.

doi:10.1021/ja048808x

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“…[10] It is of special interest that 5-norbornene-2-carbaldehyde derivatives that contain a quaternary center can be obtained in a stereocontrolled fashion. [11][12][13] In fact, the asymmetric synthesis of these aldehydes has become a benchmark for testing and inventing a host of new chiral Lewis acids. These have been constantly improved and refined over a period of at least one decade.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

[4+3] Cycloadducts from Lewis Acid Mediated Reactions of Acroleins with Cyclopentadiene

Niess

Hoffmann

2004

Angew Chem Int Ed

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More than 20 years ago Sasaki et al. [1] reported the Lewis acid promoted cycloaddition of 2-silyloxyacrolein to cyclopentadiene, which led to the isolation of the diastereomeric [4+3] cycloadducts 1a and 1b (Scheme 1). A variation of the silyl substituent and of the Lewis acid made little difference (Scheme 1), although starting materials and products were, of course, easier to handle. [2] Davies and Dai [3] have now looked more closely at a series of Lewis acid promoted cycloadditions of cyclopentadiene to acroleins and obtained a variety of [4+3] cycloadducts. They also showed that a 5-norbornene-2-carbaldehyde is frequently implicated as an intermediate en route to the final [4+3] cycloadduct. For example, by using a microwave-assisted procedure, they first prepared Diels-Alder adduct 2, which was then subjected to the original reaction conditions (10 % Sc(OTf) 3 , CH 2 Cl 2 , 0 8C) [2] to obtain the 1a adduct (Scheme 2).Tricyclic Diels-Alder adducts 4 a and 4 b were prepared from cyclopentene-1-carbaldehyde (3). Adduct 4 a has a sterically accessible formyl group on the exo face of the molecule: upon treatment with AlCl 3 ring expansion to 5 a occurred. In contrast, the diastereomeric adduct 4 b with a more shielded endo formyl group regenerated the substituted acrolein 3 in what appears to be the reverse of the forward reaction, that is, a retro-Diels-Alder reaction (Scheme 3).Despite the intensive work on DielsAlder additions of acroleins to cyclopentadiene, Davies and Dai showed that a number of very simple alkylated acroleins, including the parent 2-methacrolein, afford formal [4+3] rather than kinetic [4+2] cycloadducts under appropriate Lewis acid catalysis. For example, the cage-expanded adducts 6a and 7aa were formed from 2-methacrolein and 2-methyl-2-butenal, respectively (Scheme 4). Upon subsequent treatment of the respective products with HCl, the more-stable equatorial 6b was formed predominantly and the diequatorial 7ba epimer was formed exclusively. The cis-decalin system 8 is formed in lower yield (21 %) than the five-membered-ring annulated 5 a (92 %) (Scheme 3). 2-Butenal, which lacks the a-alkyl group, furnished conventional Scheme 1. Reagents and conditions: a) SnCl 4 , CH 2 Cl 2 , À78 8C, 72 %; b) Sc(OTf) 3 (10 mol %), CH 2 Cl 2 , 08C, 72 %. TMS = trimethylsilyl; TIPS = triisopropylsilyl. Scheme 2. Scandium triflate mediated rearrangement. LA = Lewis acid.Scheme 3. Reagents and conditions: a) AlCl 3 (1.1 equiv), CH 2 Cl 2 , À78!0 8C, 2 h, 92 % 5 a; 84% 3.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

[4+3] Cycloadducts from Lewis Acid Mediated Reactions of Acroleins with Cyclopentadiene

Niess

Hoffmann

2004

Angew Chem Int Ed

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“…Im ersten dieser Ansätze, [15] der in Schema 5 skizziert ist, wurde das Danesche Dien 18 [16] mit dem Dienophil 19 in einer Diels-Alder-Reaktion in Gegenwart des Katalysators 20 in 92 % Ausbeute und 94 % ee zum Addukt 21 umgesetzt (100 % ee nach einfacher Umkristallisation). Wie aus dem mechanistischen Modell zu erwarten ist, verhält sich der Katalysator 20, der leicht durch enantioselektive Synthese zugänglich ist, [15] ganz analog wie das Enantiomer (ent-9 A) des von (S)-Prolin abgeleiteten Katalysators 9 A. Nach unserer Erfahrung sind die Katalysatoren ent-9 A und 20 gegenseitig austauschbar. Das tricyclische Addukt wurde in drei ergiebigen Stufen in den Ketoaldehyd 22 überführt, der unter Addition/Isomerisierung das tetracyclische Dienon 23 bildete.…”

Section: Neue Synthesen Von öStronunclassified

“…Die gesamte Umsetzung ist in Schema 7 zusammengefasst. [15] Schema 5. Enantioselektive Synthese von (+)-Östron aus dem Daneschen Dien (18).…”

Section: Enantioselektive Synthese Von Desogestrelunclassified

Enantioselektive Katalyse mit kationischen Oxazaborolidinen

Corey

2009

Angewandte Chemie

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Chirale Oxazaborolidine können mit starken Protonensäuren oder durch Koordination von AlBr3 am Stickstoffatom aktiviert werden und bilden dabei sehr starke chirale Lewis‐Säuren. Die entstehenden chiralen Bor‐Elektrophile (siehe Struktur) sind leistungsfähige chirale Katalysatoren, die [4+2]‐, [3+2]‐ und [2+2]‐Cycloadditionen mit hoher Enantioselektivität vermitteln.magnified imageIn den letzten Jahrzehnten hat in der Chemie eine Revolution stattgefunden, die außerhalb unserer Disziplin – und selbst in anderen Wissenschaften – praktisch unbemerkt geblieben ist. Grundlegend gewandelt hat sich: 1) unser Verständnis davon, wie chemische Reaktionen ablaufen, 2) unsere Fähigkeit, neue Reaktionen zu entwickeln, 3) unsere Fähigkeit, Reaktionen nutzbar zu machen, die zur Synthese einer riesigen Vielfalt an nützlichen oder komplexen Molekülen geführt haben, und 4) unsere Fähigkeit, chemische Prinzipien und chemisches Wissen zum Verständnis biologischer und medizinischer Fragestellungen anzuwenden. Im Bereich der Synthesechemie ist eine ganz neue Art von Wissenschaft herangewachsen, die eine nahezu perfekte Kontrolle der absoluten und relativen Stereochemie ermöglicht und mit der gezielten Entwicklung von Katalysatoren einhergeht, deren Funktionsweisen vor Jahren noch unvorstellbar schienen. Dieser Aufsatz befasst sich mit einem speziellen Aspekt dieser Chemie, der erst in den letzten Jahren aufgetaucht ist: der Erzeugung und Anwendung der supersauren chiralen Oxazaborolidiniumionen in der enantioselektiven Katalyse. Die Fortschritte in diesem Bereich sind vielschichtiger Natur und betreffen 1) die Bildung der Katalysatoren, 2) die Aufklärung der detaillierten Mechanismen, über die sich Reaktionen steuern und beschleunigen lassen, 3) Erkenntnisse über die katalysierten Reaktionen und 4) die Entwicklung und Optimierung von Syntheseverfahren.

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“…[10] Es ist von besonderem Interesse, dass 5-Norbornencarbaldehyde mit einem quartären Kohlenstoffzentrum in stereokontrollierter Weise zugänglich sind. [11][12][13] Tatsächlich ist die asymmetrische Synthese dieser Aldehyde zu einer Testreaktion für die Untersuchung und Entwicklung einer Vielzahl verbesserter und verfeinerter chiraler Lewis-Säuren geworden. So erwiesen sich die BorVerbindungen 31-33 als hoch wirksam in der Synthese von 34 (Schema 10).…”

unclassified

“…So erwiesen sich die BorVerbindungen 31-33 als hoch wirksam in der Synthese von 34 (Schema 10). [11,12] Der chirale Katalysator 31, der ein zweizähniges Aminophenol mit aufgepfropfter lokaler C 2 -Symmetrie enthält, ist wahrscheinlich eine ZweipunktLewis-Säure, die eine Bor-Formylsauerstoff-Bindung sowie eine ungewöhnli-che Wasserstoffbrücke des Formylwasserstoffs umfasst. In Kombination mit einer geeigneten "benzenoiden Wand" ist der Übergangszustand festgelegt auf eine exo-Addition eines Cyclopentadiens an die Si-Seite (Schema 11).…”

unclassified