Synthetic Access to Noncanonical Strigolactones: Syntheses of Carlactonic Acid and Methyl Carlactonoate

Abstract

Strigolactones are plant hormones regulating essential stages of a plant's development. Their low natural abundance combined with a low chemical stability significantly hampered the detailed investigation of their biological activity. Noncanonical strigolactones lack the fused tricyclic ABC-ring system commonly present in canonical-type strigolactones but feature an open-chain unit linking structurally diverse A-ring moieties to the butenolide D-ring. We herein present an efficient synthetic access to enantiomerically pure noncanonical strigolactones by a Stille cross-coupling approach to forge the central diene moiety and demonstrate this strategy by syntheses of natural products methyl carlactonoate and carlactonic acid. Furthermore, a synthetic access to deuterium-labeled analogues of these natural products has been developed.

Total Synthesis and Biological Evaluation of Heliolactone

“…Hydrostannylation of alkyne 19 with HSnBu 3 and catalytic amount of AIBN produced the corresponding dienyl stannane 17 with high yield of isolated product and as a single trans isomer. Stille cross‐coupling between 17 and racemic vinyl iodide 12 was carried out in the presence of Pd 2 dba 3 /AsPh 3 which were our previously reported conditions, to give the desired coupling product in moderate yield . This step was improved by changing the palladium‐ligand system or by treatment with additive.…”

“…The spectroscopic analysis of synthetic heliolactone enabled to clear up the issue of stereochemical ambiguity at C(6) ( Figure ). In parallel with their work, we performed the synthesis of heliolactone through the Stille cross‐coupling reaction we developed previously . We anticipated that vinyl stannanes 15 or 17 and the previously reported vinyl iodide 12 would undergo Stille cross‐coupling in the presence of palladium catalyst, to produce the desired scaffold ( Scheme ).…”

“…Due to our previous work on the synthesis of MeCLA ( 4 ) and CLA ( 3 ), we describe herein our results on heliolactone . In 2014, Sugimoto and coworkers isolated heliolactone from the root exudates of sunflower ( Helianthus annuus L.) and reported that heliolactone can effectively stimulate the seed germination of root parasitic weeds .…”

Strigolactone: Pflanzenhormone mit vielversprechenden Eigenschaften

“…[36][37][38][39][40] Auf ähnliche Weise wurden verschiedene Strigolactamderivate synthetisiert, die vergleichbare oder oft sogar verbesserte biologische Aktivität zeigen als die entsprechenden Lactone. [28,29,42] Um diese nichtklassischen Strigolactone zu erhalten, wurde ein neuer Syntheseweg zu Methylcarlactonoat und Carlactonsäure entwickelt, die entweder racemisch oder enantiomerenrein aus den entsprechenden Vinyliodiden gebildet werden kçnnen (Schema 2). [41] Nicht-klassische Strigolactone ohne typische trizyklische ABC-Struktur sind entweder zentrale biosynthetische Zwischenprodukte wie Carlacton, Carlactonsäure oder Methylcarlactonat oder wurden auch als Strigolacton-Endprodukte aus unterschiedlichen Pflanzen isoliert.…”

“…[36][37][38][39] Die Verwendung eines chiralen Auxiliars am eingesetzten Amid ermçglicht eine hçchst stereoselektive Synthese von verschiedenartigen Strigolacton/Strigolactam-Analoga, aber auch natürlicher Strigolactone.B eispielsweise wurde (+ +)-5-Deoxystrigol in sehr hoher Ausbeute und mit sehr guter Stereoselektivität (92 % ee)e rhalten, genauso wie die anderen drei Stereoisomere von Deoxystrigol/Deoxyorobanchol, was fürd ie Evaluierung der biologischen Aktivitätb edeutend ist. [42] [28,29,42] Um diese nichtklassischen Strigolactone zu erhalten, wurde ein neuer Syntheseweg zu Methylcarlactonoat und Carlactonsäure entwickelt, die entweder racemisch oder enantiomerenrein aus den entsprechenden Vinyliodiden gebildet werden kçnnen (Schema 2).…”