Enantioselective Formal Synthesis of Palmerolide A

Enantioselective formal synthesis of macrolactone palmerolide A, a polyketide marine natural product, is described. Key strategies in the synthesis include the oxidative furan ring-opening of a chiral furyl carbinol for the installation of the 1,4-dienol core and a Jung nonaldol-aldol reaction for the dienamide core.

Total Synthesis of (+)-Seimatopolide A

Total synthesis of 10-membered lactone (+)-seimatopolide A is presented from furfural. Key reactions in the present strategy include the effective use of furan as a E-but-2-ene-1,4-dione surrogate, Nagao acetate aldol reaction, and Shiina lactonization.

Formal Synthesis of Actin Binding Macrolide Rhizopodin

Formal synthesis, of an actin binding macrolide rhizopodin was achieved in 19 longest linear steps. The key features of the synthesis include a stereoselective Mukaiyama aldol reaction, dual role of a Nagao auxiliary (first, as a chiral auxiliary of choice for installing hydroxy centers and, later, as an acylating agent to form an amide bond with an amino alcohol), late stage oxazole formation, and Stille coupling reactions.

具有环氧化酶-2选择性抑制活性的多取代蒽醌的合成

1-甲基-2-甲氧羰基-3, 6, 8-三羟基-7-甲氧基蒽醌是从唐菖蒲干球茎中分离到的具有环氧化酶-2选择性抑制活性的多取代蒽醌类化合物。本文试图合成该化合物，实现了其类似物的合成，同时发现了几个未见报道的反应。 1．通过Diels-Alder 反应合成了关键中间体——3-甲基-5-羟基-1, 2, 4-苯三甲酸三甲酯，1-COOMe选择性水解产物与1, 2, 3-三甲氧基苯进行分子间Friedel-Crafts反应的产物再进行分子内Friedel-Crafts反应得到了目标产物的类似物1-甲基-2-甲氧羰基-3-羟基-6，7，8-三甲氧基蒽醌（路线1）。目标产物及其它类似物的合成正在进行中。 2．以乙酰乙酸甲酯和巴豆醛为原料，经过Michael加成、分子内的Aldol反应、芳香化、选择性甲酰化和还原反应，得到关键中间体2-甲基-3-羟甲基-6-甲氧基苯甲酸甲酯及其衍生物。通过该化合物与3，4，5-三甲氧基苯甲酸甲酯进行Friedel-Crafts烷基化反应得到了多取代的二苯基甲烷衍生物，拟进一步关环合成目标化合物（路线2）。 3．发现邻甲氧基苯甲酸甲酯中酯甲基可以被正丁基锂和仲丁基锂中烷基交换生成相应的酯，反应的机理不明确。当使用叔丁基锂时，得到的是邻甲氧基苯基叔丁酮，这个方法可以用来合成芳基叔丁酮类化合物。 4．以2-苄氧基-6-甲基苯甲酸甲酯为原料进行氯甲基化反应时，以苯和二氯乙烷作溶剂，发生了苄基的迁移和芳环的偶联，分别得到2，2'-二甲基-3，3'-二甲氧羰基-4，4'-二羟基联苯和2，2'-二甲基-3，3'-二甲氧羰基-4，4'-二羟基-5，5'-二苄基联苯。这是对称联苯合成的新方法。 5．水杨酸羟基邻对位的选择性甲酰化可以分别通过水杨酸和水杨酸甲酯用HMTA/CF3COOH来实现。 6．Lewis酸催化3，4，5-三甲氧基苄醇环化成1, 2, 3, 6, 7, 8, 11, 12, 13-nonamethoxyl-10,15-dihydro-5H-trbibenzo [a, d, g] cyclononene (NDTC)，产率(54%)高于已有方法（12%）。 Methyl 3,6,8-trihydroxy-7-methoxy-1-methylanthraquinone-2-carboxylate is a new COX-2 selective inhibitor isolated from Gladiolus gandavensis. Two strategies were investigated to synthesis this compound, in which some important reactions were discovered. 1. The key intermediate 5-hydroxy-3-methylbenzene-1,2,4-tricarboxylic acid 2,4-dimethyl ester was prepared via Diels-Alder reaction followed by selective hydrolysis of 1-COOMe. This compound was coupled with 1,2,3-trimethoxybenzene and the product undergo intramolecular Friedel-Crafts reaction to give methyl 3-hydroxy-5,6,7-trimethoxy-1-methylanthraquinone-2-carboxylate (1st route). The target compound and other analogues are being prepared with the same procedure. 2. The key intermediates methyl 3-hydroxymethyl-6-methoxy-2-methylbenzoate and its derivatives were prepared starting from crotonaldehyde and methyl acetoacetate via Michael addition, intramolecular aldol reaction, aromatization, formylation and reduction. The intermediates were coupled respectively with derivatives of gallic acid to give polysubstituted diphenylmethane. However, attempts to cyclize these compounds to the target compounds and analogues were not successful (2nd route). 3. In the process for ortho-lithiation of methyl 2-methoxybenzoate, the substrate converted respectively to n-butyl 2-methoxybenzoate and sec-butyl 2-methoxybenzoate when n-BuLi and sec-BuLi were used. However, tert-BuLi reacted with methyl 2-methoxybenzoate afford 2-methoxyphenyl tert-butyl ketone, which could be used to synthesize aryl tert-butyl ketones. 4. The transformtion of methyl 2-benzoxy-6-methylbenzoate to dimethyl 4,4'-dihydroxy-2,2'-dimethylbiphenyl-3,3'-dicarboxylate in benzene, and dimethyl 5,5'-dibenzyl-4,4'-dihydroxy-2,2'-dimethylbiphenyl-3,3'-dicarboxylate in 1,2-dichloroethane in the presence of ZnCl2 provides a new method for the synthesis of symmetric biphenyl. 5. The formylation of salicylic acid at C-5 and methyl 2-hydroxybenzoate at C-3 could be regioselectively realized by using HMTA/CF3COOH. 6. Racemic 1, 2, 3, 6, 7, 8, 11, 12, 13-nonamethoxyl-10, 15-dihydro-5H-trbibenzo [a, d, g] cyclononene was prepared via Lewis acids catalyzed trimerization of 3, 4, 5-trimethoxylbenzyl alcohol with yield (54%) higher than the reported procesure (12%).

Chiral synthesis on catalysts immobilized in microporous and mesoporous materials

This paper reviews the recent progress made in the asymmetric synthesis on chiral catalysts in porous materials and discusses the effects of surface and pores on enantio-selectivity (confinement effect). This paper also summarizes various approaches of immobilization of the chiral catalysts onto surfaces and into pores of solid inorganic supports such as microporous and mesoporous materials. The most important reactions surveyed for the chiral synthesis in porous materials include epoxidation. hydrogenation, hydroformylation, Aldol and Diels-Alder reactions, etc. The confinement effect originated from the surfaces and the pores turns out to be a general phenomenon. which may make the enantioselectivity increase (positive effect) or decrease (negative effect). The confinement effect becomes more pronounced particularly when the bonding between the catalyst and the surface is more rigid and the pore size is tuned to a suitable range. It is proposed that the confinement in chiral synthesis is essentially a consequence of subtle change in transition states induced by weak-interaction in pores or on surfaces. It is also anticipated that the enantioselectivity could be improved by tuning the confinement effect based on the molecular designing of the pore/surface and the immobilized catalysts according to the requirements of chiral reactions.

Highly efficient and recoverable dendritic organocatalyst from click chemistry for the asymmetric michael addition of ketones to nitroolefins without the use of organic solvent

A series Of pyrrolidine-triazole based dendritic catalysts have been synthesized and applied directly in the asymmetric Michael addition of ketones to nitroolefins without the use of an organic solvent. Good yields (up to 99%), and high diastereoselectivities (up to syn/anti = 45:1) and enantioselectivities (up to 95% ee) have been obtained. Furthermore. the third generation catalyst can be reused at least five times without significant loss of catalytic activity. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Immobilization of dipyridyl complex to magnetic nanoparticle via click chemistry as a recyclable catalyst for Suzuki cross-coupling reactions

A magnetic nanoparticle (MNP)-supported di(2-pyridyl)methanol palladium dichloride complex was prepared via click chemistry. The MNP-supported catalyst was evaluated in Suzuki coupling reaction in term of activity and recyclability in DMF. It was found to be highly efficient for Suzuki coupling reaction using aryl bromides as substrates and could be easily separated by an external magnet and reused in five consecutive runs without obvious loss of activity.

[4+2] Annulation - Convenient Synthesis of Substituted Dihydropyranones in Aqueous Media

A facile and convenient synthesis of dihydropyranones has been developed by a formal [4+2] annulation of readily available alpha-acetyl ketene S,S-acetals with various aldehydes, involving a tandem aldol reaction and conjugate addition-elimination reaction, in the presence of NaOH in water.

Synthesis of new bis-BINOLs linked by a 2,2 '-bipyridine bridge

A series of new G-symmetric chiral ligands 8, 9, 11 and 12, consisting of two binaphthyl units linked by a 2,2'-bipyridine bridge, has been synthesized via Suzuki cross-coupling reactions.

Assembly intermediates in polyketide biosynthesis; enantioselective syntheses of beta-hydroxycarbonyl compounds

A versatile approach for the enantioselective synthesis of functionalised beta-hydroxy N-acetylcysteamine thiol esters has been developed which allows the facile incorporation of isotopic labels. It has been shown that a remarkable reversal of selectivity occurs in the titanium mediated aldol reaction of the acyloxazolidone intermediate using either (S)- or (R)-tert-butyldimethylsilyloxybutanal. The aldol products are valuable intermediates in the synthesis of 4-hydroxy-6-substituted gamma-lactones.

Asymmetric Carbon-Carbon Bond Forming Reactions Catalysed by Metal(II) Bis(oxazoline) Complexes Immobilized using Supported Ionic Liquids

A series of bis(oxazoline) metal(II) complexes has been supported on silica and carbon supports by non-covalent immobilisation using an ionic liquid. The catalytic performance of these solids was compared for the enantioselective Diels-Alder reaction between N-acryloyloxazolidinone and cyclopentadiene and the Mukaiyama-aldol reaction between methyl pyruvate and 1-methoxy-1-trimethylsilyloxy-propene. In both reactions the enantioselectivity was strongly influenced by the choice of support displaying enantioselectivies (ee values) up to 40% higher than those conducted under homogeneous reaction conditions.

An efficient Cu(II)-bis(oxazoline)-based polymer immobilised ionic liquid phase catalyst for asymmetric carbon–carbon bond formation

The asymmetric Diels-Alder reaction between N-acryloyloxazolidinone and cyclopentadiene and the Mukaiyama-aldol reaction between methylpyruvate and 1-phenyl-1-trimethylsilyloxyethene have been catalysed by heterogeneous copper(II)-bis(oxazoline)-based polymer immobilised ionic liquid phase (PIILP) systems generated from a range of linear and cross linked ionic polymers. In both reactions selectivity and ee were strongly influenced by the choice of polymer. A comparison of the performance of a range of Cu(II)-bis(oxazoline)-PIILP catalyst systems against analogous supported ionic liquid phase (SILP) heterogeneous catalysts as well as their homogeneous counterparts has been undertaken and their relative merits evaluated.

Synthesis and utilization of guanidine catalysts for applications directed towards the preparation of butenolide and modified amino acid derivatives

Development of guanidine catalysts is explored through direct iminium chloride and amine coupling, alongside a 2-chloro-l,3-dimethyl-IH-imidazol-:-3-ium chloride (DMC) induced thiourea cyclization. Synthesized achiral catalyst N-(5Hdibenzo[ d,t][1,3]diazepin-6(7H)-ylidene)-3,5-bis(trifluoromethyl) aniline proved unsuccessful towards O-acyl migrations, however successfully catalyzed the vinylogous aldol reaction between dicbloro furanone and benzaldehyde. Incorporating chirality into the guanidine catalyst utilizing a (R)-phenylalaninol auxiliary, generating (R)-2-((5Hdibenzo[ d,t] [1,3 ]diazepin-6(7H)-ylidene ) amino )-3 -phenylpropan-l-ol, demonstrated enantioselectivity for a variety of adducts. Highest enantiomeric excess (ee) was afforded between dibromofuranone and p-chlorobenzaldehyde, affording the syn conformation in 96% ee and the anti in 54% ee, with an overall yield of30%. Attempts to increase asymmetric induction were focused on incorporation of axial chirality to the (R)phenylalaninol catalyst using binaphthyl diamine. Incorporation of (S)-binaphthyl exhibited destructive selectivity, whereas incorporation of (R)-binaphthyl demonstrated no effects on enantioselectivity. Current studies are being directed towards identifying the catalytic properties of asymmetric induction with further studies are being aimed towards increasing enantioselectivity by increasing backbone steric bulk.

Synthèse stéréosélective de motifs polypropionates via la chimie des radicaux : application à l'élaboration de l'hémisphère ouest de la narasine

Cet ouvrage traite principalement de la synthèse de motifs polypropionates de type stéréopentade ainsi qu’une application à la synthèse d’une molécule naturelle possèdant des propriétés biologiques. La stratégie envisagée pour l’élaboration de ces motifs récurrents dans plusieurs structures d’origine naturelle fait appel à la chimie des radicaux. Cette thèse se divise en différents chapitres dans lesquels la versatilité de la méthodologie développée sera démontrée. En premier lieu, il sera question de présenter l’importance de la synthèse de motifs polypropionates. Le domaine couvert par la chimie de ces molécules complexes hautement fonctionnalisées a contribué énormément à l’avancement de nos connaissances en synthèse organique, particulièrement dans le contexte des réactions impliquant des molécules acyliques. Une brève description des méthodes connues est présentée afin de saisir l’étendue des défis restants pour construire efficacement tous les isomères possibles des polypropionates de type stéréopentade. La stratégie proposée est basée sur une approche contrôlée entièrement par le substrat. Ce contrôle s’appuie sur le choix judicieux de l’acide de Lewis activant les deux réactions impliquées, soit la réaction de Mukaiyama et le transfert d’hydrogène. La seconde section de cette thèse concerne principalement le développement d’une réaction de Mukaiyama impliquant un éther d’énol silylé portant un lien pouvant être homolytiquement brisé dans la réaction suivante et un aldéhyde de type propionate. Le contrôle de l’aldolisation provient de la nature de l’acide de Lewis. Une espèce monodentate (BF3·OEt2) génère une relation 3,4-syn selon le modèle dit Felkin-Anh tandis que les acides de Lewis bidentates mènent à la relation 3,4-anti via un état de transition définit comme Cram-chélate. Une optimisation des conditions réactionnelles en variant l’acidité et la stoechiométrie de l’acide de Lewis de titane a permis de construire diastéréosélectivement le produit de Mukaiyama ayant une relation 3,4-anti. En outre, la nature des complexes impliqués dans ces réactions a été élucidée par des études RMN 13C à basse température. Une fois les précurseurs radicalaires synthétisés, notre méthodologie de réduction par transfert d’hydrogène contrôlée également par les acides de Lewis s’avère très efficace. Les acides de Lewis dérivés d’aluminium mènent sélectivement à la relation 2,3-syn selon un contrôle endocyclique tandis que les acides de Lewis de bore permettent la création des relations 2,3-anti en se basant sur une stabilisation par les divers facteurs de contrôle de molécules acycliques. Cette stratégie novatrice nous a ainsi permis de construire efficacement les 16 diastéréoisomères possibles. Le chapitre suivant concerne l’application de cette méthodologie à la synthèse de l’hémisphère ouest de la salinomycine et de la narasine. Plusieurs défis synthétiques ont été relevés à cette occasion par la présence de nombreux centres stéréogènes contigus. Nous avons réalisé que la relation stéréochimique 2,3-anti de la salinomycine n’est pas accessible sélectivement par la chimie des radicaux via l’effet exocyclique. Des études ont été entreprises afin de comprendre cette perte de sélectivité. Les conclusions suggèrent que les substituants sur le cycle imposent un biais conformationnel conduisant à des faibles sélectivités. Une alternative utilisant un réactif de crotylsilane chiral a été développée pour arriver à la molécule cible. Cette situation est différente dans le cas de la narasine où la présence du méthyle sur le carbone en position β du radical bloque efficacement l’approche d’une des faces d’attaque par l’hydrure. Des sélectivités impressionnantes nous ont permis de construire le fragment C1-C9 de la narasine de manière expéditive et efficace. Finalement, l’élongation sélective utilisant à nouveau la séquence d’aldolisation de Mukaiyama/réduction radicalaire suivie d’un couplage de type aldol stéréosélectif conduit au fragment C1-C17 de la narasine (hémisphère ouest)en 19 étapes avec un rendement global de l’ordre de 7 %. En dernier lieu, nous nous sommes penchés sur la réactivité des α-bromo-β- alkoxycétones lors de transfert d’hydrogène. Nous avons découvert que la chimie de ces derniers pourrait s’avérer utile dans le contexte de la synthèse de motifs complexes polypropionates. La présence d’un centre stéréogène de l’autre coté de la cétone semble avoir un impact sur la sélectivité.

Synthesis of ring A of (+)-Ambruticin S and bicyclic nucleosides for antisense drug technology

La synthèse énantiosélective de la (+)-ambruticine S, un produit naturel antifongique a été effectuée au sein de notre groupe. Trois approches ont été développées pour la synthèse du fragment lactone (cycle A). Ces trois voies d’accès au cycle A ont pour intermédiaire commun le methyl α-D-glycopyranoside déjà porteur du diol requis et disponible commercialement à bon prix. Une désoxygénation de l’hydroxyle en C-4 et l’homologation d’un carbone de la chaine latérale en C-6 ont permis l’obtention du cycle lactonique A. Le deuxième projet est une collaboration entre le groupe Hanessian et ISIS Pharmaceuticals afin de développer de nouveaux oligonucléosides antisens. Les nucléosides antisens [4.3.0]-bicycliques cis et trans ont été synthétisés avec succès à partir d’un monosaccharide naturel commun, L-arabinose, porteur des stéréocentres requis. Un réaction clé d’allylation de Sakurai a permis d’obtenir les diastéréoisomères cis et trans dans des conditions de contrôle de type Felkin-Ahn et de contrôle par chélation respectivement. Les composés bicycliques finaux cibles ont été obtenus par une réaction d’aldol intramoléculaire catalyzéé par la proline, par métathèse de fermeture de cycle et par l’application de la méthode de Vorbrüggen pour la synthèse de nucléosides.