Untersuchungen zur asymmetrischen Totalsynthese von Cripowellin

Im Rahmen dieser Arbeit konnten wichtige Schritte auf dem Weg zur asymmetrischen Totalsynthese des Cripowellin-Aglycons gemacht und wichtige Erkenntnisse gewonnen werden. Es gelang dabei, einen Teil des Grundgerüsts des Kerns mit dem entscheidenden stereogenen Zentrum optisch aktiv aufzubauen. Die Aza-Claisen-Umlagerung diente hierbei als Schlüsselschritt zum stereoselektiven Aufbau eines Epoxids. Für die Aza-Claisen-Umlagerung dienten ein Allylamin und ein Säurefluorid als Ausgangsverbindungen. Das Allylamin konnte ausgehend von Piperonylalkohol über sechs Stufen (Schutzgruppen-operationen, Bromierung, metallorganische Reaktionen, Reduktion) mit einem Auxliar versehen und mit einer Gesamtausbeute von 56 % synthetisiert werden. Die Synthese des Säurefluorids konnte im Rahmen dieser Arbeit entscheidend verbessert werden, insbesondere bezüglich der Reinheit. Die Aza-Claisen-Umlagerung zu einem Pentensäurederivat selbst konnte mit einer sehr befriedigenden Ausbeute von 91 % durchgeführt werden. Dabei entstanden zwei Diastereomere im Verhältnis 92:8. Kristallisationsversuche schlugen leider fehl, sodass der Konfigurationsbeweis noch aussteht. Dieses Pentensäurederivat konnte zunächst durch einen Reduktionsschritt und saure Abspaltung der Schutzgruppe und des Auxiliars in ein Benzylchlorid überführt werden, welches dann durch Umsetzung mit Ammoniak zu einem Benzazepinon reagierte, ein weiteres wichtiges Schlüsselintermediat in dieser Synthese. Mit diesem Benzazepinon wurden viele Versuche zur Doppelbindungsfunk-tionalisierung unternommen, so z. B. Dihydroxylierungen und Epoxidierungen. Auch wurde das Amid zum Amin reduziert und mit Pentensäure erneut funktionalisiert. Mit dem so gewonnenen Dien wurden erste Versuche unternommen, über eine Grubbs-Metathese das bicyclische System des Cripowellins aufzubauen, die jedoch scheiterten.

Synthese von optisch aktiven 2-Vinyl-piperidinen - Schlüsselbausteine für die Clavepictin-Totalsynthese

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden eine Vielzahl optisch aktiver 1,2,6-trisubstituierte Piperidine stereoselekiv dargestellt. Bei der anschließenden Aza-Claisen-Umlagerunge wurden daraus chirale Azecinone (zyklische, ungesättigte, zehngliedrige Lactame) gebildet, die sich für die Totalsynthese u. a. von Clavepictin A eignen.rnrnDazu wurde zunächst über eine weitere zwitterionische Aza-Claisen-Umlagerung ein Dien aufgebaut, welches durch intramolekulare Grubbs-Metathese zum Piperidin geschlossen werden konnte. Daraus wurde ein Baikiain- sowie ein Pipecolinsäure-Derivat hergestellt.rnrnAuf einem weiteren Weg zu hochsubstituierten Piperidinen wurde eine von Katritzky et al. erarbeitete Synthese eines Bisaminals auf ihre Flexibilität bezüglich des Substitutionsmusters in 2- und 6-Position am Piperidinring durch eine Kaskade an Reduktionen und Grignard-Reaktionen zu stereoselektiv trisubstituierten 2-Vinyl-Piperidinen untersucht. rnrnDie anschließende zwitterionische Aza-Claisen-Umlagerung an diesen Vinyl-Piperidinen mit verschiedenen Säurefluoriden diente jeweils zur Überprüfung der Tauglichkeit der ausgewählten Reaktionswege zur Totalsynthese von Clavepictin. Durch Strukturbestimmung der gebildeten Azecinone mittels NOESY wurde der erwartete Chiralitätstransfer bei der Umlagerungsreaktion untersucht bzw. bestätigt.rnrnNebenbei wurde dabei ein Chinolizidin-Derivat gefunden, dessen Darstellung durch eine neuartige Dominoreaktion erklärt wurde und dessen Grundstruktur einen weiteren und ggf. kürzeren Syntheseweg zu Clavepictin A und seinen Derivaten zulassen sollte. rn

Stereoselective Formal Total Synthesis of (-)-Didemniserinolipid B

A formal total synthesis of (-)-didemniserinolipid B from L-(+)-tartaric acid is presented. Key features of the synthesis include construction of the bicyclic acetal core from bisdimethyl amide of tartaric acid and further elaboration by cross metathesis.

A stereoselective total synthesis of (−)-seychellene

A stereoselective total synthesis of the tricyclic sesquiterpene (−)-seychellene, starting from (R)-carvone via (R)-3-methylcarvone has been accomplished, employing a combination of intermolecular Michael addition–intramolecular Michael addition sequence, a stereoselective hydrogenation, and an intramolecular alkylation reaction.

Alkaloid synthesis: stereoselective approach towards fawcettimine-serratinine group of lycopodium alkaloids

The concept of carbocycle-heterocycle equivalency has been utilised to assemble the framework of fawcettimine-serratinine group of alkaloids from 1,5-cyclooctadiene through a common tricarbocyclic intermediate 3.

A methodology for spirocyclopentannulation. Stereoselective total synthesis of (+/-)-tochuinyl acetate and (+/-)-dihydrotochuinyl acetate

A methodology based on Claisen rearrangement and Wacker oxidation for the spirocyclopentannulation of ketones, and its application to a highly stereoselective first total synthesis of dihydrotoch

Stereoselective total synthesis of (+/-)-tochuinyl acetate and (+/-)-dihydrotochuinyl acetates

Details of the first total synthesis of the marine natural product dihydrotochuinyl acetate is described. Cyclopentenone annulation of p-methylacetophenone via a Claisen rearrangement-Wacker oxidation based sequence generated the cyclopentenone 3, a known precursor for the sesquiterpenes cuparene, laurene, alpha-cuparenone and beta-cuparenones. Conversion of the ketone moiety into a carboxylate followed by stereoselective alkylation and reduction transformed the cyclopentenone 3 into the primary alcohol 19. Birch reduction of the alcohol 19 followed by acetylation furnished (+/-)-dihydrotochuinyl acetate, whereas direct acetylation of 19 furnished (+/-)-tochuinyl acetate. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Stereoselective inverse conjugate addition of nitrogen and carbon nucleophiles to allenyl phosphine oxide. Synthesis of α,β-unsaturated phosphine oxides

Issue in Honor of Prof. Paweł Kafarski

Synthesis of enantiopure prolines via exo-stereoselective 1,3-dipolar cycloadditions to acetone-derived chiral stabilised azomethine ylides

The chiral stabilised azomethine ylide formed from condensation of the dimethyl acetal of acetone with (5S)-5-phenylmorpholinone undergoes stereoselective exo-cycloaddition reactions with a range of doubly and singly activated dipolarophiles when generated in the presence of excess (MgBr2OEt2)-O-.. The cycloadducts can be degraded to yield enantiomerically pure proline derivatives.

Chemoenzymatic Synthesis of alpha-Hydroxy-beta-methyl-gamma-hydroxy Esters: Role of the Keto-Enol Equilibrium To Control the Stereoselective Hydrogenation in a Key Step

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Stereoselective Catalytic Processes for the Synthesis of Polycyclic Aromatic Compounds

In this PhD-thesis, two methodologies for enantioselective intramolecular ring closing reaction on indole cores are presented. The first methodology represents a highly stereoselective alkylation of the indole N1-nitrogen, leading to 3,4-dihydro-pyrazinoindol-1-ones – a structural class which is known for its activity on the CNS and therefore of high pharmacological interest concerning related diseases. In this approach, N-benzyl cinchona-alkaloids were used for the efficient catalysis of intramolecular aza-Michael reactions. Furthermore, computational studies in collaboration with the research group Prof. Andrea Bottoni (Department of Chemistry “G. Ciamician”, Bologna) were accomplished in order to get insight into the key interactions between catalyst and substrate, leading to enantiomeric excesses up to 91%. The results of the calculations on a model system are in accordance with the experimental results and demonstrate the high sensibility of the system towards structural modifications. The second project deals with a metal catalyzed, intramolecular Friedel-Crafts (FC)-reaction on indolyl substrates, carrying a side chain which on its behalf is furnished with an allylic alcohol unit. Allylic alcohols are part of the structural class of “π-activated alcohols” – alcohols, which are more easily activated due to the proximity to a π-unit (allyl-, propargyl-, benzyl-). The enantioselective intramolecular cyclization event is catalyzed efficiently by employment of a chiral Au(I)-catalyst, leading to 1-vinyl- or 4-vinyl-tetrahydrocarbazoles (THCs) under the formation of water as byproduct. This striking and novel process concerning the direct activation of alcohols in catalytic FC-reactions was subsequently extended to similar precursors, leading to functionalized tetrahydro-β-carbolines. These two methodologies represent highly efficient approaches towards the synthesis of scaffolds, which are of enormous pharmaceutical interest and amplify the spectra of enantioselective catalytic functionalisations of indoles.

Design, synthesis and spectroscopic characterisation of a focused library based on the polyandrocarpamine natural product scaffold

A focused library based on the marine natural products polyandrocarpamines A (1) and B (2) has been designed and synthesised using parallel solution-phase chemistry. In silico physicochemical property calculations were performed on synthetic candidates in order to optimise the library for drug discovery and chemical biology. A library of ten 2-aminoimidazolone products (3–12) was prepared by coupling glycocyamidine and a variety of aldehydes using a one-step stereoselective aldol condensation reaction under microwave conditions. All analogues were characterised by NMR, UV, IR and MS. The library was evaluated for cytotoxicity towards the prostate cancer cell lines, LNCaP, PC-3 and 22Rv1.

Synthesis based on cyclohexadienes. Part 25. Total synthesis of (+/-)-allo-cedrol (khusiol)

The first stereoselective total synthesis of (+/-)-allo-cedrol 20, an enantiomer of khusiol and a complex sesquiterpene having a novel tricyclo[5.2.2.0(1,5)]undecane framework, is reported from 8-methoxytricyclo[6.2.2.0(1,6)]dodec-6-en-9-one 6c. The methodology involves preparation of 9-methoxytricyclo[7.2.1.0(1,6)]dodec-6-en-8-one 12 from 6c and its conversion through the compounds 8-benzyloxy-7,7-dimethyl-9-methoxytricyclo[7.2.1.0(1,6)]dodec-5-ene 38, 7-benzyloxy-8-methoxy-2,6,6-trimethyltricyclo[6.2.1.0(1,5)]undecane 48 into 8-methoxy-2,6,6-trimethyltricyclo[6.2.1.0(1,5)]undecan-7-one 49. Wittig reaction of 49 affords the olefin 50 which has been smoothly rearranged into khusione 51. Metal-ammonia reduction of khusione under specific conditions affords (+/-)-allo-cedrol. Thus, bridgehead substitution of a methoxy group by a methyl group is the key reaction in this synthesis. In an alternative strategy, attempted conversion of 8-methoxy-2-methyltricyclo[6.2.1.0(1,5)]undec-5-en-7-one 16 into khusione 37 results in an inseparable mixture of the isomers. A notable observation in this synthesis is the unusual formation of a gamma-alkylated product 27 during Woodward methylation of 16.