First example of asymmetric transfer hydrogenation in water induced by a chiral amino alcohol hydrochloride

The low-cost and commercially available (-)-ephedrine hydrochloride was firstly employed in the [RuCl2(1)-cymene)](2)-catalyzed asymmetric transfer hydrogenation of prochiral ketones in water. The reaction could be performed in the open air at rt, affording excellent yields (up to 99%) and good enantioselectivities (up to 83% ee). It provided a further step toward the discovery of simplified catalyst systems for eventual availability. (c) 2005 Published by Elsevier Ltd.

Synthesis of new phosphino amino alcohol ligands via ortho-alkyllithiation reactions. Versatile coordination behavior toward copper(I) and palladium(II)

2-[Methyl(2-methylphenyl)amino]ethanol undergoes an ortho-alkyllithiation reaction with n-butyllithium to lead to a new mixed benzyllithium−lithium alkoxide. This organolithium species reacts with PPh2Cl, with selective P−C bond formation, to afford the ligand 2-[methyl(2-((diphenylphosphino)methyl)phenyl)amino]ethanol L1. The coordination of the ligand L1 to copper(I) leads to the complex [Cu(L1)2](BF4), whose structure has been determined by an X-ray diffraction study. In the solid state, one of the ligands acts as a monodentate phosphine while the other adopts a tridentate P,N,O coordination mode. A variable-temperature 31P NMR study demonstrated the existence of an equilibrium between the two modes in solution, with a coalescence temperature of ca. 0 °C, indicating a double-hemilabile behavior for the nitrogen and the oxygen functions. L1 reacts with [Pd(Me)(Cl)(COD)] to give a dinuclear complex in which the ligand appears to behave as a bridging anionic P,O ligand. Such a complex could serve as a model for a key intermediate in the proposed mechanism for the homogeneous catalysis of the methoxycarbonylation of propyne by certain palladium(II) complexes containing P,N ligands. L1 can undergo a second ortho-alkylmetalation reaction with n-butyllithium which, after addition of PPh2Cl, provides the new ligand 2-{methyl[2-(bis(diphenylphosphino)methyl)phenyl]amino}ethanol (L2) in high yield.

STEREOSELECTIVE ROUTE TO HIGHLY FUNCTIONALIZED AMINO-ALCOHOLS

Acyclic amino alcohols can be obtained in high stereoisomeric purity by Stevens [2,3] rearrangement of tetrahydropyridine salts followed by reduction of the ketones and ring opening of the disubstituted pyrrolidine.

Chiral β-amino alcohols as ligands for the ruthenium-catalyzed asymmetric transfer hydrogenation of N-phosphinyl ketimines

Some chiral β-amino alcohols have been evaluated as potential ligands for the ruthenium-catalyzed asymmetric transfer hydrogenation (ATH) of N-phosphinyl ketimines in isopropyl alcohol. The ruthenium complex prepared from [RuCl2(p-cymene)]2 and (1S,2R)-1-amino-2-indanol has shown to be an efficient catalyst for the ATH of several N-(diphenylphosphinyl)imines, affording the reduction products in very good isolated yields and enantiomeric excesses up to 82%. The inherent rigidity of the indane ring system present in the ligand seems to be very important to achieve good enantioselectivities.

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.

手性有机小分子路易斯碱催化剂的设计、合成及其在亚胺不对称还原中的应用

手性胺是合成天然产物和手性药物的重要中间体，亚胺的不对称催化还原是制备光学活性手性胺的最直接有效的方法之一。但是，由于C＝N双键的反应活性较弱以及容易发生E/Z异构等问题，亚胺的不对称催化还原具有很大的挑战性，既具有高对映选择性又具有宽广底物普适性的催化剂很少。 本文分别由手性脯氨酸、哌啶酸、哌嗪酸以及氨基醇出发，设计和合成了一系列结构新颖、合成简便、性能优良的酰胺类有机小分子路易斯碱催化剂，以廉价的三氯氢硅为氢源，用这些催化剂催化亚胺不对称还原，得到了非常优良的收率、对映选择性和前所未有的底物普适性。 文献研究认为，除N-甲酰基外，分子内含有芳香酰胺是能催化亚胺还原的有机小分子路易斯碱催化剂具有较高对映选择性的必要条件，我们研究发现N-甲酰脯氨酸非芳香酰胺类催化剂（包括结构简单的C2-对称型脯氨酰胺类催化剂），对N-芳基酮亚胺的还原可获得达86%的对映选择性，远高于同类芳香酰胺催化剂，证明N-甲酰非芳香酰胺类路易斯碱催化剂在亚胺还原中也能得到高的对映选择性。 在进一步研究中，我们以手性六元哌啶酸为模板，分别设计合成了N-甲酰哌啶酸芳香酰胺和N-甲酰哌啶酸非芳香酰胺两类催化剂，其中芳香酰胺催化剂（S）-N-（甲酰基）哌啶-2-酸-1-萘基酰胺（28）和非芳香酰胺催化剂（2S,1'S,2'S）-N-（甲酰基）-哌啶-2-酸（1',2'-二苯基-2'-乙酰氧基-乙基）酰胺（30）显示出非常优良的催化活性和对映选择性，对于N-芳基芳香酮亚胺的还原，无论是缺电子体系还是富电子体系，绝大部分都能得到很高的收率（达98%）和对映选择性（达96% ee)。特别值得一提的是30对一些脂肪族亚胺和α,β-不饱和亚胺的还原，虽然底物为E/Z混合物，也能得到很高的收率（达93%）和对映选择性（达95% ee)，这样的底物普适性在过渡金属催化体系中也是前所未有的。 现有的催化亚胺还原的高对映选择性催化体系大多仅适用于甲基酮亚胺底物，对位阻较大的非甲基酮亚胺很难获得好的结果。我们以L-哌嗪酸为模板设计和合成出的（S）-N-（甲酰基）-哌嗪-2-酸-4-对叔丁基苯磺酰基-苯基酰胺不但对N-芳基甲基酮亚胺有很好的对映选择性（达90% ee)，而且对于大位阻的N-芳基非甲基酮亚胺有更好的对映选择性（达97% ee)。该催化剂与30在底物普适性方面具有很好的互补性。 我们还设计了基于1,2-二苯基氨基醇为模板的新型N-甲酰路易斯碱有机小分子催化剂，首次发现结构简单的N-甲酰（1S,2R）二苯基氨基醇能较好的催化N-芳基酮亚胺，最高可以得到82%的对映选择性。 针对我们设计合成的结构新颖、性能优良的催化剂，我们对催化机理进行了探讨和解释，提出了几个假想的机理模型。 Catalytic enantioselective reduction of imines represents one of the most straightforward and efficient methods for the preparation of chiral amines, an important intermediate for the synthesis of natural products and chiral drugs. However, asymmetric reduction of imines remains a big challenge and highly enantioselective catalysts with a satisfactorily broad substrate scope remain elusive. Factors contributing to the difficulty of this transformation include the weak reactivity of the C=N bond and the existence of inseparable mixtures of E/Z isomers. Starting from chiral proline, pipecolinic acid, piperazine-2-carboxylic acid and 1,2-diphenyl amino alcohol, a series of structurally simple and easily prepared amides were developed as highly effective Lewis basic organocatalysts for the asymmetric reduction of imines with trichlorosilane as the reducing agent, which promoted the reduction of N-aryl imines with high yields and excellent enantioselectivities with an unprecedented substrate spectrum. In the literature, it has been believed that besides the N-formyl group, the existence of an arylamido group in the structure of Lewis basic organocatalysts is a prerequisite for obtaining high enantioselectivity in the catalytic reduction of imines. However, we found that the N-formyl-L-prolinamides bearing non-arylamido groups, including structurally simple C2-symmetric tetraamides, could also work as effective Lewis basic catalysts to promote the asymmetric reduction of ketimines with high enantioselectivities (up to 86% ee), which are even more enantioselective than the analogues with arylamido groups. In further studies, we developed novel N-formamides with arylamido groups and non-arylmido groups as Lewis basic catalysts using the commercially available L-pipecolinic acid as the template. The catalysts (S)-1-formyl-piperidine-2-carboxylic acid naphthylamide 28 and (2S,1'S,2'S)-acetic acid 2-[(1-formyl-piperidine-2-carbonyl) -amino]-1,2-diphenyl-ethyl ester 30 were found to promote the reduction of a broad range of N-aryl imines in high yields (up to 98%) and excellent ee values (up to 96%) under mild conditions. Furthermore, catalyst 30 also exhibited high enantioselectivities (up to 95% ee) for the challenging aliphatic ketimines and α,β-unsaturated imines despite that these imines exist as E/Z isomeric mixtures. The broad substrate spectrum of this catalyst is unprecedented in catalytic asymmetric imine reduction, including transition-metal-catalyzed hydrogenation processes. Many of the currently available highly enantioselective catalytic systems only tolerate methyl ketimines, which gave poor results for bulkier non-methyl ketimines. Starting from L-piperazine-2-carboxylic acid, we developed (S)-4-(4-tert- butylbenzenesulfonyl)-1-formyl-N-phenyl-piperazine-2-carboxamide as highly enantioselective Lewis basic catalysts for the hydrosilylation of both methyl ketimines and steric bulky non-methyl ketimines. Moreover, higher enantioselectivities were obtained for non-methyl ketimines than methyl ketimines under the catalysis of this catalyst. Thus, this catalyst system complements with 30 in terms of the substrate scope. We also found that easily accessible (1R,2S)-N-formyl-1,2-diphenyl- 2-aminoethanol worked as an effective Lewis basic catalyst in the enantioselective hydrosilylation of ketimines, affording high enantioselectivities (up to 82% ee) for a broad range of ketimines. To rationalize the high efficiencies of the structurally novel catalysts we developed, several catalytic models have been proposed.

Asymmetric cyclopropanation of styrene catalyzed by Cu-(chiral Schiff-base) complexes

Asymmetric cyclopropanation of olefins was carried out with chiral copper-Schiff base complexes derived from copper acetate monohydrate, substituted salicylaldehydes and a chiral amino alcohol. Substituents on salicylaldehyde framework demonstrate a significant effect on the steroselectivities. Those with electron-withdrawing properties enhance the selectivities, whereas bulky sustituents in ortho position to the phenol hydroxy group decrease the selectivities. An ee of more than 98% was achieved for the reaction of styrene with diazoacetate. (C) 2000 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Ring-opening of cycloalkane epoxides and aziridines with aromatic amines : toward the total synthesis of pactamycin

Résumé Cette thèse consiste en trois thèmes résumés dans les paragraphes ci-dessous. L’influence de différents groupements protecteurs du groupe hydroxyle lors des réactions d’ouverture des cis- et trans- 3-hydroxy-1,2-époxycycloalcanes a été étudiée. Il a été montré que Yb(OTf)3 constituait un catalyseur doux pour l’ouverture régiosélective de cycles afin d’obtenir les -anilino cycloalcanols correspondants avec de bons rendements. Le chauffage du milieu réactionnel dans le toluène comme solvant a permis d’augmenter la cinétique de la réaction, au dépend du rendement. La partie aniline a été régiosélectivement introduite en position vicinale du groupe hydroxyle ou éther afin d’obtenir un unique régioisomère. La même tendance a été observée avec les époxydes du 3-azidocyclohex-1-ène et du 3-carbamate correspondant. Le temps de réaction a été réduit lorsque Yb(OTf)3 a été dissous dans l’acétonitrile. Le triflate d’ytterbium (III) a également été utilisé comme catalyseur pour l’ouverture de cycle régiosélective d’aziridines non-activées sur des cyclohexanes portant des substituants azotures ou éthers de benzyle. L’ion azoture ou l’aniline forment les produits trans correspondants, donnant alors accès à des diamines vicinales avec de bons rendements. Un éther ω-alcoxy p-méthoxybenzylique racémique, inhibiteur de HDAC, a été ainsi préparé en huit étapes synthétiques (rendement total de 26%) à partir du 1-((tert-butyldiphénylsilyl)oxy)hept-6-èn-2-ol. Ceci représente un progrès par rapport à la précédente méthode (9 étapes, rendement total de 16%). La métathèse croisée se montre particulièrement efficace et pratique dans cette stratégie et l’alkylation par le trichloroacétimidate de p-méthoxybenzyle en présence de Sc(OTf)3 améliore le rendement global de la synthèse. Un aminoalcool présent dans la pactamycine et contenant le squelette carboné, les groupements fonctionnels et la stéréochimie requise a été synthétisé en 27 étapes à partir de la L-thréonine. La méthodologie décrite dans cette thèse permet la synthèse de cet intermédiaire clé à l’échelle multigramme.

POCN-type Pincer Complexes of NiII and NiIII : synthesis, reactivities, catalytic activities and physical properties

Cette thèse décrit la synthèse, la caractérisation, les réactivités, et les propriétés physiques de complexes divalents et trivalents de Ni formés à partir de nouveaux ligands «pincer» de type POCN. Les ligands POCN de type amine sont préparés d’une façon simple et efficace via l’amination réductrice de 3-hydroxybenzaldéhyde avec NaBH4 et plusieurs amines, suivie par la phosphination de l’amino alcool résultant pour installer la fonction phosphinite (OPR2); le ligand POCN de type imine 1,3-(i-Pr)2PC6H4C(H)=N(CH2Ph) est préparé de façon similaire en faisant usage de PhCH2NH2 en l’absence de NaBH4. La réaction de ces ligands «pincer» de type POCN avec NiBr2(CH3CN)x en présence d’une base résulte en un bon rendement de la cyclométalation du lien C-H situé en ortho aux fonctions amine et phosphinite. Il fut découvert que la base est essentielle pour la propreté et le haut rendement de la formation des complexes «pincer» désirés. Nous avons préparé des complexes «pincer» plan- carrés de type POCN, (POCNRR΄)NiBr, possédant des fonctions amines secondaires et tertiaires qui démontrent des réactivités différentes selon les substituants R et R΄. Par exemple, les complexes possédant des fonctions amines tertiaires ArCH2NR2 (NR2= NMe2, NEt2, and morpholinyl) démontrent des propriétés rédox intéressantes et pourraient être convertis en leurs analogues trivalents (POCNR2)NiBr2 lorsque réagis avec Br2 ou N-bromosuccinimide (NBS). Les complexes trivalents paramagnétiques à 17 électrons adoptent une géométrie de type plan-carré déformée, les atomes de Br occupant les positions axiale et équatoriale. Les analyses «DSC» et «TGA» des ces composés ont démontré qu’ils sont thermiquement stables jusqu’à ~170 °C; tandis que la spectroscopie d’absorption en solution a démontré qu’ils se décomposent thermiquement à beaucoup plus basse température pour regénérer les complexes divalents ne possédant qu’un seul Br; l’encombrement stérique des substitutants amines accélère cette route de décomposition de façon significative. Les analogues NMe2 et N(morpholinyl) de ces espèces de NiIII sont actifs pour catalyser la réaction d’addition de Kharasch, de CX4 à des oléfines telles que le styrène, tandis qu’il fut découvert que l’analogue le moins thermiquement stable (POCNEt2)Ni est complètement inerte pour catalyser cette réaction. Les complexes (POCNRH)NiBr possédant des fonctions amines secondaires permettent l’accès à des fonctions amines substituées de façon non symétrique via leur réaction avec des halogénures d’alkyle. Un autre avantage important de ces complexes réside dans la possibilité de déprotonation pour préparer des complexes POCN de type amide. De telles tentatives pour déprotoner les fonctions NRH nous ont permis de préparer des espèces dimériques possédant des ligands amides pontants. La nature dimérique des ces complexes [P,C,N,N-(2,6-(i-Pr)2PC6H3CH2NR)Ni]2 (R= PhCH2 et Ph) fut établie par des études de diffraction des rayons-X qui ont démontré différentes géométries pour les cœurs Ni2N2 selon le substituant N : l’analogue (PhCH2)N possède une orientation syn des substitutants benzyles et un arrangement ressemblant à celui du cyclobutane du Ni et des atomes d’azote, tandis que l’analogue PhN adopte un arrangement de type diamant quasi-planaire des atomes du Ni et des atomes d’azote et une orientation anti des substituants phényles. Les espèces dimériques ne se dissocient pas en présence d’alcools, mais elles promouvoient l’alcoolyse catalytique de l’acrylonitrile. De façon intéressante, les rendements de ces réactions sont plus élevés avec les alcools possédant des fonctions O-H plus acides, avec un nombre de «turnover» catalytique pouvant atteindre 2000 dans le cas de m-cresol. Nous croyons que ces réactions d’alcoolyse procèdent par activation hétérolytique de l’alcool par l’espèce dimérique via des liaisons hydrogènes avec une ou deux des fonctions amides du dimère. Les espèces dimériques de Ni (II) s’oxydent facilement électrochimiquement et par reaction avec NBS ou Br2. De façon surprenante, l’oxydation chimique mène à l’isolation de nouveaux produits monomériques dans lesquels le centre métallique et le ligand sont oxydés. Le mécanisme d’oxydation fut aussi investigué par RMN, «UV-vis-NIR», «DFT» et spectroélectrochimie.

Zur Synthese von alpha-Aminoaldehyden und Aminosäuren mit alpha-quartären Zentren durch Aziridinierung funktionalisierter Olefine

Ziel dieser Arbeit war, durch Aziridinierung homochiraler 5-Methyl-4H-1,3-dioxinen eine neue Methode zur Synthese von alpha-Aminoaldehyden und den ableitbaren Aminosäuren mit alpha-quartären Zentren zu entwickeln. Die chiralen 5-Methyl-4H-1,3-dioxine sind mit hohen Enantiomerenüberschüssen durch asymmetrische Doppelbindungsisomerisierung von 5-Methylen-1,3-dioxanen zugänglich. Die Metall-katalysierte Aziridinierung der 5-Methyl-4H-1,3-dioxine mit der Nitrenquelle (N-Tosylimino)phenyliodinan führte direkt zu N-Tosyl-geschützen 4-Methyl-1,3-oxazolidin-4-carbaldehyden. Vermutlich über ein Aziridin als nicht isolierbare Zwischenstufe werden über eine Ringöffnungs-/Ringverengungsreaktion die Oxazolidinderivate gebildet, vorzugsweise in Gegenwart von Cu(I)-Katalysatoren, während die Rhodium-katalysierte Reaktion ausschließlich zu Insertionsprodukten führt. In der Cu-katalysierten Aziridinierung ist das Verhältnis von Aziridinierung/Insertion abhängig von der Katalysatorkonzentration. Die Aziridinierung mit N-(p-Nitrobenzolsulfonyl)- und N-(Trimethylsilylethylsulfonyl)- substituierten Nitrenquellen führt zu Oxazolidinderivaten mit leichter abspaltbaren Schutzgruppen. Diese Nitrenquellen können in situ aus den korrespondierenden Sulfonamiden mit Iodosobenzol dargestellt werden. Bei dem Einsatz homochiraler 4H-1,3-Dioxine ist Erhalt der Stereoinformation abhängig vom Substituenten in 2-Position der Dioxine sowie von der Polarität des Lösungsmittels. Die höchsten Selektivitäten wurden in tert-Butylmethylether erzielt. In Falle des 2-tert-Butyl-4-methyl-3-(toluol-4-sulfonyl)-1,3-oxazolidin-4-carbaldehyds kristallisiert das Hauptdiastereomer in enantiomerenreiner Form. Die Absolutkonfiguration wurde durch Röntgenkristallstrukturanalyse ermittelt. Das Anwendungspotential dieser neuen Methode konnte durch Überführen der Serinale in Aminoalkohole und alpha-Methylserin-Derivate sowie in der Synthese der unnatürlichen Aminosäure alpha-Vinylalanin gezeigt werden.

Synthesis and in vitro activity of limonene derivatives against Leishmania and Trypanosoma

The synthesis and in vitro activity of R(+)-Limonene derivatives against Leishmania and Trypanosoma cruzi strains are reported. Seven compounds have shown better in vitro activity against Leishmania (V.)braziliensis than the standard drug pentamidine. Additionally, we have identified two promising new anti-T. cruzi limonene derivatives. (C) 2010 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

The synthesis of N-heterocycles via copper/TEMPO catalysed aerobic oxidation of amino alcohols

N-Heterocycles can be prepared using alcohol oxidation as a key synthetic step. Herein we report studies exploring the potential of Cu/TEMPO as an aerobic oxidation catalyst for the synthesis of substituted indoles and quinolines. © The Royal Society of Chemistry 2012

Adverse gastrointestinal effects of arginine and related amino acids

Oral supplements of arginine and citrulline increase local nitric oxide (NO production in the small intestine and this may be harmful under certain circumstances. Gastrointestinal toxicity was therefore reviewed with respect to the intestinal physiology of arginine, citrulline, ornithine, and cystine (which shares the same transporter) and the many clinical trials of supplements of the dibasic amino acids or N-acetylcysteine (NAC. The human intestinal dibasic amino acid transport system has high affinity and low capacity. L-Arginine (but not lysine, ornithine, or D-arginine) induces water and electrolyte secretion that is mediated by NO, which acts as an absorbagogue at low levels and as a secretagogue at high levels. The action of many laxatives is NO mediated and there are reports of diarrhea following oral administration of arginine or ornithine ihine. The clinical data cover a wide span of arginine intakes f rom 3 g/d to > 100 g/d, but the standard of reporting adverse effects (e.g. nausea, vomiting, and diarrhea) was variable. Single doses of 3-6 g rarely provoked side effects and healthy athletes appeared to be more susceptible than diabetic patients to gastrointestinal symptoms at individual doses >9 g. This may relate to an effect of disease on gastrointestinal motility and pharmacokinetics. Most side effects of arginine and NAC occurred at single doses of >9 g in adults >140 mg/kg) often when part of a daily regime of similar to>30 g/d (>174 mmol/d). In the case of arginine, this compares with the laxative threshold of the nonabsorbed disaccharide alcohol, lactitol (74 g or 194 mmol). Adverse effects seemed dependent on the dosage regime and disappeared if divided doses were ingested (unlike lactitol). Large single doses of poorly absorbed amino acids seem to provoke diarrhea. More research is needed to refine dosage strategies that reduce this phenomenon. It is suggested that dipeptide forms of arginine may meet this criterion.