Verimli α-Imino γ-Lactones Organocatalytic Cycloadditions ve Alkylidene Pirazolonlar ile ilaç gibi Bispirocyclic İskele İnşaatı
Summary
Enantiyomerik zenginleştirilmiş bispiro [γ-butirolakton-pyrrolidin-4, 4′-pyrazolone] iskeletler asimetrik olarak basit organocatalytic 1,3-dipolar cycloaddition tepki ile sentezlenmiş.
Abstract
Bispirocyclic iskele bir farklı ve çekici biyolojik etkinlikler sergi birçok doğal ürünlerde önemli yapısal alt birimleri vardır. Son zamanlarda, enantiyomerik zenginleştirilmiş bispiro [γ-butirolakton-pyrrolidin-4, 4′-pyrazolone] iskeletler çeşitli facile erişim sağlar verimli organocatalytic strateji geliştirdik. Bu yazıda, uyuşturucu gibi bispirocyclic bileşikler ile iki spirocyclic karbon merkezi bir organocatyltic 1,3-dipolar cycloaddition reaksiyon ile asimetrik sentez için detaylı bir protokol göstermektedir. Spirocyclization synthons α-imino γ-lactones ve alkylidene Pirazolonlar hazırlanmış ilk olarak, hangi o zaman bir cycloaddition tepki bifonksiyonel squaramide organocatalyst huzurunda tabi yüksek verimleri istenen bispirocycles göze ve mükemmel stereoselectivities. Kiral yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) enantiomeric saflık ürünleri belirlemek için yapıldığını ve Dr değer proton nükleer manyetik rezonans (1H NMR) tarafından incelenir. Ürünün mutlak yapılandırma bir x-ışını crystallographic analizine göre atanır. Bu sentetik strateji bispirocyclic iskele yüksek verim ve mükemmel diastereo – ve enantioselectivities bir çeşitlilik hazırlamak bilim adamları sağlar.
Introduction
Kiral spirocyclic bileşikleri doğal ürünler, kiral ligandlar yaygın bulmuş ve organometalik kompleksleri yapısal karmaşıklık ve biyolojik etkinlik1,2nedeniyle çekici sentetik hedefi olarak ortaya çıkmıştır. 3. Özellikle, bispirocyclic iskele, iki katı spirocenters ile üç yüzük tarafından özellikli önemli biyolojik etkinlikler4,5ile birçok doğal ürünlerde yapısal alt birimleri vardır. Sonuç olarak, inşaat stereocontrolled, optik saf bispirocyclic iskeletler ile bileşiklerin son birkaç on yıl boyunca büyük ilgi çekmiş olmalı. Spirocyclic bileşikleri, çok sayıda ve onların türevleri ile organometalik yaklaşımlar başarıyla sentez ve organocatalytic, örneğin, asimetrik cycloadditions 1,3-dipolar cycloadditions ve Diels-Alder gibi yaklaşımlar Tepkiler6,7,8. Ancak, bu moleküller çoğunlukla monospirocyclic yapıları, iken bispirocyclic daha az bildirdi ve indol tabanlı bispirocycles İnşaat için sınırlı yapılardır.
Daha fazla yapısal olarak farklı bispirocyclic bileşikler elde etmek için cycloaddition synthons spirocyclic merkezleri asimetrik inşası için çok yönlülük keşfedilmeyi9,10,11oldu. Özellikle bifonksiyonel squaramide organocatalysts ile azomethine ylide12,13,14, α-imino γ-lactones ve dipolarophiles, alkylidene Pirazolonlar15,16 gibi gibi ,17, yapım onları mükemmel spirocyclization synthons (Şekil 1) birden çok stereocenters ile bispirocyclic iskelet oluşturmak için basit bir 1,3-dipolar cycloaddition geçmesi mümkün olan. Sonra organocatalyst ve tepki solvent, bu cycloaddition işlem yapısı optimizasyonu verimli bir şekilde istenen ürün yüksek verim ve mükemmel enantio – ve diastereoselectivity ile tanıyor. Ayrıca, bu reaksiyon cycloaddition synthons farklı fonksiyonel gruplar18ile geniş bir kapsamı üzerinde nispeten yüksek yapısal tolerans sergiler. Bu yeni yöntem son derece functionalized uyuşturucu benzeri bileşikler çeşitlilik yönelik yapısal kendi uygulamasında ışıkları parlayan bir basit organocatalytic cycloaddition üzerinden iki Kuvaterner spirocenters ile çeşitli verimli bir erişim sağlar Bu ilgi çekici sınıf bileşiklerin sentezi.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bispiro [γ-butirolakton-pyrrolidin-4, 4′-pyrazolone] iskeletler başarılı hazırlanması bir dizi faktöre bağlıdır.
Anahtar bu tek adımlı asimetrik cycloaddition işlem synergistical harekete geçirmek α-arylidiene pyrazolinone 1a ve çevrimsel imino ester 2a bifonksiyonel squaramide katalizör tarafından adımdır. Hidrojen bağı donör olarak katalizör ve iki reaksiyon yüzeylerde arasında birden çok cins hidrojen bağı oluşumu elde edilir. …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar büyük ölçüde ulusal doğal Bilim Vakfı, Çin’den (No. 21708051 X.C. için) finansal destek için teşekkür ederiz.
Materials
| Acetonitrile, anhydrous, 99.9% | Innochem (China) | A0080 | |
| α-amino-γ-butyrolactone hydrobromide, 98% | Alfa Aesar | B23148 | |
| 3,5-bis(trifluoromethyl)aniline, 98+% | Adamas | 48611B | |
| Dichloromethane, 99.5% | Greagent | G81014H | |
| 3,4-dimethoxycyclobut-3-ene-1,2-dione, 98+% | Leyan (China) | 1062550 | |
| Ethanol, 99.5% | Greagent | G73537B | |
| Ethyl acetate, 99.5% | Greagent | G23272L | |
| Ethyl ether,anhydrous,99.5% | Greagent | G69159B | |
| Ethyl 3-oxobutanoate, 98% | TCI | A0649 | |
| 4-fluorobenzaldehyde, 98% | Innochem (China) | A24295 | |
| Glacial acetic acid, 99.5% | Greagent | G73562B | |
| Magnesium oxide, 99+% | Alfa Aesar | 44733 | |
| Magnesium sulfate, 98% | Greagent | G80872C | |
| Methanol, 99.5% | Greagent | G75851A | |
| Petroleum ether | Greagent | G84208D | |
| Phenylhydrazine, 98% | Innochem (China) | A57671 | |
| (S)-(6-methoxyquinolin-4-yl)((1S,2R,4S,5R)-5-vinylquinuclidin-2-yl)methanamine | DAICEL Group | 111240 | |
| Sodium sulfate,anhydrous,99% | Greagent | G82667A | |
| Thiophene-2-carbaldehyde, 98% | J & K scientific (China) | 124605 | |
| Triethylamine, 99% | J & k scientific (China) | 432915 |
References
- Rios, R. Enantioselective methodologies for the synthesis of spiro compounds. Chemical Society Reviews. 41 (3), 1060-1074 (2012).
- Khan, R. K., et al. Synthesis, isolation, characterization, and reactivity of high-energy stereogenic-at-Ru carbenes: stereochemical inversion through olefin metathesis and other pathways. Journal of the American Chemical Society. 134 (30), 12438-12441 (2012).
- Wang, X., Han, Z., Wang, Z., Ding, K. Catalytic asymmetric synthesis of aromatic spiroketals by spinphox/iridium(I)-catalyzed hydrogenation and spiroketalization of alpha,alpha’-bis(2-hydroxyarylidene) ketones. Angewandte Chemie International Edition. 51 (4), 936-940 (2012).
- Kim, N., Sohn, M. J., Koshino, H., Kim, E. H., Kim, W. G. Verrulactone C with an unprecedented dispiro skeleton, a new inhibitor of Staphylococcus aureus enoyl-ACP reductase, from Penicillium verruculosum F375. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 24 (1), 83-86 (2014).
- Mulholland, D. A., Schwikkard, S. L., Crouch, N. R. The chemistry and biological activity of the Hyacinthaceae. Natural Product Reports. 30 (9), 1165-1210 (2013).
- Tan, B., Hernandez-Torres, G., Barbas, C. F. Highly efficient hydrogen-bonding catalysis of the Diels-Alder reaction of 3-vinylindoles and methyleneindolinones provides carbazolespirooxindole skeletons. Journal of the American Chemical Society. 133 (32), 12354-12357 (2011).
- Cayuelas, A., et al. Enantioselective Synthesis of Polysubstituted Spiro-nitroprolinates Mediated by a (R,R)-Me-DuPhos.AgF-Catalyzed 1,3-Dipolar Cycloaddition. Organic Letters. 18 (12), 2926-2929 (2016).
- Lacharity, J. J., et al. Total Synthesis of Unsymmetrically Oxidized Nuphar Thioalkaloids via Copper-Catalyzed Thiolane Assembly. Journal of the American Chemical Society. 139 (38), 13272-13275 (2017).
- Liu, K., Teng, H. L., Yao, L., Tao, H. Y., Wang, C. J. Silver-catalyzed enantioselective desymmetrization: facile access to spirolactone-pyrrolidines containing a spiro quaternary stereogenic center. Organic Letters. 15 (9), 2250-2253 (2013).
- Zhu, G., et al. Asymmetric [3 + 2] Cycloaddition of 3-Amino Oxindole-Based Azomethine Ylides and alpha,beta-Enones with Divergent Diastereocontrol on the Spiro[pyrrolidine-oxindoles]. Organic Letters. 19 (7), 1862-1865 (2017).
- Sun, W., et al. Organocatalytic diastereo- and enantioselective 1,3-dipolar cycloaddition of azlactones and methyleneindolinones. Angewandte Chemie International Edition. 52 (33), 8633-8637 (2013).
- Grigg, R., Kilner, C., Sarker, M. A. B., Orgaz de la Cierva, C., Dondas, H. A. X=Y–ZH compounds as potential 1,3-dipoles. Part 64: Synthesis of highly substituted conformationally restricted and spiro nitropyrrolidines via Ag(I) catalysed azomethine ylide cycloadditions. Tetrahedron. 64 (37), 8974-8991 (2008).
- Liu, T. L., He, Z. L., Tao, H. Y., Wang, C. J. Stereoselective construction of spiro(butyrolactonepyrrolidines) by highly efficient copper(I)/TF-BiphamPhos-catalyzed asymmetric 1,3-dipolar cycloaddition. 화학. 18 (26), 8042-8046 (2012).
- Wang, L., Shi, X. M., Dong, W. P., Zhu, L. P., Wang, R. Efficient construction of highly functionalized spiro[gamma-butyrolactone-pyrrolidin-3,3′-oxindole] tricyclic skeletons via an organocatalytic 1,3-dipolar cycloaddition. Chemical Communications. 49 (33), 3458-3460 (2013).
- Yetra, S. R., Mondal, S., Mukherjee, S., Gonnade, R. G., Biju, A. T. Enantioselective Synthesis of Spirocyclohexadienones by NHC-Catalyzed Formal [3+3] Annulation Reaction of Enals. Angewandte Chemie International Edition. 55 (1), 268-272 (2016).
- Liu, J. Y., Zhao, J., Zhang, J. L., Xu, P. F. Quaternary Carbon Center Forming Formal [3 + 3] Cycloaddition Reaction via Bifunctional Catalysis: Asymmetric Synthesis of Spirocyclohexene Pyrazolones. Organic Letters. 19 (7), 1846-1849 (2017).
- Mondal, S., Mukherjee, S., Yetra, S. R., Gonnade, R. G., Biju, A. T. Organocatalytic Enantioselective Vinylogous Michael-Aldol Cascade for the Synthesis of Spirocyclic Compounds. Organic Letters. 19 (16), 4367-4370 (2017).
- Chen, N., et al. Asymmetric Synthesis of Bispiro[γ-butyrolactone-pyrrolidin-4,4′-pyrazolone] Scaffolds Containing Two Quaternary Spirocenters via an Organocatalytic 1,3-Dipolar Cycloaddition. European Journal of Organic Chemistry. 2018 (23), 2939-2943 (2018).
- Yang, W., Du, D. M. Highly enantioselective Michael addition of nitroalkanes to chalcones using chiral squaramides as hydrogen bonding organocatalysts. Organic Letters. 12 (23), 5450-5453 (2010).
