Electrophile-mediated cyclization is appraised as one of the reliable ways to form heterocycles. While its stereochemistry issue has mainly focused on diastereoselectivity utilizing preexisting stereogenic centers in substrates, its enantioselective version has seldom been investigated.
The previously developed enantioselective iodocyclization of $\gamma$-hydroxy-cis-alkenes required 30 mol% of (R,R)-salen-Co(Ⅱ) complex as chiral catalyst and 0.75 equivalent of N-chlorosuccinimide (NCS) as activator to produce 2-substituted tetrahydrofurans with 61 to 90% ee. Due to the considerable loading amount of the Co(Ⅱ) complex, another more effective catalyst was pursued by screening (R,R)-salen-transition metal complexes. When 10 mol% of the catalysts were applied with 0.5 equivalent of NCS, a higher level of stereoselectivity was attained with the corresponding Cr(Ⅲ)Cl (84% ee), Mn(Ⅱ)Cl (52% ee) and Co(Ⅱ) complexes (66% ee). Refinement of the conditions established a novel catalytic enantioselective iodocyclization protocol using iodine in the presence of 7 mol%of (R,R)-salen-Cr(Ⅲ)Cl complex activated by 0.7 equivalent of NCS in toluene to provide 2-substituted tetrahydrofurans with 71 to 93% ee.
The synthetic value of the developed iodocylcization has been demonstrated in the synthesis of the indolizidine alkaloids, (―)-swainsonine and 1-deoxycastanospermine. The two indolizidine alkaloids were envisioned to be elaborated from the pyrrolidinone 178 and piperidinone 194, respectively, which would be conceivably derived from the common intermediate 162. Our synthetic strategy for the target molecules would culminate in preparation of 162 using our asymmetric iodocyclization, and the unprecedented chemoselective oxidation of 162 to the corresponding lactam or lactone depending on the protecting group.
For the synthesis of neooxazolomycin, 2-substituted serinol 237 was used to generate the amino alcohol derivatives which have the chiral quaternary carbon center by enantioselective desymmetrization. A normal synthetic route for allylic aldehyde 262 has been performed via several steps. Enantioselective homo allylic alcohol 263 was prepared by Roush’s allylation of aldehyde 262. Futher more steps were proceed to obtain the conjugated ester 266.
헤테로 고리화학에서 친전자를 이용한 고리화 반응은 가장 빈번히 수행되는 유기 변형들 중에 하나이고, 올레핀 이중 결합의 유용한 작용기화에 이용될 수 있다. 감마-하이드록시-시스-알켄의 비대칭 고리화반응이 톨루엔에서 1.2 당량의 요드와 7 몰 %의 살렌-크롬 촉매 46 가 0.7 당량의 N-아이오도숙신이미드에 의해 활성화 되어 2-치환된 테트라하이드로푸란 (74 -93% ee)을 생성하였다. 이 방법은 전에 개발된 30 몰 %의 살렌-코발트를 촉매로 사용하는 입체적 고리화 반응의 조건에 비해 크게 감소된 양의 촉매를 사용한다. 그리고, 실험된 모든 기질들이 살렌-코발트 촉매보다 살렌-크롬 촉매에서 더 높은 입체선택성을 나타내었다. 입체선택성의 증가량은 아주 작은 차이부터 20% ee까지 범위였다.
스웬소닌 59과 1-디옥시카스타노스퍼민 60 의 입체적 합성은 앞에서 개발된 방법에 의해 수행되었다. 우리는 아지도알케놀 58의 입체적 고리화 반응을 수행하여 90% ee, 86 %의 수득률 그리고 7%의 출발물질 회수율을 가진 아지도 테트라하이드로푸란 159을 얻었고, 이 물질로부터 합성을 시작하였다. 보호기에 따른 피롤리딘 162의 화학선택적 산화 반응에 의해 락탐 163과 락톤 164가 핵심 중간체로 생성되었다. 스웬소닌 59의 합성을 위해 피롤리딘 163이 몇 단계를 더 거쳐 원하는 인돌리지디논 178로 되었다. 피롤리디논 고리에 이중결합을 도입하기 위해, 178은 LDA를 이용해 페닐셀레닐화 되어 알파-이성질체 180과 베타-이성질체 180을 3 대 1 비율로 만들었다. 알파-입체이성질체는 알란을 이용해 인돌리지딘으로 환원되었고, 산화적 제거반응을 통해 스웬소닌으로 변형될 알려진 인돌린을 생산하였다. 락톤 164는 디술포닐 반응과 링 변화를 통해 인돌리지디논 194로 재배열되었다. 194의 하이드록실 그룹을 보호한 후, 락탐은 페닐셀레닐화 되고, 산화적 제거반응 그리고 입체선택적 다이하이드록실 반응으로 다이올 203을 만들었다. 6번 탄소 위치의 하이드록실 그룹이 원하는 분자로 변형되기 위해선 뒤집혀야 하기 때문에 203은 인돌리지딘으로 환원 되었고 5번 탄소의 하이드록실 그룹이 위치 선택적으로 보호되고 알콜 211을 만들었다. 남은 6번 탄소 위치의 하이드롤실 그룹이 케톤으로 산화되고, 계속해서 원하는 입체성을 가지는 알콜 213으로 환원되었다. 213의 산 조건에서의 가수분해에 의해 원하는 1-디옥시카스타노스퍼민을 얻을 수 있었다.
네오옥사졸로마이신 214를 합성하기 위해, 입체적 쿼터너리 탄소 중심을 가지는 259가 2-치환된 세리놀 237의 입체적 비대칭 반응으로 합성되었다. 분자 내에 미츠노부 반응, PMB의 비보호, 알릴릭 알콜의 산화 반응과 같은 과정을 거쳐 알릴릭 알데히드 262를 만들었다. 알데히드 262의 라우시 알릴레이션을 통해 알릴 알콜 263이 합성되었다. 말단 이중결합의 다이하이드록실레이션과 산화적 끊기 그리고 올레피네이션을 통해 콘쥬게이티드 에스터 266을 얻었다.
