With the development of new metathesis catalysts, olefin metathesis has attracted much attention from the organic chemistry community and numerous synthetic strategies based on metathesis have been developed. On the other hand, enyne metathesis has not been developed as much. Therefore, our studies were focused on both intramolecular and intermolecular enyne metathesis. At first, the enyne proceeded well with internal olefins but produced E/Z diene mixture. Therefore, we investigated the stereoselective tandem enyne/diene-ene metathesis reaction. This concept extended to intermolecular and multicomponent reaction. Since the tandem enyne/diene-ene metathesis reaction produces several conjugated cyclodienes, the reaction could be coupled to the Diels-Alder reaction to form polycyclic compounds. Tandem ring-closing metathesis of dienynes using the $2^{nd}$ generation Grubbs catalyst was explored and turned out to be a useful method for synthesis of fused ring system. Though, the tandem metathesis reaction was strongly substrate dependent. Depending on the substrate, the reaction either did not proceed at all of leads to cyclopropanation products. Therefore, we developed an alternative route to the tandem metathesis reaction. The sequential reaction of dienyne using platinum chloride catalyzed rearrangement and metathesis reaction produced the same bicyclic ring system with wider applicability. The results were applied to the construction of core skeleton of Clavukerin C.
In the next part, synthesis of Frondosin A using [5+2] cycloaddition reaction of oxidopyrylium ion as a key reaction was investigated. Frondosin A is as norsesquiterpenoid natural product, which has been found to exhibit biological activity. Among the various types of cycloaddition, [5+2] cycloaddition reaction of oxidopyrylium ion as a key reaction was used to assemble the functionalized bicyclo core using system stereoselectively. The reaction could construct the both of the core skeleton and functional groups. In our synthetic trials, we could know that gem-dimethyl group affected reaction rate and diastereomer ratio, and aromatic group of ortho-position in aromatic substituent was very important in view of face selectivity during [5+2] cycloaddition reaction of oxidopyrylium.
상호교환 반응은 새로운 촉매의 개발과 함께 요즘 많은 주목을 받고 있는 반응 중 하나이며 많은 유기합성의 방법론으로 연구되고 있다. 그 중에서도 에나인의 구조를 가지는 물질들을 이용한 반응에 관한 연구는 아직까지 많이 수행되어지지 않았다. 우리는 여러 가지 구조의 에나인을 이용하여 분자 내와 분자 간의 두 가지 측면으로 상호교환 반응에 관한 연구를 진행하여 다양하게 치환되고 구조적으로 확정된 다이엔을 얻고자 하였다. 내부에 치환된 이중결합을 가지는 경우의 반응은 E/Z 혼합물을 만들게 된다. 따라서 입체선택적으로 치환된 다이엔을 얻기 위하여 연속적으로 일어나는 에나인/다이엔-엔 반응을 고안하였으며 그 결과 우리는 좋은 결과를 얻을 수 있었다. 더욱 나아가 한번의 반응에 세 가지의 물질을 상호교환반응과 디엘스-알더 반응을 순차적으로 진행하도록 하여 여러 개의 고리구조를 가지는 골격을 형성할 수 있었다. 또한 이러한 경험을 다이에나인 구조에 응용하여 하나의 화합물 내에서 순차적으로 반응이 진행되어 여러 개의 고리구조를 쉽게 구축할 수 있었다. 그러나 이 반응은 반응하는 다이에나인의 구조에 매우 민감하다. 따라서 더욱 폭넓은 다이에나인 구조에 적용할 수 있는 플래티늄 클로라이드 촉매와 루세늄 촉매를 순차적으로 이용한 반응을 연구하였다. 이러한 결과 더 좋은 경향성을 관찰할 수 있었으며 이러한 반응은 더욱 나아가 여러 개의 고리구조를 가지는 천연물의 중심 구조를 구축하는데 도움이 될 것이다.
다음으로 [5+2] 고리화 첨가반응을 이용한 프론도신의 합성을 연구하였다. 이미 우리는 옥시도피릴륨 이온은 고리화 반응을 위한 좋은 전구물질임을 연구한 적이 있다. 이러한 경험을 토대로 옥시도피릴륨 이론의 [5+2] 고리화 첨가반응을 이용하여 6각형과 7각형을 주 골격으로 가지는 프론도신 (Frondosin A)을 합성하고자 하였다. 이 주 반응은 한번의 반응으로 화합물의 중심 구조인 6각형과 7각형을 가지는 골격을 생성함은 물론 합성을 위한 여러 가지 작용기를 적절한 위치에 줄 수 있다. 또한 반응 결과 얻어진 화합물의 에테르 브리지의 구조적인 경직성으로 인하여 입체선택적으로 작용기를 도입할 수 있도록 도와주었다. [5+2] 고리화 첨가반응 중에 치환체들에 의한 다양한 영향에 대한 여러 가지 정보를 얻을 수 있었으며 옥시도피릴륨의 [5+2] 고리화 첨가반응이 프론도신의 합성에 유용함을 보일 수 있었다.