Development of new pathways to 1,3-diyl for cycloaddition reaction to construct various polyquinane frameworks has been studied. The intramolecular [2+3] cycloaddition reaction of the 1,3-trimethylenemethane(TMM) diyl generated from the intramolecular cyclopropanation reaction of alkylidene carbene produced linearly, angularly fused triquinanes and tetaquinanes regio- and stereoselectively.
This method provides a good synthetic strategy to construct polyquinane skeletons. However, it exhibits the several disadvantages such as 1,2-shift of alkylidene carbene and relatively low product yield. Therefore, alternative generation method of 1,3-diyl was needed to apply for the construction of polyquinane skeleton.
A new efficient way to generate 1,3-trimethylenemethane(TMM) diyl was developed with allene and N-aziridinylimine or with allene and N-tosylhydrazone sodium salt. This synthetic strategy was successfully utilized in [2+3] cycloaddition reaction with olefin in high yield. The novel one pot sequential transformation of thermally labile pyrazole obtained through [2+3] cycloaddition reaction of diazoalkane with allene produced 1,3-trimethylenemethane(TMM) diyl and the generated diyl was trapped by olefin to form polyquinane framework.
Total Synthesis of dl-pentalenene, angular triquinane natural product, was successful through 11 steps from (E)-2-methylhept-5-en-1-ol. Triquinane core structure was assembled by thermolysis of allenyl N-tosylhydrazone sodium salt.
알킬리덴 카벤으로부터 생성된 1,3-다이일의 고리화 첨가 반응에 관한 연구를진행하였다. 알킬리덴 카벤의 올레핀과의 분자내 고리화 첨가반응은 반응물의 균일분해에 의해 1,3-다이일을 생성한다. 이 1,3-다이일은 적당한 위치에 있는 다른 올레핀, 다이일로파일과 다시 [2+3] 고리화 첨가반응을 하여 높은 입체 선택성을 가지고 선형 트리퀴난, 각형 트리퀴난, 테트라퀴난을 형성한다.
알킬리덴 카벤으로부터 생성되는 1,3-다이일을 이용한 연속적인 고리화 첨가반응은 폴리퀴난 화합물을 합성하는데 유용한 합성 방법이지만, 알킬리덴 카벤의 1,2-이동과 생성물의 낮은 수율 및 몇 가지 문제점이 있었다.
이에 새로운 1,3-다이일을 만드는 다른 새로운 합성 방법의 개발의 필요가 요구되었고, 그 결과 성공적으로 1,3-다이일을 만드는 방법인 알렌과 아지리디닐 이민 및 알렌과 하이드라존염으로부터 얻어지게 되는 새로운 합성방법을 찾아내었다. 아지리디닐 이민과 하이드라존염을 가열하면 다이아조 화합물이 생성되고 생성된 다이아조 화합물이 분자내 알렌과 고리화 첨가반응을 통해 1,3-다이일을 생성한다. 이 생성된 1,3-다이일의 분자내 다른 올레핀과의 [2+3] 고리화 첨가반응을 통하여 각형 트리퀴난 구조를 갖는 화합물들을 높은 수율로 얻을 수 있었다.
이러한 새로운 방법으로 각형 트리퀴난의 구조를 갖는 천연물 (±)-펜탈레넨의 전합성을 11단계에 걸쳐 성공적으로 수행할 수 있었다. 알렌과 하이드라존염을 이용한 방법을 통하여 성공적으로 각형 트리퀴난 핵심구조를 입체 선택적으로 합성할 수 있었다.
