Development of Gold(I)-Catalyzed Enantioselective Intermolecular Reactions

Abstract

제1부. 알켄과 Propiolate사이의 금 촉매 비대칭 [4 + 2] 고리 형성

α, β-불포화-δ-락톤 구조는 많은 의약 및 천연 화합물에서 발견되며 중요한 생물학적 활동을 나타냅니다. 균일한 Au (I)-촉매의 강력한 친알킨 활성화를 기반으로, 우리는 최근에 dihydropyranone 이 Propiolate의 분자간 반응에서 단일 단계로 조립 될 수 있음을 입증했습니다. 그러나, 분자간 결합의 경우 높은 수준의 입체 제어를 달성하는 것은 어려웠습니다. Au (I)-복합체의 선형 배위 기하학 구조 때문입니다. 여기에서, 우리는 propiolate 와 알켄의 [4 + 2] 고리화로부터 α, β-불포화-δ-락톤 최대 95% ee까지 얻을 수 있는 높은 거울상 선택적 합성 방법을 개발했습니다. 특히, 원하는 키랄 인식을 위해 용매로 1,1,2,2-tetrachloroethane을 선택하는 것이 중요한 것으로 밝혀졌습니다. 또한 음이온 성 계면활성제 (SDS)는 cyclopropyl gold carbene 중간체의 발산에서 product selectivity 를 향상 시켰습니다.

제2부. 전하 유도 Claisen 재배열을 통한 Propiolate의 금 촉매 비대칭 Oxyallylation 및 Thioallylation

금 촉매 복합체의 선형 배위 기하학으로 금 촉매의 반대쪽에서 pronucleophiles이 접근하기 때문에 거울상 선택적 분자간 금 촉매는 도전적입니다. Propiolate와 알켄의 분자간 거울상 선택적 결합을 촉진하는 최근의 성공에 힘 입어 우리는 [3,3]-sigmatropic 재 배열을 통해 propiolate의 거울상 선택적 oxyallylation 및 thioallylation에 착수했습니다. 특히, 거울상 선택적 Claisen 재 배열은 α- 또는 β- allyloxy acrylates와 같은 몇 가지 유형의 기질만을 사용하여 개발되었으며, 이는 내재하는 실질적인 치환 효과의 결과입니다. 우리는 처음으로 거울상 선택적 Claisen 재 배열을 위해 -onium 중간체의 사용을 소개했습니다. 우리는 allyloxyether 와 propiolate의 분자간 결합을 개발하기 시작했습니다. 그러나 중요한 문제는 oxonium 중간체로부터 알릴 해리를 확인하였습니다. 놀랍게도, allyl ethers 를 allyl thioethers 로 대체함으로써 알릴 단위의 해리 및 [1,3]-재배 열과 경쟁 같은 문제를 최소화 할 수 있었다. 따라서, 현재의 금 촉매화 thioallylation은 모든 4차 탄소 중심의 높은 거울상 선택적 합성 및 많은 루이스 염기, π- 그룹과의 탁월한 작용기를 가진 알릴그룹의 놀라운 범위를 허용합니다.; Part I. Gold(I)-Catalyzed Asymmetric [4+2] Annulation between Alkenes and Propiolates

The α,β-unsaturated-δ-lactone scaffolds are found in a number of medicinal and natural compounds, displaying an array of significant biological activities. Based on the powerful alkynophilic activation of homogeneous Au(I)-catalysis, we recently demonstrated that the dihydropyranones could be assembled in a single step from the intermolecular reaction of propiolates with alkenes. However, achieving high level of stereocontrol has remained elusive in this case of intermolecular coupling. Because of the linear coordination geometry of Au(I)-complex. Herein, we developed a highly enantioselective synthesis of α,β-unsaturated δ-lactones from [4+2] annulation of propiolates and alkenes in upto 95% ee. Notably, for the desired chiral recognition, the choice of 1,1,2,2-tetrachloroethane as solvent was found to be crucial. Furthermore, an anionic surfactant (SDS) improved the product selectivity in the divergence of the cyclopropyl gold carbene intermediate.

Part II. Gold-Catalyzed Asymmetric Oxyallylation and Thioallylation of Propiolates via Charge-Induced Claisen Rearrangement

Enantioselective intermolecular gold-catalysis is challenging, because the linear coordination geometry of Au(I) complexes imposes the approach of pronucleophiles from the opposite side of the gold. Prompted by our recent success in promoting intermolecular enantioselective coupling of propiolates and alkenes, we embarked on the enantioselective alkoxylation and thioallylation of propiolates, via [3,3]-sigmatropic rearrangement. Notably, enantioselective Claisen rearrangement has been developed using only a few types of substrates, such as α-or β- allyloxy acrylates, as a result of substantial substituent effect on the inherent. We introduced herein use of -onium intermediates for the enantioselective Claisen rearrangement for the first time. We set out to develop an intermolecular coupling of allyloxyether and propiolates. However, a major problem was identified as allyl dissociation from the oxonium intermediates. Remarkably, by replacing allyl ethers with allyl thioethers, problems such as dissociation of allyl unit and competing [1,3]-rearrangement could be minimized. Thus, the current Au(I)-catalyzed thioallylation allows for remarkable scope of allyl group, including highly enantioselective synthesis of all C-quaternary centers and exceptional functional group compatibility with many Lewis bases and π-groups.