Reações de inserção intramolecular de diazo compostos polifuncionais catalisadas por ródio(II): síntese de oxetan-3-ona-2-carboxilato e outros heterociclos funcionalizados

Abstract

Recebido em 4/1/99; aceito em 31/3/99 RHODIUM(II)-CATALYSED INTRAMOLECULAR INSERTION REACTION OF MULTIFUNC-TIONAL DIAZO COMPOUNDS: SYNTHESIS OF OXETAN-3-ONE-2-CARBOXILATE AND OTHER HETEROCYCLES.γ-Hydroxy-α-diazo-β-ketoesters are key intermediates in the chemistry of penicilin-based antibiotics and natural products. The method developed here for the synthesis of ethyl 2-diazo-4-hydroxy-3-oxo-butanoate 17 (in two steps from the diazo mercurial 2) compares very favorably with those reported in the literature for similar compounds. The Rh 2 (OAc) 4 -mediated intramolecular OH-insertion reaction of the diazo hydroxy ester 17 was investigated, furnishing the oxetan-3-one-2-carboxilate 18 in good yield. When the diazo ester lacks a free hydroxyl group as in the case of the phenoxy diazo ester 11 an intramolecular CH-insertion takes place, affording the 2H-chromene 20 in almost quantitative yield. The behavior of other functionalized diazo esters towards Rh 2 (OAc) 4 was also investigated.Keywords: diazoesters; intramolecular insertion reaction; rhodium carbenoid. ARTIGO INTRODUÇÃOA utilização de compostos α-diazo carbonilados em síntese orgânica tem se apresentado como um excelente método na preparação de sistemas estruturalmente complexos, como heterociclos e produtos naturais. A razão para isso reside no fato de que compostos α-diazo carbonilados participam em uma grande variedade de transformações químicas, incluindo ciclopropanação, rearranjo de Wolff, dimerização, α,α-substituição, X-H inserção (X= C, O, N, S), cicloadição, formação de ilídeos, etc. Todos esses processos podem ocorrer tanto inter como intramolecularmente, através da eliminação de nitrogê-nio molecular [1][2][3][4][5][6][7] . A recente descoberta de que metais de transição (especialmente ródio(II)) catalisam a eliminação de N 2 em compostos α-diazo carbonilados promovendo a formação de metalocarbenóides como intermediários reativos fez aumentar ainda mais o interesse em sistemas contendo um grupo diazo (Figura 1) [1][2][3][4][5] . A exploração sintética destes fenômenos (particularmente em reações de ciclopropanação, inserção e cicloadições) está intimamente associada aos estudos mecanísticos envolvendo o comportamento dos metais de transição no processo catalítico e na geração das espécies reativas. Uma grande variedade de heterociclos é obtida a partir de reações de inserção de diazo compostos catalisada por ródio(II) (Equação 1). Já a presença de um grupo carbonilado δ Endereço atual para correspondência: Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina, Campus de Trindade, 88040-900, Florianópolis, SC e-mail: msa@qmc.ufsc.br adequadamente distante da função diazo permite a formação de ilídeos reativos, participantes em reações de cicloadição 1,3 dipolar gerando oxabiciclos (Equação 2) 1-5 . Figura 1O desenvolvimento de metodologias eficientes na preparação de compostos α-diazo carbonilados tem permitido o acesso cada vez maior a estes sistemas [5][6][7][8][9] . Um método para a construção de compostos α-diazo carbonilados que tem...

Gold-Catalyzed One-Step Practical Synthesis of Oxetan-3-ones from Readily Available Propargylic Alcohols

“…α-Diazo ketones have been used to prepare oxetan-3-ones (Scheme ), but those diazo substrates are in general hazardous and their preparations are nontrivial. We have recently developed a practical and efficient synthesis of dihydrofuran-3-ones via gold-catalyzed intermolecular oxidation of terminal alkynes, where a C−C triple bond is converted into a reactive α-oxo gold carbene intermediate in the proposed catalytic cycle.…”

“…This strategy would render alkynes equivalent to α-diazo ketones in accessing α-oxo metal carbene chemistry , which could offer significant synthetic and economic benefits. We speculated that this equivalency could substitute the α-diazo ketone moiety in oxetan-3-one synthesis with a simple C−C triple bond (Scheme ); as a result, readily available propargylic alcohols could serve as direct substrates. Herein, we report a successful implementation of the design and the development of a practical solution to oxetan-3-one synthesis; moreover, the ease of forming this strained ring provides convincing support for the formation of α-oxo gold carbene intermediates via intermolecular alkyne oxidation.…”

The Chemistry of Azetidin-3-ones, Oxetan-3-ones, and Thietan-3-ones

“…More recently, a rhodium(II) catalyzed intramolecular insertion reaction was reported to perform the cyclization toward oxetan-3-ones. 135 Oxetan-3-one-2carboxylate 199 was prepared in this way (Scheme 54).…”

Access to 4‐Membered Heterocycles via Visible‐Light Triggered Intramolecular Cyclization from Alkynes: Bypassing Unfavorable 4‐endo‐dig Cyclization

“…[7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24] Among these strategies, a notable success has been achieved by employing oxetan-3-ones and azetidine-3ones as versatile synthons for oxetane and azetidine, respectively (Figure 1A). [2,9,[25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37] While highly enabling, the preparation of these building blocks remains challenging in the context of diversification of the substitution patterns. 3,3-Disubstituted oxetanes and azetidines have typically been envisioned via conventional synthetic methods through Michael acceptors or Bus-ketimines derived from oxetaneone and azetidinones.…”

“…[15,26] A traditional strategy to access these 4-membered heterocycles is the intramolecular -OH/-NHR insertion to α-diazo ketones via thermal decomposition or via metal carbenoids (Figure 1B). [28,[31][32][33] Despite being an established process, this method is often hampered by the hazardous nature of diazo compounds and the requirement for pre-functionalization, diminishing its synthetic applicability.…”