Activation of olefins via asymmetric Brønsted acid catalysis

Abstract

The activation of olefins for asymmetric chemical synthesis traditionally relies on transition metal catalysts. In contrast, biological enzymes with Brønsted acidic sites of appropriate strength can protonate olefins and thereby generate carbocations that ultimately react to form natural products. Although chemists have recently designed chiral Brønsted acid catalysts to activate imines and carbonyl compounds, mimicking these enzymes to protonate simple olefins that then engage in asymmetric catalytic reactions has remained a substantial synthetic challenge. Here, we show that a class of confined and strong chiral Brønsted acids enables the catalytic asymmetric intramolecular hydroalkoxylation of unbiased olefins. The methodology gives rapid access to biologically active 1,1-disubstituted tetrahydrofurans, including (-)-Boivinianin A.

IDPi‐Katalyse

“…Die Addition weiterer 1.5 ¾quivalente jeweils eines der beiden Enolsilane (37 a oder 37 c)führte in Abhängigkeit von der eingesetzten Silylgruppe zu deutlich unterschiedlichen Umsätzen der Aldole 38,w obei die Extremwerte bei den Kombinationen TES/TES und TMS/TMS vorzufinden sind. [15] Fürdie Addition besonders unreaktiver Nukleophile wie Allyltrimethylsilan (siehe Abschnitt 1.1) sowie fürd ie Aktivierung noch schwächer basischer Substrate,b esonders Olefine, [55] erwiesen sich diese Katalysatoren jedoch als unzureichend aktiv.D ie Konsequenzen waren entweder mangelnder Umsatz oder das Auftreten unerwünschter Neben-Tabelle 9: Mukaiyama-Aldolreaktion mit Enolsilanenv on Acetaldehyd: Reagenzkontrolle, nicht-enantioselektiv( rot);Katalysatorkontrolle, enantioselektiv (blau). Dies lässt auf eine primärs terische Differenzierung von Substrat-und Produktaldehyd schließen, die durch die starke sterische Einschränkung des Katalysators ermçglicht wird (Abbildung 5).…”

“…[28,43] Demgegenüber sind die kürzlich eingeführten Binaphthyl-Allyl-Tetrasulfone (BALT 33;p K s = 2.8 in MeCN) und IDPis (pK s (3n) = 4.5;p K s (3o) 2.0 in MeCN) deutlich weniger basisch. [55] Dieser Abschnitt beschreibt Anwendungen von IDPis in anspruchsvollen Brønsted-Säurekatalysierten Reaktionen. [55] Dieser Abschnitt beschreibt Anwendungen von IDPis in anspruchsvollen Brønsted-Säurekatalysierten Reaktionen.…”

“…Dennoch sind derlei Hydrofunktionalisierungen wegen ihrer intrinsischen Schlichtheit, perfekten Atomçkonomie und der breiten Substratverfügbarkeit hçchst wünschenswert. [55] Ein Wechsel des Lç-sungsmittels zu Cyclohexan und Ersatz der Tr iflylgruppen im Katalysatorkern durch sterisch anspruchsvolle 3,5-Bis(trifluormethyl)benzolsulfonylgruppen (IDPi 3t)f ührten zu einer weiteren Steigerung der Enantioselektivität, ohne Einbußen von Reaktivitätund Ausbeute.Eine Reihe funktionalisierter und unfunktionalisierter Alkenole konnte unter den optimierten Reaktionsbedingungen umgesetzt werden und bildete die entsprechenden Te trahydrofurane in guten Ausbeuten und mit ausgezeichneten Enantioselektivitäten (Tabelle 14, Einträge 1-4). Bisherige Methoden auf photochemischer und übergangsmetallkatalysierter Basis funktionieren mit allenfalls moderaten Enantioselektivitäten, während intramolekulare Va rianten auf Substrate erhçhter Reaktivität, [70] beispielsweise durch Nutzung des Thorpe-Ingold-Effekts,b egrenzt sind.…”

“…[69] Tr otz aller Unternehmungen blieben enantioselektive Markownikow-wie auch Anti-Markownikow-Hydroalkoxylierungen ein ungelçstes Problem. [55] Dien-und styrolabgeleitete Substrate wurden ebenso gut toleriert (Tabelle 14, Einträge 5-7), und Te trahydropyran 50 konnte aus dem entsprechend homologierten Alkenol in 70 %A usbeute und mit nur etwas geringerer Enantioselektivitäth ergestellt werden (Tabelle 14, Eintrag 8). [71] Obwohl Enzyme Reaktionen effizient katalysieren, die die Protonierung eines nicht-aktivierten Olefins erfordern, wie die Cyclisierung von Squalen zu Hopen, [72] wurde erst vor kurzem von einer enzymatischen, enantioselektiven Hydroalkoxylierung als Te il der Biosynthese des fungalen Naturstoffs Herqueinon berichtet.…”

Kann ein Keton reaktiver als ein Aldehyd sein? Katalytische asymmetrische Synthese von substituierten Tetrahydrofuranen

“…[16] Um unsere Hypothese zu testen, wurde 4-Oxo-4-phenylbutanal 1a mit Silylketenacetal 2a in Toluol bei À78 8 8Cu mgesetzt (Schema 1). ¾hnlich zu unseren früheren Ergebnissen beim Katalysatordesign [11] führt eine Modifikation der elektronenziehenden Gruppe am Sulfonamid von einer CF 3 -Gruppe zu einer sterisch anspruchsvolleren C 6 F 5 -Gruppe zu einer Erhçhung der Enantioselektivitäta uf 96.5:3.5 mit vollem Umsatz des Ausgangsmaterials innerhalb 1h(Schema 1). [17] Beeindruckenderweise wurde nur das Produkt erhalten, welches durch den nukleophilen Angriff auf das Keton und nicht an den Aldehyd entstand.…”