Asymmetric Catalysis via Cyclic, Aliphatic Oxocarbenium Ions

Abstract

A direct enantioselective synthesis of substituted oxygen heterocycles from lactol acetates and enolsilanes has been realized using a highly reactive and confined imidodiphosphorimidate (IDPi) catalyst. Various chiral oxygen heterocycles, including tetrahydrofurans, tetrahydropyrans, oxepanes, chromans, and dihydrobenzofurans, were obtained in excellent enantioselectivities by reacting the corresponding lactol acetates with diverse enol silanes. Mechanistic studies suggest the reaction to proceed via a nonstabilized, aliphatic, cyclic oxocarbenium ion intermediate paired with the confined chiral counteranion

IDPi‐Katalyse

“…[17] Die verringerte Aciditätvon IDPs (pK s = 11.5 in MeCN) gegenüber DSIs (pK s = 8.4 in MeCN) beschränkte jedoch ihre Anwendbarkeit auf die Brønsted-Säure-Katalyse und verhinderte den Einsatz in der "Silylium"-Lewis-säure-Katalyse. [14,18] Das Bestreben, Hindernisse bei der Reaktivitätund Selektivitätzuüberwinden, wurde zu einem Versuch, die hohe katalytische Aktivitätvon DSIs und die sterische Einschränkung von IDPs zu kombinieren. Letztlich wurde dieses Ziel durch die Anwendung eines früher von der Yagupolskii-Gruppe entwickelten Konzepts auf das IDP-Strukturmotiv verwirklicht, bei dem die Aciditätvon Benzoesäure durch Austausch der beiden O-Atome gegen NTf-Gruppen um mehrere Grçßenordnungen erhçht wurde (Abbildung 2).…”

“…entwickelte chirale Brønsted-Säuren [13,16] fürd ie Substitutionsreaktion von Lactolacetat 9 mit Silylketenacetal 10 über das postulierte Ionenpaarintermediat 11 (Tabelle 2). [18] Außer den verschieden substituierten Te trahydrofuranen (Tabelle 3, Einträge 1-3) konnten auch ein substituiertes Tetrahydropyran, Oxepan und Chroman in hohen Ausbeuten und mit ausgezeichneten Enantioselektivitäten hergestellt werden (Tabelle 3, Einträge 4-6). Andererseits vermochte das IDP 13 a -ein hocheffizienter Katalysator in der ebenfalls durch ein intermediäres 2-alkyliertes,c yclisches Oxocarbeniumion verlaufenden asymmetrischen Spiroacetalisierung [16] -die Reaktion nicht zu katalysieren.…”

“…[18] Das DSI 2b erwies in dieser Reaktion als katalytisch hochaktiv,i nduzierte jedoch wegen seiner offenen Struktur keine messbare Enantioselektivität. [18] In einem aktuelleren Artikel berichtete die List-Gruppe von der Erweiterung der enantioselektiven Addition an cyclische Oxocarbeniumionen zur Synthese schwer zugänglicher 2,2-di-und hçher substituierter Tetrahydrofurane und -pyrane ausgehend von 1,4-und 1,5-Ketoaldehyden oder Diketonen (Tabelle 4). Im Unterschied dazu war das IDPi 3c nicht nur selbst unter kryogenen Bedingungen außergewçhnlich aktiv,sondern führte zur Bildung von Te trahydrofuran 12 mit einem hervorragenden e.r.-Wert von 98:2.…”

A Cooperative Hydrogen Bond Donor–Brønsted Acid System for the Enantioselective Synthesis of Tetrahydropyrans

“…[3] Pioneering work by Jacobsen detailed the ability of ureabased chiral anion-receptor catalysts to promote the enantioselective addition of silyl ketene acetals to oxocarbenium ions generated in situ. [7] Several advances have also been made employing chiral nucleophiles with achiral oxocarbenium ion precursors. [5] Brønsted and Lewis acid catalysis are alternative approaches to generate chiral oxocarbenium ions,t hough the majority of these have similar limitations as anion-binding catalysis,o ra re constrained to cyclic frameworks.…”

“…[5] Brønsted and Lewis acid catalysis are alternative approaches to generate chiral oxocarbenium ions,t hough the majority of these have similar limitations as anion-binding catalysis,o ra re constrained to cyclic frameworks. [7] Several advances have also been made employing chiral nucleophiles with achiral oxocarbenium ion precursors. [7] Several advances have also been made employing chiral nucleophiles with achiral oxocarbenium ion precursors.…”