Catalytic Asymmetric Vinylogous Prins Cyclization: A Highly Diastereo- and Enantioselective Entry to Tetrahydrofurans

Abstract

We describe the design and development of the first catalytic asymmetric vinylogous Prins cyclization. This reaction constitutes an efficient approach for highly diastereo- and enantioselective synthesis of tetrahydrofurans (THFs) and is catalyzed by a confined chiral imidodiphosphoric acid (IDP). Aromatic and heteroaromatic aldehydes react with various 3,5-dien-1-ols to afford 2,3-disubstituted THFs in excellent selectivity (d.r. > 20:1, e.r. up to 99:1). Aliphatic aldehydes react with similarly excellent results when a highly acidic imidodiphosphorimidate (IDPi) catalyst is used. With a racemic dienyl alcohol, the reaction proceeds via a kinetic resolution. DFT calculations suggest an explanation for unusually high stereoselectivity.

IDPi‐Katalyse

“…[56] Im Falle der Prins-Reaktionen vom Ty pIII, in denen die alkentragende Seitenkette an das Oxoniumion gebunden ist, entstehen cyclische Ether über intermediäre Carbokationen. [58] Während in letzter Zeit von einigen asymmetrischen Prins-Cyclisierungen zur Synthese von Tetrahy-dropyranen berichtet wurde, [59] geht die Synthese von Tetrahydrofuranen üblicherweise mit einer erschwerten Diastereoselektivitätw egen der beiden energetisch weniger unterschiedlichen mçglichen Übergangszustände einher. Bei Säure-katalysierten Prins-Cyclisierungen von Homoallylalkoholen mit Aldehyden entstehen primärT etrahydropyrane.…”

“…Bei Säure-katalysierten Prins-Cyclisierungen von Homoallylalkoholen mit Aldehyden entstehen primärT etrahydropyrane. [58] Gänzlich jenseits der Mçglichkeiten der IDP-Katalyse lagen hingegen aliphatische Aldehyde.D iese bildeten unter den entwickelten Reaktionsbedingungen lediglich unreaktive Acetale mit den jeweiligen Dienolen. Wied ie List-Gruppe zeigen konnte,e ntstehen mit Dienolen des Ty ps 42 a die ansonsten nicht bevorzugten Te trahydrofurane wegen der dabei involvierten stabileren Allylkationen (Schema 4).…”

“…[57] Anders verhält es sich bei Gegenwart einer zusätzlichen Doppelbindung im Alkohol. [58] [58] Während in letzter Zeit von einigen asymmetrischen Prins-Cyclisierungen zur Synthese von Tetrahy-dropyranen berichtet wurde, [59] geht die Synthese von Tetrahydrofuranen üblicherweise mit einer erschwerten Diastereoselektivitätw egen der beiden energetisch weniger unterschiedlichen mçglichen Übergangszustände einher.…”

“…Wied ie List-Gruppe zeigen konnte,e ntstehen mit Dienolen des Ty ps 42 a die ansonsten nicht bevorzugten Te trahydrofurane wegen der dabei involvierten stabileren Allylkationen (Schema 4). [58] Während in letzter Zeit von einigen asymmetrischen Prins-Cyclisierungen zur Synthese von Tetrahy-dropyranen berichtet wurde, [59] geht die Synthese von Tetrahydrofuranen üblicherweise mit einer erschwerten Diastereoselektivitätw egen der beiden energetisch weniger unterschiedlichen mçglichen Übergangszustände einher. [60] Dennoch ergaben die Brønsted-sauren IDPs unter optimierten Bedingungen die entsprechenden Tetrahydrofurane aus verschiedenen (hetero)aromatischen Aldehyden mit hohen Diastereo-und Enantioselektivitäten (Tabelle 11, Einträge 1-3).…”

Catalytic Asymmetric Intramolecular [4+2] Cycloaddition of In Situ Generated ortho‐Quinone Methides

“…[18] To gain more information on the reaction mechanism, we reacted aldehyde 1awith homoallylic alcohol cis-2g.Whereas trans-2g gave the corresponding trans product 5g in excellent diastereo-and enantioselectivity (Table 2), cis-2g gave amixture of the cis products 5g' ' and 5g' '' ' in moderate enantioselectivity (Scheme 4). An alternative stepwise pathway that involves avinylogous Prins cyclization followed by intramolecular trapping of the cationic intermediate III by the phenol hydroxy group can also be envisioned (path b).…”