One-Pot Biocatalytic Cascade Reduction of Cyclic Enimines for the Preparation of Diastereomerically Enriched N-Heterocycles

Abstract

Ene-reductases (EREDs) catalyse the reduction of electron-deficient C=C bonds. Herein, we report the first example of ERED-catalysed net reduction of C=C bonds of enimines (α,βunsaturated imines). Preliminary studies suggest their hydrolysed ring-open ω-amino enones are the likely substrates for this step. When combined with imine reductase (IRED)-mediated C=N reduction, the result is an efficient telescoped sequence for the preparation of diastereomerically enriched 2-substituted saturated amine heterocycles.

Biocatalytic Reduction Reactions from a Chemist's Perspective

“…further elegantly combined an ER with an IRED to reduce enimines, which are prone to hydrolysis and thus becoming a substrate for ER before the imine is selectively reduced by the IRED (Figure 29 c). [158] …”

Enzymatic strategies for asymmetric synthesis

“…Lately, ene-reductases could be successfully employed in the C C-bond reduction of cyclic enimines ( Scheme 2 ). 69 The reaction was postulated to proceed via spontaneous hydrolytic ring opening of the cyclic imines, thus liberating a carbonyl functionality that could act as an electron-withdrawing activating group for the C C-double bond (enone-type). The reaction was coupled to an imine reductive step catalyzed by imine reductase (see Section 1.1.3).…”

Biokatalytische Reduktionen aus der Sicht eines Chemikers

“…eine doppelt stereoselektive Reduktion von Eniminen zeigen (Abbildung 29 c). [158] Das Ausgangsimin ist hydrolyselabil wodurch in situ erst das ER‐Substrat gebildet wird welches zunächst durch die ER und dann (nach reversibler Iminbildung) durch die IRED stereoselektiv reduziert wird.…”

“…[157] In einem sehr eleganten Beispiel konnten Thorpe et al eine doppelt stereoselektive Reduktion von Eniminen zeigen (Abbildung 29 c). [158] Das Ausgangsimin ist hydrolyselabil wodurch in situ erst das ER-Substrat gebildet wird welches zunächst durch die ER und dann (nach reversibler Iminbildung) durch die IRED stereoselektiv reduziert wird. [145] e) mit vorgelagerter CÀC-Bindungsbildung; [143] f) kombiniert mit Stereoselektiver C=C-Bindungsreduktion; [53] g) in situ Oxyfunktionalisierung zur Generierung der Carbonylgruppe [146] h) nach in situ C-C-Bindungsbildung…”