Silicon Lewis Acid Catalyzed [3+2] Cycloaddition Reactions of Hydrazones/Cyclopentadiene: Mild Access to Pyrazolidine Derivatives

Abstract

A first and fairly mild metal-free catalytic route was developed for the [3+2] cycloadditions of different N-acylhydrazones to cyclopentadiene, providing the synthetically and biologically important five-membered cyclic compounds pyrazolidines. The reaction was successfully conducted in high yields (up to 99 %) with high diastereoselectivities (up to 98:2 dr) by using catalytic amounts of TMSOTf (trimethylsilyl

Asymmetrische Brønsted‐Säure‐katalysierte Cycloadditionen – effiziente enantioselektive Synthese von Pyrazolidinen, Pyrazolinen und 1,3‐Diaminen aus N‐Acylhydrazonen und Alkenen

“…[2] Diese Strukturen haben dank ihren weitreichenden biologischen Eigenschaften eine Sonderstellung in der Medizinalchemie und Pharmakologie inne und wurden in der letzten Zeit auch in den Materialwissenschaften eingesetzt. [7][8][9][10][11][12][13][14] Die Cycloaddition kann durch stçchiometrische Mengen achiraler Brønsted-Säuren, [8] bei starkem Erhitzen [9] oder beim Zusatz von Lewis-Brønsted-Säure-Katalysatoren erreicht werden. Außer als chirale Liganden in der asymmetrischen Synthese [4] finden 1,3-Diamine auch Anwendung als zytostatische Cisplatinanaloga in der Krebstherapie [5] und als Grippemittel (Schema 1).…”

“…[3] Darüber hinaus kçnnen unterschiedlich substituierte enantiomerenreine Pyrazolidinderivate als Ausgangsstoffe für die Synthese von chiralen 1,3-Diaminen durch Spaltung der N-N-Bindung im Pyrazolidin fungieren. [10][11][12][13][14] Wegen der Bedeutung dieser Verbindungsklasse wurde beachtlicher Aufwand zur Entwicklung verbesserter Synthesemethoden betrieben. [6] Die [3+2]-Cycloaddition von Hydrazonen mit Alkenen bietet einen idealen Zugang zu Pyrazolidinen.…”

“…Außer als chirale Liganden in der asymmetrischen Synthese [4] finden 1,3-Diamine auch Anwendung als zytostatische Cisplatinanaloga in der Krebstherapie [5] und als Grippemittel (Schema 1). [10] Im Unterschied dazu ist die enantioselektive Synthese von Pyrazolidinen ausgehend von Hydrazonen eine enorm anspruchsvolle Aufgabe, für die es nur wenige Literaturbeispiele gibt. [7][8][9][10][11][12][13][14] Die Cycloaddition kann durch stçchiometrische Mengen achiraler Brønsted-Säuren, [8] bei starkem Erhitzen [9] oder beim Zusatz von Lewis-Brønsted-Säure-Katalysatoren erreicht werden.…”

“…[6] Die [3+2]-Cycloaddition von Hydrazonen mit Alkenen bietet einen idealen Zugang zu Pyrazolidinen. [7][8][9][10][11][12][13][14] Die Cycloaddition kann durch stçchiometrische Mengen achiraler Brønsted-Säuren, [8] bei starkem Erhitzen [9] oder beim Zusatz von Lewis-Brønsted-Säure-Katalysatoren erreicht werden. [10][11][12][13][14] Wegen der Bedeutung dieser Verbindungsklasse wurde beachtlicher Aufwand zur Entwicklung verbesserter Synthesemethoden betrieben.…”

“…Heute stehen mehrere effiziente Verfahren zur diastereoselektiven Synthese zur Verfügung. [10] Im Unterschied dazu ist die enantioselektive Synthese von Pyrazolidinen ausgehend von Hydrazonen eine enorm anspruchsvolle Aufgabe, für die es nur wenige Literaturbeispiele gibt. Kobayashi und Mitarbeiter zeigten, dass chirale Zirconium-Binol-Komplexe effiziente Lewis-Säure-Katalysatoren für die intra-und intermolekularen [3+2]-Cycloaddition von Hydrazonen mit Alkenen sind.…”