Fused and spiro furanones from tetronic acid synthons: Oxa and azacycles featuring the butenolide ring

Annelierte und Spiro-Furanone aus Tetronsäure-Synthonen: Oxa und Azacyclen mit Butenolidring

Diverse 4-O-allyl tetronates were obtained by reaction of allyl (alpha-hydroxy)carboxylates with keteneylidenetriphenylphosphorane (Ph3PCCO) in a domino reaction (addition – Wittig olefination) and by direct allylation of tetronic acid via Fischer esterification. 3-Allyl tetronic acids were generated by Claisen rearrangement of 4-O-allyl tetronates under microwave conditions; a subsequent Conia reaction produced the corresponding spiro cyclopropane furan-2,4-diones. Nucleophilic ring opening witDiverse 4-O-allyl tetronates were obtained by reaction of allyl (alpha-hydroxy)carboxylates with keteneylidenetriphenylphosphorane (Ph3PCCO) in a domino reaction (addition – Wittig olefination) and by direct allylation of tetronic acid via Fischer esterification. 3-Allyl tetronic acids were generated by Claisen rearrangement of 4-O-allyl tetronates under microwave conditions; a subsequent Conia reaction produced the corresponding spiro cyclopropane furan-2,4-diones. Nucleophilic ring opening with diverse alcohols converted the spiro cyclopropane furan-2,4-diones to 3-beta-alkyloxypropyltetronic acids. When using O-benzyl isourea for the 4-O-alkylation of 3-allyl tetronic acids, the 3-benzyl derivatives were also formed (five examples were prepared). The Mitsunobu reaction proved to be a better way for the 4-O-alkylation of 3-allyl tetronic acids. 3,3-Diallyldihydrofuran-2,4-diones with two identical allyl residues were obtained by Tsuji-Trost-type Pd-catalysed allylation of either 4-O-allyltetronates or 3-allyltetronic acids. Pd assisted allylation of sodium 3-allyltetronate with a second allyl acetate gave mixed derivatives as did the Claisen rearrangement of 4-O-allyl 3-allyltetronates under microwave conditions. 3,3-Diallyldihydrofuran-2,4-diones were converted to butanolides with 3,3-spirocyclopentenyl or 3,4-cycloalkanyl annulation by ring closing methathesis with Grubbs’ catalysts. Natural product pesthetoxin was prepared via a double Ph3PCCO addition to alpha-hydroxy benzyl octanoate, thus demonstrating the utility of keteneylidenetriphenylphosphorane as a C2O building block. Finally, (-)-3-epi-blastmycinolactol was prepared enantioselectively via double hydrogenation of 3-but-2-enyl tetronic acid.show moreshow less
Durch eine Dominoreaktion von alpha-Hydroxy-allylestern mit Ketenylidentriphenylphosphoran und durch direkte Allylierung von Tetronsäure über die Fischer-Veresterung wurden diverse 4-O-Allyl-Tetronate synthetisiert. Aus diesen wurden durch Claisenumlagerung unter Mikrowellenbedingungen 3-Allyl-tetronsäuren hergestellt, welche durch eine anschließende Conia-Reaktion zu den entsprechenden Spirocyclopropylfuran-2,4-dionen reagierten. Durch nukleophile Ringöffnung mit verschiedenen Alkoholen konntenDurch eine Dominoreaktion von alpha-Hydroxy-allylestern mit Ketenylidentriphenylphosphoran und durch direkte Allylierung von Tetronsäure über die Fischer-Veresterung wurden diverse 4-O-Allyl-Tetronate synthetisiert. Aus diesen wurden durch Claisenumlagerung unter Mikrowellenbedingungen 3-Allyl-tetronsäuren hergestellt, welche durch eine anschließende Conia-Reaktion zu den entsprechenden Spirocyclopropylfuran-2,4-dionen reagierten. Durch nukleophile Ringöffnung mit verschiedenen Alkoholen konnten die Spirocyclopropylfuran-2,4-dione in 3-beta-Alkyloxypropyl-tetronsäuren umgewandelt werden. Anhand von fünf Beispielen konnte gezeigt werden, dass bei Einsatz von O-Benzyl-Isoharnstoff zur 4-O-Alkylierung von 3-Allyl-tetronsäuren auch 3-Benzyl Derivate gebildet wurden. Die Mitsunobureaktion erwies sich als der bessere Weg zur 4-O-Alkylierung von 3-Allyl-tetronsäuren. Mit Hilfe der Tsuji-Trost-artigen Palladium-katalysierten Allylierung von 4-O-Allyl- oder 3-Allyl-tetronsäuren konnten 3,3-Diallyldihydrofuran-2,4-dione gebildet werden. Wie bei der Claisenumlagerung von 4-O-Allyl-3-allyl-tetronaten ergab die Palladium-vermittelte Allylierung von 3-Allyl-tetronaten mit weiterem Allylacetat eine Mischung aus verschiedenen Derivaten. 3,3-Spiropentenyl oder 3,4-Cycloalkanyl-Annelierung durch „Ringschluss-Methathese“ von 3,3-Diallyldihydrofuran-2,4-dione mit Hilfe von Grubbs Katalysatoren führte zu Butanoliden. Die Synthese des Naturstoffs Pesthetoxin ist ein weiterer Beleg für die Vielseitigkeit von Ketenylidentriphenylphosphoran als C2O Baustein. (-)-3-epi-Blastmycinolactol wurde durch doppelte Hydrierung von 3-But-2-enyl-tetronsäure enantioselektiv synthetisiert.show moreshow less

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Metadaten
Institutes:Chemie
Author: Juan-Manuel Urbina-Gonzalez
Advisor:Prof. Dr. Rainer Schobert
Granting Institution:Universität Bayreuth,Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Date of final exam:11.07.2006
Year of Completion:2006
SWD-Keyword:Asymmetrische Synthese; Claisen-Umlagerung; Naturstoffchemie; Organische Synthese; Ringschlussmetathese
Tag:Epi-blastmycinolactol; Mikrowellen; Pesthetoxin; Ringschluss-Olefin-Metathese; Tetronsäuren; Tsuji-Trost Allylierung
Epi-blastmycinolactol; Pesthetoxin; Ring Closing Olefin Metathesis; Tetronic acid; Tsuji-Trost allylation
Dewey Decimal Classification:540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
RVK - Regensburg Classification:VK5070
URN:urn:nbn:de:bvb:703-opus-2455
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):12.12.2006