stereocontrol and Rings Formation

Stereocontrol dalam pembentukan cincin adalah masalah utama untuk sintesis produk alami siklik. Selain reaksi Diels-Alder, ada beberapa metode, Stereocontrol dalam pembentukan cincin adalah masalah utama untuk sintesis produk alami siklik. Selain reaksi Diels-Alder, ada beberapa metode, dimana stereoselektivitas di beberapa pusat asimetris diamankan pada saat bersamaan.
dimana sebagai pengantar

Reaksi stereospesifik adalah reaksi dimana stereokimia reaktan sepenuhnya menentukan stereokimia produk tanpa pilihan.

Reaksi stereoselektif adalah reaksi dimana terdapat pilihan jalur, tapi stereoisomer produk terbentuk karena jalur  reaksi yang menjadi lebih menguntungkan atau disukai daripada jalur lain yang tersedia.

Pada pembahasan ini dilihat pada acuan jurnal

"Stereocontrolled Formation of a [4.4]-Heterospiro Ring System with Unexpected Inversion of Configuration at the Spirocenter"

Stereoselektif konstruksi 1,3-diazaspiro [4,4] kerangka inti nonane dari massadine dan alkalioid pirol eter-imidazol terkait adalah tantangan sintetis. Kami menjelaskan di sini sintesis dari semua diastereomer C13 / 14 dari molekul spiro ini melalui oksidasi terkontrol dan epimerisasi spirocenter C13 di bawah kondisi asam ringan.

penataan ulang Scheuer dimulai dengan oksidasi 5 dengan dimethyldioxirane (DMDO. Analisis NMR produk menunjukkan bahwa DMDO mendekati 5 dari β yang kurang-terhalang wajah untuk memberi epoksida 6. 8c Pembukaan epoksida selanjutnya menyediakan zwitterion 7 yang mengalami a penataan ulang semipinacol untuk menghasilkan 8 dengan konfigurasi spiro yang tidak diinginkan (jalur a). Alternatif jalur b akan mengarah pada pembentukan 10 hingga 9 dengan konfigurasi spiro yang sama namun berbeda posisi kelompok benzyloxymethyl (BOM). Kami mencatat bahwa kemungkinan oksidasi 5 memberi 7 atau isopropilidena asetalnya secara langsung tanpa perantara 6.

Untuk membuat konfigurasi spiro yang diinginkan, kami menjelajahi kemungkinan menggunakan gugus hidroksil dari 5 mengarahkan oksidan ke pendekatan dari α-wajah yang lebih terhalang . Upaya awal menggunakan vanadyl epoksidasi yang dimediasi oleh acetylacetonate memang mengarah pada pembentukan produk penataan ulang diastereomerik menjadi 8. Namun, studi NMR menunjukkan bahwa ia juga mengandung spiro C13 yang tidak diinginkan konfigurasi, menunjukkan bahwa oksidator masih mendekati dari β-face yang kurang-terhalang dari 5. Anehnya, C14 stereocenter dimusnahkan selama oksidasi untuk memberikan 11.

beralih oksidan ke titanium tetraisopropoxide menyebabkan pembentukan yang lain diastereomer dari 8. NMR analisis produk oksidasi ini dari 5 menunjukkan pembentukan 12 dengan konfigurasi spiro C13 yang benar. Struktur 12 kemudian dikonfirmasi oleh analisis X-ray-nya turunan kristal 13. Oksidan titanium kemungkinan mendekati dari α-face yang lebih terhalang koordinasi ke gugus C14 hidroksil 5 dalam reaksi oksidasi ini. Namun, stereocenter C14 juga dimusnahkan. Penambahan (+) - atau (-) - dietil tartrat tidak memiliki efek pada stereokimia hasil dari reaksi ini. Kami selanjutnya menyiapkan diastereomer C13 / C14 keempat 14 dengan inverse C13 stereosenter dari 12 melalui pengurangan oksidasi / keton alkohol (Gambar 4). Dengan keempat kemungkinan itu Diastereomer di tangan, perbandingan data NOE 8, 11, 12 dan 14 memberikan dukungan kuat kepada menggambarkan stereokimia relatif dari senyawa-senyawa ini.

Untuk lebih memahami jalur reaksi yang mengarah ke isomerisasi dari C14 stereocenter 11 dan 12, kami melakukan eksperimen kontrol berikut. Kami pertama kali mengekspos α-alkohol 5 ke vanadyl acetylacetonate dan titanium tetraisopropoxide secara independen tetapi tidak menemukan pembentukan β-alkohol 15 (Gambar 5). Oleh karena itu, kecil kemungkinan isomerisasi C14 terjadi sebelum epoksidasi. Kami selanjutnya membandingkan oksidasi 5 dan 15 dan menemukan bahwa oksidasi termediasi-vanadium dari α-alkohol 5 dan β- alkohol 15 keduanya memberikan 11 sedangkan oksidasi titanium-dimediasi dari 5 dan 15 memberi 12 dan 11, masing-masing. Hasil ini menunjukkan bahwa stereoselektivitas oksidasi dimediasi vanadium adalah ditentukan oleh lingkungan sterik 5. Sebaliknya, oksidasi titanium-dimediasi dikendalikan oleh konfigurasi C14 berpotensi karena interaksi logam-oksigen yang lebih kuat. Secara kolektif, C14- epimerisasi kemungkinan terjadi setelah kontraksi cincin oksidatif. Oksidasi dimediasi vanadium dari 5 memberi 11 hingga 8, dan oksidasi yang dimediasi titanium dari 5 memberi 12 hingga 14

Meskipun kami belum dapat secara langsung mengubah 8 menjadi 11 atau 14 hingga 12 dalam berbagai kondisi, percobaan berikut menyarankan bahwa epimerisasi dari stereocenter C14 terjadi melalui pembelahan keterkaitan C13-C14. Dess-Martin oksidasi 11 dan 12 masing-masing memberikan keton 16 dan 17 (Gambar 6). Perawatan 16 dengan asam asetat pada 45 ° C memberikan campuran 1: 1 16 dan 17. Kami percaya ini isomerisasi terjadi melalui kondensasi Claisen reversibel dan secara mekanis mirip dengan C13 Reaksi epimerisasi dilaporkan oleh Harran dimana hubungan C2-C13 dibelah pada thermolysis

Pertanyaan

1. Coba bandingkan reagen DMP yang digunakan diganti dengan DMSO?

2. Apabila reagen NaBH4 diganti dengan KMnO4 apaa yang akan terjadi?

Sources

Ma.Z., L.You and C.Chen.2016. Stereocontrolled Formation of a [4.4]-Heterospiro Ring System with Unexpected Inversion of Configuration at the Spirocenter.The Journal Of Organic Chemistry