23
Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 O O O O O O O O O O O O O O O O HO CO 2 H H H H H H H H H H H Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350.

Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Hong Ren  

The Wulff Group  04‐19‐09 

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

HO

CO2H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

Page 2: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

What is Norhalichondrin B? 

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

HO

CO2H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

Isolated from Halichondrin Okadai Kadota  in 1986 

Structure Elucidated in 1986 

Exits Extraordinary in vitro and in vivo  AnVtumor AcVvity  

Halichondrin (Pacific Ocean in Japan) 

Uemura, D.; Takahashi, K.; Yamamoto, T.; Katayama, C.; Tanaka, J.; Okumura, Y.  J .Am. Chem. Soc. 1985, 107, 4796‐4798. Hirata, Y.; Uemura, D. Pure Appl. Chem. 1986, 58, 701‐710. 

Page 3: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Strategy‐Level Analysis Showing Key DisconnecVons 

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

HO

CO2H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

Horner Wadswort Emmons 

MacrolactonizaVon 

Cross Metathesis  

2 3 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

TBSOH

HCO2Me

TBSO

CHO

PMB

+

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

(MeO)2PO

TBSO

O

Page 4: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

MacrolactonizaVon 

Cross Metathesis  

Strategy‐Level Analysis Showing Key DisconnecVons 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

OPMB

O

O

H

H

H

H

TBSO

TBSO

O

OO

H

TBSO

OTBS

MeO2C

OHH H

Nozaki Hiyama Kishi 

Tandem Ring‐opening/Ring‐closing Metathesis 

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

(MeO)2PO

TBSO

O

Page 5: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Strategy‐Level Analysis Showing Key DisconnecVons 

O

O

OPMB

O

O

H

H

H

H

TBSO

TBSO

O

Nozaki Hiyama Kishi 

O

OTBSO

H

H

H

H

OPMBTBSO

CHO

O

OPIv

IOMs

+

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

6  7 Achmatowicz [O]‐Kishi [H] 

Page 6: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Key ReacVons for the Synthesis of Compound 7 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

OPIv

IOMs

Noyori Asymmetric HydrogenaVon of β ‐ ketoester 

R

O O

OMe

RuCl2[(R)-BINAP] (0.05 mol%)

H2, MeOH R

OH O

OMe

FormaVon of THF Ring by Copper Catalyzed [2, 3] Sigmatropic Rearr. 

O

O

N2

R2

R1

metal

- N2O

O

R2

R1 O

O

R1

R2

Kishi’s Protocol of Coupling ReacVon mediated by Cr(II)  

O

CHO

OTIPS

20

(0.5 equiv) 22, Co–phthalocyanine, Mn,

Et3N·HCl, LiCl, TMSCl, DME, r. t. then TBAF

O

OH

21

OHI

+

I

I23

N

O

N Cr(Cl)2(THF)

SO2Me

22

Page 7: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 7 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

OPIv

IOMs

EtO2C OTIPS

O

14

1) [(S)-binapRuBr2], EtOH, 50°C,H2

2) allyl ethylcarbonate, (2.5 mol %) [Pd2(dba)3] , dppb, THF, 60 °C,

EtO2C OTIPS

O

1) LiOH, MeOH/THF (2 :3)

50%

2) (COCl)2, DMF, THF then CH2N2, Et3N, Et2O,

OTIPS

O

15

17

O

N2

60%

[Cu(acac)2] , THF, reflux

O

O

OTIPS

1891%

MePPh3Br, tBuOK, THF, r. t.

O

OTIPS

1999%

1) Sia2BH, THF then NaOH, H2O2,

2) Dess–Martin, NaHCO3, CH2Cl2,

O

CHO

OTIPS

2084%

Page 8: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 7 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

OPIv

IOMs

O

CHO

OTIPS

2084%

23 (2 equiv), 22 (0.5 equiv), Co–phthalocyanine, Mn,

Et3N·HCl, LiCl, TMSCl, DME, r. t. then TBAF

O

OH

2152%

OHI

PvCl, DMAP, pyridine, CH2Cl2

O

OPv

2487%

OHI

Ms2O, Et3N, DMAP, CH2Cl2

O

OPv

799%

OMsI

N

O

N Cr(Cl)2(THF)

SO2Me

I

I22 23

Page 9: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Key ReacVons for the Synthesis of Compound 6 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

OPIv

IOMs

Brown CrotylaVon  

Achmatowicz OxidaVon and Kishi ReducVon  

Nozaki‐Hiyama‐Kishi ReacVon 

(E)-crotylboraneRCHO

then NaOH, H2O2

OH

R1XCrCl2, NiII, Mn0

Cp2ZrCl2

R2 R3

O

R1 R2

OHR3

O

OTBS

HO tBuOOH, [VO(acac)2],CH2Cl2 then Et3SiH, TFA

CH2Cl2, -40 °CO

O

TBSOH H

27 86%26

Page 10: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 6 O

OTBSO

H

H

H

H

OPMBTBSO

CHO

O

OPIv

IOMs

+

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O3 then Me2S O

OTES

CHO

H H

H H

O

O

methyl-!-iodoacrylate,0.22 mol% 35, Cr2Cl2, proton sponge,

LiCl, Mn, [NiCl2(dppp)], 2,6 - lutidine, Cp2ZrCl2, MeCN, r .t.

34

O

O

H H

H H

O

O

34TES CO2Me

OH

75%

PMBOC(=NH)CCl3, BF3•OEt2

O

O

H H

H H

O

O

TES CO2Me

OPMB

TBAF, THFO

O

H H

H H

O

O

CO2Me

OPMB

36

37

PPTS, MeOH

50%

TBSOTf, Et3N, CH2Cl2

O

O

H H

H H

TBSO

TBSO

CO2Me

OPMB

3887%

1) LAH, Et2O, 0 °C

2) Dess-Martin PeriodinaneCH2Cl2

O

O

H H

H H

TBSO

TBSO

CHO

OPMB

6

O

OTES

H H

H H

O

O

33

90%

O2S

NH

O

N

35

Page 11: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 6 O

OTBSO

H

H

H

H

OPMBTBSO

CHO

O

OPIv

IOMs

+

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

OOHC

OTBS(-)-Ipc2-(Z)-crotylborane

then H2O2, NaOH

OOHCOH tBuOOH, [VO(acac)2],

CH2Cl2 then Et3SiH, TFA

CH2Cl2, -40 °C

O

O

TBSOH H

25 30

31

75%

90%

1) TFA, H2O, CH2Cl2, -37 °C

2) Jones reagent, acetone, 0 °C to r. t.

O

O

H H

63%

O

O

H

NaBH4, MeOH, -10 °CO

OH

H H

32 80%

O

O

H H

LiBH4, THF, r. t. O

OH

H H

H H

HO

HO

2, 2- DMP, PPTS, CH2Cl2O

OH

H H

H H

O

O

TESCl, imidazole O

OTES

H H

H H

O

O

33 75%

DMF

Page 12: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Key ReacVons for the Synthesis of Compound 5 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

Davies Asymmetric Synthesis of 8‐Oxabicyclo[3.2.1] octene 

OO

H

TBSO

OTBS

MeO2C

OHH H

N2

O

OO

O

+

O

[Rh2(OOct)4] (1 mol %), hexane, reflux

O

O

O

O

O8

9

Page 13: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 5 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

OO

H

TBSO

OTBS

MeO2C

OHH H

N2

O

OO

O

+

O

[Rh2(OOct)4] (1 mol %), hexane, reflux

O

O

O

O

O8

959%

1) NaOMe, MeOH then LiOH, MeOH/H2O (2 :1) ; 2) DPPA, Et3N, PhMe/CH3CN (2 :1) then H2O, reflux ; 3) L-Selectride, THF, -78 °C to r. t. ; 4) H2C=CHCH(OMe)2, PPTS, PhMe, 45 °C

OO

H

H

OMe

O

O

16%

OMe

10

Grubbs II (3 mol %), H2C=CH2, PhMe, r. t.,

1171%

Sia2BH, THF then NaBO3, H2O,

Page 14: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 5 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

OO

H

TBSO

OTBS

MeO2C

OHH H

OO

H

H

12

OMe

HO

Jones reagent, acetone then TMSCHN2, MeOH/PhMe (1:3)

OO

H

H

MeO2C

13O

68%

6 steps

17% ovrall

OO

H

TBSO

OTBS

MeO2C

OHH H

5

Page 15: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 4 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

OPMB

O

O

H

H

H

H

TBSO

TBSO

O

O

OTBSO

H

H

H

H

OPMBTBSO

CHO

O

OPIvI

OMs

+

6 7

1) 1 % NiCl2/CrCl2, THF/DMF (4 :1) , r. t.;

2) KHMDS, THF, 0 °C,

O

OTBSO

H

H

H

H

OPMBTBSO

O

O

OPv39

1. LAH, Et2O, 0 °C ; 2. Dess–Martin, NaHCO3, CH2Cl2, r. t.; 3. H2C= CHMgBr, THF, 0 °C ; 4. Dess–Martin, NaHCO3, CH2Cl2, r. t.

59%

O

O

OPMB

O

O

H

H

H

H

TBSO

TBSO

O

4

70%

Page 16: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 3 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

OO

H

TBSO

OTBS

MeO2C

OHH H

5

O

O

OPMB

O

O

H

H

H

H

TBSO

TBSO

O

4

+

41 (20 mol %), PhMe, 80 °C

O

O

OPMB

O

O

H

H

H

H

TBSO

TBSO

OO

H

TBSO

OTBS

MeO2C

OHH H

O

40

62%

TBAF, AcOH, THF, r. t.

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

(MeO)2PO

TBSO

O

3

Ru

O

Cl

Cl

NNo-Tolylo-Tolyl

i-Pr41

Page 17: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 3 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

OPMB

O

O

H

H

H

H

HO

HO

OO

H

HO

O

MeO2C

OHH H

O

41

CaCO3, DOWEX 50WX8-400, MeOH as workup

O

O

OPMB

O

O

H

H

H

H

HO

HO

OO

H

O

O

MeO2C

H H

42

O

TBSOTf, Et3N, CH2Cl2, 0 °C

64%

DDQ, CH2Cl2, pH 7 phosphate buffer

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

(MeO)2PO

TBSO

O

3

Page 18: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 3 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

(MeO)2PO

TBSO

O

3

O

O

OH

O

O

H

H

H

H

TBSO

TBSO

OO

H

O

O

MeO2C

H H

O

44

65%

1 m LiOH, THF, r. t.

O

O

OH

O

O

H

H

H

H

TBSO

TBSO

OO

H

O

O

H H

O

45

100%

2,4,6- trichlorobenzoyl chloride, Et3N, THF, r. t. then DMAP, PhMe, 80 °C

Page 19: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 3 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

TBSO

TBSO

46

92%

PPTS, MeOH

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

HO

HO

97%

47

Dess–Martin, NaHCO3,

CH2Cl2, r. t.

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

(MeO)2PO

TBSO

O

3

Page 20: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 3 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

OHC

HO

89%

48

dimethyl(diazomethyl)phosphonate (20 equiv), SnCl2 (3 equiv), CH2Cl2, r. t.

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

(MeO)2PO

TBSO

O

3

74%

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

(MeO)2PO

TBSO

O

3

Page 21: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

Synthesis of Compound 2 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

TBSOH

HCO2Me

TBSO

CHO

PMB

OOHC

OTBS

25

(-)-Ipc2- (E)-crotylborane then H2O2, NaOH O

OTBS

HO

26 71%

tBuOOH, [VO(acac)2],CH2Cl2 then Et3SiH, TFA

CH2Cl2, -40 °CO

O

TBSOH H

27 86%

1) 29, tBuLi, Et2O, -78 °C ; 2) Dess–Martin, CH2Cl2, r.t,; 3) O3, MeOH, pyridine then Me2S

7 steps, 33% overall

CHOOTBSO

H

HCO2Me

TBS

O

O

TBSOH

HCO2Me

TBSO

CHO

PMB

2862%

2

I

OPMB

29

Page 22: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

The Final Game 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

TBSOH

HCO2Me

TBSO

CHO

PMB

2

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H

H

H H

(MeO)2PO

TBSO

O

3

+

18 (1 equiv), K2CO3, 18-crown-6, PhMe, 60 °C

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H H

O

TBS

O

O

O

TBSOH

HCO2Me

TBSO

PMB

4983%

O

O

OTIPS

18

Page 23: Hong Ren The Wulff Group 04‐19‐09 - Chemistry

The Final Game 

Jackson, K. L.; Henderson, J. A.; Motoyoshi, H.; Phillips, A. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2346‐2350. 

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

H

H

H

H H

O

TBS

O

O

O

TBSOH

HCO2Me

TBSO

PMB

49

1) TBAF, AcOH, MeOAc/THF (2 :1), r. t.; 2) DDQ, CH2Cl2/MeOH (10 :1);

3) LiOH, THF/H2O (3 :1),

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O OO

O

O

O

O

HO

CO2H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

1

38%