Asymmetric Tandem Lithium Amide Conjugate Addition/Radical Reactions and Their Application in the Total Synthesis of Natural Products

Abstract

This thesis deals with single-electron transfer (SET) radical processes mediated by ferrocenium hexafluorophosphate and TEMPO and their application in the total synthesis of natural products. Asymmetric aminooxygenation methodology for the synthesis of anti-β-amino-α-hydroxy acid derivatives has been developed by utilizing a highly diastereoselective aza-Michael addition of chiral lithium amides to various α,β-unsaturated esters or amides/SET oxidation/radical α-oxygenation. The potential of this methodology was demonstrated in short total syntheses of the anti-β-amino-α-hydroxy acid fragments of the macrocyclic (depsi)peptides perthamide C and largamide H, and (-)-cytoxazone, which is a selective modulator of TH2 cytokine secretion. The SET-catalyzed asymmetric tandem lithium amide conjugate addition/5-exo radical cyclization/oxygenation reactions were applied in the synthesis of highly substituted pyrrolidines, azabicyclo[n.3.0]alkanes and spiropyrrolidines. An enantioselective total synthesis of the pyrrolidine alkaloid (-)-α-kainic acid was accomplished by employing the SET-catalyzed 5-exo radical cyclization/oxygenation.

Tato práce se zabývá radikálovými procesy s jednoelektronovým přenosem (SET), které jsou zprostředkovány ferrocenium hexafluorofosfátem a TEMPO radikálem, a jejich aplikací v totální syntéze přírodních látek. Byla vyvinuta asymetrická aminooxygenační metodika pro syntézu derivátů anti-β-amino-α-hydroxy kyselin s využitím vysoce diastereoselektivní aza-Michaelovy adice chirálních lithných amidů na různé α,β-nenasycené estery nebo amidy/SET oxidace/radikálové α-oxygenace. Potenciál této metodiky byl prokázán v krátkých totálních syntézách anti-β-amino-α-hydroxykyselinových fragmentů makrocyklických (depsi)peptidů perthamidu C a largamidu H, a (-)-cytoxazonu, který je selektivním modulátorem sekrece cytokinů TH2. SET-katalyzovaná asymetrická tandemová konjugovaná adice lithného amidu/5-exo radikálová cyklizace/oxygenační reakce byly použity při syntéze vysoce substituovaných pyrrolidinů, azabicyklo[n.3.0]alkanů a spiropyrrolidinů. Byla provedena enantioselektivní totální syntéza pyrrolidinového alkaloidu, (-)-α-kainové kyseliny, za použití SET-katalyzované 5-exo radikálové cyklizace/oxygenace.