Tandem Anionic Sigmatropic Rearrangement/Radical Reactions and Their Application Toward the Total Synthesis of Natural Products

Abstract

The thesis describes the development of unprecedented tandem reactions merging anionic oxy-Cope rearrangement with single-electron transfer oxidation of thus generated metal enolates by ferrocenium hexafluorophosphate. The formed α-carbonyl radicals were utilized in oxygenation reactions by coupling them with persistent radical TEMPO, furnishing rearranged α-aminoxy carbonyl compounds. Suitable reaction conditions and factors influencing the rearrangement aptitudes were determined. The obtained polyfunctional products proved versatile in diversifications by polar reactions producing diverse scaffolds. Furthermore, rearranged α-aminoxy carbonyls with a double bond located in the δ-position of the carbonyl group are applicable in all-carbon 5-endo-trig radical cyclizations governed by the persistent radical effect. Despite the low kinetic rate, this rare cyclization mode furnished a number of substituted cyclopentanes. The reaction scope, including competitive cyclization modes, was studied. The developed methodology was utilized as a key reaction step to synthesize appropriately substituted cyclopentane core in a divergent approach to meroterpenoid fungal metabolites isolated from Ganoderma applanatum. The accomplished synthesis of applanatumols V and W and their epimers enabled the correction of...

SOUHRN Disertační práce popisuje vývoj bezprecedentních tandemových reakcí, spojujících anionický sigmatropní přesmyk s jednoelektronovou oxidací vzniklého enolátu pomocí ferrocenium hexafluorofosfátu. Generované radikály v α-pozici karbonylové skupiny byly oxygenovány jejich kaplingem s perzistentním radikálem TEMPO a poskytnuly přesmyknuté karbonylové sloučeniny s aminoxy skupinou v α-pozici. Byly nalezeny vhodné reakční podmínky a stanoveny faktory ovlivňujcící tendenci k přesmyku. Získané polyfunkční produkty se ukázaly jako všestranné při diverzifikaci polárními reakcemi poskytující ruzné struktury. Přesmyknuté α-aminoxy karbonylové sloučeniny s dvojnou vazbou v δ-pozici karbonylové skupiny jsou použitelné v celouhlíkaté 5-endo-trig cyklizaci řízené perzistentním radikálovým efektem. Byl studován rozsah reakce, včetně kompetitivních cyklizačních režimů. Vyvinutá metodologie byla využita při klíčovém reakčním kroku v syntéze vhodně substituovaného cyklopentanového jádra v divergentním přístupu k meroterpenoidním metabolitům izolovaným z houby Ganoderma applanatum. Provedená syntéza applanatumolů V a W a jejich epimerů umožnila korekci původně navržené stereochemie applanatumolu V. Dále bylo úspěšně dosaženo totální syntézy applanatumolu B. Spirocyklizační reakce na uhlíkatém skeletu umožnila syntézu...