Expanding synthetic utilities of asymmetric dihydroxylation reaction : coversion of syn-diols to syn-amino alchohols

Abstract

본 연구에서는 Sharpless s Asymmetric Dihydroxylation(AD)을 통해 매우 enantioselective 하게 합성 되어질 수 있는 vicinaL-syn-diol에서 syn-amino alcohol 을 얻을 수 있는 Cyclic Iminocarbonate Rearrangement process 의 개발과, 이 methodology 를 이용한 간단한 natural product의 합성을 수행하고자 하였다. Disubstituted (Z)- olefin 은 AD process의 poor substrate로 알려져 있기 때문에, disubstituted olefine의 경우는 AD process 로 오 직 syn(threo)-diol만을 얻을 수 있다. 따라서 antf-diol로부터 쉽게 얻을 수 있는 syn-amino alcohol을 AD process를 이용하여 효과적으로 enantioselective 하게 합성하는 일은 매우 어려운 일이라 할 수 있다. 서론에서는 AD process의 특징과 이의 synthetic application을 살펴보았다. AD process로 high enantioselective하게 얻을 수 있는 syn-diol은 주로 epoxide, halohydrin 그리고 activated cyclic ester로 전환되며, 이들을 반응 중 간체로 여러 compounds의 합성이 이루어져왔다. 따라서 syn-diol의 다른 group으로의 효과적인 변환이 diol 합성에의 응용 이상으로 중요한 문제임을 알 수 있다. 결과 및 고찰에서는 이러한 연구배경을 토대로하여 개발된 cyclic iminocarbonate rearrangement process에 대한 연구 내용을 기술하였다. 이 방법은 tin acetal의 형성, cyclic iminocarbonate의 형성, rearrangement의 3단계를 거쳐 진행이 되며, double inversion 으로 인한 diol의 두 configuration의 retention을 key로 하고 있다. Cyclic iminocarbonate rearrangement process를 다양한 종류의 syn-diol에 적용해 보았으며, 반응 중간체인 cyclic iminocarbonate을 다양하게 얻는 방법과 cinnamate type에 diol에 대한 이process의 regioselectivity에 대한 연구도 수행 되었다. 또 비록 cyclic iminocarbonate rearrangement process를 적용할 출발물질은 아니지만, 이 process의 mechanism에 대한이해의 목적에서 terminal 1,2-diol과 antf-diol을 출발물질로 하여 rearrangement를 수행 하였다. 끝으로 anti cancer 물질로 잘 알려진 Paclitaxel의 side chain의 합성을 통해 cyclic iminocarbonate rearrangement process의 실제 synthetic application을 보여주고자 하였다.; Sharpless s asymmetric dihydroxylation(AD) is among the most efficient asymmetric transformations available to synthetic chemists. Our interest in this area has been mainly centered on the inability of the AD process to produce anti(erythro)-diols in high enantioselectivity. This inherent weakness of the AD process, which results from the fact that disubstituted (Z)-olefins are poor substrates for AD, has limited the synthetic utilities to only half of the all the possible stereoisomers as far as disubstituted vicinal diols and derivatives thereof are concerned. As a solution, we carried out the rearrangement of cyclic iminocarbonate. Combining with the AD process, this methodology introduces a syn-amino alcohol functionality from syn-diol in three-step sequence; the formation of tin acetal and cyclic iminocarbonate intermediate, and rearrangement. The rearrangement of vicinal syn-diol cycliciminocarboante proceeds with net retention of stereochemistry, which provides an access to syn(threo)-amino alcoho ls from AD products, syn-diols. Amino alcohol functional groups are often found in many bioactive compounds, and their stereoselective sythesis is of interest. We performed the rearrangement process with diverse disubstituted syn-diols, and investigated the method which provides many types of cyclic iminocarbonate intermediate. With cinnamate type diols, the control of the regioselectivity of the rearrangement was achieved by devising appropriate reaction conditions. In order to understand the rearrangement mechanism, 1,2-terminal-diol and anti(erythro)-diol were tried as substrate. As a synthetic pplication, the Paclitaxel side chain, N-Benzoyl-(2R, 3S)phenylisoserine methyl ester, was synthesized with the cyclic iminocarbonate rearrangement process.