Chiral α-substituted allylboronates in a one-pot three-component asymmetric allylic alkylation/carbonyl allylation reaction sequence — Applications to the syntheses of (+)-(3R,5R)-3-hydroxy-5-decanolide and (-)-massoialactone

摘要

The use of different organomagnesium reagents in the copper-catalyzed allylic alkylation of 3-chloropropenyl boronates with chiral phosphoramidite ligands produces the desired α-substituted allylic boronate reagents in high regioselectivity and with modest to high enantioselectivities (up to 96% ee). The size of the incoming alkyl substituent from the organomagnesium reagent was found to impact the yield and selectivity of the allylic alkylation. A one-pot procedure for the preparation of these chiral allylic boronates followed by a Lewis acid (BF₃) catalyzed addition to aldehydes delivers the desired allylboration products, homoallylic secondary alcohols, in good yields and very high diastereoselectivity. This three-component reaction methodology was applied to the syntheses of two lactone-containing natural products, (-)-massoialactone and (+)-(3R,5R)-3-hydroxy-5-decanolide. The key step of these syntheses involved the one-pot enantioselective copper-catalyzed allylic alkylation/allylboration reaction with a benzylic aldehyde, and afforded the desired product in 87% yield, 92% ee, and high E/Z selectivity in a ratio of 22:1. Remarkably, the allylic alkylation step of this sequential reaction was performed with a low catalyst loading of 2mol% on a scale of>15mmol that can provide multiple grams of the three-component product.L'utilisation de divers réactifs organomagnésiens dans une réaction d'alkylation allylique des boronates 3-chloropropénylés catalysée par le cuivre et un ligand chiral de type phosphoramidite produit les réactifs boronates allyliques α-substitués avec une haute régiosélectivité et une enantiosélectivité variant de modeste à élevée (jusqu'à 96 % ee). Il fut observé que la grosseur du substituant alkyle sur le réactif organomagnésien joue un rôle déterminant sur le rendement chimique et la sélectivité de l'alkylation allylique. Une procédure réactionnelle de type «one-pot» pour la préparation des boronates allyliques chiraux est suivie d'une addition sur les aldéhydes catalysée par un acide de Lewis (BF₃) qui mena aux produits désirés d'allylboration, les alcools secondaires homoallyliques, avec un bon rendement chimique et une diastereoselectivité très élevée. Cette réaction à trois-composants fut par la suite appliquée à une synthèse de deux produits naturels, la (-)-massoialactone and la (+)-(3R,5R)-3-hydroxy-5-decanolide. L'étape-clé de ces synthèses impliqua la réaction «one-pot» catalytique énantioselective d'alkylation allylique/allylboration avec un aldehyde benzylique, produisant le produit désiré dans un rendement chimique de 87 %, avec un ee de 92 % et une sélectivité E/Z élevée dans un ratio de 22 :1. Il est remarquable de constater que l'étape d'alkylation allylique de cette réaction séquentielle fut réalisée avec une faible charge catalytique de 2mol% sur une échelle supérieure a 15mmol qui permet d'isoler plusieurs grammes du produit de réaction à trois-composants.