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Síntesis total de Mukaiyama Taxol

Descripción general de la síntesis total de Mukaiyama Taxol desde la perspectiva de la materia prima

La síntesis total de taxol de Mukaiyama publicada por el grupo de Teruaki Mukaiyama de la Universidad de Ciencias de Tokio entre 1997 y 1999 fue la sexta síntesis total de taxol exitosa . La síntesis total de Taxol se considera un sello distintivo en la síntesis orgánica .

Esta versión es una síntesis lineal con formación de anillos en el orden C, B, A, D. A diferencia de otros métodos publicados, la síntesis de cola se realiza mediante un diseño original. Teruaki Mukaiyama es un experto en reacciones aldólicas y no sorprende que su versión Taxol contenga nada menos que 5 de estas reacciones. Otras reacciones clave encontradas en esta síntesis son un acoplamiento de pinacol y una reacción de Reformatskii . En términos de materias primas, la estructura C20 se compone de L-serina (C3), ácido isobutírico (C4), ácido glicólico (C2), bromuro de metilo (C1), yoduro de metilo (C1), 2,3-dibromopropeno (C3 ). ), ácido acético (C2) y bromuro de homoalilo (C4).

Anillo C de síntesis

El borde inferior del anillo de ciclooctano B que contiene los primeros 5 átomos de carbono se sintetizó en una semisíntesis a partir de L-serina natural ( esquema 1 ). Esta ruta comenzó con la conversión del grupo amino del éster metílico de serina ( 1 ) en el éster de diol 2 mediante diazotización ( nitrito de sodio / ácido sulfúrico ). Después de la protección del grupo alcohol primario a un (t-butildimetil) TBS silil éter ( TBSCl / imidazol ) y el del grupo alcohol secundario con un (Bn) éter bencílico ( imidato de bencilo , ácido tríflico ), se hizo reaccionar el aldehído 3 con el éster metílico del ácido isobutírico ( 4 ) en una adición aldólica al alcohol 5 con 65% de estereoselectividad . Este grupo se protegió como un éter PMB (p-metoxibencil) (nuevamente a través de un imidato ) en 6, lo que permitió la reducción orgánica del éster al aldehído en 7 con DIBAL .

Completar el anillo de ciclooctano requirió 3 átomos de carbono más que fueron suministrados por un fragmento C2 en una adición aldólica y un fragmento C1 de Grignard ( esquema 2 ). Se realizó una adición de aldólico de Mukaiyama ( bromuro de magnesio / tolueno ) entre el aldehído 7 y el cetenosilil acetal 8 con un 71% de estereoselectividad respecto al alcohol 9 , que estaba protegido como éter TBS 10 (TBSOTf, 2,6-lutidina ). El grupo éster se redujo con DIBAL a un alcohol y luego se volvió a oxidar al aldehído 11 mediante oxidación de Swern . La alquilación mediante bromuro de metilmagnesio a alcohol 12 y otra oxidación de Swern dieron cetona 13 . Este grupo se convirtió en silil enol éter 14 ( LHMDS , TMSCl ) permitiéndole reaccionar con NBS para formar bromuro de alquilo 15 . El grupo metilo C20 se introdujo como yoduro de metilo en una sustitución nucleofílica con una base fuerte ( LHMDS en HMPA ) al bromuro 16 . Luego, en preparación para el cierre del anillo, el éter TBS se desprotegió ( HCl / THF ) a un alcohol que se convirtió en el aldehído 17 en una oxidación de Swern . La reacción de cierre del anillo fue una reacción de Reformatskii con yoduro de samario (II) y ácido acético para formar acetato 18 . La estereoquímica de este paso en particular no tuvo consecuencias porque el grupo acetato se deshidrata al alqueno 19 con DBU en benceno .

Anillo de síntesis B

El fragmento C5 24 requerido para la síntesis del anillo C ( esquema 3 ) se preparó a partir de 2,3-dibromopropeno ( 20 ) [1] mediante reacción con acetato de etilo ( 21 ), n -butillitio y una sal de cobre, seguido de compuestos orgánicos. reducción del acetato 22 al alcohol 23 ( hidruro de litio y aluminio ) y su sililación de TES . La adición de Michael de 24 con el ciclooctano 19 a 25 con t-BuLi fue catalizada por cianuro de cobre . Después de la eliminación del grupo TES (HCl, THF), el alcohol 26 se oxidó a aldehído 27 ( TPAP , NMO ), lo que permitió que la reacción intramolecular de Aldol cambiara a 28 .

Síntesis Un anillo

La síntesis del anillo A ( esquema 4 ) comenzó con la reducción del grupo cetona C9 en 28 al diol 29 con alano en tolueno seguido de protección del diol en 30 como carbonato de dimetilo . Esto permitió la oxidación selectiva del alcohol C1 con DDQ después de la desprotección a cetona 31 . Este compuesto se alquiló a 32 en el grupo cetona C1 con el bromuro de homoalil magnesio de Grignard (fragmento C4 que completa la estructura de carbono) y se desprotegió en C11 ( TBAF ) a diol 33 . Por reacción con dicloruro de ciclohexilmetilsililo, ambos grupos alcohol participaron en un éter silílico cíclico ( 34 ) que se escindió nuevamente por reacción con metil litio exponiendo el alcohol C11 en 35 . El cierre del anillo A requirió dos grupos cetona para un acoplamiento de pinacol que se realizó mediante oxidación del alcohol C11 (TPAP, NMO) a cetona 36 y oxidación de Wacker del grupo alilo a dicetona 37 . Después de la formación del producto pinacol 38, los grupos bencilo ( sodio , amoníaco ) y los grupos trialquilsililo (TBAF) se eliminaron para formar pentaol 39 .

El pentaol 39 se protegió dos veces: dos grupos hidroxilo inferiores como un éster carbonato (bis(triclorometil)carbonato, piridina ) y el grupo hidroxilo C10 como acetato que formaba 40 . Se eliminó el grupo acetónido (HCl, THF), el grupo hidroxilo C7 se protegió como un éter sililo TES y el grupo OH C11 se oxidó (TPAP, NMO) a cetona 41 . A continuación se eliminó el grupo diol del anillo A en una reacción de eliminación combinada y desoxigenación de Barton con 1,1'-tiocarbonildiimidazol formando alqueno 42 . Finalmente, el grupo hidroxilo C15 se introdujo mediante oxidación en la posición alilo con PPC en dos pasos y acetato de sodio (para la enona ) y con selectrido K para obtener el alcohol 43 que se protegió como un éter TES en 44 .

Anillo D de síntesis

La síntesis del anillo D ( esquema 6 ) comenzó a partir de 44 con bromación alílica con bromuro de cobre (I) y peróxido de benzoilo terc-butilo para obtener bromuro 45 . Al agregar aún más bromuro, se formó otro bromuro 46 (ambos compuestos están en equilibrio químico ) con el átomo de bromo en posición axial . El tetróxido de osmio agregó dos grupos hidroxilo al doble enlace exocíclico en el diol 47 y el cierre del anillo de oxetano a 48 tuvo lugar con DBU en una sustitución nucleofílica . Luego, la acilación del grupo hidroxilo C4 ( anhídrido acético , DMAP , piridina ) dio como resultado acetato 49 . En los pasos finales, el fenillitio abrió el grupo éster para formar hidroxicarbonato 50 , ambos grupos TES se eliminaron ( HF , pyr ) al triol 51 (bacatina III) y el grupo hidroxilo C7 se retroprotegió a 52 .

Síntesis de cola

La síntesis de la cola de amida ( esquema 7 ) se basó en una reacción de Aldol asimétrica . El compuesto de partida es el ácido benciloxiacético 53 disponible comercialmente , que se convirtió en el tioéster 55 ( etanotiol ) a través del cloruro de ácido 54 ( cloruro de tionilo , piridina ). Esto formó el silil enol éter 55 ( n -butillitio , cloruro de trimetilsililo , diisopropilamina ) que reaccionó con un catalizador de amina quiral 58 , triflato de estaño y nBu 2 (OAc) 2 en una adición de aldol de Mukaiyama con benzaldehído al alcohol 59 con una antiselectividad del 99% y 96% ee . El siguiente paso para convertir el grupo alcohol en una amina en 60 fue una reacción de Mitsunobu ( azida de hidrógeno , azodicarboxilato de dietilo , trifenilfosfina con reducción de azida a amina mediante Ph 3 P). El grupo amina se benzoiló con cloruro de benzoilo ( 61 ) y la hidrólisis elimina el grupo tioéter en 62 .

Adición de cola

En las etapas sintéticas finales ( esquema 8 ), la cola de amida 62 se añadió al anillo ABCD 52 en una esterificación catalizada por tiocarbonato de o,o'-di(2-piridilo) (DPTC) y éster formador de DMAP 63 . El grupo protector Bn se eliminó mediante hidrogenación usando hidróxido de paladio sobre carbono ( 64 ) y finalmente el grupo TES se eliminó mediante HF y piridina para producir Taxol 65 .

Ver también

Referencias

Bibliografía
Citas
  1. ^ R. Lespieau y M. Bourgue (1941). "2,3-dibromopropeno". Síntesis orgánicas; Volúmenes recopilados , vol. 1, pág. 209.

enlaces externos