enantioselective generation of benzylic stereocenters mediated by a remote sulfoxide

2
COMMUNICATIONS 2736 WILEY-VCH Verlag GmbH, D-69451 Weinheim, 2000 1433-7851/00/3915-2736 $ 17.50+.50/0 Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, No. 15 Enantioselective Generation of Benzylic Stereocenters Mediated by a Remote Sulfoxide** Jose  L. García Ruano,* M. Carmen Carren Ä o,* Miguel A. Toledo, Jose  M. Aguirre, M. Teresa Aranda, and Jean Fischer Enantioselective C C bond formations via benzyllithium derivatives generated by deprotonation with organolithium bases has attracted the interest of several groups in the past two decades. [1] High asymmetric inductions were achieved by using the lithiation ± substitution sequence when chiral aux- iliaries are located in a remote position of the aliphatic chain [2] or by starting from tricarbonyl chromium arene complexes. [3] ()-Sparteine [4] has been effectively used as chiral ligand to promote enantioselective synthesis of benzylic carbanions from alkylbenzenes bearing ortho substituents such as R 2 NCO [5] and tBuCONH. [6] Enantiopure bis(oxazolines) [7] have also been applied with variable success. In our continuing search for new applications of sulfoxides in asymmetric synthesis, [8] we found that association of the sulfinyl oxygen atom with lithium was essential to achieve highly diastereoselective 1,2-induction processes such as aldol-type reactions. [9] These results prompted us to inves- tigate whether enantiopure ortho-sulfinyl groups [10] can stabi- lize benzyllithium carbanions and promote diastereoselective reactions with electrophiles by a 1,4-induction process. This possibility was evaluated for (S)-2-ethylphenyl p- tolylsulfoxide (3) and (S)-2-(triisopropylsiloxymethyl)phenyl p-tolylsulfoxide (4 ; Scheme 1), which are easily accessible in Scheme 1. Synthesis of 3 and 4 and reaction of their benzyllithium derivatives with electrophiles. a) Mg/diethyl ether, RT, for 1; 1) nBuLi/ THF, 78 8C ; 2) MgBr 2 , RT, for 2. b) (S,S)- TolSO 2 Menthyl, THF, 78 8C. c) LDA, THF, 78 8C. d) Electrophile, THF, 78 8C. OTIPS OSiiPr 3 . high ee (98% by 1 H NMR) by Andersen synthesis [11] from ortho-bromo derivatives of ethylbenzene (1) and triisopro- pylsilyloxymethylbenzene (2). Organomagnesium reagents were used for the reaction with menthyl p-toluene sulfinate despite the better yields obtained with lithium analogues, since these afforded partially racemized 3 and 4. Regioselective deprotonation of 3 and 4 at the benzylic position with lithium diisopropylamide (LDA) at 78 8C [12] gave carbanions A. Quantitative formation of LDA was essential to avoid the partial racemization of the sulfoxide that occurred when traces of BuLi were present. Intermediates A reacted with electrophiles to give a as the major diastereomers (Scheme 1, Table 1). As shown in Table 1, reaction of carbanions derived from 3 and 4 with ethyl chloroformate afforded diastereomerically pure esters 5a [13] and 6a (entries 1 and 2). In a similar way, acetone yielded pure diastereomers 7a and 8a from 3 and 4, respectively (entries 3 and 4). [14] With asymmetrically substi- tuted electrophiles, such as 2-butanone, compound 3 evolved [*] Prof. J. L. García Ruano, Prof. M. C. Carren Äo, Dr. M. A. Toledo, M. T. Aranda Departamento de Química Orga Ânica (C-I) Universidad Auto  noma Cantoblanco, 28049-Madrid (Spain) Fax: ( 349) 1-397-3966 E-mail: [email protected] [email protected] Prof. J. M. Aguirre Universidad de Lujan, Lujan (Argentina) Prof. J. Fischer Lab. de Cristallochimie, Universite  Louis Pasteur 67070-Strasbourg (France) [**] This work was supported by the Direccio  n General de Investigacio Ân Científica y Te Âcnica (Grants PB98-0062 to M.C.C. and PB98-0078 to J.L.G.R.). Supporting information for this article is available on the WWW under http://www.wiley-vch.de/home/angewandte/ or from the author. Table 1. Reactions of carbanions derived from 3 and 4 with electrophiles (Scheme 1). Entry Carbanion Precursor Electrophile Products (diastereomer ratio) [a] Yield [%] 1 3 ClCO 2 Et 75 2 4 ClCO 2 Et 75 3 3 MeCOMe 81 4 4 MeCOMe 78 5 3 MeCOEt 81 6 3 PhCHO 65 [b] 7 4 PhCHO 57 [d] 8 3 75 [a] Ar (S)-2-p-tolylsulfinylphenyl. [b] Yield of pure 10a. [c] Characterized as 50:50 mixture of R 1 OTIPS; R 2 H and R 1 H; R 2 OTIPS. [d] Yield of pure 11a.

Upload: jose-l-garcia-ruano

Post on 06-Jun-2016

212 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

�������������

���� � ������� ��� �� ���� ������� ��������� ���� ����� !��"��"������ �� # � $��%$��"� ������ ���� ��� � � ����� ��� &'$ ��

����������� �������� �� ��������������� ������ �� � ��������������(')�* �$ ���+,� -.��'�/ 0$ ����� �����1'�/0��.� 2$ 3' �4'� (')�* 0$ 2�.����� 0$ 3���)� 2���4����4 (��� 5�)+���

����6�')� �+6�7� � �'�4 8'���6�'�) 7�� ���9: �6��.�4���7�6�7�) ������6�4 �: 4�;�'6'��6�'� <�6� '����' �6��.���)�) ��) �66��+6�4 6�� ��6���)6 '8 )�7��� ��'.;) �� 6�� ;�)66<' 4�+�4�)$=�> ��� �):���6��+ ��4.+6�'�) <��� �+���7�4 �:.)��� 6�� �6���6�'� ? ).�)6�6.6�'� )�@.��+� <��� +���� �.A�� �����) ��� '+�6�4 �� � ���'6� ;')�6�'� '8 6�� � �;��6�+ +����=�>

'� �: )6��6��� 8�'� 6��+���'�: +��'��.� ����� +'�; �A�)$=�>

B�C�D;��6����=�> ��) ���� �88�+6�7� : .)�4 �) +���� ����4 6';�'�'6� ����6�')� �+6�7� ):�6��)�) '8 ���9: �+ +������'�)8�'� � E: ���9���) ������� ����� ).�)6�6.��6) ).+� �)-�&F=�> ��4 �G.F&$=�> ����6�';.�� ��)B'A�9' ���)C= >

��7� � )' ���� �;; ��4 <�6� 7����� � ).++�))$�� '.� +'�6��.��� )���+� 8'� ��< �;; �+�6�'�) '8 ). 8'A�4�)

�� �):���6��+ ):�6��)�)�=!> <� 8'.�4 6��6 �))'+��6�'� '8 6��). 8��: 'A:��� �6'� <�6� �6��.� <�) �))��6�� 6' �+���7����� : 4��)6���')� �+6�7� ������4.+6�'� ;�'+�))�) ).+� �)� 4' �6:;� ���+6�'�)$=�> 3��)� ��). 6) ;�'�;6�4 .) 6' ��7�)�6���6� <��6��� ����6�';.�� ������). 8��: ��'.;)=��> +�� )6���� �9� ���9: �6��.� +������'�) ��4 ;�'�'6� 4��)6���')� �+6�7����+6�'�) <�6� � �+6�';�� �) �: � ������4.+6�'� ;�'+�))$

3��) ;'))��� �6: <�) �7� .�6�4 8'� B�C����6�: ;���: ��6' : ). 8'A�4� B�C ��4 B�C���B6���)';�';: )� 'A:��6�: C;���: ��6' : ). 8'A�4� B� H D+���� �C� <��+� ��� ��)� : �++�))�� � ��

D+���� �$ D:�6��)�) '8 � ��4 � ��4 ���+6�'� '8 6���� ���9: �6��.�4���7�6�7�) <�6� � �+6�';�� �)$ �C 0�"4��6�: �6���� -3� 8'� �H �C �G.��"35� � ! �H �C 0�G��� -3� 8'� �$ �C B���C� 3' DF�0��6�: � 35� � ! �$+C ��2� 35� � ! �$ 4C � �+6�';�� �� 35� � ! �$ F3�ID�FD��I��$

���� �� B�!J �: � &0-C �: 2�4��)�� ):�6��)�)=��> 8�'���������'�' 4���7�6�7�) '8 �6�: ���9��� B�C ��4 6���)';�'�;: )� : 'A:��6�: ���9��� B�C$ F����'�����)�.� ������6)<��� .)�4 8'� 6�� ���+6�'� <�6� ���6�: ��6' .��� ). 8���6�4�);�6� 6�� ��66�� :�� 4) '�6����4 <�6� �6��.� ��� '�.�)�)��+� 6��)� �88'�4�4 ;��6�� : ��+���9�4 � ��4 �$

-���')� �+6�7� 4�;�'6'��6�'� '8 � ��4 � �6 6�� ���9: �+;')�6�'� <�6� �6��.� 4��)';�';: ���4� B��2C �6 � ! �=��>

��7� +������'�) $ K.��6�6�6�7� 8'���6�'� '8 ��2 <�)�))��6�� 6' �7'�4 6�� ;��6�� ��+���9�6�'� '8 6�� ). 8'A�4� 6��6'++.���4 <��� 6��+�) '8 G.�� <��� ;��)��6$ ��6����4��6�) ���+6�4 <�6� � �+6�';�� �) 6' ��7� � �) 6�� ��L'� 4��)6���'���)BD+���� �� 3�� � �C$

2) )�'<� �� 3�� � �� ���+6�'� '8 +������'�) 4���7�4 8�'� ���4 � <�6� �6�: +� '�'8'���6� �88'�4�4 4��)6���'����+� :;.�� �)6��) !�=��> ��4 "� B��6���) � ��4 �C$ �� � )��� �� <�:��+�6'�� :�� 4�4 ;.�� 4��)6���'���) #� ��4 $� 8�'� � ��4 ����);�+6�7� : B��6���) � ��4 �C$=��> ��6� �):���6��+� : ).�)6��6.6�4 � �+6�';�� �)� ).+� �) ���.6��'��� +'�;'.�4 � �7' 7�4

=/> I�'8$ ($ �$ ���+,� -.��'� I�'8$ 0$ $ �����1'� ��$ 0$ 2$ 3' �4'�0$ 3$ 2���4���;��6����6' 4� K.,��+� F���*��+� B��CM��7��)�4�4 2.6'*�'����6'� ��+'� �!����0�4��4 BD;���C5�AN B����C���� ���������� N L')� .�)$���+��$�.��'O.��$�)

+�����$+������'O.��$�)

I�'8$ ($ 0$ 2�.����M��7��)�4�4 4� �.L��� �.L�� B2����6���C

I�'8$ ($ 5�)+������$ 4� ��)6� '+������ M��7��)�6�* �'.�) I�)6�.�� � ��D6��)�'.�� B5���+�C

=//> 3��) <'�E <�) ).;;'�6�4 �: 6�� ����++�'*� ������ 4� ��7�)6���+�'*����6,8�+� : 3�*+��+� B����6) IG�!����� 6' 0$$$ ��4 IG�!��� ! 6'($�$�$-$C$

D.;;'�6��� ��8'���6�'� 8'� 6��) ��6�+ � �) �7�� �� � '� 6�����.�4���66;N""<<<$<� �:�7+�$4�"�'��"����<��46�" '� 8�'� 6�� �.6�'�$

3�� � �$ -��+6�'�) '8 +������'�) 4���7�4 8�'� � ��4 � <�6� � �+6�';�� �)BD+���� �C$

��6�: ������'�I��+.�)'�

� �+6�';�� � I�'4.+6) B4��)6���'��� ��6�'C=�> ��� 4=J>

� � F��6 �

� � F��6 �

� � 0�F0� !�

� � 0�F0� !

� � 0�F�6 !�

� � I�F ��=�>

� I�F � =4>

! � �

=�> 2�� B�C�����6' : ). 8��: ;���: $ =�> ��� 4 '8 ;.�� ���$ =+> ����+6���9�4 �)��N�� ��A6.�� '8 -��F3�IDH -�� ��4 -��H -��F3�ID$ =4> ��� 4 '8 ;.�����$

�������������

������ ���� ��� � � ����� ��� &'$ �� � ������� ��� �� ���� ������� ��������� ���� ����� !��"��"������ � # � $��%$��"� � �

��6' � �N� ��A6.�� '8 +�����' ) %� ��4 %�� <��+� ��� �;����) �66�� �:4�'A:�������� +���'� �6'� B��6�: �C$ 3�� )6���'����+���9: �+ +��6�� )�'<�4 6�� � ��)' .6� +'�8��.��6�'�$ -��+�6�'�) '8 � ��4 � <�6� ���9� 4��:4� <��� �'�� )6���')� �+6�7�$D6��6��� 8�'� �� �� !�N�� ��A6.�� '8 �;�����+ +�����' ) �����4 ��� <�) 8'���4 B��6�: �CH ;.�� ��� <�) �)' �6�4 �:+��'��6'���;�:$ M�4�� )��� �� +'�4�6�'�)� � :�� 4�4 � !N����A6.�� '8 4�' 4���7�6�7�) ��� ��4 ��� B��6�: C$ 3�� �66��<�) +����+6���9�4 �) � ��N�� ����'�)'����+ ��A6.�� '8 �� ��4��3�ID 4���7�6�7�)� <��+� �7' 7�4 ��6' 6�� 4�' �86�� 6���6����6 <�6� �G.�&5$ 3�� ������������6 '8 )� : ��'.;) ��)��� �� ����4�' ) ��) � ���4: ���� ��;'�6�4$=��> 3' +'�6�' 6����)' .6� +'�8��.��6�'� '8 �'6� ��< )6���'����+ +��6��)� �4'.� � �):���6��+ ��4.+6�'� <�) ;��8'���4 �� 6�� ���+6�'���6<��� � ��4 =���BDC�>���B��6' : ). 8��: C+:+ '��A��'��B��C$=�> 3�� �A+ .)�7� 8'���6�'� '8 4��)6���'�)'��� ���B��6�: !C <�) +'�)�)6��6 <�6� 6�� E�'<� )6���'+����+� ����7�'� '8 �� �� �.+ �';�� �+ �44�6�'�)$

2++'�4��� 6' 6��)� ��). 6)� 6�� ��< ���9: �+ )6���'����++��6��) <��� � <�:) ������6�4 �� � ���� : 4��)6���')� �+6�7������� ��4 <�6� 6�� )��� �):���6��+ ��4.+6�'�� ��4�;��4���6 '8 6�� � �+6�';�� �$ ���� �44�6�'�� )6���'����+ +��6��)<��� +���6�4� 6�� )6���')� �+6�7�6: '8 6�� ;�'+�)) <�) � �+6�'�;�� ��4�;��4��6$ 2 ; �.)�� � ��+����)� 6��6 �++'.�6) 8'�'.� +.����6 '�)��7�6�'�) �) )�'<� �� D+���� �$ G��9: �6��.�

D+���� �$ 5�7'��4 6���)�6�'� )6�6� 8'� ���+6�'� '8 ��6����4��6�) <�6�� �+6�';�� �)$

4���7�6�7� � �.)6 �� 6�� �')6 )6�� � ��'�� � 4��)6���'����) ��4 +'�8'����) )��+� �6 �+E) � : �+ )6����$=��> 3�� ��6� ��))�)6�4 ;)�.4'�@.�6'��� �;;�'�+� '8 6�� � �+6�';�� � <'. 4:�� 4 6�� '�)��7�4 � +'�8��.��6�'� �6 6�� ���9: �+ +��6�� �8 6��+'�8��.��6�'� '8 6�� +������'� <��� ��6����4$ ���� 6��� �+6�';�� � �) ;�'+���� � 6�� )6��� �6��) '8 6�� 6���)�6�'� )6�6�)4�;��4 '� 6�� �� �6�7� )�9� '8 -� ��4 -�$ ���� 6��: ���)��� ��� �@.��' �� ��A6.��) '8 6<' �;����) ��� 8'���4B��6�: �C� <�� � ������ 4��)6���')� �+6�7��) ��� '�)��7�4 <���-� ��4 -� ��� 7��: 4�88����6 B��6���) � ��4 C$

��;'�6��6 8'� ;��;���6�7� �;; �+�6�'�) '8 6��) ��6�'4' '�:�) 6�� ���'7� '8 6�� �.A� ���:$ 3��) <�) @.��6�6�6�7� :�+���7�4 �� +'�;'.�4) !� ? $� ��4 ��� �: ���+6�'� <�6�-���: ��+E� � <��+� ��7� �� ? �$ BD+���� �C$ 5'���6�'� '8E�'<� ��=� > ��4 �"=�!> +'�8����4 6�� ��)' .6� +'�8��.��6�'� '8!� ��4 #�$ 3�� ����6�'����+ ;.��6: '8 4�). 8.��9�4 ;�'4.+6)��� �"� ��4 �$ <�) �4��6�+� 6' 6��6 '8 6�� )6��6��� ��6���� )$5'� F3�ID 4���7�6�7�) "� ��4 $� 6�� ����6�'����+ �A+�)) '86�� ��). 6��� +'�;'.�4) �! ��4 �# +'. 4 �� 4�6������4���6��� �: � &0- );�+6�')+';: �'� �: I�$

D+���� �$ I�'4.+6) '8 4�). 8.��9�6�'� '8 !�� #�� ��4 ���$ 5'� �� ��4 �"�6�� �� <�) 4�6������4 �: +'�;���)'� <�6� ��;'�6�4 =�>��� 7� .�)$=� � �!>

-�+��7�4N 5���.��: �� ����-�7�)�4N 2;�� �� ���� =P�����>

=�> -�7��<N QD6���')� �+6�7� D:�6��)�)RN $ 2� ���+�6� ����� � ��������� �������� ���� ��!"��#$ %�� � � &�'( ) � *�#� �(&�� �%%!�;;$ ��� ? ���$

=�> 5'� ��+��6 ��8����+�)� )�� �C 0$ 0���.)� I$ 0���.)� +����� �%%#� �,�����H �C 2$ �$ 0:��)� G$ $ ����� $ ���� �$ 0+S�)6�:� �$ ($S';�+E:� ($ �$ � ��)'�� -� �� ���� ���$ �%%#� &&�� ���� ? ����H+C �$ ($ I�;;� � 0$ �$ .�6�)� $ �.� I$ G��E� -� ���� ���$ �%%$� .��� ? �$

=�> 3$ �� ��� $ �$ D+��� 9� ($ G�6)� /������ ��� 0���� �%%$� ��� ��� ?����� ��4 ��8����+�) 6������$

=�> -�7��<)N �C �$ ';;�� 3$ ��)�������� ���� �%%#� &1�� �� � ? ����H������ ���� ��� � � ���#� �%%#� �.� ��!� ? ����H �C I$ G��E� 2$ G�).��$ ($ �� ������ �$ D$ I��E� D$ 3��:.����7��� ���� ���� ���� �%%"�(�� ��� ? ���$

=�> D$ 3��:.����7��� 2$ G�).� I$ G��E� -� �� ���� ���$ �%%#� &&��!��� ? !���� ��4 ��8����+�) 6������$

=�> �C 2$ G�).� I$ G��E� -� �� ���� ���$ �%%"� &&,� �� � ? �� �H �C 2$G�).� �$ ($ �� ������ I$ G��E� -� ���� ���� �%%"� .&� � �! ? � ��$

= > �C &$ S'����� �$�5$ ����� S$ 3'�''E�� 3$ &�E��� /������ ��� 0���$�%%%� %1� �!�� ? �!��H �C &$ S'����� �$�5$ ����� S$ 3'�''E�� 3$&�E��� /������ ��� 0���$ �%%%� %1� �!�� ? �!��$

=!> -�7��<)N �C 0$ $ �����1'� ���� ��2$ �%%!� �'� � � ? � ��H �C ($ �$���+,� -.��'� 0$ G$ �4� /��� ����� ���� �%%%� (1%� � ? ���$

=�> �C ($ �$ ���+,� -.��'� �$ 5����*�4�9� 0$ 4� I��4'� ($ 2$ ���')'� ($D��9 2;���+�'� 0$ 0��6,��9�-�;' � -� ���� ���$ �%%$� .�� �� ? ���H �C ($ �$ ���+,� -.��'� �$ G���')� 0$ $ 0��)6�'� -$ 2��:��0�6.����� ($ 5�)+���� -� ���� ���$ �%%"� .&� ���� ? �� �$

=��> ��������6��.� ��6��'��'��6�+ ). 8'A�4�) ���+6 4��)6���')� �+6�7� :<�6� � 4��:4�)N I$ I' �6� 2$ 3�.+E� &$ I �*� �$ K.�*�.����� -� �������$ �%%%� .%� ���� ? ����$

=��> S$ S$ 2�4��)��� �$ ��88�� 4� &$ �$ I�;���E' �.� ($ �$ 5' �:� -$ �$I��E��)� -� �� ���� ���$ �%"�� ,.� ��� ? ����$

=��> ��������6���6�'� <�) �'6 '�)��7�4 4�);�6� 6�� ������4���+6��� +����+�6�� '8 6�� ). 8'A�4� ��'.;H )�� �$ D���+E.)� ���� ��2$ �%%�� �1� ! � ?���$

=��> ����+6���9�6�'� '8 !� <�) +�����4 '.6 ����4��6� : �86�� +�:)6� �9��6�'� )��+� �6 ���4� : �;�����9�) �6 ��$

=��> 3�� )6�.+6.��) '8 $� ��4 ��� <��� �)6�� �)��4 �: T���: 4�88��+6�'�$�:)6� '���;��+ 4�6� B�A+ .4��� )6�.+6.�� 8�+6'�)C 8'� 6�� )6�.+6.��)��;'�6�4 �� 6��) ;�;�� ��7� ���� 4�;')�6�4 <�6� 6�� �����4���:)6� '���;��+ ��6� ��6�� �) ).;; ����6��: ;.� �+�6�'�) �')$�������� ��4 �������$ ';��) '8 6�� 4�6� +�� �� '�6����4 8��� '8+����� '� �;; �+�6�'� 6' �� �� M��'� -'�4� �����4��G���P� MS B8�AN B���C������������H ����� N 4�;')�6O++4+$+��$�+$.EC$

=��> D�� 0$ �� '�4�� 3$ $ ���� ��������� �%$!� !� $=��> 3�� +�� �6� )6�.+6.�� ;�';')�4 8'� � �) +'�)�)6��6 <�6� 6�� ��). 6

'�)��7�4 <��� ���+6�'� '8 � <�6� �+�6'�� B��6�: �C <�) +'�4.+6�4 ��6�� ;��)��+� '8 ��A���6�: ;�');�'��+ 6�����4� B� �@.�7C$ M�4��6��)� +'�4�6�'�)� �� ! N�� ��A6.�� '8 #� ��4 �6) �;���� �6 6�� ���9: �++���'� �6'� <�) �)' �6�4$

=� > $ S�)����� �$ 5.E.+��� 2$ ')'��� -� ���� ���$ �%%�� '�� !�� ? !��$

=�!> 5$ �$ ������� -� �� ���� ���$ �%!%� ,&� ��!! ? ����$