Desymmetrization of meso-Bicyclic Hydrazines: An Efficient Strategy towards the Synthesis of Functionalized Cyclopentenes

Abstract

Desymmetrization of meso-bicyclic hydrazines offers a facile entry into the class of functionalized cyclopentenes. Various methodologies used along this direction are described in this account. Our attempts in this area proved that the palladium-catalyzed desymmetrization of these substrates with various organometallic reagents results in the formation of 3,4-disubstituted cyclopentenes.

1 Introduction and Background

1.1 Hydroarylation

1.2 Hydroboration

1.3 Acid-Catalyzed Transformations

2 Our Efforts

2.1 Reactions with Organostannanes

2.2 Reactions with Organosilanes

2.3 Reactions with Organoboronic Acids

2.4 Reactions with Organoindium Reagents

2.5 Reactivity of Pentafulvene-Derived Bicyclic Hydrazines

2.6 Reactions with Organoaluminum and Organozinc Reagents

2.7 Reactions with ortho-Functionalized Aryl Iodides

2.8 Mechanistic Pathway

3 Conclusion

Key words

meso-bicyclic hydrazines - cyclopentenes - palladium - homogenous catalysis

References

• 1a Crimmins MT. Tetrahedron  1998,  54:  9229 
• 1b Berecibar A. Grandjean C. Siriwardena A. Chem. Rev.  1999,  99:  779 
• 1c Ogawa S. Morikawa T. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2000,  10:  1047 
• 2a Corey EJ. Narasaka K. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  1976,  98:  6417 
• 2b Moremen KW. Trimble RB. Herscoviks A. Glycobiology  1994,  4:  133 
• 2c Daniel PF. Winchester B. Warren CD. Glycobiology  1994,  4:  551 
• 3a Argoudelis D. Jahnke HK. Fox JA. Antimicrob. Agents Chemother.  1961,  3:  191 
• 3b Rohmer M. Sutter B. Sahm H. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1989,  1471 
• 3c Ando K. Suzuki S. Saeki T. Tamura G. Arima K.
  J. Antibiot.  1969,  22:  189 
• 3d Kersten H. Biofactors  1988,  1:  27 
• 4a Brunner H. Kramler K. Synthesis  1991,  1121 
• 4b Namyslo JC. Kaufmann DE. Eur. J. Org. Chem.  1998,  1997 
• 4c Brunel JM. Hirlemann MH. Heumann A. Buono G. Chem. Commun. (Cambridge)  2000,  1869 
• 5 Lautens M. Fagnou K. Heibert S. Acc. Chem. Res.  2003,  36:  48 ; and references cited therein
• 6 Bournaud C. Chung F. Luna AP. Pasco M. Errasti G. Lecourt T. Micouin L. Synthesis  2009,  869 
• 7a Horwell DC. Deyrup JA. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1972,  485 
• 7b Meyers AI. Stout DM. Takaya T. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1972,  1260 
• 7c Stout DM. Takaya T. Meyers AI. J. Org. Chem.  1975,  40:  563 
• 7d Allred EL. Hinshaw JC. Johnson AL. J. Am. Chem. Soc.  1969,  91:  3382 
• 8a Namyslo JC. Kaufmann DE. Chem. Ber./Recl.  1997,  130:  1327 
• 8b Otten A. Namyslo JC. Stoermer M. Kaufmann DE. Eur. J. Chem.  1998,  1997 
• 8c Namyslo JC. Kaufmann DE. Synlett  1999,  114 
• 8d Namyslo JC. Kaufmann DE. Synlett  1999,  804 
• 8e Wallberg A. Magnusson G. Tetrahedron  2000,  56:  8533 ; and references 2-6 cited therein
• 9 Storsberg J. Nandakumar MV. Sankaranarayanan S. Kaufmann DE. Adv. Synth. Catal.  2001,  343:  177 
• 10a Catellani M. Chiusoli GP. Tetrahedron Lett.  1982,  23:  4517 
• 10b Catellani M. Marmiroli B. Fagnola MC. Acquotti D. J. Organomet. Chem.  1996,  507:  157 
• 10c Catellani M. Motti E. Paterlini L. J. Organomet. Chem.  2000,  593-594:  240 
• 11 Yao M.-L. Adiwidjaja G. Kaufmann DE. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  3375 
• 12a Mellor JM. Smith NM. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1984,  2927 
• For a similar approach with biocatalytic desymmetrization at a later stage, see:
• 12b Grabowski S. Armbruster J. Prinzbach H. Tetrahedron Lett.  1997,  38:  5485 
• 13 Luna AP. Ceschi M.-A. Bonin M. Micouin L. Husson H.-P. Gougeon S. Estenne-Bouhtou G. Marabout B. Servin M. George P. J. Org. Chem.  2002,  67:  3522 
• 14 Luna AP. Bonin M. Micouin L. Husson H.-P. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  12098 
• 15 Alexakis A. Polet D. Bournaud C. Bonin M. Micouin L. Tetrahedron: Asymmetry  2005,  16:  3672 
• 16 Luna AP. Cesario M. Bonin M. Micouin L. Org. Lett.  2003,  5:  4771 
• 17 Martins A. Lemouzy S. Lautens M. Org. Lett.  2009,  11:  181 
• 18 Crotti S. Bertolini F. Macchia F. Pineschi M. Adv. Synth. Catal.  2009,  351:  869 
• 19 Bournaud C. Bonin M. Micouin L. Org. Lett.  2006,  8:  3041 
• 20 Bournaud C. Robic D. Bonin M. Micouin L. J. Org. Chem.  2005,  70:  3316 
• 21a Kosugi M. Kumura T. Oda H. Migita T. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1993,  66:  3522 
• 21b Oda H. Ito K. Kosugi M. Migita T. Chem. Lett.  1994,  1443 
• 22 Radhakrishnan KV. Sajisha VS. Anas S. Krishnan KS. Synlett  2005,  2273 
• 23 Sajisha VS. Mohanlal S. Anas S. Radhakrishnan KV. Tetrahedron  2006,  62:  3997 
• 24 Sajisha VS. Radhakrishnan KV. Adv. Synth. Catal.  2006,  348:  924 
• 25 Anas S. Sajisha VS. John J. Joseph N. George SC. Radhakrishnan KV. Tetrahedron  2008,  64:  9689 
• 26a Hallberg A. Westerlund C. Chem. Lett.  1982,  1993 
• 26b Hatanaka Y. Hiyama T. Synlett  1991,  845 
• 26c Miyaura N. Yamada K. Suginome H. Suzuki A. J. Am. Chem. Soc.  1985,  107:  972 
• 27 Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis   Vols. 1 and 2:  Negishi E.-i. John Wiley & Sons; NewYork: 2002. 
• 28a Du X. Suguro M. Hirabayashi K. Mori A. Nishikata T. Hagiwara N. Kawata K. Okeda T. Wang HF. Fugami K. Kosugi M. Org. Lett.  2001,  3:  3313 
• 28b Andrus MB. Song C. Zhang J. Org. Lett.  2002,  4:  2079 
• 28c Lautens M. Roy A. Fukuoka K. Fagnou K. Martin-Matute B. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  5358 
• 28d

  See also ref. 5

• 29 John J. Sajisha VS. Mohanlal S. Radhakrishnan KV. Chem. Commun.  2006,  3510 
• 30 Bertolini F. Macchia F. Pineschi M. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  9173 
• 31a Menard F. Weise CF. Lautens M. Org. Lett.  2007,  9:  5365 
• 31b Menard F. Lautens M. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  2085 
• 31c Panteleev J. Menard F. Lautens M. Adv. Synth. Catal.  2008,  350:  2893 
• 32 Crotti S. Bertolini F. Macchia F. Pineschi M. Chem. Commun.  2008,  3127 
• 33a Araki S. Horie T. Kato M. Hirashita T. Yamamura H. Kawai M. Tetrahedron Lett.  1999,  40:  2331 
• 33b Lee PH. Seomon D. Lee K. Heo Y. J. Org. Chem.  2003,  68:  2510 
• 33c Lee PH. Shim E. Lee K. Seomon D. Kim S. Bull. Korean Chem. Soc.  2005,  26:  157 
• 34 John J. Anas S. Sajisha VS. Viji S. Radhakrishnan KV. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  7225 
• 35 Naruto S. Terada A. Chem. Pharm. Bull.  1983,  31:  4286 
• 36a Marullo NP. Alford JA. J. Org. Chem.  1968,  33:  2368 
• 36b Carroll GL. Allan AK. Schwaebe MK. Little RD. Org. Lett.  2000,  2:  2531 
• 37 Anas S. Sajisha VS. Mohanlal S. Radhakrishnan KV. Synlett  2006,  2399 
• 38 Anas S. John J. Sajisha VS. John J. Rajan R. Suresh E. Radhakrishnan KV. Org. Biomol. Chem.  2007,  5:  4010 
• 39a Feringa BL. Acc. Chem. Res.  2000,  33:  346 
• 39b Alexakis A. Benhaim C. Eur. J. Org. Chem.  2002,  3221 
• 40 Pineschi M. Moro FD. Crotti P. Macchia F. Org. Lett.  2005,  7:  3605 
• 41 Bournaud C. Falciola C. Lecourt T. Rosset S. Alexakis A. Micouin L. Org. Lett.  2006,  8:  3581 
• 43 John J. Indu U. Suresh E. Radhakrishnan KV. J. Am. Chem. Soc.  2009,  131:  5042 

42

Radhakrishnan, K. V.; Sajisha, V. S. unpublished results.