Enantiomerenreine Cyclopropylboronsäureester: Neue Synthesebausteine für die Natur- und Wirkstoffsynthese

• Applicant: Professor Dr. Jörg Pietruszka
• Subject Area: Organic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 1997 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5094138

• Final Report Year: 2009

Final Report Abstract

Cyclopropane haben in den letzten Jahrzehnten verstärkt Aufmerksamkeit erweckt. Ein Aspekt ist sicherlich die strukturelle Faszination, die von dieser Dreiringstruktur ausgeht, ein weiterer die Nützlichkeit als reaktive Intermediate in der Synthesechemie. Daneben liefert die definierte dreidimensionale Anordnung ein perfektes, vielfach chirales Templat für verschiedene Wirkstoffe; von den vielen bekannten physiologisch aktiven Cyclopropanen stammt ein nicht unerheblicher Anteil aus der Natur. Die Bereitstellung von reinen Isomeren dieser Substanzklasse ist noch immer eine Herausforderung für den Synthesechemiker. Im Verlauf des Projektes wurden neue, generelle enantio- und diastereomerenreine Synthesebausteine etabliert, nämlich hoch stabile Cyclopropylboronsäureester. Es wurde gezeigt, dass sich mit einfachen zentralen Bausteinen vielfältige Derivate generieren lassen. Vor Beginn des Projektes war das gesamte Potential nicht zu überblicken, da die Bor-Einheit als notorisch empfindlich eingeschätzt wurde. Die Vielzahl der verwirklichten Reaktionen in Gegenwart der Boronsäureester wurde nur möglich, weil wir eine effiziente Schutzgruppe für Boronsäuren fanden. Wertvoll wurde der Ansatz jedoch erst durch Nutzung des Synthesepotentials der Bor- Gruppierung: Von den verschiedenen Möglichkeiten der Aktivierung ist sicherlich die Bildung der Cyclopropyltrifluorborate die herausragende Variante. Es konnten aus der C-B-Bindung nicht nur Sauerstoff-Verbindungen (Cyclopropanole) generiert werden, sondern darüber hinaus auch C-C- (Matteson-Homologisierungen/Suzuki- Kupplungen) und C-N-Bindungen (Cyclopropylamine) geknüpft werden. Durch die Synthese von Natur- und Wirkstoffen, bzw. von Schlüsselintermediaten auf dem Wege dorthin, konnte die Methode erfolgreich validiert werden.

Publications

• Liebigs Annalen der Chemie/Recueil 1997, 2297- 2302; "Synthesis of Enantiomerically Pure Cyclopropyl Boronic Esters"
  J. E. A. Luithle, J. Pietruszka
  
• Synlett 1997, 977-979; "Diastereoselective Synthesis of Cyclopropyl Boronic Esters"
  J. Pietruszka, M. Widenmeyer
  
• Chemical Communications 1998, 2651- 2652; "Enantiomerically pure 1,3,2-dioxaborolanes: New reagents for the hydroboration of alkynes"
  J. E. A. Luithle, J. Pietruszka, A. Witt
  
• J. Org. Chem. 1999, 64, 8287-8297; "Synthesis of Enantiomerically Pure Cyclopropanes from Cyclopropylboronic Acids"
  J. E. A. Luithle, J. Pietruszka
  
• Eur. J. Org. Chem. 2000, 2557-2562; "Synthesis of Enantiomerically Pure cis-Cyclopropylboronic Esters"
  J. E. A. Luithle, J. Pietruszka
  
• J. Chem. Soc., Perkin Trans 1 2000, 4293-4300; "Enantiomerically pure cyclopropylboronic esters: auxiliary- versus substrate-control"
  J. Pietruszka, A. Witt
  
• J. Org. Chem. 2000, 65, 9194-9200; "(2R,3R)-1,4-Dimethoxy-1,1,4,4-tetraphenyl-2,3-butanediol: Chiral Auxiliary and Efficient Protecting Group for Boronic Acids"
  J. E. A. Luithle, J. Pietruszka
  
• Habilitationsschrift (GCA-Verlag ISBN 3-89863-050-1); "Enantiomerenreine Cyclopropane: Neue Bausteine für die Natur- und Wirkstoffsynthese"
  J. Pietruszka
  
• Chem. Rev. 2003, 103, 1051-1070; "Synthesis and Properties of Oligocyclopropyl-Containing Natural Products and Model Compounds"
  J. Pietruszka
  
• Eur. J. Org. Chem. 2003, 3219-3229; "Synthesis of ''Garner'' Aldehyde-Derived Cyclopropylboronic Esters"
  J. Pietruszka, A. Witt, W. Frey
  
• J. Organomet. Chem. 2003, 680, 281-285; "Synthesis of enantiomerically pure vinylcyclopropylboronic esters via cross-metathesis"
  P. Garcia Garcia, E. Hohn, J. Pietruszka
  
• Synlett 2003, 91-94; "1,1,2,2-Tetraphenyl-1,2-ethanediol: A New Protecting Group for the Synthesis of Cyclopropylboronic Esters"
  J. Pietruszka, A. Witt
  
• Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 863-866; "General, Enantiomerically Pure Cyclopropane Building Blocks: Synthesis and Transformations of 2-Iodocyclopropylboronic Esters"
  E. Hohn, J. Pietruszka
  
• Synlett 2006, 1531-1534; "Synthesis of Enantiomerically Pure Cyclopropyl Trifluoroborates"
  E. Hohn, J. Pietruszka, G. Solduga
  
• Synthesis 2006, 4266-4268; "Synthesis of the Bestmann–Ohira Reagent"
  J. Pietruszka, A. Witt
  
• Synlett 2008, 1349-1352; "Enantiomerically Pure Cyclopropylamines via C-B to C-N Conversion"
  J. Pietruszka, G. Solduga
  
• Synlett 2008, 971-974; "Synthesis of Dictyopterene A"
  E. Hohn, J. Palecek, J. Pietruszka
  
• Synthesis 2008, 2488-2490; "Synthesis of (2R,3R)-1,4-Dimethoxy-1,1,4,4-tetraphenylbutane-2,3-diol"
  M. Bischop, V. Cmrecki, V. Ophoven, J. Pietruszka
  
• Eur. J. Org. Chem. 2009, "Enantiomerically Pure Cyclopropylamines from Cyclopropylboronic Esters"
  J. Pietruszka, G. Solduga
  
• Eur. J. Org. Chem. 2009, 3765-3782; "Enantiomerically Pure Vinylcyclopropylboronic Esters"
  E. Hohn, J. Palecek, J. Pietruszka, W. Frey