Total Synthesis of the Leucetta-Derived Alkaloid Calcaridine A

Abstract

A biomimetically guided total synthesis of the Leucetta-derived aminoimidazole alkaloid, calcaridine A, is described. The synthesis relies on position selective metalations of a 4,5-diiodo­imidazole derivative to provide a tetrasubstituted imidazole. Subjection of this polysubstituted imidazole derivative to oxidative rearrangement with a Davis oxaziridine provides the corresponding imidazolone core of calcaridine A.

Key words

2-aminoimidazole - oxidative rearrangement - metal-halogen exchange - oxaziridine - imidazolone

References

• For a general review, see:
• 1a Hoffmann H. Lindel T. Synthesis  2003,  1753 
• For more recent reviews, see:
• 1b Weinreb SM. Nat. Prod. Rep.  2007,  24:  931 
• 1c Koeck M. Grube A. Seiple IB. Baran PS. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  6586 
• 1d Arndt H.-D. Riedrich M. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  4785 
• 1e Heasley B. Eur. J. Org. Chem.  2009,  1477 
• 2 He Y. Du H. Sivappa R. Lovely CJ. Synlett  2006,  965 
• 3 Sullivan JD. Giles RL. Looper RE. Curr. Bioact. Compd.  2009,  5:  39 
• 4a Ciminiello P. Fattorusso E. Magno S. Mangoni A. Tetrahedron  1989,  45:  3873 
• 4b Ciminiello P. Fattorusso E. Mangoni A. Di Blasio B. Pavone V. Tetrahedron  1990,  46:  4387 
• 5 Alvi KA. Peters BM. Hunter LM. Crews P. Tetrahedron  1993,  49:  329 
• 6 Carmerly S. Kashman Y. Tetrahedron Lett.  1987,  28:  3003 
• 7 Akee R. Carroll TR. Yoshida WY. Scheuer PJ. Stout TJ. Clardy J. J. Org. Chem.  1990,  55:  1944 
• 8a Kawasaki I. Taguchi N. Yoneda Y. Yamashita M. Ohta S. Heterocycles  1996,  43:  1375 
• 8b Kawasaki I. Taguchi N. Yamashita M. Ohta S. Chem. Pharm. Bull.  1997,  45:  1393 
• 8c Ohta S. Tsuno N. Maeda K. Nakamura S. Taguchi N. Yamashita M. Kawasaki I. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  4623 
• 8d Ohta S. Tsuno N. Nakamura S. Taguchi N. Yamashita M. Kawasaki I. Fujieda M. Heterocycles  2000,  53:  1939 
• 8e Nakamura S. Tsuno N. Yamashita M. Kawasaki I. Ohta S. Ohishi Y. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2001,  429 
• 8f Nakamura S. Kawasaki I. Kunimura M. Matsui M. Noma Y. Yamashita M. Ohta S. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2002,  1061 
• 8g Kawasaki I. Sakaguchi N. Fukushima N. Fujioka N. Nikaido F. Yamashita M. Ohta S. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  4377 
• 8h Kawasaki I. Sakaguchi N. Khadeer A. Yamashita M. Ohta S. Tetrahedron  2006,  62:  10182 
• 9 Giles RL. Sullivan JD. Steiner AM. Looper RE. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  3116 
• 10a Aberle NS. Lessene G. Watson KG. Org. Lett.  2006,  8:  419 
• 10b Aberle NS. Catimel J. Nice EC. Watson KG. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2007,  17:  3741 
• 11 Molina P. Fresneda PM. Sanz MA. J. Org. Chem.  1999,  64:  2540 
• 12 Koswatta PB. Lovely CJ. Tetrahedron Lett.  2009,  50:  4998 
• 13 Ermolat’ev DS. Alifanov VL. Rybakov VB. Babaev EV. van der Eycken EV. Synthesis  2008,  2083 
• 14 Copp BR. Fairchild CR. Cornell L. Casazza AM. Robinson S. Ireland CM. J. Med. Chem.  1998,  41:  3909 
• 15 Edrada RA. Stessman CC. Crews P. J. Nat. Prod.  2003,  66:  939 
• 16 Koswatta PB. Sivappa R. Dias HVR. Lovely CJ. Org. Lett.  2008,  10:  5055 
• 17 Ralifo P. Crews P. J. Org. Chem.  2004,  69:  9025 
• 18a Li C. Danishefsky SJ. Tetrahedron Lett.  2005,  47:  385 
• 18b Chang JJ. Chan B. Ciufolini MA. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  3599 
• 18c Aberle N. Ovenden SPB. Lessene G. Watson KG. Smith BJ. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  2199 
• 19 White KN. Amagata T. Oliver AG. Tenney K. Wenzel PJ. Crews P. J. Org. Chem.  2008,  73:  8719 
• 20 Al-Mourabit A. Potier P. Eur. J. Org. Chem.  2001,  237 
• 21a Lovely CJ. Du H. He Y. Dias HVR. Org. Lett.  2004,  6:  735 
• 21b Sivappa R. Koswatta P. Lovely CJ. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  5771 
• 21c Sivappa R. Hernandez NM. He Y. Lovely CJ. Org. Lett.  2007,  9:  3861 
• 22 Bhandari MK. Sivappa R. Lovely CJ. Org. Lett.  2009,  11:  1535 
• 23 Carver DS. Lindell SD. Saville-Stones EA. Tetrahedron  1997,  53:  14481 
• 24a Dehmel F. Abarbri M. Knochel P. Synlett  2000,  345 
• 24b Abarbri M. Thibonnet J. Bérillon L. Dehmel F. Rottländer M. Knochel P. J. Org. Chem.  2000,  65:  4618 
• 24c Knochel P. Dohle W. Gommermann N. Kneisel F. Kopp F. Korn T. Sapountzis I. Vu V. Angew. Chem. Int. Ed.  2003,  42:  4302 
• 24d Yang X. Knochel P. Chem. Commun.  2006,  2170 
• 25 Lindel T. Hochguertel M. J. Org. Chem.  2000,  65:  2806 
• 26 Mancini I. Guella G. Debitus C. Pietra F. Helv. Chim. Acta  1995,  78:  1178 
• 28 Comins D. Meyers AI. Synthesis  1978,  403 
• 31 Lovely CJ. Du H. Sivappa R. Bhandari MK. He Y. Dias HVR. J. Org. Chem.  2007,  72:  3741 ; and references cited therein

27

An approach involving the reduction of the ketone was not pursued.

29

Initially attempts to methylate with MeI/base were compromised by N-alkylation and the formation of the imidazolium salt.

30

Stereocontrol in rearrangements of substituted tetrahydrobenzimidazole derivatives suggested this to be the appropriate tactic.