Asymmetric Synthesis of Thiadecalins via an Organocatalytic Triple Cascade/Sulfa-Michael Sequence

Abstract

An efficient two-step asymmetric synthesis of highly substituted cis-configured thiadecalins and the corresponding hexahydrobenzothiophene core is described. Thiadecalin derivatives are known for their widespread biological activities, such as antimicrobial and neurotropic properties. The procedure is based on an organocatalytic triple cascade reaction followed by an intramolecular sulfa-Michael addition. In this manner six consecutive ste­reo­centres are controlled and the target molecules are obtained in moderate yields, with virtually complete enantioselectivitiy (ee >99%) and after recystallisation in diastereomeric ratios of >97:3. The relative and absolute configuration was determined by NMR spectroscopy and X-ray structure analysis.

Key words

organocatalysis - asymmetric synthesis - Michael addition - thiadecalins - domino reaction

References

• 1a Berkessel A. Gröger H. Asymmetric Organocatalysis   Wiley-VCH; Weinheim: 2005. 
• 1b Seayad J. List B. Org. Biomol. Chem.  2005,  3:  719 
• 1c Marigo M. Jørgensen KA. Chem. Commun.  2006,  2001 
• 1d List B. Chem. Commun.  2006,  819 
• 1e Lelais G. MacMillan DWC. Aldrichimica Acta  2006,  39:  79 
• 1f List B. Chem. Rev.  2007,  107:  5413 
• 1g de Figueiredo RM. Christmann M. Eur. J. Org. Chem.  2007,  2575 
• 1h Dalko PI. Enantioselective Organocatalysis. Reactions and Experimental Procedures   Wiley-VCH; Weinheim: 2007. 
• 1i Enders D. Niemeier O. Henseler A. Chem. Rev.  2007,  107:  5606 
• 1j Enders D. Balensiefer T. Acc. Chem. Res.  2004,  37:  534 
• 1k Dondoni A. Massi A. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  4638 ; Angew. Chem. 2008, 120, 4716
• 1l Melchiorre P. Marigo M. Carlone A. Bartoli G. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  6138 ; Angew. Chem. 2008, 120, 6232
• 1m Enders D. Narine AA. J. Org. Chem.  2008,  73:  7857 
• 1n Buckley B. Ann. Rep. Prog. Chem., Sect. B: Org. Chem.  2009,  105:  113 
• 1o Bella M. Gasperi T. Synthesis  2009,  1583 
• 1p Bertelsen S. Jørgensen KA. Chem. Soc. Rev.  2009,  38:  2178 
• 1q Enders D. Wang C. Liebich JX. Chem. Eur. J.  2009,  15:  11058 
• 1r Merino P. Marqués-Lopez E. Tejero T. Herrera RP. Synthesis  2010,  1 
• 2a Klimenko SK. Stolbova TV. Kulikova LK. Shub GM. Pharm. Chem. J.  2001,  35:  661 
• 2b Klimenko SK. Stolbova TV. Kulikova LK. Shub GM. Pharm. Chem. J.  2001,  35:  370 
• 2c Klimenko SK. Stolbova TV. Kulikova LK. Pharm. Chem. J.  2001,  35:  22 
• 3 Klimenko SK. Stolbova TV. Makarov VV. Pharm. Chem. J.  2002,  36:  583 
• 4 Scheidges C, Ottow E, Neef G, Beier S, and Elger W. inventors; German Patent DE 3820948  A1 19891221.  ; Chem. Abstr. 1989, 112, 198891
• 5a Oberlander C, and Piazza PV. inventors; PCT Int. Appl. WO 9826783 A1  19980625.  ; Chem. Abstr. 1998, 129, 50105
• 5b Petit F, Philibert D, and Ulmann A. inventors; Eur. Pat. Appl. EP 676203 A1  19951011.  ; Chem. Abstr. 1995, 124, 22540
• 6a Tietze LF. Chem. Rev.  1996,  96:  115 
• 6b Tietze LF. Brasche G. Gericke K. Domino Reactions in Organic Synthesis   Wiley-VCH; Weinheim: 2006. 
• 6c Pellissier H. Tetrahedron  2006,  62:  1619 
• 6d Pellissier H. Tetrahedron  2006,  62:  2143 
• 6e Nicolaou KC. Edmonds DJ. Bulger PG. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  7134 ; Angew. Chem. 2006, 118, 7292
• 6f Chapman CJ. Frost CG. Synthesis  2007,  1 
• 6g Davies H. Sorensen E. Chem. Soc. Rev.  2009,  38:  2969 
• 7a Enders D. Grondal C. Hüttl MRM. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  1570 ; Angew. Chem. 2007, 119, 1590
• 7b Yu X. Wang W. Org. Biomol. Chem.  2008,  6:  2037 
• 7c Halland N. Aburel PS. Jørgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  1272 ; Angew. Chem. 2004, 116, 1292
• 7d Yang JW. Fonseca MTH. List B. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  15036 
• 7e Huang Y. Walji AM. Larsen CH. MacMillan DWC. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  15051 
• 7f Marigo M. Schulte T. Franzén J. Jørgensen KA. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  15710 
• 7g Enders D. Hüttl MRM. Runsink J. Raabe G. Wendt B. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  467 ; Angew. Chem. 2007, 119, 471
• 7h Enders D. Narine AA. Benninghaus TR. Raabe G. Synlett  2007,  1667 
• 7i Carlone A. Cabrera S. Marigo M. Jørgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  1101 ; Angew. Chem. 2007, 119, 1119
• 7j Hayashi Y. Okano T. Aratake S. Hazelard D. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  4922 ; Angew. Chem. 2007, 119, 5010
• 7k Zhao G.-L. Rios R. Vesley J. Eriksson L. Córdova A.  Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  8468 ; Angew. Chem. 2008, 120, 5896
• 7l Enders D. Hüttl MRM. Raabe G. Bats JW. Adv. Synth. Catal.  2008,  350:  267 
• 7m Enders D. Wang C. Bats JW. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  7539 ; Angew. Chem. 2008, 120, 7649
• 7n Kotame P. Hong B.-C. Liao J.-H. Tetrahedron Lett.  2009,  50:  704 
• 7o Zhang F.-L. Xu A.-W. Gong Y.-F. Wei M.-H. Yang X.-L. Chem. Eur. J.  2009,  15:  6815 
• 7p Enders D. Krüll R. Bettray W. Synthesis  2010,  567 
• 7q Rueping M. Kuenkel A. Tato F. Bats JW. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  3699 ; Angew. Chem. 2009, 121, 3754
• 7r Reyes E. Talavera G. Vicario JL. Badia D. Carrillo L. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  5701 ; Angew. Chem. 2009, 121, 5811
• 7s Zhu D. Lu M. Dai L. Zhong G. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  6089 ; Angew. Chem. 2009, 121, 6205
• 7t Wu L.-Y. Bencivenni G. Mancinelli M. Mazzanti A. Bartoli G. Melchiorre P. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  7196 ; Angew. Chem. 2009, 121, 7332
• 7u Alba A.-N. Companyo X. Viciano M. Rios R. Curr. Org. Chem.  2009,  13:  1432 
• 7v Enders D. Wang C. Bats JW. Synlett  2009,  1777 
• 7w Enders D. Wang C. Raabe G. Synthesis  2009,  4119 
• 7x Franzén J. Fisher A. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  48:  787 ; Angew. Chem. 2008, 121, 801
• 7y Enders D. Jeanty M. Bats JW. Synlett  2009,  3175 
• 7z Hong L. Sun W. Liu C. Wang L. Wang R. Chem. Eur. J  2010,  15:  440 
• (aa) Grondal C. Jeanty M. Enders D. Nat. Chem.  2010,  2:  167 
• 8 Enders D. Hüttl MRM. Grondal C. Raabe G. Nature  2006,  441:  861 
• 9a Enders D. Lüttgen K. Narine AA. Synthesis  2007,  959 
• 9b Jørgensen KA. Brandau S. Maerten E. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  14986 
• 9c Rios R. Sundén H. Ibrahem I. Zhao G.-L. Córdova A. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  8679 
• 9d Wang W. Li H. Wang J. Zu L.
  J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  10354 
• 9e Li H. Zu L. Xie H. Wang J. Jiang W. Wang W. Org. Lett.  2007,  9:  1833 
• 10 Marigo M. Wabnitz T. Fielenbach D. Jørgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  794 ; Angew. Chem. 2005, 117, 804
• 11 Enders D. Scherer HJ. Runsink J. Chem. Ber.  1993,  126:  1929