Enaminone-Based Synthesis of (S)-3-(Pyrazolyl)alanines from l-Aspartic Acid

Abstract

Protected N(1′)-substituted (S)-3-(4-methoxycarbonyl-1H-pyrazol-5-yl)alanines 7a-h were prepared in 34-94% yields by acid-catalysed cyclocondensations of chiral enaminone 5, available from l-aspartic acid, with hydrazines 6a-h hydrochlorides. Deprotection of 7a,b,e by catalytic hydrogenation afforded the corresponding free pyrazoylalanines 8a,b,e. On the other hand, 1-benzyl 6-methyl (S)-2-benzyloxycarbonylamino-4-oxohexanedioate (4), precursor of the enaminone 5, reacted with hydrazines 6 in two different ways. In the reactions of 4 with (hetero)arylhydrazines 6b,e,i, the five-membered ring was formed and the corresponding 3-pyrazolylalanine esters 10b,i and 10′e were obtained, whilst treatment of 4 with hydrazine hydrate (6a) and methylhydrazine (6h) led to the formation of the six-membered ring furnishing tetrahydropyridazinones 11a,h.

Key words

amino acids - enaminones - hydrazines - cyclizations - pyrazoles

References

• For an illustration see:
• 1a Natchus MG. Tian X. In The Asymmetric Synthesis of Unnatural α-Amino Acids as Building Blocks for Complex Molecule Synthesis in Organic Synthesis: Theory and Applications   Vol. 5:  JAI; Greenwich/London: 2002.  p.89 
• 1b Ma J.-A. Angew. Chem. Int. Ed.  2003,  42:  4290 
• 1c Matsunaga S. Fusetani N. Curr. Org. Chem.  2003,  7:  945 
• 1d Rutjes FPJT. Wolf LB. Schoemaker HE. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2000,  4197 
• 1e Duthaler RO. Tetrahedron  1994,  50:  1539 ; and references cited therein
• 2 For a review, see: Kolar P. Petrič A. Tišler M. J. Heterocycl. Chem.  1997,  34:  1067 ; and references cited therein
• 3a Fowden L. Noe FF. Ridd JH. White RFM. Proc. Chem. Soc., London  1959,  131 
• 3b Noe FF. Fowden L. Nature (London)  1959,  184:  69 
• 3c Noe FF. Fowden L. Biochem. J.  1960,  77:  543 
• 4a Bickel AF. J. Am. Chem. Soc.  1947,  69:  1805 
• 4b Kleinpool RJC. Wibaut J. Recl. Trav. Chim. Pays-Bas  1950,  69:  37 
• 4c Bish CJ. Jones JH. J. Chem. Res., Synop.  1988,  338 
• 5a Doyle RR. Levenberg B. Phytochemistry  1974,  13:  2813 
• 5b Hatanaka S.-I. Niimura Y. Phytochemistry  1975,  14:  1436 
• 6 Inouye S. Shomura T. Tsuruoka T. Ogawa Y. Watanabe H. Oshida J. Niida T. Chem. Pharm. Bull.  1975,  23:  2669 
• 7 Burger K. Gold M. Neuhauser H. Rudolf M. Höss E. Synthesis  1993,  1145 
• 8a Svete J. Stanovnik B. Tišler M. J. Heterocycl. Chem.  1994,  31:  1259 
• 8b Bratušek U. Kej˛ar I. Svete J. Stanovnik B. Acta. Chim. Slov.  1996,  43:  105 
• 8c Jukič L. Bratušek U. Škof M. Svete J. Stanovnik B. Chem. Heterocycl. Compd. (Engl. Transl.)  1996,  1510 
• 8d Škof M. Svete J. Stanovnik B. J. Heterocycl. Chem.  1997,  34:  853 
• 9a Adlington RM. Baldwin JE. Catterick D. Pritchard GJ. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2000,  299 
• 9b Adlington RM. Baldwin JE. Catterick D. Pritchard GJ. Tang LT. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2000,  303 
• 10a Dondoni A. Massi A. Minghini E. Sabbatini S. Bertolasi V. J. Org. Chem.  2003,  68:  6172 
• 10b Dondoni A. Massi A. Minghini E. Bertolasi V. Tetrahedron  2004,  60:  2311 
• For recent reviews, see:
• 11a Stanovnik B. J. Heterocycl. Chem.  1999,  36:  1581 
• 11b Stanovnik B. Svete J. Synlett  2000,  1077 
• 11c Stanovnik B. Svete J. Targets Heterocycl. Sys.  2000,  4:  105 
• 11d Svete J. J. Heterocycl. Chem.  2002,  39:  437 
• 11e Svete J. Monatsh. Chem.  2004,  135:  629 
• 11f Stanovnik B. Svete J. Chem. Rev.  2004,  104:  2433 
• 11g Svete J. J. Heterocycl. Chem.  2005,  42:  361 
• 11h Stanovnik B. Svete J. Mini-Rev. Org. Chem.  2005,  2:  211 
• 12a Bowler AN. Dinsmore A. Doyle PM. Young DW. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1997,  1297 
• 12b Dinsmore A. Doyle PM. Young DW. Tetrahedron  1995,  36:  7503 
• 12c Bowler AN. Doyle PM. Young DW. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1991,  314 
• 13a Š kof M. Svete J. Stanovnik B. Heterocycles  1999,  51:  1051 
• 13b Škof M. Svete J. Stanovnik B. Golič Grdadolnik S. Acta Chim. Slov.  1999,  46:  567 
• 13c Š kof M. Svete J. Stanovnik B. Heterocycles  2000,  53:  339 
• 14 Š kof M. Svete J. Stanovnik B. Golič Grdadolnik S. Helv. Chim. Acta  2000,  83:  760 
• 15a Š kof M. Svete J. Stanovnik B. Heterocycles  2000,  52:  845 
• 15b Š kof M. Svete J. Stanovnik B. J. Heterocycl. Chem.  2000,  37:  703 
• 16 Mihelič D. Jakše R. Svete J. Stanovnik B. J. Heterocycl. Chem.  2001,  38:  1307 
• 17 Škof M. Svete J. Kmetič M. Golič Grdadolnik S. Stanovnik B. Eur. J. Org. Chem.  1999,  1581 
• 18 Grošelj U. Bevk D. Jakše R. Meden A. Stanovnik B. Svete J. Tetrahedron: Asymmetry  2005,  16:  2187 
• 19 Bergmann M. Zervas L. Salzmann L. Chem. Ber.  1933,  66:  1288 
• 20 Li B. Franck RW. Bioorg. Med. Chem. Lett.  1999,  9:  2629 
• 21a Titman JJ. Foote J. Jarvis J. Keeler J. Neuhaus D. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1991,  419 
• 21b Ando T. Koseki N. Toia RF. Casida JE. Magn. Res. Chem.  1993,  31:  90 
• 21c Fischer P. Schweizer E. Langner J. Schmidt U. Magn. Res. Chem.  1994,  32:  567 
• 22a Golič Grdadolnik S. Stanovnik B. Magn. Res. Chem.  1997,  35:  482 
• 22b Škof M. Svete J. Stanovnik B. Golič L. Golič Grdadolnik S. Selič L. Helv. Chim. Acta  1998,  81:  2332 
• 22c Baš J. Rečnik S. Svete J. Golič Grdadolnik S. Stanovnik B. ARKIVOC  2001,  ii:  61 
• 22d Bevk D. Kmetič M. Rečnik S. Svete J. Golič L. Golobič A. Stanovnik B. Chem. Heterocycl. Compd.  2001,  1651 
• 22e Jakše R. Rečnik S. Svete J. Golobič A. Golič L. Stanovnik B. Tetrahedron  2001,  57:  8395 
• 22f Jakše R. Krošelj V. Rečnik S. Soršak G. Svete J. Stanovnik B. Golič Grdadolnik S. Z. Naturforsch., B: Chem. Sci.  2002,  57:  453 
• 22g Pirc S. Rečnik S. Škof M. Svete J. Golič L. Meden A. Stanovnik B. J. Heterocycl. Chem.  2002,  39:  411 
• 22h Čebašek P. Wagger J. Bevk D. Jakše R. Svete J. Stanovnik B. J. Comb. Chem.  2004,  6:  356 
• 23a Pirc S. Bevk D. Jakše R. Rečnik S. Golič L. Golobič A. Meden A. Stanovnik B. Svete J. Synthesis  2005,  2969 
• 23b Grošelj U. Bevk D. Jakše R. Meden A. Rečnik S. Stanovnik B. Svete J. Synthesis  2005,  1087 
• 23c Grošelj U. Bevk D. Jakše R. Meden A. Stanovnik B. Svete J. Tetrahedron: Asymmetry  2005,  16:  2927 
• 23d Grošelj U. Bevk D. Jakše R. Meden A. Pirc S. Rečnik S. Stanovnik B. Svete J. Tetrahedron: Asymmetry  2004,  15:  2367 
• 23e Pirc S. Bevk D. Golič Grdadolnik S. Svete J. ARKIVOC  2003,  xiv:  37 
• 23f Grošelj U. Rečnik S. Svete J. Meden A. Stanovnik B. Tetrahedron: Asymmetry  2002,  13:  821 
• For recent reviews on pyrazoles, see:
• 24a Elguero J. In Pyrazoles in Comprehensive Heterocyclic Chemistry II   Vol. 3:  Katritzky AR. Rees CW. Scriven EFV. Elsevier Science Ltd.; Oxford: 1996.  p.1 
• 24b Varvounis G. Fiamegos Y. Pilidis G. Adv. Heterocycl. Chem.  2001,  80:  73 
• 24c Stanovnik B. Svete J. Pyrazoles, In Science of Synthesis, Houben-Weyl Methods of Organic Transformations   Vol. 12:  Neier R. Georg Thieme Verlag; Stuttgart: 2002.  p.15 
• 25a Grošelj U. Bevk D. Jakše R. Rečnik S. Meden A. Stanovnik B. Svete J. Tetrahedron  2005,  61:  3991 
• 25b Ivanova BB. Chapkanov AG. Arnaudov MG. Petkov IK. Struct. Chem.  2005,  16:  47 
• 26 Libermann D. Rouaix A. Bull. Soc. Chim. Fr.  1959,  1793 
• 27 Shinkawa K. Ban S. Yoneda M. J. Pharm. Soc. Jpn.  1953,  73:  598