Protecting-Group-Free Synthesis

Abstract

The introduction and removal of protecting groups are steps that unnecessarily increase the length of multistep syntheses. Hence, efficient syntheses are those that avoid the use of protecting groups. Protecting-group-free syntheses are highlighted in this review, in order to illustrate strategies by which the use of protecting groups can be minimized.

• 1 Introduction.

• 2 Early Examples

• 3 In the 21^st Century

• 3.1 Protection/Deprotection in situ

• 3.2 Biogenesis-Oriented Synthesis

• 3.3 Reliance on Transition-Metal-Catalysed Skeleton Formation

• 3.4 Order of Introduction of Functional Groups

• 4 Conclusion

Key words

protecting groups - efficiency - synthesis

References

• 1 Kocienski PJ. Protecting Groups   Thieme; Stuttgart: 1994. 
• 2 Koert U. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1995,  34:  1370 ; Angew. Chem. 1995, 107, 2215
• 3 Hendrickson JB. J. Am. Chem. Soc.  1975,  97:  5784 
• 4a Hardegger E. Lohse F. Helv. Chim. Acta  1957,  40:  2383 
• 4b See also: Kuhn R. Kirschenlohr W. Liebigs Ann. Chem.  1956,  600:  115 
• 5 Chan TH. Li CJ. Can. J. Chem.  1992,  70:  2726 
• 6 Mantell SJ. Fleet GW. Brown D. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1992,  3023 
• 7 Archibald SC. Hoffmann RW. Chemtracts: Org. Chem.  1993,  6:  194 
• 8 Rychnovsky SD. Bartlett PA. J. Am. Chem. Soc.  1981,  103:  3963 
• 9 Armstrong SK. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1998,  371 
• 10a Trost BM. Toste FD. Pinkerton AB. Chem. Rev.  2001,  101:  2067 
• 10b Trost BM. Toste FD. Tetrahedron Lett.  1999,  40:  7739 
• 11a Krasovskiy A. Knochel P. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  3333 ; Angew. Chem. 2004, 116, 3396
• 11b Krasovskiy A. Straub BF. Knochel P. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  159 ; Angew. Chem. 2006, 118, 165
• 11c Wang X.-j. Sun X. Zhang L. Xu Y. Krishnamurthy D. Senanayake C. Org. Lett.  2006,  8:  305 
• 12a Giese B. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1983,  22:  753 ; Angew. Chem. 1983, 95, 771
• 12b Giese B. Radicals in Organic Synthesis: Formation of Carbon-Carbon Bonds   Pergamon Press; Oxford: 1986.  p.22 
• 12c Hoffmann HMR. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1992,  31:  1332 ; Angew. Chem. 1992, 104, 1361
• 13 Nicolaou KC. Vourloumis D. Winssinger N. Baran PS. Angew. Chem. Int. Ed.  2000,  39:  44 ; Angew. Chem. 2000, 112, 46
• 14 Koyama Y. Lear MJ. Yoshimura F. Ohashi I. Mashimo T. Hirama M. Org. Lett.  2005,  7:  267 
• 15 Zeng Y. Aubé J. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  15712 
• 16a Molander GA. Czakó B. St. Jean DJ. J. Org. Chem.  2006,  71:  1172 
• 16b Molander GA. St. Jean DJ. Haas J. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  1642 
• 17 Saksena A. Girijavallabhan VM. Wang H. Liu Y.-T. Pike RE. Ganguly AK. Tetrahedron Lett.  1996,  37:  5657 
• 18 Booker-Milburn KI. Jenkins H. Charmant JPH. Mohr P. Org. Lett.  2003,  5:  3309 
• 19 Robichaud J. Tremblay F. Org. Lett.  2006,  8:  597 
• 20 Carey JS. Laffan D. Thomson C. Williams MT. Org. Biomol. Chem.  2006,  4:  2337 
• 21 Baran PS. Richter JM. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  15394 
• 22a Ready JM. Reisman SE. Hirata M. Weiss MW. Tamaki K. Ovaska TV. Wood JL. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  1270 ; Angew. Chem. 2004, 116, 1290
• 22b Reisman SE. Ready JM. Hasuoka A. Smith CJ. Wood JL. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  1448 
• 23 Baran PS. Richter JM. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  7450 
• For selected further examples, see:
• 24a Comins DL. Brown JD. Tetrahedron Lett.  1981,  22:  4213 
• 24b Müller A. Beckert R. Schönecker B. Weiß D. Liebigs Ann. Chem.  1993,  1279 
• 24c Krüger J. Hoffmann RW. J. Am. Chem. Soc.  1997,  119:  7499 
• 24d Vroman JA. Khan I. Avery MA. Synlett  1997,  1438 
• 25 Yokoyama Y. Hikawa H. Mitsuhashi M. Uyama A. Hiroki Y. Murakami Y. Eur. J. Org. Chem.  2004,  1244 
• 26 Barbarow JE. Miller AK. Trauner D. Org. Lett.  2005,  7:  2901 
• 27 Roethle PA. Trauner D. Org. Lett.  2006,  8:  345 
• 28 Huang Q. Rawal VH. Org. Lett.  2006,  8:  543 
• 29a Jacobsen MF. Moses JE. Adlington RM. Baldwin JE. Org. Lett.  2005,  7:  641 
• 29b Jacobsen MF. Moses JE. Adlington RM. Baldwin JE. Tetrahedron  2006,  62:  1675 
• 30 Hu Y. Brown RCD. Chem. Commun.  2005,  5636 
• 31 Fraunhoffer KJ. Bachovchin DA. White MC. Org. Lett.  2005,  7:  223 
• 32 Yohimizu T. Song JJ. Wang G.-Q. Masamune S. J. Org. Chem.  1997,  62:  8978 
• 33a McFadden RM. Stoltz BM. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  7738 
• 33b Lindström UM. Ding R. Hidestal O. Chem. Commun.  2005,  1773 
• 34a Nakata T. Nomura S. Matsukura H. Morimoto M. Tetrahedron Lett.  1996,  37:  217 
• 34b Ohki M. Mori K. Matsui M. Agric. Biol. Chem.  1974,  38:  175 
• 35 Holland JM. Lewis M. Nelson A. J. Org. Chem.  2003,  68:  747 
• 36a Hendrickson JB. J. Am. Chem. Soc.  1971,  93:  6847 
• 36b Smit WA. Bochkov AF. Caple R. Organic Synthesis: The Science behind the Art   Royal Society of Chemistry; Cambridge: 1998.  Chap 2.8. p.98