Hydroxymethylpyridine Catalysts for the Enantioselective Alkynylation of Aldehydes

Abstract

Chiral 2-hydroxymethylpyridines based on fenchol and menthol were evaluated as catalysts for the enantioselective addition of terminal alkynes to aldehydes. With one of the fenchol-based ligands, the operationally simple protocol gave propargylic alcohols with excellent yields and up to 85% ee for various aldehyde and alkyne derivatives.

Keywords

alkynes - propargylic alcohols - pyridines - asymmetric catalysis - zinc

References

• For reviews on alkyne additions to carbonyl compounds, see:
• 1a Frantz DE. Fässler R. Tomooka CS. Carreira EM. Acc. Chem. Res.  2000,  33:  373 
• 1b Pu L. Tetrahedron  2003,  59:  9873 
• 1c Cozzi PG. Hilgraf R. Zimmermann N. Eur. J. Org. Chem.  2004,  4095 
• 1d Aschwanden PA. Carreira EM. In Acetylene Chemistry: Chemistry, Biology, and Material Science   Diederich F. Stang PJ. Tykwinski RR. Wiley-VCH; Weinheim: 2005.  p.101 
• 2a Modern Acetylene Chemistry   Stang PJ. Diederich F. VCH; Weinheim: 1995. 
• 2b Marshall JA. Wang XJ. J. Org. Chem.  1992,  57:  1242 
• 2c Corey EJ. Cimprich KA. J. Am. Chem. Soc.  1994,  116:  3151 
• 2d Roush WR. Sciotti RJ. J. Am. Chem. Soc.  1994,  116:  6457 
• 2e Myers AG. Zheng B. J. Am. Chem. Soc.  1996,  118:  4492 
• 2f Trost BM. Krische MJ. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  6131 
• For reviews on organozinc chemistry, see:
• 3a Knochel P. Calaza MI. Hupe E. In Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions   2nd ed.:  de Meijere A. Diederich F. Wiley-VCH; Weinheim: 2004.  p.619 
• 3b Knochel P. Millot N. Rodriguez A. Tucker CE. Org. React.  2001,  58:  417 
• 3c Jacobi von Wangelin A. Frederiksen MU. In Transition Metals for Organic Synthesis   2nd ed.:  Beller M. Bolm C. Wiley-VCH; Weinheim: 2004.  p.519 
• 4 Kamble MJ. Singh VK. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  5347 
• 5a Frantz DE. Fässler R. Carreira EM. J. Am. Chem. Soc.  2000,  122:  1806 
• 5b Anand NK. Carreira EM. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  9687 
• 6a Watts CC. Thoniyot P. Hirayama LC. Romano T. Singaram B. Tetrahedron: Asymmetry  2005,  16:  1829 
• 6b Yamashita M. Yamadam K. Omioka K. Adv. Synth. Catal.  2005,  347:  1649 
• 6c Emmerson DPG. Hems WP. Davis BJ. Org. Lett.  2006,  8:  207 
• 7 Li M. Zhu X.-Z. Yuan K. Cao B.-X. Hou X.-L. Tetrahedron: Asymmetry  2004,  15:  219 
• 8 Dahmen S. Org. Lett.  2004,  6:  2113 
• 9a Braga AL. Appelt HR. Silveria CC. Wessjohann LA. Schneider PH. Tetrahedron  2002,  58:  10413 
• 9b Kang Y. Wang R. Liu L. Da C. Yan W. Xu Z. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  863 
• 10 Han Z. Wang R. Zhou Y. Liu L. Eur. J. Org. Chem.  2005,  934 
• 11a Fang T. Du D.-M. Lu SF. Xu J. Org. Lett.  2005,  7:  2081 
• 11b Li X. Lu G. Kwok WH. Chan ASC. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  12636 
• 12 Blay G. Fernández I. Marco-Aleixandre A. Pedro JR. J. Org. Chem.  2006,  71:  6674 
• 13a Wang Q. Chen S.-Y. Yua X.-Q. Pu L. Tetrahedron  2007,  63:  4422 
• 13b Lu G. Li X. Chen G. Chan WL. Chan ASC. Tetrahedron: Asymmetry  2003,  14:  449 
• 14a Trost BM. J. Am. Chem. Soc.  2000,  122:  12003 
• 14b Trost BM. Ito H. Silcoff ER. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  3367 
• 14c Trost BM. Mino T. J. Am. Chem. Soc.  2003,  125:  2410 
• 14d Trost BM. Fettes A. Shireman BT. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  2660 
• 14e Trost BM. Shin S. Sclafani JA. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  8602 
• 14f Trost BM. Yeh VSC. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  861 ; Angew. Chem. 2002, 114, 889
• 14g Trost BM. Weiss AH. Jacobi von Wangelin A. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  8 
• 15a Bolm C. Schlingloff G. Harms K. Chem. Ber.  1992,  125:  1191 
• 15b Kwong H.-L. Lee W.-S. Tetrahedron: Asymmetry  1999,  10:  3791 
• 15c Bolm C. Ewald M. Zehnder M. Neuburger MA. Chem. Ber.  1992,  125:  453 
• 15d For the preparation of related chiral hydroxymethyl-pyridines, see: Bolm C. Ewald M. Felder M. Schlingloff G. Chem. Ber.  1992,  125:  1169 
• 16 For precedent reference regarding SAR calculations of chiral fenchone-based organozinc catalysts, see: Goldfuss B. Steigelmann M. J. Mol. Model.  2000,  6:  166 
• For precedents on the asymmetric addition to aldehydes using chiral fenchone-based ligands, see:
• 17a Goldfuss B. Steigelmann M. Khan SI. Houk KN. J. Org. Chem.  2000,  65:  77 
• 17b Genov M. Kostova K. Dimitrov V. Tetrahedron: Asymmetry  1997,  8:  1869 
• 18 Herrmann WA. Haider JJ. Fridgen J. Lobmaier GM. Spiegler M. J. Organomet. Chem.  2000,  603:  69 
• 19a El Sheikh S. Schmalz H.-G. Curr. Opin. Drug Discovery Dev.  2004,  7:  882 
• 19b Elmas S. Schmalz H.-G. Diploma Thesis   Universität zu Köln; Germany: 2005. 
• 19c

  Goto, S.; Velder, J.; El Sheikh, S.; Sakamoto, Y.; Mitani, M.; Elmas, S.; Adler, A.; Becker, A.; Neudörfl, J.-M.; Schmalz, H.-G.; manuscript in preparation.

• 20 For a concise review on chiral camphor-based pyridines, see: Chelucci G. Chem. Soc. Rev.  2006,  35:  1230 
• 21 Cozzi and coworkers reported on the ligand-free preformation of alkynylzinc species within 30 min: Cozzi PG. Rudolph J. Bolm C. Norrby P.-O. Tomasini C. J. Org. Chem.  2005,  70:  5733 
• 22 Noyori R. Kitamura M. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  30:  49 ; Angew. Chem. 1991, 103, 34
• 23 Buckle DR. Fenwick AE. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1989,  3:  477