Asymmetric Inverse-Electron-Demand Hetero-Diels-Alder Reaction via Enamine-Metal Lewis Acid Bifunctional Catalysis

Abstract

This paper describes the development of an efficient and atom-economic asymmetric inverse-electron-demand hetero-­Diels-Alder reaction of six-membered ketones with β,γ-unsaturated α-keto esters via enamine-metal Lewis acid bifunctional catalysis.

Key words

asymmetric catalysis - bifunctional catalysis - enamines - Lewis acids - ketones - Hetero-Diels-Alder reaction

References and Notes

• 1a Pellissier H. Tetrahedron  2009,  65:  2839 
• 1b Jorgensen KA. Eur. J. Org. Chem.  2004,  2093 
• 1c Jorgensen KA. Johannsen M. Yao SL. Audrain H. Thorhauge J. Acc. Chem. Res.  1999,  32:  605 
• 1d Alfini R. Cecchi M. Giomi D. Molecules  2010,  15:  1722 
• 2a Juhl K. Jorgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2003,  42:  1498 
• 2b Zhao Y. Wang XJ. Liu JT. Synlett  2008,  1017 
• 2c Samanta S. Krause J. Mandal T. Zhao CG. Org. Lett.  2007,  9:  2745 
• 2d Xie HX. Zu LS. Oueis HR. Wang HLJ. Wang W. Org. Lett.  2008,  10:  1923 
• 2e Han B. He ZQ. Li JL. Li R. Jiang K. Liu TY. Chen YC. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  5474 
• 2f Han B. Li JL. Ma C. Zhang SJ. Chen YC. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  9971 
• 2g Wang J. Yu F. Zhang X. Ma D. Org. Lett.  2008,  10:  2561 
• 3 Xu ZH. Liu L. Wheeler K. Wang H. Angew. Chem. Int. Ed.  2011,  50:  3484 
• 4a Yanagisawa A. Arai T. Chem. Commun.  2008,  1165 
• 4b Desimoni G. Faita G. Jorgensen KA. Chem. Rev.  2006,  106:  3561 
• 4c Bartok M. Chem. Rev.  2010,  110:  1663 
• 4d Jorgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2000,  39:  3558 
• 5a Thorhauge J. Johannsen M. Jorgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  1998,  37:  2404 
• 5b Evans DA. Johnson JS. J. Am. Chem. Soc.  1998,  120:  4895 
• 5c Evans DA. Olhava EJ. Johnson JS. Janey JM. Angew. Chem. Int. Ed.  1998,  37:  3372 
• 5d Evans DA. Johnson JS. Olhava EJ. J. Am. Chem. Soc.  2000,  122:  1635 
• 5e Jørgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2000,  39:  3558 
• 5f Gademann K. Chavez DE. Jacobsen EN. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  3059 
• 6 Esquivias J. Arrayas RG. Carretero JC. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  1480 
• 7 Li P. Yamamoto H. J. Am. Chem. Soc.  2009,  131:  16628 
• 8 Gallier F. Hussain H. Martel A. Kirschning A. Dujardin G. Org. Lett.  2009,  11:  3060 
• 9a Zheng C. Wu Y. Wang X. Zhao G. Adv. Synth. Catal.  2008,  350:  2690 
• 9b Cao CL. Sun XL. Kang YB. Tang Y. Org. Lett.  2007,  9:  4151 
• For reviews, see
• 10a Shao ZH. Zhang HB. Chem. Soc. Rev.  2009,  38:  2745 
• 10b Zhong C. Shi XD. Eur. J. Org. Chem.  2010,  2999 
• For examples, see:
• 10c Allen AE. MacMillan DWC. J. Am. Chem. Soc.  2010,  132:  4986 
• 10d Yang T. Ferrali A. Campbell L. Dixon DJ. Chem. Commun.  2008,  2923 
• 10e Ding QP. Wu J. Org. Lett.  2007,  9:  4959 
• 10f Ibrahem I. Cordova A. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  1952 
• 10g Bihelovic F. Matovic R. Vulovic B. Saicic RN. Org. Lett.  2007,  9:  5063 
• 10h Usui I. Schmidt S. Breit B. Org. Lett.  2009,  11:  1453 
• 10i Lin SZ. Zhao GL. Deiana L. Sun JL. Zhang QO. Leijonmarck H. Cordova A. Chem. Eur. J.  2010,  16:  13930 
• 10j Hashmi ASK. Hubbert C. Angew. Chem. Int. Ed.  2010,  49:  1010 
• 10k Binder JT. Crone B. Haug TT. Menz H. Kirsch SF. Org. Lett.  2008,  10:  1025 
• 10l Ikeda M. Miyake Y. Nishibayashi Y. Angew. Chem. Int. Ed.  2010,  49:  7289 
• 10m Abillard O. Breit B. Adv. Synth. Catal.  2007,  349:  1891 
• 10n Chercheja S. Eilbracht P. Adv. Synth. Catal.  2007,  349:  1897 
• 10o Quintard A. Alexakis A. Mazet C. Angew. Chem. Int. Ed.  2011,  50:  2354 
• 10p Kemme ST. Smejkal T. Breit B. Chem. Eur. J.  2010,  16:  3423 
• 10q Abillard O. Breit B. Adv. Synth. Catal.  2007,  349:  1891 
• 10r Chercheja S. Eilbracht P. Adv. Synth. Catal.  2007,  349:  1897 
• 10s Nicewicz DA. MacMillan DWC. Science  2008,  322:  77 
• 10t Nagib DA. Scott ME. MacMillan DWC. J. Am. Chem. Soc.  2009,  131:  10875 
• 12a Paull DH. Abraham CJ. Scerba MT. Alden-Danforth E. Lectka T. Acc. Chem. Res.  2008,  41:  655 
• 12b Groger H. Chem. Eur. J.  2001,  7:  5247 
• 12c Wu LY. Bencivenni G. Mancinelli M. Mazzanti A. Bartoli G. Melchiorre P. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  7196 
• 12d Kanai M. Kato N. Ichikawa E. Shibasaki M. Synlett  2005,  1491 
• Although it was not clearly defined as enamine-metal Lewis acid bifunctional catalysts, the first example of the combination of an organo-amine catalyst with a metal salt through a chelating ligand was reported by the Mlynarski group. For details, see:
• 13a Paradowska J. Stodulski M. Mlynarski J. Adv. Synth. Catal.  2007,  349:  1041 
• 13b Pasternak M. Paradowska J. Rogozinska M. Mlynarski J. Tetrahedron Lett.  2010,  51:  4088 
• 13c Mlynarski J. Paradowska J. Chem. Soc. Rev.  2008,  37:  1502 
• 13d Paradowska J. Stodulski M. Mlynarski J. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  4288 
• 14a Xu ZH. Daka P. Wang H. Chem. Commun.  2009,  6825 
• 14b Xu ZH. Daka P. Budik I. Wang H. Bai FQ. Zhang HX. Eur. J. Org. Chem.  2009,  4581 
• 14c Daka P. Xu ZH. Alexa A. Wang H. Chem. Commun.  2011,  47:  224 

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Other types of catalytic systems combining enamine catalysis with metal catalysis have also been reported recently. In these systems, the enamine catalysis and
the metal catalysis occur in sequence, see refs. 10o-t