Synthesis of Chiral ansa-Bridged Macrocyclic Lactams ([16]Metacyclophanes) Related to Geldanamycin

Abstract

Two chiral ansa-bridged lactams ([16]metacyclophanes) 2a,b were synthesized starting from 2-methoxyhydroquinone diisopropyl ether (6) in 14 (2a, 3.9% overall) and 16 synthetic steps (2b, 0.6% overall). Both compounds contain typical features of geldanamycin (1) in the C-1 to C-9 part of the ansa chain, i.e. the α,β,γ,δ-unsaturated anilide (C-1 to C-5), the carbamate at the stereogenic carbon atom C-7 and the E-double bond between C-8 and C-9. While the rest of the ansa chain (C-10 to C-15) was an alkyl chain in compound 2a, a more polar CH₂OCH₂CH₂OCH₂ chain was installed in compound 2b. Key step of the sequence was a ring-closing metathesis in which the ansa compounds 3 were formed as a mixture of isomers. Deprotection and oxidation to the quinone failed for diisopropyl ether 2b but was successfully conducted with precursor 2a.

Key words

ansamycins - metathesis - protecting groups - quinones - stereoselective synthesis

References

• Reviews:
• 2a Buchner J. Walter S. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  1098 
• 2b Buchner J. Richter K. J. Cell. Phys.  2001,  188:  281 
• 2c Buchner J. Trends Biochem. Sci.  1999,  24:  136 
• 3 Protein Folding Handbook   Buchner J. Kiefhaber T. Wiley-VCH; Weinheim: 2005. 
• 4a De Boer C. Meulman PA. Wnuk RJ. Peterson DH. J. Antibiot.  1970,  23:  442 
• 4b Sasaki K. Rinehart KL. Slomp G. Grostic MF. Olson EC. J. Am. Chem. Soc.  1970,  92:  7591 
• 5a Whitesell L. Mimnaugh EG. De Costa B. Myers CE. Neckers LM. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.  1994,  91:  8324 
• 5b Stebbins CE. Russo AA. Schneider C. Rosen N. Hartl FU. Pavletich NP. Cell  1997,  89:  239 
• 5c Supko JG. Hickman RL. Grever MR. Malspeis L. Cancer Chemother. Pharmacol.  1995,  36:  305 
• 6 Roe SM. Prodromou C. O’Brien R. Ladbury JE. Piper PW. Pearl LH. J. Med. Chem.  1999,  42:  260 
• 7a Prodromou C. Roe SM. O’Brien R. Ladbury JE. Piper PW. Pearl LH. Cell  1997,  90:  65 
• 7b Weikl T. Muschler P. Richter K. Veit T. Reinstein J. Buchner J. J. Mol. Biol.  2000,  303:  583 
• Reviews:
• 8a Neckers L. Trends Mol. Med.  2002,  8:  S55 
• 8b Maloney A. Workman P. Exp. Opin. Biol. Ther.  2002,  2:  3 
• 8c Piper PW. Curr. Opin. Invest. Drugs  2001,  2:  1606 
• 8d Ochel H.-J. Eichhorn K. Gademann G. Cell Stress Chaperones  2001,  6:  105 
• 8e Neckers L. Schulte TW. Mimnaugh E. Invest. New Drugs  1999,  17:  361 
• 9a Schnur RC. Corman ML. Gallaschun RJ. Cooper BA. Dee MF. Doty JL. Muzzi ML. DiOrio CI. Barbacci EG. Miller PE. O’Brien AT. Morin MJ. Foster BA. Pollack VA. Savage DM. Sloan DE. Pustilnik LR. Moyer MP. J. Med. Chem.  1995,  38:  3806 
• 9b Schnur RC. Corman ML. Gallaschun RJ. Cooper BA. Dee MF. Doty JL. Muzzi ML. DiOrio CI. Barbacci EG. Miller PE. Pollack VA. Savage DM. Sloan DE. Pustilnik LR. Moyer JD. Moyer MP. J. Med. Chem.  1995,  38:  3813 
• 9c Kuduk SD. Zheng FF. Sepp-Lorenzino L. Rosen N. Danishefsky SJ. Bioorg. Med. Chem. Lett.  1999,  9:  1233 
• 9d Mandler R. Dadachova E. Brechbiel JK. Waldmann TA. Brechbiel MW. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2000,  10:  1025 
• 9e Kuduk SD. Harris CR. Zheng FF. Sepp-Lorenzino L. Ouerfelli Q. Rosen N. Danishefsky SJ. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2000,  10:  1303 
• 9f Kasuya Y. Lu Z.-R. Kopečková P. Kopeček J. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2001,  11:  2089 
• 9g Hargreaves R. David CL. Whitesell L. Skibo EB. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2003,  13:  3075 
• 9h Clevenger RC. Blagg SJ. Org. Lett.  2004,  6:  4459 
• 10a Andrus MB. Meredith EL. Simmons BL. Soma Sekhar BBV. Hicken EJ. Org. Lett.  2002,  4:  3549 
• 10b Andrus MB. Meredith EL. Hicken EJ. Simmons BL. Glancey RR. Ma W. J. Org. Chem.  2003,  68:  8162 
• 11a Bach T. Lemarchand A. Synlett  2002,  1302 
• 11b Lemarchand A. Bach T. Tetrahedron  2004,  60:  9659 
• 12a Gillespie JP. Amoros LG. Stermitz FR. J. Org. Chem.  1974,  39:  3239 
• 12b Sala T. Sargent MV. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1979,  2593 
• 12c Iinuma M. Iwashima K. Matsuura S. Chem. Pharm. Bull.  1984,  32:  4935 
• 13 Rissler K. Schill G. Fritz H. Vetter W. Chem. Ber.  1986,  119:  1374 
• 14 Omura K. Swern D. Tetrahedron  1978,  34:  1651 
• 15 Review: Appel R. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1975,  14:  801 
• 16a Van der Leij M. Oosterink HJ. Hall RH. Reinhoudt DN. Tetrahedron  1981,  37:  3661 
• 16b Sawada M. Okumura Y. Shizuma M. Takai Y. Hidaka Y. Yamada H. Tanaka T. Kaneda T. Hirose K. Misumi S. Takabashi S. J. Am. Chem. Soc.  1993,  115:  7381 
• 17a House HO. Rasmusson GR. J. Org. Chem.  1961,  26:  4278 
• 17b Bestmann HJ. Schulz H. Chem. Ber.  1962,  95:  2921 
• 17c Lang RW. Hansen HJ. Helv. Chim. Acta  1979,  62:  1025 
• 17d Elemes Y. Foote CS. J. Am. Chem. Soc.  1992,  114:  6044 
• 17e Xie L. Takeuchi Y. Cosentino LM. Lee K.-H. J. Med. Chem.  1999,  42:  2662 
• 18a Brown HC. Jadhav PK. J. Am. Chem. Soc.  1983,  105:  2092 
• 18b Jadhav PK. Bhat KS. Perumal PT. Brown HC. J. Org. Chem.  1986,  51:  432 
• 18c Brown HC. Jadhav PK. Bhat KS. J. Am. Chem. Soc.  1988,  110:  1535 
• Examples:
• 19a Esumi T. Okamoto N. Hatakeyama S. Chem. Commun.  2002,  3042 
• 19b Falomir E. Murga J. Ruiz P. Carda M. Marco JA. Pereda-Miranda R. Fragoso-Serrano M. Cerda-García-Rojas CM. J. Org. Chem.  2003,  68:  5672 
• 20 Dale JA. Dull DL. Mosher HS. J. Org. Chem.  1969,  34:  2543 
• 21a Danishefsky SJ. Regan J. Tetrahedron Lett.  1981,  22:  3919 
• 21b Danishefsky SJ. Regan J. Doehner R. J. Org. Chem.  1981,  46:  5255 
• 22 Boger DL. Garbaccio RM. J. Org. Chem.  1999,  64:  8350 
• 23a Lalancette JM. Frêche A. Monteux R. Can. J. Chem.  1968,  46:  2754 
• 23b Lalancette JM. Frêche A. Brindel JR. Laliberté M. Synthesis  1972,  526 
• 24a Carpino LA. J. Am. Chem. Soc.  1993,  115:  4397 
• 24b Carpino LA. El-Faham A. J. Org. Chem.  1994,  59:  695 
• 24c Carpino LA. Imazumi H. El-Faham A. Ferrer FJ. Zhang C. Lee Y. Foxman BM. Henklein P. Hanay C. Mügge C. Wenschuh H. Klose J. Beyermann M. Bienert M. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  441 
• 25a Schwab P. Grubbs RH. Ziller JW. J. Am. Chem. Soc.  1996,  118:  100 
• 25b Trnka TM. Grubbs RH. Acc. Chem. Res.  2001,  34:  18 
• 26a Cyclophanes   Keehn PM. Rosenfeld SM. Academic Press; New York: 1983. 
• 26b Vögtle F. Cyclophan-Chemie   Teubner; Stuttgart: 1990. 
• 26c Modern Cyclophane Chemistry   Gleiter R. Hopf H. Wiley-VCH; Weinheim: 2004. 
• 27 Grimme S. Harren J. Sobanski A. Vögtle F. Eur. J. Org. Chem.  1998,  1491 ; and references cited therein
• Macbecin I:
• 28a Evans DA. Miller SJ. Ennis MD. J. Org. Chem.  1993,  58:  471 
• 28b Panek JS. Xu F. Rondón AC. J. Am. Chem. Soc.  1998,  120:  4113 
• Macbecin I:
• 29a Baker R. Castro JL. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1990,  47 
• Herbimycin A:
• 29b Nakata M. Osumi T. Ueno A. Kimura T. Tamai T. Tatsuta K. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1992,  65:  2974 
• 29c Carter KD. Panek JS. Org. Lett.  2004,  6:  55 
• 30 Loev B. Kormendy MF. J. Org. Chem.  1963,  28:  3421 
• 31 Short review: Hoveyda AH. Schrock RR. Chem. Eur. J.  2001,  7:  945 
• 32a Chen C. Quinn EK. Olmstead MM. Kurth MJ. J. Org. Chem.  1993,  58:  5011 
• 32b McDougal PG. Rico JG. Oh Y.-I. Condon BD. J. Org. Chem.  1986,  51:  3388 
• 32c Ruan Z. Dabideen D. Blumenstein M. Mootoo DR. Tetrahedron  2000,  56:  9203 
• 33 Jung ME. Johnson TW. Tetrahedron  2001,  57:  1449 
• 34 Andrus MB. Meredith EL. Soma Sekhar BBV. Org. Lett.  2001,  3:  259 
• 35 Hu TQ. Weiler L. Can. J. Chem.  1994,  72:  1500 
• 36 Tanaka K. Horiuchi H. Yoda H. J. Org. Chem.  1989,  54:  63 
• 37 Corey EJ. Venkateswarlu A. J. Am. Chem. Soc.  1972,  94:  6190 
• 38a Piers E. Jung GL. Ruediger EH. Can. J. Chem.  1987,  65:  670 
• 38b Elemes Y. Foote CS. J. Am. Chem. Soc.  1992,  114:  6044 
• 38c Jefford CW. Wang Y. Houk KN. J. Org. Chem.  1991,  56:  856 

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