Asymmetric Cyclopropanations and Cycloadditions of Dioxocarbenes

Abstract

Methods for enantioselective transfer of carbenes starting from precursors carrying two carbonyl groups have been elaborated. A one-pot procedure for olefin cyclopropanation with CH-acidic precursors via intermediate phenyliodonium ylides has been developed. The structure of the [Rh₂{(S)-nttl}₄] catalyst was optimized to produce up to 98% ee in olefin cyclopropanations with dimethyl malonate or Meldrum’s acid. Highly selective Rh(II)-catalyzed olefin cyclopropanations could be observed upon replacement of methyl diazoacetoacetate by methyl (silyloxy­-vinyl)diazoacetate. Enantioselective dipolar cycloadditions of diazo­pyruvate to polar olefins have been realized with Ru(II)-pybox catalysts.

Key words

carbenoids - catalysis - diazo decomposition - phenyl­iodonium ylides - rhodium

References

• 1a Pfaltz A. In Comprehensive Asymmetric Catalysis   Jacobsen EN. Pfaltz A. Yamamoto H. Springer; Berlin: 1999.  Vol. 3:  p.513-538  
• 1b Doyle MP. In Catalytic Asymmetric Synthesis   Ojima I. VCH; Weinheim: 1993. 
• 2 Doyle MP. McKervey MA. Modern Catalytic Methods for Organic Synthesis with Diazo Compounds. From Cyclopropanes to Ylides   Wiley; New York: 1998. 
• 3a Davies HML. Aldrichimica Acta  1997,  30:  107 
• 3b Davies HML. Antoulinakis EG. Org. React.  2001,  57:  1 
• 4 Davies HML. Panaro SA. Tetrahedron  2000,  56:  4871 
• 5 Doyle MP. Davies SB. Hu W. Org. Lett.  2000,  2:  1145 
• 6 Müller P. Acc. Chem. Res.  2004,  37:  243 
• 7 Müller P. Fruit C. Chem. Rev.  2003,  103:  2905 
• 8 Müller P. Allenbach Y. Robert E. Tetrahedron: Asymmetry  2003,  14:  779 
• 9a Dauban P. Dodd RH. Org. Lett.  2000,  2:  2327 
• 9b Espino CG. Du Bois J. Angew. Chem. Int. Ed.  2001,  40:  598 
• 10 Dauban P. Sanière T. Tarrade A. Dodd RH. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  7707 
• 11a Wurz RP. Charette AB. Org. Lett.  2003,  5:  2327 
• 11b Wurz RP. Charette AB. J. Org. Chem.  2004,  69:  1262 
• 12a Müller P. Ghanem A. Synlett  2003,  1830 
• 12b Müller P. Ghanem A. Org. Lett.  2004,  6:  4347 
• 13 Davies HML. Ahmed G. Calvo RL. Churchill MR. Churchill DG. J. Org. Chem.  1998,  63:  2641 
• 14 Müller P. Allenbach Y. Ferri M. Bernardinelli GH. Flack HF. Org. Lett.  2004,  6:  1725 
• 15 Müller P. Allenbach YF. Grass S. Tetrahedron: Asymmetry  2005,  16:  2007 
• 16a Davies HML. Doan BD. J. Org. Chem.  1999,  64:  8501 
• 16b Davies HML. Doan BD. Tetrahedron Lett.  1996,  37:  3967 
• 17 Fok ME. Li C. Marino JP. Overman LE. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  5467 
• 18 Müller P. Bernardinelli G. Allenbach YF. Ferri M. Grass S. Synlett  2005,  1397 
• 19 Alonso M.-E. Morales A. Chitty AW. J. Org. Chem.  1982,  47:  3747 
• 20a Pirrung MC. Zhang J. Lackey K. Sternbach DD. Brown F. J. Org. Chem.  1985,  60:  2112 
• 20b Pirrung MC. Zhang J. McPhail AT. J. Org. Chem.  1991,  56:  6269 
• 20c Pirrung MC. Lee YR. Tetrahedron Lett.  1994,  35:  6231 
• 20d Pirrung MC. Lee YR. J. Am. Chem. Soc.  1995,  117:  4814 
• 20e Pirrung MC. Blume F. J. Org. Chem.  1999,  64:  3642 
• 20f Pirrung MC. Kalliappan KP. Org. Lett.  2000,  3:  353 
• 21a Alonso M.-E. Jano P. Hernandez MI. Greenberg RS. Wenkert E. J. Org. Chem.  1983,  48:  3047 
• 21b Wenkert E. Alonso M.-E. Buckwalter EL. Sanchez EL. J. Am. Chem. Soc.  1983,  105:  2021 
• 21c Alonso M.-E. Hernandez MI. Gomez M. Jano P. Pekerar S. Tetrahedron  1985,  41:  2347 
• 22a Pirrung MC. Zhang J. Tetrahedron Lett.  1992,  33:  5987 
• 22b Ishitani H. Achiwa K. Heterocycles  1997,  46:  153 
• 23a Müller P. Allenbach YF. Bernardinelli G. Helv. Chim. Acta  2003,  86:  3164 
• 23b Müller P. Allenbach YF. Ferri M. Bernardinelli G. Arkivoc  2003,  (vii):  80 ; www.arkat-usa.org
• 24 Bachmann S. Mezzetti A. Helv. Chim. Acta  2001,  84:  3963 
• 25a Müller P. Chappellet S. Synlett  2004,  2573 
• 25b Müller P. Chappellet S. Helv. Chim. Acta  2005,  88:  1010 
• 26 Davies HLM. Bruzinski PR. Lake DH. Kong N. Fall MJ. J. Am. Chem. Soc.  1996,  118:  6897 
• 27 Roos GHP. McKervey AE. Synth. Commun.  1992,  22:  1751 
• 28 Hashimoto S.-I. Watanabe N. Ikegami S. Tetrahedron Lett.  1993,  34:  5173 
• 29 Watanabe N. Ogawa T. Ohtake Y. Ikegami S. Hashimoto S. Synlett  1996,  85 
• 30 Doyle MP. Winchester WN. Protopopova MN. Kazala AP. Westrum LJ. Org. Synth.  1995,  73:  13 
• 31 Nishiyama H. Itoh Y. Sugawara Y. Matsumoto K. Aoki K. Itoh K. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1995,  68:  1253