Nine-Step Enantioselective Total Synthesis of (+)-Minfiensine
Jones, S. B.; Simmons, B.; MacMillan, D. W. C. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13606. doi:10.1021/ja906472m
プリンストン大学・MacMillanらによる報告です。
(+)-Minfiensineは上図に示すように、特徴的な高度縮環構造をもつアルカロイドであり、2005年のOvermanらによる報告[1]を始めとして幾つかのグループから不斉全合成が達成されています。
今回MacMillanらは、この複雑な骨格に対し、独自開発したMacMillan触媒を用いるアプローチを取っています。すなわち不斉Diels-Alder反応から始まるカスケード環化反応、引き続くラジカル環化反応によって、含窒素縮環構造を効果的に構築しています。
それでは詳しく見ていきましょう。
まず彼らは硫黄官能基をもつトリプタミン誘導体とプロピナールを基質として用い、MacMillan触媒を用いる不斉Diels-Alder反応条件に伏しています。付加体は弱酸反応条件下において生じるイミニウムを経由してさらに環化を起こします。類似のピロロインドリン骨格の不斉合成は、以前にも彼らのグループから報告されています[2]が、今回の反応はその発展系と言えます。MacMillan触媒は付随するブレンステッド酸によって少々挙動が異なってくることが知られているのですが、今回の系ではトリブロモ酢酸付加体が良好な結果を与えたようです。
最終的にアルデヒド部位を還元処理することで、縮環ピロロインドリン骨格を96％eeという高不斉収率で得ています。この複雑中間体は、市販化合物からわずかに3段階で合成可能ということに・・・まったく驚くべき反応です。
さて、硫黄官能基を持った基質で反応を行った理由は、後のステップでこの部分をラジカル環化の足がかりとするためです。炭素伸張を行った後、通常の(n-Bu)3SnHを試薬として反応を行っていますが、どうやら上手くいかなかった模様。代わりに(t-Bu)3SnHを用いる条件[3]が機能したということですが・・・よくこんな試薬を見つけてくるモノだなぁと思います。
また、この種の環化反応には特に必要ないはずなのに、わざわざt-BuS-基をもつ基質で反応を行っているというのも着目すべき点に思えます。メチルアルキン型の基質で反応を行う方がより短工程になるはずです(実際)。実際彼らも、当初はそういう試行錯誤を行っていたようですが、結局は生成物がE/Z異性体の混合物になってしまったということです。
このように論文を読めば、節々上手くいかなかった点を節々感じ取ることはできます。しかし外観を眺めてみると、各ステップは総じて、あまりに綺麗に進むべくして進んでいるようにしか見えません。結局つまずきは主要ストラテジー変更まで行かない程度にとどまっています。戦略的に見て全てが想定範囲内にしか見えない、というのが甚だ恐ろしい。
これだけ思った通りのことがズバズバ決まればさぞや爽快だろうなぁ・・・と、まったくため息が出るばかりの合成といえます。
関連文献
[1] (a) Dounay, A. B.; Overman, L. E.; Wrobleski, A. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10186. doi: 10.1021/ja0533895 (b) Dounay, A. B.; Humphreys, P. G.; Overman, L. E.; Wrobleski, A. D. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5368. DOI: 10.1021/ja800163v[2] Austin, J. F.; Kim, S.-G.; Sinz, C. S.; Xiao, W.-J.; MacMillan, D. W. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 5482. doi: 10.1073/pnas.0308177101
[3] Bachi, M. D.; Bar-Ner, N.; Melman, A. J. Org. Chem. 1996, 61, 7116. doi: 10.1021/jo9607875
