Azabicycloalkanone synthesis by transannular cyclization

Abstract

Une stratégie de synthèse efficace de différents composés de type azabicyclo[X.Y.0]alkanone fonctionnalisés a été développée. La stratégie synthétique implique la préparation de dipeptides par couplage avec des motifs vinyl-, allyl-, homoallyl- et homohomoallylglycine suivi d’une réaction de fermeture de cycle par métathèse permettant d’obtenir des lactames macrocycliques de 8, 9 et 10 membres, qui subissent une iodolactamisation transannulaire menant à l’obtention de mimes peptidiques bicycliques portant un groupement iode. Des couplages croisés catalysés par des métaux de transition ont été développés pour la synthèse d’acides aminés ω-insaturés énantiomériquement purs à partir de l’iodoanaline. L’étude du mécanisme suggère que l’iodure subit une attaque du coté le moins stériquement encombré de la lactame macrocyclique insaturée pour mener à l’obtention d’un intermédiaire iodonium. La cyclisation se produit ensuite par une route minimisant les interactions diaxiales et la tension allylique. L’iodolactamisation des différentes lactames macrocycliques insaturées a mené à l’obtention regio- et diastéréosélective d’acides aminés 5,5- et 6,6-iodobicycicliques. De plus, une imidate azabicyclo[4.3.1]alkane pontée de type anti-Bredt fut synthétisée à partir d’une lactame macrocyclique insaturé à neuf membres. Les analyses cristallographiques et spectroscopiques des macrocycles à 8, 9 et 10 membres, du composé iodobicyclique 5,5 ainsi que de l’imidate pontée, montrent bien le potentiel de ces dipeptides rigidifiés de servir en tant que mimes des résidus centraux de tours β de type I, II’, II et VI.

An efficient strategy has been developed for the synthesis of different functionalized azabicyclo[X.Y.0]alkanone amino acids. The synthetic sequence features preparation of dipeptides by coupling respectively vinyl-, allyl-, homoallyl- and homohomoallylglycine building blocks, followed by ring closing metathesis to produced 8-, 9-, and 10-member unsaturated macrocyclic lactams, and transannular iodolactamization to make the bicyclic dipeptide surrogates bearing iodine on the lactam ring. Transition metal cross-coupling methods were developed to make enantiomerically pure ω-unsaturated amino acid building blocks from iodoalanine. Mechanistic considerations suggest that attack of iodine from the least hindered face of the unsaturated macrocyclic lactam provides an iodonium intermediate and cyclization occurs by a route that minimizes allylic strain and diaxial interactions. Iodolactamization of the unsaturated macrocyclic lactams gave regio- and diastereoselectively fused 5,5- and 6,6-iodo-bicylic amino acids. Moreover, an anti-Bredt bridgehead imidate azabicyclo[4.3.1]alkane was synthesized from a 9-membered unsaturated macrocyclic lactam precursor. X-ray crystallographic and spectroscopic analyses of the 8-, 9-, and 10-member macrocycles, as well as the 5,5-bicycle and bridgehead imidate demonstrate the potential of these constrained dipeptides to mimic the central residues of ideal type I, II’, II and VI β-turn geometry.