Enantiopure conformationally-restricted perhydro-1,3-benzoxazines derivatives as chiral source in zinc-mediated asymmetric additions to carbonyl compounds

Abstract

Se han preparado una serie de perhidrobenzoxazinas quirales perfectamente estables desde una fuente natural, (+)-pulegona, capaces de promover de manera altamente enantioselectiva reacciones de adición a carbonilos empleando reactivos organozíncicos. Se ha encontrado que una de las oxazinas presenta un excelente comportamiento en cuanto a rendimiento y enantioselectividad cuando se llevan a cabo adiciones de dialquilzíncicos a aldehídos. La inducción estérea por parte de este ligando en la transferencia de etilo desde el organometálico al aldehído supera el 90% incluso empleando una carga muy baja (0.2 mol%). Además, este sistema catalítico tolera una amplia variedad de aldehídos aromáticos, heteroaromáticos así como alifáticos, encontrando purezas ópticas elevadas en todos los alcoholes obtenidos. Por su parte, en la adición de dimetilzinc a aldehídos el mismo ligando muestra un comportamiento análogo sin la necesidad de emplear ningún otro metal como aditivo. Las arilaciones asimétricas de aldehídos empleando la misma oxazina han permitido la síntesis estereocontrolada de una amplia familia de diarilmetanoles ópticamente activos con buenos rendimientos químicos y enantioselectividades sin la utilización de otros aditivos distintos a nuestro ligando o pretratamientos adicionales. La metodología empleada, consiste en la preparación in situ del reactivo EtZnAr a partir de dietilzinc y triarilboroxinas, ha permitido la obtención de ambos enantiómeros de un mismo diarilmetanol con similares enantioselectividades mediante el mismo ligando quiral y una combinación adecuada de aldehído y boroxina. En general, se han encontrado altas diastereo- y enantioselectividades en la síntesis de epoxialcoholes e hidroxiciclopropanos preparados a partir de aldehídos alfa,beta-insaturados por medio de etilaciones/epoxidaciones o ciclopropanaciones one-pot empleando el mismo ligando quiral. Asimismo se ha desarrollado satisfactoriamente un nuevo protocolo para la síntesis one-pot diastereo- y enantiocontrolada de epoxialcoholes e hidroxiciclopropanos por medio de arilaciones/epoxidaciones o ciclopropanaciones sin necesidad de eliminar los subproductos de boro en el transcurso de la reacción. Adiciones enantioselectivas de dietilzinc y feniletilzinc sobre los mismos aldehídos alfa,beta-insaturados empleando la misma oxazina demuestran que las ventajas de esta metodología son puramente operacionales. Finalmente, las adiciones de dimetilzinc y alquiniletilzinc sobre alfa-cetoésteres, reacciones muy poco estudiadas hasta ahora, han conducido a la preparación asimétrica de alcoholes terciarios con excelentes enantioselectividades para sustratos aromáticos y buenos o moderados para alifáticos empleando una perhidrobenzoxazina differente a la empleada en la adición de aldehídos como fuente de quiralidad. Adicionalmente, se han llevado a cabo transformaciones posteriores sobre un hidroxiéster estéreo-enriquecido a fin de demostrar el potencial sintético de estos productos. En todas estas transformaciones se han recuperado los ligandos de forma prácticamente cuantitativa y en algún caso se han reutilizado en tres ciclos catalíticos sin pérdida aparente de actividad.