Examination of regio- and enantioselectivity of asymmetric vinylogous Mukaiyamy aldol reaction

Modyfikacją standardowej reakcji Mukaiyamy jest jej winylogowy wariant (VMAR), zachodzący pomiędzy enoloeterami sililowymi, zawierającymi w swojej strukturze sprzężony układ wiązań podwójnych, a aldehydami. Siloksyfurany ze względu na swój ambidentny charakter nukleofilowy mogą być z powodzeniem stosowane w VMAR, dając jako produkty δ-hydroksy-α,β-nienasycone związki karbonylowe. Zauważono jednak, że wprowadzenie wody do środowiska reakcji zachodzącej pomiędzy 2-(trimetylosiloksy)furanem a aldehydem w obecności kwasu Lewisa, skutkuje zmianą regioselektywności i prowadzi do otrzymania α–podstawionych pochodnych 2(5H)-furanonu. Głównym zadaniem niniejszej pracy było poszukiwanie chiralnych kwasów Lewisa, które w sposób stereoselektywny efektywnie promują asymetryczną reakcję Mukaiyamy siloksyfuranów z estrami kwasu pirogronowego w środowisku wodnym. W tym celu zastosowano szereg chiralnych kompleksów metali takich jak Zn oraz Cu uzyskując dobre nadmiary enancjomeryczne do 79%. W kolejnych badaniach przeprowadzono wysoce anti- diastereoselektywną reakcję Mukaiyamy na przykładzie modelowej reakcji z wykorzystaniem zabezpieczonego aldehydu (R)-glicerynowego. Ostatni etap badań potwierdził, że woda ma taki sam wpływ na regioselektywność reakcji Mukaiyamy w przypadku zastosowania łańcuchowych analogów siloksyfuranów.

Vinylogous modification of Mukaiyama aldol reaction is possible when conjugated silicon dienolate attacks pre-activated α,β-unsaturated carbonyl compound. Siloxyfurans as ambident nucleophiles can be successfully used in VMAR to give δ-hydroxy-α,β-unsaturated carbonyl compounds, however the use of aqueous solvent in reaction between 2-(trimethylsiloxy)furan and an aldehyde leads to the formation of unexpected α-substituted α,β-unsaturated-γ-lactone. The main purpose of this study was to find the chiral Lewis acids that promotes efficiently stereoselective asymmetric Mukaiyama reaction between siloxyfurans and pyruvic acid esters in aqueous media. A wide range of chiral Cu (II) and Zn (II) complexes was screened for the asymmetric version of Mukaiyama aldol reaction results in good enantioselectivity. In this study the reaction conditions for the anti-diastereoselective model Mukaiyama aldol reaction using protected (R)-glyceraldehyde had been optimized. The last stage of the research confirmed that water has the same influence on VMAR regioselectivity using chain siloxy analogs.