Stereoselective synthesis of multiply substituted [1,2]oxazinan-3-ones via ring-closing metathesis

Authors: Shustov, Gennady V.; Chandler, Melanie K.; Wolfe, Saul

Source: Canadian Journal of Chemistry, Volume 83, Number 2, February 2005 , pp. 93-103(11)

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Abstract:

The title compounds are α-amino acids whose nitrogen atoms are enclosed within 4,5-disubstituted, six-membered cyclic hydroxamates and they are of interest as potential β-lactam surrogates. The compounds have been synthesized in the present work by functionalization of the double bonds of N-substituted 6H-[1,2]oxazin-3-ones, which are obtained upon successive reaction of the triflates of S-α-hydroxy esters with O-allylhydroxylamine and acryloyl chloride, followed by cyclization of the resulting R-α-N-acryloyl-N-allyloxyamino esters in the presence of the ring-closing metathesis (RCM) catalyst bis(tricyclohexylphosphine)benzylideneruthenium dichloride. The olefins are also accessible, but less efficiently so, by a Wittig sequence that employs bromoacetyl bromide in place of acryloyl chloride, followed successively by triphenylphosphine, silver triflate, ozonolysis, and cyclization. Asymmetric dihydroxylation of these chiral olefins affords a single diastereomer in high yield having either the αR,4S,5S- or the αR,4R,5R configuration, depending on the auxiliary. The configuration of the αR,4R,5R isomer has been confirmed by its conversion to (αR,4S,5R)-2-(α-carboxyethyl)-4-phenylacetylamino-5-hydroxy-1,2-oxazinan-3-one, whose αR,4R,5S diastereomer was previously prepared from L-ascorbic acid. With N-bromosuccinimide in aqueous dimethylformamide, a 6H-[1,2]oxazin-3-one afforded a separable 1:1 mixture of bromohydrins, which could be cyclized to epoxides or hydrogenolyzed to 5-hydroxy-1,2-oxazinan-3-ones. Key words: penicillin surrogates, asymmetric dihydroxylation, bis(tricyclohexylphosphine)benzylideneruthenium dichloride, cyclic sulfite, epoxides, azidohydrin, bromohydrin.

Les composés mentionnés dans le titre sont des acides α-aminés dont l'atome d'azote fait partie d'hydroxamates cycliques à six chaînons substitués dans les positions 4 et 5 qui présentent de l'intérêt comme substituts de β-lactames. Dans ce travail, les composés ont été synthétisés par le biais d'une fonctionnalisation de doubles liaisons de 6H-[1,2]oxazin-3-ones N-substituées qui sont obtenues par la réaction successive des triflates des esters S-α-hydroxylés avec de la O-allylhydroxylamine et du chlorure d'acryloyle, suivie d'une cyclisation des esters R-α-N-acryloyl-N-allyoxyamino en présence du catalyseur RCM, dichlorure du bis(tricyclohexylphosphine)benzylidène ruthénium. Les oléfines sont aussi accessibles, mais d'une façon moins efficace, par le biais d'une séquence de Wittig faisant appel au bromure de bromoacétyle, à la place du chlorure d'acryloyle, suivie successivement d'une réaction avec le triphénylphosphine, le triflate d'argent, d'une ozonolyse et d'une cyclisation. La dihydroxylation asymétrique de ces oléfines chirales conduit à un seul diastéréoisomère, avec un rendement élevé, de configuration αR,4S,5S- ou αR,4R,5R- suivant la nature de l'auxiliaire. La configuration de l'isomère αR,4R,5R a été confirmée par sa conversion en (αR,4S,5R)-2-(α-carboxyéthyl)-4-phénylacétylamino-5-hydroxy-1,2-oxaziran-3-one, dont le diastéréoisomère a antérieurement été préparé à partir de l'acide L-ascorbique. La réaction du N-bromosuccinimide, dans le diméthylformamide aqueux, avec une 6H-[1,2]oxazin-3-one conduit à la formation d'un mélange 1 : 1 de bromohydrines qui peut facilement être séparé alors que les deux isomères peuvent être cyclisés en époxydes ou hydrogénolysés en 5-hydroxy-1,2-oxazinan-3-ones. Mots clés : substituts de pénicilline, dihydroxylation asymétrique, dichlorure de bis(tricyclohexylphosphine)benzylidèneruthénium, sulfite cyclique, époxydes, azidohydrine, bromohydrine. [Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research article

Publication date: 2005-02-01

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