Synlett 2008(20): 3091-3105  
DOI: 10.1055/s-0028-1087360
ACCOUNT
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

DBU-Promoted Elimination Reactions of Vicinal Dibromoalkanes Mediated by Adjacent O-Functional Groups, and Applications to the Synthesis of Biologically Active Natural Products

Tadaaki Ohgiya*, Noriki Kutsumura, Shigeru Nishiyama*
Department of Chemistry, Faculty of Science and Technology, Keio University, Hiyoshi 3-14-1, Kohoku-ku, Yokohama 223-8522, Japan
Fax: +81(42)3950312; e-Mail: t-ogiya@kowa.co.jp; Fax: +81(45)5661717; e-Mail: nisiyama@chem.keio.ac.jp;
Further Information

Publication History

Received 28 February 2008
Publication Date:
24 November 2008 (online)

Abstract

Regioselective elimination reactions of 1,2-dibromo­alkanes possessing aryloxy or acyloxy groups at the C-3 position can be carried out under mild basic conditions to produce the corresponding 2-bromo-1-alkenes. The regioselectivity of these processes is controlled by the acidity enhancement of hydrogens at C-2 caused by the inductive electron-withdrawing effects of substituents at C-3. A similar acidity enhancement of the hydrogens at C-1 causes selective DBU-promoted, two-step transformations of 1,2-dibromo­alkanes to alkyne derivatives. The 2-bromo-1-alkenes and alkynes, readily prepared using these regioselective elimination reactions, have been employed as key intermediates in the synthesis of biologically active natural products.

1 Introduction

2 Regioselective Elimination

2.1 Simple Synthesis of 2-Bromo-1-alkenes

2.2 Total Synthesis of (-)-Tuliparin B

2.3 Total Synthesis of (+)-Tanikolide

2.4 Total Synthesis of Tremetones

2.5 Elimination Reactions of 1-Acyloxy-4-aryl-2,3-dibromoalkanes

2.6 The Effect of C-4 Electron-Withdrawing Groups on HBr Elimination Reactions

3 Alkyne Synthesis

3.1 Two-Step Elimination Reactions with DBU

3.2 Total Synthesis of (-)-Muricatacin and (-)-(R,R)-Sapinofuranone B

4 Summary

    References

  • 1a Yamada YMA. Takeda K. Takahashi H. Ikegami S. J. Org. Chem.  2003,  68:  7733 
  • 1b Miyaura N. Suzuki A. Chem. Rev.  1995,  95:  2457 
  • 2a Izzo I. De Caro S. De Riccardis F. Spinella A. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  3975 
  • 2b Sonogashira K. Tohda Y. Hagihara N. Tetrahedron Lett.  1975,  4467 
  • 2c Ireland RE. Wipf P. J. Org. Chem.  1990,  55:  1425 
  • 3a Hara S. Dojo H. Takinami S. Suzuki A. Tetrahedron Lett.  1983,  24:  731 
  • 3b Boeckman RK. Blum DM. J. Org. Chem.  1974,  39:  3307 
  • 3c Cousseau J. Synthesis  1980,  805 
  • 4a Pinho P. Minnaard AJ. Feringa BL. Org. Lett.  2003,  5:  259 
  • 4b Dieck HA. Heck RF. J. Am. Chem. Soc.  1974,  96:  1133 
  • 4c Takai K. Kimura K. Kuroda T. Hiyama T. Nozaki H. Tetrahedron Lett.  1983,  24:  5281 
  • 4d Uenishi J. Ohmi M. Heterocycles  2003,  61:  365 
  • 4e Semmelhack MF. Brickner SJ. J. Org. Chem.  1981,  46:  1723 
  • 4f Cahiez G. Avedissian H. Synthesis  1998,  1199 
  • 4g Cahiez G. Avedissian H. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  6159 
  • 4h Knochel P. Rao SA. J. Am. Chem. Soc.  1990,  112:  6146 
  • 4i Negishi E. Valente LF. Kobayashi M. J. Am. Chem. Soc.  1980,  102:  3298 
  • 5a Paquette LA. Hofferberth JE. J. Org. Chem.  2003,  68:  2266 
  • 5b Poss CS. Rychnovsky SD. Schreiber SL. J. Am. Chem. Soc.  1993,  115:  3360 
  • 6 Yokota M. Toyota M. Ihara M. Chem. Commun.  2003,  422 
  • 7 VanBrunt MP. Ambenge RO. Weinreb SM. J. Org. Chem.  2003,  68:  3323 
  • 8a Furstner A. De Souza D. Parra-Rapado L. Jensen JT. Angew. Chem. Int. Ed.  2003,  42:  5358 
  • 8b Kim D. Lee J. Shim PJ. Lim JI. Doi T. Kim S. J. Org. Chem.  2002,  67:  772 
  • 8c Yoshimitsu T. Ogasawara K. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1994,  2197 
  • 8d Keusenkothen PF. Smith MB. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1994,  2485 
  • 8e Quesada E. Taylor RJK. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  6473 
  • 8f Miwa K. Aoyama T. Shioiri T. Synlett  1994,  107 
  • 8g Corey EJ. Fuchs PL. Tetrahedron Lett.  1972,  3769 
  • 8h Mukai C. Kim JS. Sonobe H. Hanaoka M. J. Org. Chem.  1999,  64:  6822 
  • 9a Prusov E. Rohm H. Maier ME. Org. Lett.  2006,  8:  1025 
  • 9b Denmark SE. Yang SM. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  12432 
  • 9c Fujii K. Maki K. Kanai M. Shibasaki M. Org. Lett.  2003,  5:  733 
  • 9d Chavez DE. Jacobsen EN. Angew. Chem. Int. Ed.  2001,  40:  3667 
  • 9e Duffault JM. Einhorn J. Alexakis A. Tetrahedron Lett.  1991,  32:  3701 
  • 9f Daniel PT. Koert U. Schuppan J. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  872 
  • 10a Sugiyama H. Yokokawa F. Shioiri T. Org. Lett.  2000,  2:  2149 
  • 10b Kamiya N. Chikami Y. Ishii Y. Synlett  1990,  675 
  • 11a Narayan RS. Borhan B. J. Org. Chem.  2006,  71:  1416 
  • 11b Usugi S. Yorimitsu H. Shinokubo H. Oshima K. Bull. Chem. Soc. Jpn.  2002,  75:  2687 
  • 12a Ohgiya T. Nishiyama S. Chem. Lett.  2004,  33:  1084 
  • 12b Ohgiya T. Nishiyama S. Heterocycles  2004,  63:  2349 
  • 12c Ohgiya T. Nishiyama S. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  8273 
  • 12d Ohgiya T. Nakamura K. Nishiyama S. Bull. Chem. Soc. Jpn.  2005,  78:  1549 
  • 13a Kutsumura N. Yokoyama T. Ohgiya T. Nishiyama S. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  4133 
  • 13b Yokoyama T. Kutsumura N. Ohgiya T. Nishiyama S. Bull. Chem. Soc. Jpn.  2007,  80:  578 
  • The 1,2-dibromoalkanes 1 were synthesized from the corresponding olefins. 1-O-Substituted 3-alkyl-2,3-dibromoalkanes 1f and 1g were synthesized by trans dibromination of the corresponding Z- and E-olefin, respectively. For the corresponding olefinic compounds 1a and 1b, see:
  • 15a Vowinkel E. Chem. Ber.  1962,  95:  2997 
  • For 1c, see:
  • 15b Sonnenberg FM. J. Org. Chem.  1970,  35:  3166 
  • For 1d, 1q, 1t, 1v, 1w, 1x, and 1y, see ref. 13b. For 1e, 1h, 1k, 1l, 1m, 1n, 1p, and 1r, see ref. 36. For 1f and 1g, see:
  • 15c Goux C. Massacret M. Lhoste P. Sinou D. Organometallics  1995,  14:  4585 
  • For 1i, see:
  • 15d Stefane B. Kocevar M. Polanc S. Tetrahedron Lett.  1999,  40:  4429 
  • For 1j, see:
  • 15e Hennion GF. Barrett SO. J. Am. Chem. Soc.  1957,  79:  2146 
  • For 1o, see ref. 34b. For 1s, see:
  • 15f

    Yokoyama, T.; Ohgiya, T.; Nishiyama, S.; unpublished experiments; Keio University: Japan, 2006; For 1u, see:

  • 15g White WN. Gwynn D. Schlitt R. Girard C. Fife W. J. Am. Chem. Soc.  1958,  80:  3271 
  • 16a Tschesche R. Kammerer FJ. Wulff G. Schonbeck F. Tetrahedron Lett.  1968,  701 
  • 16b Tschesche R. Kammerer FJ. Wulff G. Chem. Ber.  1969,  102:  2057 
  • 17 Christensen LP. Phytochemistry  1999,  51:  969 
  • 18 Bergman BHH. Neth. J. Plant Pathol.  1966,  72:  222 
  • 19 Schonbeck F. Schroeder C. Physiol. Plant Pathol.  1972,  2:  91 
  • 20a Lammimää A. Estlander T. Jolanki R. Kanerva L. Contact Dermatitis  1996,  34:  330 
  • 20b Barbier P. Benezra C. J. Med. Chem.  1986,  29:  868 
  • 21a Tanaka A. Yamashita K. Agric. Biol. Chem.  1980,  44:  199 
  • 21b Papageorgiou C. Benezra C. J. Org. Chem.  1985,  50:  1145 
  • 21c Muraoka O. Toyooka N. Ohshima Y. Narita N. Momose T. Heterocycles  1989,  29:  269 
  • 21d Brzezinski LJ. Rafel S. Leahy JW. Tetrahedron  1997,  53:  16423 
  • 21e Brzezinski LJ. Rafel S. Leahy JW. J. Am. Chem. Soc.  1997,  119:  4317 
  • 22 Singh IP. Milligan KE. Gerwick WH. J. Nat. Prod.  1999,  62:  1333 
  • 23 Cardllina JH. Moore RE. Arnold EV. Clardy J. J. Org. Chem.  1979,  44:  4039 
  • 24a Kanada RM. Taniguchi T. Ogasawara K. Synlett  2000,  1019 
  • 24b Tanaka H. Kozuki Y. Ogasawara K. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  4175 
  • 24c Mizutani H. Watanabe M. Honda T. Tetrahedron  2002,  58:  8929 
  • 24d Carda H. Rodriguez S. Castillo E. Bellido A. Diaz-Oltra S. Alberto MJ. Tetrahedron  2003,  59:  857 
  • 24e Koumbis AE. Dieti KM. Vikentiou MG. Gallos JK. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  2513 
  • 24f Schomaker JM. Borhan B. Org. Biomol. Chem.  2004,  2:  621 
  • 25a Trost BM. Verhoeven TR. J. Am. Chem. Soc.  1980,  102:  4730 
  • 25b Trost BM. Asakawa N. Synthesis  1999,  1491 
  • 26a Finn MG. Sharpless KB. On the Mechanism of Asymmetric Epoxidation with Titanium-Tartrate Catalysts, In Asymmetric Synthesis   Vol. 5:  Morrison JD. Academic Press; Tokyo: 1985.  p.247 
  • 26b Katsuki T. Sharpless KB. J. Am. Chem. Soc.  1980,  102:  5974 
  • 28a Bonner WA. De Graw JI. Bowen DM. Shah VR. Tetrahedron Lett.  1961,  417 
  • 28b Bonner WA. De Graw JI. Tetrahedron  1962,  18:  1295 
  • 28c Bonner WA. Burke NI. Fleck WE. Hill RK. Joule JA. Sjöberg B. Zalkow JH. Tetrahedron  1964,  20:  1419 
  • 29a Valverde Lopez S. Rodriguez Gonzalez B. An. Quim.  1971,  67:  879 
  • 29b Garcia de Quesada T. Rodriguez B. Valverde S. Phytochemistry  1972,  11:  446 
  • 29c Zapesochnaya GG. Dzyadevich TV. Karasartov BS. Khim. Prir. Soedin.  1990,  409 
  • 29d Sala A. Recio MC. Schinella GR. Manez S. Giner RM. Rios JL. Eur. J. Pharmacol.  2003,  460:  219 
  • 30a Pritschow P. Jakupovic J. Bohlmann F. Bittner M. Niemeyer HM. Phytochemistry  1991,  30:  893 
  • 30b Bohlmann F. Scheidges C. Zdero C. King RM. Robinson H. Phytochemistry  1984,  23:  1109 
  • 30c Ito J. Chang FR. Wang HK. Park YK. Ikegaki M. Kilgore N. Lee KH. J. Nat. Prod.  2001,  64:  1278 
  • 30d Carrizo FR. Sosa ME. Favier LS. Penna F. Guerreiro E. Giordano OS. Tonn CE. J. Nat. Prod.  1998,  61:  1209 
  • 31 Schmidt TJ. Hildebrand MR. Willuhn G. Planta Med.  2003,  69:  258 
  • 32a Kawase Y. Yamaguchi S. Kondo S. Shimokawa K. Chem. Lett.  1978,  253 
  • 32b Yamaguchi S. Kondo S. Shimokawa K. Inoue O. Sannomiya M. Kawase Y. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1982,  55:  2500 
  • 33 Hosokawa T. Imada Y. Murahashi S. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1985,  58:  3282 
  • 34a Nickl J. Chem. Ber.  1958,  91:  553 
  • 34b Bigi F. Casiraghi G. Casnati G. Sartori G. Tetrahedron  1983,  39:  169 
  • For examples of regioselective elimination from styrene dibromide with other bases, see:
  • 35a Hehmlow EV. Schell HG. Chem. Ber.  1980,  113:  1 
  • 35b Chauvelier J. Ann. Chim.  1948,  3:  393 
  • 36 Ohgiya T. PhD Thesis   Keio University; Japan: 2005. 
  • 37 Nair V. Panicker SB. Augustine A. George TG. Thomas S. Vairamani M. Tetrahedron  2001,  57:  7417 
  • 38a Kopp B. Kubelka E. Reich C. Robin W. Kubelka W. Helv. Chim. Acta  1991,  74:  611 
  • 38b Junior P. Phytochemistry  1979,  18:  2054 
  • 39 Gissot A. Wagner A. Mioskowski C. Tetrahedron  2004,  60:  2807 
  • 40 Ohgiya T. Nishiyama S. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  6317 
  • 41 Yamaguchi S. Furihata K. Miyazawa M. Yokoyama H. Hirai Y. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  4787 
  • 42 Marco JA. Sanz-Cervera JF. Carda M. Lex J. Phytochemistry  1993,  34:  1549 
  • 43 Ito C. Itoigawa M. Katsuno S. Omura M. Tokuda H. Nishino H. Furukawa H. J. Nat. Prod.  2000,  63:  1218 
  • 44 Oh H. Shin H. Oh GS. Pae HO. Chai KY. Chung HT. Lee HS. Phytochemistry  2003,  64:  1113 
  • 45 Rieser MJ. Kozlowski JF. Wood KV. McLaughlin JL. Tetrahedron Lett.  1991,  32:  1137 
  • 46a Konno H. Hiura N. Makabe H. Abe M. Miyoshi H. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2004,  14:  629 
  • 46b Carda M. Rodríguez S. González F. Castillo E. Villanueva A. Marco JA. Eur. J. Org. Chem.  2002,  2649 
  • 46c Chandrasekhar M. Chandra KL. Singh VK. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  2773 
  • 46d Popsavin V. Grabez S. Popsavin M. Petrovic J. Carbohydr. Lett.  2000,  3:  411 
  • 46e Szlosek M. Franck X. Figadère B. Cavé A. J. Org. Chem.  1998,  63:  5169 
  • 46f Yoon SH. Moon HS. Kang SK. Bull. Korean Chem. Soc.  1998,  19:  1016 
  • 46g Cavé A. Chaboche C. Figadère B. Harmange JC. Laurens A. Peyrat JF. Pichon M. Szlosek M. Cotte-Lafitte J. Quéro AM. Eur. J. Med. Chem.  1997,  32:  617 
  • 46h Gypser A. Peterek M. Scharf HD. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1997,  1013 
  • 46i Rassu G. Pinna L. Spanu P. Zanardi F. Battistini L. Casiraghi G. J. Org. Chem.  1997,  62:  4513 
  • 46j Quayle P. Rahman S. Herbert J. Tetrahedron Lett.  1995,  36:  8087 
  • 46k van Aar MPM. Thijs L. Zwanenburg B. Tetrahedron  1995,  51:  11223 
  • 46l Yao Z. Zhang Y. Wu Y. Huaxue Xuebao  1992,  50:  901 
  • 47 Evidente A. Sparapano L. Fierro O. Bruno G. Motta A. J. Nat. Prod.  1999,  62:  253 
  • 48a Clough S. Raggatt ME. Simpson TJ. Willis CL. Whiting A. Wrigley SK. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2000,  2475 
  • 48b Kumar P. Naidu SV. Gupta P. J. Org. Chem.  2005,  70:  2843 
  • 49 Webb JA. Klijn JE. Hill PA. Bennett JL. Goroff NS. J. Org. Chem.  2004,  69:  660 
  • 50 Myers AG. Zheng B. Movassaghi M. J. Org. Chem.  1997,  62:  7507 
14

The ratio was determined by ¹H NMR integration.

27

The optical purity was determined from the 400-MHz ¹H NMR spectrum of the corresponding MTPA esters.