Synthesis 2012(2): 297-303  
DOI: 10.1055/s-0031-1289648
PAPER
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

A Concise and Diastereoselective Synthesis of Piperidine and Indolizidine Alkaloids via Aza-Prins Cyclization

Basi V. Subba Reddy*a, Dudhmal N. Chayaa, Jhillu S. Yadava, René Gréeb
a Discovery Laboratory, Division of Organic Chemistry, Indian Institute of Chemical Technology, Hyderabad 500 007, India
Fax: +91(40)27160512; e-Mail: basireddy@iict.res.in; e-Mail: bvsreddiict@gmail.com;
b Université de Rennes 1, Laboratoire SCR, CNRS UMR 6226, Avenue du Général Leclerc, 35042 Rennes Cedex, France
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Received 27 September 2011
Publication Date:
15 December 2011 (online)

Abstract

The synthesis of 2-substituted and 2,4-disubstituted piperidine alkaloids such as (±)-coniine, (±)-hydroxypipecolic acid, (±)-pipecolic acid, (±)-coniceine, and (±)-4-hydroxy-2-hydroxy­methyl piperidine have been accomplished in a highly diastereo­selective manner by employing aza-Prins cyclization as a key step to construct the piperidine core of these alkaloids.

    References and Notes

  • 1a Jones TH. Blum MS. In Alkaloids: Chemical and Biological Perspectives   Vol. 1:  Pelletier SW. Wiley; New York: 1983.  Chap. 2. p.33 
  • 1b Fodor GB. Colasanti B. In Alkaloids: Chemical and Biological Perspectives   Vol. 3:  Pelletier SW. Wiley; New York: 1985.  Chap. 1. p.1-90  
  • 1c Schneider MJ. In Alkaloids: Chemical and Biological Perspectives   Vol. 10:  Pelletier SW. Wiley; New York: 1986.  Chap. 3. p.155 
  • 1d Trunz GM. Findlay JA. In The Alkaloids   Brossi A. Academic; London: 1985.  Chap. 3. p.89 
  • 1e Numata A. Ibuka I. In The Alkaloids   Vol. 31:  Brossi A. Academic; New York: 1987.  p.193 
  • 1f Angle RS. Breitenbucher JG. Studies in Natural Products Chemistry, In Stereoselective Synthesis (Part J)   Vol. 16:  . Elsevier; Amsterdam: 1995.  p.453 
  • 1g Gershwin ME. Terr A. Clin. Rev. Allergy Immunol.  1996,  14:  241 
  • 1h Micel KH. Sandberg F. Haglid F. Norin T. Acta Pharm. Suec.  1967,  4:  97 
  • 1i Micel KH. Sandberg F. Haglid F. Norin T. Chan RPK. Craig JC. Acta Chem. Scand.  1969,  23:  3479 
  • 1j Kallstrom S. Leino R. Bioorg. Med. Chem.  2008,  16:  601 
  • 2a Wenzel B. Sorger D. Heinitz K. Scheunemann M. Schliebs R. Steinbach J. Sabri O. Eur. J. Med. Chem.  2005,  40:  1197 
  • 2b Guzikowski AP. Tamiz AP. Acosta-Burruel M. Hong-Bae S. Cai SX. Hawkinson JE. Keana JF. Kesten SR. Shipp CT. Tran M. Whittermore ER. Woodward RM. Wright JL. Zhou ZL. J. Med. Chem.  2000,  43:  984 ; and references cited therein
  • 2c Watson AA. Fleet GWJ. Asano N. Molyneux RJ. Nash RJ. Phytochemistry  2001,  56:  265 
  • 2d Daly JW. Spande TF. Garraffo HM. J. Nat. Prod.  2005,  68:  1556 
  • 2e Asano N. Curr. Top. Med. Chem.  2003,  3:  471 
  • 2f Howard N. Abell C. Blakemore W. Chessari G. Congreve M. Howard S. Jhoti H. Murray CW. Seavers LCA. Van Montfort RLM. J. Med. Chem.  2006,  49:  1346 
  • 2g Zhou Y. Gregor VE. Ayida BK. Winters GC. Sun Z. Murphy D. Haley G. Bailey D. Froelich JM. Fish S. Webber SE. Hermann T. Wall D. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2007,  17:  1206 
  • 2h Baliah V. Jeyaraman R. Chandrasekaran L. Chem. Rev.  1983,  83:  379 
  • 2i Horton DA. Bourne GT. Smythe ML. Chem. Rev.  2003,  103:  893 
  • 2j Michael JP. Nat. Prod. Rep.  2008,  25:  139 
  • For reviews, see:
  • 2k Peters R. Jautze S. Synthesis  2010,  365 
  • 2l Hiemstra H. Marcelli T. Synthesis  2010,  1229 
  • 2m Huang Y. Domling A. Synthesis  2010,  2859 
  • 3a Felpin FX. Lebreton J. Eur. J. Org. Chem.  2003,  3693 
  • 3b Couty F. Amino Acids  1999,  16:  297 
  • 3c Buffat MGP. Tetrahedron  2004,  60:  1701 ; and references therein
  • 3d Speckamp WN. Hiemstra H. Tetrahedron  1985,  41:  4367 
  • 3e Shipman M. Clarkson GJ. Wynne E. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  250 
  • 3f Bailey PD. Millwood PA. Smith PD. Chem. Commun.  1998,  633 
  • 3g Cortez GA. Schrock RR. Hoveyda AH. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  4534 
  • 3h Watson PS. Jiang B. Scott B. Org. Lett.  2000,  2:  3679 
  • 4a Carballo RM. Ramirez MA. Rodriguez ML. Martin VS. Padron JI. Org. Lett.  2006,  8:  3837 
  • 4b Kishi Y. Nagura H. Inagi S. Fuchigami T. Chem. Commun.  2008,  3876 
  • 5a Yadav JS. Reddy BVS. Chaya DN. Kumar GGKSN. Naresh P. Aravind S. Kunwar AC. Madavi C. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  3330 
  • 5b Yadav JS. Reddy BVS. Chaya DN. Kumar GGKSN. Naresh P. Jagadeesh B. Tetrahedron Lett.  2009,  50:  1799 
  • 6a Guerrier L. Royer J. Grierson DS. Husson H. J. Am. Chem. Soc.  1983,  105:  7754 
  • 6b Moody CJ. Lightfoot AP. Gallagher PT. J. Org. Chem.  1997,  62:  746 
  • 6c Klegraf E. Follmann M. Schollmeyer D. Kunz H. Eur. J. Org. Chem.  2004,  3346 
  • 6d Airiau E. Girard N. Pizzeti M. Salvadori J. Taddei M. Mann A. J. Org. Chem.  2010,  75:  8670 
  • 7a Chattopadhyay SK. Biswas T. Biswas T. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  1365 
  • 7b Vink MKS. Schortinghuis CA. Luten J. van Maarseveen JH. Schoemaker HE. Hiemstra H. Rutjes FPJT. J. Org. Chem.  2002,  67:  7869 
  • 7c Rutjes FPJT. Veerman JJN. Meester WJN. Hiemstra H. Schoemaker HE. Eur. J. Org. Chem.  1999,  1127 
  • 8a Lemire A. Charette AB. J. Org. Chem.  2010,  75:  2077 
  • 8b Fadel A. Lahrache N. J. Org. Chem.  2007,  72:  1780 
  • 9a Sibi MP. Christensen JW. J. Org. Chem.  1999,  64:  6434 
  • 9b Wilson SR. Sawicki RA. J. Org. Chem.  1979,  44:  330 
  • 9c Hart DJ. Tsai Y.-M. Choi J.-K. Burnett DA. J. Am. Chem. Soc.  1984,  106:  8201 
  • 10 For the data of compound E, see: Takahata H. Banba Y. Ouchi H. Nemoto H. Kato A. Adachi I. J. Org. Chem.  2003,  68:  3603 
  • 11a Lebrun S. Couture A. Deniau E. Grandclaudon P. Tetrahedron: Asymmetry  2008,  19:  1245 
  • 11b Vetter J. Food Chem. Toxicol.  2004,  42:  1373 
  • 11c Reynolds TR. Phytochemistry  2005,  66:  1399 
  • 12 Davis FA. Song M. Augustine A. J. Org. Chem.  2006,  71:  2779 
  • 13 Lu Z.-H. Zhou W.-S. Tetrahedron  1993,  49:  4659 
  • 14a Lamarre D. Croteau G. Bourgon L. Thibeault D. Wardrop E. Clouette C. Vaillancourt M. Cohen E. Pargellis C. Yoakim C. Anderson P. Antimicrob. Agents Chemother.  1997,  41:  965 
  • 14b Anderson PC, Soucy F, Yoakim C, Lavallee P, and Beaulieu PL. inventors; US Patent 5 614  533.  ; Chem. Abstr. 1997, 2131185
  • 14c Wu WJ. Raleigh DP. J. Org. Chem.  1998,  63:  6689 
  • 14d Cowell SM. Lee YS. Cain JP. Hurby VJ. Curr. Med. Chem.  2004,  11:  2785 
  • 15a Komoto T, Yano K, Ono J, Okawa J, and Nakajima T. inventors; JP Patent  61035788. 
  • 15b Takemoto Y. Ueda S. Takeuchi J. Nakmoto T. Iwata C. Tetrahedron Lett.  1994,  35:  8821 
  • 16a Beaulieu PL. Lavallee P. Abraham A. Anderson PC. Boucher C. Bousquet Y. Duceppe J. Gillard J. Gorys V. Grand-Maitre C. Grenier L. Guindon Y. Guse I. Plamondon L. Soucy F. Valois S. Wernic D. Yoakim C. J. Org. Chem.  1997,  62:  3440 
  • 16b Anderson PC, Souey F, Yoakim C, Lavallee P, and Beaulieu PL. inventors; US Patent  5.545.640. 
  • 17a Liang N. Datta A. J. Org. Chem.  2005,  70:  10182 
  • 17b Nair LG. Saksena A. Lovey R. Sannigrahi M. Wong J. Kong J. Fu X. Girijavallabhan V. J. Org. Chem.  2010,  75:  1285 
  • 17c Confalonieri G. Marrotta E. Rama F. Righi P. Rosini G. Serra R. Venturelli F. Tetrahedron  1994,  50:  3235 
  • 18a Morrison RI. Biochem. J.  1953,  53:  474 
  • 18b Pastuszak I. Molyneux RJ. James LF. Elbein AD. Biochemistry  1990,  29:  1886 
  • 19 Portoghese PS. Pazdernik TL. Kuhn WL. Hite G. Shafiee A. J. Med. Chem.  1968,  11:  12 
  • 20a Tanaka H. Kuroda A. Marusawa H. Hatanaka H. Kino T. Goto T. Hashimoto M. Taga T. J. Am. Chem. Soc.  1987,  109:  5031 
  • 20b Ireland RE. Gleason JL. Gegnas LD. Highsmith TK. J. Org. Chem.  1996,  61:  6856 
  • 21a Swindells DCN. White PS. Findlay JA. Can. J. Chem.  1978,  56:  2491 
  • 21b Smith AB. Condon SM. McCauley JA. Leazer JL. Jr. Leahy JW. Maleczka RE. Jr. J. Am. Chem. Soc.  1997,  119:  962 
  • 22 Pastuszak I. Molyneux RJ. James LF. Elbein AD. Biochemistry  1990,  29:  1886 
  • 23 Skiles JW. Giannousis PP. Fales KR. Bioorg. Med. Chem. Lett.  1996,  6:  963 
  • 24a Michael JP. Nat. Prod. Rep.  2005,  22:  603 
  • 24b Erspamer V. Melchiorri P. Trends Pharmacol. Sci.  1980,  1:  391 
  • 24c Aronstam RS. Daly JW. Spande TF. Narayanan TK. Albuquerque EX. Neurochem. Res.  1986,  11:  1227 
  • 25a Xiaotao P. Dawei M. J. Org. Chem.  2003,  68:  4400 
  • 25b Padwa A. Harris JM. J. Org. Chem.  2003,  68:  4371 
  • 26 Baskaran S. Kumar GDK. J. Org. Chem.  2005,  70:  4520