Synthesis 2011(23): 3848-3858  
DOI: 10.1055/s-0031-1289570
PAPER
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

A Practical Synthesis of (-)-Kainic Acid

Satoshi Takita, Satoshi Yokoshima, Tohru Fukuyama*
Graduate School of Pharmaceutical Sciences, University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
Fax: +81(3)58028694; e-Mail: fukuyama@mol.f.u-tokyo.ac.jp;
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Received 25 August 2011
Publication Date:
20 October 2011 (online)

Abstract

A highly practical total synthesis of (-)-kainic acid has been accomplished. The synthesis features the stereoselective alkylation of an iodolactone intermediate efficiently prepared from (+)-carvone and introduction of carboxylic acid by hydrolysis of a nitrile accompanied by epimerization.

    References

  • 2 Murakami S. Takemoto T. Shimizu Z. J. Pharm. Soc. Jpn.  1953,  73:  1026 
  • 3a Impellizzeri G. Mangiafico S. Oriente G. Piatelli M. Sciuto S. Fattorusso E. Magno S. Santacroce C. Sica D. Phytochemistry  1975,  14:  1549 
  • 3b Balansard G. Gayte-Sorbier A. Cavalli C. Timond-David P. Gasquent M. Ann. Pharm. Fr.  1982,  40:  527 
  • 3c Balansard G. Pellegrini M. Cavalli C. Timon-David P. Gasquet M. Boudon G. Ann. Pharm. Fr.  1983,  41:  77 
  • 4a Maloney MG. Nat. Prod. Rep.  1998,  15:  205 
  • 4b Maloney MG. Nat. Prod. Rep.  1999,  16:  485 
  • 4c Maloney MG. Nat. Prod. Rep.  2002,  19:  597 
  • 4d Parsons AF. Tetrahedron  1996,  52:  4149 
  • 4e Hashimoto K. Shirahama H. J. Synth. Org. Chem. Jpn.  1989,  47:  212 
  • 5 Nitta I. Watase H. Tomiie Y. Nature (London)  1958,  181:  761 
  • 6a Hashimoto K. Shirahama H. Trends Org. Chem.  1991,  2:  1 
  • 6b Cantrell BE. Zimmerman DM. Monn JA. Kamboj RK. Hoo KH. Tizzano JP. Pullar IA. Farrell LN. Bleakman DJ. J. Med. Chem.  1996,  39:  3617 
  • 7 MacGeer EG. Olney JW. MacGeer PL. Kainic Acid as a Tool in Neurobiology   Raven; New York: 1978. 
  • 8 Sperk G. Prog. Neurobiol. (Oxford)  1994,  42:  1 
  • 9 Coyle JT. Schwarcz R. Nature (London)  1976,  263:  244 
  • For selected examples, see:
  • 11a Ueno Y. Tanaka K. Ueyanagi J. Nawa H. Sanno Y. Honjo M. Nakamori R. Sugawa T. Uchibayashi M. Osugi K. Tatsuoka S. Proc. Jpn. Acad.  1957,  33:  53 
  • 11b Oppolzer W. Thirring K. J. Am. Chem. Soc.  1982,  104:  4978 
  • 11c Takano S. Iwabuchi Y. Ogasawara K. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1988,  1204 
  • 11d Takano S. Sugihara T. Satoh S. Ogasawara K. J. Am. Chem. Soc.  1988,  110:  6467 
  • 11e Baldwin JE. Moloney MG. Parsons AF. Tetrahedron  1990,  46:  7263 
  • 11f Jeong N. Yoo S.-E. Lee SJ. Lee SH. Chung YK. Tetrahedron Lett.  1991,  32:  2137 
  • 11g Barco A. Benetti S. Pollimi GP. Spalluto G. Zanirato V. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1991,  390 
  • 11h Cooper J. Knight DW. Gallagher PT. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1992,  553 
  • 11i Takano S. Inomata K. Ogasawara K. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1992,  169 
  • 11j Hatakeyama S. Sugawara K. Takano S. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1993,  125 
  • 11k Yoo S.-E. Lee SH. J. Org. Chem.  1994,  59:  6968 
  • 11l Hanessian S. Ninkovic S. J. Org. Chem.  1996,  61:  5418 
  • 11m Nakada Y. Sugahara T. Ogasawara K. Tetrahedron Lett.  1997,  38:  857 
  • 11n Bachi MD. Melman A. J. Org. Chem.  1997,  62:  1896 
  • 11o Miyata O. Ozawa Y. Ninomiya I. Naito T. Synlett  1997,  275 
  • 11p Rubio A. Ezquerra J. Escribano A. Remuinan MJ. Vaquero JJ. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  2171 
  • 11q Cossy J. Cases M. Pardo DG. Tetrahedron Lett.  1999,  55:  6153 
  • 11r Campbell AD. Raynham TM. Taylor RJK. Chem. Commun.  1999,  245 
  • 11s Chevliakov MV. Montgomery J. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  11139 
  • 11t Miyata O. Ozawa Y. Ninomiya I. Naito T. Tetrahedron  2000,  56:  6199 
  • 11u Nakagawa H. Sugahara T. Ogasawara K. Org. Lett.  2000,  2:  3181 
  • 11v Xia Q. Ganem B. Org. Lett.  2001,  3:  485 
  • 11w Hirasawa H. Taniguchi T. Ogasawara K. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  7587 
  • 11x Clayden J. Menet CJ. Tchabanenko K. Tetrahedron  2002,  58:  4727 
  • 11y Martínez MM. Hoppe D. Eur. J. Org. Chem.  2005,  7:  1427 
  • 11z Anderson JC. O’Loughlin JMA. Tornos JA. Org. Biomol. Chem.  2005,  3:  2741 
  • (aa) Trost BM. Rudd MT. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  4763 
  • (ab) Scott ME. Lautens M. Org. Lett.  2005,  7:  3045 
  • (ac) Poisson J.-F. Orellana A. Greene AE. J. Org. Chem.  2005,  70:  10860 
  • (ad) Morita Y. Tokuyama H. Fukuyama T. Org. Lett.  2005,  7:  4337 
  • (ae) Sushil SK. Orellana A. Greene AE. Poisson J.-F. Org. Lett.  2006,  8:  5665 
  • (af) Jung YC. Yoon CH. Turos E. Yoo KS. Jung KW. J. Org. Chem.  2007,  72:  10114 
  • (ag) Chalker JM. Deng AYK. Cohen T. Org. Lett.  2007,  9:  3825 
  • (ah) Sakaguchi H. Tokuyama H. Fukuyama T. Org. Lett.  2007,  9:  1635 
  • (ai)  Tomooka K. Akiyama T. Man P. Suzuki M. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  6327 
  • (aj) Sakaguchi H. Tokuyama H. Fukuyama T. Org. Lett.  2008,  10:  1711 
  • (ak) Farwick A. Helmchen G. Org. Lett.  2010,  12:  1108 
  • (al) Kitamoto K. Sampei M. Nakayama Y. Sato T. Chida N. Org. Lett.  2010,  12:  5756 
  • (am) Farwick A. Engelhart JU. Tverskoy O. Welter C. Umlauf QA. Rominger F. Kerr WJ. Helmchen G. Adv. Synth. Catal.  2011,  353:  349 
  • (an) Kamon K. Irifune Y. Tanaka T. Yoshimitsu T. Org. Lett.  2011,  13:  2674 
  • 12a Tremblay J.-F. Chem. Eng. News  2000,  78(3):  14 
  • 12b Tremblay J.-F. Chem. Eng. News  2000,  78(6):  31 
  • 12c Tremblay J.-F. Chem. Eng. News  2001,  79(29):  19 
  • 13 Takita S. Yokoshima S. Fukuyama T. Org. Lett.  2011,  13:  2068 
  • 14a Lavallée J.-F. Spino C. Ruel R. Hogan KT. Deslongchamps P. Can. J. Chem.  1992,  70:  1406 
  • 14b González MA. Ghosh S. Rivas F. Fischer D. Theodorakis EA. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  5039 
  • 14c Mori K. Fukumatsu K. Liebigs Ann. Chem.  1992,  489 
  • 15a Kraus GA. Taschner MJ. J. Org. Chem.  1980,  45:  1175 
  • 15b Kraus GA. Roth B. J. Org. Chem.  1980,  45:  4825 
  • 15c Bal BS. Childers WE. Pinnick HW. Tetrahedron  1981,  37:  2091 
  • 16 Shioiri T. Ninomiya K. Yamada S. J. Am. Chem. Soc.  1972,  94:  6203 
  • 18a Chamberlin AR. Dezube M. Tetrahedron Lett.  1982,  23:  3055 
  • 18b Chamberlin AR. Dezube M. Reich SH. Sall DJ. J. Am. Chem. Soc.  1989,  111:  6247 
  • 19 Yamada S. Kasai Y. Shioiri T. Tetrahedron Lett.  1973,  14:  1595 
  • 21 Shono T. Matsumura Y. Tsubata K. Tetrahedron Lett.  1981,  22:  2411 
  • 22 Guirado A. Zapata A. Gómez JL. Trahalón L. Gálvez J. Tetrahedron  1999,  55:  9631 
1

Visiting researcher from KYORIN Pharmaceutical Co. Ltd.

10

For recent reviews, see: ref. 4.

17

The use of methyl or isopropyl bromoacetate as an alkylating reagent resulted in the concomitant alkylation of the product.

20

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