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Exploration of Palladium-Catalyzed Decarboxylative Allylic Alkylation of Lactams as a Key Step in the Total Syntheses of C-quaternary Indole Alkaloids

Applicant Liniger Marc
Number 148751
Funding scheme Early Postdoc.Mobility
Research institution California Institute of Technology Division of Chemistry & Chemical Engineering
Institution of higher education Institution abroad - IACH
Main discipline Organic Chemistry
Start/End 01.11.2013 - 31.03.2015
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All Disciplines (2)

Discipline
Organic Chemistry
Inorganic Chemistry

Keywords (5)

danuphylline; total synthesis; palladium-catalyzed allylic alkylation; alkaloids; leucomidine

Lay Summary (German)

Lead
Stickstoff-Heterozyklen sind verbreitet in Naturstoffen und pharmazeutischen Produkten zu finden. Unter den chrialen N-Heterozyklen, stellen die Alkaloide die grösste Naturstoffklasse dar. Obwohl synthetische Methoden zur Herstellung quarternärer Stereozentren in den letzten Jahrzehnten umfangreich erforscht wurden, bleibt deren effiziente Einführung eine Herausforderung bei der Totalsynthese von Naturstoffen.
Lay summary

Die Übergangsmetall-katalyiserte allylische Alkylierung gilt nebst anderen Methoden als überaus elegante Reaktion zur effizienten und stereoselektiven Einführung von quarternären Stereozentren. Die Gruppe von Prof. Stoltz berichtete im Jahre 2012 über die erste Palladium-katalysierte enantioselektive Enolat Alkylierung von Laktamen, welche die Darstellung von verschiedensten Cα-quarternären und Cα-tetrasubstituierten tertiären Laktamen in exzellenten Ausbeuten und Selektivitäten ermöglichte.

Dieses Forschungsprojekt hat zum Ziel jene erst kürzlich entwickelte Reaktion auf die Totalsynthesen von Cα-quarternären Alkaloiden anzuwenden. Die vorgeschlagenen Untersuchungen werden (falls erfolgreich) die Anwendbarkeit dieser Methode auf die Synthese von Alkaloiden mit komplexen Molekülgerüsten ausweiten, für welche bisher noch keine stereoselektive Synthese bekannt war.

 

Direct link to Lay Summary Last update: 17.09.2013

Responsible applicant and co-applicants

Publications

Publication
Sequential Ruthenium Catalysis for Olefin Isomerization and Oxidation: Application to the Synthesis of Unusual Amino Acids
Liniger Marc, Liu Yiyang, Stoltz Brian M. (2017), Sequential Ruthenium Catalysis for Olefin Isomerization and Oxidation: Application to the Synthesis of Unusual Amino Acids, in Journal of the American Chemical Society, 139(39), 13944-13949.
Total Synthesis and Characterization of 7-Hypoquinuclidonium Tetrafluoroborate and 7-Hypoquinuclidone BF 3 Complex
Liniger Marc, VanderVelde David G., Takase Michael K., Shahgholi Mona, Stoltz Brian M. (2016), Total Synthesis and Characterization of 7-Hypoquinuclidonium Tetrafluoroborate and 7-Hypoquinuclidone BF 3 Complex, in Journal of the American Chemical Society, 138(3), 969-974.
An Efficient Protocol for the Palladium-Catalyzed Asymmetric Decarboxylative Allylic Alkylation Using Low Palladium Concentrations and a Palladium(II) Precatalyst
Marziale Alexander N., Duquette Douglas C., Craig Robert A., Kim Kelly E., Liniger Marc, Numajiri Yoshitaka, Stoltz Brian M. (2015), An Efficient Protocol for the Palladium-Catalyzed Asymmetric Decarboxylative Allylic Alkylation Using Low Palladium Concentrations and a Palladium(II) Precatalyst, in Advanced Synthesis & Catalysis, 357(10), 2238-2245.
Formal total syntheses of classic natural product target molecules via palladium-catalyzed enantioselective alkylation
Liu Yiyang, Liniger Marc, McFadden Ryan M., Roizen Jenny L., Malette Jacquie, Reeves Corey M., Behenna Douglas C., Seto Masaki, Kim Jimin, Mohr Justin T., Virgil Scott C., Stoltz Brian M. (2014), Formal total syntheses of classic natural product target molecules via palladium-catalyzed enantioselective alkylation, in BEILSTEIN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, 10, 2501-2512.

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
SCS Fall Meeting 2014 Poster Catalytic Enantioselective Synthesis and Utility of α-Quaternary Lactams 11.09.2014 Zurich, Switzerland Liniger Marc;
Bayer Postdoc Workshop 2014 Poster Progress Toward the Total Syntheses of Leucomidines A-C and Beyond 24.05.2014 Parsippany NJ, United States of America Liniger Marc;


Abstract

The proposed research project aims at the application of palladium-catalyzed allylic alkylations of lactams to the total syntheses of indole alkaloids containing quaternary N-heterocycles. This recently developed methodology will give efficient access to enantiomerically pure 3,3-disubstituted piperidinones, which will serve as key fragments towards the first enantioselective total syntheses of leucomidines A-C and the novel pentacyclic core structure of danuphyllines.
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