ALEXANDRE SARDELLI GUAREZEMINI
ESTUDOS VISANDO A SÍNTESE TOTAL DA
ISODOLASTATINA H
Dissertação apresentada à Universidade Federal de São Paulo para obtenção do título de Mestre em Ciências.
ALEXANDRE SARDELLI GUAREZEMINI
ESTUDOS VISANDO A SÍNTESE TOTAL DA
ISODOLASTATINA H
Dissertação apresentada à Universidade Federal de São Paulo para obtenção do título de Mestre em Ciências.
Orientador: Hélio Alexandre Stefani
Guarezemini, Alexandre Sardelli
Estudos visando a síntese total da Isodolastatina H
Alexandre Sardelli Guarezemini. - São Paulo, 2008. x, 97f.
Tese (Mestrado) - Universidade Federal de São Paulo. Escola Paulista de Medicina. Programa de Pós-graduação em Biologia Molecular.
Título em inglês: Study towards to total synthesis of Isodolastatin H.
1. Isodolastatina 2. Síntese orgânica. 3. β-hidróxi-γ-aminoácidos. 4. Organotrifluoroboratos
Agradecimentos ... ii
Lista de Abreviaturas ... v
Resumo ... ix
Abstract ... x
CAPÍTULO I 1. Introdução ... 02
CAPÍTULO II 2. Dolastatina 10: Sínteses Totais ... 07
2.1. Síntese de Pettit e colaboradores ... 08
2.2. Síntese de Koga e colaboradores ... 12
2.3. Síntese de Shiori‐Hamada e colaboradores ... 14
2.4. Objetivos ... 16
CAPÍTULO III 3. Retrossíntese da Isodolastatina H ... 19
3.1. Retrossíntese do Fragmento 1 ... 19
3.2. Retrossíntese do Fragmento 2 ... 21
4. Discussão dos Resultados ... 24
4.1. Fragmento 1 ... 24
4.1.1. (L)‐3‐Fenil‐1,2‐propanodiol (Ppd) (45) ... 24
4.1.2. Síntese do N‐Boc‐(2R,3R,4S)‐dolaproína (Dap‐19) ... 27
4.1.3. Junção PPD + DAP = Fragmento 1 (44) ... 34
4.2. Fragmento 2 ... 35
4.2.1. Ácido (3R,4S,5S)‐3‐metóxi‐5‐metil‐4‐(metilamino)heptanóico ... (53) ... 35
4.3. Planos futuros ... 40
4.3.1. Dipeptídeo L‐isoleucina + L‐N,N’‐dimetil‐(L)‐valina (52) ... 40
4.3.2. Acoplamento do dipeptídeo Dov‐Ile + Dil = Fragmento 2 (43) ... 42
4.4. Acoplamento dos Fragmentos 1 e 2: Isodolastatina H (5) ... 43
CAPÍTULO V 5. Conclusão e Perspectivas Futuras ... 45
CAPÍTULO VI 6. Procedimentos Experimentais ... 47
6.1. Ácido (S)‐2‐hidróxi‐3‐fenilpropanóico (45)... 48
6.2. (S)‐3‐Fenilpropano‐1,2‐diol (48) ... 48
6.3. (S)‐1‐(tert‐Butildifenilsilil)‐3‐fenilpropan‐2‐ol (57) ... 49
6.4. Ácido (S)‐1‐(tert‐butoxicarbonil)‐2‐pirrolidínico (59) ... 50
6.5. Carbamato de (S)‐tert‐butil 2‐(hidroximetil)‐1‐pirrolidina (60) ... 50
(68a) ... 52
6.9. (1R,7aS)‐1‐[(S)‐but‐3‐em‐2‐il]‐tetrahidropirrolo[1,2‐c]oxazol‐3(1H)‐ona (71) ... 53
6.10. Carbamato de (S)‐tert‐butil 2‐[(1R,2S)‐1‐metóxi‐2‐metilbut‐3‐enil]‐1‐ pirrolidina (67) ... 54
6.11. Ácido (2R,3R)‐3‐[(S)‐1‐(tert‐butoxicarbonil)pirrolidin‐2‐il]‐3‐metóxi‐2‐ metilpropanóico (54) ... 54
6.12. Carbamato de (S)‐tert‐butil 2‐[(1R,2R)‐3‐((S)‐1‐(tert‐butildifenilsilil)‐3‐ fenilpropan‐2‐iloxi)‐1‐metóxi‐2‐metil‐3‐oxopropil]‐1‐pirrolidina (44) ... 55
6.13. (2S,3S)‐2‐Amino‐3‐metilpentan‐1‐ol (70) ... 56
6.14. Carbamato de tert‐butil (2S,3S)‐1‐hidroxi‐3‐metilpentan‐2‐ila (72) ... 56
6.15. Carbamato de tert‐butil (2S,3S)‐3‐metil‐1‐oxopentan‐2‐ila (73) ... 57
6.16. Aliltrifluoroborato de potássio (56) ... 57
6.17. Carbamato de tert‐butil (4S,5S)‐3‐hidroxi‐5‐metilhept‐1‐en‐4‐ila (76) ... 58
6.18. (4S,5R)‐5‐alil‐4‐[(R)‐sec‐butil]oxazolidin‐2‐ona (77) ... 59
6.19. Metil carbamato de tert‐butil (3S,4S,5S)‐3‐metóxi‐5‐metilhept‐1‐en‐4‐ila (78) . 59 6.20. Ácido (3S,4S,5S)‐4‐[tert‐butoxicarbonil(metil)amino]‐3‐metóxi‐5‐metilhepta‐ nóico (53) ... 60
6.21. Ácido (S)‐2‐(dimetilamino)‐3‐metilbutanóico (10) ... 61
6.22. (2R,3R)‐Metil 2‐amino‐3‐metilpentanoato (11) ... 61
CAPÍTULO VII 7. Referências Bibliográficas ... 64
Espectros Selecionados ... 70
Trabalhos Publicados ... 85
Súmula Curricular ... 90
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA
“A minha esposa Edna por todo amor, carinho e compreensão”.
“A meus filhos Filipe, Augusto, André e Ana Elisa”.
Ao Prof. Hélio A. Stefani, pela orientação e dedicação prestada, pela paciência e confiança e, principalmente, pela grande amizade.
Ao Prof. João V. Comasseto, pelo apoio e liberação para o desenvolvimento deste trabalho.
Ao Prof. Nicola Petragnani, pela convivência agradável durante todos estes anos.
Aos professores do Curso de Pós-graduação em Biologia Molecular pelos conhecimentos transmitidos.
Ao Departamento de Biologia Molecular, em especial à Patrícia por toda ajuda.
Aos meus colegas de laboratório pela parceria e principalmente pela amizade.
Aos amigos do laboratório do Prof. Comasseto pela amizade e companheirismo durante a realização desse trabalho.
Ao amigo Rodrigo pela ajuda durante a realização deste trabalho.
“O poeta e o músico tiveram o seu nome escrito na História, mas ninguém recorda quem foram os seus mestres.
No entanto, há uma beleza imensa nesse passar despercebido, nesse ter rasgado as mãos ao trabalhar nos escuros
alicerces de um mundo melhor. Uma beleza que só é apreciada pelas grandes sensibilidades, como são as
daquelas pessoas que se dedicaram de corpo e alma à educação”.
BF3 . Et2O trifluorborano eterato
Bn benzil
BOP hexafluorofosfato de benzotriazol‐(N‐oxitrisdimetilamino)‐fosfônio
Bop‐Cl cloreto de bis‐(2‐oxo‐3‐oxazolidinila)‐fosfínico (Boc)2O dicarbonato de di‐tert‐butila
B(OMe)3 trimetil borato
B(OiPr)3 triisopropil borato
n‐Bu n‐butila t‐Bu tert‐butila
n‐Bu4NI iodeto de tetrabutilamônio n‐BuLi n‐butil lítio
t
BuOK tert‐butóxido de potássio
Bu2BOTf dibutil‐(trifluorometilsulfoniloxi)‐borana
CCl4 tetracloreto de carbono
CG‐MS cromatografia gasosa acoplado a espectrometria de massas CH2Cl2 diclorometano
CH3CN acetonitrila
CH3I iodeto de metila
CH2N2 cianamida
CH2O formaldeído
CDI N,N‐carbonildiimidazol CSA ácido 10‐canforsulfônico
d dupleto
DCC diciclohexilcarbodiimida
dd duplo dupleto
DMAP 4‐(dimetilamino)piridina
DMSO dimetilsulfóxido
DME etilenoglicol dimetil éter
DMF N,N‐dimetilformamida
dt duplo tripleto
EDCI hidrocloreto de N‐(3‐dimetilaminopropil)‐N’‐etilcarbodiimida
Et etila
Et2O dietil éter
EtOH álcool etílico Et3N trietilamina
g gramas
HCl ácido clorídrico
HF ácido flurídrico
HMPA hexametilfosforamida
HRESIMS espectromeria de massa com ionização por elétron‐spray de alta resolução
H2SO4 ácido sulfúrico
Hz hertz
IV infravermelho
J constante de acoplamento (Hz) K2CO3 carbonato de potássio
KHF2 hidrogenodifluoreto de potássio
LiAlH4 hidreto de lítio e alumínio
LiOH hidróxido de lítio LHMDS lítio hexametildisilazida
LRMS low resolution mass spectrometry (espectrometria de massa de baixa resolução)
m multipleto
Me metila
MgBr2 brometo de magnésio
mL miligrama
MnO2 dióxido de manganês
m/z (int.rel.) relação massa carga (intensidade relativa) NaBH4 borohidreto de sódio
NaH hidreto de sódio NaIO4 periodato de sódio
NH4OH hidróxido de amônio
NaNO3 nitrito de sódio
NMM N‐metilmorfolina
Pd paládio
Pd/C paládio / carbono p.f. ponto de fusão
Ph fenila
Ph3P trifenilfosfina
ppm partes por milhão
RMN 1H ressonância magnética nuclear de hidrogênio
RMN13C ressonância magnética nuclear de carbono treze RuO2 dióxido de rutênio
s aingleto
sex sexteto
SiO2 dióxido de silício
SOCl2 cloreto de tionila
t tripleto
t.a. temperatura ambiente
TBDPS tert‐butildifenilsilano
TBHP hidroperóxido de tert‐butila TFA ácido trifluoroacético
THF tetraidrofurano
δ deslocamento químico
o
Resumo
Título: Estudos Visando a Síntese Total da Isodolastatina H
Autor: Alexandre Sardelli Guarezemini
Orientador: Prof. Dr. Hélio Alexandre Stefani
Palavras‐Chave: Isodolastatina H, síntese orgânica, β‐hidróxi‐γ‐aminoácidos, organotrifluoroboratos
Nesta dissertação, são descritos os estudos visando a síntese total da isodolastatina H, um éster peptídico natural da família das dolastatinas com grande atividade citotóxica.
N
H N O
N O
Me OMe N
O OMe O O Me
Me
Dov Ile Dil Dap Ppd
OH
Isodolastatina H
O diferencial nesta síntese sobre as outras, foi a construção das unidades γ‐aminoácidos Dil e Dap, que foram obtidas via reação de adição de sais de crotil e aliltrifluoroboratos a
L‐prolinal e L‐valinal, respectivamente. Os fragmentos foram posteriormente unidos por
Abstract
Title: Study Towards to Total Synthesis of Isodolastatin H
Author: Alexandre Sardelli Guarezemini
Advisor: Prof. Dr. Hélio Alexandre Stefani
Key Words: Isodolastatin H, organic synthesis, β‐hydroxy‐γ‐aminoacids, organotrifluoroborates
This dissertation, are described the study towards to total synthesis of isodolastatin H, a natural peptide ester of dolastatin family with great citotoxicity activity.
N
H N
O
N O
Me OMe N
O OMe O
O Me
Me
Dov Ile Dil Dap Ppd
OH
Isodolastatin H
1. Introdução
As dolastatinas são uma classe de peptídeos, de grande atividade citotóxica, que derivam originalmente de um molusco encontrado no Oceano Indíco, o molusco
Dolabella auricularia.1 De vários compostos desta classe, a dolastina 10 (1) e a dolastatina
15 (2) (Figura 1), têm recebido maior interesse clínico. A dolastatina 10 se encontra em fase II de experimento clínico nos Estados Unidos, após demonstrar significante atividade antitumoral em modelos pré‐clínicos.2
N O H N O N OMe N O OMeO H N N S
Dolastatina 10 (1)
N O H N O N O N N O O O N O O O Dolastatina 15 (2)
Figura 1. Dolastatina 10 (1) e dolastatina 15 (2)
O baixo rendimento dos metabólitos extraídos a partir da D. auricularia, sendo alguns destes as dolastatinas, sugerem que na realidade este molusco não é o responsável pela síntese destes compostos. Além disto, evidenciou‐se que muitos metabólitos originalmente isolados a partir de moluscos são provenientes de sua dieta. A dolastatina 12 (3) e alguns análogos da lingbiastatina 1 (4) (Figura 2) foram isolados a partir de coleções de cianobactérias Lyngbya majuscula e Schizothrix calcicola.3 Alguns
1 (a) Pettit, G. R.; Kamano, Y.; Herald, C. L.; Fujii, Y.; Kizu, H.; Boyd, M. R.; Boettner, F. E.;
Doubek, D. L.; Schimdt, J. M.; Chapuis, J.-C; Michel, C. Tetrahedron1993, 49, 9151. (b) Pettit, G.
R. J. Nat. Prod. 1996, 59, 812. (c) Pettit, G. R. In Progress in the Chemistry of Organic Natural Products; Herz, W.; Kirby, G. W.; Moore, R. E.; Steglich, W.; Tamm, C., Eds.; Springer-Verlag:
Viena, New York, 1997: Vol. 70, pp1-79.
2 Pocet, J.
Curr. Pharm. Des.1999, 5, 139.
3 Harrigan, G. G.; Yoshida, W. Y.; Moore, R. E.; Nagle, D. G.; Park, P. U.; Biggs, J.; Paul, V. J.;
grupos de pesquisa4 demonstraram que alguns metabólitos (algumas dolastatinas e outros compostos) obtidos a partir da D. auricularia são de origem cianobacteriana.
Figura 2. Dolastatina 12 (3) e lingbiastatina 1 (4)
Nestes trabalhos, estes metabólitos foram isolados principalmente da
Symploca hydnoides (Oscillatoriaceae), uma cianobactéria marinha de larga distribuição, incluindo os Oceanos Índico,5 Pacífico,6 Atlântico,7 e o Mar do Caribe,8 que foi a principal fonte dos metabólitos isolados (Figura 3). Cianobactérias são fontes especialmente ricas de compostos bioativos. Estes compostos possuem grande atividades antifúngicas, antibacteriais, antitumorais e compostos com efeitos inibitórios de proteases. Relatos recentes de seus constituintes químicos incluem análogos das dolastatinas 10,2 a 13.8
4 (a) Harrigan, G. G.; Luesch, H.; Yoshida, W. Y.; Moore, R. E.; Nagle, D. G.; Paul, V. J.
J. Nat. Prod.1999, 62, 655. (b) Luesch, H.; Yoshida, W. Y.; Moore, R. E.; Paul, V. J. J. Nat. Prod.1999, 62, 1702. (c) Mitchell, S. S.; Faulkner, D. J.; Rubins, K.; Bushman, F.D. J. Nat. Prod. 2000, 63,
279. (d) Luesch, H.; Yoshida, W. Y.; Moore, R. E.; Paul, V. J.; Mooberry, S. L. J. Nat. Prod.2000,
63, 611.
5 Desikachary, T. V. Cyanophyta; Indian Council of Agricultural Research: New Delhi, 1959; p.335. 6 (a) Harrigan, G. G.; Luesch, H.; Yoshida, W. Y.; Moore, R. E.; Nagle, D. G.; Paul, V. J.; Mooberry,
S. L.; Corbett, T. H.; Valeriote, F. A. J. Nat. Prod. 1998, 61, 1075. (b) Martinez, M. R. A Cheklist of Blue-green Algae of the Philippines, University of the Philippines los Baños: Laguna, 1984; p 85.
(c) Sammarco, P. W. Mar. Ecol. (Prog. Ser.) 1983, 13, 1. (d) Kashiwagi, M.; Mynderse, J. S.;
Moore, R. E.; Norton, T. R. J. Pharm. Sci. 1980, 69, 735.
7 Donze, M.
Blumea1968, 16, 159.
8 Robles-Centeno, P. O.; Ballantine, D. L.; Gerwick, W. H.
Figura 3. Symploca hydnoides
A isodolastatina H9 (5), (Figura 4), é um éster peptídico altamente citotóxico, foi isolada com rendimento de 9 x 10‐7 % em peso, de uma amostra de Dolabella auricularia, um molusco marinho japonês, mostrando valores de IC50 de 0,3‐0,7 nM (0,2‐
0,5 ng/mL) contra linhagens de células P388 (leucemia).
(S)
N
H N
O
(R) (R)
N O
(S)
Me
(R) (S)
OMe N
O
(S) (R)
OMe
(R)
O O (S) Me
Me
Dov Ile Dil Dap Ppd
OH
Figura 4. Isodolastatina H (5)
A estrutura da isodolastatina H (5) foi elucidada através de análises espectroscópicas, incluindo RMN e HRESIMS. Foi determinado que a isodolastatina H (5) tem forma molecular C41H70N4O8 (m/z 747.5272) e é constituída pelos seguintes
fragmentos: 3‐fenil‐1,2‐propanodiol (Ppd), dolaproína (Dap), ácido 3‐metóxi‐5‐metil‐4‐ (metil‐amino)heptanóico (Dil), isoleucina (Ile) e N,N‐dimetilvalina (Dov). Os resíduos Ile e
9 Horgen, F. D.; Kazmierski, E. B.; Westenburg, H. E.; Yoshida, W. Y.; Scheuer, P. J.
J. Nat. Prod.
Dov, são originários de α‐aminoácidos e os resíduos Dap e Dil, originários de γ‐ aminoácidos.
Como pôde ser visto anteriormente, as dolastatinas têm em sua estrutura alguns fragmentos bastante similares, sendo que a diferença em algumas delas é exatamente a troca por outro aminoácido, logo, a síntese dos fragmentos na preparação dos di‐, tri‐ e tetrapedptídeos é realizada da mesma forma. O grande diferencial das sínteses das dolastatinas é exatamente a unidade β‐hidróxi‐γ‐aminoácido. Devido à grande importância destes fragmentos e a dificuldade na construção de seus centros quirais, faz com que exista um grande esforço na busca pela síntese dessas unidades.
2. Dolastatina 10: Sínteses Totais
A dolastatina 1 , Figura , é um peptídeo linear que contém
aminoácidos não‐naturais e que apresenta uma grande atividade antitumoral. Foi extraída de uma espécie do gênero Symploca e encontra‐se em fase )) de experimento clínico nos Estados Unidos como uma droga anticâncer. Devido a sua importância química, biológica e clínica, extensivos estudos sobre a síntese total de 1 e sua
estrutura, assim como atividades relacionadas de seus análogos sintéticos b, têm
sido desenvolvidos.
Devido à grande semelhança nas estruturas das dolastatinas, pretende‐se discutir três sínteses totais da dolastatina 1 , dando ênfase à síntese da unidade γ‐
aminoácido, objeto principal deste estudo. A primeira síntese foi descrita por Pettit e colaboradores, posteriormente por Koga e colaboradores, seguido pela síntese total de Shioiri‐(amada.
Para facilitar a descrição das sínteses, a dolastatina 1 será dividida
nos seguintes fragmentos: L ‐dolafenina Doe‐6 , R, R, S ‐dolaproína Dap‐7 , R, S, S ‐dolaisoleucina Dil‐8 , L ‐valina Val‐9 e L ‐dolavalina Dov‐10
conforme indicado na Figura .
10 Pettit, G. R.; Kamano, Y.; Herald, C. L.; Tuinman, A. A; Boettner, F. E.; Kizu, H.; Schimdt, J. M.;
Baczynskyj, L.; Tomer, K. B.; Bontems, R. J. J. Am. Chem. Soc.1987, 109, 6883-6885.
11 Luesch, H.; Moore, R. E.; Paul, V. J.; Mooberry, S. L.; Corbett, T. H.
J. Nat. Prod. 2001, 64,
907-910.
12 (a) Zampella, A.; Sorgente, M.; D’Auria, M. V.
Tetrahedron: Asymm. 2002, 13, 681-685. (b)
Hayashi, K.; Hamada, Y.; Shiori, T. Tetrahedron1993, 49, 1913-1924. (c) Hayashi, K.; Hamada,
Y.; Shiori, T. Tetrahedron Lett. 1991, 32, 931-934. (d) Hayashi, K.; Hamada, Y.; Shiori, T. Tetrahedron Lett.1991, 32, 7287-7290.
13 (a) Pettit, G. R.; Singh, S. B.; Hogan, F.; Burkett, D. D.
J. Med. Chem.1990, 33, 3132-3133. (b)
Pettit, G. R.; Srinangam, J. K.; Herald, D. L.; Hamel, E. J. J. Org. Chem. 1994, 59, 6127-6130.
14 Pettit, G. R.; Singh, S. B.; Hogan, F.; Loyd-Williams, P.; Herald, D. L.; Burkett, D. D.; Clewlow, P.
J. J. Am. Chem. Soc.1989, 111, 5463.
15 Tomioka, K.; Kanai, M.; Koga, K.
Tetrahedron Lett.1991, 32, 2395.
16 Hayashi, K.; Hamada, Y.; Shiori, T.
N
H N
O
N O
Me OMe
N
O OMe O
H N
Me
Me
Dov Val Dil Dap
N S
Doe Figura 5. Dolastatina 10 e seus fragmentos
2.1. Síntese de Pettit e colaboradores
O primeiro trabalho que relata o isolamento da dolastatina foi realizado por Pettit em , sendo o mesmo, o primeiro a sintetizá‐la. Sua síntese foi iniciada sobre o fragmento R, S, S ‐Dil‐8. A primeira etapa da síntese deste
fragmento foi através da L ‐isoleucina 11 . Este α‐aminoácido foi N‐metilado, e o
substrato foi submetido a uma redução seguida por uma oxidação, o que gerou o isoleucinal 12 correspondente Esquema . Foi realizada então uma reação
aldólica com o enolato de lítio, gerado a partir do acetato de tert‐butila, fornecendo os
álcoois isoméricos 13a,b em uma mistura . : [ S, S S : R, S, S ]. O álcool‐β
isômero R 13b foi submetido a uma metilação e tratado com (Cl em éter etílico
para fornecer o composto 14 .
17 Pettit, G. R.; Kamano, Y.; Herald, C. L.; Tuinman, A. A.; Boettner, F. E.; Kizu, H.; Schimdt, J. M.;
OLi
O-But
NH2 O
OH
1. NaH / CH3I 2. B2H6 / THF
95%
3. DMSO / SO3-Py
78% HN O H Me 11 12 HN OH Me
OtBu
O
13a (3S,4S,5S) 23%
13b (3R,4S,5S) 33%
1. CH2N2 / BF3. Et2O 67%
2. Pd/C, H2 63% 3. HCl / Et2O quant.
H2N OMe
Me
14
OtBu
O Cl separação por cromatografia HN OH Me
OtBu
O
13b
Esquema 1. Síntese do γ-aminoácido (3R,4S,5S)-Dil-8
A síntese do fragmento Dap‐7 foi iniciada pela redução da Boc‐(L)‐prolina 15 , seguida pela oxidação, obtendo assim o Boc‐(L)‐prolinal 16 Esquema . A
condensação aldólica de 16 com o enolato quiral derivado do S ‐propionilóxi‐ , , ‐
trifeniletanol forneceu o S, ’S, ’R ‐isômero‐17 como produto principal. O
tratamento de 17 com BF • Et O‐diazometano forneceu ’R ‐metil éter 18 . O
composto 18 foi tratado com tert‐butóxido de potássio em T(F a ‐ oC para que
ocorresse a epimerização do ’S ‐metil grupo para o epímero ’R ‐metil. Após a
epimerização, o composto sofreu uma hidrogenólise do éster benzílico, fornecendo a
N‐Boc‐ S, ’R, ’R ‐dolaproína 19 .
O OLi
THF / MgBr2, -95ºC 47%
Ph
Ph Ph
1. tBuOK / THF -20ºC 57% (epimerização) N CO2H
Boc
15
1. B2H6 / THF 2. DMSO / SO3-Py
75% N CHO Boc 16 N Boc OH O O Ph Ph Ph 17
1. CH2N2 / BF3. Et2O N Boc OMe O O Ph Ph Ph 18
2. Pd/C, H2
O OH OMe N Boc 19
Esquema 2. Síntese da N-Boc-(2S,2’R,3’R)-Dap-19
O fragmento L ‐dolavalina Dov‐10 foi preparado a partir da N‐
dimetilação da L ‐valina.
O N‐Boc‐ L ‐Doe‐23 foi obtido a partir da N‐Boc‐ L ‐fenilalanina 20 . A
Boc‐ L ‐fenilalanina 20 foi transformada no N‐Boc‐ L ‐fenilalaninal 21 , a partir de
uma seqüência de redução e oxidação, seguidas de uma reação de condensação de 21
com ‐aminoetanotiol e desidrogenação da tiazolidina 22 , fornecendo o N‐Boc‐ L ‐
Doe‐23 Esquema .
OH
O NHBoc
20
1. B2H6 / THF 81%
2. SO3-Py, DMSO NEt3/CH2Cl2 91%
H
O NHBoc
21
H2N(CH2)2SH / benzeno
MnO2 coluna/dioxano NHBoc HN S NHBoc 23 N S 100% 19% 22
A ‐ ‐dolastatina 1 foi obtida, com % de rendimento. O
acoplamento do N‐metil‐γ‐aminoácido Dil‐8 foi realizado utilizando‐se o anidrido de
pivaloíla e conseqüente acoplamento dos peptídeos 24, 25 e 26.
NHBoc N S NH2 OH O
H2N N
O
Me OMe
OtBu
O H N N O Me OMe
OtBu
O O N Me Me H N O OMe OH O OMe N Boc N S N Boc H N N O
Me OMe O O N Me Me H N O OMe N S N
(L)-Val (9)
(a) 80%
(L)-Val-Dil-OBut
(24) (b) 83%
Dov-Val-Dil-OBut
(25)
Boc-Dap-Doe (26)
(c) (c)
(d) 74%
Dolastatina 10 (1)
(a) (CH3)3COCl, NMM, 14, CHCl3. (b) Dov-OPfp, 10% Pd/C, H2, dioxano.
(c) CF3CO2H,CH2Cl2. (d) DEPC, Et3N, DME, 1h a 0 ºC, 2h a t.a.
N-Boc-(2S, 2'R, 3'R)-Dap (19)
N-Boc-S-Doe (23)
(c)
(d) 50%
2.2. Síntese de Koga e colaboradores
Koga e colaboradores descreveram a segunda síntese da dolastatina 1
em . O grupo iniciou a síntese do fragmento equivalente ao Dil‐8 a partir do
aminoácido protegido isoleucina N‐carboxibenzilado 27 , sendo que o mesmo foi
transformado no ceto éster 28 Esquema . Uma redução quimiosseletiva da
cetona gerou o β‐hidróxi‐γ‐aminoácido que foi posteriormente N,O‐metilado
fornecendo o composto 29 que tratado com ácido fórmico gerou o fragmento N‐
Cbz‐Dil 30 .
HN CO2H
27
1. CDI
HN OtBu O O
28
1. NaBH4 / MeOH
90%
2. LHMDS / MeOTf HMPA / THF 89% quantitativo
HCO2H
2. LiCH2CO2But, THF
76% Cbz Cbz
N OtBu OMe O
29
Cbz
Me N OH
OMe O
30
Cbz Me
Esquema 5. Síntese do γ-aminoácido N-Cbz-Dil-30
O fragmento equivalente ao Dap‐7, a N‐Boc‐ S, ’R, ’R ‐dolaproína 19
foi preparado a partir do N‐Boc‐ L ‐prolinal 16 em etapas Esquema . O N‐Boc‐ L ‐prolinal 16 sofreu adição aldólica pelo enolato Z ‐borônico do propionato de
tiofenila, fornecendo então o β‐hidróxi‐γ‐aminoácido 31 derivado da L ‐prolina,
estereosseletivamente com % de rendimento. Este β‐hidróxi‐γ‐aminoácido foi
submetido a uma etanólise com % de rendimento , fornecendo então o éster etílico do β‐hidróxi‐γ‐aminoácido 32 . O mesmo foi submetido a uma O‐metilação,
N CHO Boc
16
SPh OBBN Et2O, -20ºC 64% N Boc 31 SPh OH O
K2CO3 / EtOH 88% N Boc 32 OEt OH O
1. LHMDS / MeOTF HMPA / THF 83%
2. LiOH / EtOH (aq) 91% NBoc
19
OH OMe O
Esquema 6. Síntese da N-Boc-(2S,2’R,3’R)-dolaproína-19
O fragmento Doe‐6 foi obtido pela mesma rota utilizada por Pettit,
conforme o Esquema pg. .
O acoplamento seqüencial a partir do Doe‐hidrocloreto 33 obtido a
partir do tratamento do composto 23 com uma solução . N de (Cl em dioxano
para a dolastatina foi realizada conforme mostrado no esquema .
N S NHBoc
23
2.4N HCl / Dioxano 93%
Doe-HCl (33)
N Boc 19 OH OMe O 78% CbzN Me OH OMe O 30 Boc-Dap-Doe
DEPC, NEt3 / DME
70%
Cbz-Dil-Dap-Doe
Boc-Valina
Boc-Val-Dil-Dap-Doe 5% HBr / AcOH
Bop-Cl, NEt2 / CH2Cl2
75%
Dov-10
DEPC, NEt3 / DME
75% N
S NH2Boc
Cl
-DEPC, NEt3 / DME
N Boc H N OMe O N S
2.4N HCl / Dioxano CbzN Me N OMe O H N OMe O N S O OH NH Boc N Me N OMe O H N OMe O N S H N Boc O 2.4N HCl / Dioxano
N OH O Me Me H N N O
Me OMe O
O N Me Me H N O OMe N S N
Dolastatina 10 (1)
2.3. Síntese de ShioiriHamada e colaboradores
A terteira síntese total da dolastatina 1 foi descrita por (amada e
colaboradores O fragmento Doe‐6 pôde ser preparado de duas maneiras diferentes,
conforme mostrado no Esquema . Na primeira, partiu‐se do ácido ‐fenil‐acético
34 e, na segunda, os autores iniciaram a síntese do Doe‐6 a partir da amida 35
derivada da L ‐fenilalanina.
1. CH3NHOCH3 / DEPC
~100%
2. 34
1. (+)-Ipc2BCl
80%
2. Ph3P, (=NCO2Et)2 (C6H5O)2P(O)N3
1. Ph3P
2. NH4OH
3. Boc2O
67%
X= Boc 23
X= Z (PhCH2OCO) 36 Reagente de
Lawesson 97%
1.BrCH2CHO
2. (CF3CO)2O
66% 35 OH O S N Li 98% O N S N3 N S XNH N S ZNH O NH2 ZNH S NH2
Esquema 8. Síntese do N-Boc-Doe-23
Para a obtenção da unidade Dap‐7 o autor usou a metodologia descrita por
Evans para reações aldólicas, na qual se faz o uso de oxazolidinonas como auxiliares quirais. Quando a propioniloxazolidinona 37 , derivada da S, R ‐norefedrina,
reage com o Boc‐ L ‐prolinal 16 usando trietilamina e triflato de dibutilboro . :
, o aduto syn‐38 foi obtido em excelente rendimento e completa
diastereosseletividade Esquema . A remoção da oxazolidinona foi realizada pelo uso de hidróxido de lítio e peróxido de hidrogênio, seguida por uma reação de O‐
metilação, obtendo‐se, desta forma a N‐Boc‐ S, ’R, ’R ‐dolaproína 19 .
N O
O O 1. Et3N / Bu2BOTf
(1.1 : 1)
N O
O O Boc
N OH Ph 37 Ph 38 99% d.r.=>99% N CHO Boc 16 + N Boc 19 OH OMe O 1. LiOH/H2O2
95%
2. NaH/MeI 60%
Esquema 9. Síntese da N-Boc-(2S,2’R,3’R)-dolaproína-19
A unidade Boc‐Dil‐42 foi preparada a partir da Boc‐ L ‐isoleucina 39 . A
conversão de 39 na sua correspondente imidazolida, seguida pelo tratamento com o
enolato de magnésio, derivado do éster etílico do ácido malônico, forneceu quase que quantitativamente o β‐ceto éster 40 Esquema . Este β‐ceto éster 40 foi então
reduzido com boroidreto de sódio fornecento o γ‐amino‐β‐hidróxi éster 41a como
produto majoritário, juntamente com o diastereoisômero 41b, como produto
minoritário, em uma razão de : . O composto 41a foi separado do seu
diastereoisômero por coluna e foi submetido a uma hidrólise alcalina para gerar o seu ácido correspondente, o qual foi tratado com um grande excesso de hidreto de sódio e iodeto de metila levando à unidade Boc‐Dil‐42.
39
1. Carbonil diimidazol, THF
41a: C3-β−ΟΗ (91)
41b: C3-α−ΟΗ ( 9)
1. NaOH >99% O O O EtO Mg 98% 42
1. NaBH4
HN O OH Boc 40 HN O Boc OEt O 88% HN OH Boc OEt O
2. NaH / MeI
59% N OMe Boc OH O Me
Esquema 10. Síntese do Boc-Dil-42
Procedeu‐se então a construção da dolastatina 1 de uma maneira
seqüencial, iniciando‐se pelo acoplamento da unidade Boc‐Doe 23 ou 36 à Boc‐Dap‐ 19 Esquema , seguido pelo acoplamento deste fragmento com o Boc‐Dil‐42,
formando um segundo fragmento contendo as três unidades. Este, por sua vez, foi acoplado ao Boc‐(L)‐Val. Por fim, este fragmento de quatro unidades foi então
acoplado à (L)‐Dov‐10, fornecendo a dolastatina 1 .
N Boc 19 OH OMe O
HCl (23) HBr (36)
1. DEPC, Et3N
2. TFA X= Boc 23
X= Z (PhCH2OCO) 36
XNH N S Boc-Dap-Doe N Boc H N OMe O N S 42 N OMe Boc OH O Me
1. DEPC, Et3N
BocN Me N OMe O H N OMe O N S 2. TFA Boc-Valina O OH NH Boc
1. BopCl, Et3N
ou BroP, i-Pr2NEt
2. TFA N Me N OMe O H N OMe O N S H N Boc O DEPC NMM Dov-10 N OH O Me Me H N N O
Me OMe O
O N Me Me H N O OMe N S N
Dolastatina 10 (1)
BopCl:
BroP: ((H3C)2N)3P+Br-PF6
-N O O P(O)Cl 2
Esquema 11. Dolastatina 10
2.4. Objetivos
A proposta sintética apresentada aqui, visa a utilização de reação de adição de sais de organotriluoroboratos a aldeídos para a construção das unidades β‐hidróxi‐γ‐ aminoácido.
Após a conclusão da síntese total da isodolastatina H, testes de atividade biológica deverão ser realizados.
3. Análise Retrossintética da Isodolastatina H
A primeira desconexão da molécula da isodolastatina H (5), mostrada no esquema 12, envolve a clivagem da ligação peptídica entre o carbono carbonílico 16 e o átomo de nitrogênio do anel pirrolidínico, originando dois grandes fragmentos doravante, denominados fragmento 1 (43) e fragmento 2 (44), (Esquema 12).
N H N O N O Me OMe N
O OMe O
O Me Me OH 1 3 5 7 8 9 10 11 13 16 18 19 20 22 23 25 26 27 N H N O N O Me OMe N
O OMe O
O Me Me OH 1 3 5 7 8 9 10 11 13 16 18 19 20 22 23 25 26 27 Boc OH + 44
fragmento 2 fragmento 143 5
Esquema 12. Desconexão da isodolastatina H
3.1. Retrossíntese do Fragmento 1
O fragmento 1 (43), poderá ser sintetizado através de uma reação de esterificação entre o γ‐aminoácido (19) e o (S)‐3‐fenil‐1,2‐propanodiol (45). O diol (45) poderá ser obtido partindo‐se do álcool cinâmico (47) e submetendo‐o a uma epoxidação assimétrica de Sharpless. O epóxido (46) formado poderá ser convertido no composto (45) através de sua abertura com uma fonte de hidreto. Outra forma de preparar o diol (45) seria através da (L)‐fenilalanina (49). A partir deste aminoácido é sintetizado o α‐
ser produzido de forma semelhante ao γ‐aminoácido (52) presente no fragmento 2, via condensação aldólica entre o aldeído, N‐Boc‐prolinal (16), e um auxiliar quiral de Evans (50), ou crotil‐BF3K (51)(Esquema 13).
OH OH 48 N OMe O O OH 1 3 5 7 8 9 10 11 13 Boc + 43 fragmento 1 N OMe O HO OH 1 3 5 7 8 9 10 11 13 Boc OH 19 45 16 50 15 46 47 esterificação condensação aldólica
auxiliar de Evans epoxidação assimétricade Sharpless
X = oxazolidinona + N O X O 8 10 11 13 Boc H O OH 1 3 5 7 (E) OH 1 3 5 7 N O 10 11 13 Boc OH O OH NH2 49 O
ou BF3K 51
Esquema 13. Retrossíntese do fragmento 1
3.2. Retrossíntese do Fragmento 2
O fragmento 2 (44) seria resultante da formação de uma ligação peptídica entre um γ‐aminoácido (53) contendo três centros quirais [C18 (R), C19 (S) e C20(S)] e um
dipeptídeo (52) formado pelos resíduos N,N’‐dimetil‐(L)‐valina (Dov‐10) e (L)‐isoleucina
(11). O γ‐aminoácido (53) poderá ser sintetizado via condensação aldólica entre o aldeído valinal (54) e um auxiliar quiral de Evans (55) ou o alil‐BF3K (56) (Esquema 14).
N H N O N O
Me OMe O Me Me 16 18 19 20 22 23 25 26 27 OH + 44 fragmento 2 N H N O HN O
Me OMe O Me Me 16 18 19 20 22 23 25 26 27 OH OH 52 53 ligação peptídica
ligação peptídica auxiliar quiral de Evanscondensação aldólica
+
N H2N
O HN O Me X O O Me
Me 18 16
19 20 22 23 25 26 27 OH OH H Y +
X = oxazolidinona Y = SMe ou Cl
10 11 54 55
BF3K
56
ou
Esquema 14. Retrosíntese do fragmento 2
ácido (3R,4S,5S)‐3‐metóxi‐5‐metil‐4‐(metilamino) heptanóico (Dil‐53), N‐Boc‐(2R,3R,4S)‐ dolaproína (Dap) e (L)‐3‐fenil‐1,2‐propanodiol (Ppd‐45), (Figura 6).
N
H2N
O
HN O
Me OMe
HN
O OMe O
HO Me
Me
Dov-10 Ile-11 Dil-53 Dap Ppd-45
OH OH
OH
OH OH
Figura 6. Moléculas constantes nos fragmentos propostos para a síntese da Isodolastatina 10 (5)
4.
Discussão
dos
Resultados
4.1. Fragmento 1
4.1.1. (L)‐3‐Fenil‐1,2‐propanodiol (Ppd)
OH OH
45
Conforme descrito na análise retrossintética uma das opções para a síntese do (L)‐3‐fenil‐1,2‐propanodiol (Ppd, 45), foi a partir do álcool cinamílico (49) através de uma
reação de epoxidação assimétrica de Sharpless, utilizando‐se hidroperóxido de tert‐butila
(TBHP) em presença de tetraisopropóxido de titânio e (+)‐diisopropil tartarato [(+)‐DIPT]. O rendimento obtido para o epóxido (46) nesta reação foi de 58% (Esquema 15).
OH Ti(OiPr)4 / (+)-DIPT TBHP, CH2Cl2, -20 oC
58%
49
OH
46
O
Esquema 15
Este rendimento foi inferior ao obtido por Sharpless18 (89%), por isso não foi determinado nem o seu excesso enantiomérico. Na próxima etapa, o epóxido 46 foi submetido a uma abertura regiosseletiva do anel com DIBAL19 (Esquema 16), fornecendo o (L)‐3‐fenil‐1,2‐propanodiol (Ppd‐45),20 desejado com 56% de rendimento, também
inferior ao rendimento observado na literatura que foi de 62%. Novamente não foi
18 Gao, Y.; Hanson, R. M.; Klunder, J. M.; Ko, S. Y.; Masamune, H.; Sharpless, K. B.
J. Am. Chem. Soc.1987, 109, 5765.
19 (a) Suzuki, T.; Saimoto, H.; Tomioka, H.; Oshima, K.; Nozaki, H.
Tetrahedron Lett. 1982, 23,
3597-3600. (b) Sone, H.; Shibata, T.; Fujita, T.; Ojika, M.; Yamada, K. J. Am. Chem. Soc.1996, 118, 1874-1880.
20 (a) Bergstein, W.; Kleemann, A.; Marten, J.
Synthesis 1981, 76. (b) Cardillo, G.; Orena, M.;
determinado o excesso enantiomérico sendo realizado somente a medida de sua rotação específica [α]D26 = ‐33 (c 1, EtOH).
(S) HO
OH DIBAL, CH2Cl2
hexano, 0 oC
56% 45
OH
46
O
Esquema 16
A outra alternativa para a síntese do Ppd‐45 descrita na análise retrossintética envolve a utilização da (L)‐fenilalanina (49) como material de partida. Uma solução de (L)‐
fenilalanina (49) em ácido sulfúrico sofreu desaminação20a,21 pela utilização de nitrito de sódio (Esquema 17), transformando o grupo amino em uma hidroxila com total retenção de configuração. Obteve‐se assim o α‐hidróxi ácido (48) com um rendimento de 79%.
O
OH
(S)
NH2
O
OH
(S)
OH H2SO4 (2mol/L)
NaNO3 (40%) 0 oC, 6 h
t.a., 12 h 79%
49 48
Esquema 17
A obtenção do (L)‐3‐fenilpropano‐1,2‐diol (45) pôde ser conseguida por duas
rotas diferentes. A primeira rota consistiu na redução do α‐hidróxi ácido (48) utilizando‐ se hidreto de alumínio e lítio em THF, a uma temperatura de 0 oC.20a O produto, depois de
purificado em coluna de sílica gel, forneceu um rendimento de 75%. Na outra rota a redução do α‐hidróxi ácido (48) foi realizada utilizando‐se boroidreto de sódio em THF,
21 Terashima, S.; Hayashi, M.; Tseng, C. C.; Koga, K.
seguido por solução de iodo em THF. O rendimento nesta etapa da reação foi de 88% (Esquema 18).
O
OH
(S)
OH
OH
(S)
OH
48 45
NaBH4, THF I2, THF t.a., 0 oC, 1 h
LiAlH4, THF 0 oC
75%
88%
Esquema 18
Nesta segunda metodologia o rendimento da preparação do diol foi de 53%, ou seja, quase o mesmo que aquele obtido pela rota utilizando‐se epoxidação de Sharpless e posterior abertura seletiva com DIBAL (55%). Esta segunda rota possui algumas vantagens, como, por exemplo: (a) menor custo do material de partida (na metodologia via epoxidação de Sharpless utiliza‐se álcool cinamílico, DIPT, THBP, Ti(O‐i‐
Pr)4 enquanto nesta metodologia utiliza‐se a (L)‐fenilalanina e nitrito de sódio); (b) no
caso da desaminação da (L)‐fenilalanina parte‐se de um centro quiral já definido; e (c) a
facilidade nos procedimentos experimentais.
O (S)‐3‐fenilpropano‐1,2‐diol (45), foi então submetido à proteção da hidroxila
ligada ao carbono primário, utilizando‐se o cloreto de tert‐butildifenilsilano e imidazol em DMF (Esquema 19). O éter de silício (57) foi obtido com um rendimento de 73%.
DMF/ Imidazol 73% TBDPSCl OH
OH
45
OTBDPS OH
57
Esquema 19
4.1.2. Síntese do N‐Boc (2R,3R,4S)‐dolaproína (Dap‐19)
N (S) (R)
OMe (R) O Boc OH 19
A síntese do N‐Boc‐(2R,3R,4S)‐dolaproína (Dap‐19) foi realizada a partir da obtenção do N‐Boc‐(L)‐prolinal (16) derivado da (L)‐prolina (58). A primeira etapa da reação foi a proteção da prolina com o grupo Boc22 em presença de trietilamina em diclorometano. A N‐Boc‐(L)‐prolina (59) foi utilizada sem necessidade de purificação, e foi
obtida quase que quantitativamente (Esquema 20). Na segunda etapa, a N‐Boc‐(L)‐prolina
foi reduzida utilizando‐se NaBH4/I2 em THF,23 fornecendo, assim, o N‐Boc‐(L)‐prolinol (60)
com 90% de rendimento após purificação em coluna de sílica gel. Reação posterior do N‐
Boc‐(L)‐prolinol (60) com cloreto de oxalila e trietilamina em DMSO, rendeu o N‐Boc‐(L)‐
prolinal (16) com 90% de rendimento (Esquema 20).
(S)
N OH
O Boc
NaBH4/I2
THF, 90% (S) N OH Boc (S) N H O Boc Cl Cl O O
DMSO, Et3N
90%
(S)
N OH
O H
(Boc)2O/ Et3N
CH2Cl2
58 59
60 16
Esquema 20
22 Atherton, E.; Sheppard, R. C. em
“ Solid phase peptide synthesis - A practical approach” 1st ed.;
Oxford, Univesity Press, Oxoford, 1989.
23 (a) Kanth, J. V. B.; Periasamy, M.
J. Org. Chem.1991, 56, 5964. (b) McKennon, M. J.; Meyers,
Finalmente para a síntese da N‐Boc‐(2R,3R,4S)‐dolaproína (Dap‐19), teve‐se como proposta a sua síntese através da utilização do auxiliar de Evans (61), o qual reagiria com o N‐Boc‐(L)‐prolinal (16). Esta propioniloxazolidinona (61) foi obtida a partir da 4‐ benzil‐2‐oxazolidinona (62) e o cloreto de propionila (63) (Esquema 21), em THF utilizando n‐BuLi como base.24 O produto foi obtido em 94% de rendimento.
N O O O Bn NH O O Bn
+ n-BuLi, THF
94%
62 63 61
O
Cl
Esquema 21
A acetiloxazolidinona derivada da (+)‐(1S,2R)‐norefedrina também foi sintetizada. Conforme descrito na literatura16,25 este é, indiscutivelmente, o método mais eficaz para obtenção do N‐Dap‐19, no qual são obtidos os melhores resultados de
rendimento e de diasterosseletividade. Portanto, para a obtenção da acetiloxazolidinona derivada da (+)‐(1S,2R)‐norefedrina, iniciou‐se a síntese da 4‐metil‐5‐fenil‐2‐oxazolidinona
(64), a partir da (1S,2R)‐norefedrina (65) e um carbonato de diorganoíla (66), conforme
ilustrado no Esquema 22.
OH NH2 O NH O Base + O RO OR
65 66 64 Esquema 22
24 (a)Gage, J. R.; Evans, D. A.
Org. Synth.1989, 68, 77. b) Gage, J. R.; Evans, D. A. Org. Synth.
1989, 68, 83. c) Arya, P.; Qin, H. Tetrahedron2000, 56, 917.
25 (a) Zampella, A.; Sorgente, M.; D’Auria, M.V.
Tetrahedron: Asymm. 2002, 13, 681. (b) Hayashi,
Foi necessária a utilização de uma base forte para que ocorresse a desprotonação não apenas da amina, mas também do álcool. Para este fim, utilizou‐se
tert‐butóxido de potássio em THF, sob refluxo (Esquema 23).26 Desta maneira, a 4‐metil‐ 5‐fenil‐2‐oxazolidinona (64) foi obtida diretamente, tanto pela utilização do composto
66a, quanto pela utilização do composto 66b, com rendimentos de 90% e 93%, respectivamente.
OH NH2
O
EtO OEt
65
O O O
O O
66b 66a
t-BuOK, THF, refluxo
O NH
O
64
t-BuOK, THF, refluxo
90%
93%
Esquema 23
O composto 64 foi convertido na sua respectiva acetiloxazolidinona 37 conforme o procedimento24 descrito para a obtenção da acetiloxazolidinona 61 (Esquema 21). A (4R,5S)‐4‐metil‐5‐fenil‐3‐propioniloxazolidin‐2‐ona (37) foi obtida em 87% de
rendimento.
Tendo em mãos o N‐Boc‐(L)‐prolinal (16) e as acetiloxazolidinonas (37 e 61),
iniciou‐se os testes de reações aldólicas, conforme procedimentos descritos na literatura.16,25
Estas metodologias empregam trietilamina e triflato de dibutilboro, fornecendo o aduto syn‐aldol (38) (Esquema 24). A reação ocorreu com inversão de
26 Brenner, M.; La Vecchia, L.; Leutert, T.; Seebach, D.
estereoquímica do produto aldol, dependendo da quantidade e da ordem de adição do reagente de boro e da trietilamina. O aduto syn esperado só é obtido com completa diasterosseleção quando a trietilamina é adicionada em um pequeno excesso sobre o triflato de dibutilboro. Entretanto, quando o triflato de dibutilboro é adicionado em excesso, o produto majoritário formado é o aduto anti.
Preparou‐se o triflato de dibutilboro de acordo com o método de Mukaiyama.27 Mas, surpreendendo nossas expectativas, nenhuma reação entre os compostos 16 e 37 foi observada (Esquema 24), quando realizada em nosso laboratório.
N O
O O
1.Et3N / Bu2BOTf (1.1 : 1)
N O O O Boc N OH Ph
37 Ph 38
N CHO
Boc
16
+
CH2Cl2, -78 ºC
X
Esquema 24
O provável problema nesta reação está na utilização da tributilborana em solução para gerar o triflato de dibutilboro. Posteriormente foi verificado na literatura24b uma nota que explica que, quando se utiliza a tributilborana em solução (disponível no mercado) os resultados das reações são inconsistentes.
Uma nova proposta de síntese para o N‐Boc‐(2R,3R,4S)‐dolaproína (Dap‐19) foi então estudada. Existem algumas metodologias descritas na literatura para a obtenção da N‐Boc‐(2R,3R,4S)‐dolaproína (19), dentre as quais está a utilização de ésteres como enolatos de magnésio14,28 ou enolatos de boro,16,25 bem como a utilização de reações de Baylis‐Hillman,29 e reação de Reformatsky (Esquema 25).30 Muitos autores vêm
27 Inoue, T.; Mukaiyama, T.
Bull. Chem. Soc. Jpn. 1980, 53, 174. Esta referência fornece um
procedimento experimental muito abreviado. Para maiores descrições de detalhes para preparação do triflato de dibutilboro. Leia: Evans, D. A.; Nelson, J. V.; Vogel, E.; Taber, T. R. J. Am. Chem. Soc.1981, 103, 3099.
28 Pettit, G. R.; Singh, S. B.; Herald, D. L.; Williams, P. L.; Kantoci, D.; Burkett, D. D.; Barkbxzy, J.;
Hogan, F.; Warlaw, T. R. J. Org. Chem.1994, 59, 6287.
29 Almeida, W. P.; Coelho, F.
Tetrahedron Lett.2003, 44, 937-940.
30 Reformatsky, S.
demonstrando que além de zinco em pó, alguns sais de cromo,31 germânio32 e samário,33 podem ser utilizados nas reações de Reformatsky.
BrCH2CO2Et BrZnCH2CO2Et C CH2CO2Et R2
R1
OZnBr R1 R2
O
Zn
CH2CO2Et C
R2
R1
OH R1,R2 = H, alquil, aril, etc.
H3O+
Esquema 25
Para evitar estas metodologias já conhecidas, buscou‐se novas alternativas para a síntese da N‐Boc‐(2R,3R,4S)‐dolaproína (Dap‐19) a partir do N‐Boc‐(L)‐prolinal (59).
Recentemente, nosso grupo de pesquisa mostrou com sucesso a utilização de sais de organotrifluoroboratos de potássio em reações de acoplamento do tipo Suzuki‐ Miyaura envolvendo compostos de organotelurenila como agentes eletrofílicos.34
Aproveitando‐se da nossa experiência com a química de organotrifluoroboratos e sabendo‐se que estes compostos podem ser facilmente adicionados a aldeídos,35 vimos através de um outro estudo de retrossíntese para o intermediário N‐Boc‐(2R,3R,4S)‐dolaproína (Dap‐19) (Esquema 26) que seria possível
utilizarmos esta química na nossa síntese da isodolastatina H.
31 (a) Wessjohann, L. A.; Wild, H.; Schrekker, H. S.
Tetrahedron Lett. 2004, 45, 9073. (b)
Wessjohann, L. A.; Gabriel, T. J. Org. Chem. 1997, 62, 3772. (c) Wessjohann, L. A.; Wild, H. Synlett 1997, 731. (d) Dubois, J.-E.; Axiotis, G.; Bertounesque, E. Tetrahedron Lett. 1985, 26,
4371.
32 Kagoshima, H.; Hashimoto, Y.; Oguro, D.; Saigo, K.
J. Org. Chem.1998, 63, 691.
33 (a)Fukuzawa, S.; Matsuzawa, H.; Yoshimitsu, S.
J. Org. Chem. 2000, 65, 1702. (b)Nagamitsu,
T.; Takano, D.; Fukuda, T.; Otoguro, K.; Kuwajima, I.; Harigaya, Y.; Omura, S. Org. Lett.2004, 6,
1865.
34 (a) Cella, R.; Cunha, R. L. O. R.; Reis, A. E. S., Pimenta; D. C., Klitzke, C. F.; Stefani, H. A.
J. Org. Chem.2006, 71, 244. (b) Cella, R.; Stefani, H. A. Tetrahedron2006, 62, 5656. (c) Stefani, H.
A.; Cella, R.; Dörr, F. A.; Pereira, C. M. P.; Zeni, G., Jr.; Gomes, M. Tetrahedron Lett. 2005, 46,
563. (d) Cella, R.; Orfão, A. T. G.; Stefani, H. A. Tetrahedron Lett.2006, 47, 5075.
35 Darses, S.; Genêt, J.-P.
+ Boc N OH Boc N OMe HO Boc N OMe O N H O Boc
BF3K
19 67 68 16 51
Esquema 26
O cis‐crotiltrifluoroborato de potássio (51) foi obtido a partir do cis‐2‐buteno (69)36 que foi desprotonado utilizando‐se a base de Schlosser,37 em seguida tratou‐se este sal de potássio com triisopropilborato gerando desta maneira o intermediário borônico “ato” (70) o qual foi hidrolisado e tratado in situ com uma solução de KHF2 fornecendo o cis‐crotiltrifluoroborato de potássio (51) em 65% de rendimento (Esquema 27).
51 69
1. t-BuOK/n-BuLi
2. B(OiPr) 3
70
complexo "ato"
KHF2(aq.)
65% B(OiPr)
3 BF3K
Esquema 27
A reação de adição foi realizada em um sistema bifásico aquoso (CH2Cl2/H2O)
em presença de um catalisador de transferência de fase (CTF) (Esquema 28).38 Utilizou‐se o iodeto de tetra‐n‐butilamônio (10 mol%) como CTF. O rendimento global da reação
(considerando a formação dos 4 possíveis diastereoisômeros 68a‐d) foi superior a 95%. O composto desejado (68a) foi obtido isoladamente com um rendimento de 89%.
36 Batey, R. A.; Thadani, A. N.; Smil, D. V.; Lough, A. J.
Synthesis2000, 990.
37 Schlosser, M.; Hartmann, J.
J. Am. Chem. Soc.1976, 98, 4674.
38 (a) Thadani, A. N.; Batey, R. A.
(S) (R)(S) Boc N OH 68a 89%*
n-Bu4NI
CH2Cl2/H2O 95% (global) + + (R) (S) (S) Boc N OH 68b (R) (R) (S) Boc N OH 68c (S) (S) (S) Boc N OH 68d + N H O Boc
BF3K
16 51
*rendimento obtido após purificação por cromatografia em coluna
Esquema 28
Para a confirmação da esteroquímica do composto 68a, foi realizada a ciclização deste na sua oxazolidinona correspondente 71 (Esquema 29). A partir do valor da constante de acoplamento (J) entre os hidrogênios, foi possível analisar se os dois
estão em relação syn ou anti, uma vez que para o valor Jα−β para a relação syn é igual a
5.0‐8.0 Hz,16 enquanto que para dois hidrogênios que estão numa relação anti este valor
cai para aproximadamente Jα−β = 4.0‐4.5 Hz.
Após análise do espectro obtido, foi possível determinar que os hidrogênios a e b estão em uma relação syn, uma vez que seu Jα−β = 5.9 Hz.
NaH
(60% em óleo mineral) Boc
N OH
70a
THF, 18h
Jα−β (syn) = 5.0-8.0 Hz Jα−β (anti) = 4.0-4.5 Hz
Jα−β (syn) = 5.9 Hz
literatura observado
N O
Hα Hβ O
71
O composto 68a foi submetido à reação de metilação em presença de NaH e MeI em DMF (Esquema 30), o composto metilado (67) foi obtido em 76% de rendimento.
NaH
(60% em óleo mineral) Boc
N OH
68a
MeI, DMF -5 oC-t.a.
24h
Boc N OMe
67
76%
Esquema 30
Finalmente o composto 67 foi submetido à clivagem oxidativa utilizando RuO2
/ NaIO4 em um sistema de solvente CCl4 / CH3CN / H2O (1 : 1 : 3) fornecendo o fragmento N‐Boc‐(2R,3R,4S)‐dolaproína (Dap‐19) com 75% de rendimento (Esquema 31).
N
OMe O Boc
OH
19
N
OMe Boc
67
RuO2 (2.5%) / NaIO4
CH3CN / CCl4 / H2O 75%
Esquema 31
4.1.3. Junção PPD + DAP = Fragmento 1
A junção dos fragmentos PPD e DAP foi promovida via reação de condensação de ambos utilizando DCC e DMAP, sob condições cinéticas de Keck39 para a obtenção do éster com 85% de rendimento (Esquema 32).
A exposição de DAP‐19 a DCC e DMAP sobre condições de alta diluição resulta em formação essencialmente quantitativa da N‐acilureia que reage depois com PPD‐45. A
39 Boden, E. P.; Keck, G. E.
diciclohexilureia formada, é facilmente removida do meio por precipitação e cromatografia.
N
OMe O O
OTBDPS Boc
+
44 Fragmento 1
N
OMe O
OH
OTBDPS
Boc
OH
DAP-19 PPD-45
DCC, DMAP CSA, CH2Cl2
0 oC
Esquema 32
4.2. Fragmento 2
4.2.1. Ácido (3R,4S,5S)‐3‐metóxi‐5‐metil‐4‐(metilamino) heptanóico (Dil)
HN
Me OMe O OH
53
Na primeira etapa da reação para a síntese deste fragmento, (L)‐isoleucina (69), foi submetida à reação de redução do grupo carboxílico com hidreto de lítio e alumínio em THF levando ao correspondente aminoálcool com 67% de rendimento (Esquema 33).40
40 Myllymäki, V. T.; Lindvall, M. K.; Koskinen, A. M. P.
NH2 O
OH
69
LiAlH4, THF 67%
NH2 OH
70 Esquema 33
O aminoálcool resultante (70) foi então N‐protegido com o grupo tert‐
butoxicarbonila (Boc) sendo obtido quantitativamente e utilizado diretamente sem prévia purificação. O N‐Boc‐(L)‐isoleucinol (72) foi oxidado ao N‐Boc‐(L)‐isoleucinal (73)
utilizando MnO2. O N‐Boc‐(L)‐isoleucinal (73) foi obtido após purificação em coluna de
sílica gel, com um rendimento de 80% (Esquema 34).41
NH2 OH
70
(Boc)2O CH2Cl2 quant.
MnO2 CH2Cl2
80% HN
OH
72
Boc HN
H Boc
O
73 Esquema 34
Assim como na síntese do Dap‐19, foi realizada a reação de adição do sal de aliltrifluoroborato de potássio (56) ao N‐Boc‐(L)‐isoleucinal (73). O sal (56) foi obtido com
um rendimento de 67% a partir da reação do reagente de Grignard derivado do brometo de alila (74), seguido pelo tratamento deste com trimetilborato formando o intermediário “ato” (75) (Esquema 34).13 Em seguida, este intermediário (75) foi hidrolisado e tratado com KHF2 fornecendo o sal de potássio (56) (Esquema 35).
41 Sergeev, M. E.; Pronin, V. B.; Voyushina, T. L.
KHF2(aq.)
67%
75
complexo "ato" 1. Mg, I2 cat.
Et2O
2. B(OMe)3
Br B(OMe)3 BF3K
74 56
Esquema 35
A reação de adição do sal de aliltrifluoroborato de potássio (56) ao N‐Boc‐(L)‐ isoleucinal (73) foi realizada seguindo‐se o protocolo descrito anteriormente para a síntese do composto 68a. A reação foi feita na presença de iodeto de tetra‐n‐butilamônio em um sistema bifásico e o produto desejado (76a) foi obtido com 91% de rendimento (Esquema 36).
BF3K
56 HN H Boc O 73
n-Bu4NI
syn:anti
90:10 CH2Cl2 / H2O, t.a.
91% + HN Boc OH 76a HN Boc OH + 76b Esquema 36
Para a confirmação da estereoquímica syn do composto 76a foi realizada a
ciclização deste na sua oxazolidinona correspondente 77 (Esquema 37).24
HN Boc OH 76 O HN
Hα Hβ O
t-BuOK
THF 85%
Jα−β = 5.85 Hz
77
Esquema 37
