PARTIE III RAPPELS SUR LES SYNTHÈSES TOTALES DES JASMONATES DE
III.3. Synthèses totales des épi-jasmonate et ent-épi-jasmonate de méthyle
III.3.2. Synthèses totales des épi-jasmonate et ent-épi-jasmonate de méthyle énantiopurs
III.3.2.1. Helmchen et al. – 1990 : préparation d’un jasmonoïde clé, la δδδδ-jasmolactone [211]
En 1990, Helmchen et al. mettent au point une synthèse totalement stéréosélective de l’épi-jasmonate de méthyle, grâce à la préparation de la δ-jasmolactone (Schéma 39).
O O
I COOH
O O
O COOH COOR
COOR
O X
COOH
O O COOH
O O R
O H
COOMe
O
COOMe H
H
O O
Rendement global ~11%
95%
2 étapes 72%
3 étapes 66%
∆∆∆∆
1- NaOH 2- RuO4 (cat.)/NaIO4 1- Diels Alder
2- LiOH, THF/H20 3- KI3
3 étapes 70-80%
R = (S)-CH(CH3)-COOC2H5
KOH
∆,
∆,
∆,
∆, DMSO
9h, 175°C 84%
HI conc.
X = H
X = I Zn THF/ KH2PO4 (aq.) m-CPBA
1- (COCl)2 2- H2 / Pd (BaSO4) 3- PPh3(CHOCH3)
R = CH=CHOCH3 1- THF / H2O / AcOH
2- PPh3=CH-CH2-CH3
84%
93%
83%
91%
PDC, t.a.
DCM 1- NaOH, MeOH 2- CH2N2
70%
+
Fumarate de (S)-lactate d'éthyle
Epi-jasmonate de méthyle δδδδ-jasmolactone
Ent-épi-cucurbate de méthyle
Schéma 39 : Synthèse totale de l’épi-jasmonate de méthyle selon Helmchen et al.
[210] Donnoli, I. M.; Scafato, P.; Nardiello, M.; Casarini, D.; Giorgio, E.; Rosini, C. Enantioselective synthesis and absolute stereochemistry of both the enantiomers of trans-magnolione, a fragrance structurally related to trans-methyl jasmonate. Tetrahedron, 2004, 60, 4975- 4981.
[211] Helmchen, G.; Goeke, A.; Gilbert, L.; Urmann, M.; Jürgen, F. Building Blocks for the Synthesis of Enantiomerically Pure Jasmonoids:
Synthesis of (+)-Methyl Epijasmonate. Angew. Chem. Int. Ed. 1990, 29, 1024-1025.
Chapitre I. Partie III : rappels sur les synthèses totales des jasmonates de méthyle
Une réaction de Diels-Alder asymétrique non-catalysée entre le fumarate de (S)-lactate d’éthyle et le cyclopentadiène, puis une iodation fournissent la iodolactone tricyclique énantiopure dérivée du diacide 5-norbornène-2,3-dicarboxylique. Après quelques étapes de fonctionnalisation, la δ-jasmolactone est obtenue avec un rendement global de 18%. Enfin, la δ-jasmolactone ouverte en conditions alcalines, méthylée, puis oxydée en présence de dichlorochromate de pyridinium permet d’accéder à l’épi-jasmonate de méthyle énantiopur avec un rendement global de 11%.
III.3.2.2. Kitahara et al. – 1991 : préparation d’un jasmonoïde clé, la δδδδ-jasmolactone [212]
En 1991, Kitahara et al. présentent une synthèse originale de l’épi-jasmonate de méthyle au départ d’une lactone bicyclique chlorée énantiopure en se basant sur les travaux de Grieco [213] (Schéma 40).
O H H
OMe O
O H H
O H O H
OMe
O H O H
OMe O
ClCl O H H
O H H
OMe COOMe
O H H
OMe COOMe
O H
COOMe O O
H
H O
OH H
H COOMe
H OH H COOMe
CHO
O
COOMe
Zn NH4Cl / MeOH
m-CPBA DCM 2 étapes 79%
1- LiAlH4, Et2O 2- PDC, DCM
THF / DMF H2, PtO2
EtOAc AcOH (aq.)
∆∆∆∆
PPh3(Pr)Br n-BuLi
DME
1- KOH / MeOH (4:1)
2- CH2N2, Et2O H2CrO4
Et2O/H2O (MeO)2P(O)CH2COOMe NaH
Rendement global ~8%
HWE
Epi-jasmonate de méthyle Ent-épi-cucurbate
de méthyle δδδδ-jasmolactone
1- DIBALH, tol.
-70°C 2- TsOH, MeOH
Schéma 40 : Synthèse de l’épi-jasmonate de méthyle selon Kitahara et al.
La lactone bicyclique chlorée préalablement déshalogénée est dérivée sous la forme d’un époxyacétal bicyclique. La séquence clé de cette synthèse est la préparation de l’ester méthylique homologué en quatre étapes à partir de l’époxyde. En milieu acétique chaud,
[212] Kitahara, T.; Nishi, T.; Mori, K. Synthesis of both the enantiomers of methyl jasmonate. Tetrahedron, 1991, 47, 6999-7006.
[213] Grieco, P. A. Cyclopentenones. An Efficient Synthesis of cis-Jasmone. J. Org. Chem. 1972, 37, 2363-2364.
Chapitre I. Partie III : rappels sur les synthèses totales des jasmonates de méthyle
l’hémiacétal en équilibre avec sa forme ouverte aldéhydique subit une oléfination de Wittig qui mène enfin à l’épi-jasmonate de méthyle avec un rendement global de 8%.
Selon une stratégie identique, l’équipe de Kitahara décrit huit ans plus tard la synthèse totale du tubéronate de méthyle et son équivalent glycosylé, le β-D-glucopyranosyl-jasmonate de méthyle (Schéma 41).
O O H
H
CHO
O O H
H
OTHP TBDMSO
COOMe OTFA
COOMe O
OH RO
COOMe OH COOMe
O
O O OH
O OH H
OH
Br
AcO O
AcO O OAc
Ac
O ClCl
O H H
1- HF, CH3CN 2- Dess-Martin 2- MeOH
(3R,7S)-tubéronate de méthyle PPh3(n-PrOTHP)Br
KHMDS 18-Cr-6
ββββ-D-glucopyranosyl-
jasmonate de méthyle R = TBDMS
rendement global ~22%
1-
Hg(CN)2, PhH, MeNO2 2- HF(aq.), CH3CN 3- Dess-Martin, DCM 4- MeONa, MeOH
(TAG-Me)
Schéma 41 : Synthèse totale du tubéronate de méthyle et son conjugué glycosylé selon Kitahara et al.
Un élément clé de cette synthèse est l’utilisation d’un sel d’hydroxypropylphosphonium dont la fonction alcool est masquée pour la réaction d’oléfination. La deuxième étape clé est la glycosylation qui s’effectue en présence de cyanure mercureux selon la méthode d’Helferich.
Cet agent de couplage peut être remplacé par le triflate d’argent [214]. Le tubéronate de méthyle O-glycolysé énantiopur est obtenu avec un rendement global de 22%.
[214] Nakamura, Y.; Miyatake, R.; Matsubara, A.; Kiyota, H.; Ueda, M. Enantio-differential approach to identify the target cell for glucosyl jasmonate-type leaf-closing factor, by using fluorescence-labeled probe compounds. Tetrahedron, 2006, 62, 8805-8813.
Chapitre I. Partie III : rappels sur les synthèses totales des jasmonates de méthyle
III.3.2.3. Fehr et Galindo – 2000 : Réarrangement de Claisen d’un cétène d’acétal silylé
[215]
En 2000, la synthèse de l’épi-jasmonate de méthyle imaginée par Fehr et Galindo pour la société Firmenich repose sur un réarrangement de Claisen d’un cétène acétal (Schéma 42).
O
O H
O
O COOMe
O H
N B O H Ph
Ph
COOMe O
COOMe O
COOMe Cl
O
COOMe O
TMSO COOMe
COOTMS COOMe Résolution
enzymatique
CALB CH2(COOMe)2
NaBH4 90%
THF 10°C 5 mol%
NaH TMSCl
THF
Réduction énantiosélective
42%
ee = 97%
Réarrangement [3,3]
1- NaCl (aq.) 2- NMP, 140°C
78%
(3 étapes)
DCM, -50°C (CF3CO)2O
Epi-jasmonate de méthyle Rendement global ~31%
DCM, 5°C BF3 Et2O 86%
(2 étapes) TEA
DCM, 0°C
89%
ee = 93%
83%
80%
BH3 DMS Decorzant-Tsuji
H2O2 Migration
suprafaciale [1,2]H
Schéma 42 : Synthèse de l’épi-jasmonate de méthyle selon Fehr et Galindo.
Le malonate de cyclopentényle, précurseur du cétène d’acétal silylé, est obtenu en deux étapes à partir de la diénone de Decortezant et Tsuji [199,200] par :
• Transestérication du malonate de méthyle par le diénol allylique assistée par la CALB.
• Réduction énantiosélective de la diénone en diénol allylique en présence d’une oxazaborolidine chirale, suivie d’une estérification de l’alcool chiral (ee = 93%).
Le cétène acétal silylé obtenu par énolisation subit un réarrangement de Claisen [3,3], est désilylé puis décarboxylé à chaud. Une époxydation diastéréocontrolée fournit le syn- époxyde qui subit une migration suprafaciale [1,2]H en présence d’un acide de lewis et donne accès à l’épi-jasmonate de méthyle avec un rendement global de 31%.
[215] Fehr C.; Galindo, J. A New Variant of the Claisen Rearrangement from Malonate-Derived Allylic Trimethylsilyl Ketene Acetals:
Efficient, Highly Enantio- and Diastereoselective Syntheses of (+)-Methyl Dihydroepijasmonate and (+)-methyl Epijasmonate. Angew.
Chem. Int. Ed. 2000, 39, 569-573.
Chapitre I. Partie III : rappels sur les synthèses totales des jasmonates de méthyle
III.3.2.4. Inomata et al. – 2004 : synthèse d’un précurseur bicyclique par RDAE [216]
En 2004, l’équipe d’Inomata propose une nouvelle synthèse de l’ent-épi-jasmonate de méthyle basée sur une réaction de type Rétro-Diels-Alder-Ène (RDAE) à partir d’une lactone tricyclique énantiopure (Schéma 43).
O O
H O
O O H
H H
R
O O H
H O
H
COOMe
H O
O
O
COOMe
O O H
H
O O H
H OH
H OH
O
COOMe
TMS
Ph2O
∆∆∆∆
R = CHO R = COOH R = COOMe
m-CPBA DCM, 0°C
Réactif de Jones Acétone, 0°C
CH2N2 Et2O, t.a.
1- DIBAL-H, THF, -78°C 2- PPh3(Pr)Br, NaHMDS
3- KOH, MeOH 4- CH2N2, DCM 1- DIBAL-H
THF, - 78°C 2- R1MgBr
HClO4 THF/H20
R1
TPAP, NMO DCM, 4A
Periodinane Dess-Martin
R1 = (Z)-(CH2)2CH=CHCH2TMS R2 = (E)-CH=CHTMS
79% 68% 75%
88%
37%
94%
DCM, t.a.
TEA, 135°C 3h
~qt.
60%
Rendement global ~7%
+
(ester 3 étapes)
R1
R2
R1
(+)-Jasmonate de méthyle
RDAE
Ent-épi-jasmonate de méthyle
Ent-épi-Cucurbate de méthyle
γγγγ-Buténolide
Schéma 43 : Synthèse des jasmonate et épi-jasmonate de méthyle par Inomata et al.
Une base de Grignard silylée est condensée sur la lactone tricyclique préalablement ouverte par réduction sous la forme d’un hydroxy-aldéhyde intermédiaire. Le précurseur fonctionnalisé est de nouveau cyclisé en lactone silylée. Le dérivé silylé subit alors la réaction de Rétro-Diels-Alder-Ène (RDAE) dans le diphényléther, l’étape clé de cette synthèse. La présence du groupement TMS est essentielle car il favorise très fortement la formation de la lactone bicyclique aux dépends du buténolide γ-disubstitué. L’ent-épi-cucurbate de méthyle obtenu en quatre étapes après la RDAE est oxydé grâce au periodinane de Dess-Martin. Il fournit l’épi-jasmonate de méthyle sans qu’aucune trace d’épimérisation ne soit détectée.
[216] Suzuki, K.; Inomata, K.; Endo, Y. Enantiocontrolled Synthesis of Jasmonate via Tandem Retro-Diels−Alder−Ene Reaction Activated by a Silyl Substituent. Org. Lett. 2004, 6, 409-411.
Chapitre I. Partie III : rappels sur les synthèses totales des jasmonates de méthyle
III.3.2.5. Taapken et al. – 1994 : préparation d’une indénone fonctionnalisée [217]
En 1994, Taapken et al. proposent la synthèse d’un nouveau type d’épi-jasmonate de méthyle. L’équilibre céto-énolique entre les positions C6 et C7 favorisant l’épimérisation de l’épi-jasmonate de méthyle, la stéréochimie du composé est verrouillée par un groupement méthyle en position C7. L’hydroxy-indèn-5-one protégée comportant un groupement méthyle au niveau de la jonction de cycle est le précurseur de cette synthèse. Il est structurellement proche de celui qu’avait utilisé Torii pour la synthèse de l’épi-jasmonate de méthyle [218]
(Schéma 44).
O ButO
H O ButO
H OTMS ButO
H OTMS ButO
CHO ButO
COOMe
CHO
COOMe ButO ButO
COOMe O
H
COOMe
O
COOMe
Li, EtNH2
t-BuOH/THF -78°C
1- LDA 2- TMSCl THF, -78°C
1- O3, Zn + AcOH, -78°C DCM/MeOH 9/1 2- CH2N2, TBME, 0°C
PPh3(Pr)Br n-BuLi
Toluène -30°C TMSI, MeOH
t.a.
CCl4
PDC, t.a.
DCM Rendement global ~ 32%
2,4 / 1
+
+
Epi-jasmonate de méthyle méthylé en C7 Indèn-5-one
méthylée
9:1
Mélange séparable
86% 94%
99%
92% 65%
67%
Schéma 44 : Synthèse de l’épi-jasmonate de méthyle stéréochimiquement bloqué en position C7 par un groupement méthyle selon Taapken et al.
Une réduction selon les conditions de Birch suivie d’une énolisation régiosélective de l’indénone fournit l’énolate de silyle qui est ouvert par coupure ozonolytique, puis méthylé.
L’épi-jasmonate de méthyle méthylé en C7 est obtenu après une réaction de Wittig, puis une oxydation de l’alcool libre avec un rendement global de 32%.
[217] Taapken, T.; Blechert, S.; Weiler, E. W.; Zenk, M. H. Stereoselective Synthesis of 7-Substituted Jasmonic Acid Derivatives and Investigation of their Biological Activity. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1994, 11, 1439-1442.
[218] Torii, S.; Tanaka, H. syntheses of Methyl dl-Jasmonate and Methyl dl-2-Epijasmonate. J.Org. Chem. 1975, 40, 462-465.
Chapitre I. Partie III : rappels sur les synthèses totales des jasmonates de méthyle