Total Synthesis of the Leucetta-Derived Alkaloid Calcaridine A

Abstract

A biomimetically guided total synthesis of the Leucetta-derived aminoimidazole alkaloid, calcaridine A, is described. The synthesis relies on position selective metalations of a 4,5-diiodo­imidazole derivative to provide a tetrasubstituted imidazole. Subjection of this polysubstituted imidazole derivative to oxidative rearrangement with a Davis oxaziridine provides the corresponding imidazolone core of calcaridine A.

2-aminoimidazole - oxidative rearrangement - metal-halogen exchange - oxaziridine - imidazolone

References

For a general review, see:

<A NAME="RC02709SS-1A">1a</A> Hoffmann H. Lindel T. Synthesis  2003,  1753 

For more recent reviews, see:

<A NAME="RC02709SS-1B">1b</A> Weinreb SM. Nat. Prod. Rep.  2007,  24:  931 

<A NAME="RC02709SS-1C">1c</A> Koeck M. Grube A. Seiple IB. Baran PS. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  6586 

<A NAME="RC02709SS-1D">1d</A> Arndt H.-D. Riedrich M. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  4785 

<A NAME="RC02709SS-1E">1e</A> Heasley B. Eur. J. Org. Chem.  2009,  1477 

<A NAME="RC02709SS-2">2</A> He Y. Du H. Sivappa R. Lovely CJ. Synlett  2006,  965 

<A NAME="RC02709SS-3">3</A> Sullivan JD. Giles RL. Looper RE. Curr. Bioact. Compd.  2009,  5:  39 

<A NAME="RC02709SS-4A">4a</A> Ciminiello P. Fattorusso E. Magno S. Mangoni A. Tetrahedron  1989,  45:  3873 

<A NAME="RC02709SS-4B">4b</A> Ciminiello P. Fattorusso E. Mangoni A. Di Blasio B. Pavone V. Tetrahedron  1990,  46:  4387 

<A NAME="RC02709SS-5">5</A> Alvi KA. Peters BM. Hunter LM. Crews P. Tetrahedron  1993,  49:  329 

<A NAME="RC02709SS-6">6</A> Carmerly S. Kashman Y. Tetrahedron Lett.  1987,  28:  3003 

<A NAME="RC02709SS-7">7</A> Akee R. Carroll TR. Yoshida WY. Scheuer PJ. Stout TJ. Clardy J. J. Org. Chem.  1990,  55:  1944 

<A NAME="RC02709SS-8A">8a</A> Kawasaki I. Taguchi N. Yoneda Y. Yamashita M. Ohta S. Heterocycles  1996,  43:  1375 

<A NAME="RC02709SS-8B">8b</A> Kawasaki I. Taguchi N. Yamashita M. Ohta S. Chem. Pharm. Bull.  1997,  45:  1393 

<A NAME="RC02709SS-8C">8c</A> Ohta S. Tsuno N. Maeda K. Nakamura S. Taguchi N. Yamashita M. Kawasaki I. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  4623 

<A NAME="RC02709SS-8D">8d</A> Ohta S. Tsuno N. Nakamura S. Taguchi N. Yamashita M. Kawasaki I. Fujieda M. Heterocycles  2000,  53:  1939 

<A NAME="RC02709SS-8E">8e</A> Nakamura S. Tsuno N. Yamashita M. Kawasaki I. Ohta S. Ohishi Y. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2001,  429 

<A NAME="RC02709SS-8F">8f</A> Nakamura S. Kawasaki I. Kunimura M. Matsui M. Noma Y. Yamashita M. Ohta S. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2002,  1061 

<A NAME="RC02709SS-8G">8g</A> Kawasaki I. Sakaguchi N. Fukushima N. Fujioka N. Nikaido F. Yamashita M. Ohta S. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  4377 

<A NAME="RC02709SS-8H">8h</A> Kawasaki I. Sakaguchi N. Khadeer A. Yamashita M. Ohta S. Tetrahedron  2006,  62:  10182 

<A NAME="RC02709SS-9">9</A> Giles RL. Sullivan JD. Steiner AM. Looper RE. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  3116 

<A NAME="RC02709SS-10A">10a</A> Aberle NS. Lessene G. Watson KG. Org. Lett.  2006,  8:  419 

<A NAME="RC02709SS-10B">10b</A> Aberle NS. Catimel J. Nice EC. Watson KG. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2007,  17:  3741 

<A NAME="RC02709SS-11">11</A> Molina P. Fresneda PM. Sanz MA. J. Org. Chem.  1999,  64:  2540 

<A NAME="RC02709SS-12">12</A> Koswatta PB. Lovely CJ. Tetrahedron Lett.  2009,  50:  4998 

<A NAME="RC02709SS-13">13</A> Ermolat’ev DS. Alifanov VL. Rybakov VB. Babaev EV. van der Eycken EV. Synthesis  2008,  2083 

<A NAME="RC02709SS-14">14</A> Copp BR. Fairchild CR. Cornell L. Casazza AM. Robinson S. Ireland CM. J. Med. Chem.  1998,  41:  3909 

<A NAME="RC02709SS-15">15</A> Edrada RA. Stessman CC. Crews P. J. Nat. Prod.  2003,  66:  939 

<A NAME="RC02709SS-16">16</A> Koswatta PB. Sivappa R. Dias HVR. Lovely CJ. Org. Lett.  2008,  10:  5055 

<A NAME="RC02709SS-17">17</A> Ralifo P. Crews P. J. Org. Chem.  2004,  69:  9025 

<A NAME="RC02709SS-18A">18a</A> Li C. Danishefsky SJ. Tetrahedron Lett.  2005,  47:  385 

<A NAME="RC02709SS-18B">18b</A> Chang JJ. Chan B. Ciufolini MA. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  3599 

<A NAME="RC02709SS-18C">18c</A> Aberle N. Ovenden SPB. Lessene G. Watson KG. Smith BJ. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  2199 

<A NAME="RC02709SS-19">19</A> White KN. Amagata T. Oliver AG. Tenney K. Wenzel PJ. Crews P. J. Org. Chem.  2008,  73:  8719 

<A NAME="RC02709SS-20">20</A> Al-Mourabit A. Potier P. Eur. J. Org. Chem.  2001,  237 

<A NAME="RC02709SS-21A">21a</A> Lovely CJ. Du H. He Y. Dias HVR. Org. Lett.  2004,  6:  735 

<A NAME="RC02709SS-21B">21b</A> Sivappa R. Koswatta P. Lovely CJ. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  5771 

<A NAME="RC02709SS-21C">21c</A> Sivappa R. Hernandez NM. He Y. Lovely CJ. Org. Lett.  2007,  9:  3861 

<A NAME="RC02709SS-22">22</A> Bhandari MK. Sivappa R. Lovely CJ. Org. Lett.  2009,  11:  1535 

<A NAME="RC02709SS-23">23</A> Carver DS. Lindell SD. Saville-Stones EA. Tetrahedron  1997,  53:  14481 

<A NAME="RC02709SS-24A">24a</A> Dehmel F. Abarbri M. Knochel P. Synlett  2000,  345 

<A NAME="RC02709SS-24B">24b</A> Abarbri M. Thibonnet J. Bérillon L. Dehmel F. Rottländer M. Knochel P. J. Org. Chem.  2000,  65:  4618 

<A NAME="RC02709SS-24C">24c</A> Knochel P. Dohle W. Gommermann N. Kneisel F. Kopp F. Korn T. Sapountzis I. Vu V. Angew. Chem. Int. Ed.  2003,  42:  4302 

<A NAME="RC02709SS-24D">24d</A> Yang X. Knochel P. Chem. Commun.  2006,  2170 

<A NAME="RC02709SS-25">25</A> Lindel T. Hochguertel M. J. Org. Chem.  2000,  65:  2806 

<A NAME="RC02709SS-26">26</A> Mancini I. Guella G. Debitus C. Pietra F. Helv. Chim. Acta  1995,  78:  1178 

<A NAME="RC02709SS-27">27</A>

An approach involving the reduction of the ketone was not pursued.

<A NAME="RC02709SS-28">28</A> Comins D. Meyers AI. Synthesis  1978,  403 

<A NAME="RC02709SS-29">29</A>

Initially attempts to methylate with MeI/base were compromised by N-alkylation and the formation of the imidazolium salt.

<A NAME="RC02709SS-30">30</A>

Stereocontrol in rearrangements of substituted tetrahydrobenzimidazole derivatives suggested this to be the appropriate tactic.

<A NAME="RC02709SS-31">31</A> Lovely CJ. Du H. Sivappa R. Bhandari MK. He Y. Dias HVR. J. Org. Chem.  2007,  72:  3741 ; and references cited therein