Tripeptides of the Type H-D-Pro-Pro-Xaa-NH2 as Catalysts for Asymmetric 1,4-Addition Reactions: Structural Requirements for High Catalytic Efficiency

Authors


Abstract

Analysis of the structural and functional requirements within the asymmetric peptidic catalyst H-D-Pro-Pro-Asp-NH2 led to the development of the closely related peptide H-D-Pro-Pro-Glu-NH2 as an even more efficient catalyst for asymmetric conjugate addition reactions of aldehydes to nitroolefins. In the presence of as little as 1 mol % of H-D-Pro-Pro-Glu-NH2, a broad range of aldehydes and nitroolefins react readily with each other. The resulting γ-nitroaldehydes were obtained in excellent yields and stereoselectivities at room temperature. Within the structure of the peptidic catalysts, the D-Pro-Pro motif is the major contributor to the high stereoselectivities. The C-terminal amide and the spacer to the carboxylic acid in the side-chain of the C-terminal amino acid are responsible for the fine-tuning of the stereoselectivity. The peptidic catalysts not only allow for highly effective asymmetric catalysis under mild conditions, but also function in the absence of additives.

Abstract

Die sorgfältige Analyse der strukturellen und funktionalen Erfordernisse des peptidischen Katalysators H-D-Pro-Pro-Asp-NH2 führte zur Entwicklung des verwandten Peptids H-D-Pro-Pro-Glu-NH2, das einen noch effizienteren Katalysator für asymmetrische konjugierte Additionsreaktionen von Aldehyden an Nitroolefine darstellt. In Gegenwart von nur 1 mol % von H-D-Pro-Pro-Glu-NH2 reagiert eine große Auswahl verschiedenster Aldehyde und Nitroolefine unter milden Bedingungen bereitwillig miteinander. Die entstehenden γ-Nitroaldehyde bilden sich in exzellenten Ausbeuten und Stereoselektivitäten bei Raumtemperatur. Innerhalb der Struktur des peptidischen Katalysators trägt das D-Pro-Pro Motiv am meisten zu den hohen Stereoselektivitäten bei. Das C-terminale Amid und der Linker vom Peptidrückgrat zur Carbonsäure in der Seitenkette der C-terminalen Aminosäure sind für die Feineinstellung der Stereoselektivitäten verantwortlich. Die peptidischen Katalysatoren sind nicht nur höchst effiziente asymmetrische Katalysatoren sondern benötigen im Gegensatz zu vielen anderen chiralen Katalysatoren auch keine Additive für ihre katalytische Effizienz.

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