A versatile approach to (4S,5R)-4-benzyloxy-5-(α-hydroxyalkyl)-2-pyrrolidinones: Experimental evidences to the computational predictions

A versatile and highly diastereoselective four-step approach to (4S,5R)-N-benzyl-4-benzyloxy-5-(α-hydroxyalkyl)-2-pyrrolidinones 2, which starts from readily available (S)-N,O-dibenzylmalimide (5), is reported. Substituted 2-pyrrolidinones 2 are valuable building blocks for the asymmetric synthesis of hydroxylated pyrrolidine alkaloids. The method demonstrates high diastereoselectivities at the pyrrolidinone ring (C-4/C-5 trans), and low diastereoselectivities at the carbinolic center. Some interesting phenomena such as a remarkable difference in reactivity between the two diastereomeric N,O-acetals 6 towards the dehydration reactions, the isomerization of trans-diastereomers to cis-diastereomers (6), and the exclusive formation of (E)-enamides 8 were observed. These results provide experimental proofs to our previous computational predictions, or have been rationalized by calculations.

RésuméNous présentons dans cet article une voie souple pour la synthèse des (4S,5R)-N-benzyl-4-benzyloxy-5-(α-hydroxyalkyl)-2-pyrrolidinones 2 en quatre étapes à partir d'imide (S)-malique N,O-dibenzylée (5). Les produits sont des briques moléculaires de valeur pour la synthèse asymétrique des alkaloïdes pyrrolidiniques hydroxylés. Les diastéréosélectivités sont excellentes au niveau du cycle pyrrolidinonique (C-4/C-5 trans) et faibles à celui du centre carbinolique. Les différences de réactivité notables observées entre les deux N,O-acétals (6) diastéréomères vis-à-vis de la réaction de déshydratation, de l'isomérisation des trans-diastéréomères en cis-diastéréomères (6) et de la formation exclusive des (E)-énamides 8 sont en bon accord avec les resultats des calculs sur ordinateur, ou ont été expliquées à l'aide de ces derniers.