Highly Efficient Inversion of the C-3 Configuration in 1,2-0-Isopropylidenefuranose Derivatives by an Adapted Swern Oxidation/Sodium Borohydride Reduction Protocol in One Pot

Silvano Cruz-Gregorio, Luis Hernández, Mónica Vargas, Leticia Quintero,* and Fernando Sartillo-Piscil.*

Centro de Investigación de la Facultad de Ciencias Químicas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla,14 Sur Esq. San Claudio, San Manuel 72570, Puebla, México, Tel.: +52-2222-295500-7387; fax: +52-2222-454293 e-mail: fsarpis@siu.buap.mx

Received February 8, 2005 ]]> Accepted March 29, 2005

Abstract

One pot Swern oxidation-sodium borohydride reduction of 1,2-O-isopropylidenefuranose derivatives having the D-gluco or D-xylo configurations led to the corresponding stereoisomers resulting from the stereoselective inversion of C-3. This method is a simple adaptation to the traditional procedure that consists in quenching the Swern oxidation at -60 °C with a mixture of H₂O/EtOH (1:4), in which NaBH₄ is dissolved. Thus, the inversion of the configuration at C-3 of 1,2-O-isopropylidenefuranose derivatives is accomplished in yields up to 98%.

Keywords: Inversion of the configuration, Swern oxidation-sodium borohydride reduction in one pot.

Resumen

La reacción de oxidación de Swern-reducción con borohidruro de sodio en un solo paso de los derivados de 1,2-O-isopropilidenofuranosa con configuración D-gluco o D-xilo, producen sus estereoisómeros correspondientes, los cuales provienen de la inversión estereoselectiva del C-3. Este método es una adaptación al procedimiento tradicional de oxidación de Swern, en donde al término de la reacción se adiciona una mezcla de H₂O/EtOH (1:4) a -60 °C, en la cual se disuelve NaBH₄. Así, la inversión de la configuración del C-3 en los derivados de 1,2-O-isopropylidenofuranosa se logra en rendimientos hasta del 98%.

Palabras clave: Inversión de configuración, Oxidación de Swern-reducción borohidruro de sodio, un solo paso.

Acknowledgements

We thank CONACyT for financial support, Project No. 35102 and scholarships numbers: 171952 and 171990; also thanks to Benemérita Universidad Autónoma de Puebla for a PROMEP professorship.

References and Notes

1. Sigma-Aldrich Co. 1,2:5,6-di-O-isopropylidene-α-D-glucofura-nose (25 g 37.7 dollar) and 1,2:5,6-di-0-isopropylidene-α-D-allo-furanose (1 g 53.1 dollar).

2. Mitsunobu, O. Synthesis 1981, 1-28.         [ Links ]

3. (a) Martin, S. F.; Dodge, J. A. Tetrahedron Lett. 1991, 32, 3017-3021, and references cited therein;         [ Links ] (b) Dodge, J. A.; Trujillo, J. I.; Presnell, M. J. Org. Chem. 1994, 59, 234-236, and references cited therein;         [ Links ] (c) Saïah, M.; Bessodes, M.; Antonakis, K. Tetrahedron Lett. 1992, 33, 4317-4320;         [ Links ] (d) Bessodes, M.; Saïah, M.; Antonakis, K. J. Org. Chem. 1992, 57, 4441-4444.         [ Links ]

4. Bols, M. Carbohydrate Bulding Block; Wiley & Sons: New York 1996, pp 22.         [ Links ]

5. (a) Albright, J. D.; Goldman, L. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 2416-2423;         [ Links ] (b) Stevens, J. D. Methods Carbohydr. Chem. 1972, 6, 123-128.         [ Links ]

6. Mio, S., Kumagawa, Y., Sungai, S. Tetrahedron 1991, 47, 2133-2144.         [ Links ]

7. Onodera, K.; Hirano, S.; Kashimura, N. J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 4651-4652.         [ Links ]

8. Hung, S.-C.; Wang, C.-C.; Thopate, S.R. Tetrahedron Lett. 2000, 41, 3119-3122.         [ Links ]

9. (a) Estevez, J. C.; Fairbanks A. J.; Fleet, G.W. J. Tetrahedron 1998, 54, 13591-13620;         [ Links ] (b) Wood, W. W.; Watson, G. M. J. Chem. Soc. Perkin Trans. I, 1987, 2681-2688.         [ Links ] (c) Suwa, W.; Thomas, G: H. S. Can. J. Chem. 1966, 44, 836;         [ Links ] (d) Chen, H.; Guo, Z.; Liu, H-W. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9951-9952.         [ Links ]

10. (a) Austin, G. N.; Baird, P. D.; Feet, G. W. J.; Peach, J. M.; Smith, P. W.; Watkin, D. J. Tetrahedron 1987, 43, 3095-3108;         [ Links ] (b) Barton, D. H. R.; Jaszberenyi, J. Cs.; Theodorakis. E. A. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5904-5905;         [ Links ] (c) Chiu, M. I.; Madrazo, A. O.; Verez, B. V. J. Carbohydr. Chem. 1994, 13, 465-469;         [ Links ] (d) Han S. Y.; Liddell, P. A.; Joullie, M. M. Synth. Commun. 1988, 18, 275-284;         [ Links ] (e) Martin, P. Helv. Chim. Acta 2003, 86, 204-209.         [ Links ]

11. (a) Mancuso, A. J.; Huang, S. L.; Swern, D. J. Org. Chem. 1978, 43, 2480-2482;         [ Links ] (b) Mancuso, A. J.; Swern, D. Synthesis 1981, 165-185.         [ Links ]

12. Fang, X.; Bandarage, U. K.; Wang, T.; Schroeder, J. D.; Garvey, D. S. J. Org. Chem. 2001, 66, 4019-4021.         [ Links ]

13. Smith. M. B. Organic Synthesis; McGraw-Hill, New York, 2001, pp, 368-371.         [ Links ]

14. Sigma-Aldrich Co. 2003-2004, pag. 694, product number: 29,637-6.         [ Links ]

15. Parr, I. B.; Horenstein, B. A. J. Org. Chem. 1997, 62, 7489-7494.         [ Links ]

16. Snyder, J. R.; Serianni, A. S. Carbohydr. Res. 1991, 210, 21-38.         [ Links ]

17. Snyder, J. R.; Serianni, A. S. Carbohydr. Res. 1987, 163, 169-188.         [ Links ]

18. Kuzuhara, H.; Emoto, S. Agric. Biol. Chem. 1964, 28, 900-907.         [ Links ]

19. Faul, M. M.; Grutsch, J. L.; Kobierski, M. E.; Kopach, M. E.; Kumrich, C, A.; Staszak, M. A.; Udodong, U.; Vicenzi, J. T.; Sullivan, K. A. Tetrahedron 2003, 59, 7215-7229.         [ Links ]

20. Enholm, E. J.; Schulte II, J. P. Org. Lett. 1999, 1, 1275-1277.         [ Links ]

21. (a) Crich, D.; Neelamkavil, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7449-7450;         [ Links ] (b) Crich, D.; Neelamkavil, S. Tetrahedron 2002, 58, 3865-3870.         [ Links ]