Een tweestaps Protocol voor Umpolung Functionalization van ketonen Via Enolonium soorten
Summary
Een twee stap één-pot-protocol voor de umpolung van keton enolaten enolonium soorten en toevoeging van een nucleofiel naar de α-positie wordt beschreven. Nucleofiel omvatten chloride, azide azoles, allyl-silanes en aromatische verbindingen.
Abstract
Α-Functionalization van ketonen via umpolung van enolaten door hypervalent iodine reagentia is een belangrijk concept in de synthetische organische chemie. Onlangs hebben we een strategie in twee stappen voor keton enolate umpolung die de ontwikkeling van methoden voor chlorering, azidation en aminering met behulp van azoles heeft ingeschakeld. Daarnaast hebben we C-C vorming van bond-arylation en allylation reacties. De kern van deze methoden is de voorbereiding van de tussentijdse en zeer reactieve enolonium soorten vóór toevoeging van een reactieve nucleofiel. Deze strategie is dus denken aan de voorbereiding en het gebruik van metalen enolaten in klassieke synthetische chemie. Deze strategie maakt het gebruik van nucleofielen die anders onverenigbaar met de sterk oxiderende hypervalent iodine reagentia zijn zou. In deze paper presenteren we een gedetailleerd protocol voor chlorering, azidation, N-heteroarylation, arylation en allylation. De producten omvatten motieven overwegend in de medicinaal actieve producten. Dit artikel zal anderen enorm helpen bij het gebruik van deze methoden.
Introduction
Enolaten zijn klassieke koolstof nucleofiel in de organische chemie en onder de wijdst gebruikte. Umpolung van enolaten maken elektrofiele enolonium soorten kan waardevolle alternatieve manieren om te produceren van α-matiemaatschappij ketonen, alsmede om nieuwe reacties niet mogelijk via klassieke enolate chemie. Enolonium soorten zijn voorgesteld als tussenproducten in talrijke reacties, in bepaalde reacties waarbij hypervalent iodine reagentia. Deze reacties omvatten α-halogenering en oxygenatie aminering1 evenals andere reacties2,3,4,5.
De scopes van deze reacties werden echter altijd beperkt door de voorbijgaande aard van de reactieve enolonium soorten. Deze vergankelijkheid vereist een nucleofiel aanwezig te zijn in het reactiemengsel tijdens de reactie van de carbonyl-enolaten met het sterk oxiderende hypervalent iodine reagens. Dus, een nucleofiel gevoelig voor oxidatie, zoals het elektron rijke aromatische verbindingen (heterocycles) en alkenen, niet kon worden gebruikt.
In het afgelopen jaar, hebben we deze beperkingen te overwinnen door de ontwikkeling van de voorwaarden waarin de soort enolonium wordt gevormd als een discrete intermediair in één stap, gevolgd door toevoeging van het nucleofiel in een tweede stap. Dit protocol maakt niet alleen het klassieke type van functionalization zoals chloor6, maar ook het gebruik van oxideerbare koolstof nucleofiel, zoals allylsilanes6,8, enolaten1,6, 7, en elektron rijke aromatische verbindingen9, wat resulteert in de vorming van C-C binding. De allylation methode is vatbaar voor de vorming van quaternaire en tertiaire centra. De methode van de arylation keton vormt formele C-H functionalization van de aromatische samengestelde zonder de behoefte aan een leiding groep9. Onlangs hebben we de toevoeging van azoles en aziden10 als goed11gemeld. De gedetailleerde presentatie van het protocol wordt verwacht om te helpen bij de invoering van deze methoden in de gereedschapskist van dag tot dag van de synthetische organisch chemicus.
Protocol
Representative Results
Discussion
De succesvolle voorbereiding van enolonium soorten van TMS-enolaten is afhankelijk van een aantal factoren. De reactie van de grote kant in de voorbereiding stap is de koppeling van de homo van de grondstoffen door reactie van een molecuul gevormd enolonium soorten met een molecule van TMS-enolate. De eis van de voorwaarden van de reactie is dus om te voorkomen dat deze dimerisatie door te zorgen voor de snelle reactie van het Lewis-zuur geactiveerde hypervalent jodium reagens met toegevoegde TMS-enolate ten opzichte van…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Een start-up subsidie van Ariel University en een individuele onderzoeksbeurs van ISF (1914/15) naar AMS dankbaar wordt erkend.
Materials
| Chlorotrimethylsilane, 98+% | Alfa Aesar | A13651 | TMS-Cl |
| Boron trifluoride diethyl etherate, 98+% | Alfa Aesar | A15275 | BF3*Et2O |
| 2-Methylindole, 98+% | Alfa Aesar | A10764 | 2-Me-indole |
| Hydroxy(tosyloxy) iodobenzene, 97% | Alfa Aesar | L15701 | Koser's reagent |
| Acetophenone, >98% | Merck | 800028 | |
| n-Butyllithium solution 1.6M in hexanes | Aldrich | 186171 | nBuLi |
| BIS(ISOPROPYL)AMINE | Apollo | OR1090 | DIPA |
| Trimethylsilyl azide, 94% | Alfa Aesar | L00173 | TMS-N3 |
References
- Mizar, P., Wirth, T. Flexible stereoselective functionalizations of ketones through umpolung with hypervalent iodine reagents. Angewandte Chemie International Edition. 53 (23), 5993-5997 (2014).
- Yoshimura, A., Zhdankin, V. V. Advances in synthetic applications of hypervalent iodine compounds. Chemical Reviews. 116 (5), 3328-3435 (2016).
- Zhdankin, V. V. . Hypervalent Iodine Chemistry: Preparation, Structure, and Synthetic Applications of Polyvalent Iodine Compounds. , (2013).
- Wirth, T. . Topics in Current Chemistry. 373, (2016).
- Merritt, E. A., Olofsson, B. α-functionalization of carbonyl compounds using hypervalent iodine reagents. Synthesis. 4 (4), 517-538 (2011).
- Arava, S., et al. Enolonium Species-Umpoled Enolates. Angewandte Chemie International Edition. 56 (10), 2599-2603 (2017).
- Parida, K. N., Maksymenko, S., Pathe, G. K., Szpilman, A. M. Cross-Coupling of Dissimilar Ketone Enolates via Enolonium Species to afford Nonsymmetrical 1,4-Diketones. Beilstein Journal of Organic Chemistry. 14, 992-997 (2018).
- Zhdankin, V. V., et al. Carbon-carbon bond formation in reactions of PhIO·HBF4-silyl enol ether adduct with alkenes or silyl enol ethers. Journal of Organic Chemistry. 54 (11), 2605-2608 (1989).
- Maksymenko, S., et al. Transition-metal-free intermolecular α-arylation of ketones via enolonium species. Organic Letters. 19 (23), 6312-6315 (2017).
- Vita, M. V., Waser, J. Azidation of β-keto esters and silyl enol ethers with a benziodoxole reagent. Organic Letters. 15 (13), 3246-3249 (2013).
- More, A., et al. α-N-Heteroarylation and α-azidation of ketones via enolonium species. Journal of Organic Chemistry. 83, 2442-2447 (2018).
- Xie, L., et al. Gold-catalyzed hydration of haloalkynes to α-halomethyl ketones. Journal of Organic Chemistry. 78 (18), 9190-9195 (2013).
- Patonay, T., Juhász-Tóth, &. #. 2. 0. 1. ;., Bényei, A. Base-induced coupling of α-azido ketones with aldehydes − An easy and efficient route to trifunctionalized synthons 2-azido-3-hydroxy ketones, 2-acylaziridines, and 2-acylspiroaziridines. European Journal of Organic Chemistry. 2002 (2), 285-295 (2002).
- Li, C., Breit, B. Rhodium-catalyzed chemo- and regioselective decarboxylative addition of β-ketoacids to allenes: Efficient construction of tertiary and quaternary carbon Centers. Journal of the American Chemical Society. 136 (3), 862-865 (2014).
