Facile Preparation of (2<em> Z</em>, 4<em> E</em>) - Dienamider genom olefinering av elektron-bristande alkener med allylacetat
Summary
Den rutheniumkatalyserade olefineringen av elektronbristande alkener med allylacetat beskrivs här. Genom att använda aminokarbonyl som en ledande grupp har detta externa oxidationsfria protokoll hög effektivitet och god stereo- och regioselektivitet, vilket öppnar en ny syntetisk väg till ( Z , E ) -butadienskelett.
Abstract
Direkt tvärkoppling mellan två alkener via vinylisk CH-bindningsaktivering representerar en effektiv strategi för syntesen av butadiener med hög atom- och stegekonomi. Denna funktionalitetsstyrda tvärkopplingsreaktion har dock inte utvecklats, eftersom det fortfarande finns begränsade riktande grupper i praktisk användning. I synnerhet krävs en stökiometrisk mängd oxidant som vanligen producerar en stor mängd avfall. På grund av vårt intresse för roman 1,3-butadiensyntes beskriver vi den rutheniumkatalyserade olefineringen av elektronbristande alkener med allylacetat och utan yttre oxidant. Reaktionen av 2-fenylakrylamid och allylacetat valdes som modellreaktion och den önskade dienprodukten erhölls i 80% isolerat utbyte med bra stereoselektivitet ( Z, E / Z, Z = 88:12) under optimala betingelser: Ru ( p- cyklen) Cl2] 2 (3 mol%) och AgSbF6 (20 mol%) i DCE vid 110 ° C fEller 16 h. Med de optimerade katalytiska förhållandena i hand undersöktes representativa α- och / eller β- substituerade akrylamider, och alla reagerade smidigt, oberoende av alifatiska eller aromatiska grupper. Olika N- substituerade akrylamider har också visat sig vara bra substrat. Dessutom undersökte vi reaktiviteten hos olika allylderivat, vilket antyder att chelering av acetat-syre till metallen är avgörande för katalytisk process. Deuteriummärkta försök utfördes även för att undersöka reaktionsmekanismen. Endast Z- selektiva H / D-utbyten på akrylamid observerades, vilket indikerar en reversibel cyklometaleringshändelse. Dessutom observerades en kinetisk isotop-effekt (KIE) på 3,2 i den intermolekylära isotopstudien, vilket antyder att det olefiniska CH-metalleringssteget troligen är involverat i det hastighetsbestämande steget.
Introduction
Butadiener är allmänt förekommande och finns vanligen i många naturliga produkter, droger och bioaktiva molekyler 1 . Kemister har gjort intensiva insatser för att utveckla en effektiv, selektiv och praktisk syntetisk metodik för syntesen av 1,3-butadiener 2 , 3 . Nyligen utvecklades direkta tvärkopplingar mellan två alkener via dubbel vinylisk CH-bindningsaktivering, vilket representerar en effektiv strategi för syntesen av butadiener med hög atom- och stegekonomi. Bland dem har den palladiumkatalyserade tvärkopplingen av två alkener dragit stor uppmärksamhet, vilket ger ( E, E ) -konfigurerade butadiener via alkenyl-Pd-species 4 , 5 . Till exempel utvecklade Lius grupp en Pd-katalyserad butadiensyntes genom direkt tvärkoppling av alkener och allylacetat ( Figur 1 </Stark> och ekvation 3 ) 4 . Under tiden tillhandahöll den funktionella gruppstyrda tvärkopplingen mellan alkener butadiener med utmärkt ( Z, E ) -stereoselektivitet på grund av den olefiniska CH-cyklometaleringshändelsen, som representerar en komplementär metod 6 . Hittills har några riktande grupper, såsom enolater, amider, estrar och fosfater, framgångsrikt införts vid tvärkopplingen mellan alkener, vilket ger en serie värdefulla och funktionaliserade 1,3-butadiener. Den riktade tvärkopplingsreaktionen har emellertid inte utvecklats, eftersom det fortfarande finns begränsade riktande grupper i praktisk användning. I synnerhet krävs en stökiometrisk mängd oxidant vanligtvis för att upprätthålla den katalytiska cykeln, vilken producerar en stor mängd organiskt och oorganiskt avfall. Det finns mycket begränsade exempel med användning av elektronrika alkener som kopplingspartner.
Allylacetat och dess derivat har varit djupt iNvestigerade i organiska transformationer som kraftfulla allylation och olefineringsreagenser, innefattande katalyserad tvärkoppling, Friedel-Crafts allylation av elektronrika arener och katalytisk CH-aktivering av elektronbristande arener ( Figur 1 och ekvation 1 ) 7 . Nyligen utvecklade Loh-gruppen en rhodium (III) -katalyserad CH-allylation av elektronbristande alkener med allylacetater, vilket skapade 1,4-diener ( Figur 1 och ekvation 2 ) 8 . Under tiden rapporterade Kanai-gruppen en dehydrativ direkt CH-allylation med allyliska alkoholer med användning av en Co (III) katalysator 9 . Intressant visade Snaddon och medarbetare en ny kooperativ katalysbaserad metod för direkt asymmetrisk a- allation av acykliska estrar 10 . Mycket nyligen rapporterade Ackermann-gruppen flera nya allylationsexempel usinG billiga Fe-, Co- och Mn-katalysatorer 11 . Dessa rapporter har gjort genombrott i allylation och olefineringsreaktioner, men dubbelbindnings migration och dålig regioselektivitet är vanligtvis oundvikliga och kan inte lätt kontrolleras. Därför är det fortfarande mycket önskvärt att utveckla effektivare och selektiva reaktionsmönster av allylacetater för att konstruera värdefulla molekyler. Med vårt intresse för roman 1,3-butadiensyntesen via CH-olefinering antog vi att allylacetat kunde introduceras för den riktade allylationen av elektronbristande alkener, som först levererade 1,4-dien. Då kan den mer termodynamiskt stabila 1,3-butadien bildas efter migrerande isomerisering av CC dubbelbindningen 7 , vilket bildar dienprodukten som inte kan erhållas genom tvärkoppling med användning av elektronrika alkener, såsom propen, som kopplingspartner 6 . Här rapporterar vi en billig Ru (III) -katalyserad olefinisk CH-bindning olefinatioN av akrylamider med allylacetater i frånvaro av någon oxidant, vilken öppnar en ny syntetisk väg för skapandet av ( Z, E ) -butadiener ( Figur 1 och ekvation 4 ) 13 .
Protocol
Representative Results
Discussion
[Ru ( p -cymen) Cl2] 2 är en billig, lättillgänglig, luftstabil och höggradigt aktiv Ru-baserad katalysator med utmärkt funktionell grupptolerans som effektivt fungerar under svaga reaktionsbetingelser för att ge CH / CH-kopplingsbutadienprodukter. Silversalt AgSbF 6 användes som ett additiv som kan abstrahera kloriden av [Ru ( p- cyklen) Cl2] 2 för att alstra ett katjoniskt rutheniumkomplex för följande CH-bindningsaktivering. Emellertid är endast a-</em…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna har ingenting att avslöja.
Materials
| Allyl Acetate | TCI | A0020 | > 98.0%(GC), 25 mL package |
| Dichloro(p-cymene)ruthenium(II) dimer | TCI | D2751 | > 95.0%(T), 5 g package |
| Silver hexafluoroantimonate | TCI | S0463 | > 97.0%(T), 5 g package |
| 1,2-Dichloroethane | TCI | D0364 | > 99.5%(GC), 500 g package |
| Rotavapor | EYELA | N-1200A | Use to dry solvent |
| Silica gel | Merck | 107734 | Silica gel 60 (0.063-0.2 mm), for column chromatoraphy |
Riferimenti
- Negishi, E., et al. Recent Advances in Efficient and Selective Synthesis of Di-, Tri-, and Tetrasubstituted Alkenes via Pd-Catalyzed Alkenylation-Carbonyl Olefination Synergy. Acc Chem Res. 41 (11), 1474-1485 (2008).
- Maryanoff, B. E., Reitz, A. B. The Wittig olefination reaction and modifications involving phosphoryl-stabilized carbanions. Stereochemistry, mechanism, and selected synthetic aspects. Chem Rev. 89 (4), 863-927 (1989).
- Stille, J. K. The Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organotin Reagents with Organic Electrophiles. Angew Chem Int Ed. 25 (6), 508-524 (1986).
- Zhang, Y., Cui, Z., Li, Z., Liu, Z. Q. Pd(II)-Catalyzed Dehydrogenative Olefination of Vinylic C-H Bonds with Allylic Esters: General and Selective Access to Linear 1,3-Butadienes. Org Lett. 14 (7), 1838-1841 (2012).
- Shang, X., Liu, Z. Q. Transition metal-catalyzed Cvinyl-Cvinyl bond formation via double Cvinyl-H bond activation. Chem Soc Rev. 42 (8), 3253-3260 (2013).
- Hu, X. H., Yang, X. F., Loh, T. P. Selective Alkenylation and Hydroalkenylation of Enol Phosphates through Direct C-H Functionalization. Angew Chem Int Ed. 54 (51), 15535-15539 (2015).
- Kong, L., et al. Cobalt (III)-Catalyzed C-C Coupling of Arenes with 7-Oxabenzonorbornadiene and 2-Vinyloxirane via C-H Activation. Org Lett. 18 (15), 3802-3805 (2016).
- Feng, C., Feng, D., Loh, T. P. Rhodium (III)-catalyzed C-H allylation of electron-deficient alkenes with allyl acetates. Chem Commun. 51 (2), 342-345 (2015).
- Suzuki, Y., et al. Dehydrative Direct C-H Allylation with Allylic Alcohols under [Cp*CoIII] Catalysis. Angew Chem Int Ed. 54 (34), 9944-9947 (2015).
- Schwarz, K. J., Amos, J. L., Klein, J. C., Do, D. T., Snaddon, T. N. Uniting C1-Ammonium Enolates and Transition Metal Electrophiles via Cooperative Catalysis: The Direct Asymmetric α-Allylation of Aryl Acetic Acid Esters. J Am Chem Soc. 138 (16), 5214-5217 (2016).
- Zell, D., Bu, Q., Feldt, M., Ackermann, L. Mild C-H/C-C Activation by Z-Selective Cobalt Catalysis. Angew Chem Int Ed. 55 (26), 7408-7412 (2016).
- Li, J., et al. N-Acyl Amino Acid Ligands for Ruthenium(II)-Catalyzed meta-C-H tert-Alkylation with Removable Auxiliaries. J Am Chem Soc. 137 (43), 13894-13901 (2015).
- Li, F., Yu, C., Zhang, J., Zhong, G. Olefination of Electron-Deficient Alkenes with Allyl Acetate: Stereo- and Regioselective Access to (2Z,4E)-Dienamides. Org Lett. 18 (18), 4582-4585 (2016).
- Lehman, J. W. . The student’s lab companion: laboratory techniques for organic chemistry: standard scale and microscale. , (2008).
