Retropinacol / Cross-pinacol koblingsreaktioner - en katalytisk Adgang til 1,2-usymmetriske Dioler
Summary
En hidtil ukendt hensyn til syntesen af usymmetriske 1,2-dioler baseret på en retropinacol / cross-pinacol koblingsmekanisme beskrevet. På grund af den katalytiske udførelse af denne reaktion en betydelig forbedring i forhold til konventionelle cross-pinacol koblinger er opnået.
Abstract
Asymmetriske 1,2-dioler er næppe tilgængelige ved reduktive pinacolesteren koblingsprocesser. En vellykket gennemførelse af en sådan forvandling er bundet til en klar anerkendelse og streng differentiering af to lignende carbonylforbindelser (aldehyder → sekundær 1,2-dioler eller ketoner → tertiære 1,2-dioler). Denne finindstilling er stadig en udfordring og et uløst problem for en organisk kemiker. Der findes adskillige rapporter om en vellykket gennemførelse af denne transformation, men de kan ikke generaliseres. Heri beskrives en katalytisk direkte pinacolesteren kobling proces, der forløber via en retropinacol / cross-pinacol kobling sekvens. Således kan usymmetriske substituerede 1,2-dioler tilgås med næsten kvantitative udbytter ved hjælp af en operativt simpel ydeevne under meget milde betingelser. Kunstige teknikker, såsom sprøjte-pumpe teknikker eller forsinkede tilsætning af reaktanterne er ikke nødvendige. Den procedure, vi beskriver giver en meget hurtig adgang tilcross-pinacol produkter (1,2-dioler, vicinale dioler). En yderligere forlængelse af denne nye proces, fx en enantioselektiv præstation kunne give et meget nyttigt værktøj til syntese af asymmetriske chirale 1,2-dioler.
Introduction
Den pinacolesteren koblingsreaktion er en generel og almindeligt anvendte fremgangsmåde til fremstilling af symmetrisk vicinale dioler (1,2-dioler, pinacols). For omfattende undersøgelser på dette område se referencer Hirao 1, Chatterjee og Joshi 2 Ladipo 3 og Gansäuer og Bluhm 4.. I modsætning til det, blev kun et par rapporter, der udgives for at henvise en effektiv realisering af cross-pinacol koblingsreaktioner for at give de tilsvarende usymmetriske 1,2-dioler (titan (IV) chlorid / mangan 5, samarium (II) iodid 6, magnesium / trimethylchlorsilan 7, vanadium (II) 8, zirconium / tin-9 og ytterbium 10). Således intermolekylære tværs pinacol koblingsreaktionen stadig en stor udfordring i organisk kemi, især den katalytiske udførelse af denne transformation.
Dannelsen af cross koblingsprodukter er kinetisk ugunstigunder forhold med en klassisk pinacol kobling. For at opnå tilstrækkelige mængder af det usymmetriske produkt forsinket tilsætning af en carbonylforbindelse er mulig. Der findes et par eksempler, der udvikler dette begreb, men de er baseret på en række konkrete eksperimentelle manipulationer og derfor ikke kan generaliseres. Hertil kommer, at der kræves mere end én carbonylforbindelse i disse transformationer resulterede i en møjsommelig adskillelse af en kompleks blanding produkt 11. Et alternativ til dette formål er repræsenteret ved precomplexation én reaktant rendering ækvimolære mængder af et yderligere reagens nødvendig.
Forskellige eksempler på en reversibel pinacol reaktion er blevet beskrevet 12. Disse fører til den betragtning, at disse betingelser kan være et optimalt udgangspunkt for den selektive syntese af krydskobling produkter. Eftersom en lav-valent metal samt et reaktivt radikal arter dannes samtidigt i situ, Usymmetriske dioler kan udelukkende dannes i nærvær af en egnet carbonyl reaktant. Til vores bedste overbevisning en sådan metode ikke er blevet rapporteret før (Porta beskrevet et al. En sammenlignelig pinacol spaltning og efterfølgende kobling af den yderligere udbredelse af støkiometriske mængder af AIBN (2,2 '-azo-bis-isobutyronitril) til at generere de nødvendige radikaler) 13.
Heri en protokol visualiseres som giver en hurtig og driftsmæssigt enkel adgang til usymmetriske 1,2-dioler. De asymmetriske pinacol produkter er for det meste tilgængelige i fremragende udbytter (> 95%). Uønskede symmetrisk pinacol produkter ikke overholdes. Denne nye cross-pinacol metode er baseret på en retropinacol / cross-pinacol kobling sekvens. Det vil blive demonstreret i det følgende ved repræsentative reaktioner benzopinacole (1,1,2,2-tetraphenyl-1 ,2-ethandiol, 1) med 2-ethylbutyraldehyd (i aldehyd-serien) og wed diethylketon (i keton-serien).
Protocol
Representative Results
Discussion
Et samlet fald i reaktionstider og højere udbytter er observeret ved indsættelsen af elektron-rige carbonylforbindelser (sammenlign indgang 3 med 17, tabel 1 eller indgang 19 med 13, tabel 2). Desuden, i reaktioner af ketoner med voluminøse substituenter et fald i udbyttet observeres under sammenlignelige betingelser (sammenlign indgang 12 med 11, tabel 2).
Selv om en bred vifte af carbonylforbindelser kan anve…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne takker Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bayer Pharma AG, Chemtura Organometallics GmbH Bergkamen, Bayer Services GmbH, BASF AG og Sasol GmbH om økonomisk støtte.
Materials
| 1.2-Dichloromethane | Sigma-Aldrich | 319929 | |
| Titanium(IV)tert-butoxide | VWR International | 200014-852 | |
| 2-Ethylbutyraldehyde | Sigma-Aldrich | 110094 | |
| Benzopinacol | Aldrich | B9807 | |
| Triethylchlorosilane | Aldrich | 235067 | |
| hexane, certified ACS | Fisher scientific | H29220 | |
| acetone, certified ACS | ACROS | 42324 | |
| Ammonium chloride | ACROS | 19997 | |
| Sodium hydrogen carbonate | ACROS | 12336 | |
| Magnesium sulphate | ACROS | 41348 | |
| silica gel 60 F254 TLC plates | VWR International | 1,057,140,001 | |
| silica gel, 0.035-0.070 for flash-chromatography | ACROS | 240360300 |
References
- Hirao, T. Catalytic reductive coupling of carbonyl compounds – The pinacol coupling reaction and. 279, 53-75 (2007).
- Chatterjee, A., Joshi, N. N. Evolution of the stereoselective pinacol coupling reaction. Tetrahedron. 62, 12137-12158 (2006).
- Ladipo, F. T. Low-valent titanium-mediated reductive coupling of carbonyl compounds. Curr. Org. Chem. 10, 965-980 (2006).
- Gansäuer, A., Bluhm, H. Reagent-controlled transition-metal-catalyzed radical reactions. Chem. Rev. 100, 2771-2788 (2000).
- Duan, X. -. F., Feng, J. X., Zi, G. -. F., Zhang, Z. -. B. A Convenient synthesis of unsymmetrical pinacols by coupling of structurally similar aromatic aldehydes mediated by low-valent titanium. Synthesis. , 277-282 (2009).
- Paquette, L. A., Lai, K. W. Pinacol macrocyclization-based route to the polyfused medium-sized CDE ring system of lancifodilactone. G. Org. Lett. 10, 3781-3784 (2008).
- Maekawa, H., Yamamoto, Y., Shimada, H., Yonemura, K., Nishiguchi, I. Mg- promoted mixed pinacol coupling. Tetrahedron Lett. 45, 3869-3872 (2004).
- Kang, M., Park, J., Pedersen, S. F. Pinacol cross coupling reactions of ethyl 2-alkyl-2-formylpropionates. stereoselective synthesis of 2,2,4- trialkyl-3-hydroxy-γ-butyrolactones. Syn. Lett. , 41-43 (1997).
- Askham, F. R., Carroll, K. M. Anionic zirconaoxiranes as nucleophilic aldehyde equivalents. application to intermolecular pinacol cross coupling. J. Org. Chem. 58, 7328-7329 (1993).
- Hou, Z., Takamine, K., Aoki, O., Shiraishi, H., Fujiwara, Y., Taniguchi, H. Nucleophilic Addition of lanthanoid metal umpoled diaryl ketones to electrophiles. J. Org. Chem. 53, 6077-6084 (1988).
- Groth, U., Jung, M., Vogel, T. Intramolecular chromium(II)-catalyzed pinacol cross coupling of 2-Mmethylene-α,ω-dicarbonyls. Syn. Lett. , 1054-1058 (2004).
- Appendino, G. Synthesis of Modified Ingenol Esters. Eur. J. Org. Chem. , 3413-3420 (1999).
- Spaccini, R., Pastori, N., Clerici, A., Punta, C., Porta, O. Key role of Ti(IV) in the selective radical-radical cross-coupling mediated by the Ingold-Fischer effect. J. Am. Chem. Soc. 130, 18018-18024 (2008).
- Leonard, J., Lyfo, B., Procter, G. . Advanced Practical Organic Chemistry. , (2013).
- Scheffler, U., Stoesser, R., Mahrwald, R. Retropinacol / cross-pinacol coupling reactions – a catalytic access to 1,2-unsymmetrical diols. Adv. Synth. Cat. 354, 2648-2652 (2012).
