Protocole pour la synthèse du<em> Ortho</em> dérivés de l'aniline -trifluoromethoxylated
Summary
An operationally simple procedure for the synthesis of ortho-trifluoromethoxylated aniline derivatives via a two-step sequence of O-trifluoromethylation of N-aryl-N-hydroxyacetamide followed by thermally induced intramolecular OCF3-migration is reported.
Abstract
Molécules portant trifluorométhoxy groupe (OCF 3) montrent souvent des propriétés souhaitées pharmacologiques et biologiques. Cependant, la synthèse facile des composés aromatiques trifluoromethoxylated reste un formidable défi en synthèse organique. Les approches conventionnelles souffrent souvent d'une mauvaise portée de substrat, ou nécessitent l'utilisation de, poignée difficiles à hautement toxique, et / ou des réactifs thermiquement labiles. Ici, nous rapportons un protocole facile à utiliser pour la synthèse de méthyl 4-acétamido-3- (trifluorométhoxy) benzoate de méthyle en utilisant une-trifluorométhyl-1,2-benziodoxol-3 (1H) -one (réactif Togni II). Le traitement de méthyl 4- (N -hydroxyacetamido) benzoate de méthyle (1a) avec Togni réactif II en présence d'une quantité catalytique de carbonate de césium (Cs 2 CO 3) dans le chloroforme à la température ambiante a donné le 4- (N – (trifluorométhoxy) acétamido) benzoate de méthyle (2a). Cet intermédiaire a été ensuite converti en le groupe méthyle finale du produit 4-acétamido-3- (trifluoromethoxy) benzoate de méthyle (3a) dans le nitrométhane à 120 ° C. Cette procédure est générale et peut être appliquée à la synthèse d'une large gamme de dérivés de l'aniline ortho -trifluoromethoxylated, qui pourraient servir de blocs de construction synthétiques comme utiles pour la découverte et le développement de nouveaux produits pharmaceutiques, des produits agrochimiques et des matériaux fonctionnels.
Introduction
La trifluorométhoxy groupe (OCF 3) a eu un impact profond sur la recherche la vie et la science des matériaux, depuis la première synthèse d'éther de trifluorométhyle en 1935. 2 Grâce à sa combinaison unique de haute électronégativité (χ = 3.7) 3 et un excellent caractère lipophile (Π x = 1.04), 4 le groupe trifluorométhoxy a trouvé de vastes applications dans la médecine, l'agriculture et l'industrie des matériaux. 5-10 Cependant, l'introduction facile du groupe dans des molécules organiques, des composés aromatiques, en particulier OCF 3 reste un défi majeur dans la chimie de synthèse.
Au cours des dernières décennies, des efforts pour relever ce défi ont conduit au développement d'une poignée de transformations pour la synthèse des arènes trifluoromethoxylated 5-7,9-11 Ceux-ci comprennent (i) l'échange chlore / fluor sur les précurseurs trichlorés;. 1,12 -17 (ii) deoxyfluorination de fluoroformiates; 18 </sup> (iii) fluorodesulfurization oxydatif; 19 à 21 (iv) d'alcools trifluorométhylation électrophile; 22 à 25 (v) trifluoromethoxylation nucléophile; 26 à 30, (vi) à médiation par transition trifluoromethoxylation borates de métal-aryle et les stannanes, 31 et (vii ) trifluoromethoxylation radicale. 32,33 Néanmoins, nombre de ces approches soit souffrent d'une mauvaise portée de substrat ou d'exiger l'utilisation de réactifs très toxiques et / ou thermiquement labiles. Par conséquent, en raison de l'absence d'une méthode générale et convivial pour synthétiser OCF 3 composés -containing, le potentiel du groupe OCF 3 n'a pas été pleinement exploité dans la chimie.
Dans le cadre de notre participation dans des réactions de trifluoromethoxylation, 34 nous décrivons ici un protocole en deux étapes (c.-à–trifluoromethylation O radicale et OCF induite thermiquement 3 -Migration) pour la synthèse de 4-acétamido-3- (trifluorométhoxy) benzoate de méthyle (3a) à partir de 4- (N -hydroxyacetamido) benzoate de méthyle (1a). La stratégie est facile à utiliser et applicable à la synthèse d'une large gamme de dérivés de l'aniline ortho -trifluoromethoxylated.
Protocol
Representative Results
Discussion
En raison de l'absence d'une procédure générale et convivial pour la synthèse des arènes trifluoromethoxylated, beaucoup OCF composés aromatiques 3 -containing sont extrêmement coûteux. 34 Notre stratégie déplace une large tolérance de groupe fonctionnel et offre un accès facile aux diverses arènes trifluoromethoxylated. Ces composés pourraient servir de blocs de construction que précieux pour la découverte et le développement de nouveaux produits pharmaceutiques, des produ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous reconnaissons les fonds de démarrage généreux de l'Université d'Etat de New York à Stony Brook à l'appui de ce travail. Nous remercions également TOSOH F-Tech, Inc. pour nous fournir TMSCF 3 réactif pour la synthèse de Togni réactif II.
Materials
| 5% Rhodium on carbon | Aspira Scientific | 300835 | 5% wt% dry loading |
| hydrazine monohydrate | Sigma-Alderich | 13696HMV | Reagent grade, 98% |
| Acetyl chloride | Alfa Aesar | 10176887 | 98% |
| Sodium bicarbonate | Fisher Scientific | 134826 | Chemical pure |
| Cesium carbonate | Alfa Aesar | 12887 | 99.9%, metals basis |
| Togni Reagent II | Prepared according to the literature procedure (ref 37). Caution: Pure Togni reagent II is impact and friction sensitive, treat it with great care (see ref. 36). | ||
| Tetrahydrofuran | BDH | BDH1149-4LG | Distilled from deep purple sodium benzophenone ketyl. |
| Diethyl Ether | Fisher Scientific | 148221 | Distilled from deep purple sodium benzophenone ketyl. |
| Chloroform | Fisher Scientific | 141739 | Dried over CaH2 and distilled |
| nitro methane | Alfa Aesar | J03z053 | Dried over CaSO4 and distilled |
| Silica gel | SILICYCLE | 60514 | 40-63 µm (230-400 mesh) |
| Cilite | EMD | 2012040674 | Not acid washed |
References
- Yagupolskii, L. M. Sintez proizvodnykh feniltriftormetilovogo efira. Dokl. Akad. Nauk SSSR. 105, 100-102 (1955).
- Booth, H. S., Burchfield, P. E. Fluorination of halogeno methyl ethers. I. Fluorination of trichlorodimethyl ether. J. Am. Chem. Soc. 57, 2070 (1935).
- McClinton, M. A., McClinton, D. A. Trifluoromethylations and related reactions in organic-chemistry. Tetrahedron. 48, 6555-6666 (1992).
- Hansch, C., Leo, A. . Substituent Constants for Correlation Analysis in Chemistry and Biology. , (1979).
- Leroux, F., Jeschke, P., Schlosser, M. Alpha-fluorinated ethers, thioethers, and amines: Anomerically biased species. Chem. Rev. 105, 827-856 (2005).
- Jeschke, P., Baston, E., Leroux, F. R. Alpha-fluorinated ethers as ‘exotic’ entity in medicinal chemistry. Mini-Rev. Med. Chem. 7, 1027-1034 (2007).
- Leroux, F. R., Manteau, B., Vors, J. P., Pazenok, S. Trifluoromethyl ethers – synthesis and properties of an unusual substituent. Beilstein J. Org. Chem. 4, (2008).
- Fantasia, S., Welch, J. M., Togni, A. Reactivity of a hypervalent iodine trifluoromethylating reagent toward THF: ring opening and formation of trifluoromethyl ethers. J. Org. Chem. 75, 1779-1782 (2010).
- Manteau, B., Pazenok, S., Vors, J. P., Leroux, F. R. New trends in the chemistry of alpha-fluorinated ethers, thioethers, amines and phosphines. J. Fluorine Chem. 131, 140-158 (2010).
- Landelle, G., Panossian, A., Leroux, F. R. Trifluoromethyl ethers and -thioethers as tools for medicinal chemistry and drug discovery. Curr. Top. Med. Chem. 14, 941-951 (2014).
- Liang, T., Neumann, C. N., Ritter, T. Introduction of fluorine and fluorine-containing functional groups. Angew. Chem. Int. Ed. 52, 8214-8264 (2013).
- Yarovenko, N. N., Vasileva, A. S. A new method for the introduction of trihalomethyl groups into organic molecules. Zh. Obshch. Khim. 28, 2502-2504 (1958).
- Yagupols, L., Troitskaya, V. I. Synthesis of phenyl trifluoromethyl ether derivatives. Zh. Obshch. Khim. 31, 915-924 (1961).
- Yagupolskii, L. M., Orda, V. V. Bis(triftormetoksi I triftormetilmerkapto)-proizvodnye benzola. Zh. Obshch. Khim. 34, 1979-1984 (1964).
- Louw, R., Franken, P. W. Selective side-chain chlorination of methoxybenzenes. Chem Ind-London. , 127-128 (1977).
- Feiring, A. E. Chemistry in hydrogen-fluoride. 7. Novel synthesis of aryl trifluoromethyl ethers. J. Org. Chem. 44, 2907-2910 (1979).
- Salome, J., Mauger, C., Brunet, S., Schanen, V. Synthesis conditions and activity of various Lewis acids for the fluorination of trichloromethoxy-benzene by HF in liquid phase. J. Fluorine Chem. 125, 1947-1950 (2004).
- Sheppard, W. A. Alpha-Fluorinated Ethers. I. Aryl Fluoroalkyl Ethers. J. Org. Chem. 29, 1-11 (1964).
- Kuroboshi, M., Suzuki, K., Hiyama, T. Oxidative desulfurization-fluorination of xanthates – a convenient synthesis of trifluoromethyl ethers and difluoro(methylthio)methyl ethers. Tetrahedron Lett. 33, 4173-4176 (1992).
- Kanie, K., Tanaka, Y., Suzuki, K., Kuroboshi, M., Hiyama, T. A convenient synthesis of trifluoromethyl ethers by oxidative desulfurization-fluorination of dithio carbonates. Bull. Chem. Soc. Jpn. 73, 471-484 (2000).
- Kuroboshi, M., Kanie, K., Hiyama, T. Oxidative desulfurization-fluorination: A facile entry to a wide variety of organofluorine compounds leading to novel liquid-crystalline materials. Adv. Synth. Catal. 343, 235-250 (2001).
- Umemoto, T. Electrophilic perfluoroalkylating agents. Chem. Rev. 96, 1757-1777 (1996).
- Umemoto, T., Adachi, K., Ishihara, S. CF3 oxonium salts, O-(trifluoromethyl)dibenzofuranium salts: in situ synthesis, properties, and application as a real CF3+ species reagent. J. Org. Chem. 72, 6905-6917 (2007).
- Stanek, K., Koller, R., Togni, A. Reactivity of a 10-I-3 hypervalent iodine trifluoromethylation reagent with phenols. J. Org. Chem. 73, 7678-7685 (2008).
- Koller, R., et al. Zinc-mediated formation of trifluoromethyl ethers from alcohols and hypervalent iodine trifluoromethylation reagents. Angew. Chem. Int. Ed. 48, 4332-4336 (2009).
- Trainor, G. L. The preparation of O-trifluoromethyl carbohydrates. J. Carbohydr. Chem. 4, 545-563 (1985).
- Nishida, M., Vij, A., Kirchmeier, R. L., Shreeve, J. M. Synthesis of polyfluoro aromatic ethers – a facile route using polyfluoroalkoxides generated from carbonyl and trimethysilyl compounds. Inorg. Chem. 34, 6085-6092 (1995).
- Kolomeitsev, A. A., Vorobyev, M., Gillandt, H. Versatile application of trifluoromethyl triflate. Tetrahedron Lett. 49, 449-454 (2008).
- Marrec, O., Billard, T., Vors, J. P., Pazenok, S., Langlois, B. R. A deeper insight into direct trifluoromethoxylation with trifluoromethyl triflate. J. Fluorine Chem. 131, 200-207 (2010).
- Marrec, O., Billard, T., Vors, J. P., Pazenok, S., Langlois, B. R. A new and direct trifluoromethoxylation of aliphatic substrates with 2,4-dinitro(trifluoromethoxy)benzene. Adv. Synth. Catal. 352, 2831-2837 (2010).
- Huang, C. H., Liang, T., Harada, S., Lee, E., Ritter, T. Silver-mediated trifluoromethoxylation of aryl stannanes and arylboronic acids. J. Am. Chem. Soc. 133, 13308-13310 (2011).
- Rozen, S. Selective fluorinations by reagents containing the OF group. Chem. Rev. 96, 1717-1736 (1996).
- Venturini, F., et al. Direct trifluoro-methoxylation of aromatics with perfluoro-methyl-hypofluorite. J. Fluorine Chem. 140, 43-48 (2012).
- Hojczyk, K. N., Feng, P., Zhan, C., Ngai, M. -. Y. Trifluoromethoxylation of arenes: synthesis of ortho-trifluoromethoxylated aniline derivatives by OCF3 migration. Angew. Chem. Int. Ed. 53, 14559-14563 (2014).
- Still, W. C., Kahn, M., Mitra, A. Rapid chromatographic technique for preparative separations with moderate Resolution. J. Org. Chem. 43, 2923-2925 (1978).
- Fiederling, N., Haller, J., Schramm, H. Notification about the Explosive Properties of Togni’s Reagent II and One of Its Precursors. Org. Process Res. Dev. 17, 318-319 (2013).
- Matousek, V., Pietrasiak, E., Schwenk, R., Togni, A. One-pot synthesis of hypervalent iodine reagents for electrophilic trifluoromethylation. J. Org. Chem. 78, 6763-6768 (2013).
