Протокол синтеза<em> Орто</em> -trifluoromethoxylated анилина
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
Молекулы, несущие трифторметокси (OCF 3) группу часто показывают желании фармакологические и биологические свойства. Тем не менее, поверхностное синтез trifluoromethoxylated ароматических соединений остается сложной задачей в органическом синтезе. Традиционные подходы часто страдают от плохого рамки подложки, или требуют использования высокотоксичного, трудно в обращении, и / или термонеустойчивого реагенты. Здесь мы приводим удобный протокол для синтеза метилового эфира 4-ацетамидо-3- (трифторметокси) бензойной кислоты с использованием 1-трифторметил-1,2-бензиодоксол-3 (1Н) -он (Togni реагент II). Лечение метил-4- (N -hydroxyacetamido) бензойной кислоты (1a) с реагентом Togni II в присутствии каталитического количества карбоната цези (Cs 2 CO 3) в хлороформе при комнатной температуре давала метил-4- (N – (трифторметокси) ацетамидо) бензойной кислоты (2а). Это промежуточное соединение затем превращают в конечный продукт метил 4-ацетамидо-3- (trifluoromethoxy) бензойной кислоты (3а) в нитрометана при 120 ° С. Эта процедура носит общий характер и могут быть применены к синтезу широкого спектра орто производных анилина, -trifluoromethoxylated которые могут служить в качестве полезных синтетические блоки для открытия и разработки новых лекарственных, агрохимикатов и функциональных материалов.
Introduction
Трифторметокси- (OCF 3) группа сделала огромное влияние на жизнь и материалы научных исследований с момента первого синтеза трифторметил эфира в 1935 году 2 Благодаря уникальному сочетанию высокой электроотрицательности (χ = 3,7) 3 и отличное Липофильность (Π х = 1.04), 4 трифторметоксигруппой нашел широкое применение в медицине, сельском хозяйстве, и материалов промышленности. 5-10 Тем не менее, поверхностное введение OCF 3 группы в органических молекулах, особенно ароматических соединений, остается серьезной проблемой в синтетической химии.
За последние несколько десятилетий, усилия по решению этой проблемы привело к развитию нескольких преобразований для синтеза trifluoromethoxylated аренов 5-7,9-11 Они включают в себя (я) обмен хлора / фтора на trichlorinated прекурсоров;. 1,12 -17 (II) deoxyfluorination из fluoroformates; 18 </SUP> (III) окислительная fluorodesulfurization; 19-21 (IV) электрофильного трифторметилирование спиртов; 22-25 (V) нуклеофильного trifluoromethoxylation; 26-30, (VI) переход металл-опосредованной trifluoromethoxylation арильных боратов и винилстаннанов; 31 и (VII ) радикал trifluoromethoxylation. 32,33 Тем не менее, многие из этих подходов либо страдают от плохого рамки подложки или требуют использования высокотоксичных и / или термонеустойчивых реагентов. Таким образом, из-за отсутствия общего и удобный метод синтеза OCF 3 -содержащих соединения, потенциал OCF 3 группы не было в полной мере в химии.
Как часть нашего интереса trifluoromethoxylation реакций, 34 мы описываем здесь, двухступенчатый протокол (т.е. радикал -trifluoromethylation вывода и термонаведенные OCF 3 -migration) для синтеза метилового эфира 4-ацетамидо-3- (трифторметокси) бензойной кислоты (3а) из метил-4- (N -hydroxyacetamido) бензоат (1а). Стратегия проста в эксплуатации и применимы к синтезу широкого спектра орто производных анилина -trifluoromethoxylated.
Protocol
Representative Results
Discussion
В связи с отсутствием общей и удобной процедуры для синтеза trifluoromethoxylated аренами, многие OCF 3 -содержащих ароматические соединения являются чрезвычайно дорого. 34 Наша стратегия вытесняет широкий функциональный допуск группы и обеспечивает легкий доступ к различным trifluoromethoxy…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы признаем, щедрые стартовый капитал из Государственного университета Нью-Йорка в Стоуни-Брук в поддержку этой работы. Мы также благодарим TOSOH F-Tech, Inc. для предоставления нам TMSCF 3 реагента для синтеза Togni реагента 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).
