Retropinacol / Cross-pinacol reacciones de acoplamiento - Un acceso catalítica a 1,2-dioles asimétricos
Summary
Una novela cuenta para la síntesis de 1,2-dioles simétricos basados en un mecanismo de acoplamiento retropinacol / cruz-pinacol se describe. Debido a la ejecución catalítica de esta reacción una mejora considerable en comparación con los acoplamientos de cruz-pinacol convencionales se consigue.
Abstract
Asimétricos 1,2-dioles son difícilmente accesibles por los procesos de acoplamiento pinacol reductivos. Una ejecución exitosa de una transformación tal se enlaza a un reconocimiento claro y estricta diferenciación de dos compuestos de carbonilo (aldehídos similares → 1,2-dioles o cetonas secundarias → terciarias 1,2-dioles). Esta puesta a punto es todavía un reto y un problema no resuelto de un químico orgánico. Existen varios informes sobre la ejecución con éxito de esta transformación, pero no se puede generalizar. Aquí se describe un proceso de acoplamiento catalítica directa pinacol que procede a través de una secuencia de acoplamiento retropinacol / cross-pinacol. Por lo tanto, no simétricos sustituidos 1,2-dioles se puede acceder con rendimientos casi cuantitativos por medio de un rendimiento operacionalmente simple bajo condiciones muy suaves. Técnicas artificiales, tales como técnicas de jeringa de la bomba o retraso adiciones de reactivos no son necesarios. El procedimiento se describe proporciona un muy rápido acceso a loscruzada de productos pinacol (1,2-dioles, dioles vecinales). Una ampliación de este nuevo proceso, por ejemplo, una actuación enantioselectiva podría proporcionar una herramienta muy útil para la síntesis de asimétricos quirales 1,2-dioles.
Introduction
La reacción de acoplamiento de pinacol es un método general y de uso común para la preparación de dioles vecinales simétricamente (1,2-dioles, pinacoles). Para una revisión exhaustiva en este campo ver referencias Hirao 1, Chatterjee y Joshi 2, Ladipo 3 y Gansäuer y Bluhm 4. En contraste con eso, sólo unos pocos informes se publicaron para referirse una realización eficaz de las reacciones de acoplamiento cruzado pinacol para producir los 1,2-dioles simétricos correspondientes (de titanio (IV) / cloruro de manganeso 5, samario (II) de yoduro de 6, magnesio / trimetilclorosilano 7, vanadio (II) 8, de circonio / estaño 9, y de iterbio 10). Por lo tanto, la reacción de acoplamiento cruzado de pinacol intermolecular aún sigue siendo un gran desafío en la química orgánica, especialmente la ejecución catalítica de esta transformación.
La formación de productos de acoplamiento cruzado es cinéticamente desfavorecidabajo condiciones de un acoplamiento de pinacol clásica. Para obtener cantidades suficientes del producto asimétrica retrasa la adición de un compuesto de carbonilo es posible. Existen algunos ejemplos que se están desarrollando este concepto, sino que se basan en varias manipulaciones experimentales específicas y por lo tanto no se puede generalizar. Además, el exceso requerido de un compuesto carbonilo en estas transformaciones resultó en una separación laboriosa de una mezcla de productos compleja 11. Una alternativa para este propósito está representado por la precomplexation de un reactivo de representación cantidades equimolares de un reactivo adicional necesaria.
Varios ejemplos de una reacción reversible de pinacol se han descrito 12. Esto lleva a la consideración de que esas condiciones podrían ser un punto de partida óptimo para la síntesis selectiva de productos de acoplamiento cruzado. Desde un metal de baja valencia, así como una especie de radical reactivo se forma simultáneamente in situ, Dioles asimétricos pueden estar formados exclusivamente en presencia de un reactivo carbonilo adecuado. Para el mejor de nuestro conocimiento un método de este tipo no se ha informado antes (Porta et al. Describe una escisión de pinacol comparable y posterior acoplamiento por el despliegue adicional de cantidades estequiométricas de AIBN (2,2 '-azo-bis-isobutironitrilo) para generar los radicales obligatorios) 13.
En la presente memoria un protocolo se visualiza que proporciona un acceso rápido y operacionalmente simple de 1,2-dioles asimétricos. Los productos de pinacol asimétricos son en su mayoría accesibles en excelentes rendimientos (> 95%). Productos simétricamente pinacol no deseados no se observan. Esta nueva metodología transversal de pinacol se basa en una secuencia de acoplamiento retropinacol / cruz-pinacol. Se demostrará en el siguiente por reacciones representativas de benzopinacole (1,1,2,2-tetrafenil-1 ,2-etanodiol, 1) con 2-etilbutiraldehído (en la serie de aldehído) y Wdietilcetona i-ésima (en la serie cetona).
Protocol
Representative Results
Discussion
La disminución global en los tiempos de reacción y los rendimientos más altos se observa por el despliegue de los compuestos carbonílicos ricos en electrones (compare entrada 3 con 17, Tabla 1 o la entrada 19 con 13, Tabla 2). Además, en las reacciones de cetonas con sustituyentes voluminosos se observa una disminución en los rendimientos en condiciones comparables (comparar entrada 12 con 11, Tabla 2).
Aunq…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores agradecen a Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bayer Pharma AG, Chemtura Organometallics GmbH Bergkamen, Bayer Services GmbH, BASF AG, y Sasol GmbH para el apoyo financiero.
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 |
Riferimenti
- 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).
