Protocollo per la sintesi di<em> Ortho</em> Derivati all'anilina -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
Le molecole portanti trifluorometossi gruppo (OCF 3) spesso show desiderato proprietà farmacologiche e biologiche. Tuttavia, la sintesi di composti aromatici facile trifluoromethoxylated rimane una sfida formidabile nella sintesi organica. Approcci convenzionali spesso soffrono di portata substrato povero, o richiedono l'uso di, manico difficili da altamente tossici, e / o reattivi termicamente labili. Qui riportiamo un protocollo di facile utilizzo per la sintesi di metil 4-acetamido-3- (trifluorometossi) benzoato utilizzando 1-trifluorometil-1,2-benziodoxol-3 (1H) -one (Togni reagente II). Trattamento metil 4- (N -hydroxyacetamido) benzoato (1a) con Togni reagente II in presenza di una quantità catalitica di carbonato di cesio (Cs 2 CO 3) in cloroformio a RT prestata metil 4- (N – (trifluorometossi) acetammido) benzoato (2a). Questo intermedio è stato poi convertito nel prodotto finale metil 4-acetamido-3- (trifluoromethoxy) benzoato (3a) in nitrometano a 120 ° C. Questa procedura è generale e può essere applicato alla sintesi di un ampio spettro di orto derivati dell'anilina -trifluoromethoxylated, che potrebbe servire come utili blocchi sintetici per la scoperta e lo sviluppo di nuovi prodotti farmaceutici, prodotti agrochimici e materiali funzionali.
Introduction
Il trifluorometossi (OCF 3) gruppo ha fatto un profondo impatto sulla ricerca di vita e la scienza dei materiali in quanto la prima sintesi di trifluoromethyl dell'etere nel 1935. 2 Grazie alla sua combinazione unica di alta elettronegatività (χ = 3.7) 3 ed eccellente lipofilia (Π x = 1.04), 4 il gruppo trifluorometossi ha trovato ampie applicazioni in medicina, agricoltura, industria e materiali. 5-10 Tuttavia, l'introduzione facile del gruppo OCF 3 in molecole organiche, in particolare i composti aromatici, rimane una sfida importante nella chimica di sintesi.
Nel corso degli ultimi decenni, gli sforzi per affrontare questa sfida ha portato allo sviluppo di una manciata di trasformazioni per la sintesi di areni trifluoromethoxylated 5-7,9-11 Questi includono (i) scambio di cloro / fluoro sui precursori trichlorinated;. 1,12 -17 (ii) deoxyfluorination di fluoroformiati; 18 </sup> (iii) fluorodesulfurization ossidativo; 19-21 (iv) trifluoromethylation elettrofila di alcoli, 22-25 (v) trifluoromethoxylation nucleofila, 26-30, (vi) di transizione trifluoromethoxylation metallo-mediata di borato arilici e stannani, 31 e (vii ) trifluoromethoxylation radicale. 32,33 Tuttavia, molti di questi approcci sia soffrono di applicazione substrato scarsa o richiede l'uso di reagenti altamente tossici e / o termicamente labili. Pertanto, a causa della mancanza di un metodo generale e di facile utilizzo per sintetizzare OCF 3 composti -aventi tenore, il potenziale del gruppo OCF 3 non è stata completamente sfruttata in chimica.
Come parte del nostro interesse per reazioni trifluoromethoxylation, 34 descriviamo qui un protocollo a due fasi (cioè, O -trifluoromethylation radicale e OCF indotta termicamente 3 -migration) per la sintesi di metil 4-acetamido-3- (trifluorometossi) benzoato (3a) da metil 4- (N -hydroxyacetamido) benzoato (1a). La strategia è facile da usare e applicabili alla sintesi di una vasta gamma di orto derivati dell'anilina -trifluoromethoxylated.
Protocol
Representative Results
Discussion
A causa della mancanza di una procedura generale e user-friendly per la sintesi di areni trifluoromethoxylated, molti OCF composti aromatici 3 -non sono estremamente costosi. 34 La nostra strategia sposta un'ampia tolleranza gruppo funzionale e fornisce un facile accesso alle varie areni trifluoromethoxylated. Questi composti potrebbero servire come mattoni importanti per la scoperta e lo sviluppo di nuovi prodotti farmaceutici, prodotti agrochimici, e materiali.
Id…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Riconosciamo generosi fondi di start-up della State University di New York a Stony Brook, a sostegno di questo lavoro. Ringraziamo anche TOSOH F-Tech, Inc. per averci fornito TMSCF 3 reagenti per la sintesi di Togni reagente 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).
