IBX/TBAB-Mediated Oxidation of Primary Amines to Nitriles

Abstract

The combination of o-iodoxybenzoic acid (IBX) and tetrabutylammonium bromide (TBAB) efficiently oxidizes primary amines to the corresponding nitriles in good to excellent yield under mild conditions. The reaction is racemization-free when applied to a chiral lysine derivative.

Key words

o-iodoxybenzoic acid (IBX) - tetrabutylammonium bromide (TBAB) - amines - nitriles - oxidation - dehydrogenation

References

• 1a The Chemistry of the Cyano Group   Rappoport Z. Interscience; New York: 1970. 
• 1b Fatiadi AJ. In Preparation and Synthetic Applications of Cyano Compounds   Patai S. Rappaport Z. Wiley; New York: 1983.  p.1057 
• 1c Fleming FF. Nat. Prod. Rep.  1999,  16:  597 
• 2a Vargha L. Remenyi M. J. Chem. Soc.  1951,  1068 
• 2b Cason J. Org. Synth., Coll. Vol. III   Wiley; New York: 1955.  p.3 
• 2c Mihailović ML. Stojiljković A. Andrejević V. Tetrahedron Lett.  1965,  6:  461 
• 2d Stojiljković A. Andrejević V. Mihailović ML. Tetrahedron  1967,  23:  721 
• 3a Clarke TG. Hampson NA. Lee JB. Morley JR. Scanlon B. Tetrahedron Lett.  1968,  9:  5685 
• 3b Lee JB. Parkin C. Shaw MJ. Hampson NA. MacDonald KI. Tetrahedron  1973,  29:  751 
• 4a Below JS. Garza C. Mathieson JW. Chem. Commun.  1970,  634 
• 4b Nakagawa K. Tsuji T. Chem. Pharm. Bull.  1963,  11:  296 
• 4c George MV. Balachandran KS. Chem. Rev.  1975,  75:  492 
• 5a Yamazaki S. Yamazaki Y. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1990,  63:  301 
• 5b Biondini D. Brinchi L. Germani R. Goracci L. Savelli G. Eur. J. Org. Chem.  2005,  3060 
• 6 Gao S. Herzig D. Wang B. Synthesis  2001,  544 
• 7a Kametani T. Takahashi K. Ohsawa T. Ihara M. Synthesis  1977,  245 
• 7b Capdevielle P. Lavigne A. Maumy M. Synthesis  1989,  453 
• 7c Capdevielle P. Lavigne A. Saparfel D. Baranne-Lafont J. Nguyen KC. Maumy M. Tetrahedron Lett.  1990,  31:  3305 
• 7d Maeda Y. Nishimura T. Uemura S. Bull. Chem. Soc. Jpn.  2003,  76:  2399 
• 8a Tang R. Diamond SE. Neary N. Mares F. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1978,  562 
• 8b Green G. Griffith WP. Hollinshead DM. Ley SV. Schröder M. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1984,  681 
• 8c Schröder M. Griffith WP. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1979,  58 
• 8d Yamaguchi K. Mizuno N. Angew. Chem. Int. Ed.  2003,  42:  1480 
• 8e Mori K. Yamaguchi K. Mizugaki T. Ebitani K. Kaneda K. Chem. Commun.  2001,  461 
• 9a Yamazaki S. Synth. Commun.  1997,  27:  3559 
• 9b Lee GA. Freedman HH. Tetrahedron Lett.  1976,  17:  1641 
• 10 Chen F. Kuang Y. Dai H. Lu L. Huo M. Synthesis  2003,  2629 
• 11 Iida S. Togo H. Synlett  2006,  2633 
• 12 Iida S. Togo H. Synlett  2007,  407 
• 13a Feldhues U. Schäfer HJ. Synthesis  1982,  145 
• 13b Semmelhack MF. Schmid CR. J. Am. Chem. Soc.  1983,  105:  6732 
• 13c Shono T. Matsumura Y. Inoue K. J. Am. Chem. Soc.  1984,  106:  6075 
• For reviews, see:
• 14a Zhdankin VV. Stang PJ. Chem. Rev.  2002,  102:  2523 
• 14b Wirth T. Angew. Chem. Int. Ed.  2001,  40:  2812 
• 14c Tohma H. Kita Y. Adv. Synth. Catal.  2004,  346:  111 
• 14d Wirth T. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  4402 
• 14e Ladziata U. Zhdankin VV. Synlett  2007,  527 
• 14f Zhdankin VV. Stang PJ. Chem. Rev.  2008,  108:  5299 
• 14g For a recent contribution, see: Du X. Chen H. Liu Y. Chem. Eur. J.  2008,  9495 
• 15a Moriarty RM. Vaid RK. Duncan MP. Ochiai M. Inenaga M. Nagao Y. Tetrahedron Lett.  1988,  29:  6913 
• 15b Porta F. Crotti C. Cenini S. Palmisano G. J. Mol. Catal.  1989,  50:  333 
• 16 Nicolaou KC. Mathison CJN. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  5992 
• 17 Nicolaou KC. Mathison CJN. Montagnon T. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  5192 
• 18 For oxidative conversion of aldehydes into nitriles using IBX in aqueous ammonia, see: Arote ND. Bhalerao DS. Akamanchi KG. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  3651 
• 19a Ngouansavanh T. Zhu J. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  5775 
• 19b Ngouansavanh T. Zhu J. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  3495 
• 20a For oxidation of alcohol, see: Frigerio M. Santagostino M. Sputore S. Palmisano G. J. Org. Chem.  1995,  60:  7272 
• 21 Fontaine P. Chiaroni A. Masson G. Zhu J. Org. Lett.  2008,  10:  1509 
• Quaternary ammonium salts are known to be beneficial in some IBX-mediated transformations, see:
• 22a Tohma H. Takizawa S. Watanabe H. Fukuoka Y. Maegawa T. Kita Y. J. Org. Chem.  1999,  64:  3519 
• 22b Tohma H. Takizawa S. Morioka H. Maegawa T. Kita Y. Chem. Pharm. Bull.  2000,  48:  445 
• 22c Shukla VG. Salgaonkar PD. Akamanchi KG. J. Org. Chem.  2003,  68:  5422 
• 22d Zhu J. Germani AG. Porco JA. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  1239 
• 22e Shukla VG. Salgaonkar PD. Akamanchi KG. Synlett  2005,  1483 
• 22f Kuhakarn C. Kittigowittana K. Pohmakotr M. Reutrakul V. Tetrahedron  2005,  61:  8995 
• 22g Kuhakarn C. Kittigowittana K. Ghabkham P. Pohmakotr M. Reutrakul V. Tetrahedron  2005,  61:  8995 
• 22h Ozanne-Beaudenon A. Quideau S. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  5869 
• 22i Bhalerao DS. Mahajan US. Chaudhari KH. Akamanchi KG. J. Org. Chem.  2007,  72:  662 
• 22j Potassium iodide as additive: Pan Z.-L. Liu X.-Y. Liang Y.-M. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  4101 
• 23 Chiampanichayakul S. Pohmakotr M. Reutrakul V. Jaipetch T. Kuhakarn C. Synthesis  2008,  2045 
• 24 Rajagopal R. Larsen P. Planta  1972,  103:  45 
• 25 Gallen J. Goumont R. Clark T. Terrier F. Williams CM. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  2929 
• 26 Dess DB. Martin JC. J. Am. Chem. Soc.  1991,  113:  7277 
• 28 Kim D.-K. Chung W.-J. Lee Y.-S. Synlett  2005,  279 

27

We thank one of the referees for pointing out this mechanistic consideration and related references.