Synthesis of Pyrazoles, Diazepines, Enaminones, and Enamino Esters Using 12-Tungstophosphoric Acid as a Reusable Catalyst in Water

Abstract

12-Tungstophosphoric acid (H₃PW₁₂O₄₀) is found to be an efficient and recyclable catalyst in promoting a chemo- and re­gioselective condensation of hydrazines/hydrazides, diamines, and primary amines with various 1,3-dicarbonyl compounds in pure water at room temperature to afford pyrazoles, diazepines, and enaminones/enamino esters, respectively, in high yields.

Key words

12-tungstophosphoric acid - recyclable catalyst - condensation - 1,3-dicarbonyl compounds - aqueous medium

References

• 1a Behr LC. Fusco R. Jarboe CH. In Pyrazoles, Pyrazolines, Pyrazolidines, Indazoles and Condensed Rings   Wiley RH. Interscience; New York: 1967. 
• 1b Elguero J. In Comprehensive Heterocyclic Chemistry II   Vol. 3:  Katritzky AR. Rees CW. Scriven EF. Pergamon; Oxford: 1996.  p.1 
• 1c Mahajan RN. Havaldar FH. Fernandes PS. J. Indian Chem. Soc.  1991,  68:  245 
• 1d Janus SL. Magdif AZ. Erik BP. Claus N. Monatsh. Chem.  1999,  130:  1167 
• 2a Edafiogho IO. Moore JA. Alexander MS. Scott KR. J. Pharm. Sci.  1994,  83:  1155 
• 2b Foster JE. Nicholson JM. Butcher R. Stables JP. Edafiogho IO. Goodwin AM. Henson MC. Smith CA. Scott KR. Bioorg. Med. Chem.  1999,  7:  2415 
• 2c Michael JP. Koning CB. Hosken GD. Stanbury TV. Tetrahedron  2001,  57:  9635 
• 3 Michael JP. Koning CB. Gravestock D. Hosken GD. Howard AS. Jungmann CM. Krause RWM. Parson AS. Pelly SC. Stanbury TV. Pure Appl. Chem.  1999,  71:  979 
• 4a Polshettiwar V. Varma RS. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  397 
• 4b Wang Z. Qin H. Green Chem.  2004,  6:  90 
• 4c Katritzky AR. Handbook of Heterocyclic Chemistry   Pergamon; New York: 1985.  p.416 
• 4d Ahmed MSM. Kobayashi K. Mori A. Org. Lett.  2005,  7:  4487 
• 4e Heller ST. Natarajan SR. Org. Lett.  2006,  8:  2675 
• 4f Deng X. Mani NS. Org. Lett.  2006,  8:  3505 
• 4g Armstrong A. Jones LH. Knight JD. Kelsey RD. Org. Lett.  2005,  7:  713 
• 5 Rault S. Gillard AC. Foloppe MP. Robba M. Tetrahedron Lett.  1995,  36:  6673 
• 6 Eary CT. Clausen D. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  6899 
• 7a Wang QF. Hu B. Luo BH. Hu CM. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  2377 
• 7b Bonacorso HG. Lourega RV. Deon ED. Zanatta N. Martins MAP. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  4835 
• 7c Cairns J. Clarkson TR. Hamersma JAM. Rae DR. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  1583 
• 8a Valduga CJ. Braibante HS. Braibante EFJ. J. Heterocycl. Chem.  1998,  35:  189 
• 8b Rechsteiner B. Texier-Boullet F. Hamalin J. Tetrahedron Lett.  1993,  34:  5071 
• 8c Braibante MEF. Braibante S. Missio L. Andricopulo A. Synthesis  1994,  898 
• 8d Arcadi A. Bianchi G. Di Giuseppe S. Marinelli F. Green Chem.  2003,  5:  64 
• 8e Khosropour AR. Khodaei MM. Kookhazadeh M. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  1725 
• 8f Bartoli G. Bosco M. Locatelli M. Marcantoni E. Melchiorre P. Sambri L. Synlett  2004,  239 
• 8g Khodaei MM. Khosropour AR. Kookhazadeh M. Synlett  2004,  1980 
• 8h Das B. Venkateswarlu K. Majhi A. Reddy MR. Reddy KN. Rao YK. Ravikumar K. Sridhar B. J. Mol. Catal. A: Chem.  2006,  246:  276 
• 9a Chao JL. Chem. Rev.  2005,  105:  3095 
• 9b Li CJ. Chang TH. Organic Reactions in Aqueous Media   Wiley; New York: 1997. 
• 9c Demko ZP. Sharpless KB. J. Org. Chem.  2001,  66:  7945 
• 9d Fringuelli F. Pizzo F. Tortoioli S. Vaccaro L. Org. Lett.  2005,  7:  4411 
• 9e Pirrung MC. Sarma KD. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  444 
• 9f Azoulay S. Manabe K. Kobayashi S. Org. Lett.  2005,  7:  4593 
• 9g Manabe K. Limura S. Sun X.-M. Kobayashi S. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  11971 
• 10a Heravi MM. Derikvand F. Bamoharram FF. J. Mol. Catal. A: Chem.  2005,  242:  173 
• 10b Azizi N. Torkiyan L. Saidi MR. Org. Lett.  2006,  8:  2079 
• 10c Yadav JS. Subba Reddy BV. Sridhar P. Reddy JSS. Nagaiah K. Lingaiah N. Saiprasad PS. Eur. J. Org. Chem.  2004,  552 
• 10d Kozhevnikov IV. Catal. Rev. Sci. Eng.  1995,  37:  311 
• 10e Mison M. Noriji N. Appl. Catal.  1990,  64:  1 
• 10f Izumi Y. Hasebe R. Urabe K. J. Catal.  1983,  84:  402 
• 10g Soeda H. Okuara T. Misono M. J. Mol. Chem. Lett.  1994,  909 
• Among heteropolyacids, tungstic acids are the most widely used catalysts owing to their high acid strengths, thermal stabilities and low reducibilities. The acidity strength follows the order: H₃PW₁₂O₄₀ > 4-MeC₆H₄SO₃H > H₂SO₄, which can be found in:
• 11a Drago RS. Dias JA. Maier TO. J. Am. Chem. Soc.  1997,  119:  7702 
• 11b Okuhara T. Nishimura T. Watanabe H. Misono M. J. Mol. Catal.  1992,  74:  247 
• 12a Butler RN. Hanniffy JM. Stephens JC. Burke LA. J. Org. Chem.  2008,  73:  1354 
• 12b Chambers D. Denny WA. Buckleton JS. Clark GR. J. Org. Chem.  1985,  50:  4736 
• 12c Dvorak CA. Rudolph DA. Ma S. Carruthers NI. J. Org. Chem.  2005,  70:  4188 
• 12d Han B. Liu Z. Liu Q. Yang L. Liu Z.-L. Yu W. Tetrahedron  2006,  62:  2492 
• 12e Texier-Boullet F . Klein B . Hamelin J . Synthesis  1986,  409 
• 12f Bieringer S. Holzer W. Heterocycles  2006,  68:  1825 
• 12g Gholap AR. Chakor NS. Daniel T. Lahoti RJ. Srinivasan KV. J. Mol. Catal. A: Chem.  2006,  245:  37 
• 12h Zhang Z.-H. Yin L. Wang Y.-M. Adv. Synth. Catal.  2006,  348:  184 
• 12i González-Nogal AM. Calle M. Cuadrado P. Eur. J. Org. Chem.  2007,  36:  6089