Cationic Late-Transition-Metal Complexes Catalyze the Ring Opening of Aziridines with Amines

Abstract

Cationic palladium and nickel complexes have been found to catalyze the ring-opening of meso-N-aryl aziridines with anilines very efficiently and furnish valuable 1,2-diamines in typically excellent yields. The active catalysts were generated in situ from the corresponding metal dichloride bis(triphenylphosphine) complexes through chloride abstraction with a silver salt. This new protocol is applicable across a broad substrate range with both cyclic as well as acyclic aziridines. In addition, cationic gold-phosphine complexes proved to be highly reactive as well as delivering products in comparable rates and yields.

Key words

aziridine - catalysis - 1,2-diamine - nickel - palladium

References

• Selected reviews:
• 2a Schneider C. Synthesis  2006,  3919 
• 2b Pastor IM. Yus M. Curr. Org. Chem.  2005,  9:  1 
• 2c Jacobsen EN. Wu MH. Comprehensive Asymmetric Catalysis   Vol. 2:  Jacobsen EN. Pfaltz A. Yamamoto H. Springer; Berlin: 1999.  p.649 
• Selected reviews:
• 3a Schneider C. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  2082 
• 3b Yudin AK. Aziridines and Epoxides in Organic Synthesis   Wiley-VCH; Weinheim: 2006. 
• 3c Pineschi M. Eur. J. Org. Chem.  2006,  4979 
• 3d Hu XE. Tetrahedron  2004,  60:  2701 
• 3e McCoull W. Davis FA. Synthesis  2000,  1347 
• For selected catalytic processes, see:
• 4a Hong D. Lin X. Zhu Y. Lei M. Wang Y. Org. Lett.  2009,  11:  5678 
• 4b Bisai A. Bhanu Prasad BA. Singh VK. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  7935 
• 4c Wu J. Sun X. Li Y. Eur. J. Org. Chem.  2005,  4271 
• 4d Watson IDG. Yudin AK.
  J. Org. Chem.  2003,  68:  5160 
• 4e Swamy NR. Venkateswarlu Y. Synth. Commun.  2003,  33:  547 
• 4f Yadav JS. Reddy BVS. Rao KV. Raj KS. Prasad AR. Synthesis  2002,  1061 
• 4g Cossy J. Bellosta V. Alauze V. Desmurs JR. Synthesis  2002,  2211 
• 4h Hou X.-L. Fan R.-H. Dai L.-X. J. Org. Chem.  2002,  67:  5295 
• 4i Chandrasekhar M. Sekar G. Singh VK. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  10079 
• 4j Sekar G. Singh VK. J. Org. Chem.  1999,  64:  2537 
• 4k Meguro M. Asao N. Yamamoto Y. Tetrahedron Lett.  1994,  35:  7395 
• For selected catalytic processes, see:
• 5a Bhadra S. Adak L. Samanta S. Maidul Islam AKM. Mukherjee M. Ranu BC. J. Org. Chem.  2010,  75:  8533 
• 5b Bera M. Roy S. J. Org. Chem.  2009,  74:  8814 
• 5c Bhanu Prasad BA. Sanghi R. Singh VK. Tetrahedron  2002,  58:  7355 
• 5d Hou X.-L. Fan R.-H. Dai L.-X. J. Org. Chem.  2002,  67:  5295 
• 5e Bhanu Prasad BA. Sekar G. Singh VK. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  4677 
• For selected catalytic processes, see:
• 6a Zhang Y. Wee Kee C. Lee R. Fu X. Soh JYT. Loh EMF. Huang KW. Tan CH. Chem. Commun.  2011,  47:  3897 
• 6b Zeng F. Alper H. Org. Lett.  2010,  12:  5567 
• 6c Yadav JS. Reddy BVS. Baishya G. Venkatram Reddy P. Narsaiah AV. Catal. Commun.  2006,  7:  807 
• 6d Wu J. Sun X. Li Y. Eur. J. Org. Chem.  2005,  4271 
• 6e Yadav JS. Subba Reddy BV. Baishya G. Reddy PV. Harshavardhan SJ. Synthesis  2004,  1854 
• 6f Hou X.-L. Fan R.-H. Dai L.-X. J. Org. Chem.  2002,  67:  5295 
• 6g Wu J. Hou X.-L. Dai L.-X. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2001,  1314 
• 7 Li Z. Fernandez M. Jacobsen EN. Org. Lett.  1999,  1:  1611 
• 8a Yabu K. Masumoto S. Yamasaki S. Hamashima Y. Kanai M. Du W. Curran DP. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  9908 
• 8b Mita T. Fujimori I. Wada R. Wen J. Kanai M. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  11252 
• 8c Fukuta Y. Mita T. Fukuda N. Kanai M. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  6312 
• 8d Fujimori I. Mita T. Maki K. Shiro M. Sato A. Furusho S. Kanai M. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  16438 
• 8e Xu Y. Lin L. Kanai M. Matsunaga S. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2011,  133:  5791 
• 9a Arai K. Lucarini S. Salter MS. Ohta K. Yamashita Y. Kobayashi S. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  8103 
• 9b Yu R. Yamashita Y. Kobayashi S. Adv. Synth. Catal.  2009,  351:  147 
• 9c Seki K. Yu R. Yamazaki Y. Yamashita Y. Kobayashi S. Chem. Commun.  2009,  5722 
• 10a Wu B. Gallucci JC. Parquette JR. RajanBabu TV. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  1126 
• 10b Wu B. Parquette JR. RajanBabu TV. Science  2009,  326:  1662 
• 11a Rowland EB. Rowland GB. Rivera-Otero E. Antilla JC. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  12084 
• 11b Larson SE. Baso JC. Li G. Antilla JC. Org. Lett.  2009,  11:  5186 
• 12a Della Sala G. Lattanzi A. Org. Lett.  2009,  11:  3330 
• 12b Lattanzi A. Della Sala G. Eur. J. Org. Chem.  2009,  1845 
• 13a Luo Z.-B. Hou X.-L. Dai L.-X. Tetrahedron: Asymmetry  2007,  18:  443 
• 13b Wang Z. Sun X. Ye S. Wang W. Wang B. Wu J. Tetrahedron: Asymmetry  2008,  19:  964 
• 14a Slaman SM. Schwab RS. Alberto EE. Vargas J. Dornelles L. Rodrigues OED. Braga AL. Synlett  2011,  69 
• 14b Ghorai MK. Tiwari DP. J. Org. Chem.  2010,  75:  6173 
• 14c Yadav LDS. Rai VK. Singh S. Singh P. Tetrahedron Lett.  2010,  51:  1657 
• 15 Peruncheralathan S. Teller H. Schneider C. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  4849 
• 16a Peruncheralathan S. Henze M. Schneider C. Synlett  2007,  2289 
• 16b Marti A. Richter L. Schneider C. Synlett  2011,  2513 
• 17 Peruncheralathan S. Henze M. Schneider C. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  6743 
• Silver salts are known to be capable of abstracting chloride anions of transition-metal complexes resulting in cationic metal complexes, see, e.g.:
• 18a Evans DA. Murry JA. Von Matt P. Norcross RD. Miller SJ. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1995,  34:  798. 
• 18b Usuda H. Kuramochi A. Kanai M. Shibasaki M. Org. Lett.  2004,  6:  4387 
• 18c Cochran BM. Michael FE. Org. Lett.  2008,  10:  329 

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