Synthesis of Methyl (E)-2-Nitromethylcinnamates Derived from Baylis-Hillman­ Acetates and Conversion into Several Coumarin Derivatives

Abstract

Fast and easy access to methyl (E)-2-nitromethylcinnamates, from the corresponding Baylis-Hillman acetates with NaNO₂ in DMF is described. Several ortho-chloro-2-nitromethylcinnamates undergo intramolecular aromatic substitution reaction followed by rearrangement to yield coumarin derivatives.

Baylis-Hillman reaction - sodium nitrite - methyl (E)-2-nitromethylcinnamates - nitronate anion - coumarin

References

1a Rosini G. Ballini R. Synthesis  1988,  833 

1b Ono N. The Nitro Group in Organic Synthesis   Wiley-VCH; New York: 2001. 

1c The Chemistry of Amino, Nitroso, Nitro and Related Groups   Patai S. Wiley; Chichester: 1996. 

1d Adams JP. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  2002,  2586 

1e Ballini R. Petrini M. Tetrahedron  2004,  60:  1017 

2 Seebach D. Lehr F. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1976,  15:  505 

3 Rosini G. In Comprehensive Organic Synthesis   Vol. 2:  Trost BM. Pergamon; Oxford: 1991.  p.321 

4 Luzzio FA. Tetrahedron  2001,  57:  915 

5 Perlmutter P. Conjugate Addition Reactions in Organic Synthesis   Pergamon; Oxford: 1992. 

6a Kim JN. Lee HJ. Lee KY. Gong JH. Synlett  2002,  173 

6b Kim JN. Lee HJ. Lee KY. Kim HS. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  3737 

7 Basavaiah D. Kumaragurubaran N. Sharada DS. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  85 

8 Chung YM. Gong JH. Kim TH. Kim JN. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  9023 

9 Lee CH. Song YS. Cho HI. Yang JW. Lee K.-J. J. Heterocycl. Chem.  2003,  40:  1103 

10a Basavaiah D. Kumaragurubaran N. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  477 

10b Im YJ. Kim JM. Mun JH. Kim JN. Bull. Kor. Chem. Soc.  2001,  22:  349 

11 Drews SE. Horn MM. Ramesar N. Synth. Commun.  2000,  30:  1045 

12 Foucaud A. El Guemmout F. Bull. Soc. Chim. Fr.  1989,  403 

13 Basavaiah D. Pandiaraju S. Tetrahedron  1996,  52:  2261 

14 Patra A. Roy AK. Batra S. Bhaduri AP. Synlett  2002,  1819 

15 Ko SH. Lee K.-J. J. Heterocycl. Chem.  2004,  41:  613 

16a Kim JN. Im YJ. Gong JH. Lee KY. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  4195 

16b Kim JM. Im YJ. Kim TH. Kim JN. Bull. Kor. Chem. Soc.  2002,  23:  657 

17a Chamakh A. Amri H. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  375 

17b Im YJ. Lee CG. Kim HR. Kim JN. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  2987 

18 Basavaiah D. Hyma RS. Kumaragurubaran N. Tetrahedron  2000,  56:  5905 

19 For previously reported synthesis of β-nitro acrylic esters by means of NaNO₂-CAN mediated conversion of Baylis-Hillman derived acrylic esters, see: Jayakanthan K. Madhusudanan KP. Vankar YD. Tetrahedron  2004,  60:  397 

For reviews of the Baylis-Hillman reaction, see:

20a Drewes SE. Roos GHP. Tetrahedron  1988,  44:  4653 

20b Basavaiah D. Rao PD. Hyma RS. Tetrahedron  1996,  52:  8001 

20c Ciganek E. In Organic Reactions   Vol. 51:  Paquette LA. Wiley; New York: 1997.  p.201 

20d Langer P. Angew. Chem. Int. Ed.  2000,  39:  3049 

20e Kim JN. Lee KY. Curr. Org. Chem.  2002,  6:  627 

20f Basavaiah D. Rao AJ. Satyanarayana T. Chem. Rev.  2003,  103:  811 

21a Song YS. Lee CH. Lee K.-J. J. Heterocycl. Chem.  2003,  40:  939 

21b Park JB. Ko SH. Kim BG. Hong WP. Lee K.-J. Bull. Korean Chem. Soc.  2004,  25:  27 

21c Park JB. Ko SH. Hong WP. Lee K.-J. Bull. Kor. Chem. Soc.  2004,  25:  927 

21d Lee CH. Lee K.-J. Synthesis  2004,  1941 

22 Kim JN. Kim HS. Gong JH. Chung YM. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  8341 

23 Murray RDH. In Progress in the Chemistry of Natural Products   Herz W. Grisebach H. Kirby GW. Springer; New York: 1978.  p.199-429  

24a von Pechmann H. Duisberg C. Chem. Ber.  1884,  17:  929 

24b John EVO. Israelstam SS. J. Org. Chem.  1961,  26:  240 

25 Panetta JA. Rapoport H. J. Org. Chem.  1982,  47:  946 

26 Johnson JR. Org. React.  1942,  1:  210 

27 Shriner RL. Org. React.  1942,  1:  1 

28 Brufola G. Fringuelli F. Piermatti O. Pizzo F. Heterocycles  1996,  43:  1257 

29a Mali RS. Yadav VJ. Synthesis  1977,  464 

29b Yavari I. Hekmat-Shoar R. Zonouzi A. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  2391 

30 Yavari I. Djahaniani H. Nasiri F. Synthesis  2004,  679 

31 Athanasellis G. Melagraki G. Chatzidakis H. Afantitis A. Detsi A. Igglessi-Markopoulou O. Markopoulos J. Synthesis  2004,  1775 

32 Kotani M. Yamamoto K. Oyamada J. Fujiwara Y. Kitamura T. Synthesis  2004,  1466 

33a Kaye PT. Musa MA. Synthesis  2002,  2701 

33b Kaye PT. Musa MA. Nocanda XW. Synthesis  2003,  531 

For dihalonitrobenzenes, substitution occurs exclusively at the ortho position of nitro group. See:

34a Parker KA. Coburn CA. J. Org. Chem.  1992,  57:  90 

34b Bunnett JF. Morath RJ. Okamoto T. J. Am. Chem. Soc.  1955,  77:  5051 

35

The stereochemistry of the oximes 7j-n was not determined.

36 Keumi T. Matsuura K. Nakayama N. Tsubota T. Morita T. Takahashi I. Kitajima H. Tetrahedron  1993,  49:  537 

37 Tanaka K. Chen X. Kimura T. Yoneda F. Chem. Pharm. Bull.  1988,  36:  60 

38a Mason PH. Emslie ND. Tetrahedron  1994,  50:  12001 

38b Nilov D. Räcker R. Reiser O. Synthesis  2002,  2232