Concerted Nucleophilic Substitution Reactions at Vinylic Carbons

Abstract

In this account, recent advances on nucleophilic substitution reactions at sp^² hybridized carbons of lithium alkylidene carbenoids and simple vinyl halides are described.

1 Introduction

2 Nucleophilic Substitution Reactions of Lithium Alkylidene Carbenoids

2.1 Reactions of Dibromoalkenols with Alkyllithiums

2.2 Reactions of Alkylidene Carbenoids with Intramolecular Carbanions: Synthesis of Indenes and Dihydronaphthalenes

3 Nucleophilic Substitution Reactions of Vinyl Halides

3.1 With Oxygen Nucleophiles

3.2 With Nitrogen Nucleophiles

3.3 With Carbon Nucleophiles

3.4 With Sulfur Nucleophiles

4 Conclusion

Key words

nucleophilic substitutions - lithium alkylidene carbenoids - vinyl halides - cyclizations - density functional theory

References

• 1 Hughes ED. Juliusburger F. Masterman S. Topley B. Weiss J. J. Chem. Soc.  1935,  1525 
• For reviews, see:
• 2a Rapport Z. Acc. Chem. Res.  1992,  25:  474 
• 2b Okuyama T. Lodder G. In Advances in Physical Organic Chemistry   Vol. 37:  Tidwell TT. Richard JP. Academic; New York: 2002.  p.1-56  
• 2c Okuyama T. J. Synth. Org. Chem., Jpn.  2006,  64:  348 
• 3 For a review, see: Narasaka K. Kitamura M. Eur. J. Org. Chem.  2005,  4505 
• 4a Uchiyama K. Yoshida M. Hayashi Y. Narasaka K. Chem. Lett.  1998,  607 
• 4b Yoshida M. Uchiyama K. Narasaka K. Heterocycles  2000,  52:  681 
• 5 Mori S. Uchiyama K. Hayashi Y. Narasaka K. Nakamura E. Chem. Lett.  1998,  111 
• 6 Kitamura M. Suga T. Chiba S. Narasaka K. Org. Lett.  2004,  6:  4619 
• 7a Brown HC. Basavaiah D. Kulkarni SU. Lee HD. Negishi E. Katz J.-J. J. Org. Chem.  1986,  51:  5270 
• 7b Harada T. Katsuhira T. Hara D. Kotani Y. Maejima K. Kaji R. Oku A. J. Org. Chem.  1993,  58:  4897 
• 7c Miller JA. J. Org. Chem.  1989,  54:  998 
• 7d Baati R. Barma DK. Falck JR. Mioskowski C. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  9196 
• 7e Negishi E. Akiyoshi K. O’Connor B. Takagi K. Wu G. J. Am. Chem. Soc.  1989,  111:  3089 
• 7f Kasatkin A. Whitby RJ. Tetrahedron Lett.  1997,  38:  4857 
• 7g Kasatkin A. Whitby RJ. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  7039 
• 8a Duraisamy M. Walborsky HM. J. Am. Chem. Soc.  1984,  106:  5035 
• 8b Topolski M. Duraisamy M. Rachon J. Gawronski J. Gawronska K. Goedken V. Walborsky HM. J. Org. Chem.  1993,  58:  546 
• 9 Topolski M. J. Org. Chem.  1995,  60:  5588 
• 10 Yanagisawa H. Miura K. Kitamura M. Narasaka K. Ando K. Helv. Chim. Acta  2002,  85:  3130 
• 11a Yanagisawa H. Miura K. Kitamura M. Narasaka K. Ando K. Bull. Chem. Soc. Jpn.  2003,  76:  2009 
• 11b Ando K. J. Org. Chem.  2006,  71:  1837 
• 12a Wittig G. Packels U. Droge H. Ber. Dtsch. Chem. Ges.  1938,  71:  1903 
• 12b Wardell JL. The Synthesis, Reactions and Structures of Organometallic Compounds, In Comprehensive Organometallic Chemistry   Vol. 1:  Wilkinson G. Pergamon; Oxford: 1982.  p.59 
• 13a Köbrich G. Ansari F. Chem. Ber.  1967,  100:  2011 
• 13b Boche G. Lohrenz JCW. Chem. Rev.  2001,  101:  697 
• 14 Miwa K. Aoyama T. Shioiri T. Synlett  1994,  461 
• 15a Glukhovtsev MN. Pross A. Radom L. J. Am. Chem. Soc.  1994,  116:  5961 
• 15b Lucchini V. Modena G. Pasquato L. J. Am. Chem. Soc.  1995,  117:  2297 
• 15c Kim CK. Hyun KH. Kim CK. Lee I. J. Am. Chem. Soc.  2000,  122:  2294 
• 15d Bach RD. Baboul AG. Schlegel HB. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  5787 
• 16a Ochiai M. Oshima K. Masaki Y. J. Am. Chem. Soc.  1991,  113:  7059 
• 16b Okuyama T. Takino T. Sato K. Ochiai M. J. Am. Chem. Soc.  1998,  120:  2275 
• 16c Ochiai M. Nishi Y. Hirobe M. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  1863 
• 17 Shiers JJ. Shipman M. Hayes JF. Slawin AMZ.
  J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  6868 
• 18 Ando K. Kitamura M. Miura K. Narasaka K. Org. Lett.  2004,  6:  2461 
• 19 Miyauchi H. Chiba S. Fukamizu K. Ando K. Narasaka K. Tetrahedron  2007,  63:  5940 
• 20 Lei M.-Y. Xiao Y.-J. Liu W.-M. Fukamizu K. Chiba S. Ando K. Narasaka K. Tetrahedron  2009,  65:  6888 
• 21 Casadei MA. Galli C. Mandolini L. J. Am. Chem. Soc.  1984,  106:  1051 
• 22 Lei M.-Y. Fukamizu K. Xiao Y.-J. Liu W.-M. Twiddy S. Chiba S. Ando K. Narasaka K. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  4125 
• For reports on the synthesis of 2-alkylidenethietane derivatives, see:
• 23a Bolster J. Kellogg RM. J. Org. Chem.  1980,  45:  4804 
• 23b Bonini BF. Franchini MC. Fochi M. Mangini S. Mazzanti G. Ricci A. Eur. J. Org. Chem.  2000,  2391 
• 23c Ozaki S. Matsui E. Saiki T. Yoshinaga H. Ohmori H. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  8121 
• 24 Shen S.-S. Lei M.-Y. Wong Y.-X. Tong M.-L. Teo PL.-Y. Chiba S. Narasaka K. Tetrahedron Lett.  2009,  50:  3163