Palladium-Catalyzed Oxidation and Cyclization of Carbon-Carbon Triple Bonds in Fluorous Media Using Molecular Oxygen

Abstract

An intriguing, facile, and efficient oxidation and cyclization of alkynes catalyzed by Pd(OAc)₂ in a fluorous biphasic system of N,N-dimethylacetamide (DMA) and perfluorodecalin directly with molecular oxygen is described, which opens an efficient access to tetrasubstituted furans. Under the optimized conditions, intermolecular reaction between diverse alkynes provides the corresponding mixture of regioisomers with appreciable selectivity. Intramolecular oxidation and cyclization of alkynes are also successfully demonstrated. The reaction proceeds efficiently under mild conditions with atmospheric oxygen as the sole oxidant.

Key words

perfluorodecalin - molecular oxygen - alkynes - palladium-catalyzed - oxidation

References

• 1a Mortensen DJ. Rodriguez AL. Carlson KE. Sun J. Katzenellenbogen BS. Katzenellenbogen JA. J. Med. Chem.  2001,  44:  3838 
• 1b Francesconi I. Wilson WD. Tanious FA. Hall JE. Bender BC. Tidwell RR. McCurdy D. Boykin DW. J. Med. Chem.  1999,  42:  2260 
• 1c Rahmathullah SM. Hall JE. Bender BC. McCurdy DR. Tidwell RR. Boykin DW. J. Med. Chem.  1999,  42:  3994 
• 1d Mullican MD. Sorenson RJ. Connor DT. Thueson DO. Kennedy JA. Conroy MC. J. Med. Chem.  1991,  34:  2186 
• 1e Flynn BL. Hamel E. Jung MK. J. Med. Chem.  2002,  45:  2670 
• 1f Giardina D. Crucianelli M. Romanelli R. Leonardi A. Poggesi E. Melchiorre C. J. Med. Chem.  1996,  39:  4602 
• 1g Hopkins KT. Wilson WD. Bender BC. McCurdy DR. Hall JE. Tidwell RR. Kumar A. Bajic M. Boykin DW. J. Med. Chem.  1998,  41:  3872 
• 1h Bolognesi ML. Budriesi R. Chiarini A. Poggesi E. Leonardi A. Melchiorre C. J. Med. Chem.  1998,  41:  4844 
• 1i Cacchi S. J. Organomet. Chem.  1999,  576:  42 
• 1j Hou XL. Cheung HY. Hon TY. Kwan PL. Lo TH. Tong SY. Wong HNC. Tetrahedron  1998,  54:  1955 
• 2a Nishino H. Kajikawa S. Hamada Y. Kurosawa K. Tetrahedron Lett.  1995,  36:  5753 
• 2b Lee H.-K. Chan K.-F. Hui C.-W. Yim H.-K. Wu X.-W. Wong HNC. Pure Appl. Chem.  2005,  77:  139 
• 2c Dean FM. Adv. Heterocycl. Chem.  1982,  30:  167 
• 2d Lipshutz BH. Chem. Rev.  1986,  86:  795 
• 2e Brown TH. Armitage MA. Blakemore RC. Blurton P. Durant GJ. Ganellin CR. Ife RJ. Parsons ME. Rawlings DA. Slingsby BP. Eur. J. Med. Chem.  1990,  217 
• 3a Onitsuka S. Nishino H. Kurosawa K. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  3149 
• 3b Dudnik AS. Sromek AW. Rubina M. Kim JT. Kel’in AV. Gevorgyan V. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  1440 
• 3c Schwier T. Sromek AW. Yap DML. Chernyak D. Gevorgyan V. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  9868 
• 3d Peng LL. Zhang X. Ma M. Wang JB. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  1905 
• 3e Sromek AW. Rubina M. Gevorgyan V. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  10500 
• 3f Xia YZ. Dudnik AS. Gevorgyan V. Li YH. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  6940 
• 3g Feng X. Tan Z. Chen D. Shen Y. Guo C. Xiang J. Zhu C. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  4110 
• 3h Cao H. Jiang H. Mai R. Zhu S. Qia C. Adv. Synth. Catal.  2010,  352:  143 
• 3i Zhang X. Lu Z. Fu C. Ma S. J. Org. Chem.  2010,  75:  2589 
• 3j Brown RCD. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  850 
• 3k Cacchi S. J. Organomet. Chem.  1999,  576:  42 
• 3l Keay BA. Chem. Soc. Rev.  1999,  28:  209 
• 4a Nakano M. Tsurugi H. Satoh T. Miura M. Org. Lett.  2008,  10:  1851 
• 4b Brown RCD. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  850 
• 4c Kirsch SF. Org. Biomol. Chem.  2006,  4:  2076 
• 4d Kawai H. Oi S. Inoue Y. Heterocycles  2006,  67:  101 
• 4e Li Y. Yu Z. J. Org. Chem.  2009,  74:  8904 
• 4f Xiao Y. Zhang JL. Chem. Commun.  2010,  752 
• 4g Wang T. Zhang J. Dalton Trans.  2010,  39:  4270 
• 4h Dudnik AS. Gevorgyan V. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  5195 
• 4i Fukuda Y. Shiragami H. Utimoto K. Nozaki H. J. Org. Chem.  1991,  56:  5816 
• 4j Sniady A. Wheeler KA. Dembinski R. Org. Lett.  2005,  7:  1769 
• 4k Gabriele B. Salerno G. Lauria E. J. Org. Chem.  1999,  64:  7687 
• 4l Seiller B. Bruneau C. Dixneuf PH. Tetrahedron  1995,  51:  13089 
• 4m Liu Y. Song F. Song Z. Liu M. Yan B. Org. Lett.  2005,  7:  5409 
• 5a Zeni G. Larock RC. Chem. Rev.  2006,  106:  4644 
• 5b Beccalli EM. Broggini G. Martinelli M. Sottocornola S. Chem. Rev.  2007,  107:  5318 
• 5c Chen X. Engle KM. Wang D. Yu J. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  5094 
• 5d Lyons TW. Sanford MS. Chem. Rev.  2010,  110:  1147 
• 6 Wang A. Jiang H. Xu Q. Synlett  2009,  929 
• 7 Sharts CM. Reese HR. J. Fluorine Chem.  1978,  11:  637 
• 8a Horváth IT. Rábai J. Science  1994,  266:  72 
• 8b DiMagno SG. Dussault PH. Schultz JA. J. Am. Chem. Soc.  1996,  118:  5312 
• 9a Lu N. Lin Y. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  8823 
• 9b Betzemeier B. Lhermitte F. Knochel P. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  6667 
• 9c Hope EG. Kemmitt RDW. Paige DR. Stuart AM. J. Fluorine Chem.  1999,  99:  197 
• 9d Shen M. Cai C. Yi W. J. Fluorine Chem.  2007,  128:  1421 
• 9e Hao X. Yamazaki O. Yoshida A. Nishikido J. Green Chem.  2003,  5:  524 
• 9f Colonna S. Gaggero N. Montanari F. Pozzi G. Quici S. Eur. J. Org. Chem.  2001,  181 
• 9g Schneider S. Bannwarth W. Angew. Chem. Int. Ed.  2000,  39:  4142 
• 9h Tesevic V. Gladysz JA. J. Org. Chem.  2006,  71:  7433 
• 9i Contel M. Villuendas PV. Gallardo JF. Alonso PJ. Vincent JM. Fish RH. Inorg. Chem.  2005,  44:  9771 
• 9j Curran DP. Hadida S.
  J. Am. Chem. Soc.  1996,  118:  2531