Efficient Conversion of Ketones to α-Tosyloxyketones with m-Chloroperbenzoic Acid and p-Toluenesulfonic Acid in the Presence of Catalytic Amount of IL-Supported PhI in [emim]OTs

Abstract

Various ketones were smoothly converted into the corresponding α-tosyloxyketones with MCPBA and p-toluenesulfonic acid in the presence of a catalytic amount of ionic-liquid (IL)-supported PhI in room temperature ionic liquid, [emim]OTs. Moreover, the present ionic-liquid reaction media containing a catalytic amount of IL-supported PhI could be reused for the same α-tosyl­oxylation of ketones and thiazoles directly, keeping good yields.

ionic liquid - IL-supported PhI - α-tosyloxyketone - ­ketone - MCPBA - p-toluenesulfonic acid - thiazole - catalyst

References and Notes

Varvoglis A. Hypervalent Iodine in Organic Synthesis   Academic Press; San Diego: 1997. 

Reviews:

1a Ochiai M. Rev. Heteroatom Chem.  1989,  2:  92 

1b Moriarty RM. Vaid RK. Synthesis  1990,  431 

1c Stang PJ. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1992,  31:  274 

1d Prakash O. Saini N. Sharma PK. Synlett  1994,  221 

1e Kitamura T. Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi  1995,  53:  893 

1f Stang PJ. Zhdankin VV. Chem. Rev.  1996,  96:  1123 

1g Umemoto T. Chem. Rev.  1996,  96:  1757 

1h Kita Y. Takada T. Tohma H. Pure Appl. Chem.  1996,  68:  627 

1i Togo H. Hoshina Y. Nogami G. Yokoyama M. Yuki Gosei Kagaku Kyokaishi  1997,  55:  90 

1j Varvoglis A. Tetrahedron  1997,  53:  1179 

1k Zhdankin VV. Rev. Heteroatom Chem.  1997,  17:  133 

1l Muraki T. Togo H. Yokoyama M. Rev. Heteroatom Chem.  1997,  17:  213 

1m Kitamura T. Fujiwara Y. Org. Prep. Proced. Int.  1997,  29:  409 

1n Varvoglis A. Spyroudis S. Synlett  1998,  221 

1o Zhdankin VV. Stang PJ. Tetrahedron  1998,  54:  10927 

1p Moriarty RM. Prakash O. Adv. Heterocycl. Chem.  1998,  69:  1 

1q Togo H. Katohgi M. Synlett  2001,  565 

1r Zhdankin VV. Stang PJ. Chem. Rev.  2002,  102:  2523 

Reviews:

2a Moriarty RM. Vaid RK. Koser GF. Synlett  1990,  365 

2b Koser GF. Aldrichimica Acta  2001,  34:  89 

2c Prakash O. Saini N. Sharma PK. Heterocycles  1994,  38:  409 

Papers:

2d Neilands O. Karele B. J. Org. Chem. USSR  1970,  6:  885 

2e Koser GF. Wettach RH. Troup JM. Bertram AF. J. Org. Chem.  1976,  41:  3609 

2f Koser GF. Wettach RH. J. Org. Chem.  1977,  42:  1476 

2g Koser GF. Wettach RH. Smith CS. J. Org. Chem.  1980,  45:  1543 

2h Koser GF. Relenyi AG. Kalos AN. Rebrovic L. Wettach RH. J. Org. Chem.  1982,  47:  2487 

2i Moriarty RM. Penmasta R. Awasthi AK. Epa WR. Prakash I. J. Org. Chem.  1989,  54:  1101 

2j Moriarty RM. Vaid RK. Hopkins TE. Vaid BK. Prakash O. Tetrahedron Lett.  1990,  31:  201 

2k Tuncay A. Dustman JA. Fisher G. Tuncay CI. Tetrahedron Lett.  1992,  33:  7647 

2l Moriarty RM. Vaid BK. Duncan MP. Levy SG. Prakash O. Goyal S. Synthesis  1992,  845 

2m Prakash O. Goyal S. Synthesis  1992,  629 

2n Prakash O. Rani N. Goyal S. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1992,  707 

2o Prakash O. Saini N. Sharma PK. Synlett  1994,  221 

2p Vrama RS. Kumar D. Liesen PJ. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1998,  4093 

2q Lee JC. Choi Ju.-H. Synlett  2001,  234 

Monomer reagents:

3a Muraki T. Togo H. Yokoyama M. J. Org. Chem.  1999,  64:  2883 

3b Nabana T. Togo H. J. Org. Chem.  2002,  67:  4362 

3c Misu Y. Togo H. Org. Biomol. Chem.  2003,  1:  1342 

3d Ueno M. Nabana T. Togo H. J. Org. Chem.  2003,  68:  6424 

Polymer reagents:

3e Abe S. Sakuratani K. Togo H. Synlett  2001,  22 

3f Abe S. Sakuratani K. Togo H. J. Org. Chem.  2001,  66:  6174 

3g Sakuratani K. Togo H. ARKIVOC  2003,  (vi):  11 

3h Ueno M. Togo H. Synthesis  2004,  2673 

4 Ochiai M. Takeuchi Y. Katayama T. Sueda T. Miyamoto K. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  12244 

5 Dohi T. Maruyama A. Yoshimura M. Morimoto K. Tohma H. Kita Y. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  6193 

6 Yamamoto Y. Togo H. Synlett  2005,  2486 

7a Yamamoto Y. Togo H. Synlett  2006,  798 

7b Yamamoto Y. Kawano Y. Toy PH. Togo H. Tetrahedron  2007,  63:  4680 

Reviews:

8a Welton T. Chem. Rev.  1999,  99:  2071 

8b Wasserscheid P. Keim W. Angew. Chem. Int. Ed.  2000,  39:  3772 

8c Sheldon R. Chem. Commun.  2001,  2399 

8d Sheldon RA. Pure Appl. Chem.  2002,  72:  1233 

8e Earle MJ. Seddon KR. Pure Appl. Chem.  2000,  72:  1391 

8f Zhao H. Malhotra SV. Aldrichimica Acta  2002,  35:  75 

8g Lee S. Chem. Commun.  2006,  1049 

8h Macfarlane DR. Pringle JM. Johansson KM. Forsyth SA. Forsyth M. Chem. Commun.  2006,  1905 

9a Surette JKD. Green L. Singer RD. Chem. Commun.  1996,  2753 

9b Adams CJ. Earle MJ. Roberts G. Seddon KR. Chem. Commun.  1998,  2097 

9c Jorapur YR. Lee C.-H. Chi DY. Org. Lett.  2005,  7:  1231 

10a Monteiro AL. Zinn FK. De Souza RF. Dupont J. Tetrahedron: Asymmetry  1997,  8:  177 

10b Dyson PJ. Ellis DL. Parker DG. Welton T. Chem. Commun.  1999,  25 

10c Adams CJ. Earle MJ. Seddon KR. Chem. Commun.  1999,  1043 

11a Howarth J. Hanlon K. Fayne D. McCormac P. Tetrahedron Lett.  1997,  38:  3097 

11b Huddleston JG. Rogers RD. Chem. Commun.  1998,  1765 

11c Lee CW. Tetrahedron Lett.  1999,  40:  2461 

12a Carmichael AJ. Earle MJ. Holbrey JD. McCormac PB. Seddon KR. Org. Lett.  1999,  1:  997 

12b Calo V. Nacci A. Lopez L. Mannarini N. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  8973 

12c Mathews CJ. Smith PJ. Welton T. Chem. Commun.  2000,  1249 

12d Fukuyama T. Shinmen M. Nishitani S. Sato M. Ryu I. Org. Lett.  2002,  4:  1691 

12e Mayo KG. Nearhoof EH. Kiddle JJ. Org. Lett.  2002,  4:  1567 

13 Calo V. Nacci A. Lopez L. Lerario VL. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  8977 

14a Owens GS. Abu-Omar MM. Chem. Commun.  2000,  1165 

14b Howarth J. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  6627 

14c Ansari IA. Gree R. Org. Lett.  2002,  4:  1507 

14d Yanada R. Takemoto Y. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  6849 

14e Liu Z. Chen Z.-C. Zheng Q.-G. Org. Lett.  2003,  5:  3321 

14f Yadav JS. Reddy BVS. Basak AK. Narsaiah AV. Tetrahedron  2004,  60:  2131 

14g Chhikara BS. Tehlan S. Kumar A. Synlett  2005,  63 

14h Wu X.-E. Ma L. Ding M.-X. Gao L.-X. Chem. Lett.  2005,  34:  312 

14i Wu X.-E. Ma L. Ding M.-X. Gao L.-X. Synlett  2005,  607 

15a Morrison DW. Forbes DC. Davis JH. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  6053 

15b Xie Y.-Y. Chen Z.-C. Zheng Q.-G. Synthesis  2002,  1505 

15c Su C. Chen Z.-C. Zheng Q.-G. Synthesis  2003,  555 

15d Kitaoka S. Nobuoka K. Ishikawa Y. Chem. Commun.  2004,  1902 

15e Sato A. Nakamura Y. Maki T. Ishihara K. Yamamoto A. Adv. Synth. Catal.  2005,  347:  1337 

16a Andrade CKZ. Takeda SCS. Alves LM. Rodrigues JP. Suarez PAZ. Brandao RF. Soares VCD. Synlett  2004,  2135 

17 Ren RX. Zueva LD. Ou W. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  8441 

18a Deng Y. Shi F. Beng J. Quio K. J. Mol. Catal. A: Chem.  2001,  165:  33 

18b Fraga-Dubreuil J. Bourahla K. Rahmouni M. Bazureau JP. Hamelin J. Catal. Commun.  2002,  3:  185 

18c Brinchi L. Germani R. Savelli G. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  2027 

18d McNulty J. Cheekoori S. Nair JJ. Larichev V. Capretta A. Robertson AJ. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  3641 

19a Kim DW. Song CE. Chi DY. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  10278 

19b Chiappe C. Pieraccini D. Saullo P. J. Org. Chem.  2003,  68:  6710 

19c Brinchi L. Germani R. Savelli G. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  6583 

19d Brinchi L. Germani R. Savelli G. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  2027 

19e Mohile SS. Potdar MK. Salunkhe MM. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  1255 

19f Yadav JS. Reddy BVS. Basak AK. Venkat Narsaiah A. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  2217 

19g Kotti SRSS. Xu X. Li G. Headly AD. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  1427 

20a Ramnial T. Ino DD. Clyburne JAC. Chem. Commun.  2005,  325 

20b Handy ST. J. Org. Chem.  2006,  71:  4659 

20c Law MC. Wong K. Chen TH. Chem. Commun.  2006,  2457 

21 Yoshino T. Imori S. Togo H. Tetrahedron  2006,  62:  1309 

22 Imori S. Togo H. Synlett  2006,  2629 

23

α-Tosyloxyketones
α-Tosyloxyacetophenone Mp 90 °C (lit.^2h 90-91 °C). IR (KBr): 1180, 1360, 1715 cm^-1. ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 2.45 (s, 3 H), 5.27 (s, 2 H), 7.35 (d, J = 8.5 Hz, 2 H), 7.47 (t, J = 8.2 Hz, 2 H), 7.61 (t, J = 8.2 Hz, 1 H), 7.84 (d, J = 8.2 Hz, 2 H), 7.85 (d, J = 8.2 Hz, 2 H). α-Tosyloxy- p -methylacetophenone Mp 80 °C (lit.²⁴ 82-83 °C). IR (KBr): 1170, 1350, 1700 cm^-1. ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 2.41 (s, 3 H), 2.45 (s, 3 H), 5.24 (s, 2 H), 7.26 (d, J = 8.1 Hz, 2 H), 7.35 (d, J = 8.2 Hz, 2 H), 7.74 (d, J = 8.1 Hz, 2 H), 7.86 (d, J = 8.2 Hz, 2 H). α-Tosyloxy- p -chloroacetophenone
Mp 123 °C (lit.²⁴ 125 °C). IR (KBr): 1190, 1360, 1710 cm^-1. ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 2.46 (s, 3 H), 5.21 (s, 2 H), 7.35 (d, J = 8.4 Hz, 2 H), 7.45 (d, J = 8.6 Hz, 2 H), 7.80 (d, J = 8.6 Hz, 2 H), 7.84 (d, J = 8.4 Hz, 2 H).
α-Tosyloxy- p -nitroacetophenone Mp 137 °C (lit.²⁴ 130-131 °C). IR (KBr): 1180, 1340, 1710 cm^-1. ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 2.47 (s, 3 H), 5.25 (s, 2 H), 7.37 (d, J = 8.3 Hz, 2 H), 7.83 (d, J = 8.3 Hz, 2 H), 8.03 (d, J = 8.9 Hz, 2 H), 8.32 (d, J = 8.9 Hz, 2 H).
α-Tosyloxypropiophenone Mp 68 °C (Lit.²⁴ 68-69 °C). IR (KBr): 1170, 1370, 1700 cm^-1. ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 1.60 (d, J = 7.0 Hz, 3 H), 2.41 (s, 3 H), 5.79 (q, J = 7.0 Hz, 1 H), 7.29 (d, J = 8.1 Hz, 2 H), 7.46 (t, J = 7.2 Hz, 2 H), 7.60 (t, J = 7.2 Hz, 1 H), 7.75 (d, J = 7.2 Hz, 2 H), 7.88 (d, J = 8.1 Hz, 2 H).
Thiazoles
2-Methyl-4-phenylthiazole
Mp 64 °C (lit.²⁵ 67 °C). IR (KBr): 1600 cm^-1. ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 2.78 (s, 3 H), 7.31 (s, 1 H), 7.32 (t, J = 7.5 Hz, 1 H), 7.41 (t, J = 7.5 Hz, 2 H), 7.87 (d, J = 7.5 Hz, 2 H).
2,4-Diphenylthiazole
Mp 167 °C (lit.²⁶ 168 °C). IR (KBr): 1600 cm^-1. ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 7.27 (t, J = 7.5 Hz, 1 H), 7.35-7.45 (m, 6 H), 7.75 (m, 2 H), 8.05 (d, J = 6.8 Hz, 2 H).

24 Khanna MS. G rag CP. Kapoor RP. Tetrahedron Lett.  1992,  33:  1495 

25 Kar JN. Acharya RC. Rout MK. J. Org. Chem.  1973,  38:  2164 

26 Ishida M. Nakanishi H. Kato S. Chem. Lett.  1984,  1691