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.

Key words

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 
• 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 

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).