Synthesis 2011(22): 3730-3740  
DOI: 10.1055/s-0030-1260238
PAPER
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

Palladium(II) Acetate as Catalyst for the N-Alkylation of Aromatic Amines, Sulfonamides, and Related Nitrogenated Compounds with Alcohols by a Hydrogen Autotransfer Process

Ana Martínez-Asencio, Miguel Yus, Diego J. Ramón*
Departamento de Química Orgánica and Instituto de Síntesis Orgánica, Universidad de Alicante, Apdo. 99, 03080 Alicante, Spain
Fax: +34(96)5903549; e-Mail: djramon@ua.es;
Further Information

Publication History

Received 29 July 2011
Publication Date:
23 September 2011 (online)

Abstract

Palladium(II) acetate is a versatile, inexpensive, and simple catalyst for the selective N-monoalkylation of amino derivatives with poor nucleophilic character, such as aromatic and heteroaromatic amines as well as carboxamides, sulfonamides, and phos­phazenes, using, in all cases, primary alcohols as the initial source of the electrophile, through a hydrogen autotransfer process. The regioselectivity of the benzothiazol-2-amine alkylation is contrary to that found using halogenated electrophiles.

    References

  • 1a Guillena G. Ramón DJ. Yus M. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  2358 
  • 1b Hamid MHSA. Slatford PA. Williams JMJ. Adv. Synth. Catal.  2007,  349:  1555 
  • 1c Nixon TD. Whittlesey MK. Williams JMJ. Dalton Trans.  2009,  753 
  • 1d Dobereiner GE. Crabtree RH. Chem. Rev.  2010,  110:  681 
  • 1e Alonso F. Foubelo F. González-Gómez JC. Martínez R. Ramón DJ. Riente P. Yus M. Mol. Divers.  2010,  14:  411 
  • 2 Guerbet MCR. C. R. Hebd. Seances Acad. Sci.  1908,  146:  298 
  • For recent examples from our laboratory, see:
  • 3a Martínez R. Brand GJ. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  3683 
  • 3b Martínez R. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron  2006,  62:  8982 
  • 3c Martínez R. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron  2006,  62:  8988 
  • 4a Guillena G. Ramón DJ. Yus M. Chem. Rev.  2010,  110:  1611 
  • 4b Yamaguchi R. Fujita K.-i. Zhu M. Heterocycles  2010,  81:  1093 
  • 4c Kimura H. Catal. Rev. Sci. Eng.  2011,  53:  1 
  • For reviews on the synthesis of amines, see:
  • 5a Malpass JR. In Comprehensive Organic Chemistry   Vol. 2:  Barton D. Ollis WD. Pergamon; Oxford: 1979.  p.3 
  • 5b Gladych JMZ. Hartley D. In Comprehensive Organic Chemistry   Vol. 2:  Barton D. Ollis WD. Pergamon; Oxford: 1979.  p.61 
  • 5c Lindsay RJ. In Comprehensive Organic Chemistry   Vol. 2:  Barton D. Ollis WD. Pergamon; Oxford: 1979.  p.131 
  • 5d Mitsunobu O. In Comprehensive Organic Synthesis   Vol. 6:  Trost BM. Fleming I. Pergamon Press; Oxford: 1991.  p.65 
  • 5e Gilchrist TL. In Comprehensive Organic Synthesis   Vol. 8:  Trost BM. Fleming I. Pergamon Press; Oxford: 1991.  p.381 
  • 5f Salvatore RN. Yoon CH. Jung KW. Tetrahedron  2001,  57:  7785 
  • 5g Schlummer B. Scholz U. Adv. Synth. Catal.  2004,  346:  1599 
  • 5h Muñiz K. Hövelmann CH. Streuff J. Campos-Gómez E. Pure Appl. Chem.  2008,  80:  1089 
  • 5i Müller TE. Hultzsch KC. Yus M. Foubelo F. Tada M. Chem. Rev.  2008,  108:  3795 
  • 5j Hartwig JFH. Acc. Chem. Res.  2008,  41:  1534 
  • 6a Klyuev MV. Khidekel’ ML. Russ. Chem. Rev. (Engl. Transl.)  1980,  49:  14 
  • 6b Baiker A. Kijenski J. Catal. Rev. Sci. Eng.  1985,  27:  653 
  • 6c Roundhill DM. Chem. Rev.  1992,  92:  1 
  • 7 Kindler K. Justus Liebigs Ann. Chem.  1931,  485:  113 
  • 8 Murahashi S.-I. Shimamura T. Moritani I. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1974,  931 
  • 9 Corma A. Ródenas T. Sabater MJ. Chem. Eur. J.  2010,  16:  254 
  • 10 Zhang Y. Qi X. Cui X. Shi F. Deng Y. Tetrahedron Lett.  2011,  52:  1334 
  • 11a Pratt EF. Frazza EJ. J. Am. Chem. Soc.  1954,  76:  6174 
  • 11b Sprinzak Y. J. Am. Chem. Soc.  1956,  78:  3207 
  • 11c Watanabe Y. Morisaki Y. Kondo T. Mitsudo T.-a.
    J. Org. Chem.  1996,  61:  4214 
  • 11d Fujita K.-i. Li Z. Ozeki N. Yamaguchi R. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  2687 
  • 11e Blank B. Madalska M. Kempe R. Adv. Synth. Catal.  2008,  350:  749 
  • 11f Martínez R. Ramón DJ. Yus M. Org. Biomol. Chem.  2009,  7:  2176 
  • 11g González-Arellano C. Yoshida K. Luque R. Gai PL. Green Chem.  2010,  12:  1281 
  • 11h Saidi O. Blacker AJ. Farah MM. Marsden SP. Williams JMJ. Chem. Commun.  2010,  46:  1541 
  • 11i Li F. Shan H. Kang Q. Chen L. Chem. Commun.  2011,  47:  5058 
  • 11j Cano R. Ramón DJ. Yus M. J. Org. Chem.  2011,  76:  5547 
  • For examples of N-alkylation of different carboxamides using a hydrogen autotransfer process, see:
  • 12a Reid EE. Am. Chem. J.  1911,  45:  38 
  • 12b Watanabe Y. Ohta T. Tsuji Y. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1983,  56:  2647 
  • 12c Jenner G. J. Mol. Catal.  1989,  55:  241 
  • 12d Fujita K.-i. Komatsubara A. Yamaguchi R. Tetrahedron  2009,  65:  3624 
  • 12e Watson AJA. Maxwell AC. Williams JMJ. J. Org. Chem.  2011,  76:  2328 
  • For examples of N-alkylation of different sulfonamides using a hydrogen autotransfer process, see:
  • 13a Hamid MH. Allen CL. Lamb GW. Maxwell AC. Maytum HC. Watson AJA. Williams JMJ. J. Am. Chem. Soc.  2009,  131:  1766 
  • 13b Shi F. Tse MK. Zhou S. Pohl M.-M. Radnik J. Hübner S. Jähnisch K. Brückner A. Beller M. J. Am. Chem. Soc.  2009,  131:  1775 
  • 13c Shi F. Tse MK. Cui X. Gördes D. Michalik D. Thurow K. Deng Y. Beller M. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  5912 
  • 13d Cui X. Shi F. Tse MK. Gördes D. Thurow K. Beller M. Deng Y. Adv. Synth. Catal.  2009,  351:  2949 
  • 13e Cui X. Shi F. Zhang Y. Deng Y. Tetrahedron Lett.  2010,  51:  2048 
  • 13f Zhu M. Fujita K.-i. Yamaguchi R. Org. Lett.  2010,  12:  1336 
  • 13g Martínez-Asencio A. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron  2011,  67:  3140 
  • 14a Cami-Kobeci G. Williams JMJ. Chem. Commun.  2004,  1072 
  • 14b Alonso F. Riente P. Yus M. Eur. J. Org. Chem.  2008,  4908 
  • 14c Martínez-Asencio A. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron Lett.  2010,  51:  325 
  • For examples of N-alkylation of amines using other amines as electrophiles, see:
  • 15a Rosenmund KW. Jordan G. Ber. Dtsch. Chem. Ges.  1925,  58B:  51 
  • 15b Kindler K. Justus Liebigs Ann. Chem.  1931,  485:  113 
  • 15c Anderson JR. Clark NJ. J. Catal.  1966,  5:  250 
  • 15d Yoshimura N. Moritani I. Shimamura T. Murahashi S.-I. J. Am. Chem. Soc.  1973,  95:  3038 
  • 15e Yoshimura N. Moritani I. Shimamura T. Murahashi S.-I. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1973,  307 
  • 15f Murahashi S.-I. Hirano T. Yano T. J. Am. Chem. Soc.  1978,  100:  348 
  • 15g Murahashi S.-I. Watanabe T. J. Am. Chem. Soc.  1979,  101:  7429 
  • 15h Murahashi S.-I. Yoshimura N. Tsumiyama T. Kojima T. J. Am. Chem. Soc.  1983,  105:  5002 
  • 15i Miyazawa A. Tanaka K. Sakakura T. Tashiro M. Tashiro H. Prakash GKS. Olah GA. Chem. Commun.  2005,  2104 
  • 15j Sajiki H. Ikawa T. Hirota K. Org. Lett.  2004,  6:  4977 
  • 15k Lubinu MC. De Luca L. Giacomelli G. Porcheddu A. Chem. Eur. J.  2011,  17:  82 
  • 16 Alonso DA. Nájera C. Chem. Soc. Rev.  2010,  39:  2891 
  • 17a Forrat VJ. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron: Asymmetry  2005,  16:  3341 
  • 17b Forrat VJ. Prieto O. Ramón DJ. Yus M. Chem. Eur. J.  2006,  12:  4431 ; corrigendum: Chem. Eur. J. 2006, 12, 6720
  • 17c Forrat VJ. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron: Asymmetry  2006,  17:  2054 
  • 17d Forrat VJ. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron: Asymmetry  2007,  18:  400 
  • 17e Martínez R. Zoli L. Cozzi PG. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron: Asymmetry  2008,  19:  2600 
  • 17f Forrat VJ. Ramón DJ. Yus M. Tetrahedron: Asymmetry  2009,  20:  65 
  • 18 Sreedhar B. J. Org. Chem.  2009,  74:  8806 
  • 19 Kouznetsov VV. Vargas Mendez LY. Sortino M. Vasquez Y. Gupta MP. Freile M. Enriz RD. Zacchino SA. Bioorg. Med. Chem.  2008,  16:  794 
  • 20 Tang Q. Zhang C. Luo M. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  5840 
  • 21 Yamane Y. Liu X. Hamasaki A. Ishida T. Haruta M. Yokoyama T. Tokunaga M. Org. Lett.  2009,  11:  5162 
  • 22 Bergstrom FW. J. Org. Chem.  1946,  11:  239 
  • 23 Ermolatèv DS. Van der Eyken EV. J. Org. Chem.  2008,  73:  6691 
  • 24 Inamoto K. Hasegawa C. Kawasaki J. Hiroya K. Doi T. Adv. Synth. Catal.  2010,  352:  2643 
  • 25 Kaushik MP. Org. Biomol. Chem.  2011,  9:  1324 
  • 26 Polshettiwar V. Varma RS. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  2661 
  • 27 Maki T. Ishihara K. Yamamoto H. Org. Lett.  2006,  8:  1431 
  • 28 Molander GA. Org. Lett.  2010,  12:  4876 
  • 29 Borgna P. Vicarini L. Calderara G. Farmaco  1977,  32:  813 
  • 30 Braun JV. Kühn M. Weismantel J. Justus Liebigs Ann. Chem.  1926,  449:  249 
  • 31 Scholte A. Tetrahedron Lett.  1999,  40:  2295 
  • 32 Bi N.-M. Ren M.-G. Song Q.-H. Synth. Commun.  2010,  40:  2617 
  • 33 Gao F. Deng M. Quian C. Tetrahedron  2005,  61:  12238