Synlett 2009(1): 9-22  
DOI: 10.1055/s-0028-1087478
ACCOUNT
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

The Stability/Reactivity Effects of Trifluoromethyl and Perfluoroalkyl Chains in a Masked 1,3-Dicarbonyl Derivative: The Case of 1-Acetoxy-1-iodo-2-(perfluoroalkyl)ethanes

Salem El Kharrat, Philippe Laurent*, Hubert Blancou
Institut des Biomolécules Max Mousseron, UMR-CNRS 5247 M.F.S.A., Université Montpellier 2, CC 1706, Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier Cedex 5, France
Fax: +33(4)67631046; e-Mail: philippe.laurent@univ-montp2.fr;
Further Information

Publication History

Received 22 May 2008
Publication Date:
12 December 2008 (online)

Abstract

The development of an efficient and general trifluoro­methylation or perfluoroalkylation method is a major challenge in organic chemistry. This Account presents the breakthrough realized in this field using polyfluoroalkylated gem-iodoacetoxy derivatives which are useful synthons for the short preparation of various fluorinated organic compounds. The main body of this Account highlights several applications of these new derivatives as starting blocks for diverse regiospecific syntheses of trifluoromethyl- and perfluoroalkyl-containing heterocyclic compounds. A brief discussion of the use of a new method for the determination of the configuration and conformation of push-pull perfluoroalkyl-containing olefinic derivatives using coupling constant 4 J CF is included.

1 Introduction

2 Synthesis of α-Iodoalkyl Esters, R²R³C(I)OCOR¹

3 Reactivity of Polyfluoroalkylated gem-Iodoacetoxy Derivatives

3.1 Synthesis of 2-(Perfluoroalkyl)ethanals

3.2 Chemoselective Reactions

3.3 Reactivity Towards Nitrogen Compounds

3.4 Reactivity Towards Phenol Derivatives

3.5 Determination of the Stereochemistry of Push-Pull Derivatives Using a Through-Space Coupling Constant: 4 J CF

4 Summary and Outlook

    References

  • 1a Bégué J.-P. Bonnet-Delpon D. Chimie Bioorganique et Médicinale du Fluor   EDP Sciences/ CNRS Editions; Paris: 2005. 
  • 1b Kirsch P. Modern Fluoroorganic Chemistry   Wiley-VCH; Weinheim: 2004. 
  • 1c Welch JT. Tetrahedron  1987,  43:  3123 
  • 1d Filler R. Organic Chemistry in Medicinal Chemistry and Biomedical Applications   Elsevier; Amsterdam: 1993. 
  • 2a Chambers RD. Fluorine in Organic Chemistry   Blackwell Publishing Ltd; Oxford UK: 2004. 
  • 2b Ismail FMD. J. Fluorine Chem.  2002,  118:  27 
  • 2c Uneyama K. Organofluorine Chemistry   Blackwell Publishing Ltd; Oxford UK: 2006. 
  • 2d Elliott AJ. In Chemistry of Organic Fluorine Compounds II: A Critical Review   Hudlicky M. Pavlath AE. ACS Monograph 187; Washington DC: 1995.  p.1119-1125  
  • 2e Chambers RD. Holling D. Sandford G. Batsanov AS. Howard JAK. J. Fluorine Chem.  2004,  125:  661 
  • 3a Park BK. Kitteringham NR. O’Neill PM. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol.  2001,  41:  443 
  • 3b Böhm H.-J. Banner D. Bendels S. Kansy M. Kuhn B. Müller K. Obst-Sander U. Stahl M. ChemBioChem  2004,  5:  637 
  • 3c Gerebtzoff G. Li-Blatter X. Fischer H. Frentzel A. Seelig A. ChemBioChem  2004,  5:  676 
  • 3d Alkorta I. Rozas I. Elguero J. J. Fluorine Chem.  2000,  101:  233 
  • 3e Rozen S. Acc. Chem. Res.  1996,  29:  243 
  • 3f Bégué J.-P. Bonnet-Delpon D. ChemMedChem  2007,  2:  608 
  • 3g Pasqui F. Canfarini F. Giolitti A. Guidi A. Pestellini V. Arcamone F. Tetrahedron  1996,  52:  185 
  • 3h Wolf W. Presant CA. Waluch V. Adv. Drug Delivery Rev.  2000,  41:  55 
  • 4a Sandford G. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A.  2000,  358:  455 
  • 4b Uneyama K. Organofluorine Chemistry   Blackwell Publishing Ltd; Oxford UK: 2006. 
  • 4c Banks RE. Smart BE. Tatlow JC. Organofluorine Chemistry: Principles and Commercial Applications   Plenum Press; New York: 1994. 
  • 4d Olah GA. Chambers RD. Prakash GKS. Synthetic Fluorine Chemistry   Wiley-Interscience; New York: 1992. 
  • 4e Soloshonok VA. Enantiocontrolled Synthesis of Fluoro-Organic Compounds   Wiley & Sons; Chichester, England: 1999. 
  • 5a Krebs A. In Houben-Weyl   Vol. E 14a/3:  Hagemann H. Klamann D. Thieme; Stuttgart: 1992.  p.85 
  • 5b Zakrzewski J. Chromatographia  2004,  59:  775 
  • 5c Geraghty NWA. In Comprehensive Organic Functional Group Transformations   Vol. 4:  Katritzky AR. Meth-Cohn O. Rees CW. Kirby GW. Pergamon, Elsevier Science Ltd.; Cambridge, UK: 1995.  p.51-58  
  • 5d Bigler P. Muhle H. Neuenschwander M. Synthesis  1978,  593 
  • 5e Michie JK. Miller JA. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1981,  785 
  • 5f Campbell AC. Maidment MS. Pick JH. Stevenson DFM. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1985,  1567 
  • 6a Euranto EK. Kujanpaa T. Acta Chem. Scand.  1961,  15:  1209 
  • 6b Schenk WK. Kyburz R. Neuenschwander M. Helv. Chim. Acta  1975,  58:  1099 
  • 6c Neuenschwander M. Schenk WK. Kyburz R. Chimia  1971,  25:  361 
  • 6d Neuenschwander M. Schenk WK. Chimia  1972,  26:  194 
  • 6e Campbell AC. Maidment MS. Pick JH. Stevenson DFM. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1985,  1567 
  • 6f Bhatt MV. Kamath KM. Ravindranathan M. J. Chem. Soc. C  1971,  1772 
  • 6g Hughes MJ. Thomas EJ. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1993,  1493 
  • 6h Euranto EK. Leppanen O. Acta Chem. Scand.  1963,  17:  2765 
  • 6i Euranto EK. Noponen A. Kujanpaa T. Acta Chem. Scand.  1966,  20:  1273 
  • 7a Kamachi H. Okita T. Okuyama S. Hoshi H. Naito T. J. Antibiot.  1990,  43:  1564 
  • 7b Buckley E. Whittle E. Can. J. Chem.  1962,  40:  1611 
  • 7c Oszczapowicz I. Tejchman B. Zimniak A. Oszczapowicz J. Acta Pol. Pharm.  1998,  55:  197 
  • 8a Bodor N. Sloan KB. Kaminski JJ. Shih C. Pogany S. J. Org. Chem.  1983,  48:  5280 
  • 8b Knochel P. Chou T.-S. Jubert C. Rajagopal D. J. Org. Chem.  1993,  58:  588 
  • 8c Thomson W. Nicholls D. Mitchell AG. Corner JA. Irwin WJ. Freeman S. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1993,  2303 
  • 8d Bhatt MV. Kamath KM. Ravindranathan M. J. Chem. Soc. C  1971,  3344 
  • 9 Andreades S. England DC. J. Am. Chem. Soc.  1961,  83:  4670 
  • 10a Brace NO. J. Org. Chem.  1962,  27:  3033 
  • 10b Brace NO. J. Fluorine Chem.  1999,  93:  1 
  • 10c Brace NO. inventors; US Patent  3,016,407. 
  • 10d Brace NO. inventors; US Patent  3.145,222. 
  • 10e Brace NO. J. Org. Chem.  1962,  27:  4491 
  • 11a Napoli M. Fraccaro C. Conte L. Gambaretto GP. Legnaro E. J. Fluorine Chem.  1992,  57:  219 
  • 11b Napoli M. Scipioni A. Conte L. Legnaro E. Krotz LN. J. Fluorine Chem.  1994,  66:  249 
  • 11c Napoli M. Fraccaro C. J. Fluorine Chem.  2001,  111:  49 
  • 12 Li A.-R. Chen Q.-Y. J. Fluorine Chem.  1997,  81:  99 
  • 13a Laurent P. Blancou H. Commeyras A. Tetrahedron Lett.  1992,  33:  2489 
  • 13b Laurent P. Blancou H. Commeyras A. J. Fluorine Chem.  1993,  62:  161 
  • 14a Laurent P. Blancou H. Commeyras A. J. Fluorine Chem.  1993,  62:  173 
  • 14b Miller RD. Michl J. Chem. Rev.  1989,  89:  1359 
  • 14c Alexander ER. Ionic Organic Reactions   Wiley & Sons; New York: 1950.  p.245 
  • 14d Heath JR. Science (Washington, D.C.)  1992,  258:  1131 
  • 14e Jiang Y. Wu Y. Zhong S. Xu C. Yu W. Xie Y. Qian Y. J. Am. Chem. Soc.  2000,  122:  12383 
  • 14f Li YD. Qian YT. Liao HW. Ding Y. Xu CY. Li FQ. Zhou GE. Science (Washington, D.C.)  1998,  281:  246 
  • 14g Baldwin RK. Pettigrew KA. Garno JC. Power PP. Liu GY. Kauziarich SM. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  1150 
  • 15a Takeyama Y. Ichinose Y. Oshima K. Utimoto K. Tetrahedron Lett.  1989,  30:  3159 
  • 15b Huang B.-N. Haas A. Lieb M. J. Fluorine Chem.  1986,  36:  49 
  • 15c Wang Z. Lu X. Tetrahedron  1995,  51:  2639 
  • 16a Anderson CB. Sepp DT. J. Org. Chem.  1967,  32:  607 
  • 16b Jung ME. Mazurek MA. Lim RM. Synthesis  1978,  588 
  • 17 Calleja S. Laurent P. Blancou H. J. Fluorine Chem.  2005,  126:  1493 
  • 18a Krapcho AP. Lovey AJ. Tetrahedron Lett.  1973,  957 
  • 18b Olah GA. Welch J. J. Am. Chem. Soc.  1975,  97:  208 
  • 19a Lehmler HJ. Chemosphere  2005,  58:  1471 
  • 19b Dinglasan MJA. Ye Y. Edwards EA. Mabury SA. Environ. Sci. Technol.  2004,  38:  2857 
  • 19c Rocaboy C. Bauer W. Gladysz JA. Eur. J. Org. Chem.  2000,  2621 
  • 19d Pozzi G. Quici S. Shepperson I. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  6141 
  • 19e Leveque L. Le Blanc M. Pastor R. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  8857 
  • 20a El Kharrat S. Laurent P. Blancou H. Reactivity of RFCH2CHIOAc, Reaction with Aniline and Phenol.   European Symposium on Fluorine Chemistry; Bordeaux France:
  • 20b El Kharrat S. Skander M. Dahmani A. Laurent P. Blancou H. Reactivity of gem-Iodoacetoxy-perfluoroethylethane. International Symposium on Biomolecules and Related Compounds   Max Mousseron Institute; Montpellier France: March 2005. 
  • 21 Laurent P. Tra Ahn D. Blancou H. Commeyras A. J. Fluorine Chem.  1999,  94:  139 
  • 23 El Kharrat S. Skander M. Dahmani A. Laurent P. Blancou H. J. Org. Chem.  2005,  70:  8327 
  • 24a Keller H. Schlosser M. Tetrahedron  1996,  52:  4637 
  • 24b Gagan JMF. Lloyd D. Chem. Commun.  1967,  1043 
  • 24c Lloyd D. Gagan JMF. J. Chem. Soc. C  1970,  2488 
  • 25a Knop A. Pilato LA. Phenolic Resins - Chemistry, Applications and Performance   Springer-Verlag; New York: 1985. 
  • 25b Fraser DA. Hall RW. Raum ALJ. J. Appl. Chem.  1957,  7:  676 
  • 25c Dragi E. Casiraghi G. Sartori G. Casnati G. Macromolecules  1978,  11:  1295 
  • 25d Motawie AM. Sadek EM. Polym. Adv. Technol.  1999,  10:  223 
  • 25e Shi N. Thermosetting Resin  2000,  15:  30 
  • 25f Kinjo N. Ogata M. Nishi K. Kaneda A. Adv. Polym. Sci.  1989,  88:  1 
  • 25g Tsigdinos GA. Top. Curr. Chem.  1978,  76:  1 
  • 25h Corma A. Chem. Rev.  1997,  97:  2373 
  • 25i Jana SK. Kugita T. Namba S. Appl. Catal., A  2004,  266:  245 
  • 26a Neuworth MB. Laufer RJ. Barnhart JW. Sefranka JA. McIntoch DD. J. Med. Chem.  1970,  13:  722 
  • 26b Taguet A. Ameduri B. Boutevin B. Adv. Polym. Sci.  2005,  184:  127 
  • 26c Cassidy PE. Hougham GG. Johns K. Davidson T. Fluoropolymers 1: Synthesis   Kluwer Academic Publishers; New York: 1999. 
  • 26d Extrand CW. J. Fluorine Chem.  2003,  122:  121 
  • 26e DeBergalis M. J. Fluorine Chem.  2004,  125:  1255 
  • 27 El Kharrat S. Laurent P. Blancou H. J. Org. Chem.  2006,  71:  6742 
  • 28 El Kharrat S, Laurent P, and Blancou H. inventors; PCT Patent  FR2005000863.  ; Chem. Abstr. 2005, 143, 386772
  • 29a Kona J. Zahradnik P. Fabian WMF. J. Org. Chem.  2001,  66:  4998 
  • 29b Bernasconi CF. Tetrahedron  1989,  45:  4017 
  • 29c Kona J. Fabian WMF. Zahradnik P. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2  2001,  422 
  • 29d Brenasconi CF. Ketner RJ. Chen X. Rappoport Z. J. Am. Chem. Soc.  1998,  120:  7461 
  • 29e Davidson DN. English RB. Kaye PT. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2  1991,  1509 
  • 29f Xu L.-W. Li J.-W. Zhou S.-L. Xia C.-G. New J. Chem.  2004,  28:  183 
  • 29g Zheng J.-C. Liao W.-W. Tang Y. Sun X.-L. Dai L.-X. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  12222 
  • 29h Van Lingen HL. Zhuang W. Hansen T. Rutjes FPJT. Jørgensen KA. Org. Biomol. Chem.  2003,  1:  1953 
  • 29i Farnworth MV. Cross MJ. Louie J. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  7441 
  • 29j Kona J. Zahradnik P. Fabian WMF. J. Org. Chem.  2001,  66:  4998 
  • 29k Berner AM. Tedeschi L. Enders D. Eur. J. Org. Chem.  2002,  1877 
  • 30 El Kharrat S. Laurent P. Blancou H. J. Org. Chem.  2006,  71:  8637 
  • 31 El Kharrat S. El Kharrat R. Laurent P. Blancou H. Synthesis  2007,  3542 
  • 32a Peralta JE. Barone V. Contreras RH. Zaccari DG. Snyder JP. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  9162 
  • 32b Bégué J.-P. Bonnet-Delpon D. Mesureur D. Ourévitch M. Magn. Reson. Chem.  1991,  29:  675 
  • 32c Gakh YG. Gakh AA. Gronenborn AM. Magn. Reson. Chem.  2000,  38:  551 
  • 32d Hilton J. Sutcliffe LH. In Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy   Vol. 10:  Emsly JW. Feeney J. Sutcliffe LH. Pergamon Press; Oxford: 1975.  p.27 
  • 32e Hsee LC. Sardella DJ. Magn. Reson. Chem.  1990,  28:  688 
  • 32f Contreras RH. Giribet CG. Natiello MA. Pérez J. Rae ID. Weigold JA. Aust. J. Chem.  1985,  38:  1779 
  • 32g Rae ID. Staffa A. Diz AC. Giribet CG. Ruiz de Azua MC. Contreras RH. Aust. J. Chem.  1987,  40:  1923 
  • 32h Rae ID. Weigold JA. Contreras RH. Yamamoto G. Magn. Reson. Chem.  1992,  30:  1047 
  • 32i Davis DR. Lutz RP. Roberts JD. J. Am. Chem. Soc.  1961,  83:  246 
  • 32j Petrakis L. Sederholm CH. J. Am. Chem. Soc.  1961,  83:  1243 
  • 33a Malecka M. J. Mol. Struct.  2007,  831:  135 
  • 33b Kleinpeter E. J. Serb. Chem. Soc.  2006,  71:  1 
  • 33c Salon J. Milata V. Gatial A. Pronayova N. Lesko J. Cernuchova P. Rappoport Z. Vo-Thanh G. Loupy A. Eur. J. Org. Chem.  2005,  4870 
  • 33d Kozerski L. Kwiecien B. Kaweçki R. Urbanczyk-Lipkowaska Z. Bocian W. Bednarek E. Sitkowski J. Maurin J. Pazderski L. Hansen PE. New J. Chem.  2004,  28:  1562 
  • 33e Pappalardo RR. Sanchez Marcos E. Ruiz-Lopez M. Rinaldi D. Rivail J.-L. J. Am. Chem. Soc.  1993,  115:  3722 
  • 33f Lammertsma K. Bharatam PV. J. Org. Chem.  2000,  65:  4662 
  • 33g Vay PM. Chem. Commun.  1969,  861 
  • 33h Bodendorf K. Mayer R. Chem. Ber.  1965,  98:  3561 
  • 34a Frieden C. Hoeltzli SD. Ropson I. Protein Sci.  1993,  2:  2007 
  • 34b Chiu H.-P. Suzuki Y. Gullickson D. Ahmad R. Kokona B. Fairman R. Cheng RP. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  15556 
  • 34c Jäckel C. Koksch B. Eur. J. Org. Chem.  2005,  4483 
  • 34d Jäckel C. Seufert W. Thust S. Koksch B. ChemBioChem  2004,  5:  717 
  • 34e Bann JG. Pinkner J. Hultgren SJ. Frieden C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.  2002,  99:  709 
  • 34f Danielson MA. Falke JJ. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct.  1996,  25:  163 
  • 34g Dyson HJ. Wright PE. Annu. Rev. Phys. Chem.  1996,  47:  369 
22

Laurent, P.; Biancou, H., unpublished results.