In-situ-Abfangmethode zur Metallierung funktionalisierter Arene und Heteroarene mit TMPLi in Gegenwart von ZnCl2 und anderen Metallsalzen†
M. Sc. Annette Frischmuth
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Department Chemie, Ludwig-Maximilians-Universität München, Butenandtstraße 5-13, Haus F, 81377 München (Deutschland)Search for more papers by this authorDiese Forschung wurde von der Deutschen Forschungsgesellschaft finanziert (SFB749, B2). Wir danken zudem der BASF AG (Ludwigshafen) und Rockwood Lithium GmbH (Frankfurt) für die großzügige Bereitstellung von Chemikalien.
Abstract
Zugabe von TMPLi zu Mischungen einer aromatischen oder heteroaromatischen Verbindung und eines Metallsalzes, beispielsweise MgCl2, ZnCl2 oder CuCN, bei −78 °C führt zunächst zu einer Lithiierung des Arens gefolgt von einer Transmetallierung mit dem Metallsalz zu funktionalisierten Mg-, Zn- bzw. Cu-Organometallverbindungen. Diese In-situ-Abfangmethode ermöglicht die schnelle Metallierung einer Vielzahl an empfindlichen Pyridinen (mit Nitro-, Ester-, oder Cyangruppen) und gestattet die Herstellung kinetischer Regioisomere funktionalisierter Arene und Heterocyclen, die durch übliche Metallierungsreagentien wie TMPMgCl⋅LiCl oder TMPZnCl⋅LiCl nicht zugänglich sind.
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- 12C-H-Aziditäten wurden gemäß des Protokolls von Guo und Mitarbeitern berechnet[18] und beinhalten Gasphasen-Freie-Energie-Berechnungen mit dem B3LYP-Hybrid-Funktional in Kombination mit dem 6–311++G(2df,2p)-Basissatz. Lösungsmitteleffekte wurden dann durch Einzelpunktberechnungen mit dem SMD-Kontinuum-Solvationsmodell[20] für DMSO in Kombination mit der B3LYP/6-31G(d)-Theorie bestimmt. Die Ausgleichswerte für einen Referenz-Datensatz mit bekannten pKs-Werten und somit die verlässlichsten Ergebnisse wurden unter Verwendung von DMSO als Referenz mit pKs=+35.1[19] erhalten. Da fast alle metallorganischen Transformationen in THF durchgeführt werden, wurden die erhaltenen pKs-Werte in DMSO auf THF mithilfe der Streitwieser-Linearkorrelation korrigiert[21] (siehe die Hintergrundinformationen). Der thermochemische Zyklus für die pKs-Berechnung von Kohlenwasserstoff R-H unter Verwendung des DMSO-Anions als Referenzbase in DMSO-Lösungen ist hier gezeigt:
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- 1613C-NMR-Experimente zeigten die gleichen Zinkspezies für beide Experimente. Für Details, siehe die Hintergrundinformationen.
- 17Unter Verwendung von TMPLi in Anwesenheit von MgCl2 und anschließendem Abfangen mit Iod erhält man das 2-Cyan-3-iodpyridin mit 72 % Ausbeute; alternativ dazu ergeben die Metallierung mit TMPLi bei −78 °C und das Abfangen mit Iod eine Ausbeute von 53 %. T. Cailly, F. Fabis, S. Lemaître, A. Bouillon, S. Rault, Tetrahedron Lett. 2005, 46, 135.
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