View Article Online

Organic & Biomolecular Chemistry

View Journal

Accepted Manuscript

This article can be cited before page numbers have been issued, to do this please use: H. Gu and C. Wang, Org. Biomol. Chem., 2015, DOI: 10.1039/C5OB00619H.

This is an Accepted Manuscript, which has been through the Royal Society of Chemistry peer review process and has been accepted for publication. Accepted Manuscripts are published online shortly after acceptance, before technical editing, formatting and proof reading. Using this free service, authors can make their results available to the community, in citable form, before we publish the edited article. We will replace this Accepted Manuscript with the edited and formatted Advance Article as soon as it is available. You can find more information about Accepted Manuscripts in the Information for Authors. Please note that technical editing may introduce minor changes to the text and/or graphics, which may alter content. The journal’s standard Terms & Conditions and the Ethical guidelines still apply. In no event shall the Royal Society of Chemistry be held responsible for any errors or omissions in this Accepted Manuscript or any consequences arising from the use of any information it contains.

www.rsc.org/obc

Please do not adjust margins  Organic & Biomolecular Chemistry

Page 1 of 4

Journal Name 

 

COMMUNICATION 

Published on 20 April 2015. Downloaded by University of New England on 21/04/2015 07:35:15.

Rhenium‐Catalyzed Dehydrogenative Olefination of C(sp3)−H  Bonds with Hypervalent Iodine(III) Reagents  Received 00th January 20xx,  Accepted 00th January 20xx 

Haidong Gu and Congyang Wang*

DOI: 10.1039/x0xx00000x  www.rsc.org/ 

A dehydrogenative olefination of C(sp3)−H bonds is disclosed here  by merging rhenium catalysis with an Alanine‐derived hypervalent  iodine(III)  reagent.  Thus,  cyclic  and  acyclic  ethers,  toluene  derivatives,  cycloalkanes,  and  nitriles  are  all  successfully  alkenylated in a regio‐ and stereoselective manner.  Hypervalent  iodine(III)  reagents  (HIRs)  have  wide  applications  in  organic synthesis because of their ready availability, easy handling,  varied  reactivities,  and  benign  environmental  character.1  As  a  prominent  instance,  HIRs  have  received  considerable  attention  in  alkene difunctionalization reactions, which are of great importance  for chemical elaborations of complex molecules from simple olefin  feedstock.2  In  general,  HIRs  play  a  dual  role  in  metal‐free  alkene  difunctionalization:  as  electrophiles  to  activate  olefins  thus  affording three‐membered iodonium ion intermediates and then as  good  leaving  groups  towards  attack  of  other  nucleophiles.  Though  successful, this mechanistic profile accounts for the limited reaction  types of alkene difunctionalizations promoted solely by HIRs.3 Since  2005, the merging of transition metal catalysis with HIRs has evoked  surging  investigations  on  alkene  difunctionalizations  due  to  the  power and versatility of transition metal catalysts.4‐9 In these events,  HIRs  are  imparted  a  new  function,  that  is,  oxidation  of  transition  metal  species  from  low  oxidation  states  to  high  ones,  which  is  essential  to  achieve  efficient  catalytic  turnovers  for  varied  alkene  difunctionalization  reactions.  So  far,  the  successful  HIR‐enabled  redox couples in these transformations include PdII/PdIV,4 AuI/AuIII,5  CuI/CuIII,6  RuII/RuIII,7  IrIII/IrIV,7  ReI/ReII,8  and  so  on.9  As  a  result,  the  control  of  reaction  regio‐  and  stereoselectivity  as  well  as  the  diversity of reaction categories has been largely improved.   In  comparison  with  alkene  difunctionalization,  alkene  monofunctionalization,  maintaining  the  olefin  double  bonds,  has  been less studied through the combinatorial use of transition metal  catalysts  and  HIRs.  Kang,10a‐b  Ma,10c  and  others10d‐f  described  the 

Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, CAS Key Laboratory of  Molecular Recognition and Function, Institute of Chemistry, Chinese Academy of  Sciences, Beijing 100190, China. E‐mail: [email protected].  † Electronic Supplementary Information (ESI) available: Experimental details,  characterization data and NMR spectra for all new compounds. See  DOI: 10.1039/x0xx00000x 

direct arylation of olefins by using Pd‐catalysts and diaryliodonium  salts,  while  Gaunt  et  al.10g  demonstrated  the  Cu‐variant  of  these  reactions with wider substrate scopes (Scheme 1, a). Szabó and co‐ workers11  disclosed  the  Pd‐catalyzed  acyloxylation  of  alkenes  with  carboxylic  acid‐derived  HIRs  giving  formally  allylic  C‐H  bond  functionalized  products  (Scheme  1,  b).  Meanwhile,  Buchwald,12a  Wang,12b Sodeoka,12c and Xiao et al.12d developed the Cu‐catalyzed  alkene  trifluoromethylation  reactions  by  employing  Togni  reagents  (Scheme 1, c). Afterwards, Li,13a Glorius,13b and Loh et al.13c reported  the  Rh‐  and  Ir‐catalyzed  alkene  alkynylation  reactions  with  the  aid  of  alkynyl‐HIRs  (Scheme  1,  d).  We  have  recently  developed  an  oxyalkylation reaction of olefins by merging rhenium catalysis with  carboxylic acid‐derived HIRs.8 As our continuous interests in the use  of Re‐catalysis14,15 and HIRs in organic synthesis, herein we disclose  a  dehydrogenative  olefination  of  C(sp3)‐H  bonds  by  merging  Re‐ catalysis with an Alanine‐derived HIR (Scheme 1, e). 

  Scheme 1 Transition‐Metal‐Catalyzed Alkene Mono‐Functionalization Reactions with  HIRs. 

Intrigued by synthetic transformations of cheap feedstock (such  as  tetrahydrofuran  and  1,4‐dioxane),16  we  selected  alkene  1d  and  1,4‐dioxane  2a  as  model  substrates  to  screen  the  reaction  conditions  (Table  1).17  In  the  presence  of  2.5  mol%  Re2(CO)10,  HIR  3a  did  promote  the  reaction  to  give  the  dehydrogenative 

This journal is © The Royal Society of Chemistry 20xx 

J. Name., 2013, 00, 1‐3 | 1  

Please do not adjust margins 

Organic & Biomolecular Chemistry Accepted Manuscript

View Article Online

DOI: 10.1039/C5OB00619H

Please do not adjust margins  Organic & Biomolecular Chemistry

Journal Name 

olefination product 4da, albeit only in 12% yield with contaminant  formation of the oxymethylation product 5da (entry 1).8 The use of  HIR 3b, however, completely inhibited the expected reaction (entry  2).17  While  no  reaction  occurred  with  N‐unprotected  HIR  3c  (entry  3),  N‐methyl and –ethyl variants (3d and 3e) substantially increased  the  yields  of  4da  (entries  4‐5).  Further  enhancement  of  the  bulkiness  of  N‐substituents  (Bn,  t‐Bu)  gave  comparable  results  (entries  6‐7).  Interestingly,  HIR  3h,  3i,  and  3j,  derived  from  the  simple  amino  acid  Glycine,  β‐Alanine,  and  Alanine  respectively,18  showcased promising reactivities with 3j being the best (entries 8‐ 10). Presumably, the subtly tuned steric and electronic properties of  the N‐substituents might attribute to the stability and reactivity of  the N‐radical species (vide infra). Of note, the use of other oxidants  like  tBuOOH  and  (tBuO)2  instead  of  HIRs  gave  much  worse  results  under  otherwise  the  same  conditions.17  The  control  experiment  demonstrated  that  only  a  low  yield  of  4da  was  obtained  in  the  absence  of  Re2(CO)10  (entry  11).  Remarkably,  inferior  results  were  got  by  using  other  Re‐catalysts,  Mn‐catalysts,  and  other  transition  metal like Pd‐, Cu‐, and Fe‐catalysts as well as traditional Lewis acid  catalysts (entries 12‐17),17 which underlined the unique reactivity of  Re2(CO)10 in this reaction. Finally, 4da could be isolated in 66% yield  as  a  sole  E‐isomer  under  the  optimized  reaction  conditions  (entry  18). Of note, 3j was reduced to 2‐iodobenzamide 6j in 96% isolated  yield,  which  can  be  easily  oxidized  by  peracetic  acid  to  regenerate  HIR 3j.17 

a

o  Reaction conditions: 1d (0.2 mmol), 3 (0.4 mmol), 1,4‐dioxane 2a (0.1 M), 120  C,  View Article Online b  3 h.  Determined by GC‐MS using mesitylene (0.1 mmol) as an internal standard.  DOI: 10.1039/C5OB00619H c  E‐isomer only. d No catalyst. e 3j (0.8 mmol), 1,4‐dioxane (0.05 M), 4 h. f Isolated  yield on 1.0 mmol scale. g 6j was isolated in 96 % yield.  

Then,  we  commenced  to  investigate  the  scope  of  olefins  (Scheme  2).  It  was  shown  that  styrene  derivatives  bearing  both  electro‐donating  and  –withdrawing  groups  were  tolerant  in  the  reaction  (4aa‐ia).    2‐Vinylnaphthalene  also  delivered  the  corresponding product 4ja smoothly. Meta‐ and ortho‐substituents  had  no  obvious  effect  on  the  reaction  outcome  (4ka‐ma).  Furthermore,  1,1‐diphenylethylene  was  also  amenable  to  this  protocol giving the expected product 4na in good yield. It should be  pointed  out  that  1,2‐disubstituted  olefins  showed  low  reactivity  in  this reaction presumably due to the steric hindrance in the step of  C‐C bond formation.17 Interestingly, the exocyclic olefin 1o reacted  with  1,4‐dioxane  under  the  modified  reaction  conditions  affording  the  double‐bond  migrated  product  4oa  and  its  oxidatively  aromatized product 4oa' (Scheme 3). 

Table 1 Screening of Reaction Parametersa 

b

entry 

cat. (mol%) 

HIRs 

1  2  3  4  5  6  7    8   9 10    11   12   13 14    15   16 17  e  18

Re2(CO)10 (2.5)    Re2(CO)10 (2.5) Re2(CO)10 (2.5)  Re2(CO)10 (2.5)  Re2(CO)10 (2.5)  Re2(CO)10 (2.5)  Re2(CO)10 (2.5)  Re2(CO)10 (2.5)  Re2(CO)10 (2.5)  Re2(CO)10 (2.5)  d  ‐ Re(CO)5Br (5)  Mn2(CO)10 (5)  Pd(OAc)2 (5)  CuBr (5)  ZnCl2 (5)  Sc(OTf)3 (5)  Re2(CO)10 (2.5) 

3a   3b   3c   3d   3e   3f 3g  3h  3i    3j   3j   3j 3j  3j  3j  3j  3j  3j 

OCOCF3 OAc I I OCOCF3 Ph OAc Ph 3a

3b

OAc I N O

CO2Me

3i

 

yields (%)   c 4da       5da    12 19  0  0    0 0  15  0  53  0  46  0  55  0  48  0  64  0  73  0  24  0    18  0 10  0  0  0  14  0  0  0  19  0   f,g 84(66)   0 

OAc R' = H, 3c I R' = Me, 3d N R' R' = Et, 3e R' = Bn, 3f R' = t-Bu, 3g O OAc CO2Me I N O 3j

OAc CO2Me I N O 3h I H N O

CO2Me 6j

  Scheme 2 Scope of Olefins. Reaction conditions: 1 (1.0 mmol), 3j (4.0 mmol), Re2(CO)10  (2.5 mol%), 1,4‐dioxane (0.05 M), 120 oC, 4 h. Isolated yields of products 4 (%) are  shown. a Re2(CO)10 (5 mmol%), 1,4‐dioxane (0.03 M), 150 oC. 

Scheme 3 Reaction of 1‐Methylene‐1,2,3,4‐tetrahydronaphthalene and 1,4‐Dioxane. 

Next,  the  compatibility  of  substrates  bearing  various  C(sp3)‐H  bonds  was  tested  with  olefin  1n  as  the  reaction  partner  (Table  2).  Alkyl ethers, no matter cyclic or acyclic, could deliver the expected  products  successfully  (entries  1‐2).  Toluene,  xylenes,  and  mesitylene  containing  benzylic  C‐H  bonds  were  also  smoothly  alkenylated  to  afford  the  corresponding  products  in  good  yields  (entries  3‐6).  Functionalities  like  cyano  and  iodo  groups  were  well  tolerant  under  the  reaction  conditions  (entries  7‐8).  Cyclic  alkanes 

2 | J. Name., 2012, 00, 1‐3 

This journal is © The Royal Society of Chemistry 20xx 

Please do not adjust margins 

Organic & Biomolecular Chemistry Accepted Manuscript

Published on 20 April 2015. Downloaded by University of New England on 21/04/2015 07:35:15.

COMMUNICATION 

Page 2 of 4

Organic & Biomolecular Chemistry Please do not adjust margins 

Page 3 of 4

 COMMUNICATION 

such  as  cyclopentane,  ‐hexane,  and  –ocatane  were  all  suitable  substrates giving the olefination products in good to excellent yields  (entries  9‐11).  Furthermore,  allylic  nitrile  4nm  could  be  easily  obtained  from  the  reaction  of  olefin  1n  and  acetonitrile  in  synthetically  useful  yield  with  the  concurrent  formation  of  N‐ olefination product 7j, originating from the reaction of 1n and Ala‐ HIR 3j (entry 12). 

to  form  benzylic  cation  13  and  regenerate  the  catalytically  View Articleactive  Online DOI: 10.1039/C5OB00619H Re(n) species. It should be noted that 12 might also be oxidized by  HIR 3j, which constitutes an alternative but less competent pathway  particularly  when  the  rhenium  catalyst  is  absent  in  the  reaction  (Table  1,  entry  11).  Finally,  deprotonation  of  13  leads  to  the  final  formation of product 4.  a) Trapping the C-radical formed via H-abstraction

Table 2 Scope of Substrates Bearing Various C(sp3)‐H Bondsa  O

5 mol% Re2(CO) 10 Ala-HIR 3j

+

N O

H

N O

THF, 150 oC, 4 h

O

Ph TEMPO

Published on 20 April 2015. Downloaded by University of New England on 21/04/2015 07:35:15.

2b

entry 



yield  b (%)  

entry     

 

4nb:  88 

7

 

4nc:  50 



product 4 



2

4nd:  62 

3    d 

4

product 4    

5

4ni:  61 

d

 

4nj:  91 

 

4nk:  95 

e

4ne:  64 

10

4nf:  67 

11

4ng:  66 

12



  d 

4nh:  69 





e

 

  6 

yield  b (%)  

f

 

8: 31%

(1n)

Ph

no 1n

8: 25%

b) Reaction of 1-phenylvinylcyclopropanewith 1,4-dioxane O 5 mol% Re2(CO) 10 O Ala-HIR 3j O H + H

1p

O

1,4-dioxane 120 oC, 4 h

O

O

+

34% (4oa:4oa' = 6.3:1)

2a radical addition

O

O

O

[O], - H

O

O

O rearrangement

cyclization H

 

Scheme 4 Mechanistic Experiments. 

4nl:  71  4nm:  58 

a  Reaction conditions: 1n (1.0 mmol), 3j (4.0 mmol), Re2(CO)10 (5 mol%), 2 (0.03  M), 150 oC, 4 h. b Isolated yields of products 4. c Re2(CO)10 (2.5 mmol%), Et2O  (0.05 M), 120 oC. d 2 (0.2 M). e 2 (0.1 M), 12 h. f 7j was isolated in 11% yield.  

We assumed that the initial C(sp3)‐H activation occur through a  radical H‐abstraction pathway. In order to verify this hypothesis, the  radical‐trapping  reagent  TEMPO  was  subjected  to  the  reaction  conditions  of  olefin  1n  and  tetrahydrofuran  2b  (Scheme  4,  a).  To  our delight, the α‐THF radical trapped product 8 was isolated in 31%  yield and the olefination reaction was completely prohibited, which  confirmed our assumption. Also, compound 8 could be obtained in  comparable  yield  in  the  absence  of  1n.  Next,  the  reaction  of  1‐ phenylvinylcyclopropane 1p, susceptible to radical rearrangements,  and 1,4‐dioxane 2a was carried out (Scheme 4, b). It turned out that  the  ring  expansion  product  4oa  and  its  aromatized  product  4oa'  were  formed  in  34%  yield.  This  result  supported  a  reaction  sequence  of  radical  addition/rearrangement/cyclization/oxidative  deprotonation.19   Based  on  the  above  observations,  a  tentative  reaction  mechanism was proposed in Scheme 5. Heterolytic cleavage of the  I‐O bond in HIR 3j gives rise to the ionic species 9, which undergoes  a  single  electron  transfer  process  with  the  Re(n)  catalyst  affording  N‐radical  species  10.  The  H‐atom  α  to  oxygen  in  1,4‐dioxane  is  abstracted  by  10  giving  rise  to  the  α‐C  radical  species  11  and  2‐ iodobenzamide  6j.  The  ensuing  radical  addition  of  11  to  olefin  affords benzylic radical 12, which is oxidized by the Re(n+1) species 

Scheme 5 A Tentative Reaction Mechanism. 

In  conclusion,  the  dehydrogenative  olefination  of  C(sp3)‐H  bonds  was  developed  through  the  combination  of  rhenium‐ catalysis  and  an  Alanine‐derived  hypervalent  iodine(III)  reagents,  which  demonstrates  a  reactivity  quite  distinct  from  known  combinations  of  transition  metal  catalysts  and  hypervalent  iodine(III)  reagents. Also, this  reaction represents  a rare example in organic synthesis where amino acid‐derived  HIRs  play  a  unique  role  since  they  were  synthesized  by  Zhdankin  et  al.18  Thus,  cheap  and  easily  available  feedstock  such  as  cyclic  and  acyclic  ethers,  toluene  derivatives,  cycloalkanes,  and  nitriles  could  all  be  successfully  alkenylated  in  a  regio‐  and  stereoselective  way.20  Mechanistic  studies  revealed a radical‐initiated pathway operating in the reaction. 

This journal is © The Royal Society of Chemistry 20xx 

J. Name., 2013, 00, 1‐3 | 3 

Please do not adjust margins 

Organic & Biomolecular Chemistry Accepted Manuscript

Journal Name 

Please do not adjust margins  Organic & Biomolecular Chemistry

Journal Name 

Further  exploitations  on  merging  rhenium‐catalysis  with  hypervalent  iodine(III)  reagents  in  organic  synthesis  are  underway in our laboratory.  Financial  support  from  the  National  Basic  Research  Program of China (973 Program) (No. 2011CB808600) and the  National  Natural  Science  Foundation  of  China  (21322203,  21272238, 21472194) are gratefully acknowledged. 

Published on 20 April 2015. Downloaded by University of New England on 21/04/2015 07:35:15.

2

3

4

5

6

8 9

Notes and references  1

7

For  general  reviews:  (a)  T.  Wirth,  Angew.  Chem.,  Int.  Ed.,  2005,  44,  3656;  (b)  N.  R.  Deprez  and  M.  S.  Sanford,  Inorg.  Chem.,  2007,  46,  1924;  (c)  V.  V.  Zhdankin  and  P.  J.  Stang,  Chem. Rev., 2008, 108, 5299; (d) E. A. Merritt and B. Olofsson,  Angew. Chem., Int. Ed., 2009, 48, 9052.  For  leading  reviews  on  alkene  difunctionalizations:  (a)  A.  Minatti and K. Muñiz, Chem. Soc. Rev., 2007, 36, 1142; (b) S.  R. Chemler and P. H. Fuller, Chem. Soc. Rev., 2007, 36, 1153;  (c) K. H. Jensen and M. S. Sigman, Org. Biomol. Chem., 2008,  6,  4083;  (d)  J.  P.  Wolfe,  Synlett,  2008,  2913;  (e)  R.  I.  McDonald, G. Liu and S. S. Stahl, Chem. Rev., 2011, 111, 2981;  (f)  S.  E.  Denmark,  W.  E.  Kuester  and  M.  T.  Burk,  Angew.  Chem., Int. Ed., 2012, 51, 10938; (g) W. Wu and H. Jiang, Acc.  Chem. Res., 2012, 45, 1736.  For recent examples: (a) H. M. Lovick and F. E. Michael, J. Am.  Chem.  Soc.,  2010,  132,  1249;  (b)  M.  Fujita,  Y.  Yoshida,  K.  Miyata, A. Wakisaka and T. Sugimura, Angew. Chem., Int. Ed.,  2010,  49,  7068;  (c)  C.  Rӧben,  J.  A.  Souto,  Y.  González,  A.  Lishchynskyi and K. Muñiz, Angew. Chem., Int. Ed., 2011, 50,  9478; (d) Y.‐B. Kang and L. H. Gade, J. Am. Chem. Soc., 2011,  133,  3658;  (e)  Y.  Li  and  A.  Studer,  Angew.  Chem.,  Int.  Ed.,  2012, 51, 8221; (f) U. Farid, F. Malmedy, R. Claveau, L. Albers  and T. Wirth, Angew. Chem., Int. Ed., 2013, 52, 7018; (g) W.  Kong, P. Feige, T. de Haro and C. Nevado, Angew. Chem., Int.  Ed., 2013, 52, 2469.  Pd‐catalysis  with  HIRs,  for  selected  examples:  (a)  E.  J.  Alexanian, C. Lee and E. J. Sorensen, J. Am. Chem. Soc., 2005,  127, 7690; (b) J. Streuff, C. H. Hӧvelmann, M. Nieger and K.  Muñiz, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 14586; (c) G. Liu and S.  S.  Stahl,  J.  Am.  Chem.  Soc.,  2006,  128,  7179;  (d)  L.  V.  Desai  and M. S. Sanford, Angew. Chem., Int. Ed., 2007, 46, 5737; (e)  Y. Li, D. Song and V. M. Dong, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130,  2962;  (f)  T.  Wu,  G.  Yin  and  G.  Liu,  J.  Am.  Chem.  Soc.,  2009,  131, 16354; (g) S. Jaegil, J. Dufour, H. Wei, T. Piou, X.‐H. Duan,  J.‐P. Vors, L. Neuville and J. Zhu, Org. Lett., 2010, 12, 4498; (h)  S.  Cui,  L.  Wojtas  and  J.  C.  Antilla,  Angew.  Chem.,  Int.  Ed.,  2011,  50,  8927;  (i)  S.  Nicolai,  C.  Piemontesi  and  J.  Waser,  Angew. Chem., Int. Ed., 2011, 50, 4680.  Au‐catalysis with HIRs, see: (a) A. Iglesias and K. Muñiz, Chem.  Eur. J., 2009, 15, 10563; (b) T. de Haro and C. Nevado, Angew.  Chem. Int. Ed., 2011, 50, 906; (c) L. T. Ball, G. C. Lloyd‐Jones  and  C.  A.  Russell,  Chem.  Eur.  J.,  2012,  18,  2931;  (d)  M.  N.  Hopkinson, B. Sahoo and F. Glorius, Adv. Synth. Catal., 2014,  356, 2794.  Cu‐catalysis with HIRs, for selected examples: (a) R. Zhu and  S. L. Buchwald, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 12462; (b) P. G.  Janson, I. Ghoneim, N. O. Ilchenko and K. J. Szabó, Org. Lett.,  2012, 14, 2882; (c) E. Cahard, N. Bremeyer and M. J. Gaunt,  Angew.  Chem.,  Int.  Ed.,  2013,  52,  9284;  (d)  W.  Kong,  M.  Casimiro, E. Merino and C. Nevado, J. Am. Chem. Soc., 2013,  135,  14480;  (e)  H.  Egami,  R.  Shimizu,  S.  Kawamura  and  M.  Sodeoka, Angew. Chem., Int. Ed., 2013, 52, 4000; (f) X. Liu, F.  Xiong,  X.  Huang,  L.  Xu,  P.  Li  and  X.  Wu,  Angew.  Chem.,  Int.  Ed., 2013, 52, 6962; (g) Z.‐M. Chen, W. Bai, S.‐H. Wang, B.‐M.  Yang, Y.‐Q. Tu and F.‐M. Zhang, Angew. Chem., Int. Ed., 2013, 

10

11 12

13

14 15

16 17 18

19

20

52,  9781;  (h)  F.  Wang,  X.  Qi,  Z.  Liang,  P.  Chen  and  G.  Liu,  View Article Online Angew.Chem., Int. Ed., 2014, 53, 1881.  DOI: 10.1039/C5OB00619H Ru‐ or Ir‐catalysis with HIRs, see: (a) J. Xie, P. Xu, H. Li, Q. Xue,  H. Jin, Y. Cheng and C. Zhu, Chem. Commun., 2013, 49, 5672;  (b) P. Xu, J. Xie, Q. Xue, C. Pan, Y. Cheng and C. Zhu, Chem.  Eur.  J.,  2013,  19,  14039;  (c)  G.  Fumagalli,  S.  Boyd  and  M.  F.  Greaney, Org. Lett., 2013, 15, 4398.  Re‐catalysis  with  HIRs,  see:  Y.  Wang,  L.  Zhang,  Y.  Yang,  P.  Zhang,  Z.  Du  and  C.  Wang,  J.  Am.  Chem.  Soc.,  2013,  135,  18048.  Fe‐catalysis with HIRs, see: H. Egami, R. Shimizu, Y. Usui and  M. Sodeoka, Chem. Commun., 2013, 49, 7346.  (a)  S.‐K.  Kang,  K.‐Y.  Jung,  C.‐H.  Park  and  S.‐B.  Jang,  Tetrahedron Lett., 1995, 36, 8047; (b) S.‐K. Kang, H.‐W. Lee,  S.‐B. Jang, T.‐H. Kim  and  S.‐J.  Pyun, J.  Org.  Chem.,  1996, 61,  2604;  (c)  Y.  Liang,  S.  Luo,  C.  Liu,  X.  Wu  and  Y.  Ma,  Tetrahedron,  2000,  56,  2961;  (d)  A.  Kina,  H.  Miki,  Y.‐H.  Cho  and  T.  Hayashi,  Adv.  Synth.  Catal.,  2004,  346,  1728;  (e)  J.  Aydin, J.  M.  Larsson,  N.  Selander  and K. J.  Szabó,  Org.  Lett.,  2009, 11, 2852; (f) B. R. Vaddula, A. Saha, J. Leazer and R. S.  Varma,  Green  Chem.,  2012,  14,  2133;  (g)  R.  J.  Phipps,  L.  McMurray,  S.  Ritter,  H.  A.  Duong  and  M.  J.  Gaunt,  J.  Am.  Chem. Soc., 2012, 134, 10773.  (a)  L.  T.  Pilarski,  N.  Selander,  D.  Böse  and  K.  J.  Szabó,  Org.  Lett., 2009, 11, 5518; (b) R. Alam, L. T. Pilarski, E. Pershagen  and K. J. Szabó, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 8778.  (a) A. T. Parsons and S. L. Buchwald, Angew. Chem., Int. Ed.,  2011, 50, 9120; (b) X. Wang, Y. Ye, S. Zhang, J. Feng, Y. Xu, Y.  Zhang and J. Wang, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 16410; (c)  R. Shimizu, H. Egami, Y. Hamashima and M. Sodeoka, Angew.  Chem., Int. Ed., 2012, 51, 4577; (d) X.‐P. Wang, J.‐H. Lin, C.‐P.  Zhang, J.‐C. Xiao and X. Zheng Beilstein J. Org. Chem., 2013, 9,  2635. For a related process, see: (e) J. Xu, Y. Fu, D.‐F. Luo, Y.‐ Y. Jiang, B. Xiao, Z.‐J. Liu, T.‐J. Gong and L. Liu, J. Am. Chem.  Soc.,  2011,  133,  15300.  For  a  decarboxylative  difluoromethylation, see: (f) Z. He, M. Hu, T. Luo, L. Li and J.  Hu, Angew. Chem., Int. Ed., 2012, 51, 11545.  (a) F. Xie, Z. Qi, S. Yu and X. Li, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136,  4780; (b) K. D. Collins, F. Lied and F. Glorius, Chem. Commun.,  2014,  50,  4459;  (c)  C.  Feng,  D.  Feng  and  T.‐P.  Loh,  Chem.  Commun., 2014, 50, 9865.  Y. Kuninobu and K. Takai, Chem. Rev., 2011, 111, 1938.  (a) D. Xia, Y. Wang, Z. Du, Q.‐Y. Zheng and C. Wang, Org. Lett.,  2012, 14, 588; (b) Q. Tang, D. Xia, X. Jin, Q. Zhang, X.‐Q. Sun  and C. Wang, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 4628; (c) G. Mao,  B. Jia and C. Wang, Chin. J. Org. Chem. 2015, 35, 284.  R. He, X. Jin, H. Chen, Z.‐T. Huang, Q.‐Y. Zheng and C. Wang, J.  Am. Chem. Soc., 2014, 136, 6558.  For more details, see Supporting Information.  (a) V. V. Zhdankin, A. E. Koposov, J. T. Smart, R. R. Tykwinski,  R.  McDonald  and  A.  Morales‐Izquierdo,  J.  Am.  Chem.  Soc.,  2001, 123, 4095; (b) V. V. Zhdankin, A. Y. Koposov, L. S. Su, V.  V. Boyarskikh, B. C. Netzel and V. G. Young, Org. Lett., 2003,  5, 1583.  (a)  T.  W.  Liwosz  and  S.  R.  Chemler,  Chem.  Eur.  J.,  2013,  19,  12771;  (b)  T.  W.  Liwosz  and  S.  R.  Chemler,  Org.  Lett.,  2013,  15, 3034; (c) B. Gao, Y. Zhao and J. Hu, Angew. Chem. Int. Ed.,  2015, 54, 638.  So  far,  there  are  only  two  reports  on  dehydrogenative  olefination  of  C(sp3)‐H  bonds,  albeit  with  limited  types  of  substrates. For ethers only: (a) D. Liu, C. Liu, H. Li and A. Lei,  Chem. Commun., 2014, 50, 3623. For cycloalkanes only: (b) Y.  Zhu  and  Y.  Wei,  Chem.  Sci.,  2014,  5,  2379.  For  related  reviews: (c) S. Tang, K. Liu, C. Liu and A. Lei, Chem. Soc. Rev.,  2015, 44, 1070; (d) C. Li, Acc. Chem. Res., 2009, 42, 335; (e)  S.‐Y. Zhang, F.‐M. Zhang, Y.‐Q. Tu, Chem. Soc. Rev., 2011, 40,  1937. 

4 | J. Name., 2012, 00, 1‐3 

This journal is © The Royal Society of Chemistry 20xx 

Please do not adjust margins 

Organic & Biomolecular Chemistry Accepted Manuscript

COMMUNICATION 

Page 4 of 4

Rhenium-catalyzed dehydrogenative olefination of C(sp(3))-H bonds with hypervalent iodine(III) reagents.

A dehydrogenative olefination of C(sp(3))-H bonds is disclosed here, by merging rhenium catalysis with an alanine-derived hypervalent iodine(III) reag...
1MB Sizes 2 Downloads 12 Views