Synthesis 2008(20): 3351-3355  
DOI: 10.1055/s-0028-1083161
PSP
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

A Bio-inspired Copper Catalyst System for Practical Catalytic Cyanation of Aryl Bromides

Thomas Schareinaa, Alexander Zapfa, Alain Cottéb, Nikolaus Müllerb, Matthias Beller*a
a Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock, Albert-Einstein-Strasse 29A, 18059 Rostock, Germany
b Saltigo GmbH, Building Q 18-2, 51369 Leverkusen, Germany
Fax: +49(381)12815000; e-Mail: [email protected];
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Received 4 June 2008
Publication Date:
25 September 2008 (online)

Abstract

A general and environmentally improved protocol for the cyanation of aryl halides with the nontoxic cyanide source potassium hexacyanoferrate(II) {K4[Fe(CN)6]} using copper catalysis and a ligand system based on 1-alkyl-1H-imidazoles is presented. The advantages of this system are a wide substrate range, high selectivity, easy handling, and inexpensive reagents.

    References

  • 1 Lindley J. Tetrahedron  1984,  40:  1433 
  • 2 For a recent catalytic variant of the Sandmeyer reaction see: Beletskaya IP. Sigeev AS. Peregudov AS. Petrovskii PV. J. Organomet. Chem.  2004,  689:  3810 
  • For recent examples see:
  • 3a Martin A. Kalevaru NV. Lücke B. Sans J. Green Chem.  2002,  4:  481 
  • 3b Liu Y. Zhong M. Yu W. Ma YL. Synth. Commun.  2005,  35:  2951 
  • 3c Rombi E. Ferino I. Monaci R. Picciau C. Solinas V. Buzzoni R. Appl. Catal., A  2004,  266:  73 
  • 3d Lücke B. Narayana KV. Martin A. Jähnisch K. Adv. Synth. Catal.  2004,  346:  1407 
  • 4a Hagedorn F. Gelbke H.-P. In Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie   4th ed., Vol. 17:  Bartholomé E. Biekert E. Hellmann H. Ley H. Weigert WM. Weise E. Verlag Chemie; Weinheim: 1979.  p.333 
  • 4b Ellis GP. Romney-Alexander TM. Chem. Rev.  1987,  87:  779 
  • 5 Takagi K. Okamoto T. Sakakibara Y. Oka S. Chem. Lett.  1973,  471 
  • 6 Tschaen DM. Desmond R. King AO. Fortin MC. Pipik B. King S. Verhoeven TR. Synth. Commun.  1994,  24:  887 
  • 7 Sundermeier M. Zapf A. Beller M. Eur. J. Inorg. Chem.  2003,  3513 
  • 8 Sundermeier M. Zapf A. Beller M. Sans J. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  6707 
  • 9 Ramnauth J. Bhardwaj N. Renton P. Rakhit S. Maddaford SP. Synlett  2003,  2237 
  • 10 Sundermeier M. Zapf A. Beller M. Angew. Chem. Int. Ed.  2003,  42:  1661 ; Angew. Chem. 2003, 115, 1700
  • 11 Sundermeier M. Mutyala S. Zapf A. Spannenberg A. Beller M. J. Organomet. Chem.  2003,  684:  50 
  • 12 Chobanian HR. Fors BP. Lin LS. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  3303 
  • 13a Jensen RS. Gajare AS. Toyota K. Yoshifuji M. Ozawa F. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  8645 
  • 13b Veauthier JM. Carlson CN. Collis GE. Kiplinger JL. John KD. Synthesis  2005,  2683 
  • 13c Chidambaram R. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  1441 
  • 15a Schareina T. Zapf A. Beller M. J. Organomet. Chem.  2004,  689:  4576 
  • 15b Schareina T. Zapf A. Beller M. Chem. Commun.  2004,  1388 
  • 15c Schareina T. Zapf A. Mägerlein W. Müller N. Beller M. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  1087 
  • 16a Schareina T. Zapf A. Beller M. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  2585 
  • 16b Schareina T. Zapf A. Mägerlein W. Müller N. Beller M. Chem.-Eur. J.  2007,  6249 
  • 17a Weissman SA. Zewge D. Chen C. J. Org. Chem.  2005,  70:  1508 
  • 17b Grossman O. Gelman D. Org. Lett.  2006,  8:  1189 
  • 18a Pinto A. Jia YX. Neuville L. Zhu JP. Chem.-Eur. J.  2007,  13:  961 
  • 18b Mariampillai B. Alliot J. Li M. Lautens M. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  15372 
  • 19 Schareina T. Zapf A. Mägerlein W. Müller N. Beller M. Synlett  2007,  555 
  • 20a Sendra V. Cannella D. Bersch B. Fieschi F. Menage S. Lascoux D. Coves J. Biochemistry  2006,  45:  5557 
  • 20b Hernandez-Romero D. Sanchez-Amat A. Solano F. FEBS J.  2006,  273:  257 
  • 20c Klabunde T. Eicken C. Sacchettini JC. Krebs B. Nat. Struct. Biol.  1998,  5:  1084 
  • 20d Brown K. Tegoni M. Prudencio M. Pereira AS. Besson S. Moura JJ. Moura I. Cambillau C. Nat. Struct. Biol.  2000,  7:  191 
  • For the use of Cu/imidazole in other coupling reactions see:
  • 21a Schareina T. Zapf A. Cotté A. Müller N. Beller M. Org. Process. Res. Dev.  2008,  12:  537 
  • 21b Schareina T. Zapf A. Cotté A. Müller N. Beller M. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  1851 
14

The price per mol CN- is 1.6 for K4[Fe(CN)6]˙3 H2O (5 kg, 99%, technical grade) and 2.0 for KCN (6 kg, 96%, technical grade); source Sigma-Aldrich Chemicals Catalogue 2008.