From Enantioselective to Regiodivergent Epoxide Opening and Radical Arylation – Useful or Just Interesting?

Andreas Gansäuer

doi:10.1055/s-0040-1706407

Synlett, Table of Contents

Synlett 2021; 32(05): 447-456
DOI: 10.1055/s-0040-1706407

account

The Power of Transition Metals: An Unending Well-Spring of New Reactivity

From Enantioselective to Regiodivergent Epoxide Opening and Radical Arylation – Useful or Just Interesting?

Authors

Andreas Gansäuer∗

Abstract

All articles of this category

Abstract

It is shown how the simple titanocene(III)-catalyzed reductive opening of epoxides has developed from a highly selective desymmetrizing opening of meso-epoxides. The combination of the origins of regioselectivity with atom-economic catalysis in single electron steps results in a highly selective regiodivergent epoxide opening (REO).

1 Introduction

2 Regiodivergent Epoxide Opening

3 Atom Economy and Epoxide Arylation

4 REO Arylation

5 Words about the Wording

6 Conclusion

Key words

arylation - catalysis - diversity-oriented synthesis - epoxides - regiodivergent - titanocenes

Full Text

References

References
1 Mühlhaus F, Weißbarth H, Dahmen T, Schnakenburg G, Gansäuer A. Angew. Chem. Int. Ed. 2019; 58: 14208 ; Angew. Chem. 2019, 131, 14346
2 Gansäuer A. Synlett 1998; 801

3a Nugent WA, RajanBabu TV. J. Am. Chem. Soc. 1988; 110: 8561
3b Nugent WA, RajanBabu TV. J. Am. Chem. Soc. 1989; 111: 4525
3c RajanBabu TV, Nugent WA, Beattie MS. J. Am. Chem. Soc. 1990; 112: 6408
3d RajanBabu TV, Nugent WA. J. Am. Chem. Soc. 1994; 116: 986

4a Gansäuer A, Pierobon M, Bluhm H. Angew. Chem. Int. Ed. 1998; 37: 101
4b Gansäuer A, Bauer D. Eur. J. Org. Chem. 1998; 2673
4c Gansäuer A, Bluhm H, Pierobon M. J. Am. Chem. Soc. 1998; 120: 12849

5a Martínez LE, Leighton JL, Carsten DH, Jacobsen EN. J. Am. Chem. Soc. 1995; 117: 5897
5b Jacobsen EN, Tokunaga M, Larrow JF, Kakiuchi F. Science 1997; 227: 936
5c However, for the opening of ‘pseudo-meso’-epoxides, see: Brandes BD, Jacobsen EN. Synlett 2001; 1013

6 Wild FR. W, Zsolnai L, Huttner G, Brintzinger HH. J. Organomet. Chem. 1982; 232: 233

7a Yun J, Buchwald SL. J. Am. Chem. Soc. 1999; 121: 5640
7b Willoughby CA, Buchwald SL. J. Am. Chem. Soc. 1994; 116: 11703

8 Halterman RL, Vollhardt KP. C. Organometallics 1988; 7: 883
9 Corey EJ, Ensley HE. J. Am. Chem. Soc. 1975; 97: 6908
10 Cesarotti E, Kagan HB, Goddard R, Krüger CJ. Organomet. Chem. 1978; 162: 297

11a Gansäuer A, Lauterbach T, Bluhm H, Noltemeyer M. Angew. Chem. Int. Ed. 1999; 38: 2909
11b Gansäuer A, Bluhm H, Lauterbach T. Adv. Synth. Catal. 2001; 343: 785
11c Gansäuer A, Bluhm H, Rinker B, Narayan S, Schick M, Lauterbach T, Pierobon M. Chem. Eur. J. 2003; 9: 531

12 Gansäuer A, Bluhm H, Pierobon M, Keller M. Organometallics 2001; 20: 914

13a Gansäuer A, Franke D, Lauterbach T, Nieger M. J. Am. Chem. Soc. 2005; 127: 11622
13b Friedrich J, Walczak K, Dolg M, Piestert F, Lauterbach T, Worgull D, Gansäuer A. J. Am. Chem. Soc. 2008; 130: 1788
13c Gansäuer A, Worgull D, Knebel K, Huth I, Schnakenburg G. Angew. Chem. Int. Ed. 2009; 48: 8882; Angew. Chem. 2009, 121, 9044

14 Klawonn T, Gansäuer A, Winkler I, Lauterbach T, Franke D, Nolte RJ. M, Feiters MC, Börner H, Hentschel J, Dötz KH. Chem. Commun. 2007; 1894
15 Gansäuer A, Behlendorf M, Cangönül A, Kube C, Cuerva JM, Friedrich J, van Gastel M. Angew. Chem. Int. Ed. 2012; 51: 3266

16a Daasbjerg K, Svith H, Grimme S, Gerenkamp M, Mück-Lichtenfeld C, Gansäuer A, Barchuk A, Keller F. Angew. Chem. Int. Ed. 2006; 45: 2041
16b Gansäuer A, Barchuk A, Keller F, Schmitt M, Grimme S, Gerenkamp M, Mück-Lichtenfeld C, Daasbjerg K, Svith H. J. Am. Chem. Soc. 2007; 129: 1359

17 Gansäuer A, Fan C.-A, Keller F, Keil J. J. Am. Chem. Soc. 2007; 129: 3484
18 Gansäuer A, Shi L, Otte M. J. Am. Chem. Soc. 2010; 132: 11858
19 Gansäuer A, Karbaum P, Schmauch D, Einig M, Shi L, Anoop A, Neese F. Chem. Asian J. 2014; 9: 2289
20 Funken N, Mühlhaus F, Gansäuer A. Angew. Chem. Int. Ed. 2016; 55: 12030

21a Burke MD, Schreiber LS. Angew. Chem. Int. Ed. 2004; 43: 46
21b Galloway WR. J. D, Isidro-Llobet A, Spring DR. Nat. Commun. 2010; 1: 80
21c O’Connor CJ, Beckmann HS. G, Spring DR. Chem. Soc. Rev. 2012; 41: 4444
21d Blakemore DC, Casto L, Churcher I, Rees DC, Thomas AW, Wilson DM, Wood A. Nat. Chem. 2018; 10: 383

22a Gansäuer A, Rinker B, Pierobon M, Grimme S, Gerenkamp M, Mück-Lichtenfeld C. Angew. Chem. Int. Ed. 2003; 42: 3687 ; Angew. Chem. 2003, 115, 3815
22b Gansäuer A, Rinker B, Ndene-Schiffer N, Pierobon M, Grimme S, Gerenkamp M, Mück-Lichtenfeld C. Eur. J. Org. Chem. 2004; 2337
22c Gansäuer A, Fleckhaus A, Alejandre Lafont M, Okkel A, Kotsis K, Anoop A, Neese F. J. Am. Chem. Soc. 2009; 131: 16989

23a Huang X, Groves JT. J. Biol. Inorg. Chem. 2017; 22: 185
23b Zaragoza JP. T, Yosca TH, Siegler MA, Moënne-Loccoz P, Green MT, Goldger DP. J. Am. Chem. Soc. 2017; 139: 13640

24 Wipf P, Maciejewski JP. Org. Lett. 2008; 10: 4383

25a Gansäuer A, Behlendorf M, von Laufenberg D, Fleckhaus A, Kube C, Sadasivam DV, Flowers RA. II. Angew. Chem. Int. Ed. 2012; 51: 4739
25b Gansäuer A, Kube C, Daasbjerg K, Sure R, Grimme S, Fianu GD, Sadasivam DV, Flowers RA. II. J. Am. Chem. Soc. 2014; 136: 1663
25c Gansäuer A, von Laufenberg D, Kube C, Dahmen T, Michelmann A, Behlendorf M, Sure R, Seddiqzai M, Grimme S, Sadasivam DV, Fianu GD, Flowers RA. II. Chem. Eur. J. 2015; 21: 280
25d Gansäuer A, Hildebrandt S, Michelmann A, Dahmen T, von Laufenberg D, Kube C, Fianu GD, Flowers RA. II. Angew. Chem. Int. Ed. 2015; 54: 7003
25e Liedtke T, Spannring P, Riccardi L, Gansäuer A. Angew. Chem. Int. Ed. 2018; 57: 5006

26a Huynh HV, Meyer TJ. Chem. Rev. 2007; 107: 5004
26b Miller DC, Tarantino KT, Knowles RR. Top. Curr. Chem. 2016; 374: 30

27a Gansäuer A, Pierobon M. Synlett 2000; 1357
27b Gansäuer A, Seddiqzai M, Dahmen T, Sure R, Grimme S. Beilstein J. Org. Chem. 2013; 9: 1620

28 Richrath RB, Olyschläger T, Hildebrandt S, Enny DG, Fianu GD, Flowers RA. II, Gansäuer A. Chem. Eur. J. 2018; 24: 6371

29a Hildebrandt S, Gansäuer A. Angew. Chem. Int. Ed. 2016; 55: 9719
29b Hildebrandt S, Schacht JH, Gansäuer A. Synthesis 2017; 49: 2943

30 Gansäuer A, Hildebrandt S, Vogelsang E, Flowers RA. II. Dalton Trans. 2016; 45: 448

31a Knowles WS. Angew. Chem. Int. Ed. 2002; 41: 1998
31b Suzuki A. Angew Chem. Int. Ed. 2011; 50: 6722
31c Negishi E.-i. Angew. Chem. Int. Ed. 2011; 50: 6738

32 Hegedus LS, Söderberg BC. G. In Transition Metals in the Synthesis of Complex Organic Molecules . University Science Books; Sausalito: 2010: 17

33a Hao W, Wu X, Sun JZ, Siu JC, MacMillan SN, Lin S. J. Am. Chem. Soc. 2017; 139: 12141
33b Hao W, Harenberg JH, MacMillan SN, Lin S. J. Am. Chem. Soc. 2018; 140: 3514
33c For the related reductive opening of N-acyl aziridines, see: Zhang Y.-Q, Vogelsang E, Qu Z.-W, Grimme S, Gansäuer A. Angew. Chem. Int. Ed. 2017; 56: 12654

34a Dzik WI, Xu X, Zhang XP, Reek JN. H, de Bruin B. J. Am. Chem. Soc. 2010; 132: 10891
34b Lu H, Dzik WI, Xu X, Wojtas L, de Bruin B, Zhang XP. J. Am. Chem. Soc. 2011; 133: 8518
34c Kuijpers PF, Tiekink MJ, Breukelaar WP, Broere DL. J, van Leest NP, van der Vlugt JI, Reek JN. H, de Bruin B. Chem. Eur. J. 2017; 23: 7945
34d Jiang H, Lang K, Lu H, Wojtas L, Zhang XP. J. Am. Chem. Soc. 2017; 139: 9164
34e te Grotenhuis C, van den Heuvel N, van der Vlugt JI, de Bruin B. Angew. Chem. Int. Ed. 2018; 57: 140
34f Hu Y, Lang K, Li C, Gill JB, Kim I, Lu H, Fields KB, Marshall M, Cheng Q, Cui X, Wojtas L, Peter Zhang X. J. Am. Chem. Soc. 2019; 141: 18160
34g Lankelma M, Olivares AM, de Bruin B. Chem. Eur. J. 2019; 25: 5658

35a Huang H.-M, McDouall JJ. W, Procter DJ. Nat. Catal. 2019; 2: 211
35b Huang H.-M, Garduño-Castro MH, Morill C, Procter DJ. Chem. Soc. Rev. 2019; 48: 4626

36a Funken N, Zhang Y.-Q, Gansäuer A. Chem. Eur. J. 2017; 23: 19
36b For an earlier try, see: Gansäuer A, Fan C.-A, Keller F, Karbaum P. Chem. Eur. J. 2007; 13: 8084

37a Gansäuer A, Klatte M, Brändle GM, Friedrich J. Angew. Chem. Int. Ed. 2012; 51: 8891
37b Schwarz G, Henriques D, Zimmer K, Klare S, Meyer A, Rojo-Wiechel E, Bauer M, Sure R, Grimme S, Schiemann O, Flowers RA. II, Gansäuer A. Angew. Chem. Int. Ed. 2016; 55: 7671
37c Yao C, Dahmen T, Gansäuer A, Norton J. Science 2019; 364: 764