Niobium Fluoride (NbF₅): A Highly Efficient Catalyst for Solvent-Free Cyanosilylation of Aldehydes

Abstract

An efficient method for the addition of trimethylsilylcyanide (TMSCN) to aldehydes using dispersed NbF₅ as the catalyst is described. Cyano transfer from TMSCN to aldehydes occurs within 10 minutes at room temperature in the presence of 0.5 mol% of NbF₅ under solvent-free conditions giving cyanohydrins in excellent yields of over 95%. These conditions are extremely mild, simple and tolerate various functional groups.

Key words

aldehydes - catalysis - green chemistry - cyanohydrins - solvent-free

References

• 2a North M. Synlett  1993,  807 
• 2b Effenberger F. Angew. Chem., Int. Ed. Engl.  1994,  33:  1555 
• 2c Gregory RJH. Chem. Rev.  1999,  99:  3649 
• 2d Kobayashi S. Ishitani H. Chem. Rev.  1999,  99:  1069 
• 2e Gröger H. Chem. Rev.  2003,  103:  2795 
• For achiral catalysts, see:
• 3a Matsubara S. Takai T. Utimoto K. Chem. Lett.  1991,  1447 
• 3b Whitesell JK. Apodaca R. Tetrahedron Lett.  1996,  37:  2525 
• 3c Yang Y. Wang D. Synlett  1997,  1379 
• 3d Saravanan P. Anand RV. Singh VK. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  3823 
• 3e Bandini M. Cozzi PG. Melchiorre P. Umani-Ronchi A. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  3041 
• 3f Bandini M. Cozzi PG. Garelli A. Melchiorre P. Umani-Ronchi A. Eur. J. Org. Chem.  2002,  3243 
• 3g Cordoba R. Plumet J. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  6157 
• 3h Baleizão C. Gigante B. Garcia H. Corma A. Tetrahedron Lett.  2003,  44:  6813 
• 3i He B. Li Y. Feng X. Zhang G. Synlett  2004,  1776 
• 3j Iwanami K. Oriyama T. Chem. Lett.  2004,  33:  1324 
• 3k Itazaki M. Nakazawa H. Chem. Lett.  2005,  34:  1054 
• 3l Iwanami K. Aoyagi M. Oriyama T. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  4741 
• 3m Wada M. Takahashi T. Domae T. Fukuma T. Miyoshi N. Smith K. Tetrahedron: Asymmetry  1997,  8:  3939 
• 3n Azizi N. Saidi MRJ. Organomet. Chem.  2003,  688:  283 
• For chiral catalysts, see:
• 4a Kobayashi S. Tsuchiya Y. Mukaiyama T. Chem. Lett.  1991,  541 
• 4b Ohno H. Nitta H. Tanaka K. Mori A. Inoue S. J. Org. Chem.  1992,  57:  6778 
• 4c Hayashi M. Inoue T. Miyamoto Y. Oguni N. Tetrahedron  1994,  50:  4385 
• 4d Bolm C. Müller P. Tetrahedron Lett.  1995,  36:  1625 
• 4e Holmes IP. Kagan HB. Tetrahedron Lett.  2000,  41:  7457 
• 4f Lundgren S. Lutsenko S. Jönsson C. Moberg C. Org. Lett.  2003,  5:  3663 
• 4g Li Y. He B. Qin B. Feng X. Zhang G. J. Org. Chem.  2004,  69:  7910 
• 4h Liu Y. Liu X. Xin J. Feng X. Synlett  2006,  1085 
• 4i Belokon’ YN. North M. Parsons T. Org. Lett.  2000,  2:  1617 
• 4j Kanai M. Kato N. Ichikawa E. Shibasaki M. Synlett  2005,  1491 
• 4k Chen F.-X. Feng X. Synlett  2005,  892 
• 5 Brunel JM. Holmes IP. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  2752 
• 6a Komatsu N. Uda M. Suzuki H. Takahashi T. Domae T. Wada M. Tetrahedron Lett.  1997,  38:  7215 
• 6b Loh T.-P. Xu K.-C. Ho DS.-C. Sim K.-Y. Synlett  1998,  369 
• 6c Vougioukas AE. Kagan HB. Tetrahedron Lett.  1987,  28:  5513 
• 6d Reetz MT. Drewes MW. Harms K. Reif W. Tetrahedron Lett.  1988,  29:  3295 
• 6e Evans DA. Truesdale LK. Carroll GL. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1973,  55 
• 7 Kurono N. Yamaguchi M. Suzuki K. Ohkuma T. J. Org. Chem.  2005,  70:  6530 
• 8 Fetterly BM. Verkade JG. Tetrahedron Lett.  2005,  46:  8061 
• 9 Wang L. Huang X. Jiang J. Liu X. Feng X. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  1581 
• 10 Song JJ. Gallou F. Reeves JT. Tan Z. Yee NK. Senanayake CH. J. Org. Chem.  2006,  71:  1273 
• 11 Suzuki Y. Abu Bakar MD. Muramatsu K. Sato M. Tetrahedron  2006,  62:  4227 
• 12a North M. Tetrahedron: Asymmetry  2003,  14:  147 
• 12b Belokon YN. Ishibashi E. Nomura H. North M. Chem. Commun.  2006,  1775 
• 12c Hamashima Y. Sawada D. Kanai M. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  2641 
• 12d Hamashima Y. Sawada D. Nogami H. Kanai M. Shibasaki M. Tetrahedron  2001,  57:  805 
• 12e Casas J. Najera C. Sansano JM. Saa JM. Org. Lett.  2002,  4:  2589 
• 12f Furest DE. Jacobsen EN. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  8964 
• 12g Special symposium for the synthesis of non-racemic cyanohydrins, see: Tetrahedron  2004,  60:  10371 
• 13a Kim SS. Song DH. Eur. J. Org. Chem.  2005,  1777 
• 13b Kim SS. Kwak JM. Tetrahedron  2006,  62:  49 
• 13c Kim SS. Lee SH. Kwak JM. Tetrahedron: Asymmetry  2006,  17:  1165 
• 13d Kim SS. Lee SH. Synth. Commun.  2005,  35:  751 
• 13e Kim SS. Pure. Appl. Chem.  2006,  78:  977 
• 14a Kim SS. Rajagopal G. Song DH. J. Organomet. Chem.  2004,  689:  1734 
• 14b Kim SS. Kim DW. Rajagopal G. Synthesis  2004,  213 
• 14c Kim SS. Rajagopal G. Kim DW. Song DH. Synth. Commun.  2004,  34:  2973 
• 15a Clark JH. Catalysis of Organic Reactions using Supported Inorganic Reagents   VCH; New York: 1994. 
• 15b Chemistry of Waste Minimization   Clark JH. Chapman and Hall; London: 1995. 
• 16a Howrath J. Gillespie K. Tetrahedron Lett.  1996,  37:  6011 
• 16b Andrade CKZ. Azevedo NR. Tetrahedron Lett.  2001,  42:  6473 
• 16c Arai S. Sudo Y. Nishida A. Synlett  2004,  1104 
• 17 Karmi B. MaMani L. Org. Lett.  2004,  6:  4813 
• 18 Kantham ML. Sreekanth P. Shanthi PL. Green Chem.  2000,  2:  47 

1

Dr. G. Rajagopal is a Brain Pool Scientist from the Department of Chemistry, BSA Crescent Engineering College, Chennai 600 048, India. He was assisted by a grant from the Korean Federation of Science and Technology Societies and Korea Science and Engineering Foundation.