Synthesis 2010(2): 349-360  
DOI: 10.1055/s-0029-1217139
FEATUREARTICLE
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

Heck Reaction in Diols and Cascade Formation of Cyclic Ketals

Matthew McConvillea, John Blackerb, Jianliang Xiao*a
a Liverpool Centre for Materials and Catalysis, Department of Chemistry, University of Liverpool, Liverpool L69 7ZD, UK
Fax: +44(151)7943588; e-Mail: j.xiao@liv.ac.uk ;
b School of Chemistry and Institute of Process Research and Development, University of Leeds, Leeds LS2 9JT, UK
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Received 16 September 2009
Publication Date:
20 November 2009 (online)

Abstract

The regioselective Heck arylation of butyl vinyl ether in alcohols is utilized for the formation of a variety of cyclic ketals. When carried out in ethylene glycol, propane-1,2-diol, or propane-1,3-diol, the palladium-catalyzed arylation afforded dioxolanes or dioxanes directly. With diols such as glycerol, 3-chloropropane-1,2-diol, and 2-methylpropane-1,3-diol, isolation of the Heck adducts and the use of an acid catalyst for the ketalization were necessary; an efficient phosphoric acid was identified. The procedure presented provides a new pathway for the synthesis of cyclic ketals, particularly those that are functionalized.

    References

  • 1 Greene TW. Wuts PGM. Greene’s Protecting Groups in Organic Synthesis   Wiley; New York: 2006.  Chap. 4. p.431 
  • 2a Pav O. Barvik I. Budesinsky M. Masojidkova M. Rosenberg I. Org. Lett.  2007,  9:  5469 
  • 2b Yoshioka S. Oshita M. Tobisu M. Chatani N. Org. Lett.  2005,  7:  3697 
  • 3 Zapata-Sudo G. Pontes LB. Gabriel D. Mendes TCF. Ribeiro NM. Pinto AC. Trachez MM. Sudo RT. Pharmacol. Biochem. Behav.  2007,  86:  678 
  • 4 Bisschop M. Merkus J. Scheygrond H. Vancutsem J. Vandekuy A. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol.  1979,  9:  253 
  • 5 Caruso E. D’Arrigo P. Frattini S. Pedrocchi-Fantoni G. Servi S. J. Mol. Catal. B  2001,  11:  427 
  • 6 Sax M. Fröhlich R. Schepmann D. Wunsch B. Eur. J. Org. Chem.  2008,  6015 
  • 7 Das BC. Madhukumar AV. Anguiano J. Kim S. Sinz M. Zvyaga TA. Power EC. Ganellin CR. Mani S. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2008,  18:  3974 
  • 8a Ono F. Inatomi Y. Tada Y. Mori M. Sato T. Chem. Lett.  2009,  38:  96 
  • 8b Perez-Mayoral E. Martin-Aranda RM. Lopez-Peinado AJ. Ballesteros P. Zukal A. Cejka J. Top. Catal.  2009,  52:  148 
  • 8c Doll KM. Erhan SZ. Green Chem.  2008,  10:  712 
  • 8d Gregg BT. Golden KC. Quinn JF. Tetrahedron  2008,  64:  3287 
  • 8e Genta MT. Villa C. Mariani E. Loupy A. Petit A. Rizzetto R. Mascarotti A. Morini F. Ferro M. Int. J. Pharm.  2002,  231:  11 
  • 8f Curini M. Epifano F. Marcotullio MC. Rosati O. Synlett  2001,  1182 
  • 8g Deslongchamps P. Dory YL. Li SG. Helv. Chim. Acta  1996,  79:  41 
  • 9a Kondolff I. Doucet H. Santelli M. Eur. J. Org. Chem.  2006,  765 
  • 9b De SYK. Gibbs RA. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  8141 
  • 10a Nicolaou KC. Bulger PG. Sarlah D. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  4442 
  • 10b Farina V. Adv. Synth. Catal.  2004,  346:  1553 
  • 10c Blaser HU. Indolese A. Naud F. Nettekoven U. Schnyder A. Adv. Synth. Catal.  2004,  346:  1583 
  • 10d Zapf A. Beller M. Top. Catal.  2002,  19:  101 
  • 10e Beletskaya IP. Cheprakov AV. Chem. Rev.  2000,  100:  3009 
  • 11a Hyder Z. Mo J. Xiao JL. Adv. Synth. Catal.  2006,  348:  1699 
  • 11b Larhed M. Hallberg A. J. Org. Chem.  1997,  62:  7858 
  • 12a Whitcombe NJ. Hii KK. Gibson SE. Tetrahedron  2001,  57:  7449 
  • 12b Knowles JP. Whiting A. Org. Biomol. Chem.  2007,  5:  31 
  • 12c Oestreich M. Eur. J. Org. Chem.  2005,  783 
  • 12d Crisp GT. Chem. Soc. Rev.  1998,  27:  427 
  • 13a Berthiol F. Doucet H. Santelli M. Appl. Organomet. Chem.  2006,  20:  855 
  • 13b Park SB. Alper H. Org. Lett.  2003,  5:  3209 
  • 13c Hierso JC. Fihri A. Amardeil W. Meunier P. Doucet H. Santelli M. Donnadieu B. Organometallics  2003,  22:  4490 
  • 13d Calo V. Nacci A. Monopoli A. Detomaso A. Iliade P. Organometallics  2003,  22:  4193 
  • 13e Maeda K. Farrington EJ. Galardon E. John BD. Brown JM. Adv. Synth. Catal.  2002,  344:  104 
  • 13f Schnyder A. Aemmer T. Indolese AE. Pittelkow U. Studer M. Adv. Synth. Catal.  2002,  344:  495 
  • 13g Feuerstein M. Doucet H. Santelli M. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  2191 
  • 13h Littke AF. Fu GC. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  6989 
  • 13i Cabri W. Candiani I. Acc. Chem. Res.  1995,  28:  2 
  • 13j Cabri W. Candiani I. Bedeschi A. Santi R. J. Org. Chem.  1993,  58:  7421 
  • 13k Cabri W. Candiani I. Bedeschi A. Santi R. J. Org. Chem.  1992,  57:  3558 
  • 13l Cabri W. Candiani I. Bedeschi A. Penco S. Santi R. J. Org. Chem.  1992,  57:  1481 
  • 13m Cabri W. Candiani I. Debernardinis S. Francalanci F. Penco S. Santi R. J. Org. Chem.  1991,  56:  5796 
  • 13n Cabri W. Candiani I. Bedeschi A. Santi R. J. Org. Chem.  1990,  55:  3654 
  • 13o Cabri W. Debernardinis S. Francalanci F. Penco S. Santi R. J. Org. Chem.  1990,  55:  350 
  • 13p Daves GD. Hallberg A. Chem. Rev.  1989,  89:  1433 
  • 14 Herrmann WA. Brossmer C. Reisinger CP. Riermeier TH. Ofele K. Beller M. Chem. Eur. J.  1997,  3:  1357 
  • 15a Amatore C. Godin B. Jutand A. Lemaitre F. Organometallics  2007,  26:  1757 
  • 15b Hansen AL. Skrydstrup T. J. Org. Chem.  2005,  70:  5997 
  • 15c Arefalk A. Larhed M. Hallberg A. J. Org. Chem.  2005,  70:  938 
  • 15d Bengtson A. Larhed M. Hallberg A. J. Org. Chem.  2002,  67:  5854 
  • 15e Olofsson K. Sahlin H. Larhed M. Hallberg A. J. Org. Chem.  2001,  66:  544 
  • 15f Olofsson K. Larhed M. Hallberg A. J. Org. Chem.  2000,  65:  7235 
  • 15g Vallin KSA. Larhed M. Johansson K. Hallberg A. J. Org. Chem.  2000,  65:  4537 
  • 15h Albert K. Gisdakis P. Rosch N. Organometallics  1998,  17:  1608 
  • 15i Larhed M. Hallberg A. J. Org. Chem.  1996,  61:  9582 
  • 15j Ozawa F. Kubo A. Hayashi T. J. Am. Chem. Soc.  1991,  113:  1417 
  • 15k Sato Y. Sodeoka M. Shibasaki M. Chem. Lett.  1990,  1953 
  • 16a Surawatanawong P. Fan Y. Hall MB. J. Organomet. Chem.  2008,  693:  1552 
  • 16b Amatore C. Godin B. Jutand A. Lemaitre F. Chem. Eur. J.  2007,  13:  2002 
  • 16c Deeth RJ. Smith A. Brown JM. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  7144 
  • 16d Hahn C. Chem. Eur. J.  2004,  10:  5888 
  • 16e von Schenck H. Akermark B. Svensson M. J. Am. Chem. Soc.  2003,  125:  3503 
  • 16f Hii KK. Claridge TDW. Brown JM. Smith A. Deeth RJ. Helv. Chim. Acta  2001,  84:  3043 
  • 16g Deeth RJ. Smith A. Hii KK. Brown JM. Tetrahedron Lett.  1998,  39:  3229 
  • 17a Andersson CM. Hallberg A. J. Org. Chem.  1989,  54:  1502 
  • 17b Andersson CM. Hallberg A. J. Org. Chem.  1988,  53:  2112 
  • 18a Hansen AL. Skrydstrup T. Org. Lett.  2005,  7:  5585 
  • 18b Tu T. Hou XL. Dai LX. Org. Lett.  2003,  5:  3651 
  • 18c Barcia C. Cruces J. Estevez JC. Estevez RJ. Castedo L. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  5141 
  • 18d Ludwig M. Stromberg S. Svensson M. Akermark B. Organometallics  1999,  18:  970 
  • 19a Mo J. Ruan JW. Xu LJ. Hyder Z. Saidi O. Liu SF. Pei W. Xiao JL. J. Mol. Catal. A  2007,  261:  267 
  • 19b Mo J. Xiao JL. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  4152 
  • 19c Liu SF. Berry N. Thomson N. Pettman A. Hyder Z. Mo J. Xiao JL. J. Org. Chem.  2006,  71:  7467 
  • 19d Mo J. Xu LJ. Ruan JW. Liu SF. Xiao JL. Chem. Commun.  2006,  3591 
  • 19e Mo J. Xu LJ. Xiao JL. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  751 
  • 19f Xu LJ. Chen WP. Ross J. Xiao JL. Org. Lett.  2001,  3:  295 
  • 20a Hyder Z. Ruan JW. Xiao JL. Chem. Eur. J.  2008,  14:  5555 
  • 20b Xu D. Liu ZH. Tang WJ. Xu LJ. Hyder Z. Xiao JL. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  6104 
  • 20c Liu ZH. Xu D. Tang WJ. Xu LJ. Mo J. Xiao JL. Tetrahedron Lett.  2008,  49:  2756 
  • 20d He T. Tao X. Wu X. Cai L. Pike VW. Synthesis  2008,  887 
  • 21a Bodkin JA. Bacskay GB. McLeod MD. Org. Biomol. Chem.  2008,  6:  2544 
  • 21b Jones MC. Marsden SP. Org. Lett.  2008,  10:  4125 
  • 22 Quin LD. A Guide to Organophosphorus Chemistry   Wiley; New York: 2000.