Synthesis 2011(17): 2709-2720  
DOI: 10.1055/s-0030-1260141
FEATUREARTICLE
© Georg Thieme Verlag Stuttgart ˙ New York

Lewis Acid or Alkyl Halide Promoted Rearrangements of Phosphor- and Phosphinimidates to N,N-Disubstituted Phosphor- and Phosphinamidates

Ina Wilkening, Giuseppe del Signore, Wiebke Ahlbrecht, Christian P. R. Hackenberger*
Freie Universität Berlin, Institut für Chemie und Biochemie, Takustr. 3, 14195 Berlin, Germany
Fax: +49(30)83852551; e-Mail: hackenbe@chemie.fu-berlin.de;
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Received 4 May 2011
Publication Date:
27 July 2011 (online)

Abstract

In this paper, we describe the synthesis of N,N-disubstituted phosphor- and phosphinamidates via alkyl halide or Lewis acid catalyzed rearrangements of phosphor- or phosphinimidates. Furthermore, we introduce a novel one-pot procedure for the synthesis of N,N-disubstituted phosphoramidates which prevents the isolation of potentially explosive alkyl azide derivatives. In this reaction sequence, several alkyl halides are converted in situ into the corresponding azides and reacted with phosphites to generate phosphorimidates. Final addition of a catalytic amount of Lewis acid to the mixture affords the N,N-disubstituted phosphoramidates in good to excellent overall yields.

1 Introduction

2 Synthesis of N,N-Disubstituted Phosphor- and Phosphinamidates

2.1 Alkyl Halide Catalyzed Rearrangement of Phosphin- and Phosphorimidates

2.2 Lewis Acid Catalyzed Rearrangement of Phosphin- and Phosphorimidates

2.3 One-Pot Procedure for the Formation of N,N-Disubstituted Phosphoramidates from Alkyl Halides

3 Conclusion

    References

  • 1a Cheon CH. Yamamoto H. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  9246 
  • 1b Denmark SE. Stavenger RA. Wong KT. Su XP. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  4982 
  • 1c Enders D. Narine AA. Toulgoat F. Bisschops T. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  5661 
  • 1d Jiao P. Nakashima D. Yamamoto H. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  2411 
  • 1e Nakashima D. Yamamoto H. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  9626 
  • 1f Rueping M. Azap C. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  7832 
  • 1g Rueping M. Ieawsuwan W. Antonchick AP. Nachtsheim BJ. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  2097 
  • 1h Rueping M. Nachtsheim BJ. Moreth SA. Bolte M. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  593 
  • 1i Lee EE. Batey RA. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  14887 
  • 2a Wilkening I. del Signore G. Hackenberger CPR. Chem. Commun.  2011,  47:  349 
  • 2b Bartlett PA. Marlowe CK. Biochemistry  1983,  22:  4618 
  • 2c Jacobsen NE. Bartlett PA. J. Am. Chem. Soc.  1981,  103:  654 
  • 2d Mookhtiar KA. Marlowe CK. Bartlett PA. Vanwart HE. Biochemistry  1987,  26:  1962 
  • 2e Radkiewicz JL. McAllister MA. Goldstein E. Houk KN. J. Org. Chem.  1998,  63:  1419 
  • 2f Grembecka J. Mucha A. Cierpicki T. Kafarski P. J. Med. Chem.  2003,  46:  2641 
  • 2g Holden HM. Tronrud DE. Monzingo AF. Weaver LH. Matthews BW. Biochemistry  1987,  26:  8542 
  • 2h Izquierdo-Martin M. Stein RL. J. Am. Chem. Soc.  1992,  114:  1527 
  • 3a Adelfinskaya O. Herdewijn P. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  4356 
  • 3b Perrone P. Daverio F. Valente R. Rajyaguru S. Martin JA. Leveque V. Le Pogam S. Najera I. Klumpp K. Smith DB. McGuigan C. J. Med. Chem.  2007,  50:  5463 
  • 3c Roman CA. Balzarini J. Meier C. J. Med. Chem.  2010,  53:  7675 
  • 3d Siddiqui AQ. McGuigan C. Ballatore C. Zuccotto F. Gilbert IH. De Clercq E. Balzarini J. J. Med. Chem.  1999,  42:  4122 
  • 3e Tobias SC. Borch RF. J. Med. Chem.  2001,  44:  4475 
  • 4a Serwa R. Wilkening I. Del Signore G. Mühlberg M. Claussnitzer I. Weise C. Gerrits M. Hackenberger CPR. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  8234 
  • 4b Böhrsch V. Serwa R. Majkut P. Krause E. Hackenberger CPR. Chem. Commun.  2010,  46:  3176 
  • 4c Serwa R. Majkut P. Horstmann B. Swiecicki JM. Gerrits M. Krause E. Hackenberger CPR. Chem. Sci.  2010,  1:  596 
  • 4d Serwa R. Swiecicki J.-M. Homann D. Hackenberger CPR. J. Pept. Sci.  2010,  16:  563 
  • 4e Jaradat DMM. Hamouda H. Hackenberger CPR. Eur. J. Org. Chem.  2010,  5004 
  • 5a Das S. Das U. Selvakumar P. Sharma RK. Balzarini J. De Clercq E. Molnar J. Serly J. Barath Z. Schatte G. Bandy B. Gorecki DKJ. Dimmock JR. ChemMedChem  2009,  4:  1831 
  • 5b Ramage R. Hopton D. Parrott MJ. Richardson RS. Kenner GW. Moore GA. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1985,  461 
  • 6a Popovici C. Ona-Burgos P. Fernandez I. Roces L. Garcia-Granda S. Iglesias MJ. Ortiz FL. Org. Lett.  2010,  12:  428 
  • 6b Ruiz-Gomez G. Iglesias MJ. Serrano-Ruiz M. Garcia-Granda S. Francesch A. Lopez-Ortiz F. Cuevas C. J. Org. Chem.  2007,  72:  3790 
  • 7 Staudinger H. Helv. Chim. Acta  1919,  2:  635 
  • 8a Gololobov YG. Kasukhin LF. Tetrahedron  1992,  48:  1353 
  • 8b Gololobov YG. Zhmurova IN. Kasukhin LF. Tetrahedron  1981,  37:  437 
  • 8c Gololobov YG. Kasukhin LF. Petrenko VS. Phosphorus, Sulfur Silicon Relat. Elem.  1987,  30:  393 
  • 9 Kohn M. Breinbauer R. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  3106 
  • 10a Lin FL. Hoyt HM. van Halbeek H. Bergman RG. Bertozzi CR. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  2686 
  • 10b Saxon E. Bertozzi CR. Science  2000,  287:  2007 
  • 10c Saxon E. Luchansky SJ. Hang HC. Yu C. Lee SC. Bertozzi CR. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  14893 
  • 11 Wilkening I. del Signore G. Hackenberger CPR. Chem. Commun.  2008,  2932 
  • 12 Challis BC. Challis JA. Iley JN. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2  1978,  813 
  • 13 Chen B. Mapp AK. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  5364 
  • 14 Challis BC. Frenkel AD. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2  1978,  192 
  • 15a Gilyarov VA. Kvasov BA. Shcherbina TM. Kabachnik MI. Bull. Acad. Sci. USSR, Div. Chem. Sci. (Engl. Transl.)  1980,  29:  136 
  • 15b Shcherbina TM. Laretina AP. Gilyarov VA. Kabachnik MI. Russ. Chem. Bull.  1994,  43:  641 
  • 15c Gilyarov VA. Shcherbina TM. Laretina AP. Kabachnik MI. Bull. Acad. Sci. USSR, Div. Chem. Sci. (Engl. Transl.)  1992,  41:  1931 
  • 15d Shcherbina TM. Laretina AP. Gilyarov VA. Korkin AA. Kabachnik MI. Bull. Acad. Sci. USSR, Div. Chem. Sci. (Engl. Transl.)  1991,  40:  239 
  • 16 Challis BC. Frenkel AD. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1972,  303 
  • 17 Shintou T. Kikuchi W. Mukaiyama T. Bull. Chem. Soc. Jpn.  2003,  76:  1645 
  • 18 Bräse S. Gil C. Knepper K. Zimmermann V. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  5188 
  • 19 Gefflaut T. Lemaire M. Valentin M.-L. Bolte J. J. Org. Chem.  1997,  62:  5920 
  • 20 Bigg DCH. Spratt RB. Walker J. Tetrahedron Lett.  1970,  1:  107