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
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

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

Andreas Gansäuer
This work was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (Ga 619/12-1).
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Received: 07 May 2020

Accepted after revision: 02 June 2020

Publication Date:
20 July 2020 (online)


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

 
  • 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
  • 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