Thieme Chemistry Journal Awardees - Where Are They Now? Bifunctional Silver Acetate Catalyzed Asymmetric Mannich-Type Reactions

Abstract

Efficient bifunctional silver acetate catalyzed three asymmetric Mannich-type reactions with high reactivity, up to >95:5 diastereoselectivities and moderate to excellent enantioselectivities (up to 97% ee). External base is not required in this bifunctional catalytic procedure, in which acetate promotes the deprotonation.

bifunctional - silver acetate - Mannich reaction - asymmetric catalysis - imines

References and Notes

<A NAME="RS05709ST-1A">1a</A> Martin SF. Acc. Chem. Res.  2002,  35:  895 

<A NAME="RS05709ST-1B">1b</A> Córdova A. Acc. Chem. Res.  2004,  37:  102 

<A NAME="RS05709ST-1C">1c</A> Notz W. Tanaka F. Barbas CF. Acc. Chem. Res.  2004,  37:  580 

<A NAME="RS05709ST-1D">1d</A> Ting A. Schaus SE. Eur. J. Org. Chem.  2007,  5797 

<A NAME="RS05709ST-1E">1e</A> Verkade JMM. van Hemert LJC. Quaedflieg PJLM. Rutjes FPJT. Chem. Soc. Rev.  2008,  37:  29 

<A NAME="RS05709ST-2">2</A> Viso A. de la Pradilla RF. Garcia A. Flores A. Chem. Rev.  2005,  105:  3167 

For Ag-catalyzed Mannich reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-3A">3a</A> Ferraris D. Young B. Dudding T. Lectka T. J. Am. Chem. Soc.  1998,  120:  4548 

<A NAME="RS05709ST-3B">3b</A> Josephsohn NS. Snapper ML. Hoveyda AH. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  3734 

<A NAME="RS05709ST-3C">3c</A> Josephsohn NS. Carswell EL. Snapper ML. Hoveyda AH. Org. Lett.  2005,  7:  2711 

<A NAME="RS05709ST-3D">3d</A> Carswell EL. Snapper ML. Hoveyda AH. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  7230 

<A NAME="RS05709ST-3E">3e</A> Mandai H. Mandai K. Snapper ML. Hoveyda AH. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  17961 

<A NAME="RS05709ST-3F">3f</A> Wieland LC. Vieira EM. Snapper ML. Hoveyda AH. J. Am. Chem. Soc.  2009,  131:  570 

For Cu-catalyzed Mannich reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-4A">4a</A> Nishiwaki N. Knudsen KR. Gothelf KV. Jørgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2001,  40:  2992 

<A NAME="RS05709ST-4B">4b</A> Juhl K. Gathergood N. Jørgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2001,  40:  2995 

<A NAME="RS05709ST-4C">4c</A> Knudsen KR. Risgaard T. Nishiwaki N. Gothelf KV. Jørgensen KA. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  5843 

<A NAME="RS05709ST-4D">4d</A> Kobayashi S. Matsubara R. Nakamura Y. Kitagawa H. Sugiura M. J. Am. Chem. Soc.  2003,  125:  2507 

<A NAME="RS05709ST-4E">4e</A> Handa S. Gnanadesikan V. Matsunaga S. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  4900 

<A NAME="RS05709ST-4F">4f</A> Suto Y. Kanai M. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  500 

<A NAME="RS05709ST-4G">4g</A> Du Y. Xu LW. Shimizu Y. Oisaki K. Kanai M. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  16146 

For Zn-catalyzed Mannich reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-5A">5a</A> Kobayashi S. Hamada T. Manabe K. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  5640 

<A NAME="RS05709ST-5B">5b</A> Matsunaga S. Kumagai N. Harada S. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2003,  125:  4712 

<A NAME="RS05709ST-5C">5c</A> Trost BM. Terrell LR. J. Am. Chem. Soc.  2003,  125:  338 

<A NAME="RS05709ST-5D">5d</A> Hamada T. Manabe K. Kodayashi S. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  7768 

<A NAME="RS05709ST-5E">5e</A> Matsunaga S. Yoshida T. Morimoto H. Kumagai N. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  8777 

<A NAME="RS05709ST-5F">5f</A> Yoshida T. Morimoto H. Kumagai N. Matsunaga S. Shibasaki M. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  3470 

<A NAME="RS05709ST-5G">5g</A> Trost BM. Jaratjaroonphong J. Reutrakul V. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  2778 

For Zr-catalyzed Mannich reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-6A">6a</A> Ishitani H. Ueno M. Kobayashi S. J. Am. Chem. Soc.  1997,  119:  7153 

<A NAME="RS05709ST-6B">6b</A> Ishitani H. Ueno M. Kobayashi S. J. Am. Chem. Soc.  2000,  122:  8180 

<A NAME="RS05709ST-6C">6c</A> Ihori Y. Yamashita Y. Ishitani H. Kobayashi S. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  15528 

<A NAME="RS05709ST-6D">6d</A> Saruhashi K. Kobayashi S. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  11232 

For other metal-catalyzed Mannich reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-7A">7a</A> Arend M. Angew. Chem. Int. Ed.  1999,  38:  2873 

<A NAME="RS05709ST-7B">7b</A> Yamada K. Harwood SJ. Groger H. Shibasaki M. Angew. Chem. Int. Ed.  1999,  38:  3504 

<A NAME="RS05709ST-7C">7c</A> Kobayashi S. Arai K. Shimizu H. Ihori Y. Ishitani H. Yamashita Y. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  761 

<A NAME="RS05709ST-7D">7d</A> Harada S. Handa S. Matsunaga S. Shibasaki M. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  4365 

<A NAME="RS05709ST-7E">7e</A> Morimoto H. Lu G. Aoyama N. Matsunaga S. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  9588 

<A NAME="RS05709ST-7F">7f</A> Cutting GA. Stainforth NE. John MP. Kociok-Köhn G. Willis MC. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  10632 

<A NAME="RS05709ST-7G">7g</A> Chen Z. Morimoto H. Matsunaga S. Shibasaki M. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  2170 

<A NAME="RS05709ST-7H">7h</A> Lu G. Morimoto H. Matsunaga S. Shibasaki M. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  6847 

<A NAME="RS05709ST-7I">7i</A> Morimoto H. Yoshino T. Yukawa T. Lu G. Matsunaga S. Shibasaki M. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  9125 

<A NAME="RS05709ST-7J">7j</A> Xu YJ. Lu G. Matsunaga S. Shibasaki M. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  3353 

<A NAME="RS05709ST-7K">7k</A> Hamashima Y. Sasamoto N. Hotta D. Somei H. Umebayashi N. Sodeoka M. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  1525 

For proline-catalyzed Mannich reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-8A">8a</A> List B. J. Am. Chem. Soc.  2000,  122:  9336 

<A NAME="RS05709ST-8B">8b</A> List B. Pojarliev P. Biller WT. Martin HJ. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  827 

<A NAME="RS05709ST-8C">8c</A> Córdova A. Notz W. Zhong GF. Betancort JM. Barbas CF. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  1842 

<A NAME="RS05709ST-8D">8d</A> Córdova A. Watanabe S.-i. Tanaka F. Notz W. Barbas CF. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  1866 

<A NAME="RS05709ST-8E">8e</A> Hayashi Y. Tsuboi W. Ashimine I. Urushima T. Shoji M. Sakai K. Angew. Chem. Int. Ed.  2003,  42:  3677 

<A NAME="RS05709ST-8F">8f</A> Hayashi Y. Tsuboi W. Shoji M. Suzuki N. J. Am. Chem. Soc.  2003,  125:  11208 

<A NAME="RS05709ST-8G">8g</A> Zhuang W. Saaby S. Jørgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  4476 

<A NAME="RS05709ST-8H">8h</A> Ibrahem I. Casas J. Córdova A. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  6528 

<A NAME="RS05709ST-8I">8i</A> Enders D. Grondal C. Vrettou M. Raabe G. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  4079 

<A NAME="RS05709ST-8J">8j</A> Marques MMB. Angew. Chem. Int. Ed.  2006,  45:  348 

<A NAME="RS05709ST-8K">8k</A> Mitsumori S. Zhang H. Cheong PHY. Houk KN. Tanaka F. Barbas CF. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  1040 

<A NAME="RS05709ST-8L">8l</A> Zhang HL. Mifsud M. Tanaka F. Barbas CF. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  9630 

<A NAME="RS05709ST-8M">8m</A> Yang JW. Stadler M. List B. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  609 

<A NAME="RS05709ST-8N">8n</A> Gianelli C. Sambri L. Carlone A. Bartoli G. Melchiorre P. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  8700 

<A NAME="RS05709ST-8O">8o</A> Hayashi Y. Okano T. Itoh T. Urushima T. Ishikawa H. Uchimaru T. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  9053 

<A NAME="RS05709ST-8P">8p</A> Zhang HL. Mitsumori S. Utsumi N. Imai M. Garcia-Delgado N. Mifsud M. Albertshofer K. Cheong PHY. Houk KN. Tanaka F. Barbas CF. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  875 

<A NAME="RS05709ST-8Q">8q</A> Hahn BT. Fröhlich R. Harms K. Glorius F. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  9985 

<A NAME="RS05709ST-8R">8r</A> Yang JW. Chandler C. Stadler M. Kampen D. List B. Nature  2008,  452:  453 

<A NAME="RS05709ST-8S">8s</A> Chandler C. Galzerano P. Michrowska A. List B. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  1978 

For Brønsted acid catalyzed Mannich reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-9A">9a</A> Akiyama T. Itoh J. Yokota K. Fuchibe K. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  1566 

<A NAME="RS05709ST-9B">9b</A> Nugent BM. Yoder RA. Johnston JN. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  3418 

<A NAME="RS05709ST-9C">9c</A> Singh A. Yoder RA. Shen B. Johnston JN. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  3466 

<A NAME="RS05709ST-9D">9d</A> Hashimoto T. Maruoka K. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  10054 

<A NAME="RS05709ST-9E">9e</A> Guo QX. Liu H. Guo C. Luo SW. Gu Y. Gong LZ. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  3790 

<A NAME="RS05709ST-9F">9f</A> Yamanaka M. Itoh J. Fuchibe K. Akiyama T. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  6756 

<A NAME="RS05709ST-9G">9g</A> Sickert M. Schneider C. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  3631 

<A NAME="RS05709ST-9H">9h</A> Singh A. Johnston JN. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  5866 

For thiurea-catalyzed Mannich reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-10A">10a</A> Wenzel AG. Jacobsen EN. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  12964 

<A NAME="RS05709ST-10B">10b</A> Yoon TP. Jacobsen EN. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  466 

<A NAME="RS05709ST-10C">10c</A> Taylor MS. Tokunaga N. Jacobsen EN. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  6700 

<A NAME="RS05709ST-10D">10d</A> Zhang Y. Liu YK. Kang TR. Hu ZK. Chen YC. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  2456 

<A NAME="RS05709ST-10E">10e</A> Yalalov DA. Tsogoeva SB. Shubina TE. Martynova IM. Clark T. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  6624 

<A NAME="RS05709ST-10F">10f</A> Wang CJ. Dong XQ. Zhang ZH. Xue ZY. Teng HL. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  8606 

For other organocatalyst-catalyzed Mannich reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-11A">11a</A> Kano T. Yamaguchi Y. Tokuda O. Maruoka K. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  16408 

<A NAME="RS05709ST-11B">11b</A> Poulsen TB. Alemparte C. Saaby S. Bella M. Jørgensen KA. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  2896 

<A NAME="RS05709ST-11C">11c</A> Mizuta S. Shibata N. Goto Y. Furukawa T. Nakamura S. Toru T. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  6394 

<A NAME="RS05709ST-11D">11d</A> Ramasastry SSV. Zhang H. Tanaka F. Barbas CF. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  288 

<A NAME="RS05709ST-11E">11e</A> Notte GT. Leighton JL. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  6676 

<A NAME="RS05709ST-11F">11f</A> Uraguchi D. Koshimoto K. Ooi T. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  10878 

<A NAME="RS05709ST-11G">11g</A> Uraguchi D. Ueki Y. Ooi T. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  14088 

<A NAME="RS05709ST-11H">11h</A> Kano T. Yamaguchi Y. Maruoka K. Angew. Chem. Int. Ed.  2009,  48:  1838 

<A NAME="RS05709ST-12A">12a</A> Zeng W. Zhou YG. Org. Lett.  2005,  7:  5055 

<A NAME="RS05709ST-12B">12b</A> Zeng W. Chen GY. Zhou YG. Li YX. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  750 

<A NAME="RS05709ST-12C">12c</A> Zeng W. Zhou YG. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  4619 

<A NAME="RS05709ST-12D">12d</A> For a review regarding Ag-catalyzed enantioselective reactions, see: Naodovic M. Yamamoto H. Chem. Rev.  2008,  108:  3132 

For Mannich reactions of imines with β-dicarbonyl and related compounds, see:

<A NAME="RS05709ST-13A">13a</A> Uraguchi D. Terada M. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  5356 

<A NAME="RS05709ST-13B">13b</A> Lou S. Taoka BM. Ting A. Schaus SE. J. Am. Chem. Soc.  2005,  127:  11256 

<A NAME="RS05709ST-13C">13c</A> Fini F. Bernardi L. Herrera RP. Pettersen D. Ricci A. Sgarzani V. Adv. Synth. Catal.  2006,  348:  2043 

<A NAME="RS05709ST-13D">13d</A> Song J. Wang Y. Deng L. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  6048 

<A NAME="RS05709ST-13E">13e</A> Tillman AL. Ye JX. Dixon DJ. Chem. Commun.  2006,  1191 

<A NAME="RS05709ST-13F">13f</A> Ting A. Lou S. Schaus SE. Org. Lett.  2006,  8:  2003 

<A NAME="RS05709ST-13G">13g</A> Lou S. Dai P. Schaus SE. J. Org. Chem.  2007,  72:  9998 

<A NAME="RS05709ST-13H">13h</A> Marianacci O. Micheletti G. Bernardi L. Fini F. Fochi M. Pettersen D. Sgarzani V. Ricci A. Chem. Eur. J.  2007,  13:  8338 

<A NAME="RS05709ST-13I">13i</A> Terada M. Tanaka H. Sorimachi K. Synlett  2008,  1661 

<A NAME="RS05709ST-13J">13j</A> Hatano M. Maki T. Moriyama K. Arinobe M. Ishihara K. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  16858 

<A NAME="RS05709ST-13K">13k</A> Yamaoka Y. Miyabe H. Yasui Y. Takemoto Y. Synthesis  2007,  2571 

<A NAME="RS05709ST-14">14</A> Bernardi L. Gothelf AS. Hazell RG. Jørgensen KA. J. Org. Chem.  2003,  68:  2583 

<A NAME="RS05709ST-15">15</A> Ooi T. Kameda M. Fujii J. Maruoka K. Org. Lett.  2004,  6:  2397 

<A NAME="RS05709ST-16">16</A> Okada A. Shibuguchi T. Ohshima T. Masu H. Yamaguchi K. Shibasaki M. Angew. Chem. Int. Ed.  2005,  44:  4564 

<A NAME="RS05709ST-17">17</A> Kobayashi S. Yazaki R. Seki K. Yamashita Y. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  5613 

<A NAME="RS05709ST-18">18</A> Yan XX. Peng Q. Li Q. Zhang K. Yao J. Hou XL. Wu YD. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  14362 

<A NAME="RS05709ST-19">19</A> Hernández-Toribio J. Arrayás RG. Carretero JC. J. Am. Chem. Soc.  2008,  130:  16150 

<A NAME="RS05709ST-20">20</A> Shang DJ. Liu YL. Zhou X. Liu XH. Feng XM. Chem. Eur. J.  2009,  15:  3678 

For asymmetric vinylogous Mannich-type reactions, see:

<A NAME="RS05709ST-21A">21a</A> Uraguchi D. Sorimachi K. Terada M. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  11804 

<A NAME="RS05709ST-21B">21b</A> Akiyama T. Honma Y. Itoh J. Fuchibe K. Adv. Synth. Catal.  2008,  350:  399 

<A NAME="RS05709ST-21C">21c</A> Giera DS. Sickert M. Schneider C. Org. Lett.  2008,  10:  4259 

<A NAME="RS05709ST-21D">21d</A> González AS. Arrayás RG. Rivero MR. Carretero JC. Org. Lett.  2008,  10:  4335 

<A NAME="RS05709ST-21E">21e</A> Yamaguchi A. Matsunaga S. Shibasaki M. Org. Lett.  2008,  10:  2319 

<A NAME="RS05709ST-22">22</A> Liu TY. Cui HL. Long J. Li BJ. Wu Y. Ding LS. Chen YC. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  1878 

For vinylogous Michael reactions of α,α-dicyanoolefins, see:

<A NAME="RS05709ST-23A">23a</A> Xue D. Chen YC. Cun LF. Wang QW. Zhu J. Deng JG. Org. Lett.  2005,  7:  5293 

<A NAME="RS05709ST-23B">23b</A> Xie JW. Yue L. Xue D. Ma XL. Chen YC. Wu Y. Zhu J. Deng JG. Chem. Commun.  2006,  1563 

<A NAME="RS05709ST-23C">23c</A> Xie JW. Chen W. Li R. Zeng M. Du W. Yue L. Chen YC. Wu Y. Zhu J. Deng JG. Angew. Chem. Int. Ed.  2007,  46:  389 

<A NAME="RS05709ST-24">24</A> Niess B. Jørgensen KA. Chem. Commun.  2007,  1620 

<A NAME="RS05709ST-25">25</A>

General Procedure for the Silver Acetate Catalyzed Mannich Reactions (Table 4, entry 1): Ligand (0.0075 mmol) and AgOAc (1.2 mg, 0.007 mmol) were placed in a dried Schlenk tube under a nitrogen atmosphere and Et₂O (1.0 mL) was added. The mixture was stirred at room temperature for about 0.5 h. After cooling to the indicated temperature, α,α-dicyanoolefin (0.23 mmol) was added as a solution in Et₂O (1.0 mL) followed by addition of aldimine (0.276 mmol). Progress of the Ag-catalyzed Mannich reaction was typically monitored by TLC analysis. Upon consumption of the limiting reagent, the reaction was isolated by a short column of silica gel chromatography directly. The ratio (syn/anti) was determined by NMR spectroscopic analysis of the crude product. The crude adducts were purified by column chromatography on silica gel.

<A NAME="RS05709ST-26">26</A>

Selected physical and spectral data for 7a: white solid, 64% ee, [α]_D ^²³ -82.9 (c 1.03, CHCl₃); R _f 0.55 (PE-EtOAc, 5:1); HPLC (Chiralpak AD-H column; i-PrOH-hexane, 95:5; 0.8 mL/min; 254 nm; 30 ˚C): t _R(minor) = 8.2 min, t _R(major) = 13.6 min; ^¹H NMR (400 MHz, CDCl₃): δ = 8.06 (d, J = 7.9 Hz, 1 H), 7.51 (t, J = 7.4 Hz, 1 H), 7.41-7.24 (m, 7 H), 4.94-4.92 (m, 1 H), 4.53 (t, J = 10.4 Hz, 1 H), 3.72-3.68 (m, 1 H), 2.89-2.85 (m, 1 H), 2.70-2.66 (m, 1 H), 1.93-1.89 (m, 1 H), 1.51-1.47 (m, 1 H), 1.42 (s, 9 H); ^¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃): δ = 175.1, 154.7, 140.0, 138.9, 133.5, 129.8, 129.4, 128.7, 128.6, 127.0, 126.9, 114.2, 113.6, 82.1, 80.2, 57.5, 49.1, 28.3, 25.9, 25.2.