meta‐C−H Arylation and Alkylation of Benzylsulfonamide Enabled by a Palladium(II)/Isoquinoline Catalyst

Abstract

Palladium(II)-catalyzed meta-C–H arylation and alkylation of benzylsulfonamide using 2-carbomethoxynorbornene (NBE-CO2Me) as a transient mediator are realized using a newly developed electron-deficient directing group and isoquinoline as a ligand. This protocol features broad substrate scope and excellent functional group tolerance. The meta-substituted benyzlsulfonamide can be readily transformed to sodium sulfonate, sulfonate ester, sulfonamide, as well as styrenes via Julia-type olefination. The unique impact of the isoquinoline ligand underscores the importance of subtle matching between ligands and the directing groups.

Jenseits von Friedel und Crafts: dirigierte Alkylierung von C‐H‐Bindungen in Arenen

“…[125] Über die Kombination aus dirigierter C-H-Palladierung mit der Catellani-Reaktion [210] entwickelte die Gruppe von Yu als nächstes eine effiziente meta-Alkylierung mit Norbornen als transientem Mediator. [213] Die Regioselektivitätd ieser Reaktion beruht auf einer Catellani-Reaktion fürd ie selektive Alkylierung der meta-C-H-Bindung nach einer selektiven ortho-Palladierung.E ine andere Strategie fürdie dirigierte Alkylierung dieser Position ist auf eine speziell designte dirigierende Gruppe zurückzuführen, die als Templat wirkt und den koordinierten Katalysator in die Nähe dieser meta-C-H-Bindung bringt. [211b] Der vorgeschlagene Katalysezyklus fürd iese Tr ansformation verläuft über eine Palladierung der C-H-Bindung, gefolgt von einer migratorischen Insertion (oder Carbopalladierung) des Norbornens,e iner zweiten Palladierung,o xidativer Addition, reduktiver Eliminierung,D einsertion des Norbornens und Protonolyse.F ür solche meta-Alkylierungen lassen sich einfachere dirigierende Gruppen verwenden, wie kürzlich durch die palladiumkatalysierte meta-Alkylierung Nosyl-geschützter Phenylalaninderivate mit Alkyliodiden demonstriert wurde.…”

“…[119,204,207,209] [125] Über die Kombination aus dirigierter C-H-Palladierung mit der Catellani-Reaktion [210] 1)]. [213] Die Regioselektivitätd ieser Reaktion beruht auf einer Catellani-Reaktion fürd ie selektive Alkylierung der meta-C-H-Bindung nach einer selektiven ortho-Palladierung.E ine andere Strategie fürdie dirigierte Alkylierung dieser Position ist auf eine speziell designte dirigierende Gruppe zurückzuführen, die als Templat wirkt und den koordinierten Katalysator in die Nähe dieser meta-C-H-Bindung bringt. Ein bemerkenswertes Beispiel fürd iese elegante Strategie wurde 2017 von der Gruppe um Maiti auf der Grundlage eines 2-(Pyrimidin-5-yl)phenol-abgeleiteten Benzylsulfonylesters beschrieben.…”

Palladium(II)‐Initiated Catellani‐Type Reactions

“…[16] Whereas ortho-selective C À Hf unctionalization reactions of arenes have been well developed, meta-selective CÀHf unctionalization remains ac hallenge. [19] As eparate approach using Pd II /NBE cooperative catalysis was developed by the groups of Yu,Dong, Zhao,Shi, Ferreira, and others, [20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37] who drew inspiration from the Catellani reaction. [19] As eparate approach using Pd II /NBE cooperative catalysis was developed by the groups of Yu,Dong, Zhao,Shi, Ferreira, and others, [20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37] who drew inspiration from the Catellani reaction.…”

“…[22] The reaction was carried out by using isoquinoline as the ligand and 52 as the mediator,e nabling facile syntheses of metaarylated benzylsulfonamide derivatives 71.I mportantly,t he obtained products can be readily transformed into sodium sulfonates,s ulfonate esters,s ulfonamides,a sw ell as styrenes by Julia-type olefination. [22] The reaction was carried out by using isoquinoline as the ligand and 52 as the mediator,e nabling facile syntheses of metaarylated benzylsulfonamide derivatives 71.I mportantly,t he obtained products can be readily transformed into sodium sulfonates,s ulfonate esters,s ulfonamides,a sw ell as styrenes by Julia-type olefination.…”

“…Recently,s everal elegant strategies have been developed to address this issue, [16g,i, 17-19] for example,s teric-hindrancesensitive borylation, [17] ruthenium-catalyzed meta-selective C À Hf unctionalization, [18] and the use of aU -shaped template. [19] As eparate approach using Pd II /NBE cooperative catalysis was developed by the groups of Yu,Dong, Zhao,Shi, Ferreira, and others, [20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37] who drew inspiration from the Catellani reaction. As shown in Scheme 10, by taking advantage of the directed ortho palladation and Catellanis It should be pointed out that in these meta-selective C À H functionalization processes,s toichiometric silver salts are usually needed, which may act as ab ase for the C À H activation steps,asanoxidant to prevent the formation of Pd 0 species,a sw ell as ahalogen anion scavenger to promote the formation of Pd IV species.F urther studies illustrated the use of this strategy in generating derivatives of phenylacetic acid, b-arylethylamines,b enzyl amines,a nilines,and phenols.…”