10.1002/anie.201914851
Angewandte Chemie International Edition
RESEARCH ARTICLE
Keywords: Organocatalysis • Cross-coupling • Phosphorus •
Tellez, B. J. Doonan, E. E. Coyle, F. Lavigne, L. J. Kang, K. C. Przeworski,
Chem. Eur. J. 2013, 19, 15281; f) E. E. Coyle, B. J. Doonan, A. J. Holohan,
K. A. Walsh, F. Lavigne, E. H. Krenske, C. J. O’Brien, Angew. Chem. Int.
Ed. 2014, 53, 12907; Angew. Chem. 2014, 126, 13121; g) K. D. Reichl, N.
L. Dunn, N. J. Fastuca, A. T. Radosevich, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137,
5292; h) W. Zhao, P. K. Yan, A. T. Radosevich, J. Am. Chem. Soc. 2015,
137, 616; i) C. Lee, T. Chang, J. Yu, G. M. Reddy, M. Hsiao, W. Lin, Org.
Lett. 2016, 18, 3758; j) Z. Lao, P. H. Toy, Beilstein J. Org. Chem. 2016, 12,
2577; k) N. Saleh, A. Voituriez, J. Org. Chem. 2016, 81, 4371; l) N. Saleh,
F. Blanchard, A. Voituriez, Adv. Synth. Catal. 2017, 359, 2304; m) Y.-C.
Lin, E. Hatzakis, S. M. McCarthy, K. D. Reichl, T.-Y. Lai, H. P. Yennawar,
A. T. Radosevich, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 6008; n) T. V. Nykaza, T.
S. Harrison, A. Ghosh, R. A. Putnik, A. T. Radosevich, J. Am. Chem. Soc.
2017, 139, 6839; o) T. V. Nykaza, A. Ramirez, T. S. Harrison, M. R.
Luzung, A. T. Radosevich, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3103; p) K.
Zhang, L. Cai, Z. Yang, K. N. Houk, O. Kwon, Chem. Sci. 2018, 9, 1867; q)
A. Ghosh, M. Lecomte, S.-H. Kim-Lee, A. T. Radosevich, Angew. Chem.
Int. Ed. 2019, 58, 2864; Angew. Chem. 2019, 131, 2890; r) M. Lecomte, J.
M. Lipshultz, S.-H. Kim-Lee, G. Li, A. T. Radosevich, J. Am. Chem. Soc.
2019. 141, 12507; s) L. Cai, K. Zhang, S. Chen, R. J. Lepage, K. N. Houk,
E. H. Krenske, O. Kwon, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 9537; t) C. Lorton,
T. Castanheiro, A. Voituriez, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 10142; u) L.
Longwitz, A. Spannenberg, T. Werner, ACS Catal. 2019, 9, 9237.
15 For a preparation of 4•[O], see: T.V. Nykaza, J.C. Cooper, A.T. Radosevich,
Org. Synth. 2019, 96, 418.
Nitrogen heterocycles • Cyclization
1 a) D. Catarzi, V. Colotta, F. Varano, Med. Res. Rev. 2006, 2, 239; b) N. K.
Kaushik, N. Kaushik, P. Attri, N. Kumar, C. H. Kim, A. K. Verma, E. H. Choi,
Molecules. 2013, 18, 6620; c) R. S. Keri, A. Hiremathad, S. Budagumpi, B.
M. Nagaraja, Chem. Biol. Drug Des. 2015, 86, 19; d) A. P. Taylor, R. P.
Robinson, Y. M. Fobian, D. C. Blakemore, L. H. Jones, O. Fadeyi, Org.
Biomol. Chem. 2016, 14, 6611; e) O. H. Nautiyal, OMCIJ 2018, 5, 555671;
f) J. Pallesen, S. Møllerud, K. Frydenvang, D. S. Pickering, J. Bornholdt, B.
Nielsen, D. Pasini, L. Han, L. Marconi, J. S. Kastrup, T. N. Johansen. ACS
Chem. Neurosci. 2019, 10, 1841.
2 N. Ono, The Nitro Group in Organic Synthesis. Wiley, New York, 2001.
3 a) J. I. G. Cadogan, M. Cameron-Wood, R. K. Mackie, R. J. G. Searle, J.
Chem. Soc. 1965, 4831; b) R. J. Sundberg, J. Org. Chem. 1965, 30, 3604;
c) J. I. G. Cadogan, Q. Rev., Chem. Soc. 1968, 22, 222; d) J. I. G.
Cadogan, Synthesis 1969, 11; e) J. I. G. Cadogan, M. J. Todd, J. Chem.
Soc. C 1969, 2808.
4 a) G. Bartoli, G. Palmieri, M. Bosco, R. Dalpozzo, Tetrahedron Lett. 1989, 30,
2129; b) G. Bartoli, M. Bosco, R. Dalpozzo, G. Palmieri, E. Marcantoni, J.
Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1991, 11, 2757; c) A. P. Dobbs, M. Voyle, N.
Whitall, Synlett 1999, 10, 1594; d) G. Bartoli, R. Dalpozzo, M. Nardi, Chem.
Soc. Rev. 2014, 43, 4728.
5 a) D. Výprachtický, I. Kmínek, V. Pokorná, V. Cimrová, Tetrahedron 2012, 68,
5075; b) H. K. Kadam, S. G. Tilve, Eur. J. Org. Chem. 2013, 4280. c) D. E.
Ames, K. J. Hansen, N. D. Griffiths. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1973,
2818; d) A. Tanaka, K. Yakushijin, S. Yoshina. J. Heterocyclic Chem., 1979,
16, 785; e) K. Jesudoss, P. C. Srinivasan, Synth. Commun. 1994, 24, 1701.
16 Available from Strem Chemicals, item no. 15-8150.
17 When using phenylsilane, product 3 was found to convert to 1-phenyl-1H-
indole (87%) at prolonged reaction times (24 h).
6
a) I. Sapountzis, P. Knochel, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9390; b) W.
18 a) R. R. Goehring, Y. P. Sachdeva, J. S. Pisipati, M. C. Sleevi, J. F. Wolfe,
J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 435; b) W. R. Bowman, H. Heaney, B. M.
Jordan, Tetrahedron Lett. 1988, 29, 6657; c) E. J. Hennessy, S. L.
Buchwald, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12084; d) R. R. Poondra, N. J.
Turner, Org. Lett. 2005, 7, 863; e) R. Dalpozzo, G. Bartoli, G. Bencivenni,
Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7247; f) E. J. Kiser, J. Magano, R. J. Shine, M.
H. Chen, Org. Process Res. Dev. 2012, 16, 255.
Doyle, A. Staubitz, P. Knochel, Chem. Eur. J. 2003, 9, 5323; c) F. Kopp, I.
Sapountzis, P. Knochel, Synlett 2003, 885; (d) I. Sapountzis, P.
Knochel, Synlett 2004, 955; e) R. S. Srivastava, K. M. Nicholas,
Organometallics 2005, 24, 1563; f) X. Fang, R. Jackstell, M. Beller, Angew.
Chem. Int. Ed. 2013, 52, 14089; Angew. Chem. 2013, 125, 14339; g) H.
Gao, Q.-L. Xu, D. H. Ess, L. Kürti, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2701;
Angew. Chem. 2014, 126, 2739; h) J. Gui, C.-M. Pan, Y. Jin, T. Qin, J. C.
Lo, B. J. Lee, S. H. Spergel, M. E. Mertzman, W. J. Pitts, T. E. La Cruz, M.
A. Schmidt, N. Darvatkar, S. R. Natarajan, P. S. Baran, Science 2015, 348,
886; i) V. Dhayalan, C. Saemann, P. Knochel, Chem. Commun. 2015, 51,
3239; j) C. W. Cheung, X. Hu, Nat. Commun. 2016, 7, 12494; k) C. W.
Cheung, X. Hu, ACS Catal. 2017, 7, 7092; l) C. W. Cheung, M. L. Ploeger,
X. Hu, Nat. Commun. 2017, 8, 14878; m) F. Zhou, D.-S. Wang, X. Guan, T.
G. Driver, Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 4530; Angew. Chem. 2017, 129,
4601; n) M. Rauser, C. Ascheberg, M. Niggemann, Angew. Chem. Int. Ed.
2017, 56, 11570; Angew. Chem. 2017, 129, 11728; o) M. Rauser, C.
Ascheberg, M. Niggemann, Chem. - A Eur. J. 2018, 24, 3970; p) C. W.
Cheung, M. L. Ploeger, X. Hu, Chem. Sci. 2018, 9, 655; q) J. Xiao, Y. He, F.
Ye, S. Zhu, Chem. 2018, 4, 1645. r) S. Suarez-Pantiga, R. Hernandez-Ruiz,
C. Virumbrales, M. R. Pedrosa, R. Sanz, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58,
2129; Angew. Chem. 2019, 131, 2151; s) S. Roscales, A. G. Csáky, Adv.
Synth. Catal. 2019, DOI 10.1002/adsc.201901009.
19 a) G. R. Humphrey, J. T. Kuethe, Chem. Rev. 2006, 106, 2875. b) D. F.
Taber, P. K. Tirunahari, Tetrahedron 2011, 67, 7195.
20 For reviews see: a) R. R. Wexler, W. J. Greenlee, J. D. Irvin, M. R. Goldberg,
K. Prendergast, R. D. Smith, P. B. M. W. M. Timmermans, J. Med. Chem.
1996, 39, 625; b) R. Morphy, Z. Rankovic, J. Med. Chem. 2005, 48, 6523;
c) M. Schnürch, R. Flasik, A. F. Khan, M. Spina, M. D. Mihovilovic, P.
Stanetty, Eur. J. Org. Chem. 2006, 3283.
21
a) S. S. Nikam, J. J. Cordon, D. F. Ortwine, T. H. Heimbach, A. C.
Blackburn, M. G. Vartanian, C. B. Nelson, R. D. Schwarz, P. A. Boxer, M. F.
Rafferty, J. Med. Chem. 1999, 42, 2266; b) M. J. Fray, D. J. Bull, C. L. Carr,
E. C. L. Gautier, C. E. Mowbray, A. Stobie, J. Med. Chem. 2001, 44, 1951.
22 a) S. S. Panda, R. M. Malik, S. C. Jain, Curr. Org. Chem. 2012, 16, 1905; b)
S. Kurhade, A. Rossetti, A. Dömling, Synthesis 2016, 48, 3713.
23 L. C. R. Carvalho, E. Fernandes, M. M. B. Marques, Chem. Eur. J. 2011, 17,
12544.
24 a) M. E. Schnee, B. S. Brown, J. Pharmacol. Exp. Ther. 1998, 286, 709. b) J.
Robbins, Pharmacol. Ther. 2001, 90, 1.
7 For C−N bond formation between nitrosoarenes and boronic acids. a) Y. Yu,
J. Srogl, L. S. Liebeskind, Org. Lett. 2004, 6, 2631; b) S. Roscales, A. G.
Csakꢀ ̈, Org. Lett. 2018, 20, 1667; c) S. Roscales, A. G. Csákÿ, ACS
25 A three step synthesis from diphenylamine (57% overall yield) is reported. R.
A. Earl, M. J. Meyers, V. J. Nickolson (DuPont Merck Pharmaceutical Co),
US 5173489(A), 1992.
Omega 2019, 4, 13943.
26
8 T. V. Nykaza, J. C. Cooper, G. Li, N. Mahieu, A. Ramirez, M. R. Luzung, A.
T. Radosevich, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 15200.
For literature concerning N-H functionalization see: a) P. Y. S. Lam, C. G.
Clark, S. Saubern, J. Adams, M. P. Winters, D. M. T. Chan, A. Combs,
Tetrahedron Lett. 1998, 39, 2941; b) P. Y. S. Lam, S. Deudon, K. M. Averill,
R. Li, M. Y. He, P. DeShong, C. G. Clark, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122,
7600; c) D. W. Old, M. C. Harris, S. L. Buchwald, Org. Lett. 2000, 2, 1403;
d) A. Klapars, J. C. Antilla, X. Huang, S. L. Buchwald, J. Am. Chem. Soc.
2001, 123, 7727; e) J. C. Antilla, A. Klapars, S. L. Buchwald, J. Am. Chem.
Soc. 2002, 124, 11684; f) B. M. Choudary, C. Sridhar, M. L. Kantam, G. T.
Venkanna, B. Sreedhar, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9948; g) R. A.
Altman, S. L. Buchwald, Org. Lett. 2006, 8, 2779; h) R. A. Altman, E. D.
Koval, S. L. Buchwald, J. Org. Chem. 2007, 72, 6190; i) A. Correa, C. Bolm,
Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 8862; Angew. Chem. 2007, 119, 9018-
9021; j) L. Zhu, P. Guo, G. Li, J. Lan, R. Xie, J. You, J. Org. Chem. 2007,
72, 8535; k) R. A. Altman, A. M. Hyde, X. Huang, S. L. Buchwald, J. Am.
Chem. Soc. 2008, 130, 9613; l) L. Zhu, G. Li, L. Luo, P. Guo, J. Lan, J. You,
J. Org. Chem. 2009, 74, 2200; m) S. Ganesh Babu, R. Karvembu, Ind. Eng.
Chem. Res. 2011, 50, 9594; n) A. V. Karchava, F. S. Melkonyan, M. A.
Yurovskaya, Chem. Heterocycl. Comp. 2012, 48, 391; o) S. Ueda, M. Su, S.
L. Buchwald, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 700; p) O. A. Davis, M. Hughes,
J. A. Bull, J. Org. Chem. 2013, 78, 3470; q) D. Dar’in, M. Krasavin, J. Org.
Chem. 2016, 81, 12514; r) S.-H. Jung, D.-B. Sung, C.-H. Park, W.-S. Kim, J.
Org. Chem. 2016, 81, 7717; s) B. Miao, S. Li, G. Li, S. Ma, Org. Lett. 2016,
18, 2556; t) Y. Ye, S.-T. Kim, J. Jeong, M.-H. Baik, S. L. Buchwald, J. Am.
Chem. Soc. 2019, 141, 3901.
9 a) N. Zheng, K. W. Anderson, X. Huang, H. N. Nguyen, S. L. Buchwald,
Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 7509; Angew. Chem. 2007, 119, 7653; b)
N. Zheng, S. L. Buchwald, Org. Lett. 2007, 9, 4749. c) N. T. Jui, S. L.
Buchwald, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 11624; Angew. Chem. 2013,
125, 11838.
10 B. Zou, Q. Yuan, D. Ma, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2598; Angew.
Chem. 2007, 119, 2652.
11 a) C. T. Brain, S. A. Brunton, Tetrahedron Lett. 2002, 43, 1893; b) C. T.
Brain, J. T. Steer, J. Org. Chem. 2003, 68, 6814.
12 a) P. Saha, T. Ramana, N. Purkait, M. A. Ali, R. Paul, T. Punniyamurthy, J.
Org. Chem. 2009, 74, 8719; b) X. Deng, N. S. Mani, Eur. J. Org. Chem.
2010, 680; c) P. Saha, M. A. Ali, P. Ghosh, T. Punniyamurthy, Org. Biomol.
Chem. 2010, 8, 5692; d) J. Alonso, N. Halland, M. Nazaré, O. R’kyek, M.
Urmann, A. Lindenschmidt, Eur. J. Org. Chem. 2011, 234; e) J. Peng, M.
Ye, C. Zong, F. Hu, L. Feng, X. Wang, Y. Wang, C. Chen, J. Org. Chem.
2011, 76, 716.
13 For a review of PIII/PV=O redox cycling, see: a) S. P. Marsden, Catalytic
Variants of Phosphine Oxide-Mediated Organic Transformations in
Sustainable Catalysis; P. J. Dunn, K. K. Hii, M. J. Krische, M. T. Williams,
Eds.; John Wiley & Sons, Inc.: New York, 2013; pp 339−361; b) H. Guo, Y.
C. Fan, Z. Sun, Y. Wu, O. Kwon, Chem. Rev. 2018, 118, 10049.
14 a) C. J. O’Brien, J. L. Tellez, Z. S. Nixon, L. J. Kang, A. L. Carter, S. R.
Kunkel, K. C. Przeworski, G. A. Chass, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48,
6836; Angew Chem, 2009, 121: 6968; b) H. A. van Kalkeren, S. H. A. M.
Leenders, C. R. A. Hommersom, F. P. J. T. Rutjes, F. L. van Delft, Chem.
Eur. J. 2011, 17, 11290; c) H. A. van Kalkeren, J. J. Bruins, F. P. J. T.
Rutjes, F. L. van Delft, Adv. Synth. Catal. 2012, 354, 1417; d) C. J. O’Brien,
F. Lavigne, E. E. Coyle, A. J. Holohan, B. J. Doonan, Chem. Eur. J. 2013,
19, 5854. e) C. J. O’Brien, Z. S. Nixon, A. J. Holohan, S. R. Kunkel, J. L.
27 a) W. Gul, M. T. Hamann, Life Sci. 2005, 78, 442; b) A. Millemaggi, R. J. K.
Taylor, Eur. J. Org. Chem. 2010, 4527; c) M. A. Corsello, J. Kim, N. K. Garg,
Chem. Sci. 2017, 8, 5836.
28 a) J. A. Asensio, E. M. Sánchez, P. Gómez-Romero, Chem. Soc. Rev. 2010,
39, 3210; b) P. Molina, A. Tárraga, F. Otón, Org. Biomol. Chem. 2012, 10,
1711; c) M. G. Rabbani, H. M. El-Kaderi, Chem. Mater. 2012, 24, 1511; d) J.
Wu, J. Chen, H. Huang, S. Li, H. Wu, C. Hu, J. Tang, Q. Zhang,
This article is protected by copyright. All rights reserved.