A Lewis Acid Stabilized Ketenimine in an Unusual Variant of the Electrophilic Aromatic Substitution

Abstract

Electrophilic aromatic substitution (EAS) can provide a straightforward approach to the efficient synthesis of functionalized complex aromatic molecules. In general, Lewis acids serve as a beneficial stimulus for the formation of a Wheland complex, the intermediate in the classical SEAr mechanism of EAS, which is responsible for H/E (E=electrophile) substitution under formal H+ elimination. Herein, we report an unusual variant of EAS, in which a complex molecule such as the tricyanomethane, HC(CN)3, is activated with a strong Lewis acid (B(C6F5)3) to the point where it can finally be used in an EAS. However, the Lewis acid here causes the isomerization of the tricyanomethane to the ketenimine, HN=C=C(CN)2, which in turn directly attacks the aromatic species in the EAS, with simultaneous proton migration of the aromatic proton to the imino group, so that no elimination occurs that is otherwise observed in the SEAr mechanism. By this method, it is possible to build up amino‐malononitrile‐substituted aromatic compounds in one step.

Evidence for Carbene Intermediates in Isocyanide Homologation by Aluminium(I)

“…Related mechanisms have been proposed for Ta‐, [26] Nb‐, [27] and Si‐ [21] mediated isocyanide coupling reactions. An intermolecular arene C−H bond activation by a Lewis acid‐stabilized ketenimine was also reported [60,61] …”

“…An intermolecular arene CÀ H bond activation by a Lewis acidstabilized ketenimine was also reported. [60,61] Different from the reaction between 1 and PMPNC which gave a trimerization product, the reaction between 1 and 4 equiv. of PhNC in hexane at room temperature gave a yellow solid (8), which was isolated in 52 % yield.…”

Über Carbenintermediate in der AlI vermittelten Homologisierung von Isocyaniden

“…Ähnliche Mechanismen wurden für Ta‐, [26] Nb, [27] sowie Si‐ [21] vermittelte Isocyanid‐Kupplungsreaktionen vorgeschlagen. Entsprechend sind auch intermolekulare Aren‐C−H Bindungsaktivierungen bekannt, welche durch ein Lewis‐Säure stabilisiertes Ketenimin initiiert werden, bekannt [60,61] . Im Gegensatz zur Reaktion von 1 mit PMPNC, welche ein Trimerisierungsprodukt ergab, führte die Reaktion von 1 mit vier Äquivalenten PhNC in Hexan an Raumtemperatur zum Tetramerisierungsprodukt 8 , welches als gelber Feststoff in 52 % Ausbeute isoliert wurde.…”

“…Entsprechend sind auch intermolekulare Aren-CÀ H Bindungsaktivierungen bekannt, welche durch ein Lewis-Säure stabilisiertes Ketenimin initiiert werden, bekannt. [60,61] Unter allen Isocyaniden, die in dieser Studie genutzt wurden, führten lediglich die Reaktionen mit PhNC zur Bildung von tetra-und pentamolekularen Kupplungsprodukten. Da die tetra-und pentamolekulare Kupplung von Isocyaniden nahezu unbekannt war, [24][25][26][27][28] [53] folgend, verläuft die Bildung von 8 (ΔG = À 496 kJ mol À 1 ) wahrscheinlich über einen elekt-rophilen Angriff am Phenylring (TS(pre8-IM6 Ph ), wodurch sich IM6 Ph bildet (ΔG = À 262 kJ mol À 1 , ΔG ‡ = (À 227 + 290) kJ mol À 1 = + 63 kJ mol À 1 ).…”

On the Keto‐Enol‐Tautomerism of 2‐(1‐Hydroxyethylidene)malononitrile and Its Lewis Adduct Formation with B(C6F5)3

“…Calculated pK a values of cyanide containing Brønsted acids. [a] the full set of data including all three solvents (H 2 O, DMSO, CH 2 Cl 2 ) is given in TableS25(see ESI); [b] taken from reference[8].…”