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

Abstract

Alkylierte Arene sind allgegenwärtige Moleküle und Bausteine in vielen Bereichen der Naturwissenschaften. Die nur scheinbar einfache regioselektive Alkylierung von Arenen ist tatsächlich in vielen Fällen noch immer eine anspruchsvolle Transformation. Klassische Methoden zur Einführung von Alkylgruppen in Arene, wie die Friedel‐Crafts‐Reaktion, Radikaladditionen, die Metallierung oder Präfunktionalisierung von Arenen mit anschließender Alkylierung, ebenso wie Alternativen wie die dirigierte Alkylierung von C‐H‐Bindungen, zeigen noch immer gravierende Einschränkungen hinsichtlich der Anwendungsbreite, Effizienz und Selektivität. Diese können durch die Ausnutzung der immanenten Reaktivität einiger (Hetero)Arene umgangen werden, in denen elektronische und sterische Eigenschaften, die durch ein (oder mehrere) vorhandene(s) Heteroatom(e) bestimmt werden (oder nicht bestimmt werden), eine hohe Regioselektivität gewährleisten. Dieser Aufsatz bietet einen umfassenden Überblick über die immanenten Alkylierungen von (Hetero)Arenen.

Beyond Friedel and Crafts: Directed Alkylation of C−H Bonds in Arenes

“…During the past decades,t he direct (metal-catalyzed in most cases) functionalization of CÀHb onds has emerged as an especially powerful alternative for the formation of carbon-carbon and carbon-heteroatom bonds.Recent advances in this field have enabled the development of as eries of remarkably efficient processes for the direct introduction of alkyl groups onto aromatic scaffolds that now appear to be robust and reliable alternatives to the classical alkylation reactions. [3] Compared to the introduction of aryl groups or other functionalities,the alkylation of CÀHbonds is typically much more challenging due to possible b-hydride elimination pathways.F or these reactions to be of any synthetic usefulness,they also need to be highly regioselective.Inaddition to the use of the innate reactivity of heteroarenes,which will be covered in as econd review, [4] the most common strategy to control the regioselectivity of direct alkylation reactions relies on the use of ad irecting group that will allow the selective activation of as ingle C À Hb ond in the starting arene. [5,6] A large variety of directing groups have been successfully introduced for the ortho-alkylation, and more rarely the meta-a nd para-alkylation, of aw ide range of arenes,w hich has led to the development of aseries of efficient and highly regioselective processes.…”

Recent Developments in Transition-Metal Catalyzed Direct C–H Alkenylation, Alkylation, and Alkynylation of Azoles

“…Friedel-Craft alkylation has been used as the first-line technique for the alkylation of azoles before direct C-H functionalization came on the scene [6]. However, Friedel-Crafts alkylation mostly encounters several difficulties such as low chemo-and/or regioselectivity, being limited to electron-rich substrates, and harsh reaction conditions [12]. C-H activation is providing an efficient tool for the direct alkylation of azoles with almost surgical precision.…”

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

“…Alkylhalogenide kçnnen ebenfalls als Alkylierungsreagentien fungieren, wie vor kurzem von der Gruppe um Li und Yang berichtet wurde,d ie die rutheniumkatalysierte,c arboxylatgestützte meta-Alkylierung [111,141] Des Weiteren wurde 2015 ein bezüglich der Selektivität komplementäres Verfahren fürd ie selektive Einführung primärer und sekundärer Alkylketten in der ortho-Position von Azoarenen mit den entsprechenden Carbonsäuren beschrieben [Schema 36, Gl. (4)]. [146] Bei der Reaktion mit katalytischen Mengen an Palladium(II)-acetat und Diacetoxyiodbenzol als Oxidationsmittel fand eine decarboxylierende Alkylierung statt, bei der die ortho-alkylierten Azoarene zusammen mit geringen Mengen an ortho,ortho'-dialkylierten Produkten entstanden.…”

“…[3] Gegenüber der Einführung von Arylgruppen oder anderen Funktionen ist die Alkylierung von C-H-Bindungen üblicherweise wegen mçglicher b-Hydrideliminierung deutlich anspruchsvoller.D amit diese Reaktionen einen präparativen Nutzen haben, müssen sie außerdem hoch regioselektiv verlaufen. Abgesehen von der Nutzung der inhärenten Reaktivitätvon Heteroarenen, die in einem zweiten Aufsatz abgedeckt wird, [4] beruht die gängigste Strategie zur Kontrolle der Regioselektivitäta uf der Verwendung einer dirigierenden Gruppe,d ie die selektive Aktivierung einer C-H-Einfachbindung im Ausgangsaren ermçglicht. [5,6] Eine große Anzahl dirigierender Gruppen Die Alkylierung von Arenen ist eine der grundlegendsten Transformationen in der chemischen Synthese und führt in vielen wissenschaftlichen Bereichen zu privilegierten Molekülgerüsten.…”