Eschenmoser-Claisen rearrangement as a method of obtaining α-trifluoromethyl carboxylic acid derivatives

Wydział Chemii: Zakład Syntezy i Struktury Związków OrganicznychSynteza α-trifluorometylowych pochodnych kwasów karboksylowych jest ważnym zagadnieniem w chemii fluoroorganicznej. Reakcja fluorowanych i niefluorowanych alkoholi allilowych z adduktem dietyloaminy z 1,1,3,3,3-pentafluoropropenu (PFPDEA) w obecności zasady prowadzi do powstawania fluorowanych pochodnych amidu w wyniku [3,3]-sigmatropowego przegrupowania typu Eschenmoser’a-Claisen’a. Zastosowanie PFPDEA z alkoholami allilowymi może być metodą pozwalającą na otrzymania α-trifluorometylowych γ, δ-nienasyconych pochodnych amidowych w reakcji typu ”one pot”. Przegrupowanie Eschenmoser’a-Claisen’a przebiega przez dwa etapy: pierwszy to utworzenie produktów pośrednich (fluoroalkoksyenamina) w wyniku reakcji między alkoholem i PFPDEA. Powstała fluoroalkoksyenamina (FAEA) ulega przegrupowaniu w wyniku którego otrzymuje się fluorowaną pochodną amidową. Wyniki uzyskane z obliczenia DFT metodą B3LYP/6-31G dla modelu reagentów, stanów przejściowych i produktów przegrupowania Eschenmoser’a-Claisen’a. pozwoliły na zaproponowanie mechanizmu tych reakcji.The synthesis of α-trifluoromethylated carboxylic acid derivatives is an important goal in organofluorine chemistry. Reaction of fluorinated and non-fluorinated allylic alcohols with adduct of diethylamine with 1,1,3,3,3-pentafluoropropene (PFPDEA) in basic conditions leads to the formation of fluorinated amide derivatives via [3,3]-sigmatropic Eschenmoser-Claisen-type rearrangement. This application of PFPDEA with allylic alcohols can be used as a method allowing to obtain α-trifluoromethylated γ, δ-unsaturated carboxylic amide derivatives in one-pot reaction. The Eschenmoser-Claisen rearrangement goes through two steps: formation of an intermediate as a result of the reaction between an alcohol and PFPDEA and then reorganization leading to desirable product. DFT calculations with the B3LYP/6-31G method were used to model the reactants, transition states, and products of Eschenmoser-Claisen rearrangements of allylic alcohols with PFPDEA, γ, δ-unsaturated carboxylic acid derivatives. Quantum mechanical calculation (DFT methods) of transition state and rearrangement products allowed to propose mechanism of those reactions