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New Captodative Olefíns: 3-(2-Furoyloxy)-3-buten-2-one and Alkyl 2-(2-Furoyloxy)-2-propenoates, and their Reactivity in Addition Reactions

 

Blanca M. Santoyo,¹ Rafael Herrera,² Raúl Aguilar,¹ Aydeé Fuentes-Benites,^1,3 Fabiola Jiménez,¹ and Joaquín Tamariz*¹

 

¹ Departamento de Química Orgánica, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Prol. de Carpio y Plan de Ayala, 11340 México, D.F., México. Tels: (+5255) 5729-6300/62411; Fax: (+5255) 5729-6300/46211; jtamariz@woodward.encb.ipn.mx

² Instituto de Investigaciones Quimicobiológicas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Edif. B-1, Ciudad Universitaria, Francisco J. Mújica S/N, 58066 Morelia, Mich., Mexico.

³ Departamento de Química Orgánica, Facultad de Química, Universidad Autónoma del Estado de México, Paseo Colón/Paseo Tollocan S/N, 50000 Toluca, Edo. de México, Mexico.

 

Recibido el 14 de agosto de 2007
Aceptado el 1 de noviembre de 2007

 

Abstract

A new series de captodative olefins 3-(2-furoyloxy)-3-buten-2-one and alkyl 2-(2-furoyloxy)-2-propenoates, 3a-3c, has been prepared with the aim of evaluating the effect of a heterocycle in the electron-donating moiety on the reactivity of these compounds in Diels-Alder and conjugate additions. In the former reactions, their behavior has been evaluated by reacting under thermal and catalyzed conditions with cyclopentadiene (9) and cyclohexadiene (12) as the dienes, showing a comparable reactivity, but a lower stereoselectivity, with respect to the reference captodative olefins 1a and 2a. In the case of conjugate additions, the Friedel-Crafts reaction of the highly activated benzene ring of 1,2,4-trimethoxybenzene (7) led to the corresponding adduct 8 only for olefin 3a. Ab initio calculations (HF/6-31G*) of the energies and coefficients of the FMOs were carried out to explain the experimental reactivity in both processes. The results suggest that both the electron-withdrawing and the 2-furoyloxy groups are involved in controlling the reactivity and selectivity of olefins 3.

Keywords: Captodative olefins, 2-furoyloxy group, Diels-Alder, Friedel-Crafts, FMO.

 

Resumen

Se describe la preparación de una nueva serie de olefinas captodativas 3-(2-furoiloxi)-3-buten-2-ona y 2-(2-furoiloxi)-2-propenoatos de alquilo, 3a-3c, con el fin de evaluar el efecto del heterociclo en la parte electro-donadora de la olefina sobre su reactividad en reacciones de Diels-Alder y de adiciones conjugadas. En el primer caso, se evaluó su comportamiento bajo condiciones térmicas y catalizadas empleando ciclopentadieno (9) y ciclohexadieno (12) como los dienos, encontrándose una reactividad comparable, aunque menor estereoselectividad, con respecto a las olefinas captodativas de referencia 1a and 2a. Para el caso de la adición conjugada, la reacción de Friedel-Crafts del compuesto 1,2,4-trimetoxibenceno (7), el cual posee un anillo bencénico muy activado, condujo solamente al aducto correspondiente, 8, de la olefina 3a. Se llevaron a cabo cálculos ab initio (HF/6-31G*) de energías y coeficientes de los FMOs para explicar la reactividad experimental en ambos procesos. Estos resultados sugieren que la reactividad y selectividad de las olefinas 3 están controladas tanto por el grupo electroatractor como por el grupo 2-furoiloxi.

Palabras clave: Olefinas captodativas, grupo 2-furoiloxi, Diels-Alder, Friedel-Crafts, OMF.

 

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Acknowledgments

We thank Dr. Hugo A. Jiménez Vázquez and Fernando Labarrios for their help in X-ray and spectrometric measurements. J.T. would like to acknowledge SIP-IPN (Grants 20030147, 20040123, and 20070339) and CONACYT (Grants 32273-E and 43508-Q) for financial support. B.M.S. A.F.B., and F.J. are grateful to CONACYT for graduate fellowships, and to the PIFI-IPN program for scholarships. B.M.S. also thanks the Ludwig K. Hellweg Foundation for a partial scholarship. J.T. is a fellow of the EDI/IPN and COFAA/IPN programs.

 

References and Notes

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13. The authors have deposited the atomic coordinates for this structure with the Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC 657331). The coordinates can be obtained, on request, from the Director Cambridge Crystallographic Data Centre, 12 Union Road, Cambridge, CB2 1EZ, UK.

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