Synthesis of 3-Trifluoromethylpyrazole Derivatives

doi:10.6023/cjoc202302026

Abstract

The [3+2] cycloaddition reactions of trifluoroacetohydrazonoyl bromides with ynones, alkynoates and aynamides have been developed, and a series of 3-trifluoromethylpyrazole derivatives were obtained in medium to excellent yields. The noble features of this protocol include excellent regioselectivity, good functional group tolerance, mild reaction conditions and simple operation. It provides an efficient and practical method for the synthesis of 3-trifluoromethylpyrazoles.

Key words: trifluoromethyl group, pyrazoles, acetonitrile imines, trifluoroacetohydrazonoyl bromides, [3+2] cycloaddition

Cite this article

Hu Ma, Danfeng Huang, Kehu Wang, Duoduo Tang, Yang Feng, Yuanyuan Reng, Junjiao Wang, Yulai Hu. Synthesis of 3-Trifluoromethylpyrazole Derivatives[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2023, 43(9): 3257-3267.

Export EndNote|Reference Manager|ProCite|BibTeX|RefWorks

share this article

Fig. & Tab. 7

References 31

[1]	Fustero S.; Simón-Fuentes A.; Delgado O.; Román R. Fluorinated Pyrazoles and Indazoles. In Fluorine in Heterocyclic Chemistry, Vol. 1, Ed: Nenajdenko, V., Springer, Cham, 2014.
[2]	Mykhailiuk P. K. Chem. Rev. 2021, 121, 1670. doi: 10.1021/acs.chemrev.0c01015 pmid: 33382252
[3]	Zeng J.; Xu Z; Ma J.-A. Chin. J. Org. Chem. 2020, 40, 1105 (in Chinese.) doi: 10.6023/cjoc201912024
	(曾俊良, 许志红, 马军安, 有机化学, 2020, 40, 1105.) doi: 10.6023/cjoc201912024
[4]	Penning T. D.; Talley J. J.; Bertenshaw S. R.; Carter J. S.; Collins P. W.; Docter S.; Graneto M. J.; Lee L. F.; Malecha J. W.; Miyashiro J.M.; Rogers R. S.; Rogier D. J.; Yu, Stella S.; Anderson, Gary D.; Burton, E. G.; Cogburn, J. N.; Gregory, S. A.; Koboldt, C. M.; Perkins, W.E.; Seibert, K.; Veenhuizen, A. W.; Zhang, Y. Y.; Isakson, P. C. J. Med. Chem. 1997, 40, 1347. pmid: 9135032
[5]	Varnes J. G.; Wacker D. A.; Pinto D. J. P.; Orwat M. J.; Theroff J. P.; Wells B.; Galemo R. A.; Luettgen J. M.; Knabb R. M.; Bai S.; He K.; Lam P. Y. S.; Wexler R. R. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008, 18, 749. doi: 10.1016/j.bmcl.2007.11.040
[6]	Duan S.; Venkatraman S.; Hong X.-C.; Huang K.; Ulysse L.; Mobele B. I.; Smith A.; Lawless L.; Locke A.; Garigipati R. Org. Process Res. Dev. 2012, 16, 1787. doi: 10.1021/op300262z
[7]	Link J. O.; Rhee M. S.; Tse W. C.; Zheng J.; Somoza J. R.; Rowe W.; Begley R.; Chiu A.; Mulato A.; Hansen D.; Singer E.; Tsai L. K.; Bam R. A.; Chou C.; Canales E.; Brizgys G.; Zhang J. R.; Li J.; Graupe M.; Morganelli P.; Liu Q.; Wu Q.; Halcomb R. L.; Saito R. D.; Schroeder S. D.; Lazerwith S. E.; Bondy S.; Jin D.; Hung M.; Novikov N.; Liu X.; Villaseñor A. G.; Cannizzaro C. E.; Hu E. Y.; Anderson R. L.; Appleby T. C.; Lu B.; Mwangi J.; Liclican A.; Niedziela-Majka A.; Papalia G. A.; Wong M. H.; Leavitt S. A.; Xu Y.; Koditek D.; Stepan G. J.; Yu H.; Pagratis N.; Clancy S.; Ahmadyar S.; Cai T. Z.; Sellers S.; Wolckenhauer S. A.; Ling J.; Callebaut C.; Margot N.; Ram R. R.; Liu Y.; Hyland R.; Sinclair G. I.; Ruane P. J.; Crofoot G. E.; McDonald C. K.; Brainard D. M.; Lad L.; Swaminathan S.; Sundquist W. I.; Sakowicz R.; Chester A. E.; Lee W. E.; Daar E. S.; Yant S. R.; Cihlar T. Nature 2020, 584, 614. doi: 10.1038/s41586-020-2443-1
[8]	Avenot H. F.; Thomas A.; Gitaitis R. D.; Langston Jr D. B.; Stevenson K. L. Pest. Manage. Sci. 2012, 68, 645. doi: 10.1002/ps.2311
[9]	Tanetani Y.; Kaku K.; Kawai K.; Fujioka T.; Shimizu T. Pestic. Biochem. Phys. 2009, 95, 47. doi: 10.1016/j.pestbp.2009.06.003
[10]	(a) Gnanasekaran P.; Yuan Y.; Lee C.; Zhou X.; Jen A. K. Y.; Chi Y. Inorg. Chem. 2019, 58, 10944. doi: 10.1021/acs.inorgchem.9b01383 pmid: 31809032
	(b) Yuan Y.; Gnanasekaran P.; Chen Y.; Lee G.; Ni S.; Lee C.-S.; Chi Y. Inorg. Chem. 2020, 59, 523. doi: 10.1021/acs.inorgchem.9b02799 pmid: 31809032
	(c) Liao J.; Chi Y.; Wang J.; Chen Z.; Tsai Z.; Hung W; Tseng M.-R.; Lee G. Inorg. Chem. 2016, 55, 6394. doi: 10.1021/acs.inorgchem.6b00097 pmid: 31809032
	(d) Guo B.; Yu T.; Li H.; Zhang S.; Braunstein P.; Young D. J.; Li H.; Lang J. ChemCatChem 2019, 11, 2500. doi: 10.1002/cctc.v11.10 pmid: 31809032
[11]	Recent work: (a) Pianoski K. E.; Poletto, J.; Vieira da Silva, M. J.; Ascencio Camargo, J. N.; Jacomini, A. P.; Goncalves, D. S.; Back, ̧D. F. Moura, S.; Rosa, F. A. Org. Biomol. Chem. 2020, 18, 2524. doi: 10.1039/d0ob00319k pmid: 33423495
	(b) Muzalevskiy V. M.; Sizova Z. A.; Panyushkin V. V.; Chertkov V. A.; Khrustalev V. N.; Nenajdenko V. G. J. Org. Chem. 2021, 86, 2385. doi: 10.1021/acs.joc.0c02516 pmid: 33423495
	(c) Wan C.; Pang J.; Jiang W.; Zhang X.; Hu X. J. Org. Chem. 2021, 86, 4557. doi: 10.1021/acs.joc.0c02980 pmid: 33423495
[12]	Recent work: (a) Kowalczyk A.; Utecht-Jarzyńska, G.; Mlostoń, G.; Jasiński, M. Org. Lett. 2022, 24, 2499. doi: 10.1021/acs.orglett.2c00521 pmid: 35343703
	(b) Zhu C.; Zeng H.; Liu C.; Cai Y.; Fang X.; Jiang H. Org. Lett. 2020, 22, 809. doi: 10.1021/acs.orglett.9b04228 pmid: 35343703
	(c) Wang H.; Ning Y.; Sun Y.; Sivaguru P.; Bi X. Org. Lett. 2020, 22, 2012. doi: 10.1021/acs.orglett.0c00395 pmid: 35343703
	(d) Peng X.; Huang D.; Wang K.-H.; Wang Y.; Wang J.; Su Y.; Hu Y. Org. Biomol. Chem. 2017, 15, 6214. doi: 10.1039/C7OB01299C pmid: 35343703
[13]	(a) Yang Y.; Hu Z.; Li R.; Chen Y.; Zhan Z. Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 197. doi: 10.1039/C7OB02576A
	(b) Wen J.; Ding C.; Ding Z.; Li T.; Zhan Z. Eur. J. Org. Chem. 2015, 2015, 5230. doi: 10.1002/ejoc.v2015.23
	(c) Harnisch F.; Galeta J.; Harakat D.; Potaćek M.; Bouillon J. J. Fluorine Chem. 2014, 158, 38. doi: 10.1016/j.jfluchem.2013.12.004
	(d) Wen J.; Tang H.; Xiong K.; Ding Z.; Zhan Z. Org. Lett. 2014, 16, 5940. doi: 10.1021/ol502968c
[14]	Kino T.; Nagase Y.; Ohtsuka Y.; Yamamoto K.; Uraguchi D.; Tokuhisa K.; Yamakawa T. J. Fluorine Chem. 2010, 131, 98. doi: 10.1016/j.jfluchem.2009.09.007
[15]	Zhang X.; Wang J.; Wan Z. Org. Lett. 2015, 17, 2086. doi: 10.1021/acs.orglett.5b00619
[16]	Le C.; Chen T. Q.; Liang T.; Zhang P.; MacMillan D. W. C. Science 2018, 360, 1010. doi: 10.1126/science.aat4133
[17]	Karmel C.; Rubel C. Z.; Kharitonova E. V.; Hartwig J. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 6074. doi: 10.1002/anie.201916015 pmid: 31968139
[18]	Ji G.; Wang X.; Zhang S.; Xu Y.; Ye Y.; Li M.; Zhang Y.; Wang J. Chem. Commun. 2014, 50, 4361. doi: 10.1039/C4CC01280A
[19]	(a) Martins M. A. P.; Marzari M. R. B.; Frizzo C. P.; Zanatta M.; Buriol L.; Andrade V. P.; Zanatta N.; Bonacorso H. G.; Eur. J. Org. Chem. 2012, 2012, 7112. doi: 10.1002/ejoc.201201111 pmid: 18399658
	(b) Sloop J. C.; Lechner B.; Washington G.; Bumgardner C. L.; Loehle W. D.; Creasy W. Int. J. Chem. Kinet. 2008, 40, 370. doi: 10.1002/kin.v40:7 pmid: 18399658
	(c) Sloop J. C.; Bumgardner C. L.; Loehle W. D. J. Fluorine Chem. 2002, 118, 135. doi: 10.1016/S0022-1139(02)00221-X pmid: 18399658
	(d) Fustero S.; Román R.; Sanz-Cervera J. F.; Simón-Fuentes A.; Cuñat A. C.; Villanova S.; Murguía M. J. Org. Chem. 2008, 73, 3523. doi: 10.1021/jo800251g pmid: 18399658
	(e) Norris T.; Colon-Cruz R.; Ripin D. H. B. Org. Biomol. Chem. 2005, 3, 1844. doi: 10.1039/b500413f pmid: 18399658
[20]	Selected review: (a) Mykhailiuk P. K. Chem. Rev. 2020, 120, 12718. doi: 10.1021/acs.chemrev.0c00406 pmid: 28328171
	Selected examples: (b) Li F.; Nie J.; Sun L.; Zheng Y.; Ma J.-A. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 6255. doi: 10.1002/anie.201301870 pmid: 28328171
	(c) Slobodyanyuk E. Y.; Artamonov O. S.; Shishkin O. V.; Mykhailiuk P. K. Eur. J.Org. Chem. 2014, 2014, 2487. pmid: 28328171
	(d) Britton J.; Jamison T. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 8823. doi: 10.1002/anie.201704529 pmid: 28328171
	(e) Chen Z.; Zheng Y.; Ma J.-A. Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 56, 4569. doi: 10.1002/anie.201700955 pmid: 28328171
	(f) Lv S.; Zhou H.; Yu X.; Xu Y.; Zhu H.; Wang M.; Liu H.; Dai Z.; Sun G.; Gong X.; Sun X.; Wang L. Commun. Chem. 2019, 2, 69. doi: 10.1038/s42004-019-0168-6 pmid: 28328171
[21]	Gladow D.; Doniz-Kettenmann S.; Reissig H.-U. Helv. Chim. Acta 2014, 97, 808. doi: 10.1002/hlca.v97.6
[22]	(a) Oh L. M. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 7943. doi: 10.1016/j.tetlet.2006.08.138 pmid: 29392253
	(b) Utecht G.; Fruzinski A.; Jasiński M. Org. Biomol. Chem. 2018, 16, 1252. doi: 10.1039/c7ob03126b pmid: 29392253
[23]	Lee S.; Kim C.; Ann J.; Thorat S. A.; Kim E.; Park J.; Choi S.; Blumberg P. M.; Frank-Foltyn R.; Bahrenberg G.; Stockhausen H.; Christoph T.; Lee J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2017, 27, 4383. doi: 10.1016/j.bmcl.2017.08.020
[24]	Tian Y.; Li J; Zhang F.; Ma J.-A. Adv. Synth. Catal. 2021, 363, 2093. doi: 10.1002/adsc.v363.8
[25]	Kowalczyk A.; Utecht-Jarzyńska G.; Mlostoń G.; Jasiński M. Org. Lett. 2022, 24, 13, 2499.
[26]	Wang K.-H.; Liu H.; Liu X.; Bian C.; Wang J.; Su Y.; Huang D.; Hu Y. Asian. J. Org. Chem. 2022, 11: e202200103. doi: 10.1002/ajoc.v11.6
[27]	Tanaka K.; Maeno S.; Mitsuhashi K. Chem. Lett. 1982, 543.
[28]	Kowalczyk A.; Utecht-Jarzyńska G.; Mlostoń G.; Jasiński M. J. Fluorine Chem. 2021, 241, 109691. doi: 10.1016/j.jfluchem.2020.109691
[29]	(a) Shawali A. S. Chem. Rev. 1993, 93, 2731. doi: 10.1021/cr00024a007 pmid: 25961125
	(b) Hashimoto T.; Maruoka K. Chem. Rev. 2015, 115, 5366. doi: 10.1021/cr5007182 pmid: 25961125
[30]	(a) Han T.; Wang K.-H.; Yang M.; Zhao P.; Wang F.; Wang J.; Huang D.; Hu Y. J. Org. Chem. 2022, 87, 498. doi: 10.1021/acs.joc.1c02521
	(b) Ren Y.; Ma R.; Feng Y.; Wang K.-H.; Wang J.; Huang D.; Lv X.; Hu Y. Asian J. Org. Chem. 2022, e202200438.
	(c) Su Y.; Zhao Y.; Chang B.; Zhao X.; Zhang R.; Liu X.; Huang D.; Wang K.-H.; Huo C.; Hu Y. J. Org. Chem. 2019, 84, 6719. doi: 10.1021/acs.joc.9b00434
[31]	Bégué D.; Qiao G.-G. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5339. doi: 10.1021/ja2118442

Entry	Molar ratio of 1a∶2a∶Base	Base	Time/h	Temp./℃	Solvent	Isolated yield/%
1	1.0∶1.0∶1.0	K₂CO₃	2	25	CH₃CN	65
2	1.0∶1.0∶1.2	K₂CO₃	2	25	CH₃CN	70
3	1.0∶1.0∶1.5	K₂CO₃	2	25	CH₃CN	67
4	1.2∶1.0∶1.2	K₂CO₃	2	25	CH₃CN	79
5	1.3:1.0∶1.3	K₂CO₃	4	25	CH₃CN	84
6	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	4	25	CH₃CN	92
7	1.5∶1.0∶1.5	Cs₂CO₃	2	25	CH₃CN	46
8	1.5∶1.0∶1.5	Na₂CO₃	9	25	CH₃CN	38
9	1.5∶1.0∶1.5	Et₃N	24	25	CH₃CN	15
10	1.5∶1.0∶1.5	DBU	24	25	CH₃CN	N.R.
11	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	4	25	THF	84
12	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	4	25	1,4-Dioxane	64
13	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	5	25	Toluene	76
14	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	4	25	DCM	53

Entry	Molar ratio of 1a∶2a∶Base	Base	Time/h	Temp./℃	Solvent	Isolated yield/%
1	1.0∶1.0∶1.0	K₂CO₃	2	25	CH₃CN	65
2	1.0∶1.0∶1.2	K₂CO₃	2	25	CH₃CN	70
3	1.0∶1.0∶1.5	K₂CO₃	2	25	CH₃CN	67
4	1.2∶1.0∶1.2	K₂CO₃	2	25	CH₃CN	79
5	1.3:1.0∶1.3	K₂CO₃	4	25	CH₃CN	84
6	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	4	25	CH₃CN	92
7	1.5∶1.0∶1.5	Cs₂CO₃	2	25	CH₃CN	46
8	1.5∶1.0∶1.5	Na₂CO₃	9	25	CH₃CN	38
9	1.5∶1.0∶1.5	Et₃N	24	25	CH₃CN	15
10	1.5∶1.0∶1.5	DBU	24	25	CH₃CN	N.R.
11	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	4	25	THF	84
12	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	4	25	1,4-Dioxane	64
13	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	5	25	Toluene	76
14	1.5∶1.0∶1.5	K₂CO₃	4	25	DCM	53

3-(三氟甲基)吡唑类化合物的合成