Hi! Could anyone verify this translation from french to english for me? I don't speak french, so It would be of immense value if someone could see if I did it correctly. EFFET DU BENZENE DANS LA REACTION DE GRIGNARD SUR LES NITRILES
P. Canonne, G.B. Foscolos and G. Lemay, Tetrahedron Letters Vol. 21, 155-158 (1980)
Comparés aux composés carbonylés, les nitriles sont des substrats peu réactifs avec les solutions organomagnésiennes éthérées; elles ne conduisent aux cétones correspondantes qu'avec des faibles rendements. Pour augmenter leur réactivité, plusieurs auteurs [1] utilisèrent le toluène comme milieu réactionnel, et à une température beaucoup plus élevée (reflux de toluène). L'augmentation des rendements ainsi obtenue fut attribuée à l'effet de la température et non à la réactivité des organomagnésiens dans ce solvant [2].
Dans la présente communication, nous décrivons les premiers résultats de recherches effectuées sur les nitriles à la température ambiante, avec les réactifs de Grignard, préparés dans le benzène en présence d'un équivalent d'éther (tableau 1). Les résultats rassemblés dans ce tableau démontrent, en effet, que les rendements en cétones, pour les réactions réalisées dans le benzène, sont supérieurs à 80%, alors qu'ils ne dépassent pas 50% pour l'éther à la même température. Une exception connue doit être signalée: l'acétonitrile avec le chlorure de benzylmagnésium fournit moins de 50% de la cétone correspondante [3]. Par ailleurs, comme Il est bien connu [4] qu'une quantité importante d'organomagnésien opposé à un nitrile conduit, à une température élevée, à l'obtention d'amines, nous n'avons utilisé qu'un faible rapport de réactif sur nitrile (R/C < 2).
Le mécanisme de l'addition nucléophile des réactifs de Grignard sur les nitriles [5] dans l'éther peut être schématisé de la façon suivante:
[Equation 1]
La formation du complexe suppose la coordination du magnésium de l'organomagnésien avec le nitrile et par conséquent, le déplacement d'une mole de solvant, en l'occurrence l'éther diéthylique, qui joue un rôle déterminant dans le déroulement de la réaction.
D'ailleurs, il y a lieu de rappeler que la différence de structure des organomagnésiens dans le benzène par rapport à celle dans l'éther, n'est pas négligeable. En effet, dans l'éther, les chlorures d'alkylmagnésium se comportent comme des dimères pour les concentrations utilisées alors que les bromures et les iodures changent de structure selon la concentration. Ils sont monomères à une concentration ~0.5 M et dimères à une concentration 0.5-1.5 M [7]. A l'inverse, dans les solvants aromatiques, et en présence d'un équivalent d'éther, les réactifs de Grignard, quel que soit l'halogénure, se présentent comme des dimères même à des faibles concentrations [8].
En conséquence, nous émettons l'hypothèse oue l'augmentation des rendements réactionnels dans le benzène est attribuable à celle de la réactivité de l'organomagnésien dans ce solvant, probablement d0 aux faits que la désolvatation partielle du réactif et le remplacement d'une molécule d'éther par une molécule de nitrile, comme coordinant du magnésium, s'y effectuent plus facilement (équation 2).
[Equation 2]
En outre, il a été observé, lors des réactions des organolithiens avec les nitriles énolisables qu'une grande solvatation par des solvants polaires favorise la réaction de l'énolisation [10], et non celle de l'addition. La nouvelle méthode, qui fait l'objet de ce travail, repose sur la préparation des organomagnésiens dans des solvants hydrocarbonés et leur utilisation subséquente avec les nitriles offre donc une importante valeur aussi bien du point de vue académique que pratique.
Nous avons observé, en effet, qu'en chauffant, de manière prolongée, à reflux de toluène, s'ajoutait à la réaction de condensation et à celle de formation des amines substituées une autre:
Equation 3
Ainsi lors de l'addition du chlorure de t-butyl magnésium préparé selon la méthode de Leigh [11] (dans le toluène en présence d'un équivalent de THF), on a isolé une cétone aromatique (28% par C.P.V.) au lieu de la triméthyl-2,2,4-pentanone. Les constantes physiques et spectroscopiques l'identifient sans ambiguité à ta phényl-l-méthyl-3-butanone-2 [12].
La même cétone (phényl-1-méthyl-3-butanone-2) a été obtenue (18% par C.P.V.) en faisant réagir à reflux sur l'isobutyronitrile le même organomagnésien, préparé dans l'éther puis remplacé après évaporation par le toluène. On constate que l'augmentation de la polarité du solvant favorise, de même que la température, la transformation du magnésien du butyle en celui du benzyle.
A ce stade, nous n'avons pas vérifié si le mécanisme de cette dernière réaction fait effectivement intervenir un transfert monoélectronique [13], mais il importait de la signaler comme une autre réaction secondaire parallèle à celle déjà décrite.
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Effect of benzene in the reaction of grignard reagents with nitriles, Bombard et al, Tet Lett 21, 155-158 (1980)
Compared to the corresponding carbonyl compounds, the nitriles are substrates not very reactive with etheral organomagnesium solutions; they do not readily form the desired ketones, and the reactions oftern give low yields. To increase their reactivity, several authors [1] have used toluene as the reaction solvent, and higher temperatures could be achieved (reflux of the toluene). The increase in the obtained yields was attributed to the higher temperature and not to the reactivity of the organomagnesium species in this solvent [2].
In the present communication, we describe the first results of our performed reasearch of nitriles at ambient temperature, with the Grignard reagent, prepared in benzene in the presence of one equivalent of diethyl ether (table 1).
The results in this picture show, in fact, that the yields of ketones in the investigated reactions in benzene are superior to 80%, while they do not exceed 50% in diethyl ether at the same temperature. A known exception has be signaled: the acetonitrile with benzylmagnesium chloride furnishes less than 50% of the corresponding ketone [3]. Besides, as It is well known [4] that using an excess quantity of organomagnesium reagent to a nitrile gives primary amines as a side product.
The mechanism of the nucleophilic addition of the Grignard reagents to the nitriles [5] in diethyl ether can be simplified in the following manner:
[Equation 1]
The formation of the complex supposes the coordination of the magnesium of the organomagnesium reagent with the nitrile and consequently, the displacement of one equivalent of solvent, in the case of diethyl ether, that play a role determining in the sequence of the reaction.
Besides, it should be remembered that the different structure of the organomagnesium reagent in benzene compared with ether, is not negligible. In fact, in ether, the chlorides of the alkylmagnesium behave as dimers in the used concentrations while the bromides and the iodides change structure according to the concentration. They are monomers at a concentration 0.5 M and dimers at a concentration of 0.5-1.5 M [7]. On the contrary, in the aromatic solvents, and in the presence of one equivalent of ether, the reactivity of the Grignard, whatever the halogen anion, present themselves as dimers at low concentrations [8]. Consequently, we postulate the hypothesis that the increase in yields in the benzene is attributable to the reactivity of the organomagnesium reagent in this solvent, probably due to the facts that the partial desolvation of the reagent and the replacement of a molecule ether by a nitrile molecule as a coordinant of the magnesium, itself effectuate the reaction more easily (equation 2).
[Equation 2]
In addition, it has been observed that with reactions of organolithiums with enolizable nitriles that solvation by polar solvents favor the reaction of the enolisation [10], and not the mode of addition. The new method, that is the focus of this work, rest on the preparation of the organomagnesium reagent in hydrocarbon solvents and their subsequent usage with the nitriles is of important value both from an academic or practical viewpoint.
We have observed, in fact, that while heating, in an extended way, to reflux toluène, added to the reaction condensation and to the one of formation of the substituted amines another:
[Equation 3]
Thus at the time of the addition of the tert-butylmagnesium chloride, prepared according to the method of Leigh [11] (in toluene, in the presence of one equivalent of THF), one has isolated an aromatic ketone (28% by GC) instead of the anticipated trimethyl-2,2,4-pentanone. Spectroscopic and physical data identifies it without ambiguity to phenyl-1-methyl-3-butanone-2 [12].
The same ketone (phenyl-1-methyl-3-butanone-2) has been obtained (18% by GC) while refluxing isobutyronitrile with the same grignard reagent, prepared in ether, but the solvent replaced by toluene after evaporation. One notes that the increase of polarity of the solvent favor, even at that temperature, the transformation of the tert-butylmagnesium chloride into the benzylic counterpart.
At this stage, we do not have verified if the mechanism of this last reaction does effectively intervene with a single electron transfer [13], but it imported to note it as another parallel secondary reaction to the one already described.
