close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Carbene in rumlich begrenzten Systemen I.

код для вставкиСкачать
E. Harnik, G. M. J. Schmidt, J. Chem. SOC.1954, 3295.
J. F. D. Mills, S. C. Nyburg, J. C'hem. Sue. 1963, 308, 927.
R. Thomas, P. Coppens, Acta CrystaNuZr. Sect B 1972, 28, 1800.
H. L. Ammon, G. L. Wheeler, Terrahedron 1973, 29: 2695; L. Fallon,
H. L. Ammon, R. West, V. N. M. Rao, Acta Cr.vslallugr. Sect B 1974,30,
2407.
J.-S. Lee, S. C. Nyburg, Actu Crystnllugr. Sect c' 1985, 41, 560.
A. Krebs, W Ruger, W.-U. Nickel, M. Wilke, U. Burkert, Chem Ber. 1984,
117,310.
J. Dannheim, W. Grahn, H. Hopf, C. Parrodi, Chem Ber. 1987,120,871.
H. Sakurai, K. Ebata, C. Kabuto, Y. Nakadaira, Chem. Lett. 1987, 301.
H. Sakurai, H. Tobita, Y Nakadaira, C. Kabuto, J. Am. Chem. Sor. 1982,
104,4288.
E. Heilbronner, H. Bock, Das HMO-Mudell und seine Anwendung. Grundlagen und Handhabung, 2. Aufl., Verlag Chemie, Wcinheim, 1978, S. 315.
G. Miehe, P. Susse, V. Kupcik, E. Egerr, M. Nieger, G. Kunz, R. Gerke,
B. Knieriem, M. Niemeyer, W. Liittke, Angew. Chem. 1991. I03, 1008:
Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1991, 30, 964.
A. Y. Meyer, H. Yinnon, Terrahedrun 1972, 28, 3915.
J. Fabian, R. Zahradnik, Angew. Chem. 1989,101,693; Angew. Chem. Int.
Ed. Engl. 1989, 28, 677.
E. Y. Gudriniece, P. V. Pastors, A. FI Ievins, Dukl. Akad. Nuuk SSSR
1972, 204, 874; Dukl. Chem. (Engl. Trans!.) 1972,204, 471.
K. A. Bello, L. Cheng, J. Gnffitha, J. Chem. Sac.. Perkin Trans.2,1987,815.
F. Campagna, A. Carotti, G. Casini, M. Ferappi, Gazz. Chim. Ilal. 1983,
113, 507.
W. V. Volland, E. R. Davidsou, W. T. Borden, J. Am. Chem. Soc. 1979. IUi,
533.
Kristallstrukturanalyse von 3: Enraf-Yonius-CAD4Diffraktometer,
p(MoKr)= 0.769 cm-'. Einkristall 0.1 1 x 0.4 x 0.4 mm3, T = 294 K. Kn,
Raumgruppe
stalldaten: M,= 562.56. Q~~~ = 1.294 g ~ m - ~monoklin,
P2,/c (Nr. 14), a =1053.6(3). b = 956.7(2), r =3439.9(4) pm. fl =
96.01(2)", I: =1.4433 n m 3 Z
~ = 2. w-Datenuammlung: 20 = 4-46', maximale McRzeit 150 s. Scan-Breite 0.90" + 0.35 tang. 2248 gemessene
(kh. k, + l),2101 symmetrieunabhangige Reflexe, davon 1762 als beobachtet eingestuft [ I > 20(l)l. Vcrfeinerte Parameter: 199. Strukturlosung:
SHELXS 86, Verfeinerung SHELXTL-Plus. Nichtwasserstoffatome anisotrop, Wasserstoffatome nach Reitemodell auf berechneten Positionen
isotrop. R = 0.0384, R, = 0.0363; groRte Restelektronendichte +0.17
~ . Elementarzelle enthiltzwei Molekiile Acetound -0.19 lo-' e ~ m - Die
nitril. Kristallstrukturanalyse von 4: Enraf-Nonius-CAD-4-Diffraktometer, p(MoKJ = 0.834cm-', Einkristdll 0.13 xO.27 x0.27 mm', T =
294 K. Kristalldaten: M , = 480.45,
= 1.409 gem - 3 , rbombisch,
Raumgruppe Plnn (Nr. 60), a = 1761.4(4). h = 731.5(2), c = 1757.6(5)pm,
V = 2.2646 nm3, Z = 4. ru-Datensanimlung: 28 = 4-46". Scan-Breite
0.90' + 0.35 tan$. 1842 gemessene ( + h , + k , +f), 1440 symmetrieunabhangige Reflexe, davon 1250 als beobachtet eingcstuft [I> 20(1)]. Verfeinerte Parameter: 172. Strukturlosung: MULTAN, Verfcinerung
SHELXTL-Plus. Nichtwasserstoffatome anisotrop, Wasserstoffatome
nach Reitermodell auf berechneten Positionen isotrop. R = 0.0307,
R , = 0.0261; gro1Jte Restelektronendichten f0.13
und -0.15
eprn-j. Weitere Einzelheiten zu den Kristallstrukturuntersuchungen kdnnen beim Fachinrormationszentrum Karlsruhe. Gesellschaft fur
wissenschaftlich-technische Information mbH. D-76 344 Eggenstein-Leopoldshafen, unter Angabe der Hinterlegungsnummer CSD-57 256. der Autoren und des Zeilschnftenzitats angefordert werden.
F. H. Allen. 0. Kennard. D. G. Watson, L. Brammer, A. Guy Orpen, R.
Taylor. .I. C h m . Soc. Perkin Trans. 2 1987, 1.
0. Ermer, Angew. Chrm. 1974.86,672; Angeiv. Chem. Int. Ed. Engi. 1974,
13, 604.
B.Rosenau, C. Krieger. H. A. Staab, Tetrahedron Leu. 1985. 26, 2081 ; K.
Maruyama, H. Imahori, K. Nakagawa, N. Tanaka, Bull. Chem. Soc. Jyn.
1989.62, 1626.
M. Ballcster, J. Carlaner, J. Riera. G. de la Fuenre, M. Camps, J. Org.
Chem. 1985, SO, 2287.
a) F. H. Herhstein, Acta C'rjxtaflogr. Seet B 1991, 47, 288; b) Anmerkung
bei der Korrektur (14. Juh 1993): Das Donor-Acceptor-substituierte 2(Thioxanthen-9-yhden)indan-1,3-dion
kristallisiert in ciner gefalteten und
einer gefaltel-verdrilllen Konformation (Verdrillungswinkel 11.1"); in Losung zeigen die beiden Konfomiere das gleiche UV/VIS-Spektrum (J. J.
Stezowsky, P. U. Biedermann, T. Hildenbrand, J. A. Dorsch, C. J. Eckhardt, I. Agranat, J. C'hrm. Sue. Chem. Commun. 1993, 213).
J. Fabian, Universitdt Dresden, personliche Mitteilnng (MNDO-CI mit
148 einfach und doppelt angeregten Konfigurationen, Programm SCAMP
4.30 (basierend auf AMPAC 1.0 und MOPAC 4.0)).
1331 G. Korliim, Ber. Bunsenges. PhJs. Chew. 1974, 78, 391; E. Fiseher, Chem.
Unserer &it 1975, 9, 85.
1341 R. Korenstein, K. A. Muszkat, S. Sharafy-Ozeri, J. Am. Chem. Soc. 1973,
95. 6177.
+
-
Carbene in raumlich begrenzten Systemen I.
1,3-C-H-Insertionsreaktion von Adamantyliden
im P-Cyclodextrin-Hohlraum **
Von Udo H. Brinker*, Riidfger Buchkremer,
Margaret Kolodziejczyk, RenC Kupjer, Murray Rosenberg,
Mark D. Poliks, Mario Orlando und Michael L. Gross
Professor Emanuel Vogel zum 65. Geburtstag gewidniet
Die Chemie von reaktiven Zwischenstufen (Gasten) in begrenzten Raumen von anderen Verbindungen (Wirten) bietet
interessante Moglichkeiten zur Entdeckung neuer ReaktionenL'1. Es ist anzunehmen, dal3 sich das Reaktionsverhalten
von Carbenen in raumlich begrenzten Systemen erheblich
von dem freier Carbene in Losung oder in der Gasphase
unterscheidet. Die enge Anpassung der Strukturen von Wirt
und Gastcarben aneinander sollte sowohl inter- als auch intramolekulare Reaktionen verindern. Aukrdem werden geeignete HohlraumgroBen die Beweglichkeit der eingeschlossenen Carbene so einschranken, daB diese voraussichtlich
selektiver reagieren.
In den letzten Jahrzehnten wurde die Carbenchemie in
einer Reihe von Reaktionsmedien eingehend untersucht"].
Uber Carbene. die in raumlich begrenzten Systemen erzeugt
wurden, ist jedoch fast nichts bekannt. Bisher wurden als
Wirtmolekule nur r - und j-Cyclodextrin (CD) verwendetL3],
wobei Carbene oder die entsprechenden Carbenoide als Zwischenstufen nicht sicher nachgewiesen werden k ~ n n t e n ' ~ ] .
Als Vorstufe fur das Gastcarben wurde das relativ stabile,
und als molekulavon Adamantan abgeleitete Diazirin 1
res ReaktionsgefiR p-CD gewahlt (siehe Schema 1). Die Verbindung 1 wurde nach LiterdtUrdngdbCnr6'synthetisiert und
war nach saulenchromatographischer Reinigung (Kieselgel)
unter LichtausschlulJ 'H-NMR-spektroskopisch rein. Der
j-CD-Komplex von 1 (1 .jj-CD) wurde hergestellt (Verhaltnis Wirt:Gast ca. 3 : l ) und charakterisiert. Um einen Austausch der im j-CD-Hohlraum eingeschlossenen Gastmolekiile durch Losungsmittelmolekiile zu verhindern, wurden
zur Charakterisierung Festkorper-NMR-Spektren aufgenommen. Die 3C-CP/MAS-NMR-Spektren lieferten uberzeugende Beweise dafur, daU sich ein EinschluBkomplex
gebildet hatte"]. Gestutzt wird dies ferncr durch die PulverRontgenbcugungsspektren von 1, p-CD, 1 . p-CD sowie
einem physikalischen Gemisch aus 1 und p-CD. Unter
den Bedingungen der FAB-Massenspektrometrie (FAB =
Fast Atom Bombardment) 1st der lose gebundene Komplex
jedoch nicht bestandig; es tritt nur das ( M - H) --Signal von
/?-CD aufr8].
Weiterhin wurden Kraftfeldrechnungen durchgefuhrt, um
Informationen iiber die riiumliche Anpassung von 1 an den
CD-Hohlraum und seine mogliche Position in ihm zu gewinnen[']. Berechnungen mit dem SYBYL-Kraftfeld unter Verwendung vorgegebener Parameter zeigten, daB 1 nahezu
[43
["I
Prof. U. H. Brinker, Dr. R. Buchkremer. M. Kolodziejczyk,
Dip].-Chem. R. Kupfer, M. Rosenberg
Department of Chemistry
State University of New York at Binghamton
Binghamtou, NY 13902-6000 (USA)
Telefax: Int. + 607/777-4478
Dr. M. D. Poliks
IBM Corporation
1701 North Street, Endicott, NY 13760 (USA)
Dr. M. Orlando, Prof. M. L. Gross
Department of Chemistry, University of Nebraska
Lincoln. NE 68 588-0304 (USA)
[**I Carbene Rearrangements, 41. Mitteilung. Wir danken der American
Maize-Products Company, flammond, IN, fur die in dieser Untersuchung
verwendeten Cyclodextrine. 40. Mitteilung: L.Xu, G. Lin, F. Tao, U. H.
Brinker, Actu Chem. S c u d . 1992, 46, 650.
-
Angew. Chem. 1993. 105, Nr. 9
(0 VCH ~rlagsgeseIlsehaJtm b f l , D-6Y451 Weinheim,1993
0044-8249/93/(I909-1427$ iO.OO+ .2510
1427
vollstandtg in den P-CD-Hohlraum eintaucht, wobei sich die
Diaziringruppe an der groDeren Offnung des Kegelstumpfes
befindet.
Die Photolyse (Hanovia 400 Wj des festen EinschluDkomplexes 1 . p-CD (Schema 1) ergab das Produkt der intramolekularen Carben-Insertion, 2,4-Didehydroadamantan, als
3 . /I-CD und 2-Adamantanonazin . P-CDt"] im Verhiltnis
von etwa 35:65["]. Beide Produkte wurden durch Vergleich
der NMR-Spektren mit denen der auf unabhangigem Weg
synthetisierten P-CD-Komplexe von 2-Addmantanonazin
und 2,4-Didehydroadamantan identifiziert. Wurde ein physikalisches Gemisch aus P-CD und 1 photolysiert, bildete
sich nur etwa 1% 2,4-Didehydroadamantan 3! Uberdies
fuhrte die Photolyse von 1 im festen Zustand nicht zu nachweisbarem 3.
1 . b-CD
3 ' b-CD
2 . j3-CD
4 ' P-CD
Versuchen wurde ferner ein Ion geringer Haufigkeit mit mjz
1401.5 gefunden, bei dem es sich vermutlich um ein rnit zwei
C,,H,,-Einheiten verknupftes p-CD handelt. Als Beweis
kann gesehen werden, daB nur 19 Wasserstoffatome rnit
D,O ausgetauscht werden. Es haben also zwei Insertionsreaktionen von zwei Adamantylidenen in zwei verschiedene OH-Bindungen von b-CD stattgefunden. Der absolute
Anteil der FAB-massenspektrometrisch eindeutig nachgewiesenen OH-Insertionsprodukte 4 .p-CD und 5 p-CD
(Schema 1) ist noch nicht bekannt. Da diese Verbindungen
jedoch mit der '3C-CP/MAS-NMR-Spektroskopie nicht gefunden wurden, miissen sie in jeweils weniger als 5 % Ausbeute entstandeti sein.
Es wird angenommen, dal3 Adamantyliden ein Carben rnit
Singulettgrundzustand ist ;die Erzeugung des Triplettzustandes gelingt sogar in Gegenwart von Photosensibilisatoren
n i ~ h t [ ' ~Die
] . Frage, ob das in p-CD eingeschlossene Adamantyliden ebenfalls ein Singulett-Carben ist, kann zur Zeit
nicht beantwortet werden. Laserblitz-Photolyse-Studien
konnten dieses Problem losen, aber auch Fragen beantworten, die sich mit den Unterschieden im Reaktionsverhalten
von ,,freiem" und von (partiell) eingeschlossenem Adamantyliden im Detail beschaftigen.
Wenn das in /3-CD erzeugte Carben 2 nicht leicht rnit
einem anderen Reaktionspartner reagieren kann, konnte es
sich in das hochgespannte Adamanten 6 umlagern, das bekanntlich sofort dimerisiert[l6I, inzwischen aber in einer Matrix bei niedriger Temperatur nachgewiesen werden konnte["]. Diese Reaktion scheint jedoch nicht stattzufinden,
wenn Adamantyliden 2 in 8-CD eingelagert ist['*].
5 . p-CD
Schema 1. Alle Gastmolekule konnen innerhalb und auoerhalb des 8-CDHohlraums sowie unterschiedlich raumlich angeordnet vorliegen. Das Carben
kann sich in die sekundiren Hydroxygruppen an der weiteren offnung des
8-CD-Molekuls oder in die primLren an der engeren offnung eingeschoben
haben.
Diese Ergebnisse stehen vollig im Gegensatz zur Produktverteilung bei der Photolyse von 1 in Kohlenwasserstoffen
als Losungsmitteln, bei der das Carben-lnsertionsprodukt
nichtI"1 (oder nur in Spurenj gebildet wird (0.2 % in HepBei der Photolyse in Losung ubenviegt eindeutig die
Bildung von Azin (76-85 YO)und Adamantanon['21.
Warum wird 3 . p-CD, das C-H-Insertionsprodukt, im
Festkorper in Ausbeuten bis zu annahernd 30 OO/ gebildet,
wahrend es bei der Photolyse in Losung nur in 1 0 . 2 % anfdlt? Die Komplexierung durch /I-CD andert die Reaktivitat
des Carbens Adamantyliden offenbar drastisch; die intramolekulare I ,3-C-H-Insertionsreaktion ist nun um den Faktor 150 wahrscheinlicher.
Im sauberen 13C-CP/MAS-NMR-Spektrum des Produktgemisches konnen alle Signale von 2,4-Didehydroadamantan und die meisten des Azins direkt zugeordnet werden. Ein
eindeutiger Hinweis auf Produkte, die aus einer Insertion
von Adamantyliden in die OH-Bindungen von P-CD resultieren, fand sich nicht. Der FAB- und Tandem-Massenspektrometrie zufolge hatte sich Adamantyliden jedoch in eine
der 21 OH-Bindungen von p-CD unter Bildung eines kovalent gebundenen Wirt-Gast-Komplexes mit dem ( M - H)-Ion m/z 1267 eingeschoben. Den Beweis erbrachte die Behandlung einer Probe mit D,O, um die iibrigen aktiven
Wasserstoffatome a u s z u t a ~ s c h e n ~und
~ ~ die
~ , StoDaktivierung des Ions m/z 1267; ein Verlust von 2,4-Didehydroadamantan konnte nicht nachgewiesen werden. Bei den FAB1428
0 VCH Verlugsgesellxhaft mbH, 0-69451 Weinheim, I993
1 .p-CD
6 8-CD
'
Fazit: Unsere Ergebnisse lassen stark darauf schlieDen,
dal3 wir die ersten intra- und intermolekularen Carben-lnsertionsreaktionen in einem raumlich begrenzten molekularen
Reaktionsgefao nachgewiesen haben.
Arbeitsvorschrgt
1 . p-CD: ZueinerLosungvou0.49 g(3 mmol) lin12mLDiethyletherwurden
3.4 g (3 mmol) p-CD-Hydrat in 150 mL Wasser gegeben. Nach 24 h Ruhren
wurde der Niederschlag abfiltriert, mehrmals mit Wasser und Ether gewaschen
und anschlieoend im Exsikkator getrocknet. Ausbeute: 2.9 g (2.4 mmol, 81 %).
Eingegangen am 17. Mam,
veranderte Fassung am 30. April 1993 [Z 59331
[l] Photochemistry in Organized and Consfrained Media (Hrsg.: V. Ramamurthy), VCH, Weinheim, 1991.
[2] a) W. Kirmse, Carbene Chemurry, Academic Press, New York, 1971:
b) Carbenes, Vol. f -3 (Hrsg.: M. Jones, Jr., R. A. Moss). Wiley, New
York, 1973, 1975,1978;c) W. M. Jones, U. H. Brinker in Pericyck Reactions (Hrsg.: A. P. Marchand, R. E. Lehr), Acadcmic Press, New York,
1977; d) Merhoden Org. Chem. (Houhen-Weyl) 41h ed. 1952-, Bd. E19,
1989.
[3] a) M. Kopiyama, H. Hirai, Bull. Chem. Soc. Jpn. 1981,54, 2053; b) L Am.
Chem. Sot. 1983,105,2018; c) C. J. Abelt, J. M. Pleier, J. Org. Chem. 1988,
53, 2159.
[4] Da 1 leicht sublimiert, sollte es tiefgekiihll gelagert werden.
IS] a) E. Schmitz, Dreiringe mil zwei Hereroaromen, Springer, Berlin, 1967;
b) Chemistry of Diazirines, Vol. I, II (Hrsg.: M. T. H. Liu), CRC Press,
Boca Raton, FL, USA, 1987.
[6] S. D. Isaev, A. G. Yurchenko, F. N. Stepanov. G. G . Kolyada. S. S. Novikov, N. F. Karpenko. Zh. Orx. Khim. 1973, 9, 724.
[7] Bei 1 . 8-CD sind die Signale bei d = 27-28 und 37 Dubletts, aus denen bei
0044-8249193IOY09-1428 8 iO.OO+ .2S/O
Angew. Chem. 1993, f0.7, Nr. 9
hoherer Auflosung jeweils zwei getrennte Linien werden. Bei einer physikalischen Mischung wlren diese Signale Smguletts. Die Dynamik der
Kreuzpolarisation gemessen durch die Kontaktzeit und die Protonenrelaxationszeit im rotierenden Rahmen, 7;,(H), ergah fur den Komplex 1 . pCD ein einziges Pro(onenspin-Reservoir, fur das phpsikaliqche Gemisch
dagegen nuei verqchiedene?rlumlich getreniite Protoiienspin-Reservoirs
(vgl. J. R . Carbow, B. J. Gaedc, J Agvic. Food Chenz. 1992, 40, 156).
[8] Die FAB-Massenspektren wurden durch BeschuB von Proben in einer
Glyccrin- oder Tricthanolaminmatrix mit einem Cs ' -1onenstrahl von annihernd 33 keV und Analyse der desorbierten Ioncn mit der erstcn Stufe
eines VG-Analytical-ZAB-T-Viersektorenmassenspcktrometers erhalten. Exakte Massenbestimmungen ergaben Werte mit Abweichungen
< 3.8 ppm von den theoretischen. StoUaktivierung des Ions mit m:i 1267.4
und Analyse der Produkte mit der zweiten Spektrometerstufe lieferten
Hinweise aufeinen Bruch des CD-Ringes. jedoch nicht auf einen Verlust
von C,,H,,. Das Massenspektrometer wurde von M.L. Gross (Methods
Enzymol. 1990. 193, 131) kurz beschrieben.
[9] Die Rechnungen wurden mit der SYBYL 6.0-Version von Tripos Associates auf einer 4D/35-IRIS-Workstation von Silicon Graphics durchgefiihrt.
Die Gesaintenergie des Komplexes unter Beriicksichligung der miiglichen
Konformationen von 1 in y-CD wurde mit kIilfe des ,,Dockmolekul"-Programms bestimmt.
[lo] Fur die Azinbildung werden mindestens drei Mechanismen diskutiert,
zwei davon verlangen ein Carben als Zwischenstufe (vgl. Lit. [5 b], Vol. I ,
s. 111).
11 11 Zusatzlich wurden unterschiedlichs Mengen Adamantanon gebildet.
[32] S . D. Isaev, V. P. Shcrstyuk, 0. E Kozlov, V. V. Skripkin, 1. Yanku, Teor.
Eksp. f i i m . 1991, 27, 211.
[l?] R. Kupfer, geplante Dissertation, State University of New York at Binghamton.
[14] Diese Probe, die ,,leere" und .,gefiillte" fl-CD-iMolekiileenthielt (NMRspektroskopisch bestimmtes Verhiltnis ca. 2: 1). wurde init D,O behandelt, um die aktiven Wasserstoffatome auszutauschen. Das ( M - H)--Signal von p-CD verschob sich dadurch von m/z 1133.4zu 1153.4; dies zeigt,
daD alle 21 aktiven Wasserstoffatome von D-CD durch Deuteriumatome
ersetzt wurden und ein ( M - D)--Ion desorbierte. Der Austausch war
nicht vollstindig es gab noch einige Isomere mit 20, 19. 18 und 17D-.
aber es war der hochste zu erreichende Austausch. In 4 8-CD konnten
20 aktive Wasserstoffatome ausgetduscht werden. wie die Verschiebung
von rn:z 1267.4 fur (A4- H). zu m/z 1286.5 fur ( M - D)- Teigt. Eiu
aktives 8-CD-W-asserstoffatom ging durch die Carbeninsertion in einc
OH-Bindung verloren.
[15] S. Morgan, J. E. Jackson, M. S. Platz, J Am. Cheni. Sor. 1991, 113,2782.
[16] a)D. J. Martella, M. Jones, Jr., P. von R. Schleyer. W. F. Maier. J. Am.
Chrm. Sw. 1979, 101, 7634; b) D. Lenoir, J. Firl, Liebigs Ann. Chpm. 1974,
3467.
[I71 J. Michl, G. J. Radziszewski. J. W. Downing, K . B. Wiberg, F. H. Walker.
R. D. Miller, P. KovaEiC, M. Jawdosiuk, V. BonaEiC-Koutecky,Pure Apyl.
Chern. 1983, 55, 315.
[I81 Dies konnte auch bedeuten. daU Adamanten 6 nicht aus dem Carben 2,
sondern aus dem Diazirin 1oder der umgelagerten linearen Diazovorstufe
gebildet wird (siehe J. E. Jackson, M. S . Platz in Advances in Carbenc
Chenzisrry, Vol. 1 (Hrsg.: U. H. Brinker), JAI, Greenwich, CT. USA, im
Druck.
~
Kupferkatalysierte 1,4-Additionen
von Trialkylaluminiumverbindungen an Enone
Von Jiirgen Westermann * und Kluus Nickisch
Die 1,4-Addition von Organometallverbindungen an
Enone ist eine wichtige Reaktion in der Organischen Chemie, die haufig nur mit Low-Order- oder High-OrderCupraten die gewunschten Produkte liefert". 'I. Denn mit
Organomagnesiumhalogeniden oder Organolithiumverbindungen in Gegenwart kdtalytischer Mengen an KupfersalZen nach Kharasch tritt oftmals eine 1,2-Addition als Folge
eines unerwunschten Angriffs auf die Carbonylgruppe als
Nebenreaktion auf.
Unser Ziel war, die 1,4-Addition einer Alkylgruppe an
Enone und kreuzkonjugierte Dienone katalytisch durchzufuhren. So konnte beispielsweise bisher unter katalytischen
[*] Dr. J. Westennann. Dr. K. Nickisch
Schering AG Berlin
MiillerstraDe 178, D-13342 Berlin
Angew. Cheni. 1993, IOS, Nr. 9
0 VCH
Bedingungen kein aliphatischer Rest in das kreuzkonjugierte
System 1, z.B. zu 2, eingefiihrt werden. Das in Position 3
methylsubstituierte Steroid 2, ein wichtiges pharmazeutisches Zwischenprodukt, konnte aus 1 nur rnit molaren
Mengen an Me,CuLi13] oder - unter katalytischen Bedingungen nur iiber ein dekonjugiertes Dienon synthetisiert
werden (Schema 1).
~
CH,
&fJY
oT-&
n
3
Schema I. 1,4-Addition an Steroid 1 mit Methylkupfer- und Methylmagnesim-Verhindungen (Bedingungen. Ausb. an 2 [%I, Ausb. an 3 [YO]):
1.8 Aquiv. Me,CuLi, O T , 75, 15-20; 1.1 Aquiv. MeMgBr/lO Mol-"h CuX,
t 5 , > R O ; Me,CuLi + Me,SiCI, -78 bis O'C, < 10, > 80; MeMgBr +
Me,SiC1/10 Mot.-?&CuX. < 5 . >90.
Wird Me,SiC1 oder BF,-Ether bei der Umsetzungvon 1zu
2 init molaren Mengen an Low-Order- oder High-OrderCupraten sowie mit den sehr reaktiven Organometallverbindungen MeMgX oder MeLi unter Cu-Katalyse zugesetzt[',"l, so wird ubenviegend die Carbonylgruppe angegriffen, wobei nach der Hydrolysc stets das Produkt 3
entsteht. Deshalb sollte die Organometallverbindung fur die
katalytische 1,4-Addition nur eine geringe Carbonylreaktivitat aufweisen, damit die konkurrierende 1,2-Addition unterbleibt. Aus diesem Grund haben wir Trialkylaluminiumverbindungen ausfiihrlicher untersucht.
Die Trialkylaluminiumverhindungen reagierten in Abhangigkeit von den Reaktionsbedingungen mit Carbonylgruppen im Sinne einer 1 ,2-AdditioncsJ,waren aber weniger reaktiv als erwartetL6]. Eine Reihe von 1,4-Additionen von
Organoaluminiumverbindungen sind bekannt : Kabalka
et a). berichteten iiber eine mit Luftsauerstoff initiierbare
1,4-Addition von Triisopropylal~minium[~~,
Dialkylaluminiumchloride reagieren teilweise ohne Katalysator mit LY$ungesattigten Carbonylverbindungen[8].Kupferkatalysierte
Reaktionen von Trialkylaluminium mit Carbonsaurechloriden sind wichtige Synthesewege zu Ketonen[']. Nickelkatalysierte 1,4-Additionen von Me,Al[l"al verliefen mit 1 nicht
selektiv (bei unseren Untersuchungen betrug die Ausbeute
an 2 nur 35 YO; siehe Nr. 18 in Tabelle 1). Im Zusammenhang
mit nickelkatalysierten Reaktionen wurde auch uber eine
1,CAddition von Me3A1 an Isophoron rnit [Cu(acac),]
(acac = Acetylaceton) als Katalysator berichtet['Obl.
Mole et al. konnten dieses Ergebnis nicht bestatigen['*'],
und auch wir beobachteten mit [Cu(acac),] als Katalysator
diesen Reaktionstyp nicht. 1,4-Additionen rnit den reaktiveren Alkenyl- und Alkinylaluminiumverbindungenan Enone
verlaufen glatt" ',''I, Alkylgruppen konnten jedoch bisher
nicht unter Cu-Katalyse von Aluminiumverbindungen auf
a$-ungesattigte Ketone ubertragen werden.
Bei der Suche nach geeigneten Katalysatoren fanden wir,
da3 die 1,4-Addition von Me3Alan Enone von CuBr katalysiert wird. Dabei sollte die Ubertragung der Mcthylgruppe
von Me,Al auf das Ubergangsmetallatom sowie anschlieBend auf das Enon schneller sein als der konkurrierende
Angriff an der Carbonylgruppe. Dieser ProzeB konnte wie in
Schema 2 angegeben ablaufen.
Nach dieser Methode konnten wir das Dienon 1 unter
katalytischen Bedingungen zu 2 umsetzen (Methode A), wo-
Verla~s~[,..rcNscheftjlls~ha~
mhH. D-69451 Weinhelm,1993
0044-8249j93!0909-1429 $10.00+ .25/0
1429
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
426 Кб
Теги
rumlich, carbene, begrenzten, systemen
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа