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Eine effiziente Synthese von 8-Oxabicyclo[3.2

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~~
setzung neigen als a-Brorn- oder gar a,a'-Dibromketone und da-
~
Dieses Manuskript ist
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Angew. Chem. Suppl.
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to be cited as
Angew. Chem. Suppl.
1982,241-249
1982,241-249
her destillativ leichter zu reiniqen sind. Ihre physiologische Reizwirkung ist wahrscheinlich qerinqer (vql. Ref. 2c,
3a). Zudem kannen a-Chlorketone durch C-C-Verkniipfung auf
verschiedenen Wegen aufqebaut werden, was neue Anwendunqen
8 Verlag Chemie GmbH. 049940 Weinhelm. 1982
0721 ~4227/82/02024241802.50/0
~
~
~~
in der Synthese erhoffen 1lEt.
~~~~~
Eine effiziente Synthese von 8-Oxabicyclo~3.2.lloct-6-en-3-
Wir fanden, da8 eine Reihe von a-Chlor- und a-Bromketonen in
onen, praparativ wertvollen [4+3]-Cycloaddukten
Geqenwart von Triethylarnin oder Natriummethanolat rnit Furanen zu 8-0xabicyclo[3.2.11oct-6-en-3-onen
reaqieren, wenn als
Von Baldur Fohlisch, Eberhard Gehrlach und Rolf Herter
Solvens Methanol
gewxhlt wird /8,9/. Mit der Cycloaddition
konkurrieren jedoch verschiedene nucleophile Reaktionen des
Die durch Cycloaddition von Allylium-2-olaten an Furane zuMethanols, namlich die Bildung von a-Methoxyketonen, die Faqlnglichen Titelverbindunqen 2
haben sich als wertvolle
vorskii-Umlagerung oder die Addition an die Carbonylgruppe
Edukte zum Aufbau verschiedener Naturstoffe und biologisch
des a-Halogenketons unter Bildunq von Methoxyoxiran-Zwischenaktiver Analoqa erwiesen /.l/. Die Cycloaddukte rnuEten jedoch
stufen / l o / .
bisher nach aufwendigen Verfahren synthetisiert werden, namlich aus a,a'-Dibrornketonen und metallischen Reduktionsrnitteln /2,3/. a-Monobromketonen und Silbertetrafluoroborat/Triethylamin./le,4/ oder maskierten Synthesebausteinen /5-7/.
Hier sol1 uber eine Methode berichtet werden, nach der sich
mit wohlfeilen Basen als Hilfsstoffen nicht nur a-Bromketone,
sondern auch die billiqeren a-Chlorketone urnsetzen lassen.
Ein weiterer Vorteil ist, da6 a-Chlorketone weniqer zur Zer-
1
*
Prof.Dr.B.Fohlisch,
IX = C1, Br)
2
cand. chem. E.Gehrlach und Dr.R.Herter
Institut fiir Orqanische Chemie, Biochemie und Isotopenforschunq der Universitat Stuttgart, Pfaffenwaldrinq 5 5 ,
D-7000 stuttqart 80
- 241
Tabelle 1
Edukt
-
- 243
-
8-Oxab~cyclo[3.2.l]oct-6-en-3-one 2 durch Reaktion "on aHalogenketonen I mit Basen in TFE/Furm (1:l v/vl bei
Raumtemperatur
Baseta1 Reakt. Produkt Ausb. Kugelrohrtemperatur
zeit
2
la1
[TI I FP ["cl
L
1
N(C2H51
45
CF3CH20Na
56
Fp
N(C2H5)3
17
120-140'C/12 Torr
CP3CH20Na
80
Fp
CF3CH20Na
120-140pC/12TOII
41-42-C
33-35T[b]
93
CF3CH20Na
N(C2H513
55
70-90'C/0.001
Fp
N (C2H5)
h
N(C2H51
75min
Id
9
h
52
84
1
I
N(C2H513
N(C2H5)
spektren
in R e f .
Torr
[2bl
[2hl
"31
R1
R2
R3
R4
X
4
CH3
CH3
H
H
C1
2
CH3
H
H
CH3
C1
2
CH3
H
H
CH3
BI
0
CH3
H
CH3
CH3
C1
p
CH3
CH3
H
CH3
C1
E
C1
C1
H
C1
C1
3
Cl
c1
c1
c1
c1
$
H
-
H
Br
-(CH I
2 3
-
Wir erwarteten, daE diese Konkurrenzreaktionen in den Solventien 2,2,2-Trifluorethanol LTFE) oder 1,1.1,3,3,3-Hexafluor-
88-89T
90-12ODC/0.O01Ton
Fp 88-89'C
[cl
60-7OpC/0.O02Tor=
Fp 43-44-2
[3al
2-propanol (HFIP) unterdruckt und daher die Cycloaddition begunstiqt werden sollte; denn diese fluorierten Alkohole sind
sehr schwach nucleophil und entfalten eine hohe Ionisationskraft bei Solvolysen /ll/.
In der Tat fanden wir, daE sich die a-Haloqenketone
[a]
2 MOl%uivalente Triethylamin oder 1 Mol.a.qujvalentNatriumtri-
fluorethanolat
Produkt enthielt maximal 6% der C-2/C-4-Epimeren. Fp des isomerenreinen 2h
__ : 45-46'C /2c/
[c] 'H-NMR (CDcl3):6 = 5.25 (s.1-H+ 5-HI und 6.65 ( s , 6-H + 7-HI. .
IR ICHCl3): 1765 cm-l (C=Ol. C,H4C1402 (261.91 Ber. C 32.10 H 1.54
C1 54.14, G e f . 3 2 . 3 2 H 1.64 C1 53:90.
Ibl
Das
Natrium-2,2,2-trifiuorethanolat
in
in guten Ausbeuten zu den er-
warteten 8-0xabicyclo[3.2.lloct-6-en-3-onen
sen (Tabelle 1).
2
umsetzen las-
Die Aufarbeitung ist sehr einfach; man mu13
nicht chromatoqraphieren. Das Losunqsmittel kann destillativ
reqeneriert werden.
- 242 -
l5-Q
TFE/Furan (1:l v/v) mit Triethylamin oder in situ erzeugtem
- 244 -
Ein Hinweis auf eine allylische Zwischenstufe oder ein Cyclopropanon ist die Tatsache, daE der Bicyclus &3
als auch aus
le
entsteht. Die Bicyclen
fb;f
sowohl aus '$
werden in stereo-
2b
selektiver Reaktion qebildet; wahrend neben
ca. 5% der c-2-
/C-4-Epimeren vorlieqen, lieBen sich keine Stereoisomeren von
rd
und
zf nachweisen. Beim Tricyclus :2
_.
ist aus Gritnden der
Rinqspannung nur das qebildete Isomer moglich. In Methanol wer.
den die Cycloaddukte 25,
2s
und
ZQ
nicht gebildet /8,9/, was
den Vorteil des fluorierten Alkohols unterstreicht. Bei der
Synthese Yon
Zh
aus 2,6-Dibromcyclohexanon, Furan und Dieisen-
nonacarbonyl entsteht als Beiprodukt durch elektrophile Substitution des Furans 2-(2-Furyl)-cyclohexanon
/3a/; es tritt
bei unserer Reaktion nicht auf.
tionsverdampfer einqeengt. Der Ruckstand wurde im Kuqelrohr
unter vermindertem Druck destilliert.
21
__
8-0xabicycloi3.2.lloct-6-en-3-on
:
AUS 9.16 g Zinkstaub
und 523 mq Kupfer(I1)-acetat-Monohydrat wurde nach dem Verfahren von Le Goff /14/ das Zn-Cu-Paar herqestellt. ES wurde in 50 ml mit Ammoniumchlorid qestittiqtem Methanol suspendiert. Man fiigte 1.31 q (5 mmol) gg zu und lie% 36 h bei
Raumtemperatur riihren. Der anorqanische Feststoff wurde abfiltriert und mit Methanol qewaschen. Das Filtrat wurde mit
100 ml einer 7-proz. wS8riqen L6sunq van Dinatriumdihydroqenethylendiamin-tetraacetat-Monohydrat versetzt und sechs-
Grenzen unserer Methode werden durch die Reaktionen des 2und des l-Chlor-3-phenyl-2-
Chlor-2,4-dimethyl-3-pentanons
ES wurde abfiltriert und nit trockenem Ether qewaschen. Das
mit der Waschfliissiqkeit vereiniqte Filtrat wurde im Rota-
propanons markiert. Erstere Verbindunq setzt sich bei Raumtemperatur extrem lanqsam ( > 3 Monate) zum Bicyclus
2
um.
ma1 mit je 50 ml Dichlormethan extrahiert.
Die vereiniqten organischen Extrakte wurden mit qesxttiqter
NaHCOj-L8sunq gewaschen und mit MqS04 getrocknet. Man destillierte das Losunqsmittel im Rotationsverdampfer ab und
Das letztere Halogenketon liefert als Hauptprodukt durch
sublimierte die zuritckbleibenden Kristalle (Raumtemperatur,
Favorskii-Umlaqerung 3-Phenylpropansaure-2,2,2-trifluorethyl-
Kiihlfinqer). Ausbeute 552 mq (89%). Schmp. 38-39'C
ester, neben dem erwarteten Cycloaddukt, einem Gemisch der
38~~).
Das 'r3-NMR-Spektrum stand mit den publizierten Daten
beiden C-2-Epimeren.
/15/ in Einklanq.
Durch Reduktion von Zf
_ _ mittels Zn-Cu-Paar ist auch das unsubstituierte bicyclische Xeton
2i
(Lit./lS/
Diese Albeit wurde von der Deutschen Forschunqsqemeinschaft
in guter Ausbeute zuqznqund dem Fonds der Chemischen Industrie unterstittzt.
lich /9/.
Das Tetrachlorid 2gl&Et sich ebenso reduzieren.
- 245 -
- 247 -
In HFIP sind die Reaktionszeiten llnqer; vermutlich ist in dem
LITERATUR
acideren Alkohol die Deprotonierung am a'-Kohlenstoffatom des
/1/ a) Tropone: H.Takaya, Y.Hayakawa, S.Makino und R.Noyori,
a-Halogenketons langsamer. Wir erwarten, daE sich die auch mit
J.Am.Chem.Soc.
TFE relqtiv lanqen Reaktionszeiten durch Arbeiten bei hijherer
Temperatur im Autoklaven oder unter Hochdruck-Bedingunqen /13/
41
(1976) 2075; c) Preloq-Djerassi-Lacton: J.D.White und
abkiirzen lassen.
J.Fukuyama, J.Am.Chem.Soc.
side:
Arbeitsvorschriften:
Synthese von
(1978) 1778; b) (+)-Nonactinslure:
M.J.Arco, M.H.Trammel1 und J.D.White, J.Org.Chem.
m,M.Watanabe
(1979) 226; d) C-Nucleound R.Noyori, Tetrahedron Lett.
1978, 4403, dort weitere Lit.;
-
g:
e) Analoqa des Muscarins
und a-Multistriatins: A.P.Cowlinq, J.Mann und A.A.Usmani,
a)
mit Triethylamin als Base
J.Chem.Soc.,Perkin
Trans. 1,
1981, 2116.
Zu einer maqnetisch qerithrten Mischunq aus 10 ml TFE, 10 ml
/2/ a) H.M.R.Hoffmann, Anqew.Chem. 85 (1973) 877; AnqeW.Chem.
Furan und 2.78 g (20 mmol) Triethylamin tropfte man 1 0 mmol
a-Haloqenketon
1 , verschloB
2
Int.Ed.Eng1.
(1973) 819; b) H.M.R.Hoffmann, K.E.Clemens
den Kolben dicht und lie0 bei
Raumtemperatur riihren, bis im GC kein
1
94
und R.H.Smithers, J.Am.Chem.Soc.
(1972) 3940; c)
M.R.
mehr nachzuweisen
Ashcroft und H.M.R.Hoffmann, Org.Synth.
(1978) 17;
war (Reaktionszeiten S . Tabelle 1). Man qoE das Gemisch in
d) D.I.Rawson, B.K.Carpenter und H.M.R.Hoffmann.
Wasser und extrahierte mit Diethylether. Die vereiniqten
Ether-Extrakte wurden mit MqSO
Soc.
getrocknet und im Rotations-
J.Am.Chem.
101 (1979) 1786.
/3/ a) H.Takaya, S.Makino, Y.Hayakawa und R.Noyori, J.Am.Chem.
verdampfer eingeengt. Der Ritckstand wurde in Vakuum im Kuqel-
SOC.
-
rohr destilliert.
b)
mit Natrium-2,2,2-trifluorethanolat
*.
als Base
(1978) 1755; b)
und R.Noyori, Bull.Chem.Soc.
12
(1978) 2745; c) R.NoyOri, Acc.Chem.Res.
(19791
61 und weitere Arbeiten von R.Noyori und Mitarbeitern.
Man loste 0.23 g (10 mmol) Natrium in 10 ml TFE, lieE abkiihlen, fuqte 10 ml Furan sowie 10 mmol
1 zu
/4/
J.Mann und
/S/
H.Sakurai, A.Shirata und A.Hosomi, Anqew.Chem.
A.A.Usmani, J.Chem.Soc.,
Chem.Commun.
und lie% im ver-
1980,
91
1119.
(1979)
schlossenen GefSE riihren. Der Endpunkt der Reaktion lie0 sich
178; Angew.Chem.,Int.Ed.Enql.
(1979) 163.
durch Tupfeln auf pH-Universalindikatorpapier erkennen (neutrale Beaktion) oder durch das GC. Natriumchlorid fie1 aus.
/6/ N.Shimizu und Y.Tsun0, Chem.Lett. 1979, 103.
/7/ H.M.R.Hoffmann
- 246 -
und J.Matthei, Chem.Ber.
- 248 -
113
(1980) 3837.
/ 8 / B.Fbhlisch, W.Gottstein, R.Kaiser und I.Wanner, Tetra-
hedron Lett.
1980, 3005.
/9/ B.Fohlisch, W.Gottstein, R.Herter und I.Wanner, J.Chem.
Res. S1981, 246.
/lo/
B.Fohlisch und E.Gehrlach, unveroffentlichte Versuche.
w,R.D.Fischer,
/11/ a) V.J.Shriner,
S.R.Hartshorn,
ES ist nun qelunqen, aus Ketonen
g
uber 1 . Hydrazonbil-
M.A.Kessick, L.Milakofsky und M.W.Rapp, J.Am.Chem.Soc.
dunq, 2. Mercurierunq/3/ und 3. Reduktion die Acetoxyalkyl-
91
Radikale
(1969) 4838; b) €.L.Schadt
hedron Lett.
1974, 2335
Tetra-
und P.v.R.Schleyer,
und weitere Arbeiten von
P.V.R.
z
zu qenerieren, die ebenfalls nucleophile Eiqen-
schaften besitzen/4/.
Schleyer und Mitarbeitern.
/12/ N.J.Turro,
S.S.Edelson,
J.R.Williams,
W.B.Hammond, J.Am.Chem.Soc.
/13/ Ubersicht: W.LeNoble und
91
Th.R.Darlinq und
11969) 2283.
w,Angew.Chem.
92
(1980)
3 ) NaBH4
6
887.
2
/14/ E.LeGoff, J.Org.Chem.
/15/
A.E.Hil1, G-Greenwood und H.M.R.Hoffmann,
95
7
(1964) 2048.
J.Am.Chem.Soc.
(1973) 1338.
Damit wird das Carbonyl-Kohlenstoffatom von einem Acceptor (a') zu einem Donor (d') umqepolt/5/.
Radikale
I
aus den Ketonen
Einqeganqen am 21. April 1981 /Z 993
Erzeugt man die
in Geqenwart von Acrylonitril, dann lassen sich
2
g
uber die Hydrazone
S/
silberverbindunqen
2
Produkte
'g
und die Orsanoqueck-
synthetisieren, die in
1,4-Position Heteroatome traqen ITab. 1 ) / 6 / .
AH2
1 ) HgO/Hg (OAc)
B
C
2)NaC1
B
OAc
R1-&-HqCl
k'
4
- 249 -
-
251 -
NaBH4
Dieses Manuskript ist
zu zitieren als
Angew. Chem. Suppl.
1982,250-256
D Verlag Chemie GmbH, D- 6940Weinheim, 1982
0721-4227/82/0202-025OS02.50/0
c
2
This manuscript is
to be cited as
Angew. Chem. Suppl.
1982,250-256
H2C=CHCN
A~O-CR~R'-CH -CH -CIN
2
2
_10_
Tabelle 1.
I! *
2)
1;
Synthese von
durch Mercurierung der Hydrazone
und Reduktion in Geqenwart von Acrylonitril
(2 * 19).
UmDolunq der Carbonylreaktivitat
**
uber Acetoxyalkyl-Radikale
*
Von Bernd Giese
CH3
CH 3
71
70
und Ulrich Erfort
CH3
C2H5
61
65
CH3
i-C3H,
35
62
tat die vinylischen C-Atome von a.6-unqesattigten Ketonen,
C2H5
C2H5
45
71
Estern und Nitrilen anqreifen/l,2/.
1-C H
i-C H
3 7
l4
33
(CH2)
54
72
(CH2)
52
12
Alkyl-Radikale sind Nucleophile, die mit hoher Selektivi-
Dies kann ausqenutzt
werden, urn Alkane RH durch Reduktion von Alkylquecksilbersalzen
an "elektronenarme"Alkene
RHqCl
+
X\
/y
C=C
'H
1
a
NaBH4
Z'
2
anzulaqern/2/.
X Y
I 1
"-C-'i-"
H Z
2
Der Mercurierungsschritt
Kettenreaktion
ten.
(2
*
12)
(g
*
2)
erfolqen
und die radikalische
in bis zu 72proz. Ausbeu-
Erst zwei sperrige Isopropylgruppen senken die Um-
Prof. Dr. B. Giese, Dip1.-Chem. U . Erfort
satze auf 14% bzw. 33% ab (Tab. 1).
lnstitut fur Oroanische Chemie und Biochemie der Tech-
der "elektronenarmen" Alkene kann z. B . an den Umpolunqs-
nischen Hochschule, PetersenstraDe 22, D-6100 Darmstadt
reaktionen des Norcampherhydrazons
DieSe Arbeit wurde von der Deutschen Forschunqsqemein-
(Tab. 2).
Die Variationsbreite
(1')
t*
schaft und dem Fond der Chemischen Industrie unterstutzt.
- 250
-
-
252 -
qezeiqt werden
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