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Zur Darstellung von Pyrazino[321-jk]carbazol-Derivaten.

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308
Kucklander, Toberich und Kuna
Arch. Pharm.
7.52-7.10h 12H,aromat.);6.75(~,1 H,CH);4.47(~,3H,NCH3);4.12(s,3H,OCH3(C-6));3.38(s,
3 H, OCH, (C-7)). - UV (CH,OH): h max (log E ) = 219 (4.62), 258 (4.72). 323 (4.03) nm. - IR (KBr):
2830 (OCH,), 1620 (C=C), 1520 (C=N-), 1500 (C=C), 1430 (CH,) cm-1.
Literatur
1 36. Mitt.: J. Knabe und P. Dorfmuller, Arch. Pharm. (Weinheim)318, 531 (1985).
2 E. Langhals, H. Langhals und C. Ruchardt, Chem. Ber. 117, 1446 (1984).
3 I. Saito, Y. Kikugawa und S . Yamada, Chem. Pharm. Bull. 22, 740 (1974).
4 F. D. Popp und H. W. Gibson, J. Heterocycl. Chem. 1,5 1 (1964); F. D. Popp und J. M. Wefer, J. Heterocycl. Chem. 4, 183 (1967); B. C. Uff und J. R. Kershaw, 1. Chem. SOC.C 1969,666.
5 E. Stahl, Diinnschichtchromatographie, 2. Aufl., S. 827, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New
York 1967.
6 J. Szmuszkovicz und E. D.Bergmann, J. Am. Chem. SOC.75, 353 (1953).
7 S. Akiyama, K. Nakasuji und M. Nakagawa, Bull. Chem. SOC.Jpn. 44, 2231 (1971).
8 Dissertation A. Frie, Saarbrucken 1972.
[Ph 2231
Arch. Pharm. (Weinheim) 320,308-312 (1987)
Zur Darstellung yon Pyrazin0[3,2,1 j,k]carbazol-Derivaten
Uwe Kuckl&tder*, Hildegard Tbberich und Krystina Kuna
Institut fur Pharmazeutische Chemie der Universitaten Marburg und Dusseldorf, 4000 Dusseldorf 1,
Universitatsstr. 1
Eingegangen am 5. Mai 1986
Die Synthese der Tetrahydro-carbazolone 3a-g aus p-Benzochinonen 6a bzw. 6b und 2-(Aminomethylen)-cyclopentanon-Derivaten7 und die Cyclisierung des N-Amino-acetonitril-Abkommlings
3d zu der
Titelverbindung 8a werden beschrieben.
Synthesis of Pyrazmd3,2,lj,&lcarbazole Derivatives
The synthesis of the tetrahydrocarbazolones 3a-g from thep-benzoquinones 6a/b and the 2-(aminomethy1ene)cyclopentanonederivatives 7 is reported as well as the cyclisation of the N-aminoacetonotrile derivative 3d to the title compound 8a.
Pirlindol 1 ist ein neues Antidepressivum'! Bei der Synthese geht man vom Carbazolon-Abkommling 2 aus2).
0365-6233/87/0404-308S 02.50/0
0VCH VerlagsgesellschaftmhH, D-6940 Weinheim, 1987
309
hrrazinol3,2.l-i,klcarbazole
32018 7
Wir haben vor einiger Zeit eine neue Synthese der C yctohept- bzw. (cyclooct-)(b)indol-6(5H)-on-Derivate 4 bzw. 5 gef~nden~,~).
I
R
Unser Ziel war eine einfache Synthese van Pirlindol-ahnlichen Verbindungen aus
den geeignet substituierten Indolonen 3 (2. B. mit R = CH2CN). Zunachst muljte die
Anwendbarkeit unserer Meth0de~3~)fiir
die Darstellung der Carbazolone 3 gepuft werden.
Wie wir feststellten,lassen sich die N-substituierten Carbazolone 3a-d in besseren Ausbeuten aus den Chinonen 6 und den Aminomethylencyclopentanonen 7 unter Ringerweiterung5)darstellen, als die Cyclohept(b)indolone 4') und die Cyclooct(b)indolone
s4'.
H
*
6
7 R
3
R'
a:R=H
b: R = CH3
a: R = 4 (CH,C,H,)
b: R 4 (CR30CSH4)
C : R = CHaCN
a: 4 (CH3C6H4)
b: 4 (CH3CsH4)
C : 4 (CH3OC,B,)
d: CH2CN
e: 4 (CHsCsH4)
F: CH,
g: CHzCN
R2
R3
H
CH3
H
H
CH,
H
H
H
H
H
H
Ac
Ac
Ac
3 10
Kucklander, Toberich und Kuna
Arch. Pharm.
Die spektroskopischen Eigenschaften der Reaktionsprodukte 3a-d und der AcetylDerivate 3e-g stimmen mit der Carbazol-6-on-Struktur 3 uberein. Interessant ist der
Vergleich der spektroskopischen Daten der Cycloalkenon-Derivate 3b bzw. 3e und der
fruher darge~tellten~,~)
hoheren Homologen (s. Tab. 1).
Tab. 1: Spektroskopische Daten von 3b, e und Homologen in Chloroform
R=H
R=Ac
RinggroDe
n
6
7
8
3
4
5
CH3
13C-NMR
IR
W (Amax)
6 , ppm (CO)
cm-l
nm (lg F)
189.7
193.2
193.6
1660
1655
1645
328.5 (4.4)
330.0 (4.4)
333.0 (4.4)
Die mit steigender Ringgrolje zunehmende Ringspannung bewirkt im 13C-NMRSpektrum eine Erhohung der chem. Verschiebung des Carbonyl-C-Atoms im Cycloalkenon-Ring. Im IR-Spektrum nimmt 5 (C=O) dagegen ab. Bei den freien phenolischen
Verbindungen ist eine bathochrome Verschiebung mit zunehmender Ringgrolje zu beobachten.
Die Darstellung der Vorstufen 3d bzw. 3g fur die Synthese des Pirlindol-Analogen 8
gelang ebenfalls aus dem Enaminon 7c. Der Ringschlulj zum Pyrazino-indol8 erfolgte
schlieljlich in guter Ausbeute durch katalytische Hydrierung. Wir erhielten 8a direkt
als kristallines Acetat, das zur Charakterisierung in das N-Acetyl-Derivat 8b uberfuhrt
wurde.
8
a: R’ = H
b: R’ = A c
Die cyclische Struktur des Reaktionsproduktes ergibt sich aus den Massenspektren
und Elementaranalysen von 8a und 8b, sowie aufgrund der Registrierung eines Dubletfs im “C-NMR-Spektrum von 8 in Pyridin fur ein sp’-C-Atom bei 53.1 ppm
(C-3a). Somit sind diese Pirlindol-Analoga in einer Zweistufen-Synthese zuganglich.
Der erfolgreiche Ringschlulj beweist die Carbazol- 1-on-Struktur der Reaktionsprodukte 3.
32018 7
311
Pyrazino[3,2,l :i,klcarbazole
Experimenteller Teil
1 -(p-Tolyl-aminomethylen)-cyclopentanon(7a)
Darstellung analog. Lit.@fiir7b. Schmp. 177". - C,,H,,NO (201.3) Ber. C 77.6 H 7.5 N 7.0 Gef. C 77.5
H 7.5 N 7.0.
N-(2-Oxo-cyclopentan-l-methyny&amino-acetonitril(7c)
11.2 g (0.1 mol) Hydroxymethylencyclopentanon werden mit 10.2 g (0.1 1 mol) Aminoacetonitril . HCI
und 25.2 g (0.3 mol) NaHCO, in CH,CI, am Wasserabscheider bis zur Beendigungder Wasserabscheidung unter RuckfluD erhitzt. Das Gemisch wird filtriert, i. Vak. zur Trockne eingeengt und aus EtOH umkristallisiert. Schmp. 180". Ausb. 12.1 g(81 %). C,H,,N,,(150.2)Ber. C 64.0H 6.7 N 18.7 Gef. C 63.9
H 6.6 N 18.7.
Allgemeine Vorschr@ zur Synthese der 6-Acetoxy- bzw. 6-Hydroxy-(2H)-3,4-te~rahydro-carbazol-l-onAbkommlinge 3
0.1 mol Enaminon 7 werden in 50-100 ml Eisessig kalt gelost bzw. suspendiert und unter heftigem Riihren tropfenweise mit 60 ml einer 2 m Losung des p-Benzochinons in Eisessig oder Chloroform versetzt.
Nach der Zugabe wird 24 h bei Raumtemp. geriihrt, der Niederschlag abgenutscht und umkristallisiert.
Tab. 2: Analytische Daten der Carbazoione 3
IR(KBr)
MS
cm-1
M+ ' (m/z)
Schmp. (OC)
Solvens
Bruttoformel
Molmasse
Analysen
C
a: 34
249
Toluol
C19H17N02
291.4
Ber.
Gef.
78.3 5.9
78.4 5.9
4.8
4.8
3380
1630
291
b: 53
267
Toluol
C20H19N02
305.4
Ber.
Gef.
78.7
78.6
6.7
6.3
4.6
4.6
3120
1610
305
c: 35
205
EtOHlH20
C19H17N03
307.4
Ber.
Gef.
74.2 5.6
73.6 5.6
4.6
5.2
3160
1630
307
d: 35
255
Ethanol
C14H12N202 Ber.
240.3
Gef.
70.0 5.0
69.7 5.0
11.4
11.6
3180
1610
240
e: 75
167
Benzin
C2zHzlN03
347.4
Ber.
Gef.
76.1 6.1
76.0 6.1
4.0
4.0
1650
1750
347
f: 10
148
Cyclohexan
C15H15N03
257.3
Ber.
Gef.
70.0 5.9
70.2 6.0
5.5
5.5
1650
1760
257
g: 81
180
Toluol
C16H14N203 Ber.
282.3
Gef.
68.1 5.0
68.2 5.1
9.9
9.9
1650
1760
282
Ausb. %
H
N
8-Acetoxy-2,2,3a,4,5,6-hexahydro-l
H-pyrazino(3,2,l j , k ) carbazol @a)
2.82 g (10 mmol) 3g in 250 ml Eisessig werden mit PtO, in der Apparatur nach Parr bei 3 atm. bis zur Beendigung der H,-Aufnahme geschiittelt. Der Ansatz wird filtriert, das Losungsmittel i. Vak. abgezogen
und das erhaltene 61rnit wenig EtOH abs. zur Kristallisation gebracht. Nach dem Umkristallisieren aus
Toluol/Petrolether erhalt man 8a als Acetat mit dem Schmp. 142'. Ausb. 1,0 9 (58 96).
IR(KBr): 1750cm-I. MS (120"): m/Z = 270 (M+.,
33), 242 (66), 200 (100). 'H-NMR(D5-Pyridin):
6 (ppm) = 1,5-2,0 m (5-H, u. 4-H,), 2,1 s und 2,3 s (CH,CO), 2,6 mc (6-H,), 3,2 mc (2-H,), 3,5 mc
312
Kucklander, Toberich und Kuna
Arch. Pharm.
(3a-H), 3,7 ( l-H2), 7,2 mc (aromaten), 7,6 s (NH,). 13C-NMR(D5-Pyridin): 6 (ppm) = 21,l; 2 1,4; 22,5;
30,4; 433; 44,l; 53,l; 107,3; 109,8; ll,3; lI5,l; 128,8; 136,2; 138,3; 145,2; 170,3; 173,4. C,,H,,N,O, (330,4) Ber. C 65,4 H 6,7 N 8,5 Gef. C 65,4 H 6,7 N 8,6.
8-Acetoxy-3-acetyl-2,3,3a,4,5,6-hexahydro-l
H-4-pyrazin0(3.2,1-j,k)earbarol(8b)
8a wurde in Acetanhydrid unter RuckfluB zum Sieden erhitzt. Nach 2 h wurde i. Vak. eingeengt und aus
Petrolether umkristallisiert. Schm. 126". Ausb. 69 YO.
IR(KBr: 1750, 1630cm-I. MS (120"): 312 (M+., lo), 284 (8), 242 (30), 199 (40), 91 (100). 'H-NMR
(CDCI,): 6 (ppm) = 1,s-2,0 m (5-H, u. 4-H,); 2,25 s und 2,31 s (CH,CO); 2,7 m (6-H, u. 2-H,); 4,l m
(1-HJ; 5,2 (3a-H); 6,9 dd (J = 1,9 u. 7 Hz) 9-H; 7,2 m (7-H u. 10-H). C,BH,,N,O, (312,4) Ber. C 69,2
H 6,5 N 8,9 Gef. C 69,3 H 6,7 N 8,7.
Literatur
1 P. A. Martorana und R. E. Nitz, Arzneim. Forsch. 29,946 (1979).
P. J. Thorpe, Drugs of the Future 5, 39 (1980).
U. Kucklander und H. Toberich, Chem. Ber. 114, 2238 (1981).
U. Kucklander und H. Toberich, Arch. Pharm. (Weinheim) 314, 379 (1981).
Zum Reaktionsverlauf s. Lit.3).
V. N. Gogte, C. J. Jose, A. G. Namjoshi, Y. D. Vankar und B. T. Tilak, Indian J. Chem. Sect. B, 15,
778 (1977); C. A. 88,88843 (1979).
2
3
4
5
6
[Ph 2261
Arch. Pharm. (Weinheim) 320, 3 12-3 17 (1987)
Darstellung von 1,2,3,3a,4,5,6-0ctahydro-9-hydroxypyrazinot 1,2,3$g]c y clohept[b]indol Derivaten
Uwe Kucklander*, Hildegard Toberich und Krystina Kuna
Institute fur Pharmazeutische Chemie der Universitaten Marburg und Dusseldorf, 4000 Dusseldorf 1,
Universitatsstr. 1
Eingegangen am 5. Mai 1986
0365-6233/87/0404-3 12 $02.50/0
E VCH VerlagsgesellschaftmbH,D-6940 Weinheim, 1987
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