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Synthese von 2- Юthyl-3-oxo-3H-naphtho-1.8-bcthiophen - ein zu Phenalenon iso- -elektronisches Thia-pseudophenalenon

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Neidlein und Seguil-Camargo
Arch. Pharm.
Arch. Pharm. (Weinheim) 311,710-714 (1978)
Richard Neidlein’)*) und Luis Seguil-Camargo
Synthese von 2-Athy1-3-oxo-3H-naphtho-(1 .&bc)thiophen - ein zu
Phenalenon iso-.rr-elektronischesThia-pseudophenalenon
Aus dem PharmazeutischChemischen lnstitut der Universitat Heidelberg
(Eingegangen am 1. September 1977)
Die Reaktion yon 2-Athylbenzo(b)thiophen (1) mit Zimtsaurechlorid in Gegenwart von SnC14
ergibt 3-( 2-;6thylthionaphthyl)-styryl-keton (2), welches mit 2,4-Dinitrophenylhydrazinund pMethyl-benzolsulfonylhydrazid in die substituierten Hydrazone 3a und 3 b iibergeht; wird das
g fi-ungesattigte Keton 2 mit Aluminiumchlorid behandelt, so reagiert dieses unter Eliminierung
von Benzol zu dem Thia-pseudophenalenon 5.
Synthesis of 2-Ethyl-3H-naphtho[l .&bc] thiophen-3-one - a Thiapseudophenalen-3-onewhich
is Iso-n-electronic with Phenalenone
2-Ethylbenzo[b]thiophene (1) reacts with cinnamic chloride in the presence of SnCl4 t o yield
3-(2-ethylthionaphthyl) styryl ketone (2) which in turn reacts with 2,4-dinitrophenylhydrazine
or p-methylbenzenesulfonohydrazide to give the substituted hydrazones 3a and 3b; the Thiapseudophenalen-3-one is obtained from the &&unsaturated ketone 2 with aluminium chloride
by elimination of benzene.
In Fortfuhrung unserer Untersuchungen uber heterocyclische 12-77-und 14n-Systeme bemiihten wir uns um die Synthese des 2-Xthyl-3-oxo-3H-naphtho(1.8-bc)thiophens und im Hinblick auf die Klarung des Reaktionsmechanismus auch um die Isolierung von Zwischenprodukten.
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20. Mitt. ,,Heterocyclische 12-n- und 14-n-Systeme”
19. Mitt.: R. Neidlein und K. F. Cepera, Chem. Ber. I I I , 1824 (1978).
D. A. Schirley und M. D. Cameron, J . Am. Chem. SOC.74, 664 (1952).
R. Neidlein und M. H. Salzl, J. Chem. Res. (S)1977, 118; J. Chem. Res. (M) 1977, 1466.
R. Neidlein und M. H. Salzl, Justus Liebigs Ann. Chem. 1977, 1938.
R. Neidlein und M. H. Salzl, Arch. Pharm. (Weinheim) 310, 685 (1977).
R. Neidlein und M. H. Salzl, Chem. Ztg. 101, 357 (1977).
R. Neidlein und M.H. Salzl, Chem. Ztg. 101, 357 (1977).
R. Neidlein, K. F. Cepera und M. H. Salzl, Chem. Ztg. 101, 558 (1977).
R. Neidlein und K. F. Cepera, Justus Liebigs Ann. Chem. 1978, 627.
R. Neidlein und K. F. Cepera, Chem. Ber. 110,2388 (1977).
R. Royer, P. Demerseman, J. P. Lechartier und A. Cheutin, J. Org. Chem. 27, 3808 (1962).
a v e r l a g Chemie, GmbH, Weinheim 1978
31 1/78
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Heterocyclische 12-n-und 14-n-Systeme
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Das nach der Methode von Schirley und Mitarb.3) nach Metallierung von Benzo(b)thiophen mit n-Butyl-Lithium sowie anschlieBender Alkylierung mit Diathylsulfat leicht und in guten Ausbeuten erhaltliche 2-Xthylbenzo(b)thiophen wird mit
Zimtsaurechlorid und Benzol als Losungsmittel in Gegenwart von SnC14 bei + 10"
in Stellung 3 acyliert4- 12) und hierbei in guten Ausbeuten 342-X thylthionaphthyl-)styrylketon (2) erhalten.
Das in Deuterochloroform aufgenommene 90-MHz-*H- NMR-Spektrum 1 s t die CH3-CH2Gruppe erkennen, die in Form eines (1 : 3 : 3 : 1)-Quartetts und eines (1 : 2 : 1)-Tripletts auftritt, wobei die CH~-Protonenals Triplett bei 6 = 1,40ppm liegen (da die beiden Nachbarprotonen der -CHz-gruppe chemisch aquivalent sind)13) und die -CH2-Protonen als Quartett bei 6 =
3.1 1 ppm erscheinen. Da diese vicinalen Protonen in einer frei rotierenden Kohlenwasserstoffkette vorliegen, zeigt sich eine typische Kopplungskonstante von J = 8.0 Hz. Die olefinischen
Protonen H' und H" des Styrylrestes bilden ein AB-System, das als Dublett bei 6 = 7.20 ppm und
6 = 7.58 ppm erscheint. Dabei zeigen diese eine Kopplungskonstante von J = 1 6 Hz; dies ist auf
die trans-Stellung der Protonen zuriickzufuhren13). Die Resonanzsignale der Phenylprotonen fallen mit den Signalen der Protonen H-5 und H-6 des Benzo(b)thiophensystcms als Multiplett
zwischen 6 = 7.34 ppm und 6 = 7.62 ppm zusammen. Die Resonanz der Protonen H- 4 und H- 7
ist zu tieferem Feld verschoben: H-4 infolge des anisotropen Effekts der C=O-Gruppe und H-7
aufgrund des -M-Effekts des S-Atoms; sie bilden ein Multiplett zwischen 6 = 7.72 ppm und 6 =
7.90 ppm.
Das a,P-ungedttigte Keton wurde nach bekannten Methoden in die Hydrazone
3a und 3b ubergefuhrt.
13 D. H. Williams und J. Fleming, Spektroskopische Methoden in der Organischen Chernie,
Georg Thieme Veriag, Stuttgart 1971.
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Neidlein und Seguil-Camargo
Arch. Pharm.
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3a
Im 1 H-NMR-Spektrum (90 MHz, CDC13) erscheint die CH2-Gruppe erwartungsgema als Triplett
mit einer chemischen Verschiebung von 6 = 1.33 ppm, die -CHz-Protonen treten bei 6 = 2,82
ppm in Form eines Quartetts auf. Beide Signale zeigen die erwartete Kopplungskonstante von
J = 16 Hz; die olefinischen Protonen H’ und H” bilden ein AB-System, ebenso wie die Verbindung
2; hier ist nur das Resonanzsignal von H” als Dublett bei 6 = 6.58 ppm zu finden. Das Resonanzsignal des Protons H’ fallt mit den Protonen des Phenylrestes und den Protonen H- 5, H-6 und
H- 7 des Benzo(b)thiophensystems zwischen 6 = 7.22 und 6 = 7.48 ppm zusammen. Die drei
Protonen Ha, Hb und Hc des 2.4-Dinitrophenylrestes zeigen die charakteristische “Long-range”Kopplung: Ha koppelt mit Hb und erscheint als Dublett mit einer chemischen Verschiebung von
6 = 8.10 ppm und Jab = 10 Hz, charakteristisch fur die orthc-Kopplung. Das Proton Hb zeigt zuerst eine Aufspaltung von 10 Hz als Dublett infolge Ortho-Kopplung rnit Ha; dieses Dublett spaltet sich weiter zu einem Quartett durch Meta-Kopplung mit dem Hc-Proton rnit Jbc = 2 Hz bei
6 = 8.33 ppm auf. Hc ist als Dublett bei 6 = 8.99 ppm mit der charakteristischen Meta-Kopplungskonstante von Jcb = 2 Hz zu finden; das Proton der NH- Gruppe erscheint zum SchluD als Singulett bei 6 = 11.05 ppm.
Wird das Keton 2 mit Aluminiumchlorid in Benzol behandelt, so resultiert das
2-Athyl-thiapseudophenalenon-3
(5), das sich jedoch als nicht sehr stabil erwies. Der
Reaktionsmechanismus durfte so verlaufen, dal3 nach Addition von Aluminiumchlorid an die Carbonylgruppe das hierdurch aktivierte vinyloge C-Atom mit der Position
4 im Keton 2 reagiert. Hier ist fur die Reaktion ein ,,Vierzentren-Elektronenverschiebungs-Mechanismus” anzunehmen, bei dem Cyclisierung und Eliminierung des Benzols synchron ablaufen. Die sterische Wechselwirkung der 2-Xthylgruppe mit dern
Carbonyl-Aluminiumchloridkomplexist dabei offenbar nicht so ausgepragt, daf3 eine
koplanare Einstellung des genzen Molekiils 4 verhindert wird, so daf3 die Cyclisierung
ablaufen kann.
Der BASF Aktiengesellschaft, dem Verband der Chemischen Industrie - Fonds der Chemie sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir fur besondere Unterstutzung unserer
Untersuchungen, Herrn Dr. A . Hotzel und Herrn F. Beran fur die Massenspektren, Herrn Dr. H.
Seel, H e m Dipl.-Chem. W.Kramer, Herrn DipLChem. G. Schufer und Herrn W.Schubert (h
fir die H-NMR-Spektren, den Farbenfabriken Bayer AG und der Hoechst AG fur die Lieferung
von Chemikalien.
Experimenteller Ted
Schmp.: (nicht korr.): Schmelzpunktgerat nach Dr. Tottoli der Firma Buchi, Zurich, und im
Schmelzpunktmikroskop der Firma Reichert, Wien. IR-Spektren: Perkin-Elmer-Gerat 325, IHNMR-Spektren: Bruker HX 9 0 E mit Fourier-Einheit der Firma Bruker-Physik AG., Karlsruhe-
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Heterocyclische 12-n-und 14-n-Systeme
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Forchheim, und Spektrometer T-60-A der Firma Varian, Bremen, Massenspektren: doppeltfokussierendes Massenspektrometer MAT 3 11 Varian, die Messung der metastabilen Zerfalle erfolgte
nach der DADI-Methode (direct analysis of daughterions). Elementaranalysen: automatisch arbeitender c, H, N-Analysator der Firma Heraeus, Hanau.
3-(2-A'thy lthionaphthy 1) -styry1-keton (2)
Zu einer Losung von 40.5 g (0,25 mol) 2-Xthylbenzo(b)thiophen (1) und 50,O g (0,3 mol) Zimtchlorid in 500 ml wasserfreiem Benzol werden unter kraftigem Ruhren bei 10" 90.0 g (0,35
mol) SnC4 - gelost in 500 ml wasserfreiem Benzol - langsam getropft; die Losung verfarbt
sich nach dunkelrot. Die Reaktionslosung wird noch 2 h bei Raumtemp. geriihrt, dann in einer
Salzsaure/Eis-Mischung hydrolysiert. Die organische Phase wird abgetrennt, die warige Phase
zweimal rnit Benzol extrahiert. Die vereinigten benzolischen Extrakte werden rnit Wasser, rnit
verdunnter Salzaure. verdunntem Kaliumhydroxid und erneut mit Wasser gewaschen. Nach Trocknen der Losung rnit Magnesiumsulfat sicc. wird das Benzol abgezogen, durch anschlidende Vakuumdestillation wird das Rohketon von polymerisierten Produkten getrennt, das Keton anschlidend durch sc Reinigung an Kieselgel(O.2-0.5 mm) und Benzol/Tetrachlorkohlenstoff
1 : 5 als Elutionsmittel gereinigt. Ausb. 52.6 g (74 %); Sdp.: 206' (0.01 Torr).
IR (KBr): 3060 (CH), 3030,2980,2950,2890 (CH3-CH2), 1660 (C=O), 1635 (HC=CH), 1600,
1580,1435, 1355 cm-' (aromat. Geriistschwingungen). - 1H-NMR (90 MHz, CDC13): 6 (ppm)
= 1.40 (t, CH3), 3.11 (q, -CHz-, J = 8.0 Hz), 7.20 (d, CH', AB-System), 7.58 (d, CH", AB-System, J = 16 Hz), 7.34-7.62 (m, H-5, H-6, Haromat.), 7.72-7.90 (m, H- 4, H- 7). - C19H160S
(292.25) Ber.: C 78,08 H 5,48 S 10,96; Gef.: C 77.78 H 5.50 S 10.82.
3-(2-A'thyEthionaphthyl-)-styryl-2.4-dinitrophenyl-hydrazon
(3a)
300 mg (1.03 mmol) 3-(2-~thyl-thionaphthyl-)-styryl-keton
(2) werden in 25 ml wasserfreiem
Athano1 und einer filtrierten Losung von 5 g (2.5 mmol) 2.4-Dinitrophenylhydazin in 60 ml85
proz. Phosphorsaure sowie 40 ml wasserfreiem Xthanol bei Raumtemp. 10 h kriftig geriihrt.
Nach 24stdg. Stehen im Kiihlschrank fillt orangefarbenes, feinkristallines Reaktionsprodukt aus;
sc Reinigung uber Kieselgel(O.2-0.5 nm) - Petrolather (40°-60') als Elutionsmittel -, orange
Kristalle. Ausb. 190 mg (42 %); Schmp. 174". - IR (KBr): 3280 (NH), 2980 (CHjCH?), 1510
(NOz), 1340 (N02), 1620 cm-' (C=N). - CzsHzoN404S (472.31) Ber.: C 63.56 H 4.23 N 11.86;
Gef.: C 62.96 H 4.20 N 11.82.
3-(2-A'thyl-thionaphthyl-)-s~ryl-p-toluolylsulfonyU?ydrazon
(3b)
(2) und 375 mg
Eine Losung von 600 mg (2.06 mmol) 3-(2-;6thyl-thionaphthyl-)-styryl-keton
(2.1 mmol) p-Toluolsulfonylhydrazid in 20 ml wasserfreiem Athano1 und 2 Tropfen konz. Salzsaure wird 5 h bei Raumtemp. geruhrt. Nach Zugabe von 50 ml Wasser und 24 h Stehen fillt das
Hydrazon in hellgelben Nadeln aus; Umkristallisation aus Xthanol/Chloroform, hellgelbe Nadeln.
Ausb. 825 mg (86 %); Schmp. 167'. - C 2 6 H ~ N z 0 2 S z(460.38) Ber.: C 67.72 H 5.21 N 6.08;
Gef.: C 67.68 H 5.19 N 5.95.
2-A'thyl-3-oxo-3H-naphtho(l.d-bcJthiophen
(5)
Eine Losung von 1.5 g (5 mmol) 3-(2dthyl-thionaphthyl-)styrylketon(2)in 20 ml Benzol wird
bei -1O"zu einer Suspension von 1.35 g (5 mmol) wasserfreiem Aluminiumchlorid in 20 ml
Benzol getropft, die Reaktionslosung noch 3 h auf 80' erhitzt und nach Erkalten der Losung
diese in eine Salzsaure/Eismischung gegeben. Die organische Phase wird abgetrennt, die waDrige
Phase zweimal mit Benzol extrahiert. Die vereinigten benzolischen Losungen werden rnit Wasser,
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Neidlein und Bernhard
Arch. Pharm.
verdiinnter Kaliumhydroxidlosung und erneut mit Wasser gewaschen, uber Natriumsulfat sicc.
getrocknet. Nach Entfernen des Losungsmittels werden gelbe Kristalle erhalten. Ausb. 800 mg
(45 %); Schmp. 60-65O (Zers.). IR (KBr): 1630 cm-' (C=O). - C13HloOS (214.4) Ber.: C 72.83
H 4.67 S 15.0; Gef.: C 71.96 H 4.51 S 14.7.
Anschrift: Prof. Dr. R. Neidlein, Im Neuenheimer Feld 364, D-6900 Heidelberg.
[Ph 9031
Arch. Pharm. (Weinheim) 311,714-718 (1978)
Richard Neidlein und Ernst Bernhard
Heterocyclische 12-n- und Irln-Systeme, 21. Mitt.')
Zum Reaktionsverhalten von 2-Xthy1-3-formyl-5-methylbeiizofuraii2~3)
Aus dem PharmazeutischChemischen Inst itut der Universitat Heidelberg
(Eingegangen am 1. September 1977)
Die Formylierung von 2-~thyl-5-methyl-benzo(b)furan(1) nach Vilsmeier ergibt 2-Athyl-3-formy1-5-methyl-benzo(b)furan (2), welches mit N-Nukleophilen in die Verbindungen 3a-3c, mit
C-Nukleophilen in die Derivate 4a-4g ubergefiihrt werden konnte.
Heterocyclic 12-7r and 14-nSystems, XXI:
Reactions of 2-Ethyl-3-fomyl-5-methylbenzofurane
2-Ethyld-rnethyl-benzo[b]furane (1) reacts with Vilsmeier reagent t o yield 2ethyl-3-formyl-5methylbenzo[b]furane (2) which reacts with N-nucleophiles to give compounds 3a-3c. With
C-nucleophiles derivatives 4a-4g are obtained.
In Fortfuhrung der Untersuchungen uber zu Phenalenon und Hydroxyphenalenon
iso-71elektronische Molekiilsysteme interessierte uns im Zusammenhang mit synthetischen Studien das Reaktionsverhalten des 2-~thyl-2-formyl-5-methylbenzo(b)furan (2) gegenuber einer Reihe von nukleophilen Verbindungen.
1 20. Mitt.: R. Neidlein und L. S. Camargo, Arch. Pharm. (Weinheim) 311, 710 (1978).
2 R. Neidlein und M. H. Salzl, J. Chem. Res. (S) 1977, 118; J. Chem. Res. (M) 1977, 1466.
3 R. Neidlein und M. H. Salzl, Justus Liebigs Ann. Chem. i. Druck.
a v e r l a g Chemie, GmbH, Weinheim 1978
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