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Research Collection
Doctoral Thesis
Synthetische Versuche in der Corrin-Reihe
Author(s):
Kloster, Gerd
Publication Date:
1974
Permanent Link:
https://doi.org/10.3929/ethz-a-000085669
Rights / License:
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ETH Library
Diss.Nr.5195
Synthetisc{Te
Versuchein der Corrin-Reihe
ABHANDLUNG
zur Erlangung
desTitelseinesDoktorsder technischen
Wissenschaften
der
E I D G E N ö S S I S C H E NT E C H N I S C H E NH O C H S C H U L E
zÜRtcH
vorgelegt von
GERD KLOSTER
Dipl.-Chem.
(Universität
Freiburg
i. Br.)
geboren
am4.August1944
deutscher Staatsangehörige r
A n g e n o m m e na u f A n t r a g v o n
Prof. Dr. A. Eschenmoser,Referent
Prof. Dr. D. Arigoni, Korreferent
JurisDruck* VerlagZürich
1974
Selte ilmffirf
Bm&.f
mlen$'(
-3
Meinem verehrten Lehrer,
Herrn Prof. Dr. A.
Eschenmoser,
unter dessen Leitung die vorliegende Arbeit ausgeführt 'wurde, danke ich herzlich für die wertvollen Ratschläge und Diskussionen.
-4-
Dem Schweizerischen Nationalfonds danke ich für die finanzielle Unterstützung
dieser Arbeit.
Der Studienstiftung des deutschen Volkes danke ich für das Stipendium während
des dieser Arbeit vorausgehenden Studiums.
-D-
INHALTSVER ZE IC IINIS
Einleitun g und Aulgabenstellung
4
Theoretischer Teil
74
A
Synthese des tetracyclisehen Ketals 23
74
B
Versuche zur Hydrolyse des tetracyclischen Ketals
32
C
Cyclisierung des Palladium-seco-corrin-ketals
37
D
Geplanter $'eiterer Verlaul der Synthese von 3
40
E
Darstellwrg des Dehydro-Ring D 9
42
F
Sonstige Versuche zur Synthese eines Dehydroseco-corrins
36
48
G Ausblick
51
H
53
Zusammenfassung
Experimenteller Teil
Literaturverzeichnis
c+
111
$m$tehm#r/
ffi$mm$<
$mmf
-7
EINLEITUNG UND AUFGABENSTELLUNG
Mit dem Kirzlich
gelungenen Abschluss der Totalsynthese der Cobyrsäure I
*d
durch die Arbeitsgruppen von A. Eschenmo"""l)
R.B.
Woodrra"a2) n"t
"in
lnteressantes Kapitel organischer Naturstoffchemie seinen Höhepunkt erreicht.
Begonnen hatte die Untersuchung der Chemie des Vitamin 812 *d
seiner ein-
facheren Derivate, der Corrine (Figur 1), als es 1948 in zvrei Industrielabora'
a\
torien"/ gelang, das Vitamin Br'
eine gegen perniziöse Anämie hochwirksame
Substanz, in Form kleiner roter Nadeln zu isolieren.
In der Folgezeit richtete
sich das Interesse zwrächst auf die Aufklärung der Struktur dieses komplizierten niedermolekularen Naturstoffs, Diese gelang 1955 durch die brillarte
Rönt-
genstrukturanalyse in der Arbeitsgruppe von D. Crou{oot-Hodgkina'. Bei dieser
physikalischen lllethode der Strulrturbestimmung kormten keine Aufschlüsse über
die Chemie des zentralen Ligandsystems, in seiner unsubstituierten Form
-\-coNH2
+
o,"'
'C
i \o
I
CN
3
I
I
CONH
8Corrin genannt, gewonnen werden.
Da auch die chemischen versucheS)
zur Strukturadklärung
sich haupt-
sächlich mit den Gruppen an der
Perlpherie des Moleki.ils befassten, konnten auch hieraus keine
Aufschlüsse über die Chemie der
Corrine erhalten werden. Daher
begannen schon sehr bald mehreA\
re Arbeitsgruppen-', sich mit der
Synthese von Corrinen und, als
Endziel, mit der Totalsynthese
des Vitamin B*
Fig. 1
Corringrundgerüst
zu beschäftigen.
Die einzelnen Gruppen verfolgten
dabei sehr unterschiedliche Synthese-Strategien zum Aufbau des
für das corringerüst
typischen vinylogen Amidin-systems
(Figur 2): Borurett und
Todd untersuchten den weg von a1-Pyrrolin-1-oxiden
zu vorläufern von corrinen (Nitron-Methode); A.w. Johnson zeigte den weg von pyrrol-Derivaten zu
Tetradehydrocorrinen (Pyrrol-Methode); cornforth und später stevens untersuchten den weg von Isoxazol-Derivaten zu corrin-vorläufern
(Isoxazol-Methode);
schliesslich wurden in rurserem Laboratorium
eine ganze Anzahl von Modell-Corrinen aus
Enaminen und Iminoestern, die sich vom pyrrolidon ableiten, dargestellt (Iminoester-Methode). Diese Methode eru'ies sich dabei als
so erfolgreich, dass sie mit gewissen Variationen in der Totalsynthese des Vitamin B'
gute Dienste leistete.
Der in unserem Laboratorium erfolgreich
durchgeführte erste Weg (Weg A in Schema I)
zu Modell-Corrinen bestand darin, zunächst
ein A-D und ein B-C-Bruchstück darzustellen
und diese durch zwei sukzessive IminoesterEnamin-Kondensationen in das Corrin zu überFig. 2
führen?).
aq
6d
A
B
Schema I
Als jedoch im Rahmen der Vitamin-Brr-Slnthese
der uneruartete stereochemische Verlauf einer Reaktion den Anstoss zur Formulierung des prinzips der Erhattung der Orbitalsymmetrie (Woodtard-Hoffmann-Regetn)g) gab, eröffnete sich
ein neuer, stereochemisch einheitlicher Weg B zu Corrineng), d"" auch zu einer abweichenden Totalsynthese der Cobyrsäurel) benutzt wurde. Das prinzip
besteht darin, einen geeigneten seco-corrinoiden ABCD-vorläuIer 2 herzustellen,
der dann in quantitativer Ausbeute photochemisch zum Corrin cyclisiert rvird.
Hierbei spielt allerdings das Zentralatom eine sehr grosse Rolle: so konnten
z. B. die 2 entsprechenden Nickel- und Kobaltkomplexe nicht cyclisiert werden,
rvohl aber die Palladium-,
Platin- und Zinkkompl"*.10).
Hingegen gelang es
trotz eingehender Versuche nicht, Metallkomplexe von 2 thermisch zum Corrin
zu cyclisieren. Dieser Befund lässt sich mit den Woodward-Hoffmann-Regeln
eindeutig erklären: bei dem 1GlT-Elektronensystem von 2 ist die photochemische
Cyclisierung symmetrie-erlaubt,
boten.
die thermische hingegen ist symmetrie-ver-
-
10Dieser Befund legt sofort dle Untersuchung der Frage nahe, ob
die Alternanz der Woodwad-Hoffmarn-Regeln auch bei 16lI- und
lBII -Elektronensystemen noch gültig ist.
Für diese Untersuchung
benötigt man den zu 2 vinylogen
Komplex !, dessen Synthese Aufgabe der vorliegenden Arbeit war.
An diesem sollte die thermische
Cyclisierung !*
a untersucht
werdenl auch hier sollte dabei
der EinJluss des Zentralatoms
auf die Cyclisierung geklärt werden.
2
tl\
Hl\IO-Berechrungen'^/ des Reaktionsweges X*a
lassen folgenden ReaKionsverlauf erwarten:
die 1, I 8-Wasserstoffverschiebung
Me
Jvte
3
3
4
-
11 -
muss nach der Geometrie der Corrin-Komplexe,
deren Liganden helidörmig
um
das Zentralatom angeordnet sind, antaraJacial verlaufen. Dies ist nach den Ergebnissen der Rechnungen (Figur 3) eine im Grundzustand erlaubte Reaktion,
die also thermisch symmetrie-erlaubt und photochemisch symmetrie-verboten
ist. Das aus 3 entstehende biradikal-älurliche Zwischenprodukt 3? soll dann zu
4 cyclisiert rverden.
ty'o (Homo)
Figur 3
Dieser Ringschluss sollte zrvischen den Zentren 1 und 15 des
lI -Ele]<tronensystems erfolgen.
Die analoge Grenzorbitalanalyse
(Figur 4) für diesen Ringschlussschritt zeigt, dass dieses 17Z entren- 18- Elektronen-System
alle Voraussetzungen für eine im
Grundzustand, also thermisch
symmetrie-erlaubte konrotatorische Ringschlussreaktion erfüllt.
Bei dieser Reahtionsweise entstünden dann trans-Corrln-Kom-
3l
plexe.
-t2
Tre (Houro;
Figur 4
Neben den elektronischen Anforderungen an die Reaktion müssen bei der Reaktion 3 +
4 auch die im verhältnis zur cyclisierung von 2 stark veränderten
sterischen Fa-ktoren berücksichtigt werden. Während bei 2 das Wasserstoffatom
am C-19 bereits in der II-Elektronenwolke der exocyclischen Doppelbindung
Itegt und daher leicht reagieren kann, ist bei 3 der Abstand zwischen den wasserstoffatomen der C-l8-Methylgruppe und der exocyclischen Doppelbindung mit
mehr als 3 ^8 einzuschätzen; ob diese Gegebenheit die ansonst erlaubte Reaktion
verhindern kann, kam nur experimentell geklärt werden.
Die synthese von 3 hat in ji.ingster Zeit noch aus einem anderen Grunde Bedeutung erlangt. Nachdem lange Zeit die Hypothese untersucht wurd.e, Vitamin Bu
entstehe biosynthetisch aus Uroporphyrinogen Itr 5 über ein Zwischenprodukt 6
-o12,13,14),
mit Cyclopropanring zwischen den Ringen e urrA
haben im letzten
Jahr neue Untersuchungenl4, lS) einen hiervon abweichenden Verlauf der Biosynthese des Vitamin B*
wahrscheinlich gemacht. Grund dieser neuen Hy'pothese
war die Entdeckung, dass die Methylgruppe am C-1 des Vitamin B*
nicht
aus der meso-Position des Uroporphyrinogen III stammt, sondern ebenso wie
die weiteren sechs Methylgruppen an C-2, C-5, C-?, C-12, C-15 und C-1?
durch nachträgliche Methylierung mittels Methionin eingeführt werden (diese Befunde sind durch Fütterungsversuche mit l4C-markiertem S und l3C-markiertem Methionin gewonnenl das entstandene Vitamin Bp wurde -it 13C-NltR-Spek-
_13_
"7
CH-r
f*
\n(
/H
Me
H..
'(
\
o2c
6
c02H
troskopie untersucht). Dadurch
wird 6 als Zwischenprodukt in
der Biosynthese ausgeschlossen.
ozH
Statt dessen wird von Scottl4) als
wahrscheinliches Zwis chenprodukt
zwischen 5 und dem Vitamin B'
die Verbindung ? postuliert.
ist leicht ersichtlich,
Es
dass die
Grundgerüste von ? und 3 isomer
sind, so dass es wünschenswert
wäre, 3 auch für Modellstudien
zur Aufklärung des biosynthetischen ReaKionsweges einzusetzen.
Insbesondere könnten an 3 die
Bedingungen untersucht werden,
die nötig sind, um einen A-DRings chluss herbeizuführen.
_14_
THEORETISCHER TEIL
Synthese des tetracyclischen
Ketals
23
Zum Aufbau des vinylogen Amidin-Systems (Figur 2), das für Corrine typisch
ist, sind in unserem Laboratorium drei verschjedene syntheseverfahren entwickelt worden: die Iminoesterkondensation, die Sulfidkontraktion mit oxidativer
Kupplung und die Sulfidkontraktion
mit alkylierender Kupplung. Diese drei Methoden sind in Wirklichkeit Varianten der Iminoesterkondensation, wobei die erste intermolekular abläuft, während die
beiden anderen die intramolekulare
Variante bilden.
Bei der Iminoesterkondensatlon
(Schema II) reagiert ein
nukleophiles Enamin unter direkter C-C-Verknüpfung mit elnem
elektrophilen Iminoester zum
23
vinylogen Amidin. Wie sich jedoch bereits sehr früh in den Untersuchungen von E. Bertelel6)
und w. Häusermannl?) h.r"o"stellte, spricht diese Methode sehr empfindlich auf sterische Einflüsse von seiten der Reaktionspa.rtner sowie auJ die nukleophile Reatjtivität des Enamins an.
während es mit dieser ltfethode glatt gelang, niedrig substituierte Modell-corrine nach weg A (schema I) aufzubauenlS), u."."gtu sie bei den höher substituierten verbindungen der vitamin-Brr-Reihe völlig. Auch gelang es nicht, nach
dieser Methode N-acylierte Enamine zur Reaktion zu bringen. Die Verwendung
eines Thioiminoesters (x = s) anstelle des Iminoesters (x = o) gestattet es in{olge der grösseren Bindungslänge am Schwefel, wie w. Huberl9) zeigte, auch
höher substituierte verbindungen umzusetzen. Indes fallen auch hierbei die Ausbeuten mit ztrnehmendem Substitutionsgrad rasch ab.
-
15 -
[A'
&
X= O,S
Schema II
In Fällen wie diesem, in denen die intermolekulare Reaktion nur schlecht abläuft, hat es sich oft als vorteilhalt erwiesen, eine Variante zu suchen, bei der
der entscheidende Reaktionsschritt intramolekular vonstatten geht. Diese Alternative bot die Methode der Sulfidkontraktion,
mit der es gelangg,20r2L),
die Schwierigkeiten, die bei der Iminoesterkondensation aufgetreten waren, zu
überwinden. Insbesondere gelang es mit dieser Methode, auch N-acylierte Enamine zur Reaktion zu bringen.
Der erste Schritt besteht hier darin, die beiden Reaktionspartner über eine
Schwefelbrücke miteinander zu verbinden. An dieser S-verbrücKen Verbindung
wird nr:n intramolekular
die Thioiminoesterkondensation
durchgeführt.
Als Zrvi-
schenprodukt entsteht ein hJpothetisches Episulfid, das mit einem geeigneten
Thiophil zum vinylogen Amidin entschwefelt werden kann
Der einleitende Schritt wurde in zwei verschiedenen Varianten verrvirklicht. Bei
d e r M e t h o d ed e r o x i d a t i v e n
( S c h e m an 1 9 t 1 0 , 1 2 , 2 2 ) * i r d d i "
Kupplung
Lactamkomponente durch Schwefelung und anschliessende Oxidation in das Diimidoyl-disulfid überführt. Ein nukleophiler Angriff des Enamins am Schwefelatom
des DisulJids,
der säure- oder basenkatalysiert
ablauJen kann, führt dann unter
Freisetzung elner Thiolactameinheit zur S-verbrückten Verbindung.
_16_
aI
U o
G-(}roS
I
H
s
Schema Itr
Mit umgekehrter Polarität
der Reaktionspa.rtner läuft der einleitende Schritt bei
( S c h e m af V 1 2 3 )
der zweitenVariante, der alkylierenden
Kupplung
"O.
Das nukleophile Thiolactam substituiert das Brom in den a-Halogeniminen,
deren ausgezeichnete S*2-Reaktivität seit langem bekannt ist. Diese Methode
von p -Diketonverbindungen und vinylogen Amiden
kann ebenso zur Darstellung
benutzt werden.
Eine Reaktion, bei der sowohl der in Schema III wie der in Schema fV dargestellte Weg durchlaufen wird, findet, wie E. GOtschi24) zeigen korurte, bei der
Sulfidkontraktion mit jodierender
I
H
S
+
\/
\-/
(Schema V) statt. Bei dieser
a
\"4'
,/N\-
Kupplung
Br
U
Schema IV
_1?_
'Y
ö
s
i,?
\,)
Schema V
ReaKion, die immer basenkatalysiert abläuft, bestehen für das TNolactamanion
zwei Angriffsmöglichkeiten am Enaminojodid: (a) beim Angriff am Jod bildet
sich intermediär ein Sulfenyljodid aus, das zum Diimidoyl-disuLfid weiterreagiert, während das Enamin zurückgebildet wird.
So sind alle Voraussetzungen
für eine oxidative Kupplung der Reaktionspartner gegeben. (b) Bei einem Angriff
des Thiolactamanions auf das C-Atom unter Freisetzung des Jodidions (eine
Reaktion, der vermutlich eine Tautomerisierung des Enaminojodids zum ct-Jodimin vorausgeht) entsteht sofort die S-verbrückte Verbindung; es handelt sich
hierbei also um die alkylierende
Kupplung. (Die nukleophile Substitution an p -
Halogen-enaminen rvurde auch von Ahlbrecht und Hanisch2S) am Beispiel der
Stilbylamine gefunden.) Der Anteil der Reaktionswege A und B dürfte hierbei
von Fall zu Fall recht verschieden sein; E. Götschi24) konnte ihn in einem günstigen Fall experimentell bestimmen. Unter Anwendung der verschiedenen Methoden der Sulfidkontraktion gelang es schliesslich, den Corrin-Liganden des
vitamln B12 i. der ETH-Harvard-Variante
aufzubauen26r2?).
Ausgangspunkt für die in dieser Arbeit angestrebte Synthese von 3, die auf dem
Weg B (Schema I) erfolgen sollte, war das tricyclische
Lactam 8, das aul dem
Wege der Sullidkontral<tion mit oxidativer Kupplung von p. Weh;12) erstmals
dargestellt wurde. Als Reaktionspartner wurde zunächst nicht das Dienamin g
in die Reaktion eingesetzt, da ln dieser Verbindung gegenüber der bisherlo) in
diese Reaktion eingesetzten Verbindung 10 sorvohl die sterischen wie die elektronischen Verhältnisse stark verändert sind. Statt dessen wurde das mit 10 iso-
18 elektronische 11 als Ausgangsnraterial
gewählt, da die geschützte KetonFunKion die spätere Einführung der
la
10
A "'^"-Doppelbindung und der C-18Methylgruppe gestatten sollte.
Die Synthese von 11 ging von dem beta\
kannten""/, aus Acetessigester leicht,
wenn auch in geringer Ausbeute zugänglichen 3, 3-Dimethyl-pyrrolidin2,4-dion 12 aus. Dieses wurde nach
Standardverfahren durch saure Ketalisierung in 81 % Ausbeute in 13 über-
I
Iührt. An dieser Stelle hätte die Synthese analog der von 10^"/ fortgesetzt
werden können. Dazu hätte aus 13
durch Umsetzung mit Triäthyloxoniumtetrafluorobor"t29) d." entsprechende
Aethyliminoester dargestellt werden müssen, der darur mit CyanessigsäuremeI ß'l
thylester thermisch zu 15 hätte reagieren können. Da E. Bertele--' jedoch gezeigt hatte, dass die Iminoester der methylsubstituierten Succinimide bevorzugt
an der carbonylgruppe der unsubstituierten seite gebildet werden, und dass die
SeleKil'ität umso glösser ist, ie grösser der eintretende Rest ist, erschien es
zu untersuchen.
nicht sehr ratsam, die Cyanessigesterkondensation 13+15
qtii"
I
10
11
-19-
Ao
\1"
O1+
*t\
\"--\s
'l
12
13
14
Weiterhin sprach die ebenfalls von Bertele gezeigte Stabilität der zu 13 analogen Iminoester
fu_
t\
tTA("H
15
CO2CH3
gegenüber der Hydrolyse (die Halbwertszeit
bei den methylsubstituierten Derilaten ist
eehnmal grösser als bei nicht substituierten)
gegen das Gelingen dieser Reaktion.
Daher wurde 13 zunächst durch Umsetzung mit
Phosphorpentasuüid in Benzol / Pyridin unter
Rücldluss ln 13 Vo Ausbeute ln das Thiolactamketal 14 umgewandelt. Es wurde also hier,
wo die intermolekulare Iminoesterkondensation
sehr scht'ierig erscheint, rviederum auf die
intramolekulare
Sulfidkontraktionsmethode
aus-
gewichen. Zunächst wurde der direKe
Zugang
11 untersucht. Dabei wandte man die alkylierende Kupplung an: 14 wurde durch Lösen in einer Lösung von Kalium-t-butylat in t-Butanol in das Anion
14 ->
verwandeltl dieses reagierte mit Chloracetonitril
glatt zur S-verbrücffien Ver-
bindung 16. Die ersten Ergebnisse taren
recht ermutigend, waren doch im IRspektrum von 16 neben den für dieses zu erwartenden Banden bereits schrache,
aber deutlich erkennbare Banden von 11 bei 2190 und 1630
,., erkennen.
"*-1
Umso überraschender war es, dass es nicht gelang, 16 unter den im exlperimen23)1
tellen Teil beschriebenen Bedingungen (nach
zu l-1 umzusetzen. Der Grund
für das Ausbleiben der Reaktion scheint darin zu Ii;,
dass nur tautomerie-
20-
'fufr
\+-#
,'\
Cii-O!t
\*Ar
I
\*Ar-cH2cN
tl
)-\
H
14
H
clr
11
16
#s*r
'}_{iJ
=rg4r
J
"r[
--x
-t1t
X,Y= N,O
schema VI
(aus
23);
fähige Systeme (wie in Schema W dargestellt) elne Entschwefelung gestatten.
Die für die Entschwefelung von 16 notwendige tautomere Form 16' scheint indessen energetisch so ungünstig zu sein, dass die ReaKion im gewünschten
Sinne nicht ablaufen kann. Ebenso fehlt ein weiteres Kriterium,
das gervöhnlich
die Möglichkeit der Entschwefelungsreaktion anzeigt: die Produl'te der Entschwe-
-2L
felung zeigen alle starke Wasserstoflbrücken
zwischen den Atomen X und Y in Schema VI,
wogegen diese Wasserstoffbrücke bei 11 nicht
-^
v\
,
\ - rs- G
/
\ n /v\ r r H
iT
-
\1f
,,\
L"'rr
vorhanden ist.
Der naheliegende Ausweg aus dieser Schwierigkeit rrar der Umweg über 15. Auch hier
wurde 14 in gleicher Weise in sein Anion
161
überführt. Dieses wurde mit einer Lösung von
Bromcla.nessi gsäuremethylester in Methylen chlorid oder Aethanol umgesetzt. Dabei zeigte
es sich jedoch bald, dass diese Reaktion nicht
so glatt ablief vie die Alkylierung mit Chlor-
14
17
acetonitril.
I
I
c:
allem Anschein nach neben der Alkylierung
I
I
Der Grund da-für liegt in der grös-
seren Acidität des Bromcyanessigesters. Unter den basischen Realrtionsbedingungen läuft
9%Hg
CN
15
14+1?
cofH3 cOzcH3
als Konkurrenzreal<tion die Depro-
tonierung des Bromcyanessigesters durch das
Thiolactamanion ab. Das Ergebnis dieser Re-
18
19
al<tion ist zunächst nach Bromidabspaltung das
Carben 1-$ d"" durch Trimerisierwrg das
Cyclopropanderivat 19 ergibt. (Die Bildung des
Carbens 18 rurd dessen Trimerisierung
unter
-22-
milden basischen Bedingungen ist in der Literatur3o) für den Fall des Aethylesters beschrieben. )
Trotz dieser Nebenrealrtion konnte auf diesem Wege 15 gut dargestellt werden,
wenn auch nur in der geringen Ausbeute von 30 Vo. Es ist dabei un$ahrscheinlich, dass 1? in dieser Reaktion ein stabiles Zwischenprodulrt ist; es konnte jedenfalls spektroskopisch nie nachgewiesen *'erden. Es scheint sich hier um ein
ähnlich günstiges Beispiel zu handeln wie bei dem von P. Outs31) beschriebenen
Malonester-Derivat,
das bei RT spontan entschwefelte. Auch im vorliegenden
Fall zeigt das lR-Spektrum des rohen Alkylierungsansatzes bereits grosse Mengen des entscht'efelten Produkts 15 an, 'während die für 1? zu erwartenden Banden nicht zu erkennen sind.
15 liegt, wie die starke intramolekulare Wasserstoffbrücke zwischen oem N-H und dem C=O
im IR-Spektrum zeigt, ausschliesslich in der nebenstehend gezeichneten Konfiguration vor.
Das andere geometrische Isomere scheint wegen des grösseren Raumbedarfs der Carboxymethylgruppe und rvegen der damit verbundenen sterischen Hinderung nicht zu entstehen.
15 turde
sodann, analog der VorschriJt von
H. wildlo),
durch Kochen in wässriger Na-
tronlauge versei-ft und durch Ansäuern decarboxyliert. Nach anschliessender Neutralisierung
und AuJarbeitung u'ird 11 in 80 7o Ausbeute
isoliert.
Die spektroskopischen Eigenschaften von 11 stimmen weitgehend mit denen des
von H. wildlO) beschriebenen 10 und a"s uon w. Hob"rl9) beschriebenen 20
überein. Allerdings lst dabei eine bemerkenswerte Ausnahme festzustellen: rvährend das Verhältnis der beiden möglichen Isomeren von 10 nach NMR 1 : 1 be'*ird dieses Verhältnis durch die zweifache Methylsubstitution in der 3-
trägt,
Stellung bei 20 auf 9 : 1 zugunsten des Z-Isomeren verschoben. Das NI\tR-Spektrum von 11 zeigt, dass sich dieser Trend bei rveiterer Substitution in der 4Stellung fortsetzt;
hier wird das Verhliltnis
auf einen Wert von 19 : I zugunsten
des Z-Isomeren verschoben. Es zeigt sich also, dass nicht nur die Substitution
in S-Stellung eine sterische Hinderung im Bereich der Doppelbindung hervorruft,
-23
*rT
tl
/t
\*ö
'l
10
\ö
Ä*
HCN
11
20
sondern dass auch die Substitution in 4-Stellung einen, wennrXlch deutlich geringeren Effekt hervorruft. Aehnliches fand auch E. Bertele'-' bei der Hydrolyse der Iminoester des Dimethylsuccinimids.
Mit den beiden Edukten 8 und 11 standen nun die geeigneten strukturelemente
zur Verfügung, um die ABC-D-Kondensation zu untersuchen. Um die Kondensation nach der Iminoester-Methode untersuchen zu können, musste B erst in seinen silberkomplex 21 überführt werden. während bei der umsetzung von B mit
21
22
-24-
22
H
ctl
u
23
Triäthyloxonium-tetrafluorobotat29)
ein Gemisch von O- und N-alkylierten Deri-
taten erhalten wird, blockiert in 2l das Silberion die uner.q"-tinschte
N-Alkylierung; man bekommt in glatter Reaktion den Iminoester 22. 22 wurde dann mit
4 Mol 11 umgesetzt. Diese Umsetzung verlangt, u'ie nicht anders zu erwarten,
sehr viel drastischere Bedingungen als die analoge Kondensation ZZ * fO10); Uei
RT liess sich im Cegensatz zur analogen Kondensation überhaupt kein Umsatz
feststellen. Bei erhöhter Temperatur (100o/CH2Cl2/Bombenrohr) gelang es in
einem Falle, 23 in geringer Ausbeute darzustellenl indes erwiesen sich die
Reaktionsbedingungenals wenig reproduzierbar.
Es zeigt slch also schon hier,
dass der höhere Substitutionsgrad des Enaminonitrils ll
im Vergleich zu 10 das
Eintreten der Iminoesterkondensation zumindest stark erschwert, wenn nicht gar
gänzlich verhindert. Der Grund dafür liegt darin, dass im Verlaufe der Kondensation die Konliguration an der Doppelbindung des Enamins geändert werden
muss: während das bevorzugte Isomere von 1l das Z-Isomere ist, entspricht
die Konfiguration von 23 dem ungünstigeren E-Isomeren von 11, so dass für
den Uebergangszustand eine zusätzliche Aktivierungsenergie von etwa 2 kcal/Mol
32))
(aus dem E/Z-Isomerenverhiltnis
abgeschätzt *.h
benötigt rverden dürfte.
Dieser Effekt wurde von W. H.rb""19) bei der Reaktion 22 + 2O ebenfalls beob-
-25
achtet: auch hier lief die Realition nur unter erheblich drastischeren Bedingungen ab als im unsubstituierten faUl0).
Es muss jedoch noch ein weiterer nachteiliger Effekt in Betracht gezogen werden. Wie N. gtitrler3S) bei der Kondensation von 22 mit 24 fard, beeinträchtigt nicht nur die direlde sterische Hinderung
der Reaktionszentren die Ausbeute, auch die
sterische Situation an entfernteren Stellen der
Realrtionspartner
(hier die Carbomethoxy- Grup-
pe von 24 und die Substituenten am C-1 und
C-2 von 22) kann ein Absinken der Ausbeuten
H3cqc
zur Folge haben. Auch in dem hier beschriebenen Falle der Reaktion zwischen 22 und 11
muss damit gerechnet werden, dass der Dio-
24
xolanring des Enamins und die Substituenten
am C-1 und C-2 von 22 wlihrend der Reaktion
einander nicht unerheblich behindern, so dass
die Annäherung der beiden Reaktionspartner
weiter erschwert v'ird.
Der Ausweg aus dieser situation, der zunächst untersucht u'urde, war der Ersatz des O-Iminoesters durch den S-Iminoester, ein Umweg, der auch bei W.
1q\
Huber^-/ zum Erfolg geführt hatte. Die grössere Bindrurgslänge der C-S- gegenüber der c-o-Bindung
sowie die grössere Abpngsreaktivität des Thiolats gegenüber dem Alkoxylat sollten das Eintreten der Reaktion erleichtern.
Dafür musste B zunächst in das Thiolactam 2E umgeuandelt werden. Dies geschah nach dem von N. Hashimoto und p. Schneider2?) in der Brr-Reihe entwickelten verfahren durch umsetzung von 8 mit phosphorpentasulfid in Xylol
unter zusatz von etwas [ -Picolin. Das tricyclische Thiolactam 2b, das dabei
in bis zu 98 7o Ausbeute isoliert werden kann, erwies sich als gelbes oel, das
nicht kristallisiert werden koru:te. Es zeigte im vergleich zu g eln gleich strukturiertes, aber um 30 nm bathochrom verschobenes uv-spektrum. Das Massenspektrum zeigt deutlich das Molekularion bei m/e = BB2. Im Gegensatz zu g
braucht 25 vor der Alkylierung nicht in den silberkomplex umgewandelt zu werden, denn die umsetzung von 25 mit rriäthyloxonium-tetralluoroborat
ergibt
ausschllesslich das s-alkylierte produkt 26. Die bei der Alkylierung entstehende
säure wurde in diesem Fall nicht durch Zusatz von N-Aethyl-diisopropylamin
gebunden; vielmehr wurde der protonierte Thioiminoester 26, dessen elektro-
-26-
phile Reaktivität noch grösser als die
des neutralen Thioiminoesters ist, in
die Reaktion eingesetzt. Zu der Lösung des Tetrafluoroborats von 26 in
Methylenchlorid gab man einen vierfachen Ueberschuss von ]1; nach 13
Tagen Reaktionsdauer lässt sich an
der gelblich-grtinen Fluoreszenz des
rohen Reaktionsgemischs das Entstehen von p
(nrotoniert) ablesen. Die
Hoffnung, durch Ersatz des Sauerstoffs durch Schwefel die erwünschte
ReaKion herbeiführen zu können, hat-
25
te sich also als berechtigt erwiesen.
Dennoch var dieses Ergebnis noch
nicht zufriedenstellend. Insbesondere
drei Punkte liessen das Verfahren verbesserungsbedürftig erscheinen. Einmal
entstand neben dem gerünschten Produkt 23 in dieser Reaktion in rvechselnden,
aber erheblichen Mengen ein unbekanntes Nebenprodukt, das an einer UV-Absorption bei 333 nm (im protonierten Zustand) kenntlich war. Es erwies sich
als urnmöglich, 23 von diesem Nebenprodukt quantitativ abzutrermen. So musste
26
27
'27-
23 in den Nickelkomplex 2? überführt werden. Zum anderen war die Ausbeute
26 + 11------+23 ---> 27 mit 10 S und weniger beder Reaktionsfolge 25 *
drohlich niedrig, besonders, da 25 ein sehr wertvolles und nicht einJach zugängliches Edukt ist.
Zum dritten schliesslich erforderte die Umsetzung 4 Mol 11
je llIol 3!; aa 11 jedoch schwierig darzustellen ist und auch nur unter Mühen
verunreinigt aus dem Reaktionsgemisch zurückzugervinnen istn empfahl sich die
Suche nach einer Methode, bei der mit weniger 11 ein gleich hoher oder höherer
Umsatz zu 23 erreicht werden kann.
Es gelang nicht, die Reaktionsbedingungen der TNoiminoesterkondensation so zu
variieren,
dass eine vernünftige Ausbeute unter reproduzierbaren Bedingungen
erreicht worden wäre. Insbesondere rvurde versucht, die Reaktion durch Temperaturerhöhung zu beschleunigen.
So wurde als nächste Methode die Sulfidkontraktion untersucht. Wegen der geringen Stabilität bereits des bicyclischen Disulfidsl2) ,*rr.d" die Methode der
oridativen Kupplung gar nicht erst in Erwägung gezogen. Statt dessen u'urde
die Methode der jodierenden Kupphurg untersucht.
Da zu dieser Zeit die Untersuchungen
von E. Gotsctri24) über den Mechanismus der jodierenden Kupplung noch
keln konkretes Ergebnis erbracht hatten, wurde zunächst folgende, wie
sich später herausstellte, falsche Hypothese untersucht: Ziel der synthetischen Bemühungen müsste es sein,
die reaktive Z',vischenstufe, von der
man annahm, dass sie das Sulfenyljodid 28 sei, so darzustellen, dass
ihre Lebensdauer gross genug ist,
um sie mit 11 reagieren zu lassen.
28
Man setzte also 25 und 11 in äquimolaren Mengen bei -??o C zu einer
Lösung von N-Jod-Succinimid,
in der
Hoffnung, etwa gebildetes 28 reagiere
unter diesen Bedingungen mit 11. Die
Sch*'lerigkeiten hierbei bestnnflsn 6alir,
dass zum Einleiten der Realdion eine
-
28-
höhere Temperatur als -??o C notwendig \rar; es gelang nicht, das Eruärmen
von -??o C auf RT so reproduzierbar zu gestalten, dass diese Reaktion, in der
einige Male 23 nachgewiesen werden konnte, von grösserem synthetischem Wert
als die Thioiminoesterkondensation gewesen wäre.
Als nächstes vrrrde dann die Umsetzung des Thiolactams 25 mit dem Enaminojodid 29 untersucht. Das Enaminojodid 29 ist aus 11 einfach und in hohen Ausbeuten durch Umsetzung mit N-Jod-Succinimid in Benzol .bei RT zugänglich. Die
gelbliche, kristalline Verbindung ist bei RT instaoC
bil; sie ist aber im Kühlschrank bei 4
1"g""fähig. Im Gegensatz zu 11 und 15, bei denen die
Konfiguration an der Doppelbindung aus spektroskopischen Ei genscha.ftenabgeleitet rverden konnte,
J
lässt sich diese Zuordnung für 29 nicht treffen.
Die basenkatalysierte Reaktion zrvischen 25 und 29
liess sich zunächst nicht herbeiführen, da als Ela-
29
se Kalium-t-butylat
und als Lösungsmittel t-Buta-
nol verwendet u'urde. Am Modell der Umsetzung
von 29 mit 30 zu 31 wurden die Reaktionsbedinzun-
29+
S-\O'
31
gen untersucht, unter denen auch die Real<tion zwischen 25 und 29 herbeigeführt
werden kann. Dabei erwies es sich als not[endig, ein aprotisches Lösungsmittel (Benzol) mit einer starken Alkoryd-Base, die darin löslich ist (Kalium-tamylat), zu verwenden. Der Grund hierfür scheint darin zu liegen, dass in
-
29-
einem protischen Lösungsmittel *'ie t-Butanol das zu 29 isomere a-Jodimin
das als die realctive Form von 29 angesehen vtrd,
32,
nicht bestlindig genug ist,
um das Eintreten der erw'iinschten Reaktion zu ermöglichen. In einem aprotischen Lösungsmittel Nngegen dürfte die Einstellung des Gleichgewichts zrvischen
29 und 32 stark erschwert sein, so dass die Lebensdauer des instabilen Isomeren 32 und damit auch die Wahrscheinlichkeit für das Eintreten der erwünschten
Reaktion erheblich ansteigt.
Auf diese Weise gelang es daür schliesslich, durch Umsetzung von einem Mol
25 rnd einem Mol 29 mit z'wei Mol Kalium-t-amylat
in Benzol r,ach einem re-
produzierbaren, wenn auch recht delikaten Verfahren 23 darzustellen. Die Aus27 betrug jedoch auch bei dieser Vari+ 29 ->
23 *
beute der Sequenz 25
ante nur 10 S; indes sr.rrde bei dieser Variante erheblich weniger an 29 benötigt. Dennoch war dieses Ergebnis alles andere als zufriedenstellend.
Da jedoch in der Zwischenzeit die Untersuchungen von E. Gtitsctri24) über den
Mechanismus der hier beschriebenen Reaktion konkrete, verwertbare Ergebnisse
erbracht hatten, konnte mit mehr Hoffnung auf
Erfolg versucht werden, die Reaktion zwischen
25 und 29 zu optimieren. Dies *.""f,,ru Aulga-
Cr;
be der Diplomarbeit l'on E. Elmer"'/,
"ff
(."2L."-'
\ctt
dem
ich die im folgenden referierten Ergebnisse
verdanke.
Wie E. Gtitscfri24) fand, stellt die Methode
der jodierenden Kupplung nichts anderes dar
als den palallelen
32
Ablauf der oxidativen und
alkylierenden Kupplung, wobei der Änteil der
beiden Wege sicher von Beispiel zu Beispiel
starken Schwankungenuterliegt.
Da die Stabilität des DisulJids 33, eines der Reaktanden
der oxidativen Kupplwrg, mit grosser Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, sollte
es von Vorteil sein, den anderen Reaktanden 11, der auch aus 29 entsteht, von
vornherein der Realrtionsmischung zuzusetzen, um 33 möglichst sofort nach seiner Bildung abzufangen. Ein weiterer
kritischer
dierender Kupplung ist das Molverhältnis
Punkt aller Real<tionen mit jo-
von Reaktionspartnern
und Hilfsbase;
auch hier musste optimiert werden. Ilingegen zeigte es sich, dass die Entschwefelung der intermedilir entstehenden tetracyclischen S-verbrückten Verbindung 34
-
30-
bei allen hier untersuchten Verfahren kein Problem darstellte; es konnte überhaupt nie spektroskopisch 34 nachgewiesen werden. Cffensichtlich entschwefelt
34 unter den basischen Reaktionsbedingungenspontan zu 23.
Die Ergebnisse der Optimierungsversuche sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Die dort angegebenenAusbeuten sind llV-spektroskopisch aus dem Intensitätsverhältnis der Banden bei 2?0 nm und bei 420 nm abgeschätzt, da sich die vollstlindige Trennung von 23 und 11 nicht bewerkstelligen liess.
2
34
31
Tabelle 1
(aus
34),
verärdert;
Mol 11
Mol Base
t/T
a
2d/RT
1
3
2dlRT
2dlRT
Ausbeutean 23
(bezogenauf !9
Mol 25
Mol 29
1
1
1
1
1
1
I
I
A
1
1
3
2,5d,/4Oo
I
I
a
zdl10o
18 7o
2dlRT
Ls%
3%
2t,5 Eo
t2%
6,5 Vo
I
1
1
3
2d/RT
19 Vo
1
1
1
a
2d/RT
1
2
4
2dlRT
2d/RT
2d/RT
L5,5 Eo
22%
L3,5 Vo
1
1
2
2
1
2
I
b
2dlRT
1
2
6
3d/RT
1
.l
c
2dlRr
1
a
6
2dlRT
1
a
I
4
1
2
8
2d/RT
6
2,\d/RT
30 Vo
41 Vo
30 Vo
24,5 7a
35 Vo
t4,5 Eo
tB,5 7o
Die angegebeneAusbeute von 4? % liess sich im grösseren Massstab nicht reproduzieren; zusätzlich ergab sich bei der zur Trennung von 11 notwendigen Umsetzung zum Nickelkomplex 2? eine Ausbeute von unter 50 %. Es gelang jedoch,
im Rahmen der Umsetzung von 50 - 100 mg 25 in der Reaktionssequenz 25 +
+21
eine Ausbeute von 1514 70 reproduzierbar zu erreichen.
39 + 11+23
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Anwendung der Methode der
Sulfidkontraktion mit jodierender Kupplung bei Ansätzen mit rveniger als 100 mg
25 empfehlenswert ist, da bei dieser Methode das reinere Produkt 23 anfällt.
Bei Alsätzen mit mehr als 100 mg ä empfiehlt es sich aber, die Thioiminoestermethode zu benutzen, da diese Methode sehr viel einfacher zu handhaben
ist, und damit der Erfolg der Reaktion sicherer ist.
-
32-
Versuche zur Hydrolyse des tetracyclischen Ketals
Als nächste Aufgabe stellte sich nun die der Entfernung der Ketal-Schutzgruppe,
um die für die weiterhin geplanten Umsetzungen nötige Ketogruppe in der 18Stellung freizusetzen.
Es \rar bekannt, dass 23 unter sauren Bedingungen sehr leicht zu einer farblosen Substanz abgebaut rvird. Daher v'urde von vornherejn darauf verzichtet, am
metallfreien Lipnden
23 die Ketalhydrolyse zu untersuchen.
So bot es sich zunächst an, den stabileren Nickelkomplex 2? Iür diese Untersuchungen heranzuziehen. Jedoch auch hier zeigte sich bald, dass 27 gegenüber
schta.cher wässriger Säure recht wenig stabil ist.
In den Fällen, in denen die
Hydrolyse des Ketals zumindest teilweise gelungen war, resultierten Rohprodukte,
deren längstwellige Absorption im llV-Spektrum unterhalb von 400 nm lag (statt
bei 472 nm wie bei 27), so dass geschlossen werden musste, dass unter den
Bedingungen, unter denen das Ketal hydrolysiert werden kann, der Nickelkomplex 2? nicht stabil ist. Auch unter wasserfreien Bedingungen gelaag die Spaltung des Ketals nicht, weder mit Zinntetrachlorid und Acetylbromid noch mit
dem Triphenylmethyl-tetrafluoroborat,
das von Barton et
erfolgreich ein"1.35)
gesetzt worden war. (Ergebnisse siehe Tabelle 4, Seite 82).
Der Grund für die Beständigkeit des Ketals gegenüber der Hydrolyse scheint bei
2? in der Geometrie des Komplexes zu liegen. Im Gegensatz zu anderen, später hergestellten Metallkomplexen des gleichen Liganden 23 zeigt der Nickelkomplex 2? im NMR-Spektrum für die Protonen des Dioxolan-Rings ein breites Multiplett bei 4,08 ppm. Dies scheint darauf hinzudeuten, dass die Helix von 2?
sehr viel enger ist als die des analogen Palladiumkomplexes 35. Dadurch wird
der nukleophile Angri{f des Wassers am C-18, der zur Hydrolyse des Ketals
führen sollte, stark beeinträchtigt, da die räumliche Nähe des Ringes A diesen
Angriff sterisch behindert.
Um die Hydrolyse des Ketals am robusteren Palladiumkomplex 35 untersuchen
zu können, wurde 2? durch Dekomplexierung mit Kaliumcyanid in Methanol zunächst wieder in 23 umgewandelt. 23 wurde mit P"alladiumacetat in den Komplex
35 fiberführt.
35 zeigt im Gegensatz zu 27 das Signal der Dioxolan-Ringprotonen
im NMR-SpeKrum bei 4,05 ppm als Singlett, so dass hier mit geringerer sterischer Hinderung zrvischen dem Dioxolan-Ring und dem Ring A gerechnet werden kann. Es gelang in diesem Fall auch, durch Kochen in 0,1 normaler Per-
-33-
chlorsäure in Aethanol / Wasser 1 : 1 das Ketal zu hydrolysieren,
ohne den
Komplex ähnlich stark zu zerstören, wie dies beim Nickelkomplex 2? der Fall
war. (Ergebnisse siehe Tabelle 5, Seite B?). Dennoch laren auch diese Ergebnisse recht unbefriedigend, denn gleichzeitig mit der Ketogruppe am C-18, die
sich im IR-SpeKrum durch eine Absorption bei 1??0
erkennen gibt,
"--1 "o
tritt eine weitere Ketogruppe ähnlicher Intensität bei 1?00 c*-1 auf. Es wurde
zunächst angenommen, dass diese neue carbonylgruppe auf die Hydrolyse der
cyanogruppe am c-1 zum Amid hindeutet. um diese Nebenreaktion zu vermeiden, bot sich die Enüernung der Cyanogruppe am C-1 an.
Die Enüernung dieser Schutzgruppe am c-1 lässt sich leicht durch Kochen in
einer Lösung von Kalium-t-butylat in t-Butanol bewerkstelligen. Anschliessendes
Ausschütteln mit wässriger Perchlorsäure-Lösung ergibt den Komplex 86. Das
NMR-signal der Dioxolan-Rinprotonen
von 36 zeigt ein beginnendes Multiplett
ppm,
bei 4,01
$,as dalür spricht, dass 36 eine engere Helix als 35, aber eine
weitere als 27 aufweist.
35
36
Die umsetzung des Komplexes 36 mit 0, 1 normaler perchlorsäure in Aethanol,/
oc
wasser 1 : 1 bei 110
während drei ragen lieferte ein überraschendes Ergebnis: auch hier zeigte das IR-spektrum rvie bei der analogen umsetzung von
-34
35 die beiden Carbonylschwingungen bei 1??0 und 1?00 cm-l.
Diesmal konnte die zweite Carbonylgruppe schrverlich von der Hydrolyse des Nitrils am C-l herrührenl auch das Nitril
am C-15
war nach IR-SpeKrum noch vorhanden. Genaueren Aufschluss
über den Verlaui der Reaktion
gab das NlüR-Spektrum: das Auftreten der 8 Methylgruppen der
Ringe A, B, C und D als vier
Singlette zeigte den Verlust des
37
chiralen Molektilbaues an; rveiter
deutete ein Signal bei 2,25 ppm
eine Methylgruppe in c -Stellung
zu einer Ketogruppe an; schliess-
H+/H2o _
H/
,Rlr
("
\6
CN
38
H-N.
ct04'
-
35-
lich gibt ein breites sigrral bei ? 5 ppm von einer N-H-Gruppe Kenntnis. Dies
legt folgenden Reaktionsverlauf nahe: nach der protonierung der exocyclischen
Doppelbindung von 36 lagert sich wasser zum Komplex 3? anl dieses Halbacetal
öffnet sich danach zum isomeren Iminoketon !9;
dieser Stufe rvird dann
"uJ
wahrscheinlich erst das Ketal hydrolysiert, so dass der Komplex 3g entsteht.
Die strukturzuordnung für 39 stützt sich auf den vergleich mit der verbindung
CA\
19, die S. Farooq-"/ bei Versuchen zur Herstellung von 5? erbielt.
Die verbindung 39 ist für den Fortgng
der synthese von 3 solange unbrauchbar,
wie es nicht gelingt, den in der Nebenreaktion geöffneten Ring A rvieder zu
schliessen, rvobei gleichzeitig das angelagerte wasser abgespaltet werden muss.
Es mussten also Anstrengungen unternommen werden, 39 in 41 zu überführen,
um wie geplant in der Synthese von 3 fortfahren zu köruren.
Ziel der Bemühungen war es, aus der Imino- und der Ketogruppe von 3g ein
zu 3? analoges Halbacetal zu bilden, aus dem durch Wasserabspaltung 41 gewonnen werden sollte. Diese Realdion wurde unter säure- wie unter Basenkatalyse
untersuchtl es gelang jedoch in keinem Falle, 41 lR-spektroskopisch nachzuweisen. vielmehr
verschwand im Gegensatz zu dem für die errünschte Reaktion zu
erwartenden Verhalten die Carbonylgruppe bei l??0 .rn-l (C-18) vor der bei
1?00 cm-l. (Ergebnisse siehe Tabelle 6, Seite 9?). Dieslwrde darauf zurückgeführt, dass in der Verbindung 39 das N-H des Imins der Carbonylgruppe des
N
40
4'l
-
36-
ehemaligen Ringes A zugetandt ist, rvährend die Substitutionsreaktion am Stickstoff in der entgegengesetztenKonfiguration begünstigt wäre. Die Konfiguration
des Imins ist aber rvegen der Koordination an das Zentralatom starr. Es erschien daher ratsam, das Zentralatom aus dem Komplex zu entfernen, da im
freien Lig:anden 42 die für die ReaKion eru'ünschte Konfiguration eher möglich
sein sollte.
Die Entfernung des Palladiums aus 39 geschah durch sehr genau kontrollierte
Umsetzung mit lGliumcyanid in Methanol; dabei gelang es, 42 ohne allzu grosse
Cyanhydrinbildung im Ring D zu isolieren.
An dieser Verbindung konnte nun rve-
gen der Säureempfindlichkeit der metallfreien seco-corrinoiden Verbindurgen die
s äurekatalysierte Rin gschlussreaktion
nicht mehr untersucht 'werden. Weder
durch basenkatalysierte noch durch
pyrolytische Ringschlussreaktionen gelang es, von 42 zu einem metallfreien Analogon von 41 zu gelangen. (Ergebnisse siehe Tabelle ?, Seite 98).
Vielmehr verschwand auch hier jeweils die Ketogruppe am C-18, bel'or
an der Ketogruppe im ehemaligen
Ring A eine Reaktion festgestellt werden konnte. Es scheint, als sei das
Fünfring-Keton so stark gespannt (vgl.
42
die hohe Lage der Carbonylschwingung
- t^)r
bei 17?0 cm
dass seine Reaktivität die eines aliphatischen Ketons um
Gr öss enordnun gen übertriff t.
-3?
Cyclisierung des Palladium-seco-corrin-ketals
C
.to
Da die beschriebenen Versuche von 36 aus in einer Sackg'assegeendet waren,
musste nun I'ersucht rverden, auf einem Umweg von 36 aus zum für den Fortgang der Synthese von 3 errvünschten 41 zu gelangen. Dieser Umweg sollte über
die photochemische Cyclisienrng von 36 zu 43 verlauJen. In diesem Komplex
sollten jetzt alle Gruppen, die Anlass zu Nebenreaktionen gegeben hatten, der
Reaktion mit wässriger Säure entzogen sein.
Diese photochemische Cyclisierung von 36 geht an einem lf-Elektronensystem
vonstatten, das mit dem von H. Wildlo) untersuchten identisch ist.
In der hier
untersuchten Reaktion ist jedoch durch den Dioxolan-Ring in der 18-Stellung eine merkliche sterische Spannung zu erwarten, die den Ringschluss _36+
atg
erschweren könnte. Es ist dies von allen bisher untersuchten Systemlnl,1dB4,
2 2
a?\
""'""
(siehe Figur 5) das am höchsten substituierte,
an dem die photochemi-
sche Cyclisierung bislang versucht urrrde.
In allen in der Figur 5 beschriebenen Fällen gelang es, das seco-Corrin zum
Corrin zu cyclisieren,
wobei in allen FäIIen speKroskopisch nahezu quantitative
Ausbeuten erreicht rverden konnten. Allerdings liefen die Cycloisomerisierungen
der in der Figur 5 dargestellten Verbindungen unterschiedlich schnell ab; so be-
36
43
-38
hv
,M€
xlRr
R2
Rg
R,
Me
Lit
CHZHH
H
CN
10
OHH
cH3
cHg
H
CHEHH
IT
Zn(Cl),Pd-, Pt-, Cd(Cl),
Mg(Cl), Li
zn(CI)
zn(CI)
QHZDH
H
CN
Zn(Cl),Pd-, Pt-
cHz<co2cu3H
H
CN
cd(cl)
cHg
CN
Pd-
z+
JI
ea
33
.,rlH
CHEHC
Figur 5
ao\
(aus ""i,
verändert)
reitete es z.B. einige Schwierigkeiten, die hier beschriebene Cycloisomerisierung 36+43
im präparativen Massstab (45 mg) bis zum quantitativen Umsatz
zu führen, da die Reaktion nur sehr langsam fortschritt. Im Uv-Versuch lässt
sich die saubere cycloisomerisierung indes ausgezeichnet in einer Isosbestik
verfolgen. Da sich das Spektrum der Figur 6 bei Fortsetzung der Bestrahlung
nicht 'rreiter verändert, kann auf quantitativen Umsatz geschlossen werden.
ao
36 -!r_43
cHrct,
nlff
/ RT
.nlg63t
Hg-fbfidbmF
bdd
5 cfi
Figur 6
Der aul diese Weise zugängliche Palladium-corrin-Komplex
43 zeigt rvie erwar-
tet im NMR-Spektrum für die Protonen des Dioxolan-Ringes ein kompliziertes
Multiplett bei 4,25 ppm. Dies lässt darauf schliessen, dass sich die Substituenten am C-1, C-2 und C-18 sterisch behindern. Hierin mag auch der Grund
für den langsamen VerlauJ der. Cycloisomerisierung 36->43
liegen, da inJolge der gegenseitigen sterischen Behinderung der Substituenten in der Nähe der
Reaktionszentren am C-1 und C-19 für den Ringsehluss eine erheblich höhere
Aktivierungsenergie aufgewandt rverden muss, als dies im Fall der unsubstituierten Verbindung notwendig ist.
_40_
D
Geplanter weiterer
Verlauf der Synthese von
Der erste Schritt, der nun von 43 aus zu erfolgen hat, ist wiederum die Hydrolyse des Ketals. Wie aus dem NMR-Spektrum von 43 ersichtlich ist, sollte diese Hydrolyse wegen der Geometrie des Komplexes, ähnlich wie schon beim Nikkelkomplex ?1, erst unter weit drastischeren Bedingungen als bei 36 etfolgen.
Dies erwies sich in den durchgeführten Versuchen auch als zutreffend.
Während die Umwandlung von 36 in
39 wrter vergleichsweise milden Bedingungen ablief, musste die Umrvandlung von 43 in 44 bei 220 oC i* Bo-ftl'
benrohr mit 0, I normaler rvässriger
Salzsäure durchgeführt werden. Unter
diesen Reaktionsbedingungen ging auch
zumindest teilweise die 15-Cyanogrup-
44
pe verloren,
eine Nebenreaktion, die
bekarnt war.
Obrvohl die Hydrolyse
des Ketals und damit die Darstellung
von 44 gelang, musste die Synthese
an dieser Stelle aufgegeben werden,
da die Ausbeute bei dieser Reaktion
wiederum unterhalb von 25 Vo lagi
bei derart schwer zugänglichen Edukten vde 43 ist eine solche Ausbeute nicht
mehr vertretbar, zumal auch der Verlaul der folgenden ReaKion 44-.----->
4l
nicht voraussehbar war.
Die Umwandlung von 44 in 41 sollte durch eine lichtinduzierte KetonJragmentierung (Norrish-Typ ll-Spaltung) erfolgen. Hierbei hätte allerdings die ebenialls
lichtinduzierte Rückreaktion, die Cycloisomerisierung 4l---+44,
ReaKion 36->
die analog der
43 ablaufen könnte, durch Arbeiten bei sehr niedrigen Tempe-
raturen verhindert werden müssen. Ein Alternativweg von 44 ztt 4I hätte über
eine retro-Aldol-artige
Reaktion verlaufen können. Da jedoch über die Oeffnung
von Corrinen zu seco-Corrinen nichts bekannt war (nur H.H. Inhoffen39) b".i"htete über die reduktive Ringöffnung von Tetradehydrocorrinen zu Biladienen),
war es zumindest zweifelhaft, ob sich 41 auf diesem Wege darstellen liesse.
-
41 -
Von 41 aus sollte 3 auf folgendem Weg dargestellt werden: durch Grignard-Reaktion mit Methyllithium sollte aus 41 die Hydroxi-Verbindung 45 zugänglich
sein, die durch Wasserabspaltung in 3 umgewandelt werden könnte.
41
N
45
3
-42Darstellung des Dehydro-Ring D I
Da es mit den in dieser Arbeit beschriebenen Methoden nicht möglich war, ausgehend von 11 eine synthese von 3 auszuarbeiten, rvurde als rveiterer weg die
zunächst verworfene Synthese von 9 untersucht, unr so die Reaktionen, die an
den tetracyclischen Verbindungen schu'i.erig durchzuführen waren, an monocyclischen Verbindungen einfacher und rveniger verlustreich zu erreichen.
Da 9 ein elelrtronisch ambidentes Iüolekül ist und sowohl an der endocyclischen
wie an der exocyclischen Doppelbindung mit Elektrophilen reagieren kann, wurfti" g und 11 durchgeführt, um die Reaktivität an den
beiden möglichen Reaktionszentren abschätzen zu können. Diese Hl\Io-Berechden HMO-Be"."hn*gen40)
nungen (Figur ?) lieferten jedoch ein wenig aufschlussreiches Ergebnis. Das
über den Verlauf der elektrophilen Angriffe entscheidende Orbital ist das oberste
besetzte. Bei 11 zeigt das oberste besetzte orbital
unz.rveideutigdie stelle an,
an der die Reaktion eintritt: die exocyclische Doppelbindung des Enaminsystems.
ö' oq/,
i
-rt
/\
Hc
ill
N
11
*?-'
tr3 (xorvro)
Tf4(Hono)
Figur ?
-
43-
Bei I ist die Entscheidung nach dieser ziemlich qualitativen Berechnung nicht
zu treffen: an den Enden der beiden Enaminsysteme sind die Koeffizienten im
obersten besetzten Orbital annähernd gleich gross, wobei der an der endocyclischen Doppelbinduag, an der eine elelrtrophile Reaktion unerwünscht ist, sogar
der grössere ist.
Da die Theorie in diesem Falle nicht weiter half, musste das Experiment die
Entscheidung herbeiftihren, ob mit 9 die Synthese von 3 möglich ist.
Die Synthese von I lehnt sich eng an das geplante S5mtheseschemabei den tetra-
(},/o.r.;l
off
t
\*Ar
l-l
n+/nzo "Fl-
\"Ar
i-l
LicH3 H+it
\"4,
I
I
H
14
46
cyclischen Verbindungen an. Ausgangspunkt dieser S1'ntheseist das aus der Darstellung von 11 bereits bekannte Thiolactamketal 14. Durch saure Ketalhydrolyse
rvird 14 in 19 Vo Ausbeute in das Thiolactamketon 46 umgevandelt. Dieses sollte auch durch schwefelung des Lactamketons 72 mit Phosphorpentasullid zugänglich seinl allerdings verlärdt diese Reaktion sehr uneinheiilich und mit geringer
Ausbeute, so dass der Umweg über 14 vorteilhaft ist.
Die Grignard-Reaktion von 46 mit 2 Mol I\{ethyllithium (1 Mol zur N-H-DeproI I\Iol zur Ketonreduktion) in Aether liefert dann das in apolaren
Lösungsmitteln recht schlver lösliche Hydroxithiolactam 4? in 62 16 Ausbeute.
tonierulg,
-
44-
4? sollte jetzt durch Wasserabspaltung in 48
überführt rverden. Dies wurde zunächst nach
der klassischen l\Iethode mit gridin
\-,'
ilf
("Ä,
47 -
I
H
48
und
Thionylchlorid versucht, jedoch mit geringem
Erfolg. Neben dem erwünschten 48 trat immer
eine ganze Reihe von nicht identifizierten Nebenproduliten auf; die Ausbeute an 48 war be-Es
gelang dann aber, durch
ängstigend niedrig,
Umsetzung mit konzentrierter Schwefelsäure
4? in 64 ft Ausbeute in 48 zu überführen.
Das Verdünnen und Neutralisieren hatte dabei
oC
bei 0
zu erfolgen, da andernfalls wieder-
um eine Hydroxi-Verbindung, vermutlich das zu 4? isomere 49 als Hauptprodukt
erhalten wurde. Diese leichte Wasseranlagerung zeigte, dass die soeben eingeführte endocyclische Doppelbindung in saurer Lösung sehr labil ist, dass also bei allen Reaktlonen,
die in saurer Lösung durchgeführt werden müssen,
grösste Vorsicht geboten ist.
Ein weiterer Unterschied zeigt sich beim Vergleich
N
I
H
der isomeren Verbindungen 48 und so12). w:ilrr"no
50 im UV-Spektrum die längstwellige Bande bei
295 nm aufweist, liegt diese Absorption für 48 bei
49
319 nm. Dies spricht dafür, dass in 48 das höchste
besetzte Orbital höher als das entsprechende in
50 liegt, dass also der elektrophile Angriff an die
Doppelbindung von 48 leichter vonstatten gehen
sollte als die entsprechende Reaktion in 50.
Von 48 aus sollte die Synthese von 9 arnlog der von
11 weiter verlaufen. 48 wurde durch Lösen in einer
Lösung von Kalium-t-butylat
in t-Butanol in sein
Anion überführtl dieses wurde mit Bromcyanessigsäuremethylester umgesetzt. Dabei konnte 52 in
45 S Ausbeute isoliert werden, Auch in diesem
Fall konnte der Thioiminoester 5lr
der als Intermediärprodukt auftreten sollte, niemals beobachtet
werden.
-
48
45-
./cN
CN
s-cH
\corqn3
O2CH3
51
52
Im Vergleich zu der analogen Umsetzung 14+15
läuft die Reaktion 48---+52
erheblich leichter und mit höherer Ausbeute ab. Der Grund dafür scheint darin
zu liegen, dass einmal 48 leichter deprotonierbar ist als lir es also zu einem
grösseren Teil in sein Anion überführt werden kann; zum anderen erleichtert
die neu eingeführte Doppelbindung offensichtlich die spontane Entschwefelung,
da im Fünfring jetzt die entstehende Ladung besser delokalisiert rverden kann
als in !f; als drittes bleibt zu errvähnen, dass die sterische Hinderung im Produkt 52 geringer ist als in 15, da sich statt des Dioxolan-Ringes nur eine Methylgruppe in der 4-Stellung befindet.
Von 52 sollte 9 leicht durch Versei.fung des Esters und Decarboxylierung der
entstandenen Säure zug?inglich sein. Diese Umsetzung liess sich jedoch nach der
Methode, die bei der Reaktion 15-11
angetandt wurde (Kochen mit wässri-
ger Natronlauge, Decarboxylieren mit Salzsäure),
nicht ohne Verlust der endocyclischen Doppelbindung erreichen. Auch die Umsetzung mit Lithiumjodid-dihydrat in 2,6-Lutidin4l) lieferte nicht das
gewünschte Produkt 9; auch hier war die endocyclische Doppelbindung verloren gegangen.
Um den Verlust der Doppelbindung während dieses
53
letzten Schrittes zu vermeiden, wurde versucht,
diese Enamin-Doppelbindung mit der dafür bewährten Cyanid-Schutzgruppe zu schützen. Versuche,
52 unter den Bedingungen, die für die gleiche
-46
l2l,
Reaktion bei der Verbindung 50 angewandt ro"rrd"nlo,
in die geschützte Ver-
bindung 53 zu überführen, scheiterten völligl 52 wurde quantitativ zurückgewonnen.
Aehnlich negativ verliefen Versuche, die Enamin-Doppelbindung bereits in der
Verbindung 48 zu schützen.
So blieb als letzter Aus'weg die Synthese eines Esters, der unter rasserfreien
Bedingungen sauer verseift und decarboxyliert werden kann. Dafür bot sich der
t-Butylester
54 an. Die Verbindung rtrd
analog
zu 52 durch Umsetzung des Anions von 48 mit
\_l_
lt\
Bromcyanessigsäure-t-butylester
\*A-t*
[
ÄorlcHrp
mit anschliessen-
der spontaner Entschrvefelung erhalten. Im Gegensatz zu 52 konnte die Verbindung 54 jedoch nicht
mehr rein erhalten werden. Das Nebenprodukt 55,
das aus dem Bromcyanessigsäure-t-butylester
ent-
steht, konnte auch durch mehrfache Chromatogra-
54
phie nicht abgetrennt rverden. Da jedoch bei der
anschliessenden Hydrolyse der t-Butylester aus 55
eine rasserlösliche
Tricarbonsäure entsteht, die
leicht abgetrennt werden kann, konnte auf die Tren-
?o2(cH3\
CNI
tl
nung \ron 54 und 55 verzichtet tverden.
CN
Umsetzung von 54 mit Trifluoressigsäure
lt ,ö r u 1I
co2(cx3bcQ(crus
55
bei 0
oC
während B Minuten führt die er.wünschte Spaltung
des t-Butylesters und die Decarboxylierung herbei.
Die Verbindung !, die dabei isoliert lvird, ist
noch von einigen Isobuten-Polymeren, die bei der
Esterspaltung entstanden sind, begleitet. Diese
konnten, da sich die Verbindung g als sehr labil
erwies, nicht abgetrennt tverden. I liess sich weder unzersetzt an Kieselgel oder Aluminiumoxid chromatographieren noch bei
vermindertem Druck im Kugelrohr destillieren.
Die spektroskopischen Eigenschaften dieses Rohprodukts stehen indes völlig mit
der für I angenommenen Struktur im Einklang.
Da I nicht rein zu erhalten war, mussten die versuche zur Kondensation von g
mit dem Iminoester von 25 mit diesem Rohprodukt unternommen werden. um
von I aus zu 56 zu gelangen, kann nur die variante der Thioiminoesterkondensation in Frage kommen; die Iminoesterkondensation entfiel, da die sterischen
47-
I
26
56
Verhältnisse bei I ähnlich ungünstig v{e bei 1l sind; die l\{ethode der Sulfidkontraktion mit jodierender Kupplung wurde nicht untersucht, da die Jodierung von
I wegen der sehr emplindlichen endocyclischen Doppelbindung allzu risikoreich
erschien.
Die Thioiminoesterkondensation wurde nach dem gleichen Verfahren wie bei der
Umsetzung 26 * !1-23
versucht. Es konnte nach 13 Tagen Reaktionsdauer
im llV-Spektrum kein Anzeichen für eine tetracyclische Verbindung t{e 56 festgestellt werdenl vielmehr trurde nur das vom Thioiminoester 26 bekaante Absorptionsmuster beobachtet. Dagegen hatte sich allerdings laut UV-Spektrum g im
unerwünschten Sinne verändert: statt der erw'arteten Absorption bei 318 nm wurde eine starke Bande bei etwa 269 nm beobachtet. Dies deutet darauf hin, dass
sich im Laufe der Reaktion eine Verbindung an die endocyclische Doppelbindung
von 9 angelagert hatte. Es wird vermutet, dass es sich dabei um Salzsäure
handelt, die aus dem Lösungsmittel Methylenchlorid durch Zersetzung entstanden ist.
Es konnte wegen der Labilität von 9 auch auf dem z\treiten untersuchten Weg
kein Zugang zu 3 gefunden verden. Es erscheint nach allen in unserem Laboratorium durchgeführten Untersuchungen äusserst schwierig zu sein, zu Ligandsystemen mit der Elektronenanordnung von 3 zu gelangen.
-48-
Sonstige
Versuche
zur
Synthese
eines
Dehydro-seco-
corrins
Neben den in dieser Arbeit beschriebenen Versuchen zur Synthese von 3 wurden im hiesigen Laboratorium von S. Faroog36) w"iter"
Versuche zur Synthese
des ähnlichen Ligandsystems 5? unternommen.
Et3O+ _
57
58
t. Na(eHgct{)2 .N a C l
3. Ni(cr04)2
59
40
-49-
Der erste Weg dazu ging vom Silberkomplex des Cyanopräcorphins 58 aus. Dieser u'urde mit Triäthyloxonium-tetrafluoroborat
in den Enoläther 59 überführt.
In diesem Enoläther hätte nun die A -18'1g-Doppelbindung reduziJ
werden sol-
lenl der entstandene gesättigte Aether hätte durch Abspaltung von Aethanol zum
Komplex 5? umgesetzt werden sollen. Es erwies sich jedoch als unmöglich, den
Enoläther 59 in der gewünschten Weise zu reduzierenl das einzige isolierte. produkt war das Perchlorat von 40, das durch Hydrolyse von 59 entstanden sein
dürfte.
Der zweite Weg *n:rde durch den Befund von B. Hatd"gg""42) eröffnet, dass
Verbindungen mit den StruKurelementen des Schema VII, die Amidrazone, durch
Bestrahlung in Stilben, Stickstoff und ein Enamin überführt werden. Das Ena-
-}-.5
0
0
Schema VII
50
min reagiert mit dem Lösungsmittel
Methanol zum Iminoäther. Nachdem diese Umsetzung beim Hydrazon des Cyanocaprens 60 erfolgreich durchgeführt werden konnte, wurde diese Methode auch
bei tetracyclischen Verbindungen angerrendt.
Es gelang, die Verbindung 61 in einer
vierstufigen Synthese von 60 aus darzustellenl Bestrahlung dieser Verbindung
in l\Iethanol ergibt den Zinkkomplex 62;
Versuche, diese Verbindung in 5? zu
60
überführen, werden im Augenblick von
A. Ptattz43) durchgeführt.
61
62
51
A usb l i c k
Sollte die S5'nthesevon 5? aul dem beschriebenen Weg nicht möglich sein und
daher die Synthese von 3 erneut angegangen werden, so können dafür die folgenden drei Wege vorgeschlagen rverden:
1.
Anlehnend an die Methode, mit einem geschützten Keton eine tetracyclische
Verbindung darzustellen und diese dann in einen Komplex rr{e 41 umzunandeln, muss es das Ziel der Strategie sein, eine Ketonschutzgruppe zu finden, die nicht durch wässrige Säure entfernt werden muss, so dass die in
dieser Arbeit beschriebenen Nebenreaktionen umgangen werden können. Hierfür sind in der Literatur
in jüngster Zeit zrvei I\Iöglichkeiten beschrieben
worden:
a)
Verwendung des Aethylenthioketals anstelle des Aethylenketals. Diese
Schutzgruppe kann zur Regeneration der Ketogruppe entweder mit Queckund ansilber- (II) -sa lr"n44) oder mit Triäthyloxonium-tetrafluoroborat
schliessende Behandlung mit Kupf ersulfat-Lösung45) entf ernt rverden.
b)
Verwendung der kürzlich von Corey r.rndRuden46) eingeführten Ketons chutzgruppe Bromomethyläthylenketal.
Diese Schutzgruppe lässt sich unter milden neutralen Bedingungen durch
Erhitzen mit Zinkstaub in Methanol unter Regeneration der Ketogruppe
wieder entfernen.
2.
Während die beiden oben vorgeschlagenen Methoden auf die Synthese von 41
abzielen, verfolgt das letzte vorzuschlagende Verfahren das Ziel, die Verbindung 56 darzustellen.
Bei diesem Verfahren kann die letzte leicht handhabbare Verbindung aus der
in dieser Arbeit untersuchten Synthese von 9, nämlich das Thiolactam 48
benutzt werden. Um den anderen Kondensationspartner darzustellen, muss
aus dem tricyclischen Thiolactam 25 der Thioiminoester 63 gewonnenwerden.
Dieser könnte durch Erhitzen mit Cyanessigsäure-t-butylester in das Cyanessigesteraddukt 64 überlührt werden, aus dem dann durch saure Verseifung und
Decarboxylierung q
zugänglich sein sollte. Orientierende Vorversuche zeig-
ten, dass auf dem vorgeschlagenen Weg 64 zuglinglich ist, während die Umsetzung zu 65 nicht untersucht wurde.
-52
65 sollte dann nach der Methode der Sullidkontraktion mit oxidierender Kupplung
mit dem in situ erzeugten Disulfid von 48 zur Reaktion gebracht rverden und
durch Entschwefelung in 56 umgetandelt werden. Dieser Zugang zu tetracyclischen Verbindungen könnte auch für andere im Ring D modifizierte Derilate von
Corrinen Bedeutung gewinnen.
CF3CO2H
CNCHzCOzI--
A
63
64
_
53Zusammenfassung
Die Synthese der Verbindung 3 konnte auf dem Weg über den Einbau einer geschützten Ketonlunktion als Vorläufer für die A 18r l9-ooppelbindung ln secocorrinoide Metallkomplexe von 23 bis zu der verbindung 36 erfolgreich durchgeführt werden. Es gelang jedoch nicht, in 36 die Hydrolyse der Ketalschutzgruppe im errvünschten Sinne herbeizuführen.
Am Beispiel der Verbindung $ wurde die photochemische seco-Corrin+Corrin-Cycloisomerisierung an einem Komplex, der von allen bisher untersuchten
in der Nähe der reagierenden Zentren am höchsten substituiert ist,
erfolgreich
durchgeführt.
Beim Versuch der direKen S1'nthesevon 56, des Vorläulers von 3, konnte die
Verbindung 9 als Rohprodukt dargestellt rverden. Deren Umsetzung zu b6 gelang
jedoch bisher nicht.
-54
EXPERIMENTELLER TEIL
Herrn H. Grossmann danke ich besonders für die Herstellung grösserer Mengen
des tricyclischen Lactams B.
Herr H. Neukom hat mich bei zahlreichen Nachschubansätzenund bei der Optimierung einiger Stufen unterstützt.
Für die Bestimmung der physikalischen Daten danke ich folgenden Herren und
ihren Mitarbeitern:
Herrn Prof. Dr. W. Simon
Herrn Prof . Dr. J. F. M. Oth
Herrn PD Dr.
J. Seibl
Herrn W. I\[anser
für die in seinem Laboratorium aufgenommenen IR- und UV-Spektren,
für die in seinem Laboratorium aufgenommenen NMR-Spektren,
für die in seinem Laboratorium aufgenommenen I\Iassenspektren,
für die Durctrfühn:ng der Mikroalalysen.
IR-Spektren:
au.fgenommenaul Perkin-Elmer Gitterspektrographen PE 25? und PE 125.
Geschätzte relative Intensitäten: vs sehr
stark, s stark, m mittel, w schwach, vw
sehr schrrach, Sch Schulter.
W / VlS-Spektren:
aufgenommen auf Cary-Spektrophototneter
I\Iodell 141 Routinespektren aufgenommen
auf Perkin-Elmer-UV-Spektrophotometer
402. Hauptma-.cimasind unterstrichen, in
Klammern die Extinktionskoeffizienten € ,
Sch bedeutet Schulter. Bei der Bestimmung
der Extinktionskoeffizienten wurde der Gehalt an Kristall-Lösungsmittel berücksichtigt. Die auJ dem PE 402 bestimmten Extinktionskoeffizienten sind mit einem Fehler
vonj10%behaftet.
NMR-Spektren:
aufgenommen auf Varian Spektrometer HA100 (100 I\IHz), A-60 und T-60 (beide 60
MHz). Die chemischen Verschiebungen ö
(in ppm) sind bezogen auf Tetramethylsilan
als interne Referenz. Die Spin-Spin-Kopplungskonstanten J sind in Hertz angegeben.
Es bedeuten s Singlett, d Dublett, m Multiplett .
Massenspektren:
aufgenommen auf Massenspektrographen
Hitachi RMU 6-4 (einfach fokussierend),
RMU 6-D und RMU 6-M (beide doppelt fokussierend). Die Ionisationsenergie betrug
?0 eV, die wrgefähren Zuführungstemperaturen sind bei den einzelnen Spektren angegeben. Wo nicht anders angegeben, sind
_
55_
alle Signale mit einer relativen Intensität
von > 5 /6 angeführt; das Artefaltensignal
bei m,/e 149 wurde vernachlässigt.
Schmelzpunkte:
im offenen Röhrchen mit einer Apparatur
nach Dr. Tottoli bestimmt; diese Werte
sind nicht korrieiert.
Für die Chromatographie wurden folgende Adsorptionsmittel verwandt:
Kieselgel 60 (0,063 - 0,2 mm), Merck
Aluminiumoxid basisch, Akt. I, Woelm.
Säulenchromatographie:
Schichtchromatographie:
Kieselgel PF254r lllerck, für präparative
Schichtchromafographie, aldiviert bei 120 oC
Kieselgel F254, DC-Fertigplatten 0,25 mm
dick, Merck
Aluminiumoxid F2b4 (TW E), DC-Fertigplatten 0r 25 mm dick, I\Ierck
Aluminiumoxid PF254 (Typ E), l\{erck, für
präparative Schichtchromatographie, aktiviert bei 120 oC
Allgemeine Bemerkungen:
Abkürzungen:
Die präparativen DC-Platten uaren, wo
nicht anders vermerkt, 20 x 20 cm gross
und 1,25 mm dick.
oC
Sämttiche Temperaturen sind in
ung"g"ben. Das Einengen am RV erfolgte, wo
nicht anders ^vermerkt, auf dem Wasserbad
bei 50 - 60 "C.
RT
HV
Rf
RV
DC
LM
Raumtemperatur
Hochvakuum
RücKluss
Rotationsverdampfer
Dünnschi chtchromatogramm
Lösungsmittel
-Jb-
Qualität
verwandter
Reagentien
Aceton
Acetonitril
Aethanol
N-Aethyl-diisopropylamin
Aethylenglykol
BenzoI
Chloracetonitril
Diäthyläther
N-Jod-succinimid
Kalium-t-amylat in Benzol
Kalium-t-butylat
in t-Butanol
Kaliumcyanid
Kaliumdihydro genphosphat
Kaliumkarbonat
Methanol
Methylacetat
Methylenchlorid
Methyllithium ( - 2m in Aether)
NatriumcNorid
Nickelper chlorat-hexahydrat
Palladiumacetat
Perchlorsäure 60 %
Philips-Puffer pH 6,86
pH-?-Pulfer
Phosphorpentasulfid
tr -Picolin
Pyridin
Salzsäure min. 37 %t
Schwefelkohlenstoff
Schwefelsäure 95 - 97 Vo
Triäthylamin
Triäthyloxonium- tetraJluoroborat
Triäthylphosphit
Triphenylphosphin
Trifluoressigsäure
(im
Text
mit
* bezeichnet)
I\Ierck p. a.
Fluka puriss.
Fluka puriss., absolut, Ph. Helv. VI
Fluka purum, redest. über Na
Fluka puriss.
I\{erck p. a. , kristallisierbar
Fluka purum, redest.
Fluka puriss., über Na aufbewahrt
Fluka purum
dargestellt durch Umsetzung einer Kaliumsuspension in Benzol mit t-Amylalkohol
unter Stickstoff
dargestellt durch Auflösen von Kalium in
t-Butanol unter Stickstoff
N{erck p. a.
Merck p. a.
Merck p. a.
Fluka puriss., absolut und acetonfrei
techn., über CaClo dest. und über bas. Alox filtriert
techn., über P2O5 dest. und über bas.
Alox filtriert
Fluka
I\terck p. a.
Fluka purum
dargestellt durch Umsetzung von Palladiumnitrat mit Eisessig
I\Ierck p. a. , (andere Konzentrationen durch
Verdünnen mit dest. Wasser hergestellt)
Eichpuffer, Philips AG
hergestellt aus 50 Teilen 1 m Natriumdihydrogenphosphat und 30 Teilen 0,5 n Natronlauge
Fluka purum, sublimiert bei 2600/0,01 Torr
Fluka pract., über Na dest.
Fluka puriss.
IUerck p. a.
IUerck p,a.
Merck p. a.
Siegfried gereinigtr. über Na dest.
dargestellt nach ""/, unter Aether bei
-18 'C aufbervahrt
Fluka pract., redest.
Fluka puriss.
Fluka purum, redest.
-
5?-
3, 3-Dimethyl-pyrrolidin- 2, 4-dion-4-äthylenketal(!!)
Ao
\o/
o\-l-
tl
("Äo
/\
\N-'\o
I
H
i
,1
12
13
5,0 g (= 39,4 mMol) 3,3-Dimethyl-pyrrolidin-2,4-dion 12 wurden mit 5,0 g
(= 81 mMol) Aethylenglykol* und 250 mg p-Toluolsulfonsäure in 100 ml Benzol*
unter Feuchtigkeitsausschluss (Calciumchlorid-Rohr) 1B Stunden am Wasserabscheider erhitzt. Die zunächst zl'ei Phasen vereinigten sich beim Erhitzen;
beim anschliessenden Erkalten trennten sie sich 'n{eder.
Nach dem Erkalten überführte man die inzwischen trübe Lösung mit Benzol in
einen Scheidetrichter. I\Ian rwsch danach einmal mit et'wa 50 ml 10 7o Natriumhydroxid-Lösung und viermal mit je etwa 50 ml destilliertenr Wasser.
Die Waschwässer, in denen sich das gewünschte Produkt befand, wurden vereinigt und mit Natriumchlorid* gesättigt. Man überführte erneut irr einen Scheidetrichter und extrahierte die wlissrige Phase viermal mit je etwa 50 ml Methylenchlorid. Die Methylenchlorid-Phasen wurden vereinigt, über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und am RV zur Trockene eingeengt.
Nach HV-Trocknung hinterblieben 5,64 g Lactamketal 13. Diese wurden zur
weiteren Reinigung bei 90 oC und 0,01 Torr sublimierTl Dabei u'urden 5r 45 g
= 81,0 % des Lactarnketals 13 isoliert, das wie lolgt charakterisiert wurde:
c 56,12 H 7,65
c 56,20 H 7,59
C ^ H . ^ N Or t^
ber.:
g e- r . :
rR (cHcl3)
3440(m),3220(m),3100(rv),2970(s),2940(m),2890(s),
1?05(vs),14?8(s),1468(m),1453(w),1421(m),1390(m),
1385(Sch),1345(m),1309(s),11?1(Sch),1146(s),1104(Sch),
1062(s),1040(m),1018(s),1000(5ch),950(m), B?B(m).
ö
tü
N
N
B,18
8124
12 ist in 3 Stufen aus Acetessigsäureäthyl3,3-Dimethyl-pyrrolidin-2,4-dion
ester zugtinglich: a) zweifache Methylierung in der a-Stellung, b) säurekatalysierte llomierung in der f, -Stellung und c) Umsetzur:g mit Ammoniak zum
Lactam2B).
-
NMR 60 MHz
(cDcl3)
o)
MS (2Oo
DC
Fp
6ppm
bö-
Form
1,14
s
3,37
d/J=tldz
4,02s41234
7,4+0,3 breit
theor. H
sem. mm
H
6
Z
184
62
6
2
|
28
1
1 ? 2 ( 1 0 ) 1, ? 1 ( 1 0 0 / M + 1
) ,2 ? ( 5 ) ,1 1 4 ( 3 0 ) 1
, 1 3 ( 1 0 )1, 0 2 ( 5 ) ,
101(41),rcOFd);--e-9130),
e8(5), B6(?), ?3(15), ?1(9),
i 9 ( 1 4 ) , 6 e ( 1 1 ) ,6 8 ( 5 ) ,5 ? ( s ) , 5 5 ( 5 ) r4 5 ( 6 ) ,4 4 ( 6 ) ,4 3 ( 1 3 ) ,
42(20\, 41(1?), 39(7).
Kieselgel,/ EssigesterRF 0r 25
129 3 1 o c
Der Erfolg der Ketalisierung lässt sich spektroskopisch leicht ernritteln: die
starke IR-Absorption des Edul'{s bei 1??6 cm-r ist verschrvunden; statt dessen
tritt im NMR-SpeKrum das Singlett der vier Protonen des Dioxolan-Ringes bei
4,02 ppm auI. Im Bereich der C-O-Valenzschwingungen im IR tritt eine ganze
Schar verschieden intensiver Absorptionsbanden auf, von denen die letzte bei
950 cm-l für alle in dieser Arbeit beschriebenen Ketale charal'teristisch ist.
-59
3. 3-Dimethvl-pvrrolidin-2-thion-4-on-4-äthylenketal(14)
q-'
Ci/
\*At
\*Ao
'l
,l
13
14
2r0 g (= 11,? mMol) Lactamketal 13 wurden unter Ar in 100 ml Benzol* gelöst.
Ilian gab zunächst 2,6 g (= 11,? rriw[ol) Phosphorpentasulfid+ hinzul diese verblieben während der ga.nzenReaKion ungelöst. Dann setzte man noch 5 ml Pyridin* hinzu, wobei sich die überstehende, zunächst klare Lösung trübte. Dieses heterogene Gemisch wurde unter Ar 24 h auJ 100 oC erhitzt.
Man liess sodann erkalten, filtrierte die gelbbraune Lösung, in der ein brauner
Teer hinterblieb, über Cellit, wusch gut mit Benzol nach und engte am RV ein.
Zur Entfernung des Pyridins uurde über Nacht am HV getrocknet (Kühlfalle! ).
Das getrocknete Rohprodukt uurde mit Benzol / Essigester 4 : 1 aufgenommen;
dabei hinterblieb ein geringer, unlöslicher Rückstand, der verworfen wrrrde.
Die Lösung wurde über eine kurze Kieselgel-Säule filtriert; als Elutionsmittel
diente Benzol ,/ Essigester 4 : 1. Das Produkt wurde durch DC-Kontrolle in den
einzelnen Frahtionen nachgerviesen.
Die 600 ml Eluat, in denen das Produkt enthalten war, wurden am RV eingeengt und am HV getroclcaet, wobei 1, ?B g Substanz hinterblieben.
Zur Reinigung kristallisierte man diese Substanz aus Essigester / Cyclohexan
uml dabei wurden 1, 6? g Thiolactamketal 14 isoliert. Diese sublimierte man
zur weiteren Reinigung bei 120 oC und 0,0f Torr. Man isolierte 1,60 g = 1312
7o des Thiolactamketals 14, das rvie folgt charakterisiert wurde:
c
c
51,33
51,21
H 7,00
H 6,9B
17,12
1?,21
ber. :
gef. :
rR (cHcl3)
3415(m),31?0(m),2980(s),2935(Sch),2890(m),1534(s),
1502(vs),14?7(Sch),
1468(s),1452(s),1387(m),1362(w),
, 061(s)1
1 3 4 5 ( w )1
, 316(s)1
, 1 6 0 ( s ) ,1 1 0 3 ( s ) 1
, 0tB(s),
950(m), 940(Sch),870(m).
w (EtoH)
26e (1? 600)
N
N
1,48
?r35
s
s
caHl3Nozs
-
60-
NNIR 60 I\{HZ
6ppm
(cDcl3)
1,22
s
3, 54
d/J=lHz
4,04
s
B ,? + 0 , 4 b r e i t
o)
MS (2oO
Form
theor. H
o
2
4
I
gem. nrm
121
392
6
t(
I
16,5
1
188(e)r
1B?(86/M-),
1?1(8),155(10),
154(13),
140(8),
-Il{(-2T);1
199(?),
12?(18),
118(8),
13(e), 101(5), 100(5),ee(ie),
87(15),ggggq 85(14),83(10),82(12),?3(15),?1(15),
?0(12),Eg(1-2);
68(14),6?(e),5e(5),55(12),SSlZ;,+S1re1,
44(20),43(22),42(30),41(36),39(30).
DC
Kieselgel ,/ Essigester RF 0, 4?
Fp
156-9oc
Der Erfolg der schwefelung lässt sich spe\troskopisch leicht ermitteln: die starke lR-Absorption des Edukts bei 1?05 cm-r ist verschmrnden. statt dessen tritt
im Produkt eine.starke lR-Absorption bei 1502 cm-l auf, die der C=S-Streckschwingung des Thiolactams zugeordnet t{rd. Ausserdenr zeigt das produkt im
Gegensatz zum Edukt eine UV-Absorption bei 269 nm.
-61
Versuche zur Darstellung des
2- Cyanomethyliden-3, 3_-dimethyl-4-pyrrolidon-4- äthylenketal (! 1)
gä
Ao
\t;
"ff
-
\*A'
'l
(,.Ä,
14
16
-+-*
-cH2cN
11
50,0 mg (= 0, 268 mMol) Thiolactamketal -trButanol*
14 wurden unter Ar in 2 ml einer 0, 148
gelöst. Danach gab man unnormalen Lösung von Kalium-t-butylat in
ter Ar 2012 mg (= 0,268 mlüol) Chloracetonitril* hinzu. Die vorher klare, farblose Lösung färbte sich augenblicklich sattgelb; nach kurzer Zeit trat ein weisser Niederschlag (wahrscheinlich KCI) auf. I\[an rührte die Mischung 2 h bei RT.
Danach nahm man die Illischung in etua 20 ml Itlethylenchlorid und 10 ml Eiswasser auf und überführte in einen Scheidetrichter. I\[an trennte die Phasen, filtrierte die organische Phase über getrocknete Watte, engte am RV ein und
trocknete am HV. Es hinterblieben 61,0 mg eines gelbbraunen Oels.
Das lR-Spektrum dieses Oels zeigte hauptsächlich. den Thioiminoester 16 mit den
charakteristischen Banden bei 2255 und 1590 cm-r. Daneben zeisten se-hr sch.*.a'che Banden bei 2190 und 1630 cm-l bereits entschweleltes proaitt 11 an.
Trotz dieser geringen spontanen Entsch'wefelung gelang es unter den in der Tabelle 2 angegebenenBedingungen nicht, den Thioiminoester 16 in nachrveisbaren
Mengen in das Ring-D-Ketal 11 zu überführen.
Tabelle 2
Thiophil
Katalysator
Lösungsmittel/t/T
4 Triphenylphosphin
4 Triphenylphosphin
1 Triphenylphosphin
1 Triphenylphosphin
1 Triphenylphosphin
1 Triphenylphosphin
Triäthylphosphit
o r 2 K-t-butylat
o 4 K-t-butylat
1 , 0 K-t-amylat
1 , 0 NaN ISi(CHa)e] o
'
1 , 0 CF3COOH " "
l r o a-Pyridon
Benzol/6 h/Rl
Benzol/20 h/Rf
Benzol/3 h/50o
Benzol/3 h/Rf
Benzol,/3 h/Rf
Benzol/2O h,iRf
Xylol/20 h/l50o
-62-
2-(a -Cyano-o( -carboxymethyt)methyliden-3, 3-dimethyl-4-pyrrolidon-4-äthylenketal (!!)
ös,öq,
\oJ-itttl
\*-\r
\o /
i
\*z\r-"H-"*
\cqcH.
I
H
14
17
15
68 mMoI) Thiolactamketal 14 wurden unter Ar bei RT in 21, B ml
500 mg (= 2,'normalen
einer 0, 125
Lösung von Kaliumat-butylat in t-Butanol* gelöst. Danach
gab man eine Löswtg von 4?5,0 mg (= 2,68 mMol) Bromcyanessigsäuremethylester* in 5 ml 1\[ethylenchlorid* hinzu und spülte mit etrva 2 ml Methylenchlorid* nach. Die vorher klare, farblose Lösung färbte sich augenblicklich sattgelbl
nach kurzer Zeit trat ein weisser Niederschlag auf (wahrscheinlich KBr). Man
rührte die Iltischung 2 h bei RT und engte anschliessend am RV zur Trockene
ein (Bad 90o).
Das bräunliche Oel wurde in etwa 40 ml l\Iethylenchlorid und 20 ml Eiswasser
aufgenommen und in einen Scheidetrichter überführt. I\fan trennte die Phasen,
filtrierte die organische Phase über getrocknete Watte und engte am RV zur
Trockene ein. Nach flV-Trocknung hinterblieben ?25,0 mg eines gelbbraunen,
viskosen Oels.
Das IR-SBektrum dieses Oels zeigte neben einigem Edukt (Banden bei 1505 und
3410 cm-r) deutliche Signale des bereits entschwefeltenCyanessigesteraddukts
15. Weiter trat eine ziemlich intensive Bande bei 1755 cm-r auf, die dem Thioffrinoester 1? zugeordnet werden könnte. Die weiteren Banden, die für 1? zu
erwarten wäFen (etrva 1585 und 2240 cm-l), könnten durch die starken Foduktbanden in diesem Gebiet verdeckt sein.
Das Oel wurde sodann in 20 ml Xylol* gelöst und nach Zugabe von 2,22 g Triäthylphosphit* unter Ar 20 h auJ 150 oC erhitzt. Nach dem Erkalten enüernte
man das Xylol am RV (Bad 96o) und zog bei RT am HV (Kühlfalle) innerhalb
eines Tages den grössten Teil des Phosphits ab.
Das dunkelbraune, viskose Oel, das hinterblieb, wurde an einer Kieselgelsäule
(45 x 2 cm,/ 60 g) mit Aether* als Laufmittel chromatographiert. Nach einem
Vorlauf von 140 ml wurden 5 ml-FraKionen genommen. Die gewünschte Substanz,
die sich nicht ganz von einem Nebenprodukt trennen liess, befand sich in den
Fraktionen 15 - 30. Nach Einengen und Trocknen am HV hinterblieben 350 mg
leicht gelber Kristalle.
oC
*d 0,01 Torr sublimiert. Man
Diese wurden zur weiteren Reinigung bei 130
=
30r0 /e des Cyanessigesteraddukts 15, das wie folgt chaisolierte 201,0 mg
rakterisiert rrrrde:
63-
c
c
ctzHtoNzo+
ber. :
gef. :
rR (cHcl3)
3300(m),2980(m),2950(m),2890(m),2205(s), 166?(s),
1 5 8 1 ( v s )1, 4 7 0 ( m ) ,1 4 6 0 ( m ) 1
, 442(s)1
, 3 8 B ( m )1, 3 6 9 ( w ) ,
1346(w),1321(s),12?5(vs),1158(vs),1140(Sch),
1098(w),
106?(m)1
, 0 3 2 ( m ) ,1 0 1 9 ( s ) 9
, 5 0 ( m ) ,8 8 8 ( w ) ,8 6 5 ( r v ) .
uv (EtoH)
280 (19 ?00)
NMR 60 MHz
(cDcl3)
6 ppm
5?,13
5?,15
H 6,39
H 6140
Form
lr4l
s
3, 54
d/J=lHz
3,77
s3423
4,04
s4584
9 , 3 + 0 , 4 breit
theor. H
N 1 1 ,l 1
N 10,97
gem. mm
=
H
6
2
91
28
6
2
1
12
t
MS (?oo)
253(1?), 252(tOO/M+),221(t4), 220(20),193(6), 183(5),
180(10),179-iT;fiT5), 16?(5),165(30),161(8),154(?),
1 4 e ( 1 ? ) r, 4 8 ( 1 4 ) ,1 4 ? ( 1 3 ) 1, 3 5 ( ? ) ,1 3 3 ( 1 2 ) 1
, 2 1 ( 8 ) ,1 2 0 ( 1 0 ) ,
1 1 9 ( 9 ) ,1 1 4 ( 7 ) ,1 1 3 ( 5 ) ,1 1 0 ( 8 ) ,1 0 8 ( 5 ) ,1 0 ? ( ? ) ,1 0 5 ( 5 ) ,
1 9 9 - ( 1 1 ) , 1 0 1 ( ? 0e)e1( B ) '9 4 ( 5 ) ' e s ( B ) ' e 2 ( 2 0 ) '8 7 ( 8 ) ,B 6 ( 6 4 ) ,
B 2 ( 5 ) , 8 1 ( 5 ) ,B 0 ( B ) ,? 9 ( 6 ) ,? B ( 5 ) ,? 7 ( 6 ) ,? 4 ( 5 ) ,? 3 ( 8 6 ) ,
? 0 ( 6 ) ,6 9 ( 1 0 ) ,6 8 ( 5 ) ,6 7 ( 5 ) ,6 6 ( ? ) ,6 5 ( 1 4 ) ,6 4 ( 5 ) ,5 9 ( 8 ) ,5 ? ( 8 ) ,
55(5), 53(?), 52(6), 45(18),43(9), 42(12),41(9), 39(5).
DC
Kieselgel,/ Essigester RF 0,43
Fp
136-?oC
Der Erfolg der Reaktion laisst sich spektroskopisch leicht ermitteln: die IR-Absorption des Edukts bei 1502 cm-l ist verschwunden. statt dessen treten drei
starke lR-Absorptionen des Produkts hervor: die des konjugierten Nitrils bei
2205 cm-r, die der konjugierten Ester-Carbonylschwingungbei 166? cm-1 und
die der Doppelbindung bei 1581 cm-I. Das Absorptionsmaximum im LIV-Spektrum liegt jetzt bei 280 nm.
c"cr8fr
Pt\l
lö*l
COfFl3 CO2CH3
19
Das Vorhandensein des Thioiminoesters 1? im
Rohprodukt ist sehr zweifelhaft. Es ist ivahrscheinlich, dass die IR-Rende bei 1?55 cm-1 vom
Cyclopropanderivat 19 herrührt; dieses kann unter
basischen Bedingungen aus dem Bromcyanessigsäuremethylester entstanden sein (siehö 30)1. Watrrscheinlich dient deshalb das Erhitzen mit Triäthylphosphit auch nicht zur--Entschwefelung von 1?,
sondern nur zur Ueberführung von 14 in 13.-rvas
di e einf a cher e Abtr ennung d es CyanEssi ge-ster addukts 15 ermöglicht.
-
64-
An h a n g : Darstellung des Bromcyanessigsäuremethyl-(-t-butyl-)esters
In der Literatur sind -{rei- V_e-rfahrenzur Darstellung des Bromcyanessigsäureäthylesters angegeben48r49'50).Von diesen ergab dis erste, die direkte Umsetzung des Cyanessigesters mit Brom in Wasser, laut NMR-Spektrum eine Mischung von drei Komponenteni 24 7a Cyanessigester, 35 % Bromcyanessigester
und 41 /e Dibromcyanessigester (Gesamtausbeute 51 % nach Destillation). Weitere destillative Reinigung blieb hier erfolglos.
Das zweite Verfahren, die Umsetzung des Ylids aus Bromessigester und Dimethylsulfid mit Bromcyan, lieferte gar keinen Bromcyanessigester. Das dritte,
die Umsetzung des Clanoketendimethylacetals mit Brom, umrde wegen der Unzugänglichkeit des Edukts nicht versucht.
Es gelang schliesslich, ziemlich reinen Bromcyanessigsäuremethyl-(-t-butyl-)
ester nach folgendegr.Verfahren darzustellen: Analog einer Vorschrift von
Schenck und rlnt<en5l) wurde aus Ameisensäureestei und Cyanessigsäuremethyl(-t-butyl-)ester unter Kaliummethylat(t-butylat)- Einwirkung das Kaliumsalz des
Hydroxymethyliden-cyanessigsäuremethyl-(-t-butyl-)esters dargestellt (beide sind
kristalline Verbindungen).
Analog einer Vorschrift von Gurevich, Kolosov und KonnoraSo) wurde durch
Bromierung mit 1 NIol Brom in Wasser, Extraktion in Aether und anschliessende zrveimalige Destillation Bromcyanessigsäuremethylester in 90 % Reinheit
(NIltR) gewonnen. Der t-Butylester konnte nicht destilliert werden; er wurde als
Rohprodukt (nach NMR B0 /6 rein) in die Reaktion eingesetzt.
NIUR-Signale
esters
in
vorkommenden
Substanz
?or"
?n,
CN
?ozR
f"",
CN
der
\
R
der
Darstellung
Verbindungen
cHs
des Bromcyanessig(6 -Werte)
c(cH3)3
3,41
1 ,6 3
3,82
3,47
3,95
4,89
1 16 5
4,04
1.68
-
2-Cyanomethyliden-
oD -
3, 3-dimethyl-4-pyrrolidon-4-äthylenketal
(! 1)
fl-t
t\
)-)
15
H
ctt
11
660,0 mg (= 2,62 mMol) sublimiertes Cyanessigesteraddukt15 *urden in 116.b
ml 0, 1 normaler Natriumhydroxyd-Lösung 20 min auf 120 oC-erhitzt. Dabei
lösten sich die Kristalle langsam aufl zum schluss war eine klare, leicht gelbliche Lösung entstanden. Man liess erkalten, wobei wieder ein flockiger Niederschlag entstand. Danach liess man vorsichtig 6,6 ml konzentrierte salzsäure*
zutropfen und r'ührte noch 5 min bei RT. Bei dieser Arbeitsrveise löste sich
der Niederschlag mit den ersten säuretropfen auf, bald darauf konnte die Decarboxylierung an der Gasentwicklung verfolgt rverden. Man neutralisierte sodann vorsichtig mit festem Kaliumkarbonat* solange, bis keine Gasentwicklung
mehr zu beobachten var. Die trübe Lösung wurde in einen scheidetrichter überführtl man sättigte mit Natriumchlorid* und extrahierte dreimal mit je etr',a b0
ml Methylenchlorid. Die organischen Phasen wurden über getrocknete watte filtriert, am RV eingeengt und am HV getrocknet. Es hinterblieben iOb mg leicht
gelber Kristalle. Deren IR-Spektrum zeigte noch eine kleine Schulter an der
Doppelbindungsbande.
Die substanz wurde mit etwa 250 ml Aether* über eine kurze Kieselgelsäule
(7 x 2 cm) filtriert. Nach Einengen am RV und rrocknen am HV hinterblieben
480 mg farbloser Kristalle.
Zur weiteren Reinigung sublimierte man die Substanz bei 65 oc und 0,001 Torr.
Dabei wurden 415 mg farblose Kristalle isoliert. Deren NMR-speKrum zeigte
noch geringe Verunreinigungen an.
Daher wurde aus Aether / Hexan umkristallisiert,
wobei 404,0 mg = 7g16 Vo
des Ring-D-Ketals 11 gewonnen wurden. Diese wurden rvie folgt charakt6risiert:
c
c
61,83
61,70
C'OHIaNZO2
-
ber.:
gef.:
rR (cHcl3)
29?5(m),2935(w),2890(m),2190(vs),
?110(*),3310(vw),
14??(m),1463(w),
1445(m),138e(m),13?1(sch),
19?9(u"),
115?(s),1140(Sch),
1103(w),
1!91(sSt'),
191s(*),131.8(m),
1039(m),1019(m),
995(Sch),
950(m),BB0(m),
1999(q),
823(m),?05(w).
H
H
1,27
7,22
N
N
14,42
L4,2I
-
uv (EtoH)
NMR 60 MHz
(cDcl3)
66-
261 (22 200)
6ppm
1,13
1,39
3,43
3172
4,00
6, 5+0,4
Form
s
s
d/J=LHz
s
s
breit
theor. H
o
6
2
1
4
1
gem. mm
144
B
482
23
964
22
5, ?
0,3
1
1
MS (5oo)
1 9 5 ( 8 ) ,1 9 4 (45/ M * \ , 1 5 4 ( 9 ) ,1 3 5 ( 8 ) ,1 2 2 ( 1 3 ) , 1 2 1 ( 2 8 ) ,
e4(6), 86(?), B 2 ( 6 ) ,B 0 ( 5 ) , 7 4 ( 6 ) ,
l 14(?),I_oTGo);-ee(6),
7 3 ( 1 0 0 ) 6, 9 ( 1 6 ) ,6 ? ( 8 ) ,6 6 ( 9 ) ,6 5 ( B ) ,5 4 ( 6 ) , 5 3 ( 6 ) , 5 2 ( 5 ) ,
5ti-Iil;4b(18), 43(6), 42(8), 41(10),3e(8).
DC
Kieselgel,/ Aether RF 0, 27
Fp
118-90C
Der Erfolg der Reaktion lässt sich spektroskopirsch leicht ermitteln: die Bande
des konjugierten Nitrils erscheint bei 2190 cm--l, die Doppelbindungsbandeliegt
ietzt bei 1620 cm-r. Das Absorotionsmaximum im llV-Spektrum ist nach 267
nm gewandert.
Im NMR-Spektrum ist das Signal des vinylischen Protons bei 3, ?2 ppm deutlich
zu erkennen. Im Bereich der l\{ethylprotonen können die Signale der beiden geometrischen Isomeren beobachtet werden: die Methylprotonen des Z-Isomeren erscheinen be^i.1113 ppm, die des E-Isomeren bei 1139 ppm (vergleiche dazu
W. Huberrv)). Aus der Integration beider Signale ergibt sich ein Z:E-Verhältnis von 19 : 1.
-
6?-
2-(x-Jod-a-cyano)methyliden-3,3-dimethyl-4-pyrrolidon-4-äthylenketal
(29)
\"/-i
\.J-L
Ao
^
/\
\ö
tt^f'
H
ctt
HCN
p
11
100,0 mg (= 0,515 mMol) Ring-D-Ketal 11 wurden unter Ar in 10 ml Benzol*
-mMol)
gelöst. Man gab dann 128, 5 mg (= 0,5?
N-Jod-Succinimid* unter Ar hinzul diese blieben rveitgehend ungelöst. Es bildete sich sofort eine leicht gelbe
Farbe aus. sodann rührte man eine stunde bei RT im Dunkeln. Nach dieÄer
Zeit hatte die Lösung eine intensiv gelbe Farbel als Bodenkörper war succinimid vorhanden. Man überführte mit etua 25 ml Benzol in einen Scheidetrichter,
wusch zweimal mit je etwa 15 ml 0, 1 molarer Kaliumdihydrogenphosphat*-Lösung unter Zusatz eines Kristalls Natriumthiosulfat. Zunächst fäxbte sich die
Benzolphase tiefviolett von freiwerdendem Jodl bald verschwand die Farbe jedoch vollends. Die Benzolphase wurde über getrocknete watte filtriert und am
Rv eingeengt. Der zurückbleibende, leicht gelbe Festkörper wog nach HV-Trocknung 1?5 mg.
Zur Reinigung wurden diese aus Aether / Hexan umkristallisiert.
Dabei isolierte
man 155,o ms = 94,0 % des Jod-Ring-D-Ketals 29 in Form schvach gelber Kristalle. Diese wurden rvie folgt charakterisiert:
cloHlsNzoe
b e r .:
rR (cHcl3)
3410(m),2 9 8 0 ( m ) 2
, 9 4 0 ( w ) 2, 8 8 5 ( m ) ,2 1 8 5 ( s ) ,1 6 0 S ( s ) ,
14?3(w),119?(*), 1447(Sch),1421(w),13e1(rv),13?o(w),
1325(w),110^6_F),
1119(sqn),1151(s)r111?(m),t0e0(sch),
1068(m),1037(rv),1019(m),1001(Sch),950(m), BB0(w),
820(vw).
w (EtoH)
272 (20 450)
NMR 60 MHz
(cDcl3)
c
c
6ppm
1,38
3,43
4,02
514+0r2
3 ? r5 1
3 ? ,6 1
Form
s
d/J=lKz
s
breit
H 4,09
H 4,L2
theor. H
6
2
4
1
N B,?5
N 8,74
J
J
39,65
39,94
gem. mm
r28
6
B3
16
4
1
-68-
rus (1200)
3 2 1 ( B ) ,3 2 0 ( 5 2 l M - ) ,1 9 4 ( 2 0 ) 1, 9 3 ( 1 0 0 )1, 6 4 ( 1 4 ) 1, 5 0 ( 1 3 ) ,
121(1e),lzo'rfl;-Tle (?), 115(6);II,l(0, 10e(?), 107(7),
1 0 5 ( 5 ) ,9 9 ( 8 ) ,9 4 ( 5 ) ,e 3 ( 5 ) ,9 2 ( 1 6 ) ,B 6 ( 9 ) ,? 9 ( 5 ) ,7 ? ( 5 ) ,
? 3 ( 5 0 ) ,6 6 ( 6 ) ,6 5 ( 1 4 ) ,6 4 ( 5 ) ,5 3 ( 5 ) ,4 5 ( 1 4 ) ,4 3 ( 9 ) ,4 2 ( 1 3 ) ,
41(12),39(10).
DC
Kieselgel/ Aether RF 0,30
Fp
135-?oC
Der Erfolg der Reaktion lässt sich spektroskopisch leicht ermitteln: gegenüber,
dem Edukt ist die lR-Absorption des konjugierten Nitrils noch weiter auf 2185 cm-r
erniedrigtl das gleiche giti iür aie ooppöttindungsbande, die nr.n bei 1605 cm-1
auJtritt. Im NMR-Spektrum fehlt das Signal des linylischen Protons des Edukts.
Das Jod-Ring-D-Ketal 29 ist bei RT nur etrra einen Tag lang haltbar. Im Kühlschrank ist die Beständigkeit rvesentlich grösser. Dennoch v'ird empfohlen, 29
jeweils l'or Gebrauch frisch herzustellen.
-
69-
Tricyclisches Thiolactam (?O
8
25
14510 mg (= 0r66 mlltol) fein pulverisiertes Phosphorpentasulfid* wurden, soDanach wurde das Lösungsweit möglich, in 200 ml Sclwefelkohlenstoff* gelöst.
-verbliebene
Phosphorpentasulfid
mittel aä Rü (Bad 30 - 40o) abgezogen. Das
bildete jetzt einen dünnen weissen Film auf der Kolbenwand. Man trocknete den
Rückstand zusammen mit dem Rührstab 20 min am HV. Danach gab man unter
Ar 100,0 mg (= 0, 2?3 mMol) tricyclisches Lactam B hinzu und löste dieses unter Ar in einer Mischung aus 50 mI Xylol*^und 2,5-ml tr-Picolin*. Die gelbe
Lösu:rg erhitzte man unter Ar 4 h auf 130 "C; dabei verfärbte sie sich über karminrot nach braunrot.
Man liess dann erkalten, überführte die Mischung mit et*a 50 ml Benzol in einen Scheidetrichter und wusch zweinal mit je etwa 40 ml gesättigter wässriger
Natriumchlorid-Lösung. Die orangerote benzolische Lösung wurde über getrocknete Watte filtriert,
am RV eingeengt (Bad 90o) wrd am HV getrocknet. Es hinterblieben 140 mg Substanz. Das IIV-SpeKrum zeigte die erfolgreiche Schrvefelung an.
Zur Reinigung wurde das RohproduR unter Ar an einer kurzen Säule aus basischem Aluminiumoxid (? x 3 cm) mit Benzol* / Essigester* I : l als Laufmittel chromatographiert. Dabei urrrden ?5r0 mg = 72t0 /6 tricyclisches Thiolactam 25 in Form eines gelben Oels isoliert, das wie folgt charakterisiert wurde:
rR (cHcl3)
3180(w),2965(s),2930(m),2905(Sch),2865(w),2230(vw),
1655(Sch),164?(vs),1625(s),1560(m),1510(Sch),1503(vs),
1450(vs),1440(Sch),1399(m),138B(s),
1490(Sch),1460(Sch),
13?7(m),1369(m),1359(m),1329(m),1308(vs),1290(s),
982(vw),970(vw),
1268(m),11?5(w),1140(s),1098(Sch),
95S(vw).
-?0
w (EtoH)
23? (10 230/Sch),243 (11 150), 286 (29 620),
ryg9q 9991!.t),
li9 (q119ls"h);.sg'rTrrT10),
410 (12 520/Sch),435 (??2Olsch)
+ 2 Tropfen 1n HCI 2 5 2 ( 1 0 5 0 0 ) , 3 0 4 ( 4 2 3 0 0 ) , 3 3 8 ( 8 2 5 0 ) ,
je 3 ml Lösung
456 (22 4oo), zTB-l2TT0-o/Sch).
NMR 1OOITIHz
(cDcl3)
6pp*
1,19
1,26
1,38
1 ,4 0
1 ,5 4
Form
MS (150o)
DC
gem. mm
2l
166
2l
z
15
16
16
I
2
2
2
1
1
1
sl
ol
I
s>
sl
sJ
s
2,93
s
3, 20
s
5,23
s
5 ,B 6
s
1 2 ,6 + 0 , 3 breit
21 68
theor. H
2
2
1
1
1
d
u.". !91(gl,3q3(2.8)r
382(1.00/M),.368(21),
36?(?2),
356(15),
-322-F4),-341
"'
(26), 34ö(s5),'
3ii(10),
?ql(?2), g4g(17),
23e(10),
23s(18),
18?(10);
164(12);
?_4q(1q),
?!?(26),
1 5 6 ( 1 61) ,1 1 ( 2 31) ,0 8 ( 1 01) ,0 6 ( 1 31) ;0 5 ( 2 39) :1 ( 2 6 ) , ' 8 ? ( 1 1 ) .
q!(?1),83(??),7e(11),77(15),
?6(11),?1(12),6e(i5),
55(23),s1(10),4B(12);
9lq1), 6?(13),5?(23),56(12),
47(2s), 43(22),42(t4), 41(42),40(18),39(16):
neutrales Aluminiumoxid / Benzol/Essigester g : 1
RF 0' 32
Die angegebenenReaktionsbedingungensind sehr kritisch. Insbesondere ist auf
folgendes zu achten:
a) Da die Reaktion heterogen abläuft, d. h. , die schwefelung nur an der oberfläche des Phosphorpentasulfid-Films vor sich geht, muÄs das phosphorpentasulfid so fein u{e irgend möglich verrieben rverden. sind nach def Entiernung des schwefelkohlenstoffs noch deuilich erkennbare Kristalle im Film
. vorhanden, so hat das eine verringerte Ausbeute zur Folge.
b) Bei dieser heterogenen Reaktion spielt das Verhliltnis zwi-schen Oberfläche
und Inhalt des benutzten Kolbens eine grosse Rolle. Je kleiner die Ansätze,
desto höher wird die Ausbeute sein, werur ein Kolben verwandt wird, der
fünfmal das volumen der verwandten Xylol/picolin-Mischung fasst. 3o konnten bei einem 2O-mg-Ansatz unter gleichen Bedingungen wie oben gg.Zo Ausbeute erreicht werden.
c) Das in diese Reaktion eingesetzte Xylol muss absolut wasserfrei sein; ansonsten resultiert w'iederum eine verringerte Ausbeute. Hingegen sollte kein
frisch destilliertes t-picolin benutzt werden, da dieses erst etua einen I\[o_
nat nach der Destillation in der Reaktion optimale Ergebnisse zeigt.
d) sollte die schrvelelung nicht vollständig veriaufen sein, so sind im uv-spektrum nach Zugabe von etwas säure deuilich die Banden des protonierten tricyclischen Lactams 8 zu erkennen (260 und 430 nm). In diesäm Falle empfiehlt es sich, das R-hprodukt nach der gleichen vorschrift, vorzugsweide
aber mit frisch destilliertem Xylol, erneut umzusetzen.
-?1
e)
f)
Die ReaKion sollte immer unter AusscNuss von starker direkter Beleuchtung durchgeführt rverden.
Das tricyclische Thiolactam 25 ist eine sehr labile Verbindung. Sie wird
zweckmässig für jede Reakti6i-frisch hergestellt. Sie ist nur am HV einige
Zeit haltbar.
Der Erfolg der Schwefelung lässt sich spektroskopisch leicht ermitteln: die starke Carbonyl-Absorption des Edukts bei 1?40 cm-r ist im lR-Spektrum verschwunden. statt dessen hat das Produkt eine intensive Doppelbande bei 164? und
1625 cm-I. Besonders deutlich sind die Veränderungen im W-Spektrum nach
Zusatz von etwas Säure: die Banden des Edukts bei 280, 430 und 450 nm sind
gegebenenfalls gut neben denen des Produkts bei 304, 456 und 4?8 nm zu erkennen.
-12-
Darstellung
a)
der
tetracyclischen
seco-corrinoiden
verbindungen
durch Iminoesterkondensation
1r 1S-Dicyano-1r2, 2, ?, ?r 12,12, 1?r17-nonamethyl-seco-corrin-18-on-lB-äthylenketal (23)
11
21
23
(= 6,? plr{ol) tricyclischer Silberkomplex 21 wurden in 0,36 ml einer
l, l-*g
0r01 normalen N-Aethyl-diisopropylamin*-LöiungTf,
Methylenchlorid* unter Ar
gelöst. Man gab dann 13 pl einer 1 molaren Lösung von Triäthyloxonium-tetrafluoroborat* in I\[ethylenchlorid* hinzu und rührte 2 h im Dunklän bei RT.
Die Kontrolle der Reaktion im IR-spektrum bewies die vollständige Alkylierung
(Verschwinden der Amid-Bande bei 1?10 cm-l). Sodann gab man S, Z mg (= 2ö S
pMol) frisch sublimiertes Ring D-Ketal 11 zu und schmolz die Lös-ung unter Ai
in ein Bombenrohr ein.
I\Ian erhitzte 66 h auf 100 oc; dabei bildete sich ein Festkörper aus, da alles
Methylenchlorid verdampfte. Die Farbe des Reaktionsgemisches war leuchtend
rot; das UV-Spektrum dieser I\tischung zeigte neben viel Ring D 1l wenig protonierten freien Liganden 23. Nach der üblichen Aufarbeitung nac-h H. wildlO)
konnte nur sehr wenig undTvenig reiner Nickel-Komplex 2? gewonnen werden.
Andere versuche, die keinen Tetracyclus ergaben, sind ä-Tabelle 3 zusammengestellt.
TABELLE 3
Mol
I
1
1
1
I
I
2L
Mol
A
l1
T
t
RT
90h
48h
66h
66h
110 h
110 h
R^O
4
500
rRO
4
I
1000
1000
Lösungsmittel
Methylenchlorid
Sulfolan*
Methylenchlorid
Methylenchlorid
ohne
ohne
?3
b) durch Thioiminoesterkondensation
1,15-Dicyano-1,2,
2,?, 7,12,12,1?,1?-nonamethyl-seco-corrin-18-on-18-äthylenketal (23)
11
25
23
?5,0 mg (= 196 plUol) tricyclisches Thiolactam 25 wurden unter Ar in 2 ml Methylenchlorid* gelöst. Dazu gab man 236 yl eineFl molaren Lösung von Triäthyloxonium-tetrafluoroborat* in Methylenchlorid* und rührte 3 h bei RT. Dabei verfärbte sich die Lösung von gelbrange nach leuchtend orangerot. Die
Kontrolle der ReaKionsmischung im lR-Spektrum zeigte vollständige Alkylierung
(die Banden des Edukts 9 bei 1647/1625 cm-r sind verschurunden; dafür tritt
eine starke Bande bei efwa 1565 cm-r auJ). Man gab dann 152,0 mg (= ?84 FMol) Ring D-Ketal 11 hinzu und rührte 13 Tage unter Ar bei RT im Dunklen.
Das Reaktionsgemisch verfärbte sich dabei langsam von orangerot nach leuchtend rot; ausserdem trat mit zunehmender Reaktionsdauer eine gelblich-grüne
Fluoreszenz auf, die vom protonierten freien Liganden 23 herrührte. Das UVSpelrtrum zeigte nach 13 Tagen Reaktionszeit neben viel-Ring D 11 fast nur protonierten freien Liganden 23.
gab
Man verdünnte darur das Reaktionsgemisch mit 10 ml Methylenchlorid*,
25010 mg Kaliumkarbonat* und 0,5 ml destilliertes Wasser hinzu und rührte
10 min bei RT. Dabei änderte sich die Farbe der Lösung nach braungelb. Die
Lösung utrde mit Methylenchlorid in einen Scheidetrichter überführt und zweimal mit je etwa 10 ml gesättigter wässriger Natriumchlorid-Lösung gevaschen.
Man filtrierte die organische Phase über getrocknete Watte, engte am RV ein
und trocknete am HV. Es hinterblieben 220,0 mg braungelber Substanz.
Diese wurden an einer Dickschichtplatte aus neutralem Aluminiumoxid mit Benzol / Methylacetat 9 : 1 als Laufmittel chromatographiert. Die Fraktion mit
RF 0r 2, die leuchtend gelb war, wurde ausgekratzt, mit Methylenchlorid* und
_74
wenig Aceton* durch eine G-4-Nutsche eluiert, am RV eingeengt und am HV getrocknet. Es hinterblieben 5010 mg. Das UV-Spektrum zeigte reinen freien Liganden !!; möglicherweise war noch etwas Ring D-Ketal 11 vorhanden.
I\{an kristallisierte aus Aceton+,/ Hexan 1 : 4 uml dabel wurden 2510 mg =
23rS Vo des freien Liganden 23 isoliert.
Die Mutterlauge wurde nochmals u'ie oben chromatographiert und kristallisiert;
dabei wurden 9,0 mg = Br5 % des freien Liganden isoliert.
Insgesamt ergab sich eine Ausbeute von 34r0 mE = 32,0 Vo.
Die spektroskopischen Eigenschaften des nach dieser Methode dargestellten freien Liganden erwiesen sich innerhalb der Fehlergrenzen als identisch mit dem
aus dem Nickel-Komplex 2? gewonnenenfreien Liganden (siehe Seite 83).
Erfahrungen
aus
ähnlichen
Versuchen
Die lange Reaktionsdauer von 13 Tagen bei RT ist lür den Erfolg der Reaktion
nötig. Dies bestätigte die kontinuierliche Kontrolle des Reaktionsgemischs im
UV-Spektrum.
Bei vielen Nachschubansätzen trat neben dem gewünschten Produkt 23 sowie den
Edukten 25 und 11 eine weitere. nicht identiJizierte Substanz in weö-hselnder
Häufigkei-t auf. D-iese Verbindung ist im Uv-spektrum nach Zusatz von etrvas
Säure gut an einer Absorption bei 333 nm zu erkennen; in diesem Bereich zeigen 'weder -von
23 noch 11 noch 25 Absorptionen. Im neutralen Zustand rvird ihre
Absorption
eineiBande 7on 23 värdeckt; diese Absorption könnte bei etwa
310 nm liegen. Die uner'*'ünschte-verbindung lilsst sich durch chromatographie
nicht von 23 trennen; beim Umkristallisieren von 23 verbleibt immer noch ein
merklichei-Rest davon in den Kristallen.
Versuche, unter anderen Reaktionsbedingrurgen,vor allem durch Temperaturerhöhung, bessere Resultate zu erzielen, scheiterten. So konnten sowohl in siedendem Acetonitril* nach zwei Tagen Reaktionsdauer als auch in Methylenchlorid*
bei 100 oC im Bombenrohr nach 4 Tagen ReaKionsdauer nur ganz geringe Illengen von 23 im UV-Spektrum festgestellt werden.
Trotz der beschriebenen Nachteile der Thioiminoester-Kondensation wird die Anwendung dieser Methode bei Ansätzen von 100 mg 25 und mehr empfohlen, weil
hierbei die Reproduzierbarkeit grösser ist als bei der im folgenden beschriebenen Methode der Sulfidkontraktion mit jodierender Kupplung.
-
c)
aD -
durch SulJidkontra-ktion mit jodierender
Kupplung
( t ) - N i c k e l ( I l ) - 1 , 15 - d i c y a n o - 1 , 2 , 2 ,? , ? , 1 2 , 12 r 1 ? , 1? - n o n a m e t h y l - s e c o - c o r r i n - l 8 - o n 18 -äthyle nketal -perchlorat (?!)
29
25
27
Versuch optimiert von E. Elrne"34)
B0r0 mg (= 209 pMol) tricyclisches Thiolactam 25, 134,2 mg (= 418 pMol) Jod-Ring DKetal 29 und 40r 5 mg (= 209 pMol) Ring DKetal 11 wurden unter Ar in einem 25 mlKolbed-vorgelegt. Sodann verschloss man den
Kolben mit einer Serumkappe, die über eine
Kanüle mit einem Argonballon beli.iftet wurde
(siehe Figur 8). Danach gab man mit einer
Spritze 5 ml Benzol* zu und löste die Substanzen; es entstand eine tief braungelbe Lösung.
Aus einer 1 ml-Spritze liess man jetzt la-ngsam (mindestens 10 min) 2,24 ml einer 0,46
normalen Kalium-t-amylat-Lösung ln Benzol*
hinzutropienl dabei färbte sich die Lösung zunächst weinrot, zum Schluss \rar sie tief karminrot. Es entstand dabei auch ein ganz geringer, feinkörniger Niederschlag.
Sodann rührte man 2 Tage im Dunklen unter
Ar. Das Reaktionsgemisch war nach dieser
Zeit rotbraun.
Figur B
Danach überführte man mit etwa 25 ml Benzol
in einen Scheidetrichter, nusch einmal mit
etwa 15 ml pH-?-Puffer* und einmal mit etrm
-
?6-
15 ml Eiswasser. Die organische Phase rvurde über getrocknete Watte filtriert,
am RV eingeengt und am HV getrocknet. Es hinterblieben 230,0 mg. Das UVSpeKrum der isolierten Substanz zeigte nach Zusatz von tvässriger Salzsäure
nur die Absorptionen des protonierten freien Liganden 23 (504/Sch 535) und des
Ring D 11 (269).
Diese Substanz wurde an zwei Dickschichtplatten aus neutralem Aluminiumoxid
mit Benzol ,/ Iuethylacetat 9 : 1 als LaufÄittel chromatographiert. Die Zone
mit Rp 0r 25, die gelbbraun ist, wurde ausgekratzt, mit Methylenchlorid* und
rvenig Aceton* durch eine G-4-Nutsche eluiert, am RV eingeengt und arn HV getrocknet. Es hinterblieben 60,0 mg Substanz,
Das UV-Spektrum dieser Substanz zeigte im Vergleich mit dem Spektrum des
kristallinen freien Liganden 23 (Seite 83) zu hohe Extinktionen im UV-Bereich.
Es wird vermutet, dass ein Eöst von Ring D 11 für diese erhöhten Absorptionen
verantwortlich ist. Da aus analogen Versucheri-bekannt war, dass 11 nichf durch
Kristallisation abgetrennt werden konnte, urrrde hier aul die Reiniffig durch
Kristallisation verzichtet.
Die 60 mg aus diesem Versuch wurden mit 60 mg aus einem identischen Versuch, die allerdings etwas mehr 11 enthielten, vereinigt und weiter umgesetzt.
120,0 mg (= 222 pMol) freier Lig"and 23 wurden unter Ar mit einer Lösung von
294,0 mg (= 805 lrMol) NickelperchloräiF-he:rahydrat* in 3 ml Acetonitril* versetzt und 10 min bei RT gerührt. Die blaue Farbe des Nickelsalzes schlug
augenblicklich nach karminrot um, Sodann versetzte mal mit 2122 mI einer 0, 1
normalen N-Aethyl-diisopropylamin-Lösung in l\{ethylenchlorid* und rührte rveitere 10 min bei RT.
I\[an überführte das Rea]tionsgemisch mit etrva 10 ml Illethylenchlorid in einen
scheidetrichter, u'usch dreimal mit je etua 10 ml 0,1 norma-ler perchlorsäureLösung, filtrierte die orgarrische Phase über getrocknete Watte, engte am RV
ein und trocknete am HV.
Es hinterblieben 140,0 mg Substanz.
Das UV-Spektrum dieser Substanz zeigte nach Zusalz einiger Tropfen Säure etwas protonierten freien Li-ganden 23, einigen Ring D 11 und hauptsächlich das
Nickel-cyano-seco-corrin 2?.
Zur Entfernung des überschüssigen Ring D rvurde zunächst an einer Dickschichtplatte aus Kieselgel zehnmal mit Aether als Laufmittel chromatographiert. Die
braunrote Zone, die am Start zurückblieb, wurde ausgekratzt, mit Methylenchlorid und wenig Methanol* durch eine G-3-Nutsche eluiert, am RV eingeengt
und am HV getrocknet.
Es hinterblieben 105,0 mg.
Der Erfolg dieser Reinigung konnte am Abnehmen der Absorption bei 272 nm
relativ zu denen bei 32? und 4?2 nm verfolgt werden.
Die 105 mg Substanz wurden zur weiteren Reinigung an einer Dickschichtplatte
aus Kieselgel mit Methylenchlorid* ,/ Iuethanol* 10 ; 1 als Laufmittel chromatograpNert. Die braunrote Zone mit Rp 0,4? turde ausgekratzt, mit Methylenchlorid und wenig Methanol durch eine G-3-Nutsche eluiert, t h am HV getrocknet, danach mit Methylenchlorid durch eine G-4-Nutsche filtriert und am RV
eingeengt. Nach Hv-Trocknung hinterblieben 80r 0 mg Substanz.
-
]t
Diese wurden zur weiteren Reinigung aus Methylacetat* umkristallisiert,
wobei
45r0 mg Nickel-cyano-seco-corrin 2l = 15,4 ls (bezogen auf eingesetztes tricyclisches Thiolactam 25) in Form dunkäIbrauner Kristalle isoliert wurden. 27 wurde
uie folgt charakteißiert:
rR (cHcl3)
29?5(m),2940(Sch),2890(w),2215(m),1630(w),1602(w),
15?1(s),1555(Sch),1540(Sch),1519(Sch),1509(s),1490(m),
1462(w),1455(Sch),1437(w),1420(w),1392(w),1380(Sch),
13?0(s),1362(Sch),1341(w),1312(w),1292(m),1248(s),
1165(m),114?(m),1125(Sch),1100(s),1015(w),9?2(vw),
950(w),S30(vw).
W (EIOH)
272 (2r 300), 315 (14 300/Sch),32? (16 800),
T5TG'nfi/sch),
4?2 (lb 1oo)
Figur 9
NMR (CDCI3)
100 IuHz
6ppm
Form
1 ,1 9
1 ,3 1
1 ,3 3
1 ,3 8
1,49
1,53
2r04
2,82/2,91
sl
3rL0/3,20
gem. mm
sl
:f
sl
t22
sl
s
d
AB-System
d
AB-System
3,02
3133
theor. H
5
5
3
1l
'f
3l
10
=
H
NruR(cDcl3)
100MHz (Forts.)
,ö -
Form
4,09
4,32/4,41
6,oB
6,12
m
d
AB-System
s
s
theor.
4+L
1
1
. r Jl
21
B
z
Signale des Iltethylacetat bei 210B und 3, 68 (je 2 H/= 1,9 a/.1
MS (2250)
u . a . 6 0 3 ( 3 , 5 ) ,6 0 1 ( 1 , 5 ) ,5 9 0 ( 5 ) ,5 8 9 ( 1 1 )5, 8 8 ( 1 0 )5, B ? ( 2 2 ) ,
586(5),5?5(6),5?4(13),573(22),572(28),5?1(3?),5?0(B),
5 6 9 ( 6 ) ,5 6 1 ( 5 ) ,5 6 0 ( 1 4 ) 5
, 5 9 ( 2 4 )5, 5 8 ( 5 2 ) 5, 5 ? ( 4 6 )5, 5 6 ( 1 0 0 ) ,
5 4 5 ( 6 ) ,5 4 4 ( B ) 5
, 4 3 ( 8 , 5 ) ,5 4 2 ( 8 ) ,5 2 9 ( 5 ) ,5 2 8 ( ? ) ,5 2 T a ? J ,
526(9),514(7),s13(6), 512(12),194(13),83(12), 69(19),
6 7 ( r 3 ) , 5 ? ( 1 9 ) ,5 6 ( 1 2 ) ,5 5 ( 2 2 ) ,4 5 ( 2 3 ) .
DC
Kieselgel / Methylenchlorid : Methanol 10 : 1
Fp
205-90C
RF 0,4?
Die hier angegebenenReaktionsbedingungensind sehr kritisch. Insbesondere ist
auJ folgendes zu achten:
Die Edukte dürfen erst in Benzol gelöst werden, nachdem die Apparatur unter Ar fest verschlossen ist. Vorheriges Lösen führt zu unweigerlichem
Verlust des Ansatzes.
b) Wird die Base auf einmal zu der Lösung gegeben, so bildet sich eine gallertartige Masse aus, die kaum wieder in Lösung zu bringen ist. Auch in
diesem Fall werden nur minimale Ausbeuten erzielt.
c ) Die Kalium-t-amylat-Lösung in Benzol sollte jerveils nur für einen Kondensationsansatz veruandt werden. Bereits einmal geöflnete Basen-Lösungen
ergeben deutlich schlechtere Ausbeuten.
d ) Sollte während der Realtionsdauer Lösungsmittel dwch die Serumkappe verdampfen, so ist dieses nicht
zu ersetzen. Ein langsamer Konzentrationsanstieg in der Reaktionslösung gibt sogar leicht steigende Ausbeuten.
e) Die Edukte 25 und 29 sollten möglichst kurz vor der Verwendung dargestellt
werden.
_ 79_
Erlahrungen aus ähnlichen Versuchen
28
Die ersten Versuche zur Kondensation
nach der Methode der Sulfidkontraktion mit jodierender Kupplung verfolgten das Ziel, zunächst bei niedriger Temperatur (-?? o) das Thiolactam 25 mit N-Jod-succinimid in die
reakti-ve ZwischenstuJe, entweder das
Sulfenyljodid 28 oder das Disulfid 33,
zu überführen und dieses dann in situ
mit dem Enamin 11 bei möglichst
niederer Temperfir
zur Real<tion zu
bringen. Dabei konnten in einigen
Fällen geringe Mengen des tetracyclischen r'reien Liganden 23 isoliert werden. Die Reaktion errviEs sich jedoch
als nicht reproduzierbar, da die
schwer kontrollierbare Phase des Erwärmens von -?? oC bis auf RT offensichtlich über den Erfolg der Reaktion
entschied.
In der Folge wurde dann zunächst an der Modellverbindung 31 versucht, zu besser reproduzierbaren Versuchsbedingungen zu gelangen. Dadilrvurden 30 und 29
cNl
H
30
31
zunächst zum Thioiminoester 31 umgesetzt, der auf bekannte Art23) entschwefelt werden konnte. Dabei steä-te es sich heraus, dass die basenkatalysierte
Realdion zrvischen 30 und 29 nur schlecht ablief, wenn als Base (je 1 Mol bezogen auf 30 und !g-f KaüuE'-t-butylat in t-Butanol zur benzolischen Lösung der
Reaktionspartner gegeben vrrde. Wesentlich verbessern liess sich die Reaktion
wenn an Stelle des Kalium-t-butylats in t-Butanol eine Lö30 + 29+31,
sung von Kalium-t-amylat in Benzol verwandt wurde, ein Ergebnis, das auch
E. C<jtschia{l später mit Erfolg anwandte. Durch Anwendung dieser Reaktionsbedingungen (1 Mof !_5, 1 Mol 29, 2 Mol Kalium-t-amylat / Lösungsmittel Ben-
-80-
zol) gelang es dann, den freien Lignden 23 nach einem reproduzierbaren Verfahren darzustellen. Dabei konnte die Rea[Tionssequenz 25 + 29+
23-------+27
mit einer Gesamtausbeute von IOr4 Vo verrvirklicht rverd-en. Die-Ausbeü-te erschien indes lmmer noch bedrohlich niedrig. Als besonders schwierig erwies es
sich dabei, Ansätze mit mehr als 100 mg 25 4u handhaben. Daher wurde diese
Realrtion von E. Elmer in seiner Diplomär6eit34) systematischer untersucht. Er
29, 11 und des Kalium-t-amylats. Die Ergebvariierte dabei die Menge an 25, -Tabe-lle
1 zusammen gefasst.
nis s e dies er Unt ers uchung sinä-in
Die dort angegebenenbesten Bedingungen (1 Irtol 25, 2 Illol 29, 1 Mol 11 und
5 Mol Base) uurden für die weiteren präparativei'-rtnsätze ai-gewandt. Dabei
liess sich jedoch auch nur die geringe Gesamtausbeute von l5r4 7o Q5+27)
erreichen. Ursache dafür ist vermutlich die grosse Labilität des rah-rschein-Iich
intermediäl gebildeten Disulfids 33.
Der Erfolg der drei beschriebenen Varianten der Kondensationsreaktion lässt
sich spektroskopisch leicht ermitteln: beim Uebergang von 25 nach 23 verschiebt
sich die Absorption im sichtbaren Bereich von 392 nm nach-421 nm]-noch deutlicher wird dies nach Zusatz von etwas Säure: von 456 nm bei 25 nach 500 nm
bei 23.
Der Nickel-Komplex 2? ist spektroskopisch dem von H. Wildlo) beschriebenen,
im Ring D unsubstitui-erten Nickel-Komplex sehr ähnlich. Die erkennbaren Unterschiede sind folgende: im lR-Spektrum von 27 tritt eine schuache, aber sehr
charakteristische Bande bei 950 cm-l auf, ä-ie der C-O-Schu'i.ngungdes Dioxolan-Rings zugeordnet wurdel im NMR-Spektrum ist bei 2? zunächst die Gruppe
der Dioxolan-Ringprotonen bei 4,08 ppm zu erkennen, wTiterhin sind die ABSysteme der Protonen an C-19 und der lrlethylgruppen an C-3 deutlich sichtbar.
-
81 -
Versuche zur Darstellung des
G)-Nickel(II)-1, 15-dicyano-1,2, 2, ?, ?, 12, 12, 1?, 1?-nonamethyl-seco-corrin-18on-perchlorat (!6)
CN
,)"\
cto4- /\
,"*t\
cro;
CN
27_
Zur Hydrolyse des Ketals wurden jerveils 2r0 mg (= 2,86 pMol) Nickel-cyanoseco-corrin 2? in dem in der Tabelle genannten Lösungsmittel gelöst und unter
Ar erhitzt. Z[r Aufarbeitung wurde die Substanz mit Methylenchlorid extrahiert,'
zweimal mit 0, I normaler Perchlorsäure-Lösung gelaschen, am RV eingeengt
und am HV getrocknet.
Die spektroskopische untersuchung des Reaktionsprodukts wurde im uv und IR
durchgeführtl dabei wurde der Erfolg der Reaktion wie folgt beurteilt:
a)
b)
c)
Das uv-spektrum des Produkts sollte gegenüber dem des Edukts nur geringe
Verlinderungen aufweisen.
Im IR-Spektrum sollte das Produkt eine charakteristische c=o-Streckschwingung bei 1??0 cm-t aufrveisen (vergleiche den deketalisierten palladiumKomplex 39).
Das EdukT-ist unter anderem an einer schwachen, aber sehr charakteristischen C-O-Streckschwingung bei 950 cm-1 kenntlich.
TABELLE
t/T
Reagens
ml 2n HCrOn/THF/HzO
2 ml
n/2oo
Hclo4
EtOH/H2O 1 : 1
2 ml 0,2n HCIO.
EtOH/HZO I : 1
2 ml Aceton / 15 pl
cF3co2H*
5 ml Acetoni 2 me
p-Toluolsulfosäure
SnBr, / 200 pl CHTCOBT
Lit
Ergebnis
2d/650
Ligand zerstört, Ketal hydrolysiert
2d/RT
Edukt unverändert
2dlBoo
Ligand zerstört,
Ketal etwas
hydrolysiert
2d,/600
Edukt unverlindert
1dl600
Edukt unverändert, etwas
Aceton polymerisiert
12hlRT
Sn-seco-corrin, keine erkennbare Ketalhl'drolyse
2 ml CHrCl, i 2 me
Trityltetraf luoroborat
1dlRT
35
Ligald teihveise zerstört,
erkennbare Ketalhydrolyse.
keine
_ 83_
(! - 1, 15-Dicyano1, 2, 2,7,1,12,12, 1?,17-nonamethyl-s
eco-corrin-18-on-18äthylenketal (2!)
27
23
65,0 mg (= 93,0 pMol) Nickel-cyano-seco-corrin 2? wurden unter Ar in 4r E ml
Methanol* gelöst. Man setzte dann unter Ar 50,0-69 (= ?5? p]Uol) fein pulverisiertes Kaliumcyanid* hinzu und rührte 10 min bei F,T. Die Farbe der Mischung
hellte sich dabei leicht auJ. Man überführte mit etwa 30 ml Methylenchlorid* ineinen scheidetrichter, u'usch zweimal mit je etra 10 ml destilliertem wasser
(dabei schlug die Farbe schlagartig nach gelborange um), filtrierte die organische Phase tiber getrocknete watte und engte anr RV zur Trockene ein. Näch
kurzer HV-Trocknung hinterblieben 52,0 mg. zur Reinigung wurde die substanz
aus Aceton*,/ Hexan 1 : 4 umkristallisiert. Dabei wurden 4?r0 mg = glrs %
Cyano-seco-corrin 23 in Form orangegelber Kristalle isoliert, das wie folgt
charakterisiert wurä-e:
rR (cHcl3)
W
(EIOH)
(Cary 14)
3200(vrv/sehr
breit), 2965(s),2940(Sch),2900(Sch),
2870(sch),2205(s),1643(w),1610(Sch),1590(vs),
15?7(Sch),1560(Sch),1555(m),1550(sch),1510(Sch),
1 4 8 5 ( v s )1, 4 7 2 ( S c h 1
) ,4 5 0 ( s c h )1, 4 2 1 ( m ) ,1 3 9 0 ( S c h ) , '
1387(m)1
, 3 7 0 ( m ) ,1 3 5 9 ( m ) 1
, 349(Sch1
) ,3 1 6 ( s ) ,1 S 0 0 ( v s ) .
, 1 3 0 ( m ) ,1 0 9 0 ( m ) ,1 0 6 6 ( s ) , 1 ? 9 9 ( * ) , 1 1 6 8 ( s c h )1, 1 5 4 ( s ) 1
103?(w),1018(w),1000(Sch),
975(w),950(m).
252 (13 930), 288 (1? 560/Sch), 302 (25 0b0,/Sch),
f-lT-eF-T5O, q2q g4 sso/sch)j 400 (28 ozolscrrij
4@,
446 (26 400/Sch),4?5 (ts a?0/Sch),
+ 1 Tropfen ln HCI zSlTInWSch),
265 (22 800); 301 (lo 300).
je 3 ml Messlösung 316 (10 300), 332 C-rO0r=a-z (9 4oo),
(pE 402)
3!g (5 150^ch), 4?2 (36 100/Sch),50ö (50 800),
538 (45 800).
-
84-
NIUR 100 MHz
6pp*
Form
(cDcl3)
1111
s I
s I
1,25
s (
1,31
1,35
s I
Lr47
s I
1,53
s J
2,9L
s
3,18
s
3,66
s
4,06
s
5,83
s I
5,Bg
s J
L2,0+0,3 breit
theor. H
21
2
4
gem. mm
142
28
19
10
l1
2T
4
2
2
4
B
2
131
Signal des Acetons bei 2 , 1 8 ( 0 , 5 H / - - 0 , 8 E o )
MS (120o)
,5 4 2 ( 1 1 i r \ r - )5, 2 ? ( 1 6 ) 5
u . a . 5 4 3 ( 4 ) -zg€rfil-J5?,
, 1 6 ( 1 6 )5, 1 5 ( 4 4 ) 5, 0 1 ( 3 0 ) ,
3),
500(8
5(9), 215(t1), 213(10), 199(1
2),
1 9 4 ( 3 1 ) 1, 8 5 ( 1 0 ) 1
, 5 4 ( 1 3 ) 1, 3 3 ( 1 0 )1, 2 1 ( 1 0 ) 1
, 08(16),
1 0 7 ( 1 0 )9, 9 ( 1 1 ) ,9 4 ( 1 1 ) ,9 2 ( 1 0 ) ,9 1 ( 1 1 ) ,B 6 ( 1 8 ) ,8 2 ( 1 0 ) ,
?9(10),11(r2), l3(100), 69(16),6?(15),65(13),57(16),
55(20),45(28),?-5GO; 42(36),41(4?), 2?(6e).
DC
neutrales Aluminiumoxid / Benzol : Methvlacetat9 : 1
RF 0' 18
Fp
229 - 32
0C
Der Erfolg der Dekomplexierung lässt sich spektroskopisch leicht ermitteln:
statt der Absorptionen des Nickel-Komplexes 2? im UV-Spektrum bi 212, 327
und 4?2 nm treten die charakterischen und intensiveren Banden des freien Liganden 23 bei 252, 311 und 421 nm aufl nach Zugabe von Säure zeigt 23 die
charakte-ristische Doppelabsorption bei 500 und 538 nm.
Die Spektren von 23 gleichen im wesentlichen denen der analogen, von H. Wildlo)
beschriebenen Verbindung. Wesentliche Unterschiede zeigen sich, lihnlich t'ie
bei 27, im lR-Spelctrum bei der Bande bei 950 cm-r'das NI\IR-Spektrum von
23 iET-im Vergleich zu der analogen Verbindung sehr viel einfacher, insbesondere treten alle Signale als Singlett auf.
_ 85_
G ) - P a l l a d i u m ( I l ) - 1 , 1 5 - d i c y a n o - 1 , 2 , 2?,, ? , 1 2 , 1 2 11 ? , 1 ? - n o n a m e t h y l - s e c o - c o r r i n lB-on-18-äthylenketal-perchlorat (3U
23
35
42,0 mg (= 7711 plrlol) Cyano-seco-corrin 23 uurden unter Ar in 2, 1 ml Aethatr61r' gelöst. Dazu gab man eine Lösung voi-l?,4 mg (= ?4, 2 prMol)' palladiumacetat* in 1 ml Illethylenchlorid* und rührte 5 min bei RT unter Ar. Die Farbe
schlug sofort von orange nach karminrot um. Danach neutralisierte man mit
1,09 ml einer 0, 1 normalen N-Aethyldiisopropylamin*-Lösung in Irlethylenchlorid* urtd rührte weitere 10 min bei RT. Sodann überführte man mit etta 2E ml
Methylenchlorid in einen Scheidetrichter, nrrsch ztveimal nrit je et*a 10 ml 0, 1
normaler Perchlorsäure-Lösung, filtrierte die organische Phase über getrocknete Watte, engte am RV ein und trocknete am HV. Es hinterblieben 6b,0 mg.
Das UV-SpeKrunr dieses RohproduKs zeigte neben dem palladium-Komplex 35
nach Zusatz von Säure noch etwas protonierten freien Liganden 23.
zur Reinigung wurde die substanz an einer Dickschichtplatte aus Kieselgel mit
Methylenchlo"i4* / Methanol* 10 : 1 als LauJmittel chrbmatographiert. bie gelbbraune Zone bei Rp 0r 50 t'urde ausgekratzt, mit Methylenchlorid und wenig I\{ethanol eluiert, am RV eingeengt, t h am HV getrocknet, mit Methylenchlorid
durch eine G-4-Nutsche filtriert,
am RV eingeengt und am HV getrocknet. Es
hinterblieben 42,0 mg Substanz.
Diese wurden zur weiteren Reinigung aus Iuethylacetat* umkristallisiert. Dabei
n'urden 30r0 mg = 51,8 7o PaUadium-cyano-seco-corrin 35 in Form hellbrauner
Kristalle isoliert, das r{e folgt charakterisiert wurde:
rR (cHcl3)
?9!o(*), 2935(rv),2890(w),2215(m),1630(w),1600(m),
1580(Sch),15?2(vs),1568(Sch),1560(Sch),1550(Sch),
f!a!(sqn), 1520(Sch),1510(vs),1490(s),1465(m),1421(w),
1391(m),13?9(m),13?0(Sch),1363(vs),1339(m),1312(m),
1294(s),1257(Sch),1245(vs),1166(s),1149(Sch),1130(vs),
1100(vs),1032(w),101?(w),9?2(vw),950(w),930(vw).
_86
w (EtoH)
NMR lOO ITiIHz
(cDcl3)
266 (16 300), 309 (16 850/Sch),320 (22 700),
350-(6-53öZsch), 368 (? 520), 3eUT6-550),452 (L4 150/Sch),472 (1? 100).
6ppm
Form
l,l7
1,36
1,40
t,44
1,52
1,56
1,59
2,88/3,01
s I
s I
s I
s )
s I
s I
s J
d
AB-SYstenr
3,18
s
3,26/3,44 d
AB-SYstem
3,36
s
4,05
s
4,05/4,t8
d
AB-SYstem
4,12/4,86 d
AB-Svstem
6,16
6,22
s
s
theor. H
gem. mm
27
1?5
=
28
1
2
1
JO
2
4 I
I
I
i
1
l J1
aa
5
1
11
2
Signaledes Methylacetatbei 2,08 und 3,68 (je 0,5 H/= 27o)
rus (2050)
u.a. 63?(3),635(4), 622(4),621(5),620(5),619(?),618(5),
6 1 7 ( 4 ) ,6 0 9 ( 3 ) ,6 0 8 ( 6 ) ,6 0 ? ( 5 ) ,6 0 6 ( 9 ) ,6 0 5 ( 6 ) ,6 0 4 ( 1 1 , 5 ) ,
6 0 3 ( 9 ) ,6 0 2 ( 4 , 5 ) ,5 ? 3 ( 5 ) ,5 ? 1 ( 5 ) ,8 3 ( 1 0 ) ,6 ? ( 1 2 ) ,5 ? ( 1 3 ) ,
55(14),45(10), 44(84),43(25),42(16),41(20), 39(10),
2?(1oo).
DC
Kieselgel ,/ Methylenchlorid: I\tethanol10 : 1
RF 0'40
Fp
215-80C
Der erfolgleiche Einbau des Palladiums lässt sich speKroskopisch leicht ermitteln: das llV-Spektrum von 35 zeigt die typischen Absorptionsbanden des Palladium-cyano-seco-corrins be-i 320 und 4?2 nm, wobei im Gegensatz zum freien
Liganden 23 die Uv-Absorption den höheren Extinktionskoeffizienten aufrveist.
Im Vergle-ich zum analogen Komplex r.on H. Wild10) gilt sinngemäss das vom
Nickel-Komplex 2? Gesagte. Der einzige, auffallende Unterschied gegenüber 2?
besteht darin, ddFs im NMR-Spektrum von 35 die Protonen des Dioxolan-Rir@s
zu einem Singlett (bei 4,05 ppm) Anlass geb-en.
-
B?-
Versuche zur Darstellung des
-1, 15-dicyanocorrin1, 2, 2, 7, ?, 12, 12, 1?,1?-nonamethyl-secoG)- Palladium(II)
(61)
1B-on-perchlorat
y,
cto4- /\
67
35
Zur Hydrolyse des Ketals vurden jeweils 2,0 mg (= 2, 68 plr{ol) Palladiumclano-seco-corrin 35 in dem in der Tf,belle genannten Lösungsmittel gelöst und
unter Ar erhitzt. Zur AuJarbeitung wurde die Substanz mit Methylenchlorid extrahiert, zweimal mit 0, 1 normaler Perchlorsäure-Lösung ge'waschen, am RV
eingeengt und am HV getrocknet. Substanzgemische wurden durch Chromatographie an einer Kieselgel-Dünnschichtplatte mit Methylenchlorid / Methanol 10 : 1
als Laufmittel getrennt.
Der Erfolg der Real<tion wurde spektroskopisch nach den beim Nickel-Komplex
(?1.+-Q6)
beschriebenen Kriterien beurteilt.
TABELLE
5
Reagens
t/T
5 ml Aceton/2 mg p-ToluolsulJosäure
2d./600
2 ml 0,2n HCIQ' /
EIOH/H2O 1 : 1
1dlgoo
2 ml 0,1n HCIO4/
EIOH/H2O 1 : I
2dl1ooo
2 ml 0,1n HCIO. /
1d/130o
EtoH/H2o 1 : 1
Ergebnis
Edukt unverändert,
etrÄ'as Aceton
polymerisiert
etwas Ketal hydrolysiert,
Ligand
erheblich verändert
Ketal hydrolysiert,
Ligarrd ziemlich
verändert
Ketal hydrolysiert,
Spektren iihnlich
denen von 39 (Seite 94)
-
88-
5-cyano-2, 2,1,7, !2,1 2, 1?, 1?-octamethyl-seco-corrinG)- Palladium(Il)-1
1g-onI B- äthylenketal-perchlorat (3!)
35_
36
3?,0 mg (= 49, 6 pl{ol) Palladium-cyano-seco-corrin 3b wurden unter Ar in
?.18.4 tl ei-neg Q, 139 normalen Lösung von Kalium-t-b-n-tylat in t-Butanol* gelöst. Die duakelbraune Lösung wurde unter Ar 6 h aur i1o oc erhitzt, wo'bei
streng auf Lichtausschluss geachtet wurde. Illan liess danach erkalten, überfürrte mit Methylenchlorid* in einen Scheidetrichter, wusch dreimal mit
;e etwa
10 ml 0,1 normaler Perchlorsäure-Lösung, filtrierte die organische phase über
getrocknete watte, engte am RV ein und trocknete am HV. Es hinterblieben
34,0 mg substanz. Das uv-spektrum dieser substanz zeigte den Erfolg der Reaktion an.
Zur Reinigung wurde aus I\{ethylacetat* umkristallisiert,
wobei das erste Kristallisat 2O,0 mg und das zweite ?,0 mg wog. Die tIV- und lR-Spektren der
beiden Kristallisate eru'iesen sich als identisch. Es wurden also 2?r0 mg =
75,6 v9 Palladium-seco-corrin 36 in Form rotbrauner Krlstalle isoiiertr-das
wie folgt charakterisiert wurdelCalH4OClNbPdO'
korrigiert
ber. :
gei, :
rR (cHcl3)
füt 5 Vo Methylacetat und b 7o A8,9-Enol
c 51,93
c 52,17
H
H
5r?6
5,?6
N
N
gr32
9,39
2970(m),2930(w),2890(Sch),2875(Sch),2210(m),1626(m),
1598(m),15??(Sch),15?0(vs),1558(Sch),1540(m),1506(vs),
1490(s),14?5(Sch),1463(m),145?(Sch),1444(Sch),
1419(m),
1392(m)1
, 3 6 8 ( S c h )1,3 6 2 ( s ) 1
, 3 3 8 ( m ) ,1 3 1 1 ( m ) 1
, 299(s),
1288(m)1
, 259(Sch1
) ,2 4 S ( v s )1, 1 6 8 ( s ) 1
, 1 4 0 ( s ) 1, 1 3 0 ( v s ) ,
1090(vs),1015(w),9?7(vrv),948(w),928(vw).
Carbonylbande
des Irlethylacetatbei 1?30(w).
-89
w (EtoH)
(PE 402)
264 (16 300), 325 (21 050), 334 (18 200/Sch),
(12ooo).
566-GTO0);400-16-gt0);4?2
&
Fieur 10
Figur 1l
NMR 1OOMHz
(cDcl3)
mit CHCI" abgeblasen
6pp*
1 ,3 4
Lr42
1,46
1 r4 8
1 ,5 1
1,53
2,84/3,03
Form
theor. H
gem. mm
115
=
H
90
NIr(R 100 MHz
(cDClg) (Forts.)
rus (1300)
DC
Fp
6pp*
3,16/3,33
Form
d
AB-SYstem
3,24
s
s
3,36
4,0L
m
4,04/4,L8 d
AB-System
4,44/4158 d
AB-SYstem
4,88
d/J=IHz
4,99
d/J=tIJz
6122
s
6,28
s
theor, H
gem. mm
1l
3I
r1
24
25
15
l]
l]
c
I
B
1
2
2
alle Signaleoberhalb 380 zehdach vergrössert
u.a. 635(19),619(29),60?(23),606(38),605(24),604(45),
6 0 3 ( 3 3 ) 6, 0 2 ( 2 1 ) 5, ? s ( 3 5 ) 5
, ? 4 ( 3 5 ) 5, ? 3 ( 5 2 ) 5, ? 2 ( 3 8 ) ,
5 ? 1 ( 6 5 ) 5, ? 0 ( 4 3 ) 5
, 6 9 ( 4 5 ) 5, 6 8 ( 2 8 ) 5, 6 2 ( 3 5 ) 5, 6 1 ( 2 ? ) ,
5 6 0 ( 5 1 ) 5, 5 9 ( 4 8 ) 5, 5 8 ( 4 4 ) 5
, 5 7 ( 3 5 )5, 5 6 ( 4 0 ) 5
, 41(31),
5 2 8 ( 2 6 )5, 2 ? ( 2 5 ) 5, 2 6 ( 2 5 ) 5
, 1 1 ( 2 8 )5, 0 3 ( 2 3 ) 5
, 02(32),
5 0 1 ( 2 6 ) 5, 0 0 ( 4 ? )4, 9 9 ( 3 1 ) 4, 9 8 ( 6 0 )4, 9 ? ( 5 2 ) 4
, 96(34),
485(24),429(22),20?(16),122(19),109(10),108(14),
B 3 ( 1 7 ) ,? 3 ( 2 3 ) ,6 9 ( 1 2 ) ,6 ? ( 1 8 ) ,5 ? ( 1 4 ) ,5 5 ( 2 0 ) ,5 3 ( 1 3 ) ,
4 5 ( 1 9 ) ,4 4 ( 1 0 0 ) 4, 3 ( 3 5 ) ,4 2 ( 3 6 ) ,4 1 ( 3 5 ) .
Kieselgel ,/ Methylenchlorid: Methanolg : 1
RF o' 6?
0C
225- 30
Der Erfolg der Reaktion llisst sich spektroskopisch leicht ermitteln: im UVSpektrum lindert sich bei nur unrvesentlich verschobenen Absorptionsmaxima das
Intensitätsverhältnis zt'ischen der UV-Bande ( - 320 nm) und der VIS-Bande
(4?2 nm) von 1 : 0, B bei 35 auf 1 : 0,6 bei 36. Das NMR-Spektrum zeigt deutlich die Protonen der exoö-yclischenDöppelbin-dungbei 4, BB ünd 4, SS ppÄ fi-e.weils Dubletts, J=1 Hz). Im Vergleich zum analogen Komplex von H. Wildru)
gilt sinngemäss das bei 35 gesagte.
Bei der AuJnahme des UV-Spektrums auf dem Cary-Gerät zeigte es sich, dass
36 in äthanolischer Lösung instabil ist; es resultierten nach etwa 12 Stunden in
Eösung stark verflachte UV-Spelrtren. Der Grund hierfür ist unbekannt.
Beim Arbeiten 4it 15 entsteht sehr leicht das AB,g-Enol, eine Beobachtung,die Ya.Yamadas3) ai-einem analogen Beispiel ebenfalls machte. Da Aas A&,'9Enot52) in geringen Mengen spektroskopisch krutn nachgewiesen werden karur,
kann seine Anwesenheit in der Analysensubstanz nicht ausgeschlossen werden.
-91
G)-Palladium(Il)-15-cyano-1,2,2, ?, ?,12,12,1?r 1?-nonamethyl-trans-corrin-18on- 1B-äthylenketal-perchlorat (43)
'^ir
36
43
45,0 mg (= 62,5 pMol) kristallines Palladium-seco-corrin 36 wurden in einem
Scfilenck-Rohr-(12 x 2,5 cm) in 45 ml l\{ethylenchlo"l6r' geT-dst.Man versah das
Schlenck-Rohr mit einem Rücldlusskühler und bestrahlte unter fortwährendem
Durchleiten von Ar insgesamt 25 h mit zwei 200 W-Lampen. Der Abstand von
den Lampen zum Reaktionsgefäss betrug je 5 cm; es wurde Aluminiumfolie als
Reflektor verwandt, um die Reaktion zu beschleunigenl das ReaKionsgefäss wurde mit einem Kaltluftstrom gektihlt. Nach den 25 h zeigte das UV-Spektrum
keine Veränderung mehr.
Man überführte die Lösung in einen Scheidetrichter, wusch zweimal mit je etwa
20 ml 0r 1 normaler Perchlorsäure-Lösung, filtrierte über getrocknete Watte,
engte am RV ein und trocknete am HV. Dabei hinterblieben 4510 mg Substanzl
deren UV-Spektrum zeigte eine erhebliche Schulter bei 510 nm.
Zur Reinigung wurde die Substanz a.n einer Dickschichtplatte aus Kieselgel mit
Methylencilorid ,/ Methanol 10 : 1 als Laufmittel chromatographiert. Die Zone
mit Rp 0,4? wurde ausgekratzt, mit Iltethylenchlorid und wenig Methanol* durch
eine G-3-Nutsche eluiert, am RV eingeengt und I h am HV getrocknet. Man
nahm erneut in Methylenchlorid auf, filtrierte durch eine G-4-Nutsche, engte
am RV ein und trocknete am HV. Es hinterblieben 33,0 mg Substanz, in deren
UV-Spektrum die Schulter bei 510 nm schwächer \!ar. Dennoch gelang es nicht,
daraus durch Kristallisation aus Methylacetat* Kristalle zu gewinnen.
Daherwurde zur weiteren Reinigung nochmals an einer Dickschichtplatte aus
Kieselgel mit Hexan / Isopropa.nol ,/ Methanol* 5 : 2 : 1 als Laufmittel chromatographiert. Die gelbe Zone bei Rp 0r 12 wurde, wie oben beschrieben, aufgearbeitet. Dabei wurden 25,0 mg Substanz isoliert, deren tlV-Spektrum ein weiteres Verschwinden der Schulter bei 510 nm anzeigt.
_92_
Durch Kristallisation aus Methylacetat* erhielt man ein Erstkristallisat von 1lr0
mg,.das
(UV und IR identisch mit der Analysenprobe). Es'
-zweit-e^rvog610 mg
also 1?,0 mg = 3717 % Palladiumcorrin 43 in Form orangeioter Kristallt$el
le isoliert, das u'ie folgt charakterisiert .wnrde:
calH40clNSPdO6 ber.:
ger.:
c 51,65 H 5,59
c 51,38 H 5,55
N
N
9,72
9163
rR (cHcl3)
28?0(vw),2215(m),16s0(w),
?99!(11,.293_o-(ry),
. zeoQ(w),
"
1578(sch),
1b?1(sch),
lbbb(sch),'
1999(!.!),l!9?(""),
1468(s),
(w),
I
420
390(m),
1
! !l!(sc.n),_-Ll-s.8,(E),
.t_t,oo(Qcrr),
1338(m),
1310(m),'12e?(m),"
1199(*),llio(sgt'),13Q0(s),
1186(vs[rrto'/ "
1?i9(-1, 1!40(9),11?5(m),11a?(sch),
1090(vs),
1020(w),
9?5(vw),952(w),928(vrv).
uv (EtoH)
251(1? 350),300(24 1.50/sctt)r
(z? 800),3s2(6 tE0),
3=11
5?Tl8-r.sr); 3e4 (e soo),
4zz(io-sidßcil-'
44?(1?300),46?(15150/sch).
l |,
,----
i
'i''
lr
I
JiI]
I
_--_r l
t---^r,J"l***-^-,r"/'
Ä*
i.,t"t, ;i i \i-*,
I
-J
I
Figur 13
-93
NMR 100 MHz
(cDcl3)
6pp*
Form
I
s
1,28
s
Lr42
1,41
s
1,54
s
s
1,58
1,68
s
2,96/3,t4 d
AB- System
3 r 3 4 / 35
r 2 o (d
AB. System
3147
s
4,25
m
4,12
s
6122
s
s
6,54
I
l
MS (2150)
theor. H
27
gem. mm
199
1l
=
!l
Interpr.
cH3(c-1)
cHg
ro cHg
cHg
cHg
clts
I
I
Icrz(c-g)
15
39
6J
4
1
1
1
21
4
C H 2 ( C - 8C, - 1 3 )
4 Ketal
1 CH (C-le)
I
4J
:o
cH 1c- s,c- r ol
i]
rl
alle Signaleoberhalb 390 zehnfachvergrössert
u.a. 636(10),624(12),623(11),622(16),621(20),620(16),
619(20),608(27),60?(21),606(52),605(25),604(63),
6 0 3 ( 4 ? )6, 0 2 ( 2 5 ) 5, 7 4 ( 1 2 ) 5, 5 9 ( 1 2 ) 4, 8 ? ( 1 3 ) 4, 8 6 ( 2 8 ) ,
485(40),484(L2),483(14),470(15),46e(14),468(2?),
3e4(1?),392(12)
1 0 5 ( 1 2 ) 5, ? ( 1 5 ) ,5 5 ( 1 2 ) ,4 5 ( 1 0 ) ,4 4 ( 1 0 0 ) 4, 3 ( 3 3 ) ,4 1 ( 1 6 ) .
DC
Fp
Kieselgel / Methylenchlorid: Methanol 10 : 1
RF 0' 55
> 320 oc
Der Verlauf der Realition lässt sich spektroskopisch gut verfolgent die Absorptionsmatima (CH2Cl2-Lösung) verschieben sich von 326 und 4?6 nm für 36 auf
314 und 450 nm für -clie
43. Das lR-Spektrum von -Corrin"-Struktur
43 zeigt im Bereich zwisch?n
(vergleiche dazu
1650 und 1400 cm-l
typische, bandenarme
das bandenreiche IR von 36 mit der typisch seco-corrinoiden Strulrtur). Im
NMR-Spektrum von 43 si;Fdie exocyclischen l\Iethylenprotonen verschwunden;
statt dessen ist dieMethylgruppe an C-l (1,28 ppm) und das quarternäre proton an C-19 (4, ?2 ppm) klar zu erkennen. Der im Vergleich zu 36 kleinere
Gang der Helix des Liganden bewirK die mehrfache Ardspaltwrg ä6s Sigrrals der
Dioxolan-Ringprotonen bei 4,25 ppm.
Auch bei 43 stimmen die spektroskopisthen Eigenschaften weitgehend mit denen
der analoEdn Verbindung von H. Wildl0) überein.
Die isolierte Ausbeute ist in diesem Fall im Vergleich zu aralogen Cycloisomerisierungen sehr gering, weil vermutlich Zersetzungsprodukte des Methylenchlorids, die während der langen Bestrahlung entstehen, das Produkt 43 teilweise zerstören.
_94_
Deketalisierungdes Palladium-seco-corrins(3O
Rl'
36
39
18,0 mg (= 25,0 plüol) Palladium-seco-corrin 35 urrrden unter Ar in 18 ml einer 0,1 normalen'Perchlorsäure-Lösung in AetEänol : Wasser 1 : 1 gelöst. Die
rötlich-gelbe Lösung lurde unter Ar im Dunklen 3 Tage auf 110oC erhitzt.
Danach liess man erkalten, überführte mit etwa 20 ml Methylenchlorid in einen
Scheidetrichter, wusch z'weimal mit je etwa 10 ml 0, 1 normaler PerchlorsäureLösung, filtrierte über getrocknete Watte, engte am RV ein und trocknete am
HV. Es hinterblieben 18,0 mg Substanz, die im DC eine Hauptzone und eine
Nebenzone(RF 0,4?) zeigle.
Da jedoch aus früheren Versuchen bekannt war, dass bei der Chromatoq:aphie
an Kieselgel mit Methylenchlorid: Methanol 10: t hauptsächlichdas 6o'vEnol erhalten rurde, wurde auf die Chromatographie verzichtet.
Die spektroskopische Charakterisierung dieser Substanz 39 ergab folgende Werte:
(als Rohprodukt aufgenommen)
rR (cHcl3)
UV (Illethylenchlorid)
€ relativ zu e 319
(PE 402)
2965(m),2920(rv),2865(vrv),2850(Sch),
2215(w),1??0(m),
15?2(vs),1565(Sch),
1?00(m),1625(m),1600(m),15?6(Sch),
1501(s),1490(Sch),1462(m),
1560(Sch),1532(w),1510(Sch),
1390(w),1379(m),1369(m),1350(s),1296(m),1260(m),
1160(w),1140(s),1120(s),1095(vs).
2 5 9 ( 0 , 6 4 7 ) ,3 0 9 ( 0 , ? 8 ? / S c h )3, 1 9 ( 1 , 0 ) ,
St5Tq-gg/sch), 349 (0, 30?), ToB-fo;T?g),
, 2 (0,8?7),
3 B B( 0 , 3 ? 1 ) ,4 5 6 ( 0 , 5 5 2 , / S c h4) 8
534 (0,043/Sch).
-95NIrIR 100 MHz
(cDcl3)
Sppm
1 12 8
1 r3 3
Lr44
lr52
1,65
o
otr
3,11
3 ,3 8
4 ,B B
6,32
6 ,5 0
7,5j0,1
Nrs (2500)
DC
Form
s
sl
st
sl
sJ
s3
.
s
s2
sl
s1
breit
gem. mm
theor. H
Artefakt I
24
21
4J
1
I
|
I
I
110
2B
t2
20
3
3
3
2
o
2
I
1
I
, S 3 ( 1 0 )5, 8 3 ( 1 ? ) 5, 8 2 ( 1 4 ) 5, 8 1 ( 3 4 ) ,
u. a. 596(10),b 9 4 ( 1 2 ) 5
, 4 5 ( 1 2 )2, 4 9 ( 1 5 ) ,
5 B o (61) , 5 ? 9 ( 4 2 ) 5, ? 8 ( 3 2 ) 5, ? ? ( 1 6 ) 3
, 9 0 ( 2 4 ) 1, 8 5 ( 1 9 ) 1, 8 3 ( 3 7 ) ,
223(32), 2 0 6 ( 1 1 ) 1, 9 8 ( 1 6 ) 1
, 5 7 ( 1 0 ) 1, 5 5 ( 1 1 ) ,
171(14), 1 ? 1 ( 1 0 )1, 6 ? ( 3 5 ) 1, 6 3 ( 1 0 ) 1
, 5 0 ( 1 8 ) 1, 4 1 ( 1 9 ) 1, 3 ? ( 1 2 ) ,
153 ( 11 ) , 1 5 2 ( 1 5 ) 1, 5 1 ( 1 9 ) 1
, 2 6 ( 1 1 )1, 2 5 ( 1 9 ) ,
, 2 7 ( 3 1 )1
1 3 5 ( 1 3 )1, 3 4 ( 4 6 )1, 2 9 ( 2 5 ) 1
, 1 9 ( 1 3 )1, 1 ? ( 3 8 ) ,
12 4 ( 1 ) , 1 2 3 ( 1 7 )t,2 2 ( t 2 ) , 1 2 1 ( 1 4 ) 1
, 1 1 ( 3 0 )1
, 1 0 ( 1 5 )1, 0 9 ( 2 2 ) ,
1 1 5 ( 1 3 ) 1, 1 3 ( 2 2 ) 1, 1 2 ( 2 0 ) 1
1 0 5 ( 1 9 )1, 0 4 ( 1 4 ) 1, 0 1 ( 1 4 )9, 9 ( 1 8 ) ,9 B ( 2 3 ) ,e ? ( 4 5 ) ,9 5 ( 3 5 ) ,
e4(30), s7(241,85(42),B4(2e),B3(67),82(24),81(3?),
?3(42),?1(?0),70(46), 69(6?),6?(27),60(31),-ll-G99),
56(55), 5 5 ( 8 3 ) ,4 3 ( B o ) 4
, 1(65).
Kieselgel ,/ Methylenchlorid : Methanol 10 : 1
RF 0,60 (Hauptzone)
Zur Reinigung *rrde versucht, die Substalz aus Methylacetat* umzukristallisieren; dabei konnten zwar 10,0 mg (= 58,0 %) orangerote Kristalle isoliert werden, die jedoch nach DC und NMR gegenüber dem Rohprodukt keinen ReinigungseffeK erkennen lassen.
Der Verlauf der Reaktion lässt sich spektroskopisch gut verfolgen: das W-Spektrum nimmt wieder die Struktur an, die für den Chromophor von 39 n'ie für
den identischen von 35 typisch ist: UV- und VtrS-Bandesind annähe-rndgleich
hoch. Das IR-SpeKr-um zeigt deutlich die Banden der beiden Ketogruppen: die
des Fünfring-Ketons bei l??0 und die des offenkettigen Ketons bei 1?00 cm-r.
Dagegen läisst sich im Gegensatz zu der ähnlichen Verbindung 40, die S. Faroo-q36; erhielt, keine N-H-Schwingrurg im IR feststellen. Diese-ll-H-Absorption
konnte aber im N1!(R-Spektrum bei 7,5 ppm beobachtet werden. Ebenso deutlich
zeigt das NMR-Speltrum die o(-Methylgruppe des Ketons bei 2,25 ppm an. Die
Tatsache, dass die Signale der B übrigen Methylgruppen in 4 gleich intensiven
Singletten au.ftreten, macht den Verlust des chiralen l{olekülbaues wahrscheinlich.
-96-
Versuche zur Darstellung des
Q- nathaium(II)-15-cyano-2r2,1 ,1,L2,L2,1?, 1?-octamethyl-seco-corrin-18-onperchlorat (41)
cto4-
V/\
39
41
Zur Darstellung des l8-Keto-palladium-seco-corrins
41 rwrde versucht, unter
den in Tabelle 6 angegebenenBedingungen zunächst aüs dem Keton im ehemaligen Ring A und dem Imin ein Halbacetal zu bilden, aus dem dann 4l durch
Wasserabspaltung zugänglich sein sollte.
Ein Eintreten der Reaktion wäre spektroskopisch wie folgt erkennbar gewesen:
a) Die C=O-Streckschwingung des Ketons im ehemaligen Ring A Uei 1?00 cm-l
sollte verschwinden.
b) Im trv-speKrum sollte sich das Intensitätsverhältnis zwischen der uv- und
der VIS-Bande von dem für den Chromophor von 3g und 3b typischen Verhältnis- von 1 : 0, ?8 - 0,88 auf das für 36 und 4l-typisch-ä Verhältnis von
I :016 verändern.
Weiterhin werden die Hauptbandenbei 328 /
erwartet.
475 nm statt bei 819 / 4g2 nm
-
9?-
TABELLE 6
Reagens
t/T
Ergebnis
conc. HrSOn
zhlRT
leichte Verbreiterung der C=O-Schv/ingung bei 1?00 cm-l
conc. HrSOn
conc. HrSOn
30min/
Abnahme des Nitrils,
800
rung der C=O-schwingung bei 1?00 cm-l
30min/
Substanz zerstört
weitere Verbreite-
1200
conc. HrSOn
60min/
Abnahme des Nitrils,
sonst rvie Edukt
800
NH2SOSH*
20min,/
Bande bei 1?00 cm-1 verbreitert,
1900
scht'ächer, sonst wie EduK
2h/ßoo
unverändertes Edukt
aber
0, lTorr
2h/2200
kaum verändert
0r 1Ton
CHCIr/n-Toluolsulfos äure 4d/7Oo
Substanz zerstört
Toluol/p-Toluolsulf os äure 5d/12io
Substanz zerstört
Methanol* /
Ring D-Ketogruppe verschwunden
3d/RT
Triäthylamin*
Weitere
Versuche,
den Ring
A
wieder
zu schliessen
Da die Konliguration der N-H-Gruppe in 39 offensichtlich das Eintreten der gewünschten Real<tion unmöglich machte, wüIde durch Dekomplexierung mit Kaliumcpnid in Methanol* b€i RT während 5 min die metallfreie Verbindung 42 dargestellt (IR: 3290, 1?69, 1702; W nach Zusatz r,on Säure: 262, 3lO, 496)l an äieser Verbindung wurde unter den in der Tabelle ? angegebenen Bedingungen versucht, zu einem metallfreien Analogen von 41 zu gelangen. Alle diese Versuche
scheiterten jedoch.
9B
TABELLE ?
1 ml Methanol* /
72h/RT
Verschu'inden der 18-Ketogruppe
2h/14Oo
Verschwinden der 1B-KetogruPPe
5hlgoo
0,01
fast unverändertes Edukt
2hl1oOo
beginnende Zersetzung der Substanz,
orol
IR unverändert
2h/floo
0,0t
f ortschreitende Zersetzung
1 ml Triäthylamin*
5 ml Xylol*
Versuche
43-+44
Deketalisierung
zur
'6'urde das Palladium-corrin 43 unter den in Tabelle
Zur Hydrolyse des Ketals
B genannten Bedingungen unter Ar umgesetzt.
Die Reaktion lurde jeweils im UV- und lR-Spektrum verfolgt. Folgende Verärderungen lrrden erwartet:
a) Das lry-Spektrum beider Verbindungen sollte ziemlich ähnlich sein.
b) Im IR-spektrum müsste die für 44 typische C=O-Streckschwingung bei
17?0 cm-r aultreten.
Die Ergebnisse der letzten beiden Versuche machen das Entstehen von 44 wahrscheinlich; diese Ergebnisse bedürfen allerdings der Bestätigung.
TABELLE B
Reagens
t/T
Ergebnis
2mg43/
3d/110o
Edukt unverändert
2dl11Oo
Ketal hydrolysiert,
2 mI 0, ln HCIO./
E'iOH/HzO
1:1
2mg43 /
2 ml ln HCIO4/
aber Substanz
weitgehend zerstört
1dl110o
Edukt fast unverändert
2m943 /
2 ml 0, 1n HCl/HrO
ß/2200
Ketal hydrolisiert,
3m943,/
2d,/22}o
EIOH/H2O
l:1
2 ml 0, 1n HCI/HrO
entfernt,
I
f"t"f
15-Cyanogruppe
Ligand sonst intakt
hydrolysiert,
IR sehr schwach'
UV t'ie im obenstehendenVersuch
-99
3, 3-Dimethyl-pyrrolidin-2-thion-4-on(49)
öq,
'ot
t\
L^
\"At
\Ä,
'I
Ä
14
46
1,00 g (= 5,35 mMol) Thiolactamketal 14 wurden in 100 ml einer 0, l normalen
Perchlorsäure-Lösung in 50 7o v'ässrig6-m Aethanol unter Ar gelöst und 3 Tage
am Rückfluss unter Ar erhitzt. Das Einsetzen der ReaKion $ar daran zu erkennen, dass die bis dahin klare Lösung vorübergehend trüb wurde.
Nach dieser Zeit liess man erkalten und destillierte den grössten Teil des Lösungsmittels am RV ab. Dabei begann eine Substanz auszuflocken. I\Ian überführte mit Methylenchlorid in einen Schneidetrichter, sättigte die wässrige Phase mit Natriumchlorid*, trennte die Phasen und extrahierte die Wasserphase
noch zweimal mit je etua 20 ml I\[ethylenchlorid. Die organischen Phasen wurden über getrocknete Watte filtriert, am RV eingeengt und am HV getrocknet.
Es hinterblieben ?20 mg Substanz. Deren lR-Spektrum zeigte ausser dem geu'ünschten Produlit noch eine Carbonyl-Bande bei 1?05 cm-r, die von hydrolysiertem Thiolactam herrühren könnte.
Zur Reinigung lurde die Substanz aus Essigester ,/ Cyclohexan umkristallisiert.
Dabei wurden 630 mg farbloser Kristalle isoliert. Deren lR-Spektrum zeigte
nur noch eine schwache Schulter bei 1?05 cm-l.
oC
und 0,01 Torr.
Zur rveiteren Reinigung sublimierte man diese Substanz bei 60
Dabei wurden 610,0 mg = ?9,? ft des Thiolactamketons 46 isoliert, das rvie
folgt charal<terisiert urrde:
c6HgNOS
ber.:
gef. :
c
c
50,34
50,53
H 6,34
H 6,45
N 9 r? 9
N g,62
D
S
2 2 ,3 9
22,26
rR (cHcl3)
3405(m),3160(m),2985(m),2930(m),2910(Sch),2865(w),
2840(w),1?74(s),1525(s),1496(vs),1458(m),1430(m),
1382(m),1359(w),1342(w),1321(w),1 2 8 9 ( s ) ,1 0 9 ? ( s ) ,
10?4(Sch),1068(m),1029(w).
w (EtoH)
2?2 (11 ?oo)
NMR 60 I\{HZ
6ppm
(cDcl3)
1,35
4,09
9, 3+0,4
100 -
Form
s
d/J=LHz
breit
theor. H
6
2
1
gem.
mnl
168
51
19
6
2
1
MS
145(6),144(9),143(1004!t'),128(6),115(25),114(23),
82(10), ?4(?), ?3(8), ?2(e),
100(18),8?(6), €3'(65),--8-5-128),
? 1 ( 5 4 ) ,? 0 ( B ) ,6 9 ( 1 5 ) ,6 8 ( 5 ) ,6 ? ( 2 7 ) ,5 9 ( 1 1 ) ,5 8 ( 6 ) ,5 ? ( 5 ) ,
5 6 ( 7 ) ,5 5 ( 6 ) ,5 3 ( ? ) ,4 5 ( 3 2 ) ,4 3 ( 1 0 ) ,4 2 ( 1 6 ) ,4 1 ( 3 6 ) ,4 0 ( 6 ) ,
3e(29),38(5).
DC
Kieselgel / Essigester
Fp
91-3oc
Rn 0,66
Der Erfolg der Reaktion lässt sich spektroskopisch leicht ermitteln: im IR-Spektrunr von 46 tritt',rrieder die starke Carbonyl-Absorption bei 1??4 cm-r auf.
Weiterhin Tätrtt im Nl\tR-Spektrum das Signal der Protonen des Dioxolan-Ringes
bei 4,04 ppm, das für das Edukt 14 tlaisch war.
-
101
4-Hydroxy-3, 3, 4-trimethyl- 2-thiopyrrolidon ({D
"F+
(*'-\,
,l
46
47
Unter Ar wurden 5,0 ml Aether* (zusätzlich über Lithiumaluminiumhydrid destilliert) vorgelegt. Dazu gab man unter Ar 1r? ml e,iner 1r85 normalen Lösung
von Methyllithium in Aether* (Gehalt bestimmt nach ar)). Es muss eine klare
Lösung entstehen, insbesondere soll während der Zugabe kein Gas entw{ckelt
werden.
Hierzu tropfte man langsam (innerhalb von 10 min) eine Lösung von 120,0 mg
(= 0,84 mMol) Thiolactamketon 46 in 5 ml Aether* und spülte mit 1ml Aether*
nach. Zunächst entwickelte sichEit den ersten Tropfen Methan, verursacht
durch Deprotonierung am Stickstoff. Später entstand dann bei fortwährender Methanentu'icklung ein rveisser Niederschlag, der auf das Entstehen des Lithiumaluminiumalkoholats hindeutete. Anschliessend rührte man über Nacht bei RT
unter Ar.
Zur Aufarbeitung gab man zunächst vorsichtig 5 ml 0r 1 normale Salzsäure-Lösung hinzu; es entwickelte sich sofort heftig Methan, sodann löste sich ein grosser Teil des Niederschlags auf. Zur vollständigen Auflöswrg des NiederscilagF
gab mal noch 1 ml konzentrierte Salzsäure-Lösung* hinzu und rührte 5 min
bei RT.
Man überführte die beiden Phasen, die gelblich sind, in einen Scheidetrichter,
sättigte die wässrige Phase mit Natriumchlorid*, trennte die Phasen und extrahierte die wässrige Phase noch zweimal mit je etwa 15 ml Aether. Die Aetherphasen wurden über getrocknete Watte filtriert,
am RV eingeengt und am HV
getrocknet. Es hinterblieben 110,0 mg leicht gelber Kristalle. Deren IR-Spektrum zeigte neben den Absorptionen des Produkts eine deutliche Carbonyl-Bande
bei 1?75 cm-r, die von nicht reduziertem Edu]rt herrührt.
Zur Reinigung uurde die Substanz an einer Kieselgel-Dickschichtplatte mit Essigester als Laufmittel chromatograpNert. Die Zone mit Rp 0r 32 t'urde ausgekratzt, mit Aceton* durch eine G-4-Nutsche eluiert, am RV eingeengt und am
HV getrocknet. Es hinterblieben 86,0 mg farbloser Kristalle, die nach IR-Spektrum kein Edukt mehr enthielten.
Weiter konnte durch analoge Aufarbeitung aus der Zone mit Rp 0,66 1210 mg
leicht verunreinigtes EduK 46 zurückgewonnen werden.
-102-
Zur weiteren Reinigung rvurde das Hydroxythiolactam 4? zusammen mit 76 mg
aus einem analogen Ansatz bei 100 oC und 0,001 Torr-sublimiert; dabei isolierte man 140,-0 mg farbloser Kristalle. Dies entsprach einer Ausbeute von ?4,4
mg = 62,0 7o Hydroxythiolactam 4?, das ude folgt charakterisiert wurde:
c?H13NOS
gef.:
c
c
52,81
52,81
H 8 ,2 3
H B,30
N
N
8,80
B,?3
s 20,14
s 20,17
rR (cHcl3)
3610(rv),3415(m),31?0(w),2975(m),2930(rv),2920(Sch),
2880(rv),2850(vw),1506(s),1470(Sch),1452(w),1390(w),
1 3 ? 9 ( w ) 1, 3 6 5 ( r v )1, 3 5 0 ( w ) 1273(w),
,
1123(rv),1070(m),
1018(u'),925(w),863(w).
uv (EtoH)
269 (14 600)
NIIIR 60 IüHz
öppm
Form
(Aceton-dU)
1,05
1,18
1,32
3,51
s
s
s
2d
J=t Hz
s /breit
breit
3,89
8, 6+01
4
theor. H
gem. mm
=
H
3
cc
a
a
55
a
3
2
c{
a
35
2
1
1
1?
11
I
1
NTS
160(1lr-37[eT,--8-6T33),
15e(190/M+),144(5), 142(25),126(?),116(15),
102(8?),
B5(42), 83(11i, 82(5); ?5(1'2),''
j 1 t 1 9 ) , 1 _ 3 ( 6 )?,2 ( B ) ,? 1 ( 2 5 ) ,6 e ( 8 ) ,6 8 ( 1 5 ) ,6 ? ( e ) ,6 0 ( 6 ) ,
q 9 ( ? 9 ) ,5 9 ( 4 1 ) ,5 ? ( e ) ,5 5 ( 1 3 ) ,5 3 ( 1 0 ) ,4 ? ( 5 ) ,4 5 ( i e ) ,
4 3 ( 5 2 ) ,4 2 ( 1 1 ) ,4 1 ( 4 1 ) ,3 9 ( 2 3 ) .
DC
Kieselgel/ Essigester RF 0,33
Fp
132-40C
Der Erfolg der Reduktion lässt sich spektroskopisch leicht ermitteln: im IRSpektrum von 4?, das wegen der geringen Löslichkeit in Chloroform nur sehr
verdünnt gufgei-ommen werden kann, fehlt die intensive Carbonyl-Bande bei
1?75 cm-l; statt dessen tritt eine ichuache Hldroxyl-Absorptiön bei 8610 cm-l
auf. Im NMR-Spektrum von 4? sind die Signale von drei Methylgruppen zu erkennen. Die Hydroxy-Gruppe lst hier an einem Signal bei 318g ppm zu erkennen.
- 103
L
3. 3,4-Trimethyl-A=-pyrrolin-2-thion(48)
\j
lt\
\"As
Ä
47
48
150,0 mg (= 01945 mMol) Hydroxythiolactam 4? wurden unter Ar in 3,0 ml konzentriertär'Scüwefelsäurs* gelöst. Es entstaniFeine leicht gelbe, ziemlich viskose, klare Lösung, die man noch 6 h bei RT rührte. Danach Kihlte man mit
einem Eisbad aul 0'oC ab. Bei dieser Temperatur $'urden langsam (etwa 20 min)
und unter heftigem Rühren 15 ml destilliertes Wasser zugetropft. Im Verlaufe
des Verdünnens fiel allmählich eine weisse Verbindurg aus. Diese Lösung neutralisierte man dann unter Eiskühlung vorsichtig mit ?,5 g festem Kaliumkarbonat*, wodurch ein pH-Wert zwischen ? und ?r 5 erreicht wurde. Hierbei entstand
ein erheblicher Niederschlag von Kaliumsulfat.
Man überführte mit Wasser und Methylenchlorid in einen Scheidetrichter, trennte die Phasen und extrahierte die wässrige Phase noch dreimal mit je etva 25
ml Methylenchlorid. Dabei trat oftmals eine Emulsion auf, die sich nur äusserst
schwer trennen liess. Die organischen Phasen wurden über getrocknete Watte
filtriert; vo nötig, rwrde die Filtration siederholt. Man engte am RV ein und
trocknete am HV. Anschliessend nahm man erneut in Methylenchlorid ard und
filtrierte durch eine G-4-Nutsche, um et\ra entstandene Hydroxy-Verbindungen,
die in Ivlethylenchlorid schwer löslich sind, zu entfernen. Man engte wiederum
am RV ein und trocknete am HV.
Es hinterblieben 110 mg gelblicher Kristalle.
Zur weiteren Reinigung turden diese bei 65oC und 0,005 Torr sublimiert. Man
isolierte 85,0 mg = 64,0 $ des Thiolactams 48, das wie folgt charakterisiert
w'urde:
c
c
59,55
59,29
9192
I,81
s
s
2 2 ,? 1
22,58
c?H11Ns
ber. :
gef. :
rR (cHcl3)
29?5(s),2935(m),2900(Sch),
3425(m),3160/3120(m/breit),
2860(w),1650(vw),1495(s),1468(vs),145?(vs),1443(Sch),
1430(Sch),1385(Sch),13?9(m),1355(w),1332(w),129?(w),
1285(Sch),1152(vw),1130(vw),1090(rv),1050(m),1041(s),
982(vw),952(vw),805(m).
H
H
?r85
7,82
N
N
- 104
w (EtoH)
319 (10 030)
NMR 60 IüHz
-6ppm
(cDcl3)
r\rs (2000)
tr24
1,84
6,25
10, l+0r 5
Form
s
d/J=2Hz
m
breit
theor. H
6
3
I
1
gem. mm
156
?3
19
15
o
3
1
1
1+1(100/M+),
140(30),
127(7),
126(eo),
111(9),
11?(g),
ee(ie),e?(6),
e4(?i,
199_(?),
lgg(7e),lqJF[-10-6(15),
gl(1.3),
q{5), B2(40),
B1(5),
s0(6),?e(e),
??(5),
9?.(11),
6i(19),
q9(5)'
6l(?9),
53(14),
51(5),
Tl{9Lr
!e(U),55(s);
45(1?), 42(6), 4t(22), 40(5), 39(25).
DC
Kieselgel ,/ Essigester
Fp
9?-90c
Rn, 0, 60
Der Erfolg der wasserabspaltung lässt sich spektroskopisch leicht ermitteln:
das-IR-snpktrum von
.48 zeigl eine starke dreifache Bande bei l4gb, 146g und
r4b'{ cm-', die von der konjugierten c=s-streckschwingung herrühri. Im lrvspeKrum gibt sich die verlängerung des chromophors äuich eine bathochrome
verschiebung bis nach 319 nm zu erkennen. Das-NlltR-spektrum von 48 zeigt
schliesslich das signal des vinylischen protons bei 6,2s ppm und das der protonen der allylischen Methylgruppe bei l, 84 ppm.
-105(E2)
2-(*-Cyano-a-carboxymethyl)-methyliden-3,314-trimethyl-A4-pyrrolin
\-;
il\
lt
\
\*As
I
H
48
52
200 mg (= L,4Z mMol) Thiolactam 48 wurden in 10125 ml einer 0, 139 normalen
Lösrurg von Kalium-t-butylat in t-B[-tanol* unter Ar gelöst (Dauer etwa 20 min).
Dabei ftirbte sich die Lösung rötlich. Man g:ab dann eine Lösung von 253,0 mg
(= 1,42 mMol) Bromcyanessigsäuremethylester (siehe Anmerkung Seite 64) in
5 ml Aethanol* hinzu und spülte mit etrla, 1 ml Aethanol* nach. Die Lösung verfärbte sich sofort nach sattgelb; bald entstand ein weisser Niederschlag. Unter
Ar rührte man diese Mischung 2 h bei RT.
o),
Danach engte man am RV zur Trockene ein (Bad g0
nahm in etwa 40 ml
Methylenchlorid und 10 ml Eiswasser auf, überführte in einen Scheidetrichter,
trennte die Phasen, filtrierte die organische Phase über getrocknete Watte,
engte am RV ein und trocknete am HV. Es hinterblieben 320 mg eines braunen
Oels.
Deren lR-Spektrum zeigte ausser dem Produkt noch einiges Edukt 48; rveiterhin
tar noch eine relativ intensive Carbonyl-Bande bei 1?50 cm-l vorfra-nden, die
vermutlich vom Cyclopropanderivat 19 verursacht ist.
Die Substanz wurde an zwei Kieselgel-Dickschichtplatten mit Aether / Hexan
1 : 1 als Laufmittel chromatographiert. Die Fral<tionen bei Rp 0' 6' 0r 2? und
0r 19 wurden jeweils ausgekratzt, mit Aether durch eine G-4-Nutsche eluiert,
am RV eingeengt und am HV getrocknet. Aus der Fraktion mit Rp 0,6 wurden
10 mg Substanz gewonnen, deren IR- r:nd UV-Spektrum leer rvarei (Schwefel ?).
Aus der Fraktion mit Rp 0r 2? wurden 80,0 mg Substanz gelvonnen, bei denen
es sich nach IR- und LlV-Spektrum um leicht verunreinigtes Thiolactam 48 handelte. Aus der Fraktion mit Rp 0, 19 konnten nach IR- und lfV-Spektrum-3bn0
mg ziemlich reines Cyanessigesteraddukt 52 isoliert werden.
Diese 95r 0 mg Substanz wrrden zunächst aus Aether / Hexan umkristallisiert
und anschliessend bei 80 oC und 0,005 Torr sublimiert. Dabei wurden 80,0 mg
= 45r ? $ des Cyanessigesteraddukts 52 in Form gelblicher Kristalle isoliert.
Es wurde wie folgt charakterisiert:
_106_
rR (cHcl3)
3330(m/breit),29?5(m),2955(m),2940(Sch),2920(Sch),
28?5(w),2860(Sch),
2210(s),168?(Sch),1680(Sch),
1666(r's),
165?(Sch),15?5,/1568(vs),
1545(Sch),1464(m),1442(s),
1382(m),136?(w),1350(rv),1292/L276(vs),
1194(s),1150(s),
1050(m),1028(m),989(w),950(rv),BB2(w),Bl (m).
t'V (EtoH)
332(14 250)
NMR 60 MHz
(cDcl3)
6ppnr
1,49
1, ?8
3,80
6,15
L0,2+0r4
Form
s
d/J=2Hz
s
m
breit
theor. H
6
3
e
1
I
gem. mm
93
46
44
15
t4
=
H
o
3
.t
1
I
MS (?Oo)
2 0 ? ( ? ) ,-T6-d(fl);l
2 0 6 ( 4 ? / M + )1, 9 2 ( 1 2 ) 1, 9 1 ( 9 5 ) 1, ? 5 ( 1 5 ) 1, ? 4 ( 9. ) ,
1?3(10),
59(100), 148(e), L47(62), 146(15),
1 4 5 ( 5 ) ,1 3 3 ( 5 ) ,1 3 z G t ) - ,1 3 1 ( 1 8 ) 1, 0 9 ( 1 0 ) l,O B ( ? ) ,1 0 5 ( ? ) ,
1 0 4 ( 1 8 ) e, 1 ( 5 ) , ? 9 ( 6 ) ,? 8 ( 9 ) ,7 ? ( 2 3 ) ,7 6 ( 6 ) ,6 ? ( 6 ) ,6 6 ( ? ) ,
6 5 ( 9 ) ,5 3 ( B ) ,5 2 ( ? ) ,5 t ( 9 ) , 4 2 ( 6 ) ,4 1 ( 1 6 ) ,3 9 ( 2 1 ) .
DC
Kieselgel/ Aether RF 0,45
Fp
113-50C
Der Er{olg der Reaktion lässt sich spektroskopisch leicht ermitteln:_im IR-Spektrum fehlen die Banden des Edukts 48 bei 1495, 1468 und 145? cm-I. Statt dessen treten drei sehr intensive IR-Ab-sorptionen des Produkts 52 hervor: die des
konjugierten Nitrils bei 2210 .rn-1, die-der konjugierten EsteTlCarbonylschwingung bei 1666 cm-l und die der Doppelbindung bei 15?5 und 1568 cm-I. Das
Absorptionsmaximum im UV-Spektrun liegt jetzt bei 332 nm. Im NMR-Spektrum
ist das Signal der Protonen des Methylesters bei 3, B0 ppm charakteristisch.
Trotz mehrfacher Versuche gelang es nicht, von 52 eine stimmende Analyse zu
erhalten. Als Grund hierfür wird die Anwesenheit-einer Hydroxy-Verbindung
vermutet.
-10?A4-pyrrolin (54)
2-(x-Cyano-a-carboxy-t-butyl)methyliden-3,3,4-trimethyl-
\-_i
il|
il\
CN
\"At
Ä
öor(cH.).
54
48
Nach der gleichen Vorschrift wie im vorigen Versuch umrden 180,0 mg (= 1,28
mMol) Thiolactam 48 in 913 ml einer 0, 139 normalen Kalium-t-butylat-Lösung
in t-Butanol* gelöst und mit 285,0 mg (= 1,28 mMol) Bromcyanessigsäure-tbutylester (siehe Anmerkung Seite 64) umgesetzt. Nach identischer Aufarbeitung
wurden als Rohprodukt 380 mg eines braunen Oels isoliert.
Deren lR-Spektrum zeigte neben dem ProduK nolh einiges Edulrt sol{e eine
ziemlich intensive Carbonyl-Bande bei 1?50 cm-r, die vermutlich von 55 verursacht ist.
Die Substanz wurde an zwei Kieselgel-Dickschichtplatten mit Aether / Hexan
1 : 1 als Laufmittel chromatographiert. Die Fraktion mit Rp 0,4 v'urde ausgekratzt, mit Aether durch eine G-4-Nutsche eluiert, am RV eingeengt und am
HV getrocknet. Es hinterblieben 210 mg eines gelben Oels. Im lR-Spektrum
landen sich immer noch neben den Banden des Produkts die des Edukts und
(schon schwächer) die Carbonyl-Bande bei 1?50 cm-l.
Zur weiteren Reinigung wrurde die Substanz nochmals an zwei Kieselgel-Dickschichtplatten mit Benzol / Essigester I : 1 als Laufmittel chromatographiert.
Die Zone bei Rp 0r 50 wurde ausgekratzt, mit Aether durch eine G-4-Nutsche
eluiert, am RV eingeengt und am HV getrocknet. Es hinterblieben 120,0 mg
nicht ganz reines Cyanessigesteraddukt 54.
Dessen Spektren zeigten folgende Banden: (vom Rohprodukt aufgenommen)
rR (cHcl3)
3320(w,/breit),
29?5(m),2930(w),28?0(w),2200(m),
1748(milNebenpr.
15?0(vs),1460(w),
), 1665,/1658(s),
1410(w),1392(w),13?0(m),1295(s),1279(s),1253(s),
116?(s),114?(vs),1050(w),995(w),950(w).
uv (EtoH)
(PE 402)
339
-108NN{R 60 MHz (T 60)
6 ppnl
1,46
1,53
Form
s
s
I
1,60
Sch)
L,64
S c hJ
t,74
d/J=2Hz
6,10
m
10,4+0,3 breit
theor. H
6 I
I
I
3
1
1
f
gem. mm
65
t?
l2
3
3
I
I
Die spektren von 52 und 54 sind einander sehr ähnlich. Der einzig augenlällige
unterschied bestefilfin ae-n-NMn-spektren: statt der protonen aes ntettrytesterl
r.i i,99 ppm (52) ist bei 54 das intensive Signal der protonen des t-Butylesters
bei 1,53 ppm t$isch.
Es gelang trotz zahlreicher versuche nicht, ein,chromatographiesystem zu finden,
_dass $ *9 den t-Butylester von !! getrennt hätte. Da äas Folgeprodukt
von 55 in der nächsten stule jedoch leiöI-t abzutrennen war, konnte dieser
Nach-teil in Kauf genommen werden.
- 109
2-Cyanomethyliden-3,
3. 4-trimethyl- A4-pyrrolin (9)
CN
2(cH3)3
54
9
28,0 mg (= 108,5pMol) Cyanessigesteraddukt 52 (noch geringe Anteile des Cyclopropanderivats 55) wurden unter Ar in 1 ml Trifluoressigsäure* gelöst und bei
RT I Minuten 16'g heftig gerührt. Dabei bildeten sich bald Gasblasen (CO2 ?).
oC
ab, verdünnte mit 10 ml eiskaltem MethylenMan kühlte dann schnell auf 0
chlorid* und neutralisierte mit eiskalter, gesättigter wässriger Natriumbikarbonat-Lösung, bis das Schäumen aufhörte. Die Lösung wurde in einen Scheidetrichter überführt; man sättigte die wässrige Phase mit Natriumchlorid* und
trennte die Phasen. Die wässrige Phase wurde noch zweimal mit je etwa 10 ml
Methylenchlorid extrahiert. Die organischen Phasen wurden über getrocknete
Watte filtriert,
am RV eingeengt und am HV getrocknet. Es hinterblieben 21r0
mg eines schwach gelben Oels, das zu grossen Teilen aus dem Dienaminonitril
9 bestanden. Daneben enthielt die Substanz nach NMR-Spektrum noch Polymere
d'es bei der Esterspaltung entstandenen Isobutylens.
Die Spektren dieses Rohprodukts zeigten folgende rvesentliche Absorptionen, die
9 zugeordnet wurden:
rR (cHcl3)
3440(m),3300(vw,/breit),
2965(m),2925(m),2190(s),
161?(vs),1156(m),10?0(m).
Verunreinigungenbei 1?30(breit)r:nd 1660(m).
w (EtoH)
318
NMR 60 MHz (T 60)
6pp-
Form
(cDcl3)
1115
1,6?
3,8?
5,BB
615+0,2
s
d/J=2Hz
s
m
breit
theor. H
6
3
I
I
I
gem. mm
15
I
3
2
2
=
H
6
a
1
I
1
Verunreinigung: breites Multiplett zwischen 1150 und 1120
ppm (Integral 20 mm = ? H).
-
versuch zur Darstellung des Cyano- A
11018, 19-dehydro-seco-corrins
(Elg)
(= 28,8 pMol) tricyclisches Thiolactam 25 wurden unter Ar in 0, 5 ml
J1r 0 mg
Illethylencilo"i4* gelöst. Dazu gab man 33 pl eind 1 molaren Lösung vori Triäthyloxonium-tetralluoroborat* in I\(ethylenchlorid* und rührte 4 h bei RT. Itfan
gab dann 21,0 mg (= 142 pMol) des rohen Dienaminonitrils 9, in 0,5 ml Methylenchlorid* gelöst, hinzu und rührte 13 Tage bei RT unter Är im Dunklen.
Nach dieser Reaktionszeit zeigte das UV-SpeKrum dieser Mischung das aus
anderen Versuchen bekannte Spektrum des protonierten TNoiminoesters 26; die
I zugehörige Absorption bei 318 nm hingegen l.ar versch.rwnden; statt de-ssen
'*'ies eine starke Absorption bei etwa 269 nm auf den Verlust der endocyclischen Doppelbindulg hin. Dies kann nur durch Anlagerung von HCl, die durch
Zersetzung des Lösungsmittels Methylenchlorid entstanden war, erklärt rverden.
- 111
LITERATURVERZEICHNIS
1)
W. Fuhrer,
P. Schneider, W. Schillingr H. Wild' J. Schreiber und A.
Eschenmoser, Chimia 39, 320 (1S?2)
H. Maag, N. Obata, A. Holmes, P. Schneider, W. Schilling' J. Schreiber und A. Eschenmoser, Chimia ?g 320 (19?2)
2\
3)
R. B. Woodward, Pure and AppI. Chem. !!, 145 (19?3)
E.L. Smith und L.F.J. Parker, Biochem. J. 43, Proc. Vm (1948)
Rickes, N.G. Brink, F.R. Koniuszy, T.R. Wood und K. Folkers,
E.L.
Science 10?, 396 (1948)
4)
D. Crovu{oot-Hodgkin, J. Kamper, J. Lindsey, M. MacKay, J. Pickworth,
Prosen und
J.H. Robertson, C.B. Shoemaler, J.G. White, R.J.
K.N. Trueblood, Proc. Roy. Soc. A 242, 228 (1957)
D. Crowfoot-Hodgkin, J. Pickworth, J.H.
R.J.
Smith, Vitamin 812, 3. Aufl.,
5)
E.L.
6)
R.F.C.
Robertson, K.N.
Trueblood,
Prosen und J.G. White, Nature 1?6, 325 (1955)
London 1965.
Clark und A.R. Todd, J. Chem. Soc. 1965, ZSSZ
(dort frühere Literatur)
A.W.
Broun, V.M.
Johnson, Pure and Appl. Chem. !!,
3?5 (19?0)
(dort frühere Literatur)
J.W.
Cornforth, siehe in The Total Synthesis of Natural Products, ed.
J. ApSimon, New York 1973
Edmondson, M. Kaplan, E.B.
R.V. Stevens, C.G. Christensen, W.L.
?)
Reid und M. P. Wentland, J. Am. Chem. Soc. !E 6629 (1971)
A. Eschenmoser, Pure and Appl. Chem. fr 29? (1963)
A. Eschenmoser, Pure and Appl. Chem. 2Q 1 (1969)
8)
R. B. Woodward, The Conservation of Orbital Symmetry, Chem. Soc.
Spec. Publ. No. 21, 21? (196?)
R.B.
9)
Woodrvard und R. Hoffmann, Angew. Chem. 81, ?9? (1969)
Y. Yamada, D. Miljkovic,
P. Wehrli,
B. Golding, P. Löliger,
K. Müller und A. Eschenmoser, Angew. Chem. Bl
10)
H. Wild, Diss. ETH Nr. 4B4B (19?2)
11)
N. Bühler, unveröffentlichte Rechnungen
4043 (196?)
L2)
P. Wehrli, Diss. ETH Nr.
13)
P. I\Iüller, Diss. ETH Nr. 5135 (19?3)
R. Keese,
301 (1969)
-
14)
A. I. Scott, C.A.
112
Townsend, K. Okada und Ilt. Kajiuara,
Trans. N.y.
Acad. Sci. 35, ?2 (19?3)
A. I. Scott, C. A. Townsend, K. Okada, M. Kajiwara,
P. J. Whitman und
R.J. Cushley, J. Am. Chem. Soc. 94, 826? (19?2)
A. I. Scott, C.A.
Townsend, K. Okada, M. Kajiwara und R.J.
Cushley,
J. Am. Chem. Soc. 94, 8269 (19?2)
15)
C.E. Broln,
J.J. Katz und D. Shemin, Proc. Natl. Acad. Sci. 69,
2585 (19?2)
1 6 ) E . Bertele, Diss. ETH Nr. 335? (1963)
1?) W. Häusermann, Diss. ETH Nr. 3?54 (1966)
1 8 ) E : Bertele, H. Boos, J.D. Dunitz, F. Elsinger, A. Eschenmoser, I.
Felner, H. P. Gribi,
H. Gschwend, E. F. Meyer, I\[. pesaro und
R. Scheffold, Angew. Chem. ?6, 393 (1964)
1e) w. Huber, Diss. ETH Nr. 4298 (1969)
20) A. Fischli und A. Eschenmoser, Angerv. Chem. ?9, 865 (1967)
2r) A. Eschenmoser, Quart. Rev. 24, 366 (19?0)
22) p. Löliger, Diss. ETH Nr. 40?4 (1968)
23)
I\I. Roth, P. Dubs, E. Clötschi und A. Eschenmoser, Helv. chim. Acta
54, ?10 (1971)
24)
E. Götschi, Diss. ETH Nr. 4986 (19?3)
25)
26)
H. Ahlbrecht und H. Hanisch, Synthesis !93!, tOg
A. Eschenmoser, )C<[rlrd Int. Congr. pure and Appl. Chem., Vol..2,
69 (19?1)
21)
P. Schneider, Diss. ETH Nr. 4819 (19?2)
28)
J.H. Atkinson, A.W. Johnson und W. Raudenbusch, J. Chem. Soc. C
1966,1155
29)
H. Iüeerwein, G. Hinz, P. Hofmann, E. Kroning und E. pfeil,
Chem. (2) 14?, 1 (193?)
J. prakt.
H. Meerwein, F. Battenberg, H. Cold, E. pfeil und G. Willfang,
J. prakt. Chem. (2) 154, 83 (1939)
H. Meerwein, Org. Synth. 46, U3 (1966)
30)
A. I. Gurevich, M.N.
Kolosov und G.S. Konova, J. Org. Chem. USSR 3,
576 (1968)
31)
P. Dubs, Diss. ETH Nr. 429? (1969)
32)
Stereochemistry of Carbon Compounds, New york lg62
N. Bühler, Diss. ETH Nr. 5154 (19?B)
33)
E.L.
Eliel,
-11334)
E. Elmer, Diptomarbeit ETH (1972)
35)
D.H.R. Barton, P.D. Magrrus,G. Smith und D. Zurr, Chem. Comm.
!9!l, eor
36)
S. Farooq, int. Arbeitsbericht ETH (19?3)
3?)
J. Gleason, int. Arbeitsbericht ETH (19?1)
38)
E. Götschi und A. Eschenmoser, Angew. Chem. 85, (19?3), im Druck
39)
H.H. Inhoffen, N. Schwarz und K.P.
Heise, Liebig's Ann. Chem. 19?3,
146
40)
B. Kräutler,
unveröffentlichteRechnungen
41)
F. Elsinger,
J. Schreiber und A. Eschenmoser, Helv. chim. Acta 43,
113 (le60)
F. Elsinger,
Org. S1'nth. 45, ? (1965)
421
B. Hardegger, Diss. ETH, noch nicht erschienen
13)
44)
A. Pfaltz, Diss. ETH, noch nicht erschienen
45)
tZ
D. Seebach, Synthesis 18,
T. Oishi, K. Kamemoto und Y. Ban, Tetr.
46)
E.J.
47\
48)
R. G. Jones und H. Gilman, in Org. React. !, 352 (1951)
G. Errera und F. Perciabosco, Ber. dtsch. chem. Ges. t!'
49)
H. König und W. ReiI, DBPat 1 280 866 (1969)
50)
S.M. McElnin
51)
R. Schenck und H. Finken, Liebig's Ann. Chem. 462, 158 (1928)
52)
A. Eschenmoser, R. Schelfold, E. Bertele, M. Pesaro und H. Gschwend,
29?9 (1901)
und W.R. Davie, J. Am. Chem. Soc. 74, 1816 (1952)
Proc. Roy. Soc. A 288, 306 (1965)
53)
Letters 19?2, 1085
Corey und R.A. Ruden, J. Org. Chem. 38, 834 (19?3)
Y. Yamada, int. Arbeitsbericht ETH (1968).
Ö*-q-r
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H
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LE BENSLAUF
Am 4. August 1944 wurde ich in Neustettin (Pommern) geboren. Infolge der
Ereignisse des zweiten Weltkriegs übersiedelte meine Familie 1945 nach Leer
(Niedersachsen). Dort besuchte ich 4 Jahre die Volksschule, 2lf2 Jahre die
Mittelschule r::rd 6V2 Jahre das Gymnasium, welches ich 1964 mit dem Abitur
altsprachlicher Richtung abschloss. Anschliessend leistete ich 2 Jahre Wehrdienst. Im Jahre 1966 begann ich das Studium der Chemie an der Universität
Freiburg i.Br.,
das ich im Jahre 19?0 mit dem Erwerb des Diploms abschloss.
Anschliessend schrieb ich mich als Fachhörer an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich ein. Seither arbeitete ich unter dör Leitung von
Frof. Dr. A. Eschenmoser unter anderem an der vorliegenden Promotionsarbeit. Im Jahre 19?2 legte ich die vorgeschriebene Zulassungsprüfung ab.
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Zürich, im November
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