Synthetisch interessante Transformationen von Ring-anellierten (E,Z,E)-1,3,5-Hexatrienen

Abstract

Zweifache Palladium-katalysierte Kupplungen (Heck-Reaktionen) von 1,2-Dibromcycloalkenen mit Styrol oder Acrylsäureestern ergeben in guten Ausbeuten symmetrische 1,6-Diphenyl- bzw. 1,6-Dialkoxycarbonyl-substituierte (E,Z,E)-1,3,5-Hexatriene. Diese bieten vielfältige Möglichkeiten für weitere Transformationen zu interessanten Produkten.Die photochemischen Reaktionen von Sechs- und Siebenring-anellierten Methoxycarbonyl-substituierten Hexatrienen führten zu Ring-anellierten 8-Oxabicyclo[3.2.1.]octa-2,6-dien-Derivaten, die man als Produkte einer formalen intramolekularen Hetero-Diels-Alder-Reaktion auffassen kann. Die Acetaleinheit dieser Produkte ließ sich mit Hilfe von Lewis-Säuren spalten, so dass man entsprechende Troponcarboxylate erhielt. Setzte man Hexatriene mit größeren Alkylresten in der Esterfunktionalität in photochemischen Reaktionen ein, so konnte man die Bildung von Gemischen aus dem jeweiligen 8-Oxabicyclo[3.2.1.]octa-2,6-dien-Derivat und einer entsprechenden Bicyclo[3.1.0.]hex-2-en-Verbindung beobachten.Durch Reduktion konnten Dialkoxycarbonyl-substituierte Hexatriene in die entsprechenden Diol-Verbindungen überführt werden. Diese 1,6-Dihydroxymethyl-substituierten Hexatriene wurden einer thermischen 6p-Elektrocyclisierung unterworfen, so dass man die entsprechenden Ring-anellierten Cyclohexadiene erhielt, die sich unabhängig von der Größe des anellierten Cycloalkans als nicht oxidationsempfindlich erwiesen.Auch Dialkoxycarbonyl-substituierte Hexatriene wurden thermisch elektrocyclisiert. Hier zeigte sich, dass nur die Sechsring-anellierten Cyclohexadiene oxidationsunempfindlich waren, die Fünf- und Siebenring-anellierten Cyclohexadiene aromatisierten hingegen schnell bei Anwesenheit von Sauerstoff.Die isolierbaren Sechsring-anellierten Elektrocyclisierungsprodukte wurden erfolgreich als Dien-Komponente mit verschiedenen Dienophilen in Diels-Alder-Reaktionen (thermisch und unter hohem Druck) eingesetzt, so dass man funktionalisierte Tri- und Tetracyclische Systeme erhielt.Die 6p-Elektrocyclisierung und die Diels-Alder-Reaktion wurden auch als Domino-Reaktion im Eintopf-Verfahren durchgeführt. Dadurch konnte zum einen die Effizienz dieser Kaskade erhöht werden und zum anderen konnten Produkte isoliert werden, die in einer zweistufigen Synthese durch die Oxidationsempfindlichkeit des Zwischenproduktes nicht zugänglich waren.Weiterhin kann die zentrale Doppelbindung des 1,3,5-Hexatriensystems selektiv epoxidiert werden. Palladium-katalysierte reduktive Öffnungen der Epoxide ergeben 1,2-Dialkenylcycloalkanole mit trans-Stellung der Alkenylgruppen, die in Anionischen Oxy-Cope-Umlagerungen zu disubstituierten mittelgroßen Cycloalkenonen umgesetzt werden können. Je nach Reaktionsbedingungen erhält man dabei bis zu drei Isomeren.Durch eine chemoselektive methylierende Epoxidöffnung gelang die Synthese eines 1,2-Dialkoxycarbonyl-2-methylcyclohexanols, das ebenfalls problemlos in einer Anionischen Oxy-Cope-Umlagerung eingesetzt werden konnte und das entsprechende Cyclodecenon als Isomerengemisch ergab.Erstmals wurden auch Thermische Oxy-Cope-Umlagerungen an den 1,2-Dialkenylcycloalkanolen durchgeführt. Diese zeigten eine weitaus höhere Selektivität als die Anionischen; es wurde jeweils nur eines der Cycloalkenon-Isomeren isoliert.