Novel Syntheses of Nitrogen Heterocycles from Isocyanides
Neue Synthesen stickstoffhaltiger Heterocyclen aus Isocyaniden
by Alexander Lygin
Date of Examination:2009-12-11
Date of issue:2010-02-22
Advisor:Prof. Dr. Armin de Meijere
Referee:Prof. Dr. Ulf Diederichsen
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-2083
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Description:Dissertation
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Abstract
English
The direct copper(I)-catalyzed synthesis of 2,3,4-trisubstituted and 3,4-disubstituted pyrroles from substituted methyl isocyanides and acceptor-substituted acetylenes as well as the newly found copper(I)-mediated route to 2,3-disubstituted pyrroles from substituted methyl isocyanides and non-activated terminal acetylenes have been investigated. 2-Substituted phenyl isocyanides were obtained by halogen lithium exchange of ortho-bromophenyl isocyanide and subsequent trapping of the thus generated ortho-lithiophenyl isocyanide with electrophiles. This strategy has been effectively employed for the new three-step one-pot synthesis of substituted 3H-quinazolin-4-ones (-thiones) including the naturally occurring alkaloids deoxyvasicinone and tryptanthrine. The reactions of ortho-lithiophenyl isocyanide and other ortho-lithiohetaryl isocyanides with aldehydes, ketones, and carbon dioxide have been found to furnish, apart from the expected isocyanobenzylalcohols, 4H-3,1-benzoxazines, and 4H-benzoxazin-4-ones, iminophthalanes or indolin-2-ones, respectively, by two novel rearrangements of the intermediate 2-lithio-4H-3,1-benzoxazines. A novel copper-catalyzed synthesis of benzimidazoles from ortho-bromoaryl isocyanides and primary amines has been developed. This new sequential reaction provides a convenient access to 1-substituted benzimidazoles and related 3-substituted 3H-thieno[2,3-d]imidazoles in moderate to good yields.
Keywords: Isocyanides; Heterocycles; Cyclizations; Copper; Isocyaniden; Heterocyclen; Cyclisierungen; Kupfer
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Die direkte kupfer(I)-katalysierte Synthese 2,3,4-trisubstituierter und 3,4-disubstituierter Pyrrole aus substituierten Methylisocyaniden und akzeptor-substituierten Acetylenen sowie ein neu gefundener Zugang zu 2,3-disubstituierten Pyrrolen aus substituierten Methylisocyaniden und nicht aktivierten Acetylenen wurden untersucht. 2-Substituierte Phenylisocyanide wurden bei Halogen-Lithium Austausch Reaktion des ortho-Bromphenylisocyanids und folgendem Abfangen des so gebildeten ortho-Lithiophenylisocyanides mit Elektrophilen hergestellt. Diese Strategie wurde für die neue dreistufige Eintopfsynthese substituierter 3H-Quinazolin-4-one (-thione) einschließlich der natürliche vorkommenden Alkaloide Deoxyvasicinon und Tryptanthrin effiktiv eingesetzt. Die Reaktionen von ortho-Lithiophenylisocyanid und anderen ortho-Lithiohetarylisocyaniden mit Aldehyden, Ketonen und Kohlenstoffdioxid ergaben außer erwarteten Isocyanoalkoholen, 4H-3,1-Benzoxazine, und 4H-Benzoxazin-4-one, Iminophthalanes bzw. Indolin-2-one bei zwei neuen Umlagerungen von intermediären 2-Lithio-4H-3,1-Benzoxazinen. Die neue kupfer-katalysierte Synthese von Benzimidazolen aus ortho-Bromoarylisocyaniden und primären Aminen wurde entwickelt. Diese neue sequenzielle Reaktion liefert einen bequemen Zugang zu 1-substituierten Benzimidazolen und ähnlichen 3-substituierten 3H-Thieno[2,3-d]imidazolen in mittleren bis zu guten Ausbeuten.