Sesquiterpen-Analoga aus b-Dimethyamino-substituierten a,b-ungasättigten Fischer-Carbenkomplexen
Sesquterpen-analogous from b-Dimethyamino-substituted a,b-unsaturatted Fischer-Carbenkomplexes
by Jelena Milic
Date of Examination:2002-11-30
Date of issue:2004-04-26
Advisor:Prof. Dr. Armin de Meijere
Referee:Prof. Dr. Ulf Diederichsen
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
Alkines undergo in Pyridine as a solvent one formal [3 + 2]-addition with aminocarben-Complexes and gives protected high reactive cyclopentadienones, which can be used for building of uniquely natural Sesquiterpen-Skeletons. α,β-unsaturated Fischer-carbencomplex made from acetalprotected octinon with treemembered ring attached in propargyl-position gave in cocyclization with 1-butin, 3-hexin and 1-pentin beside expected 5-dimethylamino-5-alkyl-3-ethoxycyclopentadien also his 4-alkyl regioisomer. After hydrolysis both regioisomereric cyclopentenones yielded in one base-catalytic cyclization the same triquinandion with one tricyclo[6.3.0.01,5]undecan-skeleton in pretty good yields von 22-47 %. Cyclopentadienes obtained from cyclopropyl-,isopropyl- or diphenyacetylen undergo with NaOEt as a base one cyclization reaction and gave spiro[4.4]nonenon with 57-96 % yield. Building of spiroproducts supported proposed machanism that described the formation of triquinan as one Robinson-annulation reaction. Lot of attempts to remove the keto function from Cyclpentadienon that supposed to be the precursor for total synthesis of Taylorion was unsuccessful. But by the attempt to deacetylise this precursor two new products was isolated: Bicyclo[5.3.0]decan and his dehydratisation product 2-Oxo-1(10),3,5-guajantrien-11-ol with yields of 26 and 96 %. This bicyclus shows big similarity to Puraschin B one of representatives of Gujan-sesquiterpenes. One proof more for promissing possibilities of this formal addition reaction was discovery that 4-cyclopropyl cyclopentadienones can dimerize to endo-cyclization products after elimination of aminofunction in basic but also in acidic conditions. On the way to linear Triquinans cyclopropylsubstituited 3"-Oxocyclopentylcyclopentenones are used. Unfortunately in basic conditions they didn't yield wanted Tricyclo[6.3.0.0]undekan but Tricyclo[6.3.0.1.3,7]undekan that in fact showes certain similarity to Sesquiterpen Cerapicol. Using the cocyclization reaction developed by de Meijere et al. between Alkyne and α,β-unsaturated Fischer-Carbencomplexes for building of Sesquiterpenanalogons like Triquinan-, Guajan- and Miscellanen-Typ showed possibilities of this Fiveringannelationreaction and synthetic possibilities of in this reaction avaliable cyclopentenones.
Keywords: Sesquiterpene; b-Dimethylamino-a; b-unsaturetted Fischer-Carbencomplexe; fornal [3 + 2]-Addition; linear und angular Triquinane; Gujane; Cyclopentadienone
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Alkine addieren sich in Lösungsmitteln wie Pyridin an Aminocarben-Komplexe in einer formalen [3 + 2]-Addition und ergeben geschützte hochreaktive Cyclopentenone, die wurden benützt für Aufbau von natürlich vorkommenden Sesquiterpen-Gerüsten. Das dioxolangeschützte Oktinon mit einem in propargyl-possition verknüpften Dreiring, ergab in einer variierten Methode, bei der die Dimethylamin-Addition in Diethylether durchgeführt wurde, den entsprechende α,β-ungesättigten Fischer-Carbenkomplex.In einer formalen [3 + 2]-Addition mit 1-Butin, 3-Hexin und 1-Pentin neben dem erwartetem 5-Dimethylamino-5-alkyl-3-ethoxycyclopentadien auch das 4-Alkyl Regioisomer entstand. Nach der Deacetylierung lieferten beide regioisomererische Cyclopentenone in einer Basen-katalysierten Cyclisierungsreaktion das gleiche Triquinandion mit einem Tricyclo[6.3.0.01,5]undecan-Gerüst in relativ guten Ausbeuten von 22-47 %, bezogen auf den Komplex. Setzte man die aus Cyclopropyl-, Isopropyl- bzw. Diphenylacetylen synthetisierten Cyclopentenone mit NaH im Ethanol bei 80 °C um, wurde das Spiro[4.4]nonenon mit Ausbeuten von 57-96 % isoliert. Dessen Bildung unterstützt den vorgeschlagenen Mechanismus, nach dem die Bildung des Triquinans als eine Eintopf-Robinson-Anellierung betrachtet werden kann.Trotz verschiedener Versuche zur Deoxygenisierung gelangen leider keine größeren Fortschritte in der Totalsynthese des Taylorions. Bei dem Versuch, das aus Fischer-Carben-Cocyclisierung bekommene Cyclopentandienon-analoga von Taylorion zu deacetylieren, wurde das substituierte Bicyclo[5.3.0]decan bzw. sein Dehydratisierungsprodukt 2-Oxo-1(10),3,5-guajantrien-11-ol in Ausbeuten von 26 bzw. 96 % erhalten. Der Bicyclus weist eine sehr große Ähnlichkeit zu Parishin B auf, das ein Vertreter der Sesquiterpen-Unterruppe der Guajane ist. Ein weiterer Beweis für die vielversprechenden Reaktionsmöglichkeiten der aus 3-Cyclopropyl-substituierten α,β-ungesättigten Fischer-Carbenkomplexen zugänglichen Cyclopentenone war die Entdeckung, dass die Dimerisierung zum endo-Cyclisierungsprodukt nach der Eliminierung der Dimethylaminofunktion nicht nur über ein quartäres Ammoniumsalz, sondern auch einfach durch Behandlung KOH in DME / EtOH 10 : 1 möglich ist. Ein ähnliches Cyclisierungsprodukt einer Diels-Alder-Reaktion entstand auch unter starken sauren Bedingungen in Ausbeuten von 51 %. Auf dem Weg zur linearen Triquinanen liferten in einer formalen [3 + 2]-Addition zugängliche 4-Cyclopropyl-3"-oxocyclopentylcyclopentenone leider nicht gewünschte Triquinan sondern einen Tricyclo[6.2.1.03,7]undekan während sein dimethylsubstituierte Analogon nur einer Basen-katalysierten Dimethylamino-Eliminierung unterlag. Das erhaltene Produkt wies durch Ringverknüpfung eine gewisse Ähnlichkeit mit dem tricyclischen Sesquiterpen Cerapicol auf. Das Verhalten des Oxocyclopentylcyclopentenons im basischen Medium zeigt die starke Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur. Es besteht eine sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass Änderungen an den Reaktionsbedingungen die Triquinansysteme, die eine große Ähnlichkeit mit dem Sesquiterpen Coriolin aufweisen, zugänglich machen könnten. Die Anwendung der von de Meijere et al. entwickelten [3 + 2]-Cocyclisierungsreaktion zwischen Alkinen und α,β-ungesättigten Fischer-Carbenkomplexen zur Darstellung von angularen Sesquiterpenanaloga vom Triquinan-, Guajan- und Miscellanen-Typ beweist die Leistungsfähigkeit dieser Fünfringanellierungsreaktion und vor allem die Reaktionsmöglichkeiten der mit dieser Methode zugänglichen hochfunktionalisierten Cyclopentenonen.
Schlagwörter: Sesquiterpen; b-Dimethylamino-a; b-ungesättigten Fischer-Carbenkomplex; fornale [3 + 2]-Addition; linear und angulär Triquinan; Gujan; Cyclopentadienon; 540 Chemie