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Eine einfache indolo[2.3-a]chinolizin-synthese. Zugleich eine modell-reaktion für die alkaloid-biogenese ?
TetrahedronLettersNo.7, PP< 325-329, Printed in Great Britain.
1964.
PergamonPress Ltd.
r 1 EINE EINFACHE INDOLO/_2.3*a.CHINOLIZIN-SYNTHESE. ZUGLEICH EINE MODELL-REAKTION
FUR DIE ALKALOID-BIOGENESE
7
Hans-J. Teuber und Udo Hochmuth Institut fur Organische Chemie der Universitat Frankfurt am Main (Received14 December1963) (I) reagiert, wie schon kurz mitgeteilt i) ,
Tryptamin-hydrochlorid
in heissem Eisessig mit 2 Moll. Acetessigaldehyd-direthylacetal (III) oder 1-Methoxy-buten-(I)-on-(3)
(IV) unter Bildung von
45 $ der in gelben Nadeln kristallisierenden Ci8Hi7N20]C1 11.51,
(her. C 69.1 H 5.5
deren Bruttoformel
Tryptamin kondcnsiert
Verbindung V,
Cl 11.3 gef. C 69.0 II 5.7
Cl
beweist, dass 2 C4-Einheiten mit
sind. Mit Natriumhydroxyd
zugehizirige,rote Anhydro-Base
geht V in die
VIII iiber (C18Hi6N20 ber. C 78.2
II 5.8 N 10.1 gef. C 77.7 II 5.5 N 10.1). Das Methoxy-Derivat wurde als ChIorid
1
VI
( CivHlvN202 Cl ber. C 66.5 H 5.6 N 8.2 gef.
C 66.0 II 5.7 N 8.5), dag V entsprechende Na-Methyl-tryptamin)
Na-Methyl-Derivat
(aus
nur als Base isoliert (nicht anhydrisch;
CivI120N202 ber. C 74.0 II 6.5 N 9.1 gef. C 74.0 H 6.6 N 9.1). V gibt eine positive Jodoform-Reaktion,
liefert ein Oxim
(c~~H~~N~o]c~ ber. C 66.0 II 5.5 N 12.8 Cl 10.8 gef. C 66.1 II 5.4 N 12.4 Cl 10.8) Von PermanganatinAceton
und ein 2.4-Dinitrophenyl-hydrazon. wird VIII zu einer gelben SIure
X (C16H12N203 ber. C 68.6 II 4.3 N 10.0 gef. C 68.5 11 4.5 N 10.0) abgebaut, deren W-
und IR-Spektrum mit Formel X in
325
326
I: R=H II: R=OCY
Indolo [2.3-a] Chinolizin-Synthese
No.7
P:R=H H: R=OCH,
Indolo[2.3-a]Chinoliein-Synthese
No.7
Ubereinstimmung sprechenden
aind. Methyljodid
327
liefert auBer dem V ent-
-Picolin-Struktur bestatigendes 2) 8 IX (C20H20N202 ber. C 53.6 H 4.7 N 6.3 gef.
Jodid ein die
Dimethyl-Derivat
C 53.6 H 4.4 N 6.5). Bei der Perhydrierung
von V an Platin
in Eieessig werden inegesamt 8 Moll. 11, aufgenommen. Clemmensen-Reduktion
von V liefert mehrere,
farblose, als Perchlorate
kriatallieierbare
Die
teile gelbe, teile Baeen. Die farb-
losen Basen sind tertitir3). Die Annahme
dee in V enthaltenen
eyetems wird folgenderma2en
Ring-
begriindet:
V gibt keine Fichtenepan-Reaktion, lung dee Indolkerne
tetracycliechen
d.h. dieK-
und p-Stel-
eind aubetituiert. Auch I-Acetonyl-1.2.3.4(VII) 4) liefert mit I Mol III oder IV
tetrahydro-P-carbolin
in Eisessig 40 - 45 $ V. Da Ring C von VII in aaurer l&sung nicht geoffnet werden diirfte, ist such Ring C von V geechlossen. Die Angliederung
von Ring D such am Sticketoff de8 P-Carbolin-
Systems folgt aus dem tertiaren Charakter dee Stickstoffs
der
Hydrierungeprodukte. von V ( x Methanol 304, 312, 250, 212 my) max
Dae UV-Spektrum
entepricht dem der bekannten, eierten Stammverbindung
durch Fischer-Reaktion
eyntheti-
XI 5) . Analog verhalt eich das UV-Spek-
trum der Base VIII. Das IR-Spektrum von V (h :;: 5.88, 6.09 und 6.41 mit Trabanten alle Charakteristika 6.44 mit Trabanten
bei 6.16 und 6.32 p) zeigt im 6r-Bereich
des IR-Spektrume
von XI (A:::
6.14 und
bei 6.21 und 6.38 p). Dae IR-Spektrum der
Anhydro-Base
VIII stimmt im 6 -Bereich mit dem Spektrum von V P iiberein, im Hinblick such auf die UV-Spektren den zwitterionischen Charakter
von VIII bestatigend.
No.7
Indolo[2.3-s]Chinoliain-Synthese
328
V und VIII zeigen ein identisches,
0.00
(in Triflroressigslure,$= heiten der angenommenen
klares NMR-Spektrum
fur TMS), da8 in allen Einzel-
Konstitution
entepricht.
Inebesondere
1tiBt eich auf Grund der Singuletts bei 7.95 und 9.06(nachbarlose Protonen dea Pyridinrings) Anordnung
der Seitenketten
Formulierlng
ausschlieBen.
XII mit anderer
Unsere urspriingliche
XII i) iet daher durch Formel V zu ersetzen.
Da V zwei H-Atome weniger Kondensation
Konstitution
enthalt, als fur eine bloke
erwartet, diirfte bei der Bildung von V eine Di-
hydropyridin-Zwischenstufe
durchlaufen werden, die sich autcxy-
diert oder dieproportioniert. Wir sehen in der zu V fiihrenden Reaktion eine, anderweitige Vorstellungen 6) erganzende, Alternativ-Moglicbkeit
fur
den Aufbau einschlagiger Naturstoffe. Uber Verauche
in der Isochinolin-Berberin-Reihe 7) , die
auagehend von Derivaten des J3-Phenlthylamins zu V analogen Benzo-chiaoliziniumsalzen
fiihren, wird gesondert berichtet.
Herrn Dr. A. Melera, Varian AG, Zurich und Herrn Privatdozent Dr. W. von Philipsborn, Aufnahme und Diekussion
Zurich, danken wir fiir die
der NMR-Spektren.
LITERATUR-ZITATE I) H.-J. Teuber, Angewandte
Chemie 22, 161 (1962).
2) Vgl. etwa E.H.Rodd, Chemistry of Carbon Comoounds, Bd. IV, S. 529, Elsevier Publishing Company, Amsterdam 1957. 3) Vgl. F. Feigl, Tiipfelanalyse, 4. Aufl., Band II, S 273, Akademische
Verlagegeeellschaft,
Frankfurt am Main (1960).
4) L.H. Groves und G.A. Swan, J.chem.Soc.
(London) z-_-r Ipsp 650.
5) K.B. P:?asad und G.A. Swan, J.chem.Soc.
(London1 =-_-A 1458 2024.
Indolo[2.3-a]Chinoliein-Synthese
No.7
6) Sir H. Robinson, Products,
The Structural Relations
329
of Natural
S. 78, 100, The Clarendon Press, Oxford (1955).
1i.D. Wood%mtl, Angewandte
Nature
(London) 161, 155 (1948); --_
Chemie kf3, 13 (1956).
E. Uenltert, J. Amer. them. Sot. 23, 98 (1962); Experientia
12, 165 (1959). =_ E. Leete und S. Ghosal, Tetrahedron E.E. van Tamelcn,
1179.
G.P. Schiemenz und H.L. Arons, Tetra-
hedron Letters, i%@, und Fi. Xiynno,
Letters A%&
1005; E.E. van Tamelen, J.P. Yardley
ebenda, S. 1011.
7) Vg. H.-J. Teuber, G. Wenzel und U. Hochmuth, Chem.Ber. 26, __ 1119 (1963).
1964.
PergamonPress Ltd.
r 1 EINE EINFACHE INDOLO/_2.3*a.CHINOLIZIN-SYNTHESE. ZUGLEICH EINE MODELL-REAKTION
FUR DIE ALKALOID-BIOGENESE
7
Hans-J. Teuber und Udo Hochmuth Institut fur Organische Chemie der Universitat Frankfurt am Main (Received14 December1963) (I) reagiert, wie schon kurz mitgeteilt i) ,
Tryptamin-hydrochlorid
in heissem Eisessig mit 2 Moll. Acetessigaldehyd-direthylacetal (III) oder 1-Methoxy-buten-(I)-on-(3)
(IV) unter Bildung von
45 $ der in gelben Nadeln kristallisierenden Ci8Hi7N20]C1 11.51,
(her. C 69.1 H 5.5
deren Bruttoformel
Tryptamin kondcnsiert
Verbindung V,
Cl 11.3 gef. C 69.0 II 5.7
Cl
beweist, dass 2 C4-Einheiten mit
sind. Mit Natriumhydroxyd
zugehizirige,rote Anhydro-Base
geht V in die
VIII iiber (C18Hi6N20 ber. C 78.2
II 5.8 N 10.1 gef. C 77.7 II 5.5 N 10.1). Das Methoxy-Derivat wurde als ChIorid
1
VI
( CivHlvN202 Cl ber. C 66.5 H 5.6 N 8.2 gef.
C 66.0 II 5.7 N 8.5), dag V entsprechende Na-Methyl-tryptamin)
Na-Methyl-Derivat
(aus
nur als Base isoliert (nicht anhydrisch;
CivI120N202 ber. C 74.0 II 6.5 N 9.1 gef. C 74.0 H 6.6 N 9.1). V gibt eine positive Jodoform-Reaktion,
liefert ein Oxim
(c~~H~~N~o]c~ ber. C 66.0 II 5.5 N 12.8 Cl 10.8 gef. C 66.1 II 5.4 N 12.4 Cl 10.8) Von PermanganatinAceton
und ein 2.4-Dinitrophenyl-hydrazon. wird VIII zu einer gelben SIure
X (C16H12N203 ber. C 68.6 II 4.3 N 10.0 gef. C 68.5 11 4.5 N 10.0) abgebaut, deren W-
und IR-Spektrum mit Formel X in
325
326
I: R=H II: R=OCY
Indolo [2.3-a] Chinolizin-Synthese
No.7
P:R=H H: R=OCH,
Indolo[2.3-a]Chinoliein-Synthese
No.7
Ubereinstimmung sprechenden
aind. Methyljodid
327
liefert auBer dem V ent-
-Picolin-Struktur bestatigendes 2) 8 IX (C20H20N202 ber. C 53.6 H 4.7 N 6.3 gef.
Jodid ein die
Dimethyl-Derivat
C 53.6 H 4.4 N 6.5). Bei der Perhydrierung
von V an Platin
in Eieessig werden inegesamt 8 Moll. 11, aufgenommen. Clemmensen-Reduktion
von V liefert mehrere,
farblose, als Perchlorate
kriatallieierbare
Die
teile gelbe, teile Baeen. Die farb-
losen Basen sind tertitir3). Die Annahme
dee in V enthaltenen
eyetems wird folgenderma2en
Ring-
begriindet:
V gibt keine Fichtenepan-Reaktion, lung dee Indolkerne
tetracycliechen
d.h. dieK-
und p-Stel-
eind aubetituiert. Auch I-Acetonyl-1.2.3.4(VII) 4) liefert mit I Mol III oder IV
tetrahydro-P-carbolin
in Eisessig 40 - 45 $ V. Da Ring C von VII in aaurer l&sung nicht geoffnet werden diirfte, ist such Ring C von V geechlossen. Die Angliederung
von Ring D such am Sticketoff de8 P-Carbolin-
Systems folgt aus dem tertiaren Charakter dee Stickstoffs
der
Hydrierungeprodukte. von V ( x Methanol 304, 312, 250, 212 my) max
Dae UV-Spektrum
entepricht dem der bekannten, eierten Stammverbindung
durch Fischer-Reaktion
eyntheti-
XI 5) . Analog verhalt eich das UV-Spek-
trum der Base VIII. Das IR-Spektrum von V (h :;: 5.88, 6.09 und 6.41 mit Trabanten alle Charakteristika 6.44 mit Trabanten
bei 6.16 und 6.32 p) zeigt im 6r-Bereich
des IR-Spektrume
von XI (A:::
6.14 und
bei 6.21 und 6.38 p). Dae IR-Spektrum der
Anhydro-Base
VIII stimmt im 6 -Bereich mit dem Spektrum von V P iiberein, im Hinblick such auf die UV-Spektren den zwitterionischen Charakter
von VIII bestatigend.
No.7
Indolo[2.3-s]Chinoliain-Synthese
328
V und VIII zeigen ein identisches,
0.00
(in Triflroressigslure,$= heiten der angenommenen
klares NMR-Spektrum
fur TMS), da8 in allen Einzel-
Konstitution
entepricht.
Inebesondere
1tiBt eich auf Grund der Singuletts bei 7.95 und 9.06(nachbarlose Protonen dea Pyridinrings) Anordnung
der Seitenketten
Formulierlng
ausschlieBen.
XII mit anderer
Unsere urspriingliche
XII i) iet daher durch Formel V zu ersetzen.
Da V zwei H-Atome weniger Kondensation
Konstitution
enthalt, als fur eine bloke
erwartet, diirfte bei der Bildung von V eine Di-
hydropyridin-Zwischenstufe
durchlaufen werden, die sich autcxy-
diert oder dieproportioniert. Wir sehen in der zu V fiihrenden Reaktion eine, anderweitige Vorstellungen 6) erganzende, Alternativ-Moglicbkeit
fur
den Aufbau einschlagiger Naturstoffe. Uber Verauche
in der Isochinolin-Berberin-Reihe 7) , die
auagehend von Derivaten des J3-Phenlthylamins zu V analogen Benzo-chiaoliziniumsalzen
fiihren, wird gesondert berichtet.
Herrn Dr. A. Melera, Varian AG, Zurich und Herrn Privatdozent Dr. W. von Philipsborn, Aufnahme und Diekussion
Zurich, danken wir fiir die
der NMR-Spektren.
LITERATUR-ZITATE I) H.-J. Teuber, Angewandte
Chemie 22, 161 (1962).
2) Vgl. etwa E.H.Rodd, Chemistry of Carbon Comoounds, Bd. IV, S. 529, Elsevier Publishing Company, Amsterdam 1957. 3) Vgl. F. Feigl, Tiipfelanalyse, 4. Aufl., Band II, S 273, Akademische
Verlagegeeellschaft,
Frankfurt am Main (1960).
4) L.H. Groves und G.A. Swan, J.chem.Soc.
(London) z-_-r Ipsp 650.
5) K.B. P:?asad und G.A. Swan, J.chem.Soc.
(London1 =-_-A 1458 2024.
Indolo[2.3-a]Chinoliein-Synthese
No.7
6) Sir H. Robinson, Products,
The Structural Relations
329
of Natural
S. 78, 100, The Clarendon Press, Oxford (1955).
1i.D. Wood%mtl, Angewandte
Nature
(London) 161, 155 (1948); --_
Chemie kf3, 13 (1956).
E. Uenltert, J. Amer. them. Sot. 23, 98 (1962); Experientia
12, 165 (1959). =_ E. Leete und S. Ghosal, Tetrahedron E.E. van Tamelcn,
1179.
G.P. Schiemenz und H.L. Arons, Tetra-
hedron Letters, i%@, und Fi. Xiynno,
Letters A%&
1005; E.E. van Tamelen, J.P. Yardley
ebenda, S. 1011.
7) Vg. H.-J. Teuber, G. Wenzel und U. Hochmuth, Chem.Ber. 26, __ 1119 (1963).