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Darstellung von hexahydrochrysen-derivaten
Tetrahedron Letterslo. 17, pp 1549- 1352,1973. Psryon Press. PrintadIn &at
Brikin.
DARSTELLUNG VON HEEAHYDROCHRYSEN-DERIVATENl) Gerd Stubenrauch, Klaus Reiff, Ute Schumacher und Werner Tochtermannx1 Institut ftirOrganische Chemie der Universltat Heidelberg und Fachbereich Organlsche und Makromolekulare Chemie der Technlschen IiochschuleDarmstadt (KOOeived in Dmusny 9 March1973;reoeivedin UK for publiostion 19 Nsroh1973) 10.11-Dehydro-5H-dlbenzola.dlcycloheptenon-5und verwandte heterocyclische Systeme mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindunghaben sich als wertvolle Zwischenstufen fffrdie rationelle Darstellung zahlreicher bensologer Cycloheptatriene und analoger Heterocyclen erwiesen2) . Wir berichten hier t&et eine Mhnliche Einstufensynthese von Hexahydrochrysen-Derivaten durch Umsetzung der 1.2-Dehydronaphthaline & mit Dienen des Typs 1.
1
A a: R'=H
1 a: R2=H,Y=H2
Y=H2 2 a: R1=H,R2=H _ _’
b: R1=Br
b: R2=CHJ,Y=OCH2CH20
b: R1=Br,R"=CH2,Y=H2
c: R1=OCH2
c: R2=H,Y=OCH2CH20 d: R2-CHJ,Y=H2
c: R1=Br,R2=CHJ,Y=OCH2CH20 d: R1=OCH2,R2=H,Y=OCH2CH20 e: R1POCH2,R2=CHj,Y=OCH2CH20
Die Ewischenstufen &-&
wurden aus den entsprechenden 1-Brom-naphthyl-2-tosy-
laten und n-Butyllithlum in Tetrahydrofuran bei Gegenwart van-2 erzeugt (-70°; anschlie0endes Auftauen auf Raumtemp.). Diese Methode 3, 1st vorteilhaft, da die benatigten Tosylate beguem aus B-Naphthol sughglich sind. So erhalt man z.B. 1.6-Dibrom-naphthyl-2-tosylat durch Tosylierung von l.C-Dibrom-naphthol24)
1-Brom-6-methoxy-naphthyl-2-tosylatduroh Bromierung von 6-Methoxy-naph-
tho;-25) (Brom in CHC12 bei O") und anschlleSende Tosyllerung.6)
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No.
17
Dlene des Typs 2 (Y-H2,O) waren grundsltzlich bekannt7) ; die ElnfUhrung elner Dloxolan-Gruppe in &
gellngt 2-B. durch elnsttindlgesErhltsen des Retons
(Y-O) mit Athylenglykol, OrthoameisensBuretrimethylester (ca. 1:1:2) und pToluolsulfonsaure als Katalysator. Aufgrund der besseren Zug8nglichkelt der Waphthalln-Vorstufen von & wurde ZUI Abfangreaktion von A nur ein 2-4-father UberschuB an Dlen 3 verwendet; such so betragen die Relnausbeuten an 2 noch ca. 15% d.Th. Dieser Syntbeseweg diirfte daher im Verglelch su den Ublichen Verfahren zum Aufbau solcher Polycyclen in xahlrelchen F8llen Vortelle bleten. AuBerdem slnd die Addukte 2 vlelseitig abwandlungsf8hlg. Die Konstitution 2 *) wurde durch Uberfiihrungvon 2 rung,
9) , von & Dehydratlslerung) in 1.2.3.4-Tetrahydrochrysen
(Hydrie-
(Hydrierung,
Dehydratislerung, Entfernung des Bromsmit n-Butyllithlum und Wasser) In lllo), von a Methyl-1.2.3.4-tetrahydrochrysen
(Hydrierung und Dehydratlsierung)
11) gesichert. in I-Methoxy-1.2.3.4-tetrahydro-chrysenon-1 Die aus k und 2 ebenfalls zu erwartenden Oxanorbornadiene mit BeneO~c~phen~thren - Struktur (0) konnten wlr bei der Darstellung von &) nachweisen (Iso10) und 6-Methyl-1.2.3.4-tetrallerung von ll-Methyl-1.2.3.4-tetrahydrochrysen hydrobenzolclphenanthren (Schmp. 149-150°) aus dem Rohaddukt-Gemisch &//8b nach Abwandlung; vgl. oben) und bei &
aus dessen Mutterlaugen ale 4~ ISOlle-
ren.
fB:
Y=H2
&:
Y=CCH2CH20
Eine eindeutige Unterscheidung der Anelllerungsfolgen 2 oder f 1st 1x1Falle von &
- &
such durch die UV-Spektren der nit Alkohol/WineralsBure erhl[ltli-
then Alkoxy-cyclohexadlenole12) mog1ich. S.&melspunkte und 'H-WWR-Daten von In-A
und lo:
1~: Schmp_ 142_143O(aus #ther);lH-lDlR13):2.0-2.7(m,6H), 3.3-3.55(verbreitertes Signal,lHrH12), 3.9(&lH,JB2AzrH
11) ,7.0-7.6(m,2H am C1),7.65-8.7(m,6H,
No. 17
1551
-KHZ) 3-1. Signal, &:Schmp.141-142°(aus Xther);lIi-NWR:2.0-2.7(m,5H),3.66(verbreitertes 1H,H12),7.1-7.6(m,2H am C1),7.73(s,3H,CH3),7.8-8.3(m,6H,-(CH2)3-). &:Schmp.162-163°(aus Benzol/Cyclohexan);1H-NWR:1.9-2.7(m,5H),3.32(s,lH,H12), 6.0-7.2(m,4H des Dioxolan-Ringes),7.75(~,3H,CH~),7.75-8.4(m,6H,-(CH~)~-). ~~:Schmp.215-217°(aus Essigester/PetralBther);1H-NMR:2.15-3.O(m,5H),3.05-3.25 (m,lH,H12),3.9(d,lH,J=2Hz,H11)6.0-7.2(s,3H,0CH3bei 6.15 und m,4H des Dioxolan Ringes),7.65-8.2(m,6H,-(CH2)3-). &:Schmp.186-188°(aus Essigester/Petrollther);1H-NMR:1.9-3.0(m,5H),3.25(s,lH, H12).6.0-7.2(s,3H,0CH3 bei 6.13 und m,4H des Dioxolan-Ringes),7.7(s,3H,CB3), 7.7-8.4(m,6H,-(CH2)3-). fp:Schmp.142-143°(aus Benzol/Cyclohexan);1H-NMR:1.9-2.7(m,5H),3.36(s,lH,H5), 6.0-8.3(s,3H,CH3 bei 8.03 und m,lOA,4H des Dioxolan-Ringes und -(CH2)3-). Arbeitsvorschrift zur Darstellung von 3c und 4c: 17g (37 mMo1) 1.6-Dibrom-naphthyl-2-tosylat und 32,9g (ca. 165 mWo1) SpiroI2-methyl-4.5.6.7-tetrahydrobenzoIblfuran-4.2'11.3(dioxolanlQ) setzung laut GC ca. 97% &,
(Zusammen-
ca. 3% Keton (A&, 0 statt 0CH2CH20))in 250 ccm
trockenem Tetrahydrofuran werden bel -70° langsam mit 26 ccm (39 mWo1) einer 1.5n-Butyllithium-Ldsung in Hexan versetzt. Nach dem Auftauen Uber Nacht hydrolysiert man und chromatographiert nach Auslthern den Ruckstand der organischen Phase an 600g basischem Aluminiumoxid (6% Wassergehalt) mit Petroldther/Essigester 97:3. Umkristallisation der Addukt-Fraktionen aus Benzol/ Cyclohexan liefert zun&hst
2.79 (18%) reines &
Mutterlaugen enthalten Gemische &/As.
vom Schmp. 162-163O; die
Hieraus kann durch weiteres Ihpkristal-
lisieren reines 4~ vom Schmp. 142-143O gewonnen werden.
Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir fIirfinanzielle Unterstiitoung mit Personal- und Sachmitteln. Unser Dank gilt auBerdem der Bayer AG, Werk Elberfeld sowie der Badischen Anilin- und Soda-Fabrik AG, Ludwigshafen/Rhein fiirChemikalienspenden.
1552
No.
17
Literatur x)Neue Anschrift: Fachbereich Organische und Makromolekulare Chemie der Technischen Iiochschule,Fachgebiet Chemie der Techn. Gewerbe, 61 Darmstadt, Neckarstr. 3 1)
Polycyclische Verbindungen, 1. Mitteil.
2)
Ubersicht: W. Tochtermann, Chimia (Aarau, Schweiz) 26, 565 (1972).
3)
Auf diese Weise erseugten G. Wittig und K. Grohmann (unveroffentlicht)
Dehydrobenzol aus 2-Bromphenyl-tosylat. S. dasu R.W. Hoffmann, Dehydrobenzene and Cycloalkynes, Verlag Chemie GmbH, Weinheim/Bergstr., 1967, S. 66. 4)
C.F. Koelsch, Organic Syntheses, Coll. Vol. 3, 132 (1955).
5)
R.L. Kidwell, M. Murphy und S.D. Darling, Organic Syntheses 2,
6)
W. Tochtermann und C. Rohr, unverbffentlichte Versuche 1969.
7)
S. s.B. H. Stetter und R. Lauterbach, Liebigs Ann. Chem. 652, 40 (1962);
90 (1969).
E. Bisagni, J.-P. Marquet, J. Andre-Louisfert, A. Cheutin und F. Feinte, Bull. Sot. chim. France, 1968, 2796; Th. Morel und P.E. Verkade, Rec. trav. chim. Pays-Bas 70, 40 (1951). 8)
Alle neuen Verbindungen lieferten befriedigende Elementaranalysen; von
&,
20 und 4~ liegen Massenspektren vor.
9)
K.F. Lang, H. Buffleb, M. Froitsheim und J. Kalowy, Chem. Ber. E,
593
(1965). 10) W.E. Bachmann und R.O. Edgerton, J. Amer. them. Sot. 62, 2550 (1940); Wir danken Herrn Prof. Dr. M.M. Coombs, Imperial Cancer Research Fund (London) fiir die Uberlassung eines Vergleichspraparates, dargestellt durch Hydrierung der 1-Keto-Verbindung: M.M. Coombs, S.B. Jaitly und F.E.H. Crawley, J. them. SOC. (London) 1970 (C), 1266. 11) P.A. Robins und J. Walker, J. them. Sot. (London) 1956, 3260. 12) Polycyclische Verbindungen, II. Mitteil.: K. Reiff, U. Schumacher, G. Stubenrauch und W. Tochtermann, nachstehend. 13) r-Skala, alle Spektren in CDC13, Varian-A-CO-GerHt.
Brikin.
DARSTELLUNG VON HEEAHYDROCHRYSEN-DERIVATENl) Gerd Stubenrauch, Klaus Reiff, Ute Schumacher und Werner Tochtermannx1 Institut ftirOrganische Chemie der Universltat Heidelberg und Fachbereich Organlsche und Makromolekulare Chemie der Technlschen IiochschuleDarmstadt (KOOeived in Dmusny 9 March1973;reoeivedin UK for publiostion 19 Nsroh1973) 10.11-Dehydro-5H-dlbenzola.dlcycloheptenon-5und verwandte heterocyclische Systeme mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindunghaben sich als wertvolle Zwischenstufen fffrdie rationelle Darstellung zahlreicher bensologer Cycloheptatriene und analoger Heterocyclen erwiesen2) . Wir berichten hier t&et eine Mhnliche Einstufensynthese von Hexahydrochrysen-Derivaten durch Umsetzung der 1.2-Dehydronaphthaline & mit Dienen des Typs 1.
1
A a: R'=H
1 a: R2=H,Y=H2
Y=H2 2 a: R1=H,R2=H _ _’
b: R1=Br
b: R2=CHJ,Y=OCH2CH20
b: R1=Br,R"=CH2,Y=H2
c: R1=OCH2
c: R2=H,Y=OCH2CH20 d: R2-CHJ,Y=H2
c: R1=Br,R2=CHJ,Y=OCH2CH20 d: R1=OCH2,R2=H,Y=OCH2CH20 e: R1POCH2,R2=CHj,Y=OCH2CH20
Die Ewischenstufen &-&
wurden aus den entsprechenden 1-Brom-naphthyl-2-tosy-
laten und n-Butyllithlum in Tetrahydrofuran bei Gegenwart van-2 erzeugt (-70°; anschlie0endes Auftauen auf Raumtemp.). Diese Methode 3, 1st vorteilhaft, da die benatigten Tosylate beguem aus B-Naphthol sughglich sind. So erhalt man z.B. 1.6-Dibrom-naphthyl-2-tosylat durch Tosylierung von l.C-Dibrom-naphthol24)
1-Brom-6-methoxy-naphthyl-2-tosylatduroh Bromierung von 6-Methoxy-naph-
tho;-25) (Brom in CHC12 bei O") und anschlleSende Tosyllerung.6)
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Dlene des Typs 2 (Y-H2,O) waren grundsltzlich bekannt7) ; die ElnfUhrung elner Dloxolan-Gruppe in &
gellngt 2-B. durch elnsttindlgesErhltsen des Retons
(Y-O) mit Athylenglykol, OrthoameisensBuretrimethylester (ca. 1:1:2) und pToluolsulfonsaure als Katalysator. Aufgrund der besseren Zug8nglichkelt der Waphthalln-Vorstufen von & wurde ZUI Abfangreaktion von A nur ein 2-4-father UberschuB an Dlen 3 verwendet; such so betragen die Relnausbeuten an 2 noch ca. 15% d.Th. Dieser Syntbeseweg diirfte daher im Verglelch su den Ublichen Verfahren zum Aufbau solcher Polycyclen in xahlrelchen F8llen Vortelle bleten. AuBerdem slnd die Addukte 2 vlelseitig abwandlungsf8hlg. Die Konstitution 2 *) wurde durch Uberfiihrungvon 2 rung,
9) , von & Dehydratlslerung) in 1.2.3.4-Tetrahydrochrysen
(Hydrie-
(Hydrierung,
Dehydratislerung, Entfernung des Bromsmit n-Butyllithlum und Wasser) In lllo), von a Methyl-1.2.3.4-tetrahydrochrysen
(Hydrierung und Dehydratlsierung)
11) gesichert. in I-Methoxy-1.2.3.4-tetrahydro-chrysenon-1 Die aus k und 2 ebenfalls zu erwartenden Oxanorbornadiene mit BeneO~c~phen~thren - Struktur (0) konnten wlr bei der Darstellung von &) nachweisen (Iso10) und 6-Methyl-1.2.3.4-tetrallerung von ll-Methyl-1.2.3.4-tetrahydrochrysen hydrobenzolclphenanthren (Schmp. 149-150°) aus dem Rohaddukt-Gemisch &//8b nach Abwandlung; vgl. oben) und bei &
aus dessen Mutterlaugen ale 4~ ISOlle-
ren.
fB:
Y=H2
&:
Y=CCH2CH20
Eine eindeutige Unterscheidung der Anelllerungsfolgen 2 oder f 1st 1x1Falle von &
- &
such durch die UV-Spektren der nit Alkohol/WineralsBure erhl[ltli-
then Alkoxy-cyclohexadlenole12) mog1ich. S.&melspunkte und 'H-WWR-Daten von In-A
und lo:
1~: Schmp_ 142_143O(aus #ther);lH-lDlR13):2.0-2.7(m,6H), 3.3-3.55(verbreitertes Signal,lHrH12), 3.9(&lH,JB2AzrH
11) ,7.0-7.6(m,2H am C1),7.65-8.7(m,6H,
No. 17
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-KHZ) 3-1. Signal, &:Schmp.141-142°(aus Xther);lIi-NWR:2.0-2.7(m,5H),3.66(verbreitertes 1H,H12),7.1-7.6(m,2H am C1),7.73(s,3H,CH3),7.8-8.3(m,6H,-(CH2)3-). &:Schmp.162-163°(aus Benzol/Cyclohexan);1H-NWR:1.9-2.7(m,5H),3.32(s,lH,H12), 6.0-7.2(m,4H des Dioxolan-Ringes),7.75(~,3H,CH~),7.75-8.4(m,6H,-(CH~)~-). ~~:Schmp.215-217°(aus Essigester/PetralBther);1H-NMR:2.15-3.O(m,5H),3.05-3.25 (m,lH,H12),3.9(d,lH,J=2Hz,H11)6.0-7.2(s,3H,0CH3bei 6.15 und m,4H des Dioxolan Ringes),7.65-8.2(m,6H,-(CH2)3-). &:Schmp.186-188°(aus Essigester/Petrollther);1H-NMR:1.9-3.0(m,5H),3.25(s,lH, H12).6.0-7.2(s,3H,0CH3 bei 6.13 und m,4H des Dioxolan-Ringes),7.7(s,3H,CB3), 7.7-8.4(m,6H,-(CH2)3-). fp:Schmp.142-143°(aus Benzol/Cyclohexan);1H-NMR:1.9-2.7(m,5H),3.36(s,lH,H5), 6.0-8.3(s,3H,CH3 bei 8.03 und m,lOA,4H des Dioxolan-Ringes und -(CH2)3-). Arbeitsvorschrift zur Darstellung von 3c und 4c: 17g (37 mMo1) 1.6-Dibrom-naphthyl-2-tosylat und 32,9g (ca. 165 mWo1) SpiroI2-methyl-4.5.6.7-tetrahydrobenzoIblfuran-4.2'11.3(dioxolanlQ) setzung laut GC ca. 97% &,
(Zusammen-
ca. 3% Keton (A&, 0 statt 0CH2CH20))in 250 ccm
trockenem Tetrahydrofuran werden bel -70° langsam mit 26 ccm (39 mWo1) einer 1.5n-Butyllithium-Ldsung in Hexan versetzt. Nach dem Auftauen Uber Nacht hydrolysiert man und chromatographiert nach Auslthern den Ruckstand der organischen Phase an 600g basischem Aluminiumoxid (6% Wassergehalt) mit Petroldther/Essigester 97:3. Umkristallisation der Addukt-Fraktionen aus Benzol/ Cyclohexan liefert zun&hst
2.79 (18%) reines &
Mutterlaugen enthalten Gemische &/As.
vom Schmp. 162-163O; die
Hieraus kann durch weiteres Ihpkristal-
lisieren reines 4~ vom Schmp. 142-143O gewonnen werden.
Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir fIirfinanzielle Unterstiitoung mit Personal- und Sachmitteln. Unser Dank gilt auBerdem der Bayer AG, Werk Elberfeld sowie der Badischen Anilin- und Soda-Fabrik AG, Ludwigshafen/Rhein fiirChemikalienspenden.
1552
No.
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Literatur x)Neue Anschrift: Fachbereich Organische und Makromolekulare Chemie der Technischen Iiochschule,Fachgebiet Chemie der Techn. Gewerbe, 61 Darmstadt, Neckarstr. 3 1)
Polycyclische Verbindungen, 1. Mitteil.
2)
Ubersicht: W. Tochtermann, Chimia (Aarau, Schweiz) 26, 565 (1972).
3)
Auf diese Weise erseugten G. Wittig und K. Grohmann (unveroffentlicht)
Dehydrobenzol aus 2-Bromphenyl-tosylat. S. dasu R.W. Hoffmann, Dehydrobenzene and Cycloalkynes, Verlag Chemie GmbH, Weinheim/Bergstr., 1967, S. 66. 4)
C.F. Koelsch, Organic Syntheses, Coll. Vol. 3, 132 (1955).
5)
R.L. Kidwell, M. Murphy und S.D. Darling, Organic Syntheses 2,
6)
W. Tochtermann und C. Rohr, unverbffentlichte Versuche 1969.
7)
S. s.B. H. Stetter und R. Lauterbach, Liebigs Ann. Chem. 652, 40 (1962);
90 (1969).
E. Bisagni, J.-P. Marquet, J. Andre-Louisfert, A. Cheutin und F. Feinte, Bull. Sot. chim. France, 1968, 2796; Th. Morel und P.E. Verkade, Rec. trav. chim. Pays-Bas 70, 40 (1951). 8)
Alle neuen Verbindungen lieferten befriedigende Elementaranalysen; von
&,
20 und 4~ liegen Massenspektren vor.
9)
K.F. Lang, H. Buffleb, M. Froitsheim und J. Kalowy, Chem. Ber. E,
593
(1965). 10) W.E. Bachmann und R.O. Edgerton, J. Amer. them. Sot. 62, 2550 (1940); Wir danken Herrn Prof. Dr. M.M. Coombs, Imperial Cancer Research Fund (London) fiir die Uberlassung eines Vergleichspraparates, dargestellt durch Hydrierung der 1-Keto-Verbindung: M.M. Coombs, S.B. Jaitly und F.E.H. Crawley, J. them. SOC. (London) 1970 (C), 1266. 11) P.A. Robins und J. Walker, J. them. Sot. (London) 1956, 3260. 12) Polycyclische Verbindungen, II. Mitteil.: K. Reiff, U. Schumacher, G. Stubenrauch und W. Tochtermann, nachstehend. 13) r-Skala, alle Spektren in CDC13, Varian-A-CO-GerHt.