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Verfahren zur Herstellung von [1,8a]-Dihydroindolizinen,
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dadurch herstellbare neue photochrome Verbindungen und deren Verwendung.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung
von [1,8a-Dihydroindolizinen, dadurch herstellbare neue photochrome Verbindungen
und deren Verwendung als strahlungsempfindliche Materialien sowie neue Vinyl diazoverbindungen
und Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Photochrome Verbindungen, wie z.B. Spiro-pyran-Verbindungen (DE-AS
10 82 119 und DE-AS 12 74 655) oder Spiro-oxazin-Verbindungen (DE-OS-29 36 255)
sind bekannt und können wegen ihrer Eigenschaft als strahlungsempfindliche Substanzen
als Lichtfilter, optische Informationsspeicher,Frequenzverdoppler für Laserstrahlung,
in Flüssigkristallen (Digitalanzeige etc.) sowie zur Sonnenenergiekonversion verwendet
werden. Es ist auch bekannt, solche Verbindungen in einer schichtförmige Bindemittelmatrix
einzulagern und zur Aufzeichnung und Wiedergabe -von Informationen zu verwenden,wobei
man von der strahlungsinduzierten Farbänderung der photochromen Verbindung, die
auf einem Gleichgewicht zwischen zwei isomeren Strukturen beruht, Gebrauch macht.
Bei geeigneter Stabilisierung, z.B. in Form der stabilen Farbstoffsalze, kann ferner
gemäß DE-AS 12 74 655 auch eine dauerhafte Speicherung der Informationen erreicht
werden (detaillierte Literatur zu den genannten Anwendungen findet sich in DE-OS
33 20 077). Die molekular-disperse Verteilung der photochromen Verbindungen in dem
Bindemittel gestattet eine sehr hohe Auflösung und damit eine hohe Speicherdichte,
die derjenigen von lichtempfindlichen Silberhalogenidmaterialien weit überlegen
ist. Andererseits sollte die Empfindlichkeit der oben genannten Materialien noch
verbesset werden.
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Mit den in den DE-OS 29 06 193, 32 20 257 und 33 20 077 beschriebenen
ßt ,8aj-Dihydro- bzw. Tetrahydroindolizinen wurden kürzlich neuartige photochrome
Systeme gefunden, die große Bedeutung für eine potentielle Verwendung auf dem Gebiet
der optischen Bild- und Datenaufzeichnung (G.h. Delzenne, Adv.i.Photochem., Vol.
11, S. 1, J.Wiley and Sons, New York, 1979), als Dosimeter (G.H. Brown, Photochromism,
John Wiley, Interscience, New York, 1971), bei der Energiekonversion von Sonnenlicht
(E. Schumacher, Chimia 32, 193 (1978) und H.D. Scharf et al.,- Angew.Chem.
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91, 969 (1979))besitzen. Ein Überblick über weitere Möglichkeiten
findet sich auch bei G. Hauck und H. Dürr, 1010 (1979) und H. Groß und H. Dürr,
Angew.
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Chem.94, 204 (1982).
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Für die gezielte Anwendung photochromer Verbindungen besteht jedoch
noch ein Bedarf an Systemen mit großer photochemischer Stabilität und hoher Reversibilität,
die es gestatten, die Arbeitswellenlängen, die Speicherdichte, das Auflösungsvermögen,
die Herstellung von Mischfarben, die Kombination langsamer und schneller Systeme
in einem Molekül sowie breite Absorptionsmaxima in gezielter Weise auszuwählen und
optimal an die beabsichtigte Verwendung anzupassen.
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Zu diesem Zweck ist es auch erforderlich, das bisher sehr schmale
Spektrum der Herstellungsverfahren für diese Verbindungen zu erweitern, um sowohl
bereits bekannte Verbindungen einfacher und kostengünstiger herstellen zu können
als auch neue Verbindungen mit maßgeschneiderten Eigenschaften erstmalig zugänglich
zu machen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, neue
[i,8a-Dihydroindolizine zur Verfügung zu stellen und ein Verfahren zur Herstellung
dieser Verbindungen zu entwickeln, das die bisher bekannten Verfahren in vorteilhafter
Weise ergänzt und den Zugang zu sowohl bekannten als auch neuen [1,8a]-Dihydroindolizinen
ermöglicht. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung sind neue Synthesewege
zu den für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten Ausgangsstoffen.
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Demzufolge ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein neues
Verfahren zur Herstellung von [1,8a]-Dihydroindolizinen der allgemeinen Formel
wie es in Anspruch 1 definiert ist. Die Ansprüche 2 bis 5 geben bevorzugte Ausführungsformen
dieses Verfahrens wieder.
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Bevorzugte Reste R1 und R2 sind dabei Alkoxycarbonylreste mit 1 bis
4 C-Atomen im Alkoxyrest, insbesondere Methoxycarbonyl und Ethoxycarbonyl, sowie
Acetyl, Benzoyl, CF3 und CN.
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Bevorzugte Reste R4 bis R8 stellen Wasserstoff und Cl 4-Alkylgruppen,
insbesondere Methyl, dar. Selbstverständlich können die genannten Alkylreste auch
substituiert sein.
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Ebenso können auch die als Substituent oder in ankondensierter Form
vorhandenen aromatischen Kohlenwasserstoffgruppen weitere Substituenten tragen.
Ganz allgemein kommen, wenn hier oder im folgenden von Substitution die Rede ist,
insbesondere folgende Substituenten in Betracht: C1-4-Alkyl, C1-4-Alkoxy, Halogen
(Fluor, Chlor, Brom und Jod), CF3, N02, N(C14-Alkyl)2 und C610-Aryl. Selbstverständlich
sind auch andere Substituenten verwendbar.
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Bevorzugte Reste R³ und R³' sind C1-4-Alkylreste und Phenyl, das sowohl
unsubstituiert als auch mono- oder disubstituiert sein kann. Bei Monosubstitution
befindet sich der Substituent vorzugsweise in der para-Stellung.
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Bevorzugt sind auch Reste R3 und R3', die zusammen einen Rest zur
Vervollständigung eines Mono- oder Dibenzocyclopentadien-Ringes bilden. Stellen
sie einen Rest zur Vervol lständigung eines Monobenzodi-C6 14 -arylcyclopentadien-oder
Tetra-C6-14-arylcyclopentadien-Ringes dar, so sind die Arylreste vorzugsweise Phenylgruppen,
die gegebenenfalls durch die oben bereits angegebenen Gruppen mono- oder di-
substituiert
sein können Das erfindungsgemäße Verfahren wird durchgeführt, indem man die beiden
Ausgangsstoffe bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur (z.B. 20-1500C) in etwa
äquimolarem Verhältnis in einem geeigneten Lösungsmittel zur Reaktion bringt.
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Auch Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur (bis -200C) können
in Einzelfällen zum Erfolg führen. Die Reaktionszeit beträgt, abhängig von der Reaktionstemperatur
und der Reaktivität der Ausgangsmaterialien, einige Minuten bis mehrere Tage.
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Geeignete Stickstoffheterocyclen der allgemeinen Formel IV sind z.B.
Pyridin, die Picoline7 Lutidin,Collidin, Chinolin, Chinaldin, Isochinolin, Pyridazin,
Phenantridin, Phthalazin, und Phenazon, um nur die gebräuchlichsten zu nennen.
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Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise organische Ether, insbesondere
Diethylether oder Dioxan, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol oder
Xylol, aliphatische Kohlenwasserstoffe und Chlorkohlenwasserstoffe, wie Chloroform,
Methylenchlorid und Tetrachlorkohlenstoff.
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Gegebenenfalls kann auch auf das Lösungsmittel völlig verzichtet werden,
oder die Reaktion im heterogenen System ausgeführt werden. Wenn die Reaktion bei
erhöhten Temperaturen durchgeführt werden soll, wird siedendes Benzol oder Toluol
bevorzugt.
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Da die erfindungsgemäß hergestellten Produkte ihre Photochromie .einem
Gleichgewicht zwischen einer farbigen Betain -Struktur und einer farblosen neutralen
Struktur, wie sie in der allgemeinen Formel I dargestellt ist, verdanken, wobei
bei Bestrahlung das Betain vorliegt, ist das Reaktionsprodukt farbig, wenn die Reaktion
unter Bestrahlung oder in einem nicht abgedunkelten Gefäß durchgeführt wird. Wird
die neutrale
Form gewünscht,soll entweder-von Anfang an unter Ausschluß
von Licht gearbeitet werden, oder man führt das Betain später unter Ausnutzung der
thermischen Rückreaktion im Dunkeln in die neutrale Porm über. Diese wird dann in
üblicher Weise isoliert.
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Sind die Reste R1 und R2 voneinander verschieden, können Isomerengemische
oder Regioisomere entstehen.
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Ein bekannter Weg zur Herstellung der für das erfindungsgemäße Verfahren
benötigten Vinyldiazoverbindungen der allgemeinen Formel III besteht darin, daß
man Pyrazole der allgemeinen Formel
photolysiert (siehe J.A. Pincock und K.P. Murray, Can.J.Che 57, 1404 (1979)). Auf
diesem Weg können Vinyldiazoverbindung hergestellt werden, bei denen die Reste R1
und R2 Aryl-und die Rest R3 und R3 Alkylgruppen darstellen. Entsprechend war bisher
die Zugänglichkeit der Vinyldiazoverbindungen an die Zugänglichkeit der entspechenden
Pyrazole geknüpft, was einen nicht unerheblichen Nachteil darstellt, da die Zahl
der möglichen Substituenten von Pyrazolen nicht allzu groß ist.
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Dementsprechend wurden zwei neue Verfahren zur Herstellung von Vinyldiazoverbindungen
der allgemeinen Formel III entwickelt, die ohne die Verwendung von Pyrazol mit leicht
zugänglichem Ausgangsmaterial durchgeführt werden können. Gegenstand -der vorliegenden
Erfindung sind demzufolge auch neue Vinyldiazoverbindungen der allgemeinen Formel
und ein Verfahren zur Herstellung derselben, wie es in Anspruch 12 wiedergegeben
ist. Die A,nsprüche 13 bis 15 definieren bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens
gemäß Anspruch 12. Beide Verfahrensvarianten zeichnen sich dadurch aus, daß entsprechende
Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formeln V bis VII mit einer Vielzahl von Bedeutungen
für die Reste R zugänglich sind, was die Palette der zu heF herstellbaren Vinyldiazoverbindungen
und somit auch der herstellbaren [1,8a-Dihydroindolizine beträchtlich vergrößert.
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Bei den Acetylenderivaten der allgemeinen Formel V sind diejenigen
bevorzugt, die als Reste R1 und R2 Alkoxycarbonyl mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkylteil,
insbesondere Methoxycarbonyl und Ethoxycarbonyl, C14-Alkyl-CO, CF3 oder CN aufweisen.
Bei den erfindungsgemäß mit diesen Acetylenderivaten umzusetzenden Diazoverbindungen
der allgemeinen Formel VI handelt es sich bevorzugt um solche, bei denen die Gruppen
R3 und R3 zusammen einen Rest zur Vervollständigung eines Monobenzo-, Dibenzo-,
Monobenzodi-C6 l4-aryl- oder Tetra-C6-14-arylcyclopentadien-Ringes oder eines Dibenzo-γ-pyranringes
bilden, z.B. Diazoinden oder Diazofluoren.
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Die Reaktion gemäß Herstellungsverfahren a) kann z.B. bewerkstelligt
werden, indem man die beiden Ausgangsstoffe in einem geeigneten Lösungsmittel bei
Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur unter Lichtausschluß umsetzt. Im Einzelfall
können auch Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur (z.B. -20 °C) zum Erfolg führen.
Die Reaktionszeiten betragen dabei, abhängig von der Reaktionstemperatur und der
Reaktivität der Ausgangsmaterialien, mehrere Minuten bis mehrere Tage.
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Als Lösungsmittel können dabei die für die Herstellung der [l,8aj-Dihydroindolizine
als geeignet bezeichneten Solventien verwendet werden, wobei Diethylether, Benzol
und Toluol besonders bevorzugt sind.
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Für den Herstellungsweg gemäß b) besonders bevorzugte Verbindungen
der allgemeinen Formel VII sind solche, bei denen die Reste R1 und R2 Alkoxycarbonyl
mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkylteil, insbesondere Methoxycarbonyl und Ethoxycarbonyl,
C1 4-Alkyl-CO,CN oder-CF3 bedeuten. Als Reste R3 und R3 werden diejenigen besonders
bevorzugt, die unabhängig voneinander jeweils für H, C1 4-Alkyl oder Phenyl, das
gegebenenfalls mit den oben bereits erwähnten Substituenten mono- oder disubstituiert
sein kann, stehen oder zusammen einen Rest zur Vervollständigung eines Monobenzo-
oder Dibenzocyclopentadien-, Monobenzodi£6~14-arYlcyclo pentadien, Tetra-C6-14-arylcyclopentadien-
oder Dibenzocyclohexa-2,5-dien-4-on-Ringes oder eines Dibenzo-γ-pyranringes
bilden.
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Die Verbindungen der allgemeinen Formel VII sind nach literaturbekannten
Verfahren zugänglich. Gewöhnlich geht man dabei von Verbindungen der allgemeinen
Formel RLc\Ä2 -CH,-R2 Ix aus, abstrahiert mit einer starken Base ein Proton aus
den Methylengruppen und setzt das so gebildete Anion in bekannter Weise mit einer
Carbonylverbindung der allgemeinen Formel
um, wobei eine Verbindung
der allgemeinen Formel VII entsteht. Handelt es sich bei R¹ und R² um Alkoxycarbonylgruppenoder
um den CN-Rest, entsteht bei der Aufarbeitung eine Säure der allgemeinen Formel
die in üblicher Weise mit einem geeigneten Alkohol unter Bildung der entsprechenden
Alkoxyverbindung verestert werden kann. Dadurch werden Verbindungen zugänglich,
die als Reste R1 und R2 voneinander verschiedene Alkoxycarbonyl gruppen aufweisen.
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Bei der Herstellung der Vinyldiazoverbindungen gemäß Weg b) setzt
man die Reaktanten in etwa äquimolarem Verhältnis, vorzugsweise bei Raumtemperatur
in einem geeigneten Lösungsmittel in Anwesenheit einer starken Base um. Als organisches
Lösungsmittel kommen die bereits oben für die Herstellung von [1,8a2-Dihydroindolizinen
als brauchbar genannten Solventien in Betracht. Besonders bevorzugt ist ein Lösungsmittelgemisch
aus Pentan-und Methylenchlorid.
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Als starke Base kann z.B. Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid verwendet
werden, wobei aber wegen der Umsetzung in einem organischen Lösungsmittel ein Phasentransferkatalysator
wie
Cetyltrimethylammoniumbromid zugegen sein sollte, um die Reaktion zu ermöglichen.
Die Reaktionszeiten liegen auch hier in Abhängigkeit von der Reaktionstemperatur
und der Reaktivität der Ausgangsmaterialien zwischen mehreren Minuten und mehreren
Tagen.
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Wie bereits erwähnt, ist ein Teil der durch das erfindungsgemäße Verfahren
gemäß Anspruch 1 herstellbaren [1,8a3-Dihydroindolizine neu. Diese Verbindungen
bilden ebenfalls einen Gegenstand der vorliegenden Erfindung und sind im Anspruch
6 näher definiert. Die Ansprüche 7 bis 13 nennen erfindungsgemäß bevorzugte Gruppen
dieser neuen Verbindungen.
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Bezüglich der besonders bevorzugten Bedeutungen für die einzelnen
Reste R wird auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für
/l,8aJ-Dihydroindolizine verwiesen.
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Diese neuen Verbindungen sind zum Teil auch über bereits bekannte
Synthesewege zugänglich. Bei diesen bekannten Darstellungsverfahren handelt es sich
um die sogenannte 11Cyclopropen-Route11 und die "Pyrazol-Route". Sie sind in den
DE-OS 29 06 193, 32 20 257 und 33 20 077, auf die hiermit ausdrücklich verwiesen
wird, beschrieben.
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Die Cyclopropen-Route geht von Cyclopropenen der allgemeinen Formel
aus, die man in einem inerten organischen, vorzugsweise aprotischen Lösungsmittel
mit einen Stickstoffheterocyclus der allgemeinen Formel IV umsetzt. Brauchbare Lösungsmittel
sind beispielsweise die bereits oben genannten Solventien. Gegebenenfalls kann auch
auf das Lösungsmittel völlig verzichtet und die Reaktion im heterogenen System ausgeführt
werden.
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An die Reaktionsbedingungen werden keine besonderen Anforderungen
gestellt. Am einfachsten läßt sich die Umsetzung bei Raumtemperatur durchführen.
Jedoch kann auch je nach den umzusetzenden Komponenten und nach der Wahl des Lösungsmittels
eine andere Umsetzungstemperatur gewählt werden, wobei man sich im allgemeinen an
einen Temperaturbereich zwischen -1000C und 8QoC halten wird.
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Katalysatoren sind nicht erforderlich. Es empfiehlt sich jedoch wegen
der Strahlungsempfindlichkeit der Produkte, die Umsetzung unter weitgehendem Ausschluß
von Licht durchzuführen. Andernfalls muß später durch thermische Rückreakton die
neutrale Form hergestellt werden.
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Die erforderlichen Cyclopropenderivate der allgemeinen Formel XII
sind.z.B. durch Photolyse von Pyrazolen der allgemeinen Formel
zugänglich (vergl. die in den oben genannten Anmeldungen zi tierten Literaturstellen).
Wegen der Leichtigkeit, mit der sich. die. -[1,8a]-Dihydroindolizine bilden, ist
es in einigen Fällen auch möglich, die Cyclopropene nicht in reiner Form einzusetzen,
sondern erst im Reaktionsmedium durch eine der bekannten Reaktionen zu erzeugen.
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Demgemäß geht man bei der Pyrazol-Route direkt von den Pyrazolen der
allgemeinen Formel VIII aus, die man z.B.
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unter den für die Cyclopropen-Route angegebenen Bedingungen unter
Bestrahlung mit einer Stickstoffbase der allgemeinen Formel IV umsetzt.
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So können z.B. über die Cyclopropen-Route neue Verbindungen der allgemeinen
Formel I hergestellt werden, indem man von Cyclopropenen der Formel XII ausgeht,
bei denen die Reste R3 und R3 unabhängig voneinander einen Arylrest
(insbesondere
Phenyl oder monosubstituiertes Phenyl) darstellen. Durch Verwendung von Dicyclopropenen
der allgemeinen Formel
in welcher X für einen C6 14-Arylenrest, insbesondere Phenylenrest, steht und V
und V' C6 .14-Arylreste, insbesondere unsubstituierte, mono- oder disubstituierte
Phenylreste darstellen, die gegebenenfalls mit X über eine C-C-Bindung verknüpft
sind, und die Reste W und W' dementsprechend jeweils für 2 Wasserstoffatome oder
eine C-C-Einfachbindung stehen, ist es zudem möglich, zu Verbindungen der allgemeinen
Formel
zu gelangen, wenn man Stickstoffbasen der allgemeinen Formel IV
in etwa einmolarem Überschuß zusetzt.
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Direkt über die Pyrazol-Route können z.B. -solche neue Verbindungen
der allgemeinen Formel I hergestellt werden, bei denen die Reste R3 und R31 unabhängig
voneinander Arylreste darstellen, z.B. unsubstituiertes, mono- oder disubstituiertes
Phenyl.
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Wie die bereits bekannten Spiro[1,8a-Di- und Tetrahydroindolizine
eignen sich auch die erfindungsgemäßen neuen Verbindungen zur Verwendung in strahlungsempfindlichen
Materialien, z.B. für die Mikrophotographie, phototrppe Gläser, für den Photosatz.
in der Druckereiindustrie und für Datenträger in der Datenverarbeitung, sie sind
jedoch auch potentielle Sonnenenergiespeichersysteme und laserempfindliche photochrome
Substanzen. Sie sind in der Dosimetrie im weitesten Sinne anwendbar, d.h. bei der
Messung von Licht oder Strahlungsintensität.
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Durch den erfindungsgemäßen Syntheseweg für derartige Verbindungen
sind bisher unbekannte Verbindungen leicht zugänglich geworden. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist sehr einfach und kann auf der Basis billiger Rohstoffe durchgeführt
werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet-weiterhin die Moglictkeit
zur Herstellung von photochromen Verbindungen mit maßgeschneiderten Eigenschaften.
Durch gezielte Einbeziehung von Substituenten in beliebige Positionen können u.a.
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auch die bisher unbekannten Spirodihydroindolizine mit Rl(2)5X1koxycarbonyl
und R2(1)¢N synthetisiert werden.
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Durch die gezielte Variation der Synthese ist es möglich, die Halbwertszeit
der Farbform (d-.h. die Halbwertszeit des farbigen Zwitterions) sowohl in Lösung
als auch in Polymeren oder in Filmen über einen Bereich von 8 Zehnerpotenzen, d.h.
von einer tausendstel Sekunde bis praktisch
einer Woche, zu variieren.
Damit ist die Synthese photochromer Moleküle möglich, die an die vielseitigsten
technischen Anforderungen in beliebiger Weise angepaßt werden können.
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Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der vorliegenden
Erfindung.
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Beispiel 1 Allgemeine Vorschrift zur Darstellung von 1,8a]-Dihydroindolizinen
über Vinyldiazo-Verbindungen (11Vinyldiazo-Route") 550mg der Diazoverbindung der
allgemeinen Formel III werden in 180 ml trockenem Ether gelöst und mit äquimolarer
Menge an Stickstoff-Heterocyclus der allgemeinen Formel IV versetzt. Es-wird bis
zum Verschwinden der Diazoverbindung mit einer Quecksilberhochdrucklampe (HPK 125W)
10 min bis 2h bestrahlt. Man läßt das gebildete Betain im Dunkeln cyclisieren, rotiert
im Vakuum das Losungsmittel ab, chromatographiert am Kieselgel mit Dichlormethan
und kristallisiert aus Ether/n-Pentan um.
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In Tabelle 1 sind auf diesem Weg hergestellte neue Verbindungen la
bis ld sowie bereits bekannte Dihydroindolizine A bis C aufgeführt.
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Tabelle 1: Über die Vinyldiazo-Route hergestellte [1,8a]-Dihydroindolizine
Verbdg. R¹=R² R³+R³' Y R6 R5 R4 Z Fp[°C] Ausbeute[%] A MCa) Biphenylenb) CH H H
H CH 75 B " " C-CH3 " " CH3 N 20 C " " CH CH=CH-CH=CH H N 10 1a " Indenylc) CH H
H H CH Öl 6 1b " " CH H H H N 132 20 1c " " C-CH3 H H CH3 N 151 15 1d " " CH CH=CH-CH=CH
H CH 165 13 a) MC = CO2CH3 b) Biphenylen c) Indenyl
Beispiel 2 Allgemeine Vorschrift zur Darstellung von I,8a3-Dihydroindolizinen
über Cyclopropen-Derivate ("Cyclopropen-Route") 500 mg Cyclopropen der.allgemeinen
Formel XII werden in 100 ml trockenem Ether gelöst und mit der äquivalenten Menge
an Heterocyclus der allgemeinen Formel IV versetzt.
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Die Reaktionsmischung wird im Dunkeln gerührt, bis die Reaktion vollständig
abgelaufen ist (DC-Kontrolle) und das primär gebildete Betain zum Dihydroindolizin
der allgemeinen Formel I cyclisiert. Die Lösung wird einrotiert und der Rückstand
über eine Säule mit Kieselgel und CH2C12 als Eluent chromatographiert und aus Ether/
Pentan umkristallisiert.
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In Tabelle 2 sind neue Verbindungen la bis im, die auf diesem Weg
hergestellt wurden, aufgeführt.
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Tabelle 2: Über die Cyclopropen-Route hergestellte [1,8a]-Dihydroindolizine
Verbdg. R¹ = R² R³+R³' Y R6 R5 R4 Z Fp[°C]a) Ausbeute[%] 1a MC c) MC Indenyl d)
CH H H H CH Öl b) 20 1b " " " CH H H H N 132 76 1c " " " C-CH3 H H CH3 N 151 59
1d " " " CH CH=CH-CH=CH H CH 165 72 1e " " " CH H H CH=CH-CH=CH-C Öl b) 31 1f "
" " CH CH=CH-CH=CH H N 108 48 1g " " " N CH=CH-CH=CH CH=CH-CH=CH-C 176 51 a) Zersetzung
b) bei Raumtemperatur unbeständig
c) MC = CO2CH3 |
d) .Indenyl = ## |
Tabelle 2 (Fortsetzung) Verbdg. R¹ = R² R³ R³' Y R6 R5 R4 Z Fp[°C]a)
Ausbeute[%] 1h MC c) 4-CH3-C6H4 C6H5 CH CH=CH-CH=CH H CH 71 a) 80 1i " C6H5 C6H5
CH " H N 228 39 1k " 4-CH3-C6H4 C6H5 CH " H N 198 46 1l " 4-Br-C6H4 C6H5 CH " H
N 197 26 1m " 4-Cl-C6H4 4-Cl-C6H4 CH " H N 138 46 a) zersetzung c) MC = CO2CH3
Beispiel
3 Allgemeine Vorschrift zur Darstellung von [1,8aJ-Dihydroindolizinen unter Verwendung
von Biscyclopropenen Ca. 0,5 mMol Biscyclopropen der allgemeinen Formel XIIa werden
in 50 ml trockenem Ether suspendiert. Innerhalb einer Stunde werden 1,1 mMol heterocyclische
Base der allgemeinen Formel IV zugegeben. Die Lösung wird durch die gebildeten Betaine
tief farbig. Die Betainlösung wird unter Lichtausschluß bis zur Farbaufhellung nach
gelb bei Raumtemperatur gerührt. Nach Chromatographie mit CH2C12 an Al203 (Aktivität
III) wurden die Dihydroindolizine der allgemeinen Formel Ia aus Ether kristallisiert.
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Tabelle 3 gibt Festpunkt und Ausbeute der auf diesem Weg hergestellten
Verbindungen in bis lp an.
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Beispiel 3a 1,4-Bis-(1'H-2',3'-dicarbomethoxy-1'-phenyl-pyrrolo- [1,2-a]
isochinolin-l'-yl)-benzol (lo) 0,20 g (0,37 mMol) des entsprechenden Biscyclopropens
wurden in 50 ml Methylenchlorid gelöst und mit 0,10 g (0,74 mMol) Phthalazin, in
50 ml Methylenchlorid gelöst, versetzt. Die Lösung färbt sich nach mehreren Stunden
rot-orange. Nach zwei Tagen hat alles Phthalazin abreagiert und die Lösung ist hell-orange
gefärbt. Das Reaktion gemisch wird über Al 203 mit Methylenchlorid getrennt.
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Es können --14 mg (4%) hell-gelbe Substanz vom Schmelzpunkt 180 C
aus Ether auskristallisiert werden.
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Tabelle 3: Über Biscyclopropene hergestelle [1,8a]-Dihydroindolizine
der allgemeinen Formel Ia Verbdg. R¹=R² V+W (V'+W') Y R6 R5 R4 Z X+W+W' Fp[°C] Ausbeute[%]
1n MC a) C6H5 CH CH=CH-CH=CH H CH 1,4-C6H4 210 13 1o " " CH CH=CH-CH=CH H N 1,4-C6H4
180 4 1p " 1,2-C6H4 CH H H H N 1,2,4,5-C6H2 215 45 a) MC = CO2CH3
Beispiel
4 Allgemeine Vorschrift zur Darstellung von [1,8a]-Dihydroindolizinen über Pyrazole
("Pyrazol-Route") Eine Lösung von ca. 3-4 mMol des Pyrazols der allgemeinen Formel
MIII in 150 ml trockenem Ether wird mit 1-2 g der heterocyclischen Base der allgemeinen
Formel IV versetzt, 15 min mit trockenem Stickstoff gespült und mit einer Quecksilberhochdrucklampe
(HPK 125W, Philips) durch ein GWv-Filter (n> 365nm) bestrahlt. Die Photolysedauer
beträgt etwa 75 min, wobei das Ende der Umsetzung mittels DC-Kontrolle festgestellt
wird. Die tieffarbige Betainlösung wird unter Licht ausschluß bei Raumtemperatur
bis zur Entfärbung nach gelb bzw. farblos gerührt, das Lösungsmitte] abgezogen und
das Reaktionsgemisch an A1203 (Aktivität III) säulenchromatographisch mit CH2C12
getrennt. Aus der gelben photochromen Fraktion kristallisieren aus Ether die hellgelben
bis farblosen Verbindungen der allgemeinen Formel I aus.
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In Tabelle 4 sind Festpunkt und Ausbeute der auf diesem Weg hergestellten
neuen Verbindungen 1q bis 1v zusammen gefaßt.
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Beispiel 4a lH-2,3-Dicarbomethoxy-l,l-di(p-chlorphenyl)-pyProlor2,1-b]-isochinolin
(lv) 1,20 g (0,3 mMol) Di(p-chlorphenyl)pyrazol werden in 150 ml trockenem Ether
gelöst und mit 1,60 g Isochinolin versetzt.
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Die Photolysedauer beträgt 80 min. Die tiefblaue Photolyselösung wurde
90 min im Dunkeln bei Raumtemperatur gerührt und nach Abziehen des Ethers wird der
hell-gelbe Rückstand an A1203 (Aktivität III) mit CH2C12 aufgetrennt. Aus dem hell-gelben
Vorlauf werden nach Umkr:istallisation aus Ether 0,26 g (17%) gelbe Kristalle vom
Schmp. 84°C (Zers.) erhalten.
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Tabelle 4: Über die Pyrazol-Route hergestellte [1,8a]-Dihydroindolizine
Verbdg. R¹=R² R³ R³' Y R6 R5 R4 Z Fp[°C] Ausbeute[%] 1q MC a) C6H5 C6H5 CH CH=CH-CH=CH
H CH 184 31 1r " 4-CH3O-C6H4 C6H5 CH " H CH 90 b) 5 1s " 4-Cl-C6H4 C6H5 CH " H CH
89 b) 10 1t " 4-Br-C6H4 C6H5 CH " H CH 91 b) 20 1u " 4-Cl-C6H4 4-Cl-C6H4 CH " H
CH 84 b) 17 1v " 4-Cl-C6H4 C6H5 CH " H N 203 9' a) MC = CO2CH3 b) Zersetzung
Beispiel
5 Herstellung von Vinyldiazoverbindungen gemäß Weg a am Beispiel der Herstellung
von 2-Diazo -3(1-indenyliden)-bernsteinsäuredimethylester 4,50 g (31,6 mMol) Diazoinden
werden in 200 ml absolutem Benzol mit 4,49 g (31,6 mMol) Acetylendicarbonsäuredimethyl
ester 24 h bei Raumtemperatur in einem abgedunkelten Kolben gerührt. Das Lösungsmittel
wird abgezogen und der Rückstand an A1203, Aktivitätsstufe III, mit CH2Cl2/Petrolether
t 1:1 als Eluent chromatographiert. Die Vinyldiazo-Verbindung wird als orange-rotes
öl (Rf = 0,15) erhalten. Nach mehreren Tagen scheiden sich im Kühlschrank aus Ether
orangefarbene Kristalle ab.
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Ausbeute: 8,26 g-(92%) Fp 830C
Beispiel 6 Allgemeine
Vorschrift zur Herstellung von Vinyldiazo-Verbindungen gemäß Weg b Zu 6,2 mMol einer
Verbindung der allgemeinen Formel VII, 6,2 mMol Toluolsulfonsäureazid und 0,124
mMol Cetyltrimethylammoniumbromid in Pentan/CH2Cl2 (1:1) gibt man bei RT unter starkem
Rühren 12 mMol NaOH in Form von ION NaOH.
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Nach 18h wird die wässrige Phase abgetrennt. Die organische Phase
wird mit Ether, mit Wasser gewaschen und über Na2SO4 getrocknet. Das gelbe öl wird
aus Ether/Pentan kristallisiert.
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Nach der Vorschrift hergestellte Vinyldiazoverbindungen 3a bis 3d
sind in Tabelle 5 zusammengestellt.
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Tabelle 5: Auf Weg b hergestellte Vinyldiazoverbindungen der allgemeinen
Formel III Verbdg. R¹ R² R³+R³' Fp[°C] Ausbeute[%] 3a MC a) MC Biphenylen c) 101
83 ;3b MC EC " 77 3c . EC b) MC lt 102 87 3d CN MC " 68 a) MC = CO CH b) EC = CO2C2H5
c) Biphenylen =
Beispiel 7 Allgemeine Vorschrift zur Herstellung von Verbindungen
der allgemeinen Formel VII (Lit.: N.Campbell, A.E.S. Fairfull, sJ.Chem.Soc. 1949,
1102) a) 0.58 Mol NaH in Form von 50% Suspension in Mineralöl werden mit Hilfe von
50 ml trockenem Toluol unter Stickstoff in eine Apparatur eingespült. Man gibt 0,1
Mol Fluorenon und 0,2 Mol des entsprechenden Bernsteinsäurederivates zu. Die Reaktionstemperatur
soll 5°C nicht überschreiten.
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Nach Beendigung der Gasentwicklung wird das Gemisch mit 20 ml -Eisessig
unter Kühlung versetzt. Weitere Aufarbeitung nach J. Johnson und G. Daub, Organic
Reactions,Vol VI, 1951, 1.
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Nach dieser Vorschrift hergestellte Säuren der allgemeinen Formel
XI sind in Tabelle 6 aufgelistet.
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Tabelle 6: Halbester der allgemeinen Formel XI Verbdg. R¹ (R²) R³+R³'
Fp[°C] Ausbeute[%] lla MC a) Biphenylen c) 134 84 11b EC b) II 126 50 llc CN " 183
30 a) MC = CO2CH3 b) EC = O02O2H5 c) Biphenylen =
b) 50 mMol Säure der allgemeinen Formel XI werden in 100 ml trockenem
Tetrachlorkohlenstoff und 30 ml absolutem Alkohol mit 1 ml konzentrierter Schwefelsäure
24B bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Einrotieren im Vakuum wird das gelbe öl
säulenchromatographisch (Kieselgel/Dichlor--methan) gereinigt und aus Ether/n-Pentan
umkristallisiert.
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Nach dieser Vorschrift hergestellte Verbindungen der allgemeinen Formel
VII sind in Tabelle 7 aufgeführt.
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Tabelle 7: Verbindungen der allgemeinen Formel VII Verbdg. R¹ R² R³+R³'
Fp[°C] Ausbeute[%] 7a MC a) NO Biphenylen c) 134 85 7b MC ECb) " " 70 70 7c EC MC
" 93 70 7d CN MC " 189 82 a) MC = CO2CH3 b) EC=CO2C2H5 c) Biphenylen=