Optisch aktive Heterocyclen durch Ringtransformation von Oxiran-2-carbonsäurederivaten
Creators: name: Woydowski, Karsten
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Year: 1999
Subjects: subject: Oxiran-carbonsäurederivate
subject: Ring Transformation
subject: Optische Aktivität
subject: Heterocyclen
subject: Glycidic acid derivates
subject: Optical Activity
subject: Heterocycles
subject: 540 Chemie
subject: 30 Chemie
subject: VK 5507

description: Heterocyclen mit einer a-Hydroxycarbonyl-Einheit wie 3-Hydroxy-[1,5]-benzothiazepin-4-one oder 3-Hydroxychroman-4-one sind von Interesse, da sie Bestandteil von Pharmazeutika (z. B. Diltiazem®) oder Naturstoffen (z.B. die Flavonoide) sind. Ringtransformationen von optisch aktiven Glycidaten mit Binucleophilen stellen eine nützliche Synthesemethode zur Darstellung solcher Produkte dar. In Abhängigkeit von der Position des Angriffes des Nucleophiles am Oxiranring (a- oder b-Angriff) werden zwei Produkttypen mit verschiedenen Ringgrößen gebildet. Der Ablauf der Reaktion hängt vom Binucleophil, von den Substituenten am Oxiran und von den Reaktionsbedingungen ab. 4-Hydroxypyrazolidin-3-one werden bei der Reaktion von Glycidaten mit Hydrazinen gebildet. Reaktionen mit 1-Amino-2-mercapto-Verbindungen geben ausschließlich [1,4]-Thiazin-3-one. Gelenkt durch die Substituenten am Oxiran reagieren Glycidate mit o-Phenylendiaminen entweder zu Tetrahydro-chinoxalin-2-onen oder zu 3-Hydroxy-[1,5]-benzodiazepin-2-onen. Bei der Bildung der Tetrahydro-chinoxalin-2-one aus unsymmetrisch substituierten o-Phenylendiaminen wird eine hohe Regioselektivität beobachtet. Epoxyamide, gebildet aus Glycidsäuren und o-Aminophenol, cyclisieren unter basischen Bedingungen zu 1,4-Benzoxazin-3-onen, während in Gegenwart einer Lewis-Säure 3-Hydroxy-[1,5]-oxazepin-4-one gebildet werden. Reaktionen von Oxiran-carbonsäureamiden mit o-lithiierten Phenolderivaten führen zu Epoxyketonen, die zu 2-Alkyliden-cumaranonen oder 3-Hydroxychroman-4-onen transformiert werden können. Ohne Inanspruchnahme der Carbonylgruppe sind [1,4]-Benzoxazine durch die Reaktion von Glycidaten mit o-Aminophenolen erhältlich. Alle Ringtransformationen verlaufen stereoselektiv, so daß enantiomerenreine Produkte erhalten werden.
description: Heterocycles with an a-hydroxycarbonyl moiety such as 3-hydroxy-[1,5]-benzothiazepin-4-ones or 3-hydroxychroman-4-ones are of interest because they are frequently encountered in pharmaceuticals (e.g. Diltiazem®) or natural products (e.g. flavonoids). Ring transformation of optically active oxirane carboxylic acid derivatives with ambident nucleophiles provide a useful synthetic method for such type of products. Depending on the position of attack on the oxirane ring by the nucleophile (a- or b-attack) two types of products with different ring sizes are formed. The mode of reaction depends on the type of binucleophile, the substituents at the oxirane, and the reaction conditions. 4-Hydroxypyrazolidin-3-ones are formed in the reaction of glycidates with hydrazines. Reaction of 1-amino-2-mercapto nucleophiles exclusively afforded [1,4]-thiazin-3-ones. Governed by the substituents at the oxirane on the reaction of glycidates with o-phenylendiamines result either in tetrahydroquinoxalin-2-ones or 3-hydroxy-[1,5]-benzodiazepin-2-ones. In the formation of tetrahydroquinoxalin-2-ones from asymmetrically substituted o-phenylendiamines, high stereoselectivity was observed. Epoxyamides, formed from glycidic acids and o-aminophenols, cyclize to [1,4]-benzoxazin-3-ones under basic conditions while 3-hydroxy-[1,5]-oxazepin-4-ones are formed in the presence of a Lewis acid. Reaction of oxirane carboxylic acid amides with o-lithiated phenol derivatives afforded epoxyketones that could be transformed to 2-alkyliden-coumaranones and 3-hydroxychroman-4-ones. Without the use of the carbonyl group [1,4]-benzoxazines are available in the reaction of glycidates with o-aminophenols. All ring transformations were highly stereoselective giving enantiomerically pure products.