Samariumdiiodid‐induzierte Cyclisierungen von ɣ‐Arylketonen: Einfluß geminaler Disubstitution und Darstellung neuer bi‐ und tricyclischer Systeme

Abstract

In dieser Arbeit wurde Samariumdiiodid zur reduktiven Ketyl-Arylkupplung von ɣ‐Arylketonen eingesetzt, wobei Hexahydronaphthalenderivate mit exzellenter Diastereoselektivität erhalten werden. Insbesondere wurde der Einfluß einer geminalen Disubstitution in der Linkereinheit auf die Cyclisierung untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass eine geminale Dialkylsubstitution in β‐ or ɣ‐Position die Cyclisierungsausbeute signifikant erhöht. Befinden sich die geminalen Dialkylgruppen am α-Kohlenstoffatom, so wird lediglich das Substrat reisoliert, neben kleineren Mengen eines sekundären Alkohols als Reduktionsprodukt. Es wurden Untersuchungen zur Bildung von isomeren Gemischen mit Hilfe deuterierter Reagenzien zum Abfangen von Zwischenstufen durchgeführt. So wurden deutliche Hinweise gefunden, dass eine unselektive Protonierung anionischer Spezies stattfindet und keine Isomerisierung von Produkten nach einer selektiven Protonierung. Versuche zur Isomerisierung von Diengemischen führten in einigen Fällen unter teilweise drastischen Bedingungen zu einer Erhöhung der Anteile unkonjugierter Diene. Quantenmechanische Berechnungen bestätigten eine höhere thermodynamische Stabilität der unkonjugierten bicyclischen Diene. Das Substratspektrum wurde auf Vorläufer mit Heteroatomen in der Linkereinheit ausgeweitet. So konnte erstmals ein bicyclisches Alkenylhalid durch die Reaktion eines schwefeltragenden para-bromsubstituierten ɣ‐Arylketons mit SmI2 in guter Ausbeute dargestellt werden. Das Alkenylbromid wurde dann in Pd-katalysierten Kreuzkupplungen weiter umgesetzt. Die Cyclisierung eines para‐OTBS‐substituierten Vorläufers lieferte einen bicyclischen silyl enol ether, welcher anschließend in typischen Transformationen weiter funktionalisiert wurde. Der HMPA-Ersatzstoff Tripyrrolidinphosphorsäuretriamid (TPPA) wurde getestet. Die entsprechenden Cyclisierungsprodukte wurden in etwas niedrigeren Ausbeuten erhalten im Vergleich zu den Reaktionen mit HMPA

In this thesis samarium diiodide was used for reductive ketyl‐aryl couplings of ɣ‐arylketones furnishing hexahydronaphthalene derivatives with excellent diastereoselectivities. In particular, the influence of geminal disubstitution in the linker unit on the cyclization was investigated. It was discovered that geminal dialkylsubstitution at the β‐ or ɣ‐position significantly increased cyclization yields. When geminal dialkyl groups were located at the α‐carbon only substrate was reisolated along with small amounts of secondary alcohol as reduction product. Investigations towards the generation of isomeric mixtures applying deuterated reagents for trapping of intermediates was conducted. Thus, strong evidence for an unselective protonation of the anionic species rather than isomerization of products after selective protonation was obtained. Attempts to isomerize the diene mixtures lead in some cases under harsh conditions to an increase of the portion of unconjugated dienes. Quantum mechanical calculations confirmed a higher thermodynamic stability of the unconjugated bicyclic dienes. The substrate spectrum was also extended to precursors containing heteroatoms in the linker chain. Thus, by treating a sulfur containing para‐bromo‐substituted ɣ‐aryl ketone with SmI2 a bicyclic alkenyl halide was produced in good yield for the first time. The alkenyl bromide unit was then used for Pd‐catalyzed cross couplings. The cyclization of a para‐OTBS‐substituted precursor furnished a bicyclic silyl enol ether, which was subsequently functionalized by typical transformations. The HMPA‐substitute tripyrrolidinophosphoric acid triamid (TPPA) was tested. The corresponding cyclization products were obtained in slightly lower yields compared to the reactions using HMPA.