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Alkinone sind chemische Verbindungen die als funktionelle Gruppen eine C C Dreifachbindung und eine nicht endständige Ca

Alkinone

Alkinone sind chemische Verbindungen, die als funktionelle Gruppen eine C≡C-Dreifachbindung und eine nicht endständige Carbonylgruppe enthalten. Von besonderer Bedeutung sind diejenigen Verbindungen, bei denen beide Funktionalitäten direkt benachbart sind. Als konjugiertes System sind sie den Alkenonen verwandt und stellen wie diese einen aus drei Kohlenstoffatomen zusammengesetzten Synthesebaustein dar. Alkinone kann man aufgrund ihrer Reaktivität als Michael-System als Syntheseäquivalente von 1,3-Diketonen auffassen. Das nach dieser Systematik einfachste Alkinon ist Pent-3-in-2-on und damit dem Acetylaceton (Pentan-2,4-dion) analog. Formal ist But-3-in-2-on das einfachste Alkinon, das in der Reaktivität aber abweicht.

Pent-3-in-2-on, das einfachste Alkinon

Herstellung Bearbeiten

Retrosynthetisches Schnittmuster zur Darstellung der Alkinone

In den vergangenen Jahren wurden verschiedene Zugänge zu Alkinonen vorgestellt. Sie lassen sich nach der Art des retrosynthetischen Schnitts klassifizieren. Im Allgemeinen wird an der Stelle a geschnitten (Ansätze 1–6). Die Vorgehensweisen (1) und (2) stellen die klassischen Zugangsmöglichkeiten zu Alkinonen dar. Ausgehend von Lithiumacetyliden oder den äquivalenten Grignard-Reagenzien, ist es möglich zuerst den entsprechenden Propargylalkohol zu generieren, der dann zum gewünschten Produkt oxidiert wird (1). Nachteilig bei dieser Variante ist der benötigte Redoxschritt.

Daher gehen die weiteren Syntheserouten von Carbonsäurederivaten aus. Die Ansätze (2) beschreiben die stöchiometrische Addition von Lithium-, Magnesium- oder Kupfer(I)-acetylide an Carbonsäurederivate wie Säurechloride, Anhydride, Ester und Acylcyanide. Die Reaktion eines N-Methoxy-N-methyl-Weinreb-Amids mit einem Lithiumacetylid kann, wie in (3) beschrieben, zur Darstellung von Alkinonen verwendet werden, ebenso Morpholinamide. Einen ungewöhnlichen Weg zur Synthese von Alkinonen beschreibt die Route (4). Ein zuvor in stöchiometrischen Mengen dargestelltes Boralkinorganyl wird hierbei mit einem Lacton zu dem entsprechenden aliphatischen Alkinon, welches noch eine Hydroxygruppe trägt, umgesetzt. Ansatz (5) stellt die Kreuzkupplungsreaktion von Zinn- beziehungsweise Antimonacetyliden mit Säurechloriden dar. Nachteilig ist, dass die Metallorganyle in einem vorgeschalteten Syntheseschritt separat dargestellt werden müssen. Alkinylsilane können auch in Anwesenheit von Lewis-Säuren wie AlCl3 oder Iod mit Säurechloriden zur Reaktion gebracht werden. Mittlerweile gibt es hierzu auch katalytische Verfahren mit InBr3.

Die Sonogashira-Hagihara-Reaktion eines Benzoesäurechlorids mit einem terminalen Alkin (6) in THF und in Gegenwart nur eines Äquivalents einer Aminbase, wurde im Arbeitskreis Müller entwickelt. Die Ursprünge liegen jedoch über 30 Jahre zurück. 1977 fand Kenkichi Sonogashira heraus, dass sich die bereits bekannte Palladium(0)- und Kupfer(I)-katalysierte Sonogashira-Hagihara-Reaktion auch auf Benzoesäurechloride und terminale Alkine als Substrate ausdehnen lässt. Eine Methode, um gleichzeitig die Bindungen a und b zu knüpfen ist die carbonylierende Kupplung von Arylhalogeniden mit terminalen Alkinen (7). Gerade in Fällen, in denen die entsprechenden Säurechloride synthetisch schwer zu erhalten sind, ist diese Variante äußerst effizient. Die carbonylierende Kupplung war lange Zeit eine wenig genutzte Methode in der Synthese von Alkinonen. Insbesondere die hohen CO-Drücke, die für das Durchführen der Reaktion benötigt wurden, stellten ein Problem dar. Im Jahr 2003 wurde ein kostengünstigeres Verfahren für die carbonylierende Alkinylierung unter CO-Normaldruck vorgestellt, bei dem Ammoniak als Base zum Einsatz kommt.

Die Synthese über die Bindungsknüpfung an Stelle c wie in Beispiel (8), gehört zu den weniger verbreiteten Methoden zur Darstellung von Alkinonen. Hierbei bedient man sich wiederum einer Sonogashira-Hagihara-Reaktion. Es müssen jedoch Iodoniumsalze anstelle von Aryliodiden verwendet werden.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. D. Obrecht: Acid-Catalyzed Cyclization Reactions of Substituted Acetylenic Ketones: A new Approach for the Synthesis of 3-Halofurans, Flavones, and Styrylchromones, Helv. Chim. Acta, 1989, 72, S. 447–456 (doi:10.1002/hlca.19890720305).
  2. S. J. Pastine, D. Sames: Concise Synthesis of the Chemopreventitive Agent (±)-Deguelin via a Key 6-Endo Hydroarylation, Org. Lett., 2003, 5, S. 4053–4055 (doi:10.1021/ol035419j).
  3. A. L. K. S. Shun, E. T. Chernick, S. Eisler, R. R. Tykwinski: Synthesis of Unsymmetrically Substituted 1,3-Butadiynes and 1,3,5-Hexatriynes via Alkylidene Carbenoid Rearrangements, J. Org. Chem., 2003, 68, S. 1339–1347 (doi:10.1021/jo026481h).
  4. H. C. Brown, U. S. Racherla, S. M. Singh, Tetrahedron Lett., 1984, 25, S. 2411–2414.
  5. J. W. Kroeger, J. A. Nieuwland, J. Am. Chem. Soc., 1936, 58, S. 1861–1863.
  6. J. F. Normant: Organocopper(I) Compounds and Organocuprates in Synthesis, Synthesis, 1972, S. 63–80 (doi:10.1055/s-1972-21833).
  7. S. Nahm, S. M. Weinreb, Tetrahedron Lett., 1981, 22, S. 3815–3818.
  8. S. M. Bromidge, D. A. Entwistle, J. Goldstein, B. S. Orlek, Synth. Commun., 1993, 23, S. 487–494.
  9. T. L. Cupps, R. H. Boutin, H. Rapoport, J. Org. Chem., 1985, 50, S. 3972–3982.
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  11. J. Doubský, L. Streinz, L. Lešetický, B. Koutek, Synlett, 2003, 7, S. 937–942.
  12. M. W. Logue, K. Teng, J. Org. Chem., 1982, 47, S. 2549–2553.
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  16. H. Newman, J. Org. Chem., 1973, 38, S. 2254–2255.
  17. J. S. Yadav, B. V. S. Reddy, M. S. Reddy, Synlett, 2003, 11, S. 1722–1724.
  18. J. S. Yadav, B. V. S. Reddy, M. S. Reddy, G. Parimala, Synthesis, 2003, S. 2390–2394.
  19. Karpov, A. S.; Müller, T. J. J., Org. Lett., 2003, 5, S. 3451–3454.
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  21. Y. Tohda, K. Sonogashira, N. Hagihara, Synthesis, 1977, S. 777–778.
  22. T. Kobayashi, M. Tanaka, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1981, S. 333–334.
  23. K. Okuro, M. Furuune, M. Enna, M. Miura, M. Nomura, J. Org. Chem., 1993, 58, S. 4716–4721.
  24. L. Delude, A. M. Masdeu, H. Alper, Synthesis, 1994, S. 1149–1151.
  25. M. S. M. Ahmed, A. Mori, Org. Lett., 2003, 5, S. 3057–3060.
  26. U. Radharkrishnan, P. J. Stang, Org. Lett., 2001, 3, S. 859–860.
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Alkinone sind chemische Verbindungen die als funktionelle Gruppen eine C C Dreifachbindung und eine nicht endstandige Carbonylgruppe enthalten Von besonderer Bedeutung sind diejenigen Verbindungen bei denen beide Funktionalitaten direkt benachbart sind Als konjugiertes System sind sie den Alkenonen verwandt und stellen wie diese einen aus drei Kohlenstoffatomen zusammengesetzten Synthesebaustein dar Alkinone kann man aufgrund ihrer Reaktivitat als Michael System als Syntheseaquivalente von 1 3 Diketonen auffassen Das nach dieser Systematik einfachste Alkinon ist Pent 3 in 2 on und damit dem Acetylaceton Pentan 2 4 dion analog Formal ist But 3 in 2 on das einfachste Alkinon das in der Reaktivitat aber abweicht Pent 3 in 2 on das einfachste AlkinonHerstellung Bearbeiten nbsp Retrosynthetisches Schnittmuster zur Darstellung der AlkinoneIn den vergangenen Jahren wurden verschiedene Zugange zu Alkinonen vorgestellt Sie lassen sich nach der Art des retrosynthetischen Schnitts klassifizieren Im Allgemeinen wird an der Stelle a geschnitten Ansatze 1 6 Die Vorgehensweisen 1 und 2 stellen die klassischen Zugangsmoglichkeiten zu Alkinonen dar Ausgehend von Lithiumacetyliden oder den aquivalenten Grignard Reagenzien ist es moglich zuerst den entsprechenden Propargylalkohol zu generieren der dann zum gewunschten Produkt oxidiert wird 1 Nachteilig bei dieser Variante ist der benotigte Redoxschritt 1 2 3 Daher gehen die weiteren Syntheserouten von Carbonsaurederivaten aus Die Ansatze 2 beschreiben die stochiometrische Addition von Lithium 4 Magnesium 5 oder Kupfer I acetylide 6 an Carbonsaurederivate wie Saurechloride Anhydride Ester und Acylcyanide Die Reaktion eines N Methoxy N methyl Weinreb Amids mit einem Lithiumacetylid kann wie in 3 beschrieben zur Darstellung von Alkinonen verwendet werden 7 8 9 10 ebenso Morpholinamide 10 Einen ungewohnlichen Weg zur Synthese von Alkinonen beschreibt die Route 4 Ein zuvor in stochiometrischen Mengen dargestelltes Boralkinorganyl wird hierbei mit einem Lacton zu dem entsprechenden aliphatischen Alkinon welches noch eine Hydroxygruppe tragt umgesetzt 11 Ansatz 5 stellt die Kreuzkupplungsreaktion von Zinn 12 beziehungsweise Antimonacetyliden 13 mit Saurechloriden dar Nachteilig ist dass die Metallorganyle in einem vorgeschalteten Syntheseschritt separat dargestellt werden mussen Alkinylsilane konnen auch in Anwesenheit von Lewis Sauren wie AlCl3 14 15 16 oder Iod 17 mit Saurechloriden zur Reaktion gebracht werden Mittlerweile gibt es hierzu auch katalytische Verfahren mit InBr3 18 Die Sonogashira Hagihara Reaktion eines Benzoesaurechlorids mit einem terminalen Alkin 6 in THF und in Gegenwart nur eines Aquivalents einer Aminbase wurde im Arbeitskreis Muller entwickelt 19 Die Ursprunge liegen jedoch uber 30 Jahre zuruck 1977 fand Kenkichi Sonogashira heraus dass sich die bereits bekannte Palladium 0 und Kupfer I katalysierte Sonogashira Hagihara Reaktion 20 auch auf Benzoesaurechloride und terminale Alkine als Substrate ausdehnen lasst 21 Eine Methode um gleichzeitig die Bindungen a und b zu knupfen ist die carbonylierende Kupplung von Arylhalogeniden mit terminalen Alkinen 7 Gerade in Fallen in denen die entsprechenden Saurechloride synthetisch schwer zu erhalten sind ist diese Variante ausserst effizient Die carbonylierende Kupplung war lange Zeit eine wenig genutzte Methode in der Synthese von Alkinonen Insbesondere die hohen CO Drucke die fur das Durchfuhren der Reaktion benotigt wurden stellten ein Problem dar 22 23 24 Im Jahr 2003 wurde ein kostengunstigeres Verfahren fur die carbonylierende Alkinylierung unter CO Normaldruck vorgestellt bei dem Ammoniak als Base zum Einsatz kommt 25 Die Synthese uber die Bindungsknupfung an Stelle c wie in Beispiel 8 gehort zu den weniger verbreiteten Methoden zur Darstellung von Alkinonen Hierbei bedient man sich wiederum einer Sonogashira Hagihara Reaktion Es mussen jedoch Iodoniumsalze anstelle von Aryliodiden verwendet werden 26 Einzelnachweise Bearbeiten D Obrecht Acid Catalyzed Cyclization Reactions of Substituted Acetylenic Ketones A new Approach for the Synthesis of 3 Halofurans Flavones and Styrylchromones Helv Chim Acta 1989 72 S 447 456 doi 10 1002 hlca 19890720305 S J Pastine D Sames Concise Synthesis of the Chemopreventitive Agent Deguelin via a Key 6 Endo Hydroarylation Org Lett 2003 5 S 4053 4055 doi 10 1021 ol035419j A L K S Shun E T Chernick S Eisler R R Tykwinski Synthesis of Unsymmetrically Substituted 1 3 Butadiynes and 1 3 5 Hexatriynes via Alkylidene Carbenoid Rearrangements J Org Chem 2003 68 S 1339 1347 doi 10 1021 jo026481h H C Brown U S Racherla S M Singh Tetrahedron Lett 1984 25 S 2411 2414 J W Kroeger J A Nieuwland J Am Chem Soc 1936 58 S 1861 1863 J F Normant Organocopper I Compounds and Organocuprates in Synthesis Synthesis 1972 S 63 80 doi 10 1055 s 1972 21833 S Nahm S M Weinreb Tetrahedron Lett 1981 22 S 3815 3818 S M Bromidge D A Entwistle J Goldstein B S Orlek Synth Commun 1993 23 S 487 494 T L Cupps R H Boutin H Rapoport J Org Chem 1985 50 S 3972 3982 a b M M Jackson C Leverett J F Toczko J C Roberts J Org Chem 2002 67 S 5032 5035 J Doubsky L Streinz L Leseticky B Koutek Synlett 2003 7 S 937 942 M W Logue K Teng J Org Chem 1982 47 S 2549 2553 N Kakusawa K Yamaguchi J Kurita T Tsuchiya Tetrahedron Lett 2000 41 S 4143 4146 L Birkofer A Ritter H Uhlenbrauck Chem Ber 1963 96 S 3280 3288 D R M Walton F Waugh J Organomet Chem 1972 37 S 45 56 H Newman J Org Chem 1973 38 S 2254 2255 J S Yadav B V S Reddy M S Reddy Synlett 2003 11 S 1722 1724 J S Yadav B V S Reddy M S Reddy G Parimala Synthesis 2003 S 2390 2394 Karpov A S Muller T J J Org Lett 2003 5 S 3451 3454 K Sonogashira Y Tohda N Hagihara Tetrahedron Lett 1975 50 S 4467 4470 Y Tohda K Sonogashira N Hagihara Synthesis 1977 S 777 778 T Kobayashi M Tanaka J Chem Soc Chem Commun 1981 S 333 334 K Okuro M Furuune M Enna M Miura M Nomura J Org Chem 1993 58 S 4716 4721 L Delude A M Masdeu H Alper Synthesis 1994 S 1149 1151 M S M Ahmed A Mori Org Lett 2003 5 S 3057 3060 U Radharkrishnan P J Stang Org Lett 2001 3 S 859 860 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Alkinone amp oldid 192370601