Alpha-aminonitriles as key intermediates in the synthesis of natural products and N-heterocycles
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Abstract
Ziel der vorliegenden Dissertation war es, ausgehend von α-Aminonitrilen als vielfältigen Schlüsselbausteinen, neue Methoden zur Synthese von Naturstoffen und N-Heterozyklen zu entwickeln.
Der erste Teil dieser Arbeit behandelt die Umlagerung Nitril-stabilisierter Ammoniumylide. Auf diesem Weg wurden Benzylisochinolin-Alkaloide wie (±)-Laudanosin, (±)-Laudanidin, sowie (±) Armepavin durch STEVENS-Umlagerungen erfolgreich synthetisiert. Diese Synthesen machen sich den identischen 1,2,3,4-Tetrahydroisochinolin-Grundkörper zu Nutze, wobei durch Variation des Benzylrestes strukturell vielfältige Produkte zugänglich sind. Anschließend wurde eine unerwartete Ringerweiterung von α-Ammoniumnitrilen untersucht, die Zugang zu Dibenzo[c,f]azoninen gewährt. Diese Methode stellt die erste direkte Ringerweiterung von Ammoniumyliden über eine [1,4]-Umlagerung dar sowie die erste effiziente Syntheseroute zu Dibenzo[c,f]azoninen ausgehend von einfachen Edukten. Abschließend wurde ein alternativer synthetischer Zugang zu 1-Veratryloctahydroisochinolinen unter Verwendung der STEVENS-Umlagerung als Schlüsselschritt implementiert.
Im zweiten Teil dieser Dissertation liegt der Fokus auf Reaktionen tertiärer Amine als Substrate für photokatalytische Reaktionen mit sichtbarem Licht. Ein ökonomisches und hochaktives, katalytisches System zur Photocyanierung tertiärer, aliphatischer Amine unter Bestrahlung mit sichtbarem Licht wurde entwickelt. Dieses verwendet den kostengünstigen Farbstoff Rose Bengal, Sauerstoff sowie TMSCN. Eine Bandbreite synthetisch nützlicher α-Aminonitrile wurde erfolgreich dargestellt. Zudem wurden neue und effiziente Synthesen der Alkaloide (±)-Crispin A, (±)-Harmicin, sowie (±)-Debromoarborescidin A beschrieben, welche die entwickelte Photocyanierung als Schlüsselschritt nutzen. Abschließend wurden die Anwendbarkeit sowie mechanistische Aspekte der anaeroben Oxidation tertiärer Amine mit Bromtrichlormethan unter Bestrahlung mit sichtbarem Licht untersucht. Dabei ergab sich, dass N-Methyl-1,2,3,4-tetrahydroisochinoline Iminiumionen als Hauptprodukte generieren, während aliphatische Trialkylamine mit α-Wasserstoff protoniert werden. Die Anwendbarkeit dieser Methode zur Photo-Oxidation wurde durch Abfangen der Iminiumionen mit GRIGNARD-Reagenzien demonstriert, was Zugang zu (±)-Carnegin, 1,2-Dimethyl-1,2,3,4-tetrahydroisochinolinen und einigen Cryptostylin-Analoga gewährte.
Der dritte Teil dieser Arbeit beschreibt eine Sequenz aus einer metallfreien, oxidativen C¬–H-Aktivierung und einer aza-PRINS-ähnlichen Zyklisierung tertiärer Alkinylamine. Die Anwendbarkeit dieser Methode wurde anhand der Synthese zehn neuer Pyrido[2,1-a]isochinoline in moderaten bis hohen Ausbeuten demonstriert. Auf Grund ihres trizyklischen Grundgerüstes sowie des Vinylbromid-Restes stellen diese Pyrido[2,1-a]isochinoline interessante Bausteine zur Synthese komplexerer organischer Moleküle dar.