Synthese neuer funktionalisierter und tricyclischer Spirobispidine

Abstract

Derivate des 3,7-Diazabicyclo[3.3.1]- nonans (Bispidin) wurden sowohl in der chemischen Literatur als potentielle Liganden, als auch in der Medizin hinsichtlich ihrer Wirkung auf das menschliche Herz vielfach erforscht. In der vorliegenden Arbeit wurden Synthese und Reaktivität neuer Spirobispidine untersucht. Ausgehend von einem cyclischen Keton erhält man mittels Guareschi Kondensation und nachfolgender Verseifung ein Spirotetraoxobispidin, an welches mittels Alkylierung diverse Reste eingeführt werden können.<br />Ausgehend von diesen Verbindungen wurden an den Resten verschiedenste Funktionalisierungen durchgeführt. Der Schwerpunkt lag dabei an der Schaffung neuer tricyclischer Cage Strukturen mittels Ringschluss bzw.<br />Ringerweiterungs Metathese Reaktionen unter der Verwendung von Ruthenium Katalysatoren.<br />Die Strukturen der neuen Ringsysteme wurden mittels NMR Spektroskopie und Kristallstrukturanalyse aufgeklärt, wodurch der Einfluss von Kettenlängen, Größe des Spiroringes, Katalysator und Reaktionsbedingun- gen auf die Struktur der neuen Substanzen untersucht werden konnte. Die hierbei erhaltenen Verbindungen wurden an den Doppelbindungen hydriert und exemplarisch zu Diaminen reduziert. Weitere an den Seitenketten durchgeführte Modifikationen waren u.a. Aromatisierungen, Wittig Reaktionen und Esterspaltungen. Auf diese Weise gelang die Synthese eines breiten Spektrums neuer Bispidinderivate.<br />

The synthesis of 3,7-diazabicyclo- [3.3.1]nonane (bispidine) derivatives was investigated in chemistry and medicine because of their use as potential ligands and their effect on the human heart. This work describes synthesis and reactivity of new spirobispidines. Starting from a cyclic keton a Guareschi kondensation followed by hydrolysis leads to a spirotetraoxobispidine, to which various substituents can be introduced by alkylation.<br />In the following miscellaneous functionalisations at this substituents were performed. The main focus was laid on the synthesis of new tricyclic cage structures via ring closing and ring expansion metathesis reactions using ruthenium based catalysts. Structures of the new ring systems were determined by NMR spectroscopy and crystal structure analysis, whereby the influence of chain lengths, size of the spiro ring, catalyst and reaction conditions on the structure of the new substances was analysed. Double bonds of the so obtained substances were hydrogenated and diamines were exemplarily obtained by reductions. Other modifications performed at the side chains were aromatisations, Wittig reactions or ester cleavages. A broad range of new bispidine derivatives was obtained in this manner.