Synthese und Reaktionen neuer Schwefel- und Stickstoffheterocyclen

Abstract

Derivate aus der Reihe der Diheterobicyclo[3.3.1]nonan-9-one wurden sowohl in der chemischen Literatur als auch in der Medizin schon vielfach erforscht und auch hinsichtlich ihrer Wirkung auf das menschliche Herz getestet. Die Synthese dieser Substanzen und einer Vielzahl ihrer Derivate ausgehend von den entsprechenden 4-Piperidonen bzw. Tetrahydro-4H-thiopyran-4-on wurde auch am Institut für Angewandte Synthesechemie schon erfolgreich durchgeführt. Die auf diese Weise zugänglichen 3,7-Diheterobicyclo[3.3.1]nonan-9-one dienten in der Folge als Precursor für Triheterobicyclo[3.3.2]decane, die durch Ringexpansion und anschließende Reduktion dargestellt werden können. Basierend auf diesen Vorarbeiten konnte die Synthesesequenz im Zuge der Arbeit optimiert und auf weitere Systeme der Bicyclo[3.3.1]nonane ausgeweitet werden. Dadurch konnten die auf diese Weise zugänglichen 3,7,9-Triheterobicyclo[3.3.2]decane gezielt als Ausgangspunkt für die Darstellung von weiteren Derivaten dieser bisher noch wenig erforschten Substanzklasse eingesetzt werden. Einerseits gelang durch die Einführung von Substituenten am sekundären Amin in Position 9 die Darstellung interessanter Derivate. Andererseits wurde in zahlreichen Versuchen die Modifizierung und auch Abspaltung der Methyl- bzw. Benzylgruppe in den Positionen 3 und 7 erreicht. Auf diesem Weg konnten einige nicht in der Literatur bekannte Systeme dargestellt werden. Durch Anwendung von Methoden der zweidimensionalen NMR-Spektroskopie gelang die Aufklärung der neu synthetisierten Verbindungen.

The synthesis of heteroanalogues of bicyclo[3.3.1]nonan-9-ones was investigated thoroughly over the last century in chemistry and in medicine. The preparation of these substrates starting from 4-piperidinones and tetrahydro-4H-thiopyran-4-one was also achieved at the Institute of Applied Synthetic Chemistry at the Vienna University of Technology. Starting from 3,7-diheterobicyclo[3.3.1]nonane-9-ones, ring expansion followed by reduction led to 3,7,9-triheterobicyclo[3.3.2]decanes. Optimization of these preliminary works was achieved and applied on several diheterobicyclo[3.3.1]nonan-9-ones. The bicyclic bases thus obtained were used as precursors for the synthesis of a series of modified and new substances. New derivatives were accessed via substitution-reactions at the secondary amino-group in position 9 and via conversions of the methyl- and benzyl substituent in positions 3 and 7. Additionally, spectroscopic data of the synthesized targets were obtained via 2D NMR methods and are presented in detail.