Tetrahedron Letters No.44, PP, 5385-5391, 1966. Pergamon Press Ltd. Printed in Great Britain.

DARSTELLUNG VON 4,5,6, ‘I-TETRAHYDROOXEPIN

UND 5,6,7, GTETRAHYDRO-4H-OXOCIN

F. Nerdel, J. Buddrus, W. Brodowski und P. Weyerstahl

Lehrstuhl fur Theoretische Organische Chemie

Technische Universitat Berlin

(Received 25 August 1966)

Nachdem ktirzlich das bisher unbekannte 4,5,6, ‘i’-Tetrahydrooxepin (I)

von Larkin (lj durch Dehydrierung/Dehydratisierung von 1,6-Hexandiol

am Kupfer-Chrom-Kieselgur-Katalysator erhalten werden konnte, sol1

iiber eine weitere Synthesemijglichkeit dieser Verbindung sowie iiber die

erstmalige Darstellung des entsprechenden achtgliedrigen, cyclischen

Enoklthers, des 5,6,7,8-Tetrahydro-4H-oxocins (II), berichtet werden.

Im Rahmen unserer Arbeiten tiber eine neue Methode zur Darstellung von

Dihalogencarbenen (2) durch ol-Eliminierung von Tribalogenmethanen

mittels xthylenoxid (AO) als Base (3) machten wir die Erfahrung, da6 bei

Verwendung von Enolathern als Carbenacceptoren die Reaktion nicht auf

der Stufe der l, l-Dihalogen-2-alkoxycyclopropane stehen bleibt (3-6),

sondern unter Aufnahme von Athylenoxid generell eine Rlngijffnung unter

Bildung von d, R-ungesattigten d-Halogenacetalen eintritt (Abb. 1).

5385

No.44

‘i\

R2’

Rl\ OR

R2’

C==cc1-cH( 0C2H4C1

Abb. 1 -

Der Kettenverhingerung bei acyclischen entspricht eine Ringerweiterung

bei cyclischen Enohithern (Abb. 2).

7

II

ICC12, A.0 /\ Cl (CH2)n

‘0,

- (CH2)n k

[n = 2,3,4’]

\ 0 <Cl

III

Abb. 2

Die leichte ZugGtglichkeit der Verbindungen vom Typ III bildete den Aus-

gangspunkt fiir unsere Synthese von I und II.

Zur Darstellung von I setzten wir flquimolekulare Mengen 2,3-Dihydro-4H-

pyran und Chloroform mit der dreifachen Menge Athylenoxid in Gegenwart

katalytischer Mengen TetraHthylammoniumbromid im Bombenrohr drei

Stunden bei 165’ urn, wobei in 57-proz. Ausbeute 3-Chlor-(2-chlorithoxy)-

2,5,6, ‘I-tetrahydrooxepin (IV) Edp. 6.3 83.5-84”; e 1.4996; IR (Film):

Y c=c 1652 cm -1

(unscharf); NMR (7): Triplett 4. OOT, J=6 (=C-H); Singu-

No.44 5387

lett 4,92 r ,C-

(H-C, ); O-

Multiplett 5.8-6. 6%(-0-CH2CH2C1 u. -0-CH2-);

Multiplett 7.6-8.3’t (4H); 2,4-DNP (8): orange Nadeln, Schmp. 198”

(aus Methanol) I und eine geringe Menge 2-Oxa-7, ‘I-dichlorbicyclo

p. 1. O] heptan (V) entstand. Eine methanolische Lasung von IV wurde in

Gegenwart von Alkali und Haney-Nickel bei Zimmertemperatur und 100 ati

Wasserstoffdruck zum 2-(2-Chlorithoxy)-oxepan (VI) hydriert (9) [Ausb.

75%; Sdp. I2 100-102”; nz 1.4638; IH (Film): 3010, 2935, 1126, 1048,

1028, 960 cm-‘; 2,4-DNP: gelbe Nadelbiischel, Schmp. 104” (aus CC14),

Lit. (10): 104-105”].

Durch Abspaltung von Athylenchlorhydrin aus VI in siedendem Chinolin

(190”/80-100 Torr) entstand in Ausbeuten bis zu 70% die Verbindung I

(Sdp. 760 114,5-115“). I bildet mit Wasser ein azeotropes Gemisch vom

Sdp. 760 85-87’.

Q ICCl,, Ko

B&

c1 + Cl

V

Abb. 3

Das gleiche Syntheseprinzip wurde zur Darstellung von 5,6, ‘7,8-Tetra-

hydro-4H-oxocin (II) angewendet:

I wurde mit Chloroform und xthylenoxid in der oben beschriebenen Weise

zum 2-(2-ChlorPthoxy)-5,6,7,8-tetrahydro-2H-oxocin (VII) umgesetzt

c Ausb. 39%; Sdp.0, I-0 2 85-86”; IR (CC14): VC=C 1642 cm -l; NMR: .

P Triplett 4.037, J=9 (=C-H); Singulett 5.077 (H-C, ); Multiplett 6.257

O- (-o-cH~CH~C~ U. -H2C-0-); Multiplett 7. 5r(-CH,-C=); Multiplett 8.33’r

(4H); 2,4-DNP: gelbe Nadeln, Schmp. 160.5” (ithanolj . Daneben ent-

standen 41’6 2-Oxa-8,8-dichlorbicyclo-r5.1. O] octan (VIII) [Sdp. I4

95-95,5”; IR (CC14): 2925, 2860, 1445, 1292, 1233, 1131, 1055, 964,

846 cm-l]. Die Verbindung VII wurde unter den gleichen Bedingungen vne

IV zum 2-(2-Chlorithoxy)-oxocan (IX) hydriert Ausb. ‘76%; Sdp.o 3 C .

82-853 . In Analogie zur Darstellung von I erhielten wir durch Abspal-

tung von ;d;thylenchlorhydrin aus dem Acetal IX mittels Chinolin das er-

wartete 5,6,7,8-Tetrahydro-4H-oxocin (II). Dabei wurde so verfahren,

da.0 das Acetal in das vorgelegte, heiRe Chinolin eingetropft und der Enol-

Pther zusammen mit Chinolin sowie dem entstandenen &hylenchlorhydrin

langsam kontinuierlich fiber eine kurze EicstichkoloMe abdestilliert wurde

(Badtemperatur 185-195”) Destillationstemperatur 12 1. - 130” bei 80-100

Torr). Die Abtrennung des Produktes vom xthylenchlorhydrin erfolgte im

prlparativen Gaschromatographen.

No.44 5389

0 ICC12, A0 -Qx: + (-J&c1 I VIII

Chinolin, 190”

II Ix

Abb. 4

II ist eine Fliissigkeit von durchdringendem, an 2,3-Dihydro-4H-pyran

oder I erinnernden Geruch.

IR (CC14): 3020, 2950, V ccc 1662 u. 1644, 1455,1314, 1233, 1133, 1092,

1074, 1018 cm-‘; I$) 1.4649; 2,4-DNP des II zugrunde liegenden 7-Hy-

droxyheptanals: aus Alkohol/Wasser gelbe Bltittchen, deren Schmelzver-

halten trotz Analysenreinheit schwer reproduzierbar ist (Sintern bei

74-75”, Schmp. bei etwa 92”), aus Ccl, orange Nadeln, Schmp. 84-85”

(II).

Den Strukturbeweis liefert das den Verbindungen 2,3-Dihydrofuran, 2,3-

Di hydro-4H-pyran und I sehr lhnliche NMR-Spektrum (Abb. 5):

5390 No.4

Abb. 5 NMR von II in Ccl,, 60 MHz

Das olefinische Proton am C-Atom 1 (H (1)

) zeigt die erwartete Dublett-

Aufspaltung und infolge der allylischen Kopplung mit den Protonen am

C-Atom 4 eine schwache, gerade noch erkennbare Aufspaltung in Tri-

pletts (4.05r, J=B u. 1). Das zweite, zum Sauerstoff transstindige ole

finische Proton (H(2)) liegt erwartungsgen%iR i&r 5 r und erschefnt als

Quadruplett, da die Dublett-Triplettaufspaltung mit H(l) bzw. 2H(3) mit

nahezu gleicher Kopplungskonstante erfolgt (5.18’IT, J=6 u. 6 bzw. 7).

Die chemisch verschiedenen Protonen an den C-Atomen 4 und 8 erschei-

nen als Multipletts bei ‘7.9 bzw. 6.2T, tihrend die restlichen 6 Ring-

protonen em komplexes Signal bei 8.3P ergeben.

No.44 5391

Beim Vergleich mit dem Spektrum von I wurde festgestellt, da6 die Signale

von I durchweg s&ii-fer sind. Die allylische Kopplung von H (1)

sowie die

Dublett-Triplettaufspaltung von H(2) sind klar erkennbar, die CH2-Gruppe

neben dem Sauerstoff spaltet aul3erdem in ein Triplett auf (1). Ein Zusam-

menhang ist sicher darin zu sehen, da6, wie Betrachtungen an Dreiding-

Modellen ergaben, der 7-Ringidther noch verhaltnism%Rig Starr ist, w%rend

bei II mit Leichtigkeit Ringkonversionen durchfiihrbar sind.

Literatur und Anmerkungen:

(1) (2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

D. Larkin, J. org. Chemistry 20, 335-9 (1965)

Der Ausdruck Dihalogencarbene wird der Einfachheit halber benutzt. Es ist wahrscheinlich, daR die Reaktion Uber komplexe Zwischenzu- stinde verhiuft, die letzten Endes wie Carbene reagieren.

F. Nerdel u. J. Bud&us, Tetrahedron Letters 1965, 3585 -_-- W. Brodowski, Diss. TU Berlin 1966

L. Skatteb& J. org. Chemistry 21, 1554 (1966)

J. Buddrus, F. Nerdel, P. Hentschel u. D. Klamann, Tetrahedron Letters. im Druck

S%mtliche NMR-Spektren wurden in CC1 mit einem Varian AGO-Spek- trographen aufgenommen. Innerer Stan & d: Tetramethylsilan.

2,4_Dinitrophenylhydrazon = 2,4-DNP

R. Paul, S. Tchelitcheff, Bull. Sot. chim. France X3, 869, 1370 (1956)

C. Hurd, W. Saunders, J,Amer.chem.Soc. 27, 5324 (1952)

S. Fujise, S. Sasaki, J.chem.Soc. Japan, Pure chem.Sect. 24,

579 (1953); vgl. C.A. 21, 11294f