1566 H . Quast und B. SeSferling

Notizen

Bruckenkopfazide, 41a)

Notiz zur Herstellung von Bruckenkopfaminen durch Reduktion von Bruckenkopfaziden lb)

Helmut Quast * und Bernhard Seiferling

Institut fur Organische Chemie der Universitat Wiirzburg, Am Hubland, D-8700 Wiirzburg

Eingegangen am 18. Februar 1982

Bridgehead Azides, 41a). - Note on the Preparation of Bridgehead Amines by Reduction of Bridgehead Azides Ib)

Catalytic hydrogenation of readily available bridgehead azides gives high yields of the corre- sponding bridgehead amines.

Die Entdeckung antiviraler Eigenschaften des I-Aminoadamantans und seiner Derivatezv-') sti- mulierte auflerordentlich das Interesse an Briickenkopfaminen. AuRerdem sind primare Briicken- kopfamine die Vorstufen entsprechender Az~verbindungen~), deren Thermolyse, Photolyse und cir-lrans-Isomerisierung in letzter Zeit intensiv untersucht wurdens - *). Die meisten Methoden zur Einfiihrung von Aminogruppen am Briickenkopf sind umstandlich oder experimentell aufwen- dig. Einige ergeben nur sekundare oder tertiare Amine. Die primare Aminogruppe wurde am Briickenkopf iiberbriickter Bicyclen meist durch Abbau von Carbonsaureng), seltener durch Beckmann-Umlagerung lo), Ritter-Reaktion 14), Demjanov-Reaktion j5) oder Cyanat-Isocyanat- Umlagerung 16) eingefiihrt. Am Bruckenkopf des Adamantans gelingt die Aminierung mit Tri- chloramin/Aluminiumtrichlorid j7) . Die relativ hohe Reaktivitat des Adamantanbriickenkopfs er- laubt auch die nucleophile Substitution von Bromid durch Erhitzen mit Aminen unter Druck2,'*). Aber erst mit Ammoniak unter dem Druck von 1000 bar bei 200- 260'C gelingt die nucleophile Substitution von Iodid auch am Briickenkopf des Bicycl0[2.2.2]0ctans~~), dessen Reaktivitat bei nucleophilen Substitutionen urn den Faktor lo3 kleiner ist als die des Adamantans*@.

Eine klassische Methode zur Einfiihrung von primaren Aminogruppen bedient sich der Reduk- tion von Aziden, die im allgemeinen durch nucleophile Substitution leicht zuganglich sind2'). Die Keduktion gelingt durch katalytische Hydrierung22), mit Hydrid-Reduktionsmitteln 23), Schwefel- wasserstoff oder Thioalkoholen 24), niederwertigen Ubergangsmetallhalogeniden z5) und Tributyl- zinnhydrid26).

Wie in der voranstehenden Mitteilung2') beschrieben, gelingt unler Lewis-Saure-Katalyse die Substitution durch Azid auch noch glatt am Briickenkopf des Bicyclo[2.2.2]octans 1. Damit er- gibt sich ein besonders einfacher Zugang zum Bicyclo[2.2.2]octylamin 3 durch katalytische Hy- drierung des Azids 2.

Bei Polycyclen geringerer Briickenkopfreaktivitat, wie Bicyclo[2.2.l]heptan2o) oder Triptycen, laBt sich die Azidgruppe auf dem Umweg iiber die am Briickenkopf lithiierte Verbindung mit

Liebigs Ann. Chem. 1982, 1566-1568

CC, Verlag Chemie GmbH, D-6940 Weinheim, 1982 0170- 2041/82/0808- 1566 $ 02.50/0

Briickenkopfazide, 4 1567

1 2 3

4 5 6

Tosylazid einfiihren1I.28). Katalytische Hydrierung des Azidotriptycens 5 liefert glatt das Amino- triptycen 6 , das bisher durch Carbonsaureabbau 12) oder Reduktion des schlecht zuganglichen Nitrotriptycenszg) hergestellt wurde. Bei den kiirzlich beschriebenen elektrophilen Aminierungen von Aryl-Grignard-Verbindungen mit Phenylthiomethvlazid3O) und von Aryl- und Heteroaryl- Lithiumverbindungen niit Vinylaziden3I) werdeii die Triazen-Zwischenstufen durch Hydrolyse in die Amine iibergefiihrt. Das aus 9-Lithiotriptycen und Tosylazid entstehende TriazenZ8) sollte sich reduktia zum Aminotriptycen 6 spalten lassen, was dessen Synthese noch weiter vereinfacht.

Die anhand der Beispiele 1+3 und 4-6 beschriebenen Reaktionsfolgen diirften einen breiteren Anwendungsbereich besitzen.

Der Deutschen Forschungsgemeinschafr und dem Fonds der Chemischen Indusrrie danken wir fur die finanzielle Unterstiitzung.

Experimenteller Teil Allgemeine Vorbemerkungen: Lit. 2').

4-Methylbicyclo[2.2.2]oct-I-ylatnm0niurnchlorid~~~ (3): Eine Lbsung von 11 .O g (66.7 mmol) 2, das noch 2-5% des entsprechenden Iodids enthieltz'), in 100 ml Ethanol wurde mit 1.00 g l0proz. Palladium auf Aktivkohle 24 h bei 20- 25 'C unter Wasserstoff bei Normaldruck ge- riihrt. Man filtrierte den Katalysator ab, gab 100 ml konz. Salzsaure zu und destillierte das Ethan- ol i. Vak. ab. Die waflrige Lbsung wurde mit Ether extrahiert, unter Eiskiihlung mit 50proz. Natriumhydroxid-L6sung alkalisch gemacht, mit Natriumchlorid geslttigt und erneut rnit Ether extrahiert. Nach Trocknen rnit Natriumhydroxid leitete man Chlorwasserstoff iiber die Lbsung. Man erhielt 10.4 g (90%) farblose Kristalle rnit Zen.-P. 350- 355 'C. - IR (KBr): 3000, 1600, 1580, 1510, 1500 cm-' (NH:). - 'H-NMR (D,O): 6 = 0.72 (CH3), 1.57 (AA'BB', CH,). - MS (70 eV, Tiegeltemp. 30°C): m/e = 139 (6V0, M-HCI), 124 (2, M-HCI-CH,), 110 (27, M-HCI-CzH,), 96(20), 69(100).

C,H&N (175.7) Ber. C 61.53 H 10.33 CI 20.18 N 7.97 Gef. C61.62 H 10.34 Cl20.23 N7.95

9,lO-Dihydro-9, IO[l:2']-benzenoanthracen-9-amin (6): Eine Lbsung von 4.26 g (14.4 mmol) 5 in 300 ml Ethanol wurde mit 160 mg 10proz. Palladium auf Aktivkohle 24 h bei 20- 25 :C unter Wasserstoff bei Normaldruck geriihrt. Nach dem Abfiltrieren des Katalysators destillierte man das Ethanol i. Vak. ab. Man erhielt 3.76 g (97%) 6. Kristallisation aus 180 ml Ligroin ergab 3.21 g (83%) farblose Kristalle mit Schmp. 221 -223'C (Lit.12): 221 -221.5'C; Lit.29a): 213-214'C).

Liebigs Ann. Chem. 1982

104

1568 H. Quasi und B. Seiferling

la) 3. Mitteil.: Lit.27). - Ib) Die Ergebnisse sind der geplanten Dissertation von B. Seiferling, Univ. Wiirzburg, entnommen.

2, R. C. Fort jr., Adamantane. The Chemistry of Diamond Molecules, 1. Aufl., Dekker, New York und Basel 1976.

3, J . S. Wishnok, J. Chem. Educ. 50, 780 (1973); E. X . Albuquerque, A . T. Eldefrawi, M. E. El- defiawi und N. A. Mansour, Science 199, 788 (1978).

4, J. W. Timberlake und J. C. Stowell in The Chemistry of Hydrazo, Azo and Azoxy Groups (S. Patail, 1. Aufl., S. 69, Wiley, London und New York 1975.

s, Zusamnienfassung: P. S. Engel, Chern. Rev. 80, 99 (1980). 6 , W. K. Chae, S. A. Baughman, P. S. Engel, M. Bruch, C. Ozmeral, S. Szilagyi und J . W. Tim-

’) M. Schmittel, A . Schulz, C. Ruchardt und E. Hudicke, Chern. Ber. 114, 3533 (1981). 8, V. Golzke, F. Groeger, A . Oberlinner und C. Riichardt, Nouv. J. Chim. 2, 169 (1978).

berlake, J. Am. Chem. SOC. 103, 4824 (1981).

Siehe z.B.: P. D. Bartlett und L. H. Knox, J. Am. Chem. SOC. 61, 3184 (1939); H. Stetter, J . Mayer, M. Schwarz und C. WuuA Chem. Ber. 93, 226 (1960); H. Stetter und C. Wulff, Chem. Ber. 95,2302 (1962); J. C. Kauer, R. E. Benson und G. W. Parshall, J . Org. Chem. 30, 1431 (1965); A . J . H. Klunder und B. Zwanenburg, Tetrahedron 28, 4131 (1972); und

H. P. Fischer und C. A . Grob, Helv. Chim. Acta 47, 564 (1964). J . 0. Reed und W. Lwowski, J. Org. Chem. 36, 2864 (1971).

1 2 ) P. D. Bartleff und F. D. Greene, J. Am. Chem. SOC. 76, 1088 (1954). E. I. du Pont de Nemours und Co., Niederland. Pat. Anm. 6404759 (2. Nov. 1964) [Chem. Abstr. 62, 14529e (1965)l.

14) Siehe z. B.: N. El. Chapman und K. J . Toyne, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1972,188; und

Is) B. A . Kazanskii, E. A . Shokooa und S. I. Knopoua, Izv. Akad. Nauk SSR, Ser. Khim. 1968,

16) J . C. Kauer und W. W. Henderson, J . Am. Chem. SOC. 86, 4732 (1964). 17) P. Kovacic und P. D. Roskos, J. Am. Chem. SOC. 91, 6457 (1969).

E. V. Krumskalns und W. Pfeifer, J. Med. Chern. 11, 1103 (1968). 19) E. I . du Pont de Nemours und Co. (Erf. J . C. Kauer), Franz. Pat. 1345 138 (6. Dez. 1963)

[Chem. Abstr. 60, 14407d (1964)l. 2O) R. C. Fort jr. in Carbonium Ions (G. A . Olah und P. L’. R. Schleyer), I. Aufl., Bd. IV,

S. 1791, Wiley-Interscience, New York 1973. 2 l ) M. E. Biffin. J . Miller und D. B. Paul in The Chemistry of the Azido Group (S. Parai),

1. Aufl., S . 57, Interscience Publishers, New York 1971. 22) 22a) Zusammenfassungen: R. Schroter in Methoden der organischen Chemie (Houben- Weyl-

Miiller), 4. Aufl., Bd. 11/1, S. 539, Thieme, Stuttgart 1957; P. N. Rylander, Catalytic Hydro- genation in Organic Syntheses, 1. Aufl., Academic Press, New York 1979. - 22b) Siehe z. B. E. J . Corey, K. C. Nicolaou, R. D. Balanson und Y. Machida, Synthesis 1975, 590; Y. Naka- jima, R.-I. Kinishi, J . Oda und Y. Inouye, Bull. Chem. SOC. Jpn. 50, 2025 (1977); D. Balder- man und A. Kalir, Synthesis 1978, 24; A . Pierder, L. Nkdklec, V. Delaroff und A . Allais, Tetrahedron 36, 1763 (1980); A . Kalir und D. Balderman, Org. Synth. 60, 104 (1981).

23) Siehe z. B.: A . K. Bose, J . F. Kistner und L. Farber, J . Org. Chem. 27, 2925 (1962); A . Hass- ner und L. A . Lei!y, J . Am. Chem. Soc. 87,4203 (1965); Y.-J. Lee und W. D. Closson, Tetra- hedron Lett. 1974, 381; G. L. Grunewald, T. J . Reirz, A . Hallet, C. 0. Rutledge, S. Vollmer, J. M. Archuleta, III und J . A . Ruth, J. Med. Chern. 23, 614 (1980).

24) Siehe z. B.: T. Adachi, Y. Yamada, I. Inoue und M. Saneyoshi, Synthesis 1977,45; H. Bayley, D. N. Standring und J . R. Knowles, Tetrahedron Lett. 1978, 3633.

25) Siehe z.B.: T.-L. Ho, M. Henninger und G. A . Olah, Synthesis 1976, 815; E. J. Kaufmann und R. C. Thompson, J. Am. Chem. SOC. 99, 1824 (1977).

z6) H. Quast und P. Eckerf, Liebigs Ann. Chem. 1974, 1727. 27) H. Quasi und B. Seijerling, Liebigs Ann. Chem. 1982, 1553, voranstehend. z8) H. Qumr und P. Eckert, Angew. Chem.88,150 (1976);Angew.Chem., Int.Ed.Engl.15,168 (1976);

1-1. Quasi, P. Eckert und B. Seiferling, Liebigs Ann. Chem., Veroffentlichung in Vorbereitung. 29) 2%) W. Theilucker, U. Berger-Brose und K.-H. Beyer, Chem. Ber. 93, 1658 (1960); W. Theil-

acker und K.-If. Beyer, Chem. Ber. 94, 2968 (1961). - 29b) E. C. Kornfeld, P. Barney, J . Blunkley und W. Fad, J. Med. Chem. 8, 342 (1965).

Lit, 6.8.10--- 13) .

Lit, 6.8 .13) .

2645 [Chem. Abstr. 70, 67731c (1969)l.

30) B. M. Trost und W. P. Pearson, J . Am. Chem. SOC. 103, 2483 (1981). 3 j ) A . Hassner, P. Munger und B. A . Belinka jr., Tetrahedron Lett. 1982, 699. 32) Die entsprechende freie Base wurde in einer Patentanmeldung erwahnt j3) . [29/82]

Liebigs Ann. Chem. 1982