A simple method for the synthesis of fused thiophenes by reaction of agr-carboxymethyl substituted cyclic ketones withLawesson-reagent is described. Considerations concerning the reaction mechanism are given

A. Ricci

B. S. Pedersen

C. R. Noe

Christian R. Noe

D. W. H. MacDowell

Ernst Wagner

L. Pitarch

M. J. Gula

Max Knollm�ller

N. W. Fadnavis

P. Cagniant

S. Gronowitz

S. Scheibye

T. Severin

T. Sotoyama

W. Langenbeck

German

Noe, Christian R.

Knollmüller, Max

Wagner, Ernst

Open Access LMU ( Ludwig-Maximilians-Univ. München)

Monatshefte fiir Chemie 117, 621--629 (1 86) Monatshefte fiir Chemie Chemical Monthly © by Springer-Verlag 1986 Ein einfaches Verfahren zur Herstellung aneilierter Thiophene* Christian R. Noe*, Max Knollmiiller und Ernst Wagner Institut ffir Organische Chemie, Technisehe Universit~t Wien, A-1060 Wien, Osterreich (Eingegangen 5. August 1985. Angenommen 4. September 1985) A Simple Method f r the Synthesis of Fused Thiophenes A simple method for the synthesis of fused thiophenes by reaction of ~- carboxymethyl substituted cyclic ketones with Lawesson-reagent is described. Considerations concerning the reaction mechanism are given. (Keywords." Lawesson reagent; Mechanism) Einleitung Bei Versuchen zur Thiolactonisierung von Campheressigs~ure 1 a mit Lawesson-Reagens 21 wurde auger dem gewiinschten Produkt 42 ein Nebenprodukt beobachtet, welches als das Thiophenderivat 3 a charakte- risiert wurde. Ausgehend von diesem Befund wurde versucht, durch Steuerung der Reaktionsbedingungen die Reaktion gfinzlich in Richtung der Verbindung 3 a zu lenken. SchlieBlich gelang die Herste!lung von 3 a in guter Ausbeute dutch mehrsttindiges Kochen mit 2 Molfiquivalenten 2 in Toluol (Schema 1; bei Einsatz von einem Mol~iquivalent 2 oder weniger war 4 das Hauptprodukt). Weder der Methylester von 1 a als Substrat, noch Phosphorpentasulfid als Reagens ffihrten unter vergleichbaren Reaktionsbedingungen zu 3a. Dieses Ergebnis erschien uns vor allem vom prfiparativen Aspekt bemerkenswert, da Thiophenanellierungen in der Regel zu Produkten fiihren, welche im Thiophenteil substituiert sind, wfihrend im vorliegen- den Fall sowohl die c~- als auch die fl-Position des Thiophenringes unsubstituiert war. Weiters handelte s sich um eine prfiparativ wenig aufwendige Einstufensynthese aus einem leicht zug~inglichen Edukttyp. * Herrn Profi Dr. Hans Suschitzky gewidmet. 622 C.R. Noe u. a.: Schema 1 ~COOH / o\ 1 Aqul"v/ ~ S S ISI \ 2Aquiv. 'qeO P~ ~P O],,le z~ 3a Ergebnisse und Diskussion Aus diesen Griinden wurde untersucht, ob das Verfahren verallgemei- nerbar ist: dazu wurden die in der Tabelle 1 angefiihrten cyclischen Ketone I hergestellt und mit 2 in Toluol unter Riickflug erhitzt. In allen untersuchten F~illen wurde die gewiinschte Verbindung 3 erhalten. Die Isolierung der Produkte erfolgte in der Regel unter Verwendung einer kurzen Chromatographie-S~iule 3. Obwohl die Reaktionsbedingungen nicht optimiert wurden, waren die Ausbeuten an 3 zum Tell recht gut. W~ihrend Thiophenanellierungen durch Umsetzungen yon Verbindungen vom Typ 1 mit Phosphorsulfiden nicht bekannt sind, ist die reduktive Cyclisierung yon 7-Oxocarbons~iuren ein altbekanntes Verfahren zur Herstellung nicht anellier- ter ThiopheneS; es kommen jedoch wesentlich drastischere Reaktionsbedingun- gen zur Anwendung als im hier beschriebenen Verfahren 6.Cyclisierungsversuche mit den Verbindungen 5 ergaben, dab auch nicht anellierte Thiophene 6 beim Umsatz mit 2 in Toluol unter vergleichbar milden Bedingungen erhalten werden k6nnen (Tab. 2). SchlieBlich war die Reaktion auch vom mechanistischen Aspekt her bemerkenswert, vor allem, da es ja offenbar zu einer reduktiven Entfer- nung einer Sauerstoff-Funktion aus dem Thiophenring kommt. Aus diesem Grunde wurden Untersuchungen a gestellt, um Hinweise auf den Reaktionsmechanismus z  bekommen. Abgesehen yon der Rolle des Lawesson-Reagens als Reduktionsmittel wurde dabei auch das eventuelle Vorliegen einer intramolekularen Hydridverschiebung an einem intermediiir gebildeten Zwischenprodukt oder eine Wasserstoff- Herstellung anellierter Thiophene Tabelle 1. Cyclisierung yon Ketosiiuren 1 zu Thiophenen 3623 1 3 Ausbeufe = = [OOH 0 61% OH 56% 0 ~°~ ~h ]h 0" 0" + 0H % 34% ••000H [~  10%4) [~0 OH [ ~  8 %4) iibertragung aus L6sungsmittel-Molekfilen (Toluol) fiir m6glich gehalten. So wurde die Verbindung 7 in einer Clemmensen-Reduktion u ter Verwendung deuterierter Salzs/iure zur Verbindung 8reduziert, welche an s/imtlichen ftir eine intramolekulare Wasserstoffiibertragung relevanten Positionen mit Deuterium substituiert ist. Diese Verbindung wurde den Reaktionsbedingungen der Thiophenanellierung unterworfen und die Produkte 9 und 10 isoliert (Schema 2). 624 C. R. Noe u.a.: Tabelle 2. Cyclisierung von Ketosiiuren 5 zu Thiophenen 65 6 Ausbeufe = = O.p&. o 11% 0 13% Schema 2 °" . II ¢S. 9 C-3: 93%D 10 C-2: 65%D = C-7Q: 88%D = E-B: 90%D Tatsgchlich wurden in den kernresonanzspektroskopischen Untersu- chungen beim Thiolacton 9an der C-3 bzw. C-7 a-Position 93% bzw. 88% Deuterium und beim Thiophen 10 an den Kohlenstoffen C-2 bzw. C-3 65% bzw. 90% Deuterium gefunden. Damit konnte also eine Obertra- gung von Deuterium aus dem Edukt in die Produktmolekiile nachgewie- sen und eine Hydridtibertragung aus dem L6sungsmittel ausgeschlossen werden. Die entscheidende a-Position (C-2) des Thiophens war wohl mit Deuterium substituiert - - wie es im Falle einer intramolekularen Hydrid- Herstellung anellierter Thiophene 625 verschiebung erwartet werden mufSte - - ,  wegen der unvollstiindigen Deuterierung am Kohlenstoff C-2 von 10 schied jedoch ein streng intramolekularer Mechanismus aus (ffir die Umsetzung zu 9 kann hingegen eine direkte intramolekulare Wasserstoffiibertragung nicht ausgeschlossen werden). Die Unvollst/indigkeit der Deuterierung an C-2 von 10 wurde auf m6glicherweise fiber das Lawesson-Reagens eingeschleppte F uchtigkeit zurfickgeffihrt. Zur Unterstfitzung dieser Annahme wurden in einem weiteren Experiment vier ~quivalente Deuteriumoxid bei der Umsetzung von nichtdeuterierter S~iure 1 a mit 2 zugesetzt. Tatsfichlich erfolgte ein Einbau von Deuteriumatomen. Im isolierten Thiophen 10 wurden an den Kohlenstoffen C-2 und C-3 jeweils ungef~ihr 66% Deuterium gefunden, was einer statistischen Verteilung entspricht (Verhiiltnis Mol~iquivalente Wasser aus Edukt: beigemischtem Deuteriumoxid 1 : 2). Die Ergebnisse der Untersuchungen fiber den Mechanismus der Thiophenanellierung beweisen eine Teilnahme yon Deuteriumoxid bzw. Wasser, welches bei der Thiolactonisierung abgespalten wird. Auf Grund des Experiments mit der D20-Zumischung kann festgelegt werden, dab der eigentliche Reduktionsmechanismus im wesentlichen fiber ein mit Wasser bzw. Deuteriumoxid modifiziertes Lawesson-Reagens al Reduk- tionsmittel verl~iuft. Experimenteller Teil Schmelzpunkte nach Kofler, nicht korrigiert. Elementaranalysen: S/imtliche Elementaranalysen wurden im Mikroanalytischen Laboratorium am Institut f/Jr Physikalische Chemie der Universit~it Wien unter Leitung von Dr. J. Zak angefertigt. Massenspektren: Massenspektrometer Finnigan 8200; Datensystem Finnigan 8230; Ionisationsenergie 70 V, Beschleunigungsspannung 3 kV,Katho- denemissionsstrom 1 A; Hochaufl6sung: Aufl6sung 7000. S~imtliche Massen- spektren wurden am Institut fiir Allgemeine Chemie der Technischen Universit~it Wien in der Abteilung Dr. J. Varmuza von Ing. J. Dolezal angefertigt. 90-MHz- 1H-NMR-Spektren und 22.5-MHz-13C-NMR-Spektren: Jeol FX90Q; Chemi- sche Verschiebung inppm bezogen auf TMS als interner Standard. IR-Spektren: Perkin-Elmer IR 377. Polarimetrie: Perkin-Elmer 241; Messungen in 10cm- Mikrozelle. Dfinnschichtchromatographie (DC): Kieselgel 60 F254, Schichtdicke 0.2 mm (Merck). S~iulenchromatographie (SC): Kieselgel 60, Korngr613e 0.040-- 0.063 mm (Merck). Abkiirzungen: E = Ether, PE = Petrolether. [ 4 R- (4 ~, 7@ ]-4,5,6, 7~ Tetrahydro- 7,8,8-trimethyl-4, 7-methanobenzo[ b ]thiophen (3a) 0.53 g (2.50 mmol) 1 a 7 und 2.02 g (5.00 mmol) Lawesson-Reagens 2 wurden in 15 ml wasserfreiem Toluol 20 hunter N 2 bei Rfickflul3 erhitzt. Es wurde zwischen PE/E (1 : 1) und wfiBriger Natriumhydrogenkarbonatl6sung verteilt, mit PE/E extrahiert, gewaschen, getrocknet und eingedampft. Destillation des Rohprodukts bei 120 °C/2 Torr (Luftbad) ergab 0.294 g (61%) 3 a. Farbloses 01, Sdp. 70 °C/0.01 Torr (Luftbad). [~]~ = + 59 ° (c = 1.53 in n-Hexan). IR (KBr): 3 060/2 950 (CH), 626 C.R. Noe u. a. : 1 470--1 430, 830 cm l. 1H-NMR (CDC13): 6 = 7.02/6.97/6.89/6.83 (AB; 2 H, 2- H, 3-H), 2.87 (d, J = 4Hz; 1 H, 4-H), 2.16--1.54 (m; 2H, Aliphaten-H), 1.30 (s; 3H, CH3) , 1.214.93 (m; 2H, Aliphaten-H), 0.93 (s; 3H, CH3), 0.73 (s; 3H, CH3). 13C-NMR(CDCI3): 6 = 149.5, 148.9 (2 s; C-7 a, C-3 a), 122.2, 121.3 (2 d; C- 3, C-2), 62.0 (s; C-8), 54.5 (s; C-7), 51.3 (d; C-4), 34.2 (t; C-6), 27.0 (t; C-5), 20.0 (q; CH3) , 19.8 (q; CH3) , 12.7 (q; CH3). C12H168 (192.3). Ber. C74.95 H8.39 S 16.67. Gel. C75.15 H8.53 S 16.84. Herstellung der Thiophenderivate 3 (Allgemeine Arbeitsvorschrift) 1.50 mmol 1 und 1.33 g (3.3 mmol) 2 wurden in 15 ml wasserfreiem Toluol 4 h unter N 2 bei RiickfluB erhitzt. Es wurde zwischen Wasser und PE/E (2/1) verteilt und mit PE/E extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit Natriumhy- drogenkarbonatlSsung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Aus dern Rfick- stand wurde das Produkt 3 durch Siiulenchromatographie (Ki selgel, Eluens: PE) isoliert. 4,5,6, 7- Tetrahydro-4-oxobenzo{b]thiophen-5-essigsiiure (1 b) Zu einer Suspension von 4.0 g (92mmol) 55% Natriumhydrid in Paraffin61 und 16.6 g (184 mmol) Dimethylcarbonat in 60 ml wasserfreiem Benzol wurden bei 60 °C langsam eine LSsung von 7.0 g (46mmol) 6,7-Dihydrobenzo[b]thiophen- 4(5H)-on 8zugetropft. Nach 3 h bei RtickfluBtemp. wurde auf 0 °C gekiihlt und langsam t0 ml Eisessig zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde zwischen 5% Essigs~iure und PE/E (1 : 1) verteilt, die organische Phase abgetrennt und die w~il3rige noch zweirnal mit PE/E extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit Natriumhydrogencarbonatl6sung gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft. Das erhaltene Zwischenprodukt (9.57 g) wurde in 40 ml wasserfreiem DMF gelSst und mit 2.0 g (46 mmol) 55% Natrium- hydrid versetzt. Es wurde 1 h bei 40 °C geriihrt, bei Raumtemp. 7.7 g (46 rnmol) Bromessigs/iureethylester zugetropft und das Reaktionsgemisch 2h auf 70°C gehalten. Das DMF wurde im Vakuum entfernt und der Riickstand zwischen Wasser und PE/E (1:1) verteilt. Die organische Phase wurde gewaschen, getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Riickstand (12.67 g) wurde in 70 ml 70% w~iBrigem Methanol gelSst und bei Siedehitze eine LSsung von 8g Kaliumhydroxid in 40 ml 70% Ethanol langsam zugetropft. Nach 3 h wurde im Vakuum eingeengt, mit 150ml Wasser verdi.innt und mit E gewaschen. Die w/il3rige Phase wurde anges/iuert und mit Dichlormethan extrahiert, die orga- nische Phase getrocknet und eingedampft. Umkristallisieren des Rohproduktes ergab 6.3 g (65%) farblose Kristalle, Schmp. 119--120 °C. IH-NMR (CDC13): c5 = 9.0 (br. s; 1 H, OH), 7.39/7.34 (AB; 1H, 2-H), 7.09/7.02 (AB; 1 H, 3-H), 3.3--1.7 (m; 7H, Aliphaten-H). 13C-NMR (CDCI3): 6 -~ 192.8/177.7 (2s; C-4, COO), 155.3/136.1 (2s; C-7a, C-3a), 124.6/123.3 (2d; C-2, C-3), 43.1 (d; C-5), 34.0/30.1/24.9 (3t; C-6, C-7, C-a). Cl0Hi003S (210.25): Ber. C57.13 H4.79. Gef. C57.33 H4.86. 4,5-Dihydrobenzo[1,2--b : 3,4--b']dithiophen (3 b) Aus 0.30 g (1.43 mmol) 1 b nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurden 153 mg (56%) 3b 9 erhalten. 1H-NMR (CDC13): 6 = 7.07/7.02 (AB; 2H, 2-H, 7-H), 6.91/6.85 (AB; 2H, 3-H, 8-H), 3.0 (s; 4H, CH2--CH2). Herstellung anellierter Thiophene 627 4,5~Dihydronaphtho[1,2--b]thiophen (3 e) Aus 1.00 g (4.90retool) 1e 1° wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 0.40 g (44%) 3 ell erhalten. ~H-NMR (CDC13): 6 = 7.4-7.1 (m; 5H, Aromaten-H), 6.95/6.87 (AB; 1 H, 3-H), 3.0-2.8 (m; 4H, CH2--CH2). 2,3-Dihydro-l-oxo~4~(phenylmethoxy)-lH~inden-2-essigsiiure (1 fl) Hergestellt analog der Vorschrift fiir 1 b. IH-NMR (CDC13): 6 = 11.4 (br. s; 1 H, OH), 7.6-7.0 (m; 8 H, Aromaten-H), 5.12 (s; 2 H, OCHzPh), 3.6--2.2 (m; 5 H, Aliphaten-H). 5~Phenylmethoxy-4H-indenothiophen (3 d) Aus 0.25 g (0.85 retool) 1 d wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 82 mg (34%) 3 d erhalten. 1H-NMR (CDC13): 6 = 7.60--6.75 (m; 10 H, Aromaten-H), 5.20 (s; 2 H, Ph- CH2--O), 3.70 (s; 2H, 4-H). 5 ,6-Dihydro-4 H-cyclopentathiophen (3e) Aus 1.00 g (7.04retool) 1e 12 wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 90rag (10%) 3e I3 erhalten. 1H-NMR (CDC13): 6 = 7.16/7.11 (AB; 1 H, 2-H), 6.80/6.76 (AB; 1 H, 3-H), 3.0--2.2 (m; 6H, Aliphaten-H). 4,5,6,7-Tetrahydrobenzo[bJthiophen (3 f) Aus 2.67 g (17.1 mmol) 1 f14 wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 190rag (8%) 3f I5 erhalten. ~H-NMR (CDC13): 6 = 6.93/6.87 (AB; 1 H, 2-H), 6.65/6.59 (AB; 1 H, 3-H), 2.8--2.4 (m; 4H, 4-CH2, 7-CH2) , 2.0~1.5 (m; 4H, 5-CH2, 6-CH2). 2-Phenylthiophen (6 a) Aus 0.44 g (2.50 retool) 5 a 16 wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift (6 h bei Riickflul3temperatur) 45 mg (11%) 6 a 17 erhalten. IH-NMR (CDC13): 6 = 7.22--6.93 (m; 6 H). 2,2'-Bithiophen (6b) Aus 0.46 g (2.50 mmol) 5 b 18 wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift (8 h bei Rfickflul3temperatur) 45 mg (13 %) 6 b 19 erhalten. IH-NMR (CDC13): c~ = 6.9--7.3 (m; 6 H). 13C-NMR (CDC13): 6 = 137.9 (s), 127.4 (d), 124.0 (d), 123.5 (d). ( I R-endo )-4,7,7- Trimethy# 3-oxobicyclo[ 2.2.1]heptan-2~essig-2,~,~-d3-siiure~d ( Tetradeuterocampheressigsliure) (8) 8 g Zinkstaub und 0.8 g Quecksilber(II)chlorid wurden mit 10 ml Deuterium- oxid und 1 ml einer 20% L6sung von Deuteriumchlorid n Deuteriumoxid ca. 5 rain bei Raumtemp. geriihrt. Die L6sung wurde abdekantiert, 27 ml einer 20% Deuteriumchloridl6sung und 2.4 g D-Campheroxals~iure 72ozugegeben, und bei RiickfluB erhitzt. Nach 30h wurde die Reaktionsl~Ssung mit 3ml einer 20% Deuteriumchlorid-L6sung a es~uert und mit wasserfreiem Dichlormethan vier- 628 C.R. Noe u. a.: naal extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden fiber wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, filtriert und ina Vakuum eingedampft. Ausbeute 1.14 g (50%) 8. Farblose gMstalle, Schmp. 74--79 °C (aus PE/E). IH-NMR (CDC13): ~ = 2.22 (d, J=  3.2Hz; 1H, l-H), 1.90--1.21 (na; 4H, Aliphaten-H), 1.03 (s; 3 H, CH3) , 0.90 (s; 6 H, 2 CU3); die quantitative Auswer- tung des Signals bei 11.3 (s; COOH) zeigte einen Deuterierungsgrad n der Carboxylgruppe yon ca. 85%. C~H~4D40~MS (Hochaufl6sung): Ber. 214.1506. Gel. 214.1496 + 0.0011. Zuna Zinkamalgana-Rfickstand der Aufarbeitmag wurden 40 m120% Salzs/iu- re zugegeben, mit der Deuteriumoxid/Deuteriumchlorid-Phase der Aufarbeimng vereinigt and die L/Ssung mit Dichlonnethan extrahiert, mit wenig verdiinnter Salzsiiure gewaschen, getrocknet und im Vakuum eingedampft. Ausbeute 0.67 g (29%) 8a; laut ~H-NMR Spektruna (11.5, s, 1 H) tiberwiegend trideuterierte Canapheressigsiiure. C12HIsD30~MS (Hochaufl6sung): Bet. 213.1444. Gef. 213.1447 + 0.0011. Umsetzung yon deuterierter Campheressigsiiure 8 mit 2 0.36g (1.68 retool) 8 warden nait 0.8 g (1.98nanaol) 2 nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift (90 nain bei RiickfluBtemp.) unagesetzt und s;,iulenchronaatogra- phisch die Produkte 9 und 10 isoliert. [4R-(4e,7~,7a~)_]-5,6,7,Ta-tetrahydro-7,8,8-trimethyL4,7-methanobenzo [b.]thiophen-3,7a-d~-2(4H)-on (9) Das in obiger Reaktion isolierte Thiolacton stellte haupts~ichlich dasDideu- tero-Analogon yon 4 dar; aus dena Protonenkernresonanzspektruna kon te ein Deuterierungsgrad von 93% Deuteriuna n C-3 sowie 88% an C-7a ernaittelt werden. ~H-NMR (CDC13): (3 = 6.02 (s; 0.07 H, 3-H), 4.73 (s; 0.12H, 7 a-H), 3.03 (d, J=  4Hz; 1 H, 4-H), 2.22--1.14 (m; 4H, Aliphaten-H), 1.01 (s; 6H, 2 CH3), 0.98 (s; 3 H, CH?). I] 4R- ( 4~,7c~ ) ]-4,5,6,7-tetrahydro- 7,8,8-trimeth,vl~4,7-methanobenzo[b Jthiophen~ 2,S-a2 (10) Das aus obiger Reaktion isolierte Thiophen wies einen Deuterierungsgrad yon 65% an C-2 und 90% an C-3 auf, wie aus dena 1H-NMR ermittelt werden konnte. ~H-NMR (CDCls): c5 -- 6.98 (s; 0.35 H, 2-H), 6.87 (s, dabei kleine Signalantei- le 6 = 6.89/6.84); 0.10H, 3-H), 2.89 (d, J=  4Hz; 1 H, 4-H), 2.15-1.60 (na; 2H, Aliphaten-H), 1.30 (s; 3 H, CH~), 1.21--0.93 (m; 2 FI, Aliphaten-H), 0.93 (s; 3 H, CH.~), 0.73 (s; 3H, CH~). Umsetzung yon 1 a mit 2 bei Anwesenheit yon Deuteriumoxid 500 nag (2.38 mnaol) 1 a wurden ait 1.70 g (4.2 nanaol) 2und 200 nag (10 namol) Deuteriumoxid in 10 nal Toluol 4 h bei RiickfluB erhitzt. Diinnschichtchromato- graphische Verfolgung der Reaktion zeigte, dab der Zusatz yon Deuteriunaoxid die Umsetzung zum Thiophenprodukt erheblich verlangsamte und auch die Ausbeute (nach Aufarbeitung analog der allgemeinen Arbeitsvorschrift) verrin- gerte; 100mg (22%) 1tl, Deuterierung an C-2 und C-3 je ca. 65% laut Protonenkernresonanzspektrum. Herstellung anellierter Thiophene 629 Literatur und Anmerkungen 1 a) Pedersen B. S., Scheibye S., Nilsson N. H., Lawesson S.~O., Bull. Soc. Chim. Belg. 87, 223 (1978). b) Scheibye S., Pedersen B. S., Lawesson S.~O., Ibid. 87, 229 (1978). c) Pedersen B. S., Scheibye S., Clausen K., Lawesson S.-O., Ibid. 87, 293 (1978). d) Seheibye S., Kristensen J., Lawesson S.~O., Tetrahedron 35, 1339 (1979). e) Pedersen B. S., Lawesson S.~O., ibid. 35, 2433 (1979). 2 Noe C. R., Knollmiiller M., Wagner E., V6llenkle H., Chem. Ber. 118, 3299 (1985). 3 Auch destillative Isolierung war teilweise m6glich (z. B. ffir 3 a). 4 Die Reaktionen wurden nicht optimiert, die schlechten Ausbeuten wurden haupts~chlich auf die Flfichtigkeit der Substanzen bei der Abtrennung des Toluols zurfickgefiihrt. 5 Gronowitz S., Recent Advances in the Chemistry of Thiophenes. In: Advan. Heterocyclic Chem. (Katritzky A. R., Hrsg.), 1, 1-124. New York, N.Y.: Academic Press. 1963. Hirao I., Yakugaku Zasshi 73, 1023 (1953); Chem. Abstr. 48, 10723. 6 Reaktionsbedingungen: Erhitzen mit P2S 3 im Gemisch mit Sand auf 210-- 260 °C. 7 Noe C. R., Chem. Ber. 115, 1576 (1982). 8 Spitz W., Hammer H., D.B.P. 1.108.208 (U 120) (4. 3. 1959). 9 RieeiA., BalucaniD., Rossi C., Croisy A., Boll, Sci. Fac. Chim, Ind. Bologna 27, 279 (1969). io Severin T., Poehlmann H., Chem. Bet. 111, 1564 (1978). H Clarke K., Gregory D. N., Scrowston R. M., J. Chem. Soc. Perkin Trans. I, 1977, 63. 12 Khorgami M. H., Quart. Bull. Fac. Sci. Teheran Univ. 1971, 19; Chem. Abstr. 75, 63518u. 13 MacDowell D. W. H., Patrick T. B., Frame B. K., Ellison D. L., J. Org. Chem. 32, 1226 (1967). 14 Gula M. J., Spencer T. A., J. Org. Chem. 45, 805 (1980). t5 Cagniant P., Kitsch G., C.R. Hebd. Seances Acad. Sei., Ser. C 281, 35 (1975). 16 Fadnavis N. W., Bagavant G., Indian J, Chem., Sect. B 17B, 518 (1979). 17 Sotoyama T., Hara S., Suzuki A., Bull. Chem. Soc. Jpn. 52, 1865 (1979). 18 Pitarch L., Coronas R., Mallol J., Eur. J. Med. Chem.-Chim. Ther. 9, 644 (1974). 19 Zembayashi M., Tamao K., Yoshida J. L, Kumada M., Tetrahedron Lett. 1977, 4089. 20 Langenbeck W., Triem G., Chem. Ber. 69, 248 (1936). 

Ein einfaches Verfahren zur Herstellung anellierter Thiophene

Crossref

A simple method for the synthesis of fused thiophenes

Universität München: Elektronischen Publikationen

Monatshefte fiir Chemie 117, 621--629 (1986) Monatshefte fiir Chemie Chemical Monthly 
© by Springer-Verlag 1986 
Ein einfaches Verfahren 
zur Herstellung aneilierter Thiophene* 
Christian R. Noe*, Max Knollmiiller und Ernst Wagner 
Institut ffir Organische Chemie, Technisehe Universit~t Wien, A-1060 Wien, 
Osterreich 
(Eingegangen 5. August 1985. Angenommen 4. September 1985) 
A Simple Method for the Synthesis of Fused Thiophenes 
A simple method for the synthesis of fused thiophenes by reaction of ~- 
carboxymethyl substituted cyclic ketones with Lawesson-reagent is described. 
Considerations concerning the reaction mechanism are given. 
(Keywords." Lawesson reagent; Mechanism) 
Einleitung 
Bei Versuchen zur Thiolactonisierung von Campheressigs~ure 1 a mit 
Lawesson-Reagens 21 wurde auger dem gewiinschten Produkt 42 ein 
Nebenprodukt beobachtet, welches als das Thiophenderivat 3 a charakte- 
risiert wurde. Ausgehend von diesem Befund wurde versucht, durch 
Steuerung der Reaktionsbedingungen die Reaktion gfinzlich in Richtung 
der Verbindung 3 a zu lenken. SchlieBlich gelang die Herste!lung von 3 a in 
guter Ausbeute dutch mehrsttindiges Kochen mit 2 Molfiquivalenten 2 in 
Toluol (Schema 1; bei Einsatz von einem Mol~iquivalent 2 oder weniger 
war 4 das Hauptprodukt). Weder der Methylester von 1 a als Substrat, 
noch Phosphorpentasulfid als Reagens ffihrten unter vergleichbaren 
Reaktionsbedingungen zu 3 a. 
Dieses Ergebnis erschien uns vor allem vom prfiparativen Aspekt 
bemerkenswert, da Thiophenanellierungen in der Regel zu Produkten 
fiihren, welche im Thiophenteil substituiert sind, wfihrend im vorliegen- 
den Fall sowohl die c~- als auch die fl-Position des Thiophenringes 
unsubstituiert war. Weiters handelte es sich um eine prfiparativ wenig 
aufwendige Einstufensynthese aus einem leicht zug~inglichen Edukttyp. 
* Herrn Profi Dr. Hans Suschitzky gewidmet. 
622 C.R. Noe u. a.: 
Schema 1 
~COOH / o\ 
1 Aqul"v/ ~ S S ISI \ 2Aquiv. 
'qeO P~ ~P O],,le 
z~ 3a 
Ergebnisse und Diskussion 
Aus diesen Griinden wurde untersucht, ob das Verfahren verallgemei- 
nerbar ist: dazu wurden die in der Tabelle 1 angefiihrten cyclischen 
Ketone I hergestellt und mit 2 in Toluol unter Riickflug erhitzt. In allen 
untersuchten F~illen wurde die gewiinschte Verbindung 3 erhalten. Die 
Isolierung der Produkte erfolgte in der Regel unter Verwendung einer 
kurzen Chromatographie-S~iule 3. Obwohl die Reaktionsbedingungen 
nicht optimiert wurden, waren die Ausbeuten an 3 zum Tell recht gut. 
W~ihrend Thiophenanellierungen durch Umsetzungen yon Verbindungen 
vom Typ 1 mit Phosphorsulfiden nicht bekannt sind, ist die reduktive Cyclisierung 
yon 7-Oxocarbons~iuren ein altbekanntes Verfahren zur Herstellung nicht anellier- 
ter ThiopheneS; es kommen jedoch wesentlich drastischere Reaktionsbedingun- 
gen zur Anwendung als im hier beschriebenen Verfahren 6. 
Cyclisierungsversuche mit den Verbindungen 5 ergaben, dab auch 
nicht anellierte Thiophene 6 beim Umsatz mit 2 in Toluol unter 
vergleichbar milden Bedingungen erhalten werden k6nnen (Tab. 2). 
SchlieBlich war die Reaktion auch vom mechanistischen Aspekt her 
bemerkenswert, vor allem, da es ja offenbar zu einer reduktiven Entfer- 
nung einer Sauerstoff-Funktion aus dem Thiophenring kommt. 
Aus diesem Grunde wurden Untersuchungen angestellt, um Hinweise 
auf den Reaktionsmechanismus zu bekommen. Abgesehen yon der Rolle 
des Lawesson-Reagens als Reduktionsmittel wurde dabei auch das 
eventuelle Vorliegen einer intramolekularen Hydridverschiebung an 
einem intermediiir gebildeten Zwischenprodukt oder eine Wasserstoff- 
Herstellung anellierter Thiophene 
Tabelle 1. Cyclisierung yon Ketosiiuren 1 zu Thiophenen 3 
623 
1 3 Ausbeufe 
= = 
[OOH 
0 
61% 
OH 56% 
0 ~ ° ~  
~h ]h 
0" 0" 
+ 0H % 34% 
••000H [ ~  10%4) 
[ ~ 0  OH [ ~  8 %4) 
iibertragung aus L6sungsmittel-Molekfilen (Toluol) fiir m6glich gehalten. 
So wurde die Verbindung 7 in einer Clemmensen-Redukt ion unter 
Verwendung deuterierter Salzs/iure zur Verbindung 8 reduziert, welche an 
s/imtlichen ftir eine intramolekulare Wasserstoffiibertragung relevanten 
Positionen mit Deuterium substituiert ist. Diese Verbindung wurde den 
Reaktionsbedingungen der Thiophenanellierung unterworfen und die 
Produkte 9 und 10 isoliert (Schema 2). 
624 C. R. Noe u.a.: 
Tabelle 2. Cyclisierung von Ketosiiuren 5 zu Thiophenen 6 
5 6 Ausbeufe 
= = 
O.p&. 
o 
11% 
0 
13% 
Schema 2 
°"  
. 
II ¢S.  
9 C-3: 93%D 10 C-2: 65%D 
= C-7Q: 8 8 % D  = E-B: 90%D 
Tatsgchlich wurden in den kernresonanzspektroskopischen Untersu- 
chungen beim Thiolacton 9 an der C-3 bzw. C-7 a-Position 93% bzw. 88% 
Deuterium und beim Thiophen 10 an den Kohlenstoffen C-2 bzw. C-3 
65% bzw. 90% Deuterium gefunden. Damit  konnte also eine Obertra-  
gung von Deuterium aus dem Edukt in die Produktmolekiile nachgewie- 
sen und eine Hydridtibertragung aus dem L6sungsmittel ausgeschlossen 
werden. 
Die entscheidende a-Position (C-2) des Thiophens war wohl mit  
Deuterium substituiert - -  wie es im Falle einer intramolekularen Hydrid- 
Herstellung anellierter Thiophene 625 
verschiebung erwartet werden mufSte - - ,  wegen der unvollstiindigen 
Deuterierung am Kohlenstoff  C-2 von 10 schied jedoch ein streng 
intramolekularer Mechanismus aus (ffir die Umsetzung zu 9 kann 
hingegen eine direkte intramolekulare Wasserstoffiibertragung nicht 
ausgeschlossen werden). 
Die Unvollst/indigkeit der Deuterierung an C-2 von 10 wurde auf 
m6glicherweise fiber das Lawesson-Reagens eingeschleppte Feuchtigkeit 
zurfickgeffihrt. Zur Unterstfitzung dieser Annahme wurden in einem 
weiteren Experiment vier ~quivalente Deuteriumoxid bei der Umsetzung 
von nichtdeuterierter S~iure 1 a mit 2 zugesetzt. Tatsfichlich erfolgte ein 
Einbau von Deuteriumatomen. Im isolierten Thiophen 10 wurden an den 
Kohlenstoffen C-2 und C-3 jeweils ungef~ihr 66% Deuterium gefunden, 
was einer statistischen Verteilung entspricht (Verhiiltnis Mol~iquivalente 
Wasser aus Edukt: beigemischtem Deuteriumoxid 1 : 2). 
Die Ergebnisse der Untersuchungen fiber den Mechanismus der 
Thiophenanellierung beweisen eine Teilnahme yon Deuteriumoxid bzw. 
Wasser, welches bei der Thiolactonisierung abgespalten wird. Auf Grund 
des Experiments mit der D20-Zumischung kann festgelegt werden, dab 
der eigentliche Reduktionsmechanismus im wesentlichen fiber ein mit 
Wasser bzw. Deuteriumoxid modifiziertes Lawesson-Reagens als Reduk- 
tionsmittel verl~iuft. 
Experimenteller Teil 
Schmelzpunkte nach Kofler, nicht korrigiert. Elementaranalysen: S/imtliche 
Elementaranalysen wurden im Mikroanalytischen Laboratorium am Institut f/Jr 
Physikalische Chemie der Universit~it Wien unter Leitung von Dr. J. Zak 
angefertigt. Massenspektren: Massenspektrometer Finnigan 8200; Datensystem 
Finnigan 8230; Ionisationsenergie 70 eV, Beschleunigungsspannung 3 kV, Katho- 
denemissionsstrom 1 mA; Hochaufl6sung: Aufl6sung 7000. S~imtliche Massen- 
spektren wurden am Institut fiir Allgemeine Chemie der Technischen Universit~it 
Wien in der Abteilung Dr. J. Varmuza von Ing. J. Dolezal angefertigt. 90-MHz- 
1H-NMR-Spektren und 22.5-MHz-13C-NMR-Spektren: Jeol FX90Q; Chemi- 
sche Verschiebung in ppm bezogen auf TMS als interner Standard. IR-Spektren: 
Perkin-Elmer IR 377. Polarimetrie: Perkin-Elmer 241; Messungen in 10cm- 
Mikrozelle. Dfinnschichtchromatographie (DC): Kieselgel 60 F254, Schichtdicke 
0.2 mm (Merck). S~iulenchromatographie (SC): Kieselgel 60, Korngr613e 0.040-- 
0.063 mm (Merck). 
Abkiirzungen: E = Ether, PE = Petrolether. 
[ 4 R- (4 ~, 7@ ]-4,5,6, 7~ Tetrahydro- 7,8,8-trimethyl-4, 7-methanobenzo[ b ]thiophen 
(3a) 
0.53 g (2.50 mmol) 1 a 7 und 2.02 g (5.00 mmol) Lawesson-Reagens 2 wurden in 
15 ml wasserfreiem Toluol 20 hunter N 2 bei Rfickflul3 erhitzt. Es wurde zwischen 
PE/E (1 : 1) und wfiBriger Natriumhydrogenkarbonatl6sung verteilt, mit PE/E 
extrahiert, gewaschen, getrocknet und eingedampft. Destillation des Rohprodukts 
bei 120 °C/2 Torr (Luftbad) ergab 0.294 g (61%) 3 a. Farbloses 01, Sdp. 70 °C/0.01 
Torr (Luftbad). [~]~ = + 59 ° (c = 1.53 in n-Hexan). IR (KBr): 3 060/2 950 (CH), 
626 C.R.  Noe u. a. : 
1 470--1 430, 830 cm l. 1H-NMR (CDC13): 6 = 7.02/6.97/6.89/6.83 (AB; 2 H, 2- 
H, 3-H), 2.87 (d, J = 4Hz; 1 H, 4-H), 2.16--1.54 (m; 2H, Aliphaten-H), 1.30 (s; 
3H, CH3) , 1 .214 .93  (m; 2H, Aliphaten-H), 0.93 (s; 3H, CH3), 0.73 (s; 3H, 
CH3). 13C-NMR(CDCI3): 6 = 149.5, 148.9 (2 s; C-7 a, C-3 a), 122.2, 121.3 (2 d; C- 
3, C-2), 62.0 (s; C-8), 54.5 (s; C-7), 51.3 (d; C-4), 34.2 (t; C-6), 27.0 (t; C-5), 20.0 (q; 
CH3) , 19.8 (q; CH3) , 12.7 (q; CH3). 
C12H168 (192.3). Ber. C74.95 H8.39 S 16.67. 
Gel. C75.15 H8.53 S 16.84. 
Herstellung der Thiophenderivate 3 (Allgemeine Arbeitsvorschrift) 
1.50 mmol 1 und 1.33 g (3.3 mmol) 2 wurden in 15 ml wasserfreiem Toluol 4 h 
unter N 2 bei RiickfluB erhitzt. Es wurde zwischen Wasser und PE/E (2/1) verteilt 
und mit PE/E extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit Natriumhy- 
drogenkarbonatlSsung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Aus dern Rfick- 
stand wurde das Produkt 3 durch Siiulenchromatographie (Kieselgel, Eluens: PE) 
isoliert. 
4,5,6, 7- Tetrahydro-4-oxobenzo{b]thiophen-5-essigsiiure (1 b) 
Zu einer Suspension von 4.0 g (92mmol) 55% Natriumhydrid in Paraffin61 
und 16.6 g (184 mmol) Dimethylcarbonat in 60 ml wasserfreiem Benzol wurden bei 
60 °C langsam eine LSsung von 7.0 g (46mmol) 6,7-Dihydrobenzo[b]thiophen- 
4(5H)-on 8 zugetropft. Nach 3 h bei RtickfluBtemp. wurde auf 0 °C gekiihlt und 
langsam t0 ml Eisessig zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde zwischen 5% 
Essigs~iure und PE/E (1 : 1) verteilt, die organische Phase abgetrennt und die 
w~il3rige noch zweirnal mit PE/E extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen 
wurden mit Natriumhydrogencarbonatl6sung gewaschen, mit Natriumsulfat 
getrocknet und im Vakuum eingedampft. Das erhaltene Zwischenprodukt (9.57 g) 
wurde in 40 ml wasserfreiem DMF gelSst und mit 2.0 g (46 mmol) 55% Natrium- 
hydrid versetzt. Es wurde 1 h bei 40 °C geriihrt, bei Raumtemp. 7.7 g (46 rnmol) 
Bromessigs/iureethylester zugetropft und das Reaktionsgemisch 2h auf 70°C 
gehalten. Das DMF wurde im Vakuum entfernt und der Riickstand zwischen 
Wasser und PE/E (1:1) verteilt. Die organische Phase wurde gewaschen, 
getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Riickstand (12.67 g) wurde in 70 ml 
70% w~iBrigem Methanol gelSst und bei Siedehitze eine LSsung von 8g 
Kaliumhydroxid in 40 ml 70% Ethanol langsam zugetropft. Nach 3 h wurde im 
Vakuum eingeengt, mit 150ml Wasser verdi.innt und mit E gewaschen. Die 
w/il3rige Phase wurde anges/iuert und mit Dichlormethan extrahiert, die orga- 
nische Phase getrocknet und eingedampft. Umkristallisieren des Rohproduktes 
ergab 6.3 g (65%) farblose Kristalle, Schmp. 119--120 °C. 
IH-NMR (CDC13): c5 = 9.0 (br. s; 1 H, OH), 7.39/7.34 (AB; 1H, 2-H), 
7.09/7.02 (AB; 1 H, 3-H), 3.3--1.7 (m; 7H, Aliphaten-H). 13C-NMR (CDCI3): 
6 -~ 192.8/177.7 (2s; C-4, COO), 155.3/136.1 (2s; C-7a, C-3a), 124.6/123.3 (2d; C-2, 
C-3), 43.1 (d; C-5), 34.0/30.1/24.9 (3t; C-6, C-7, C-a). 
Cl0Hi003S (210.25): Ber. C57.13 H4.79. Gef. C57.33 H4.86. 
4,5-Dihydrobenzo[1,2--b : 3,4--b']dithiophen (3 b) 
Aus 0.30 g (1.43 mmol) 1 b nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift wurden 
153 mg (56%) 3b 9 erhalten. 
1H-NMR (CDC13): 6 = 7.07/7.02 (AB; 2H, 2-H, 7-H), 6.91/6.85 (AB; 2H, 
3-H, 8-H), 3.0 (s; 4H, CH2--CH2). 
Herstellung anellierter Thiophene 627 
4,5~Dihydronaphtho[1,2--b]thiophen (3 e) 
Aus 1.00 g (4.90retool) 1 e 1° wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 
0.40 g (44%) 3 ell erhalten. 
~H-NMR (CDC13): 6 = 7.4-7.1 (m; 5H, Aromaten-H), 6.95/6.87 (AB; 1 H, 
3-H), 3.0-2.8 (m; 4H, CH2--CH2). 
2,3-Dihydro-l-oxo~4~(phenylmethoxy)-lH~inden-2-essigsiiure (1 fl) 
Hergestellt analog der Vorschrift fiir 1 b. 
IH-NMR (CDC13): 6 = 11.4 (br. s; 1 H, OH), 7.6-7.0 (m; 8 H, Aromaten-H), 
5.12 (s; 2 H, OCHzPh), 3.6--2.2 (m; 5 H, Aliphaten-H). 
5~Phenylmethoxy-4H-indenothiophen (3 d) 
Aus 0.25 g (0.85 retool) 1 d wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 
82 mg (34%) 3 d erhalten. 
1H-NMR (CDC13): 6 = 7.60--6.75 (m; 10 H, Aromaten-H), 5.20 (s; 2 H, Ph- 
CH2--O), 3.70 (s; 2H, 4-H). 
5 ,6-Dihydro-4 H-cyclopentathiophen (3e) 
Aus 1.00 g (7.04retool) 1 e 12 wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 
90rag (10%) 3e I3 erhalten. 
1H-NMR (CDC13): 6 = 7.16/7.11 (AB; 1 H, 2-H), 6.80/6.76 (AB; 1 H, 3-H), 
3.0--2.2 (m; 6H, Aliphaten-H). 
4,5,6,7-Tetrahydrobenzo[bJthiophen (3 f) 
Aus 2.67 g (17.1 mmol) 1 f14 wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 
190rag (8%) 3f  I5 erhalten. 
~H-NMR (CDC13): 6 = 6.93/6.87 (AB; 1 H, 2-H), 6.65/6.59 (AB; 1 H, 3-H), 
2.8--2.4 (m; 4H, 4-CH2, 7-CH2) , 2.0~1.5 (m; 4H, 5-CH2, 6-CH2). 
2-Phenylthiophen (6 a) 
Aus 0.44 g (2.50 retool) 5 a 16 wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 
(6 h bei Riickflul3temperatur) 45 mg (11%) 6 a 17 erhalten. 
IH-NMR (CDC13): 6 = 7.22--6.93 (m; 6 H). 
2,2'-Bithiophen (6 b) 
Aus 0.46 g (2.50 mmol) 5 b 18 wurden nach der allgemeinen Arbeitsvorschrift 
(8 h bei Rfickflul3temperatur) 45 mg (13 %) 6 b 19 erhalten. 
IH-NMR (CDC13): c~ = 6.9--7.3 (m; 6 H). 13C-NMR (CDC13): 6 = 137.9 (s), 
127.4 (d), 124.0 (d), 123.5 (d). 
( I R-endo )-4,7,7- Trimethy# 3-oxobicyclo[ 2.2.1]heptan-2~essig-2,~,~-d3-siiure~d 
( Tetradeuterocampheressigsliure) (8) 
8 g Zinkstaub und 0.8 g Quecksilber(II)chlorid wurden mit 10 ml Deuterium- 
oxid und 1 ml einer 20% L6sung von Deuteriumchlorid in Deuteriumoxid ca. 
5 rain bei Raumtemp. geriihrt. Die L6sung wurde abdekantiert, 27 ml einer 20% 
Deuteriumchloridl6sung und 2.4 g D-Campheroxals~iure 72o zugegeben, und bei 
RiickfluB erhitzt. Nach 30h wurde die Reaktionsl~Ssung mit 3ml einer 20% 
Deuteriumchlorid-L6sung anges~uert und mit wasserfreiem Dichlormethan vier- 
628 C.R.  Noe u. a.: 
naal extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden fiber wasserfreiem 
Natriumsulfat getrocknet, filtriert und ina Vakuum eingedampft. Ausbeute 1.14 g 
(50%) 8. Farblose gMstalle, Schmp. 74--79 °C (aus PE/E). 
IH-NMR (CDC13): ~ = 2.22 (d, J =  3.2Hz; 1H, l-H), 1.90--1.21 (na; 4H, 
Aliphaten-H), 1.03 (s; 3 H, CH3) , 0.90 (s; 6 H, 2 CU3); die quantitative Auswer- 
tung des Signals bei 11.3 (s; COOH) zeigte einen Deuterierungsgrad an der 
Carboxylgruppe yon ca. 85%. 
C~H~4D40~MS (Hochaufl6sung): Ber. 214.1506. Gel. 214.1496 + 0.0011. 
Zuna Zinkamalgana-Rfickstand der Aufarbeitmag wurden 40 m120% Salzs/iu- 
re zugegeben, mit der Deuteriumoxid/Deuteriumchlorid-Phase der Aufarbeimng 
vereinigt and die L/Ssung mit Dichlonnethan extrahiert, mit wenig verdiinnter 
Salzsiiure gewaschen, getrocknet und im Vakuum eingedampft. Ausbeute 0.67 g 
(29%) 8a; laut ~H-NMR Spektruna (11.5, s, 1 H) tiberwiegend trideuterierte 
Canapheressigsiiure. 
C12HIsD30~MS (Hochaufl6sung): Bet. 213.1444. Gef. 213.1447 + 0.0011. 
Umsetzung yon deuterierter Campheressigsiiure 8 mit 2 
0.36g (1.68 retool) 8 warden nait 0.8 g (1.98nanaol) 2 nach der allgemeinen 
Arbeitsvorschrift (90 nain bei RiickfluBtemp.) unagesetzt und s;,iulenchronaatogra- 
phisch die Produkte 9 und 10 isoliert. 
[4R-(4e,7~,7a~)_]-5,6,7,Ta-tetrahydro-7,8,8-trimethyL4,7-methanobenzo 
[b.]thiophen-3,7a-d~-2(4H)-on (9) 
Das in obiger Reaktion isolierte Thiolacton stellte haupts~ichlich das Dideu- 
tero-Analogon yon 4 dar; aus dena Protonenkernresonanzspektruna konnte ein 
Deuterierungsgrad von 93% Deuteriuna an C-3 sowie 88% an C-7a ernaittelt 
werden. 
~H-NMR (CDC13): (3 = 6.02 (s; 0.07 H, 3-H), 4.73 (s; 0.12H, 7 a-H), 3.03 (d, 
J =  4Hz; 1 H, 4-H), 2.22--1.14 (m; 4H, Aliphaten-H), 1.01 (s; 6H, 2 CH3), 0.98 
(s; 3 H, CH?). 
I] 4R- ( 4~,7c~ ) ]-4,5,6,7-tetrahydro- 7,8,8-trimeth,vl~4,7-methanobenzo[b Jthiophen~ 
2,S-a2 (10) 
Das aus obiger Reaktion isolierte Thiophen wies einen Deuterierungsgrad yon 
65% an C-2 und 90% an C-3 auf, wie aus dena 1H-NMR ermittelt werden konnte. 
~H-NMR (CDCls): c5 -- 6.98 (s; 0.35 H, 2-H), 6.87 (s, dabei kleine Signalantei- 
le 6 = 6.89/6.84); 0.10H, 3-H), 2.89 (d, J =  4Hz; 1 H, 4-H), 2.15-1.60 (na; 2H, 
Aliphaten-H), 1.30 (s; 3 H, CH~), 1.21--0.93 (m; 2 FI, Aliphaten-H), 0.93 (s; 3 H, 
CH.~), 0.73 (s; 3H, CH~). 
Umsetzung yon 1 a mit 2 bei Anwesenheit yon Deuteriumoxid 
500 nag (2.38 mnaol) 1 a wurden nait 1.70 g (4.2 nanaol) 2 und 200 nag (10 namol) 
Deuteriumoxid in 10 nal Toluol 4 h bei RiickfluB erhitzt. Diinnschichtchromato- 
graphische Verfolgung der Reaktion zeigte, dab der Zusatz yon Deuteriunaoxid 
die Umsetzung zum Thiophenprodukt erheblich verlangsamte und auch die 
Ausbeute (nach Aufarbeitung analog der allgemeinen Arbeitsvorschrift) verrin- 
gerte; 100mg (22%) 1tl, Deuterierung an C-2 und C-3 je ca. 65% laut 
Protonenkernresonanzspektrum. 
Herstellung anellierter Thiophene 629 
Literatur und Anmerkungen 
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229 (1978). c) Pedersen B. S., Scheibye S., Clausen K., Lawesson S.-O., Ibid. 87, 
293 (1978). d) Seheibye S., Kristensen J., Lawesson S.~O., Tetrahedron 35, 1339 
(1979). e) Pedersen B. S., Lawesson S.~O., ibid. 35, 2433 (1979). 
2 Noe C. R., Knollmiiller M., Wagner E., V6llenkle H., Chem. Ber. 118, 3299 
(1985). 
3 Auch destillative Isolierung war teilweise m6glich (z. B. ffir 3 a). 
4 Die Reaktionen wurden nicht optimiert, die schlechten Ausbeuten wurden 
haupts~chlich auf die Flfichtigkeit der Substanzen bei der Abtrennung des 
Toluols zurfickgefiihrt. 
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http://epub.ub.uni-muenchen.de/4025/1/003.pdf

Ein einfaches Verfahren zur Herstellung anellierter Thiophene

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