Chinon-katalysierte Photooxygenierung und BRØNSTED-Säure-vermittelte Prenylierung von Indol- und Tetrahydrocarbazol-Derivaten

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit konnten neue katalytische Methoden an 2,3 disubstituierten In-dolen und Tetrahydrocarbazolen erfolgreich entwickelt werden. Zunächst wurde eine Anthrachinon-katalysierte Photooxygenierung von Indolalkaloiden ausgehend von Reserpin zur Darstellung ungewöhnlicher Spiro-[(1,3)oxazinan-3,6‘-oxindole] untersucht. Hierbei konnte selektiv Dioxyreserpin in guten Ausbeuten erhalten und die neue Methode auf weitere Indolalkaloide angewendet werden. Zusätzlich wurden durch mechanistische Untersuchungen neue Informationen zu der ungewöhnlichen photooxidativen Umlagerung gewonnen. Weiterhin wurde Dioxyreserpin funktionalisiert und sowohl Trioxyreserpin als auch cis-Decahydroisochinolin als enantiomerenreine Verbin-dung synthetisiert. In einem weiteren Teil der Dissertation wurden Varianten zur photochemischen Darstellung oxidierter Indole durchgeführt. Dabei konnten Isatine, Ketoamine und Chinolin-4-one in variablen Ausbeuten erhalten werden. Darüber hinaus konnte eine neue Methode der Tandem-Photooxygenierung an Hexahydrocyclohepta[b]indolen ausgearbeitet und die im basischen Milieu erhaltenen Azepino-Indol-Produkte in moderaten bis guten Ausbeuten isoliert werden. Des Weiteren wurde eine lineare BRØNSTED-Säure-vermittelte Prenylierung an 2,3 disubstituierten Indolen entwickelt. Hierbei konnte ein neues quartäres Kohlenstoff-zentrum mittels Dearomatisierung in C3-Position erhalten werden. Durch mechanistische Untersuchungen konnte eine direkte Prenylierung über ein Allylkation als wahrscheinlich angenommen werden. Weiterhin wurde die Methode an einer Reihe von Beispielen erfolg-reich untersucht. Zusätzlich wurden Varianten der weiteren Funktionalisierung ausgearbei-tet. Mittels GRIGNARD-Reaktionen an den erhaltenen Iminen konnte ein weiteres quartäres Kohlenstoffzentrum in C2-Position erhalten werden. Darüber hinaus wurden de-aza-homo-Flustramine durch eine Reduktion unter Standardbedingungen oder eine reduktive Aminie-rung erhalten. Hierbei wurden in allen Fällen ausschließlich cis-konfigurierte Verbindungen isoliert. Abschließend konnten in Untersuchungen zur antibiotischen Aktivität mehrere Verbindungen als schwach aktiv gegen den grampositiven Bacillus subtilis identifiziert werden.

Within the scope of this work novel catalytic methods for 2,3-disubstituted indoles and tetrahydrocarbazoles were successfully developed. Initially, an anthraquinone catalytic photooxygenation of indole alkaloids, for the preparation of unusual spiro-[(1,3)oxazinan-3,6’-oxindoles], starting from reserpine was described. In which, dioxyreserpine was selectively obtained in good yields. Then, the new method was applied to further indole alkaloids. In addition, mechanistic investigations provided insight to the unusual photooxidative rearrangement. Subsequent fuctionalization of dioxyreserpine afforded trioxyreserpine and cis-decahydroisoquinoline, a new enantiopure synthetic building block. Alongside this, photochemical variants for the synthesis of oxidized indoles were developed. Consequently, isatines, ketoamines and quinoline-4-ones were obtained in variable yields. Furthermore, a novel tandem-photooxygenation method of hexahydrocyclohepta[b]indoles was developed, with the azepino-indole-products obtained in moderate to good yields under basic conditions. Moreover, a linear BRØNSTED-acid-mediated prenylation of 2,3-disubstituted indoles was developed. In which, an additional quaternary carbon center was introduced at the C3-position via dearomatization. Mechanistic analysis supported a direct prenylation with an allylic cation. Further, the method was successfully investigated and applied to a series of substrates. In addition, various methods for subsequent functionalization were conducted. For example, GRIGNARD-reactions were performed on given imines to introduce an additional quaternary carbon center at the C2-position. Furthermore, de-aza-homo-flustramines were obtained by a reduction under standard conditions or by a reductive amination. Here, in all cases cis-fused products were isolated. Finally, in assays on their potential as antibiotics various compounds were identified as weakly active against grampositive Bacillus subtilis.