Αντιδράσεις ιωδο υλιδίου μαλονικού διμεθυλεστέρα

Abstract

Iodonium ylide of dimethyl malonate 79 is a compound of hypervalent iodine compounds with interesting reactivity. It is a compound equivalent to diazomalonate dimethyl ester but lacks any of its disadvantages like volatility and toxicity. The reactions of iodonium ylide of dimethyl malonate 79 with alkenes 172 led to cycloaddition products to the double bond. In addition, the reactions between the iodonium ylide of dimethyl malonate 79 and alkenes cis-172η and trans-172θ did not lead to the same product mixture, which supports the fact that the reaction mechanism proceeds through the formation of carbene (or carbenoid). On the contrary, the reactions of iodonium ylide of dimethyl malonate 79 with the arylthioethylenes 174α and 174β, did not lead to the cycloaddition products but the sulfonium ylides 175α and 175β. The reactions of iodonium ylide of dimethyl malonate 79 with dienes 176 led also to cycloaddition products. However in some cases such as 1,5-cyclooctadiene 176θ and endo-dicyclopentadiene 176ια the C-H insertion products were isolated. For the reactions of iodonium ylide of dimethyl malonate 79 with alkynes 178, the products that were isolated were the cycloaddition products with the exception of phenylacetylene 178β which gave a mixture of the cycloadduct 179β and the fouran derivative 180 β. The reactions of iodonium ylide of dimethyl malonate 79 with nitriles 181 led to the formation of oxazoles 182.The reactions of iodonium ylide of dimethyl malonate 79 with N-substituted pyrroles 183 led to the formation of α-C-H insertion products 184. The products that were isolated were only the ones where the insertion happens in the α-position of pyrrole and not in the β-position of the pyrrole. The reaction of iodonium ylide of dimethyl malonate 79 with the pyrrolyl adduct 183γ could lead to the product 184γ, which is the skeleton of widely known anti-inflammatory drugs such as Tolmetin, Amtolmetin Guacil and Ketorolac. Finally, the hydrolysis of some cycloaddition products that were isolated, led to selective hydrolysis of one of the ester units. The monohydrolysed products were used in the addition of BOC-unit so as to produce the corresponding amino cyclopropanic acid.

Το ιωδο υλίδιο του μαλονικού διμεθυλεστέρα 79 είναι μια ένωση του υπερσθενούς ιωδίου με συνθετικό ενδιαφέρον. Είναι αντίστοιχη ένωση με το διαζωμαλονικό διμεθυλεστέρα αλλά δεν έχει τα μειονεκτήματα του όπως εκρηκτικότητα και τοξικότητα. Οι αντιδράσεις του ιωδο υλιδίου 79 με αλκένια 172 οδήγησαν σε προϊόντα κυκλοπροσθήκης στι διπλό δεσμό και επιπλέον για τις περίπτωσεις των αντιδράσεων του ιωδο υλιδίου 79 με τα αλκένια cis-172η και trans-172θ δεν λήφθηκε το ίδιο μίγμα προϊόντων, πράγμα που συνηγορεί στο γεγονός ότι ο μηχανισμός της αντίδρασης προχωράει μέσω του σχηματισμού καρβενίου (ή καρβενοειδούς). Αντίθετα οι αντιδράσεις του ιωδο υλιδίου 79 με τα αρυλοθειοαιθυλένια 174α και 174β δεν οδηγούν σε προϊόντα κυκλοπροσθήκης αλλά στα αντίστοιχα υλίδια του θείου 175α και 175β. Οι αντιδράσεις του ιωδο υλιδίου 79 με τα διένια 176 οδήγησαν και αυτές σε προϊόντα κυκλοπροσθήκης ενώ σε κάποιες περιπτώσεις όπως το 1,5-κυκλοοκταδιένιο 176θ και το endo-δικυκλοπενταδιένιο 176ια απομονώθηκαν και τα αντίστοιχα προϊόντα C-H παρεμβολής. Στις αντιδράσεις του ιωδο υλιδίου 79 με αλκίνια 178 τα προϊόντα που απομονώθηκαν είναι επίσης τα προϊόντα κυκλοπροσθήκης στον τριπλό δεσμό με εξαίρεση την αντίδραση του ιωδο υλιδίου 79 με το φαινυλοακετυλένιο 178β όπου εκτός από το προϊόν κυκλοπροσθήκης 179β απομονώθηκε και το φουρανικό παράγωγο 180β. Οι αντιδράσεις του ιωδο υλιδίου 79 με τα νιτρίλια 181 οδηγούν στην παραγωγή οξαζολίων 182. Οι αντιδράσεις του ιωδο υλιδίου 79 με Ν-υποκατεστημένα πυρρόλια 183 οδηγούν στη παρασκευή των προϊόντων α-C-H παρεμβολής 184. Απομονώνονται μόνο τα προϊόντα παρεμβολής στην α-θέση και όχι αυτά στη β-θέση. Μέσω της αντίδρασης του ιωδο υλιδίου 79 με το πυρρολικό παράγωγο 183γ μπορούμε να οδηγηθούμε στο προϊόν 184γ που αποτελεί το σκελετό γνωστών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων, όπως τα Tolmetin, Amtolmetin Guacil και Ketorolac. Τέλος, η υδρόλυση κάποιων από τα κυκλοπροπανικά παράγωγα που απομονώσαμε οδηγεί στην εκλεκτική υδρόλυση της μιας εστερικής ομάδας. Τα μονοϋδρολυμένα αυτά προϊόντα χρησιμοποιήθηκαν για την εισαγωγή της BOC-ομάδας έτσι ώστε να καταλήξουμε στο αντίστοιχο άμινο κυκλοπροπανικό οξύ.