diese Methode war es möglich, das acylierte H-Chelat149in das alkylierte H-Chelat 158zu überführen (Ausbeute: 33%) (Abbildung 5.8).
Die Verfolgung des Reaktionsverlaufs erfolgt auch bei dieser Umsetzung am besten spetroskopisch, da sich das Absorptionsspektrum des acylierten H-Chelats deutlich vom dem des alkylierten H-Chelats unterscheidet (Abbildung 5.9).
Das abgebildete Spektrum des N-alkylierten H-Chelats158gleicht erwartungsgemäß dem der unsubstituierten Amino-Verbindung.
5.7 Die acylierten H-Chelate
Die UV/Vis-Absorptions- und Fluoreszenzspektren wurden – wenn nicht anders an-gegeben – in DCM aufgenommen. Um die duale Fluoreszenz zu beobachten, wurden zur Protonierung der H-Chelate jeweils 5µl TFA zu 2,5 ml einer 1−3∗10−5molaren Lösung in die Küvette gegeben (die entsprechenden Spektren tragen in der Legende die Kennzeichnung „TFA“), die Darstellung erfolgt in Wellenzahlen (vgl. Abschnitt Abkürzungsverzeichnis & Begriffsdefinitionen, Seite xi).
5.7.1 3-(Benzothiazol-2-yl)-6,7-(dimethoxy)chinolin-2-pivaloylamin 149
N N S
N O
O H
O
12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000 40000 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5 Acylierung bzw. Alkylierung der 2-Aminogruppe
5.7.2 3-(Benzothiazol-2-yl)-6-octyloxy-7-(methoxy)chinolin-2-pivaloylamin 150
N
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5.7.3 3-(Benzothiazol-2-yl)-6,7-(dioctyloxy)chinolin-2-pivaloylamin 151
N
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5.7 Die acylierten H-Chelate 5.7.4 3-[6-(tert.butyl)benzothiazol-2-yl]-6,7-(dioctyloxy)chinolin-2-pivaloylamin 152
5.7.5 3-[6-(Methoxy)benzothiazol-2-yl]-6,7-(dimethoxy)chinolin-2-pivaloylamin 153
N N S
N O
O H
O O
12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000 40000 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5 Acylierung bzw. Alkylierung der 2-Aminogruppe
5.7.6 3-(Benzoxazol-2-yl)-6,7-(dimethoxy)chinolin-2-pivaloylamin 154
N
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5.7.7 3-(Benzothiazol-2-yl)-6-(methoxy)chinolin-2-pivaloylamin 155
N
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5.7 Die acylierten H-Chelate 5.7.8 3-(Benzothiazol-2-yl)-8-(methoxy)chinolin-2-pivaloylamin 156
N
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5.7.9 3-(Benzothiazol-2-yl)-6-(acetamino)chinolin-2-pivaloylamin 157
N
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5 Acylierung bzw. Alkylierung der 2-Aminogruppe
5.7.10 3-(Benzothiazol-2-yl)-6,7-(dimethoxy)chinolin-2-neopentylamin 158
N
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5.7.11 3-(Benzothiazol-2-yl)chinolin-2-pivaloylamin 159
N
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5.7 Die acylierten H-Chelate 5.7.12 3-(Benzothiazol-2-yl)chinolin-2-neopentylamin 160
N N S
NH
12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000 34000 36000 38000 40000 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4
300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800
ABS FL ABS TFA FL TFA
Wellenzahlen [1/cm]
Wellenlänge [nm]
Extinktion/rel.Intensität
5 Acylierung bzw. Alkylierung der 2-Aminogruppe
6 Alkylierung des Chinolinstickstoffs der Donatorseite
6.1 Übersicht
In der Einleitung wurde gezeigt, daß alle bisher dargestellten H-Chelate erst nach Protonierung duale Fluoreszenz zeigen. Auch die im Rahmen dieser Dissertation dargestellten Verbindungen zeigen ohne Protonierung lediglich die normale Fluores-zenz. Erst nach Protonierung wird duale Fluoreszenz beobachtet, wie das Beispiel der Verbindung80zeigt (Abbildung 6.1).
N
N S
N O
O H
H
N
N S
N O
O H
H H
80
H+
hν hν
Abbildung 6.1– Fluoreszenz des H-Chelats80und seiner protonierten Form
Die Protonierungsposition sollte nun durch einen Alkylrest blockiert werden. Wie in Kapitel 5 (Seite 87) gezeigt wurde, erweisen sich die H-Chelate gegenüber den gängigen Alkylierungsmethoden als inert. Soll der Ringstickstoffdes Chinolingerüsts
6 Alkylierung des Chinolinstickstoffs der Donatorseite
also einen Alkylrest zu tragen, so muß dieser bereits vor der Umsetzung zu den H-Chelaten vorhanden sein (Abbildung 6.2).
N
N S
N H N
H O H R
S N C
N R
+
I II III
Abbildung 6.2– Synthesestrategie zur Darstellung 1-N-alkylierter Chinoline
Die ersten Untersuchungen diesbezüglich hat M. Kammerer in seiner Dissertation durchgeführt, indem er N-Methylanthranilsäure IV mitLiAlH4zu benzylalkohol V hydrierte und anschließend mit Mangandioxid zu 2-(Methylamino)-benzaldehyd VI oxidierte [16] (Abbildung 6.3).
N O
O
Me H
H N
O
Me H
H N
O
Me H H
IV V VI
(a) (b)
Abbildung 6.3– Darstellung von 2-(Methylamino)benzaldehyd;
(a) abs. THF, LiAlH4; (b) MnO2
N N H Me
N S
N N H Me
N S
N N H Me
N O
N N H Me
N
VII VIII
IX X
Abbildung 6.4– In der Diss. Kammerer beschriebene 1-Methylchinolin-2-iminderivate
Mit VI gelang die Umsetzung mit einigen Acetonitrilderivaten und es konnten die H-Chelate VII - X dargestellt werden (Abbildung 6.4).
6.2 2-(Isopropylamino)benzaldehyd Aufgabe war es nun, einen allgemeinen Zugang zu N-alkylierten 2-Aminobenzalde-hydverbindungen zu finden.
6.2 2-(Isopropylamino)benzaldehyd
M. Suzuki et al. beschreiben die Darstellung von 2-(Isopropylamino)benzaldehyd163 [73]. Dabei wird 2-Aminobenzylalkohol161in einer Eintopfreaktion mit Aceton zum 2-(Isopropylimino)benzylalkohol XI umgesetzt und ohne Isolation mit Natriumbor-hydrid zu 2-(Isopropylamino)benzylalkohol 162hydriert (Ausbeute: 70%, Literatur:
71%). Die Oxidation zu 163 gelingt mit Mangandioxid (gefällt, aktiv) in Toluol und einer Ausbeute von 79% (Literatur: 62%) (Abbildung 6.5).
N N N
H
H H
O H
O
N H O H
H O H
161 XI 162 163
(a) (b) (c)
Abbildung 6.5– Darstellung von 2-(Isopropylamino)benzaldehyd;
(a) Aceton, HAc, NaAc, EtOH, H2O; (b) NaBH4; (c) Toluol, MnO2
Da diese Verbindung nicht sehr stabil ist, wird sie in der Literatur durch Behand-lung mit Salzsäure in das stabilere Hydrochlorid überführt. Für die Umsetzung mit den Acetonitrilverbindungen ist die Stabilität allerdings soweit ausreichend, daß das Rohprodukt einige Zeit unter Schutzgas im Kühlschrank aufbewahrt werden kann.
Dennoch ist zu empfehlen, diese Verbindung in der benötigten Menge erst kurz vor dem Gebrauch darzustellen.
N O H H
N
N S
N H S
C N N +
39 167
163
(a)
Abbildung 6.6– Das Produkt der Umsetzung von163mit39; (a) EtOH, NaOH
Die Umsetzung des 2-(Isopropylamino)benzaldehyds163mit den Acetonitrilderiva-ten sei am Beispiel der Umsetzung mit 2-(Cyanmethyl)benzothiazol 39 gezeigt, es findet hierbei die gleiche Methode wie bei der Darstellung der H-Chelate (Kapitel 4.1, Seite 49) Verwendung (Abbildung 6.6).
6 Alkylierung des Chinolinstickstoffs der Donatorseite
Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen H-Chelaten bereitet diese Substanzklasse Probleme bei der Aufarbeitung. Durch die Instabilität des N-alkylierten Aminoben-zaldehyds entstehen mehr unerwünschte Nebenprodukte und der Verschmutzungs-grad des nach dem Abkühlen ausgefallenen Produkts ist sehr viel größer. Durch die Abspaltung des Isopropylsubstituenten kann auch das entsprechende H-Chelat entstehen. In einigen Fällen sogar ausschließlich: So konnte bei der Umsetzung mit 2-(Cyanmethyl)chinolin19lediglich 3-(2-Chinolinyl)chinolin-2-amin XII isoliert wer-den, mit einer Ausbeute von 13% (Abbildung 6.7).
N N N H H N
O H H
+
C N N
19 163
(a)
XII
Abbildung 6.7– Das Produkt der Umsetzung von163mit19; (a) EtOH, NaOH
Als Elektronenmangel-Aromaten können Acetonitrilderivate der Chinolinklasse die negative Ladung des 2-Carbanions bei der Umsetzung zu den H-Chelaten (siehe Kapitel 1.2, Seite 3) viel besser stabilisieren als Elektronenüberschuß-Aromaten, wie z. B. Vertreter der Benzothiazolklasse. Dementsprechend sind sie reaktionsträger und ergeben schlechtere Ausbeuten. Bieten sich 2-(Isopropylamino)benzaldehyd163und – durch Abspaltung des Isopropylrests – 2-Aminobenzaldehyd als Reaktionspartner an, läuft die Umsetzung mit letzterem bevorzugt ab.
6.3 2-(n-Butylamino)benzaldehyd
Da die Darstellung von 2-(Isopropylamino)benzylalkohol163im wässrigen Medium durchgeführt wird, ist dieser Weg der N-Alkylierung des 2-Aminobenzylalkohols auf wasserlösliche Ketone oder Aldehyde beschränkt. Es sollte diese Methode also dahingehend modifiziert werden, daß beliebige Alkylreste verknüpft werden kön-nen.
K. Wallace et al. haben Aminopyridinbasen mit Aldehydderivaten zu Iminen umge-setzt und diese mit Natriumborhydrid hydriert [74]. Bei gleicher Reaktionsführung wurde 2-Aminobenzylalkohol 161 mit Butyraldehyd umgesetzt und mit einer Aus-beute von 99% wurde 2-(n-Butylimino)benzylalkohol 164 in Form gelber Kristalle erhalten. Die Hydrierung zu 2-(n-Butylamino)benzylalkohol165wird in Ethanol mit Natriumborhydrid durchgeführt (Abbildung 6.8).