Bull . SOC. Chim. Belg. vo1.88in" 911979

S Y N T H E S E D E 7,B-DIHYDROQUINOLEINONES.

A . M A Q U E S T I A U , Y . V A N I I A V E R B E K E , J . J . V A N D E N E Y N D E e t N . D E P A U W .

U n i v e r s i t S d e I ' G t a t d Mons, S e r v i c e d e C h i d e O r g a n i q u e , 7 0 0 0 Mons ( B e l g i q u e l .

Received 9/ ?/I979 - Accepted 16/ 7/1979. A B S T R A C T .

A number o f 7 , 8 - d i h y d r o q u i n o l i n o n e s a r e p r e p a r e d by c y c l o c o n d e n s a t i o n o f

The s t r u c t u r e o f t h e b i c y c l i c d e r i v a t i v e s s o o b t a i n e d i s d e t e r m i n a t e d a n d a m i n o c y c l o h e x e n o n e w i t h R - d i c a r b o n y l p r e c u r s o r s .

a r e a c t i v e scheme i s p r o p o s e d t o e x p l a i n how t h e s e compounds a r e f o r m e d .

I N T R O D U C T I O N

La m e t h o d e l a p l u s a d e q u a t e p o u r s y n t h e t i s e r d e s 7 , 8 - d i h y d r o q u i n o l e i n e - 5

( 6 H ) - o n e s e s t d e f o r m e r l e c y c l e p y r i d i n i q u e a u d e p a r t d ' u n d e r i v 4 B - d i c a r b o n y -

l e e t d ' u n e a m i n o c y c l o h e x e n o n e .

B i e n q u e c e t t e r e a c t i o n d e c y c l o c o n d e n s a t i o n a i t d e j a f a i t l ' o b j e t d e p l u -

s i e u r s p u b l i c a t i o n s ( ' a '), l e schema r e a c t i o n n e l n ' a p a s e t e b l u c i d e .

Dans c e t a r t i c l e , n o u s r e p r e n o n s d e m a n i d r e s y s t e m a t i q u e l ' e t u d e d e c e t t e

s y n t h e s e e n a n a l y s a n t l e c o m p o r t e m e n t c h i m i q u e , d a n s l ' a c i d e a c e t i q u e , d e l a

5 , 5 - d i m e t h y l - 3 - a m i n o - 2 - c y c l o h e x t ! n o n e ( 1 ) v i s B v i s d e d i f f e r e n t 5 p r e c u r s e u r s

8 - d i c a r b o n y l e s .

R E S U L T A T S E X P E R I M E N T A U X .

La r e a c t i o n e n t r e l ' a m i n o c y c l o h e x & n o n e 1 e t un d e r i v e 6 - d i c a r b o n y l e non

s y m e t r i q u e p e u t c o n d u i r e , a p r i o r i , B l ' o b t e n t i o n d e d e u x i s o m d r e s b i c y c l i q u e s

( v o i r c i - d e s s u s ) .

P a r a n a l o g i e a d e s t r a v a u x ( 4 6 ' c o n s a c r e s a d ' a u t r e s r e a c t i o n s d e c y c l o -

c o n d e n s a t i o n , on p e u t r a i s o n n a b l e m e n t a d m e t t r e q u e l a p r e m i d r e & t a p e me t en j e u

d e f a c o n e x c l u s i v e , l e c a r b o n y l e l e p l u s r e a c t i f ( R C O - ) du p r e c u r s e u r B - d i c a r -

b o n y l e . P a r c o n s e q u e n t , 1 ' o r i e n t a t i o n d o l a s y n t h P s e d e p e n d d e l a c o m p e t i t i o n

e n t r e d e u x s i t e s n u c l e o p h i l e s d e l ' a m i n o c y c l o h e x e n o n e : l a f o n c t i o n a m i n e e t l e

c a r b o n e e n p o s i t i o n 2 ( f i g u r e I ) .

- 671 -

CH3

1

F i g u r e 1

R o \

S c h e m a A .

- CH3 rnR# S c h e m a B

En f a i s a n t r d a g i r I ' a r n i n o c y c l o h e x P n o n e a v e c d i v e r s p r e c u r s e u r s 6 - d i c a r h o -

n y l 4 . s n o n s y m k t r i q u e s , o n isole, d a n s c h a q u e c a s , u n e s e u l e 7 , 8 - d i h y d r o q u i n o -

l e i n o n e . La r e a c t i o n e s t d o n c s e l e c t i v e e t i l s u f f i t d e d e t e r m i n e r l a s t r u c t u r e

d e s c o m p o s e s b i c y c l i q u e s o b t e n u s p o u r c o n n a i t r e l e s c h e m a r e a c t i o n n e l s e l o n l e -

q u e l i l s se f o r m e n t .

P a r c y c l o c o n d e n s a t i o n d e l ' e n a m i n o n e a v e c l ' a c e t o a c e t a l d e h y d e , o n o h t i e n t

l a d i h y d r o q u i n o l e i n o n e 2 m o n o s u h s t i t u e e s u r l e c y c l e p y r i d i n i q u e . S u r l e s p e c -

t r e d e R . M . N . e n t r e l e s

p r o t o n s p y r i d i n i q u e s e s t d e 8 H z . C e t t e v a l e u r e l e v e e c a r a c t d r i s e l ' i n t e r a c t i o n

d e s p i n s e n t r e l e s h y d r o g e n e s H e t H (7'. L e p r o d u i t s y n t h e t i s e e s t d o n c l a

2 , 7 , 7-trimethy1-7,8-dihydroquinol6ine-5(6H)-one ( f i g u r e 2 ) . Comme la f o n c t i o n

a l d P h y d i q u e d u p r d c u r s e u r 6 - d i c a r h o n y l e e s t p l u s r e a c t i v e q u e l e q r o u p e m e n t

a ~ e t y l e ' ~ a ", l e d e r i v e 2 se f o r m e s e l o n l e s c h e m a B . I1 r e s s o r t d e ce r e s u l -

t a t q u e l e c a r h o n e en p o s i t i o n 2 d e l ' e n a m i n o n e p o s s e d e u n c a r a c t P r e b e a u c o u p

p l u s n u c l e o p h i l e q u e l a f o n c t i o n a m i n e . C e c i e s t d o a l a d P l o c a l i s a t i o n p a r t i -

c u l i e r e d u s y s t 6 m e N-C=C-C=O.

( t a b l e a u I ) , l a c o n s t a n t e d e c o u p l a g e 3 J ( H - H ) o b s e r v e e

1 L J 2

F i g u r e 2 .

- 612 -

En c o m p a r a n t l e s d o n n e e s d e R.M.N. ( t a b l e a u 1 ) d e l a d i h y d r o q u i n o l e i n o n e

2 e t d u c o m p o s e t e t r a m e t h y l e 3 , i l a p p a r a i t c l a i r e m e n t q u ' u n g r o u p e m e t h y l e en

p o s i t i o n 2 s u r l e c y c l e p y r i d i n i q u e r e s o n n e d 2 , 3 p p m ( s o l v a n t : C D ) a l o r s

q u e ce mdme y r o u p e s i t u e en p o s i t i o n 4 a b s o r b e , s o u s l a f o r m e d ' u n d o u b l e t , d

6 = 2,6 p p m , d e b l i n d e p a r l a p r o x i m i t e d e l a f o n c t i o n c a r b o n y l e . A u s s i , g r d c e

A c e t t e d i f f e r e n c e d e d e p l a c e m e n t c h i m i q u e , i l e s t p o s s i b l e d ' e t a b l i r s a n s

e q u i v o q u e l a s t r u c t u r e d e s d e r i v e s 4 d 6 p r e p a r e s r e s p e c t i v e m e n t a u d e p a r t d e

b e n z o y l a c e t o n e , d e 1 , l,l-trifluoro-2,4-pentanedione e t d ' a c e t o p y r u v a t e d e m e -

t h y f e ( v o i r t a b l e a u 1 )

6 6

I

I

' d ) : d o u b l e t ; ( 4 ) : q u a d r u p l e t .

' a ) : masque p a r l e m a s s i f a r o m a t i q u e .

'*) : l e s c o n s t a n t e s d e c o u p l a y e a l l y l i q u e i m p l i q u a n t un g r o u p e m e t h y l e sont d e s i g n e

n e g a t i f i 8 ) .

TABLEAU 1 . D o n n e e s d e R.M.N. d e s 7 , 8 - d i h y d r o q u i n o l e i n e - 5 ( 6 H ) c o n e s 2 d 6. ( s o l -

v a n t : C 6 D 6 ; 6 en p p m ; J en Hz).

- 6 7 3 -

0 R

0 k 0

CH3 a0 -I- OaC,H,

CH3 1 0 F i g u r e 3 .

R __

C H 3

' g H 5 p-NO - ' g H 4

2

O R

C H 3

R N O 6 H

7

8

(8) 6H

3 ( 7 1 6 R 6H 6 CH

( 3 ) ( 6 )

6 ,2 2 , 4 2 ,7 1,o 2 , 3

9 p-NO -C H 7 ,3 -8 ,2 2 '8 1 ,o 2,3

CH3 6 ,3 7 , l - 7 , 3 2 '8 1 , o 2 , ; ' g H 5

2 6 4 6 ' 2

TABLEAU 2 . Donnees d e R.M.N. d e s 7,8-dihydroquinol4ine-2,5(1H, 6 H ) - d i o n e s 7 A 9 .

( s o l v a n t : CDC13 ; 6 en p p m ) .

O R

TABLEAU 3 . D o n n e e s d e R . M . N . d e s 7,8-dihydrobenzopyrannediones 1 1 A 1 3 . (sol-

v a n t : CDC13 ; 6 en p p m ) . E n f i n , i l e s t B r e m a r q u e r q u e d a n s l ' a c i d e a c e t i q u e , l e s a m i n o c y c l o h e x d -

n o n e s s ' h y d r o l y s e n t l e n t e m e n t ( " ) en d i m e d o n e . C e t t e r e a c t i o n l i m i t e l a r g e m e n t

l e s r e n d e m e n t s d e s c y c l o c o n d e n s a t i o n s m e n e e s a u d e p a r t d ' a c e t o a c e t a l d e h y d e ou

d e 6 - d i c e t o n e s . P a r c o n t r e , en p r e s e n c e d ' u n 6 - c e t o e s t e r , l a d i m e d o n e e s t con-

s o m m e e e t l ' o n f o r m e e n q u a n t i t e i m p o r t a n t e ( 7 0 % d u r e n d e m e n t g l o b a l ) d e s d i -

h y d r o b e n z o p y r a n n e d i o n e s ( 1 1 d 1 3 ) a c d t P d e s d i h y d r o q u i n o l e i o n e s s o u h a i t e e s ( 7

a 9 ) .

- 6 7 4 -

CONCLUSIONS.

~a r e a c t i o n d a n s l ' a c i d e a c e t i q u e B r e f l u x e n t r e u n e a m i n o c y c l o h e x e n o n e e t

u n c o m p o s e 6 - d i c a r b o n y l e p e r m e t d e p r e p a r e r d e s d i h y d r o q u i n o l e i n o n e s .

~a p r e m i e r e e t a p e d e c e t t e s y n t h P s e f a i t i n t e r v e n i r , d e m a n i P r e e x c l u s i v e ,

l e c a r b o n y l e l e p l u s r e a c t i f ( R C O - I d u d e r i v e 6 - d i c a r b o n y l d e t l e carbone 2 d e

l ' a m i n o c y c l o h e x e n o n e , l ' e t a p e s u b s d q u e n t e m e t en j e u l e g r o u p e a m i n o e t l a s e -

c o n d e f o n c t i o n c a r b o n y l e .

P A R T I E E X P E R I M E N T A L E .

1 . sp~t2gsgge~~. - L e s s p e c t r e s d e R .M.N . s o n t r e l e v e s s u p un a p p a r e i l V a r i a n X L 1 0 0 - 1 5 . L e s d P -

p l a c e m e n t s c h i m i q u e s ( 6 ) s o n t e x p r i m e s en p p m p a r r a p p o r t a u T . M . S . u t i l i s e

c o m m e r e f e r e n c e i n t e r n e .

- L a s t r u c t u r e d e s p r o d u i t s e s t c o n f i r m e e p a r I . R . ( P e r k i n - E l m e r 5 7 7 e t 1 5 7 G )

e t s p e c t r o m e t r i e d e m a s s e ( V a r i a n M a t 3 1 1 A ) .

2 . syn:fig+g. , ~ ' a c e t o a c e t a l d e h y d e ' ~ ~ ) , l a 1 , 1 , 1 - t r i f l u o r o - 2 , 4 - p e n t a n e d i o n e ( l 2 ) , 1 ' a c e t o p y r u -

v a t e d e m e t h y l e ( 1 3 ) e t l a 5, 5 - d i m e t h y l - 3 - a m i n o - 2 - c y c l o h e x ~ n o n e ( 1 4 / s o n t p r e p a -

res s e l o n d e s m o d e s o p e r a t o i r e s d e c r i t s . L e s a u t r e s p r e c u r s e u r s s o n t c o m m e r -

c i a u x ( A l d r i c h ) .

L e s d e r i v e s b i c y c l i g u e s 2 ( 1 5 ) e t l l i 9 ) s o n t d e c r i t s d a n s l a l i t t e r a t u r e .

L e s p o i n t s d e f u s i o n ( n o n c o r r i g e s ) s o n t r e l e v e s s u r u n m i c r o s c o p e B p l a q u e

c h a uff a n t e .

P r e p a r a t i o n d e s d e r i v e s b i c y c l i q u e s .

On m e l a n g e , d a n s l ' a c i d e a c e t i q u e , d e s q u a n t i t e s C q u i m o l e c u l a i r e s d e r e a c t i f s .

A p r e s 8 h e u r e s d e r e f l u x , l e s o l v a n t e s t d i s t i l l e .

L e s r e n d e m e n t s en 7,8-dihydroquinoleine-5(6H)-ones ( 2 d 6) s o n t v o i s i n s d e

3 0 % .

L o i s d e l a r e a c t i o n d e l ' e n a m i n o n e 1 a v e c l e s 0 - c B t o e s t e r s , l e s r e n d e m e n t s

g l o b a u x s o n t d e l ' o r d r e d e 7 0 % ( 5 0 % en dihydrobenzopyrannediones e t 2 0 % en

dihydroquinoleinediones).

A U d e p a r t d e d i m e d o n e e t d ' u n 8 - c e t o e s t e r , on f o r m e l e s d i h y d r o b e n z o p y r a n n e -

d i o n e s a v e c u n r e n d e m e n t s u p e r i e u r d 6 0 % .

C o n v e r s i o n d e s dihydrobenzopyrannediones en dihydroquinoleinediones.

C e t t e conversion e s t e f f e c t u e e en t r a i t a n t l e s dihydrobenzopyrannediones d a n s

u n l a r g e e x c e s d ' a m m o n i a q u e B r e f l u x . R e n d e m e n t : 9 0 %.

2 , 4 , 7 , 7-tetrarnethyl-7,8-dihydroquinoleine-5(6H)-one (3).

F . ( E t h e r d e p e t r o l e ) : 6 9 - 7 O O C .

...................................

...................................................................

________________________________________----------------

I . R . ( K B r ) : 3 1 0 0 ; 2 9 6 0 - 2 8 8 0 : 1 6 8 0 .

M + - : 203 u . m . a .

2 - p h e n y l - 4 , 7 , 7-trim.4thyl-7,8-dihydroquinolPine-5(6H)-one ( 4 ) .

F . ( E t h e r d e p e t r o l e ) : 1 O 0 - l 0 C .

I . R . ( K B r ) : 3 0 8 0 j 2 9 6 0 - 2 8 8 0 j 1 6 8 0 .

________________________________________---------------------

M+' : 2 6 5 u . m . a .

4 - t r i f l u o r o m e t h y l - 2 , 7 , 7-tr1m~thyl-7,8-dihydroquinoleine-5(6H)-one 1 5 ) .

F. ( E t h e r d e p e t r o l e ) : 1 0 0 - l a c . ________________________________________--------------_-_------------

I . R . ( K B r ) : 3080 ; 2 9 7 0 - 2 8 8 0 : 1 6 9 0 .

M + * : 2 5 7 u . m . a .

- 675 -

4-carbomethoxy-2, 7, 7 - t r i m ~ t h y l - 7 , 8 - d i h y d r o q u i n o l ~ i n e - 5 ( 6 ~ f ) - o n e ( 6 ) .

F.(Ether de petrole) : 114-6OC.

I.R. (KBr) : 3080 ; 2980-2880 ; 1740 ; 1680.

M + . : 247 u.m.a.

4-7, 7-trimethy1-7,8-dihydroquinoleine-2,5 (lH, 6H) -dione ( 7 1 .

F. (Ethanol-eau) : 300-1'C.

I.R. (KBr) : 3100-2500 ; 1650.

M + . : 205 u.m.a.

4 - ~ h e n y l - 7 , 7 - d i m e t h y 1 - 7 , 8 - d i h y d r o q u i n o l 8 i n e - 2 , 5 ( 1 H , 6 H ) - d i o n e ( 8 ) .

F.(Ethanol-eau) : 300-1OC.

I.R. (KBr) : 3100-2500 ; 1650.

________________________________________--------- - - - - - - - - - - - - - - - - -

__ -___-__ -__________- - - - - - - - - - - -~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

_ _ ________________________________________---------------------.

M + . : 267 u.m.a.

4-eara-nitrophenyl-7,7-dimethyl-7,8-dihydroquinoleine-2,5(lH,6H)-dione ( 9 ) .

F . (Ethanol-eau) : 297-9°C.

I.R.(KBr) : 3100-2500 ; 1650.

M + . : 312 u.m.a.

4-phenyl-7, 7-dimethyl-7,8-dihydro-2H-l-benzopyranne-2,5 (6HI-dione ( 1 2 ) .

F . (Ethanol-eau) : 1 1 7-8'C.

I.R.(KBr) : 3080 ; 2960-2880 : 1750 ; 1690.

M + . : 268 u.m.a.

4 - p a r a - n i tr oph Pny 1 - 7, 7 -dime t h yl- 7,8-dihqdro-2H-l -benzopgranne-2,5 (6H) -dione ( 1 3 ) .

F . (Ethanol-eau) : 198-9OC.

I.R.(KBr) : 3100 ; 2980-2880 ; 1740 ; 1685.

M + . : 313 u.m.a.

_ _ ________________________________________--------------------------------

________________________________________-------------------------------

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ____-___________-________ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ........................

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