Ambivalente Reaktionen von α-Acyloxy-Carbonsäurechloriden [1. Aufl.] 978-3-663-20079-6;978-3-663-20438-1

Table of contents :
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Einleitung (Christoph Rüchardt)....Pages 3-6
Die Anwendungsbreite der unter Nachbargruppenbeteiligung verlaufenden Acylierungen mit α-Acyloxy-carbonsäurechloriden (Christoph Rüchardt)....Pages 7-19
Zum Mechanismus der Acylierungen mit α-Acyloxy-carbonsäurechloriden (Christoph Rüchardt)....Pages 19-26
Back Matter ....Pages 27-30

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FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN Nr. 2502

Herausgegeben im Auftrage des Ministerpräsidenten Heinz Kühn vom Minister für Wissenschaft und Forschung J ohannes Rau

Prof. Dr. Christoph R üchardt Organisch-Chemisches Institut der Universität Münster und Chemisches Laboratorium der Universität Freiburg

Ambivalente Reaktionen von a. -Acyloxy- carbonsäurechloriden

Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 1975

© 1975 by Springer Fachmedien Wiesbaden Urspriinglich erschienen bei Westdeutscher Verlag GmbH, Kiiln und Opladen 1975.

Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag ISBN 978-3-663-20079-6 ISBN 978-3-663-20438-1 (eBook) DOI 10.1007/978-3-663-20438-1

Inhalt

I.

Einleitung

II.

Die Anwendungsbreite der unter Nachbargruppenbeteiligung verlaufenden Acylierungen mit a-Acyloxy-carbonsäurechloriden •••••••••.•••••••••••• 1. Die Reaktion von a-Acyloxy-carbonsäurechloriden mit Hydroperoxiden • • • • • • • • • • • • • • • • . . . • • • • • • • • • • • • 2. Die Reaktion von a-Acyloxy-carbonsäurechloriden mit Phenolen • • . • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 3. Die Reaktion von a-Acyloxy-carbonsäurechloriden mit Alkoholen • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 4. Reaktionen der a-Acyloxy-carbonsäurechloride mit weiteren nucleophilen Reaktionspartnern

3

7 7 13 14 17

III. Zum Mechanismus der Acylierungen mit a-Acyloxy-carbonsäurechloriden ••.•••••••••••••••••.•

19

Literaturverzeichnis • • • • • • • • • • • • . • • • . • . . . . • . . • . • • • • . • • . • •

27

I. Einleitung

Unerwartete Ergebnisse sind für den Chemiker oft interessanter a'ls erwartete, da sie ihn auf die Grenzen seiner Kenntnisse über die Zusammenhänge von Struktur und Reaktivität hinweisen und gelegentlich den Ausgangspunkt einer neuen Forscpungsrichtung bilden. Beim Studium der Thermolyse organischer Peroxycarbonsäureester l hatten wir erkannt, daß diejenigen Vertreter mit höchster Reaktionsgeschwindigkei t zerfallen, deren Rest R eine im Ubergangszustand der homolytischen Fragmentierung sich ausbildende positive Partialladung gut stabilisieren kann 1 >. 6+

ß

6-

R-C-0-0C (CH ) ---+ [R• • ·C-O• • • • •OC (CH ) ] 3 3

~

3 3

~

R•+CO +•OC (CH ) 2

3 3

1 =

Da organische Peroxide, welche im Temperaturbereich zwischen 40 und 80°C in Radikale zerfallen, als Tieftemperaturinitiatore n für den Start von Kettenreaktionen in Labor und Technik von Interesse sind, versuchten wir, systematisch nach diesem Prinzip thermolabile Perester l darzustellen. Als einfach zugängliche Vertreter erwiesen sich dabei die a-Alkoxy- und a-Aryloxy-peressigsäure-tert.-butyle ster l (R=a-Alkoxy-alkyl; a-Aryloxyalkyl), da sie aus den entsprechenden Carbonsäurechloriden ~ und tert.Butylhydroperoxid in Anwesenheit einer Base in Methylenchlorid leicht zu präparieren waren 2 ) •

g

R-C-0-0C(CH )

3 3

+ [HCl]

l Es handelt sich um thermisch sehr wenig stabile Verbindungen. Dies sei durch die Halbwertszeit einiger typischer Vertreter belegt 1 • 2 )

3

0 t 112 (40 C)

CH -C-0-0C(CH ) 3 ~

-v

3 3

8

200 Jahre

C H -0-CH -C-0-0C(CH )

27

Std.

CH 0-CH -C-0-0C(CH )

57

Min.

CH I 3 CH 0-C-C-O-OC(CH )

23

Sek.

2

6 5

2 ~

3

3

3 3

I

ö

3 3

3 3

CH 3

Um auch die verwandte Verbindungsklasse der ~-Acyloxy-peroxy­ carbonsäure-tert.-butylester l (R=~-Acyloxyalkyl) zu erschließen, setzten wir in einem ersten Versuch ~-Acyloxy­ cyclohexancarbonsäurechlorid ~ nach Schotten-Baumann mit tert.-· Butylhydroperoxid in wässriger Natronlauge um.

Man erhielt dabei eine Verbindung der erwarteten Zusammensetzung, ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften zeigten jedoch klar, daß es sich nicht um den Perester 4 handeln konnte. So -1 = fand sich im IR-Spektrum nur eine Carbonylbande bei 1800 cm und es fehlte das typische NMR-Signal der Acetylgruppe bei

4

7.76 T. Stattdessen beobachtete man ein Signal bei 8.33 T. Schließlich zerfiel die Verbindung nicht in dem erwarteten Temperaturbereich unter 1000 C, sondern sie zersetzte sich erst beim Erhitzen auf 1S0°C und entwickelte dabei kein co 2 , wie bei der Thermolyse der Perester l Ublich 4 ' 5 ). Diese ungewöhnlichen Ergebnisse sind nur durch eine Verbindung der Struktur ~ zu deuten, die durch anomale Acylierung des tert.-Butylhydroperoxids mit dem Säurechlorid ~' unter Beteiligung der aAcyloxy-Gruppe entstanden sein mußte. Die hohe Stabilität von ~ steht in Einklang mit der bekannt geringen Thermolysegeschwindigkeit offenkettiger Perorthoester 5 ) Da organische Säurechloride bei der Acylierung von Alkoholen und anderen nucleophilen Partnern fast ausnahmslos nach dem Additions-Eliminierungsmechanismus oder - besonders bei Katalyse durch Lewis-Säuren nach SN1 reagieren 6 )

R'OH

0 H

I I

R-C-0-R' I + Cl

-HCl

+R'OH

R-~-0-R'

J

handelt es sich bei den beschriebenen Reaktionen um den seltenen Fall der Nachbargruppenbeteiligung einer a-Acyloxy-gruppe bei der Acylierung durch ein Säurechlorid. Das Phänomen der Nachbargruppenbeteiligung ist, ausgehend von Arbeiten S. Winsteins 7 >, bei aliphatischen Solvolysereaktionen nach SN1 seit langem bekannt und gut untersucht 8 ) • Es ist meist durch besonders hohe Reaktivität, einen spezifischen stereochemischen Verlauf und Umlagerungen gekennzeichnet 8 >. Man darf es nur dann erwarten, wenn die normale Substitution vergleichsweise zu langsam ist, um mit der Substitution unter Nachbargruppenbeteiligung zu konkurrieren 8 ) • Die Beteiligung von a-Acetoxygruppen wurde von winstein besonders grUndlieh bearbeitet und es gelang sogar, die Isolierung des primär entstehenden Acetoxonium-Kations g als Tetrafluoroborat 9 > •

5

OCOCH 3

+ CH3COOH

-!-~'

OCOCH I 3

Große Bedeutung besitzt die Nachbargruppenbeteiligun g von Acetoxygruppen für die stereochemisch einheitliche Durchführung von Substitutionsreaktionen in der Kohlenhydratchemie 10 ). Auch bei Acylierungsreaktionen durch Ester kennt man Nachbargruppenbeteiligung8). Es ist jedoch nicht verwunderlich, daß sie bei den Reaktionen der sehr reaktiven Säurechloride bisher nicht beobachtet wurde und demnach nur selten Bedeutung besitzt. Wegen der Neuartigkeit des oben beschriebenen Befundes versuchten wir, die Bedeutung der Nachbargruppenbeteiligun g von a-Acyloxygruppen bei Acylierungsreaktionen mit a-Acyloxycarbonsäurechloriden durch eine systematische Studie abzugrenzen und Information über Details des Reaktionsmechanismus zu erhalten. Fast gleichzeitig mit uns stellten auch A.R.Mattocks und Mitarb. bei der Reaktion von a-Acyloxycarbonsäurechl oriden mit Alkoholen 11 ) und M.Schulz bei der Synthese acetylierter Zuckerperoxycarbonsäureester12 ) die Beteiligung der a-Acetoxygruppe an Acylierungsreaktionen fest. J.G.Moffatt et al. bedienten sich in neuerer Zeit des a-Acetoxyisobutyrylchlo rids zur Uberführung der Hydroxygruppe in 2- und 3-Stellung der Ribose von Nucleosiden in ß-Chlor-acetate und stellten dabei fest; daß die 5-ständige Hydroxylgruppe dabei in ein Alkoxy-dioxolanonderiva t umgewandelt wird 13 ). Da es inzwischen auch gelungen ist, Reaktionsbedingungen zu finden, bei denen a-Acyloxycarbonsäurechl oride mit Hydroperoxiden und anderen Nucleophilen zu den normalen Derivaten der a-Acyloxy-carbonsäuren wie z.B. ~ abreagieren 2b), kann man diese Säurechloride auch in die große Gruppe der Verbindungen mit ambivalenter Reaktivität einordnen 14 ). Die Unterscheidung der~ und ~ entsprechenden Verbindungsklassen gelingt jeweils mit den bereits erwähnten Kriterien der NMR- und IR-Spektroskopie.

6

II. Die Anwendungsbreite der unter Nachbargruppenbeteiligung verlaufenden Acylierungen mit a-Acyloxy-carbonsäurechloriden 1. Die Reaktion von a-Acyloxy-carbonsäurechloriden mit Hydroperoxiden. Da die Reaktion des Säurechlorids J mit tert.-Butylhydroperoxid den Ausgangspunkt dieser Arbeit bildete 3 • 4 ), und die hohe Zerfallstemperatur von ~ es nahelegte, diese Reaktion als allgemeine Synthese einer neuen Klasse von Hochtemperatur-Initiatoren auszuarbeiten, wurde als erstes die Anwendungsbreite dieser Peroxidsynthese bearbeitet. Es stellte sich dabei heraus, daß die Konkurrenz der Bildung von 2-tert.-Alkylperoxy-1.3-dioxolan-4onen ~ und a-Acyloxy-peroxycarbonsäure-tert.-alkylester 2 stark von der Struktur der in die Reaktion eingehenden a-Acyloxyund den Reaktionsbedingungen abhängt. carbonsäure-chloride

Z

R1

\ I

O-COR 3

c

R{

'co

2-

OR 4

Die wichtigsten Ergebnisse sind in Tab. 1 zusammengefast 15 ). auf die Um den Einfluß der Struktur des Säurechlorids Ausbeuten an ~ und 2 zu bestimmen, wurde ein homogenes Reaktionsmedium gewählt und die Reaktion durch Eintropfen des Säurechlorids Z zu einer Lösung von 1.2 Mol-Äquiv. absoluten Pyridins und 1.6 Mol-Äquiv. wasserfreien tert.-Butylhydroperoxids in Petroläther bei -20°C durchgeführt (s.Spalte 5 in Tab.1). Dabei zeigte

z

7

CXl

Tabelle 1

z

CH 3

1-C 3 H7 2-C 3 H7 C2HS C2HS 1-C6H11 C2HS

CH 3 CH 3 C2HS CH 3 CH 3 C2HS C2HS

,Zg z~

7e == u;

zg

z~

z~

-(CH2)4-

7n =· 7o == CH 3

C2HS

4-Cl-C 6 H4 -

4-CH 3o-C 6H4 -

-

i-C 3 H7

C2HS

CH 3

C6HS

C2HS

C2HS

2-C 3 H7

CH 3

CH 3

a) ausschließlich Hydrolyse

Z2

-(CH2)5-

7m == C2HS

-(CH2)5-

Z1:

CH 3

-(CH2)5-

7k ==

C2HS

CH 3

C2HS

CH 3

zg

CH 3

CH 3

CH 3

Z§

R3

R1

Nr.

R2

56

67

-

so

54

72

35

73

0

26

100

81

0

20

0

Pyridin

-

-

81

-

100

85

75

97

-

100

85

91

100

81

100

N(C 2 H5 ) 3 2.6-Lutidin

100

100

a)

NaCH

Prozentualer Anteil an ~ im Gemisch von ~ und 2 bei derUmsetzung von a-Acyloxy-carbonsäure4 chloriden mit tert.- Butylhydroperoxid (R =(CH 3 ) 3c-) unter Verwendung verschiedener Basen

es sich, daß eine Vergrößerung der Reste R1 und R2 im allgemeinen zu erhöhter Ausb. an Dioxolanon-Derivat ~ führt. Die Vergrößerung des Restes R3 in hat geringeren Einfluß und senkt meist den Anteil von ~ im Produktgemisch. Qualitativ sind diese Reaktionsverhältnisse durch sterische Behinderung des nucleophilen Angriffs durch tert.Butylhydroperoxid an der Säurechlorid- bzw. Estercarbonylgruppe deutbar. Der elektronische Einfluß von R3 ist ebenfalls nur schwach. Die elektronenliefernde p-Methoxygruppe in lg erhöht den Dioxolanon-Anteil relativ zum p-Chlor-Substituenten in z~, vermutlich da in gleicher Richtung die Aktivität der AcyloxyNachbargruppe sinkt. Auch die a-Benzoyloxygruppe in Z& erwies sich als schwache Nachbargruppe (vgl. mit z~ und Z~l Besonders gravierend war der Einfluß der Reaktionsbedingungen, insbesondere der von der Natur der verwendeten Base auf das Ausbeuteverhältnis von ~ und 2· Arbeitete man mit sperrigen Basen wie Triäthylamin oder 2.6-Lutidin, so erhöhte sich der Anteil an Dioxolan ~ im Produkt drastisch (s.Spalte 6 und 7 in Tab.1). Sogar a-Acyloxy-isobuttersäurechlorid bg lieferte unter diesen Bedingungen ausschließlich ~g· Mit der Hünigschen Base, Äthyl-diiso-propylamin, entstand sogar mit 0-Acetyl-mandelsäurechlorid 1 (R 1=H,R 2=c 6H5 ,R 3=cH 3 ) ein Produkt1 2 3 gemisch von ~ und 2• das 67% 2 (R =H,R =C 6H5 ,R =CH 3 ) enthielt. Bei anderen Säurechloriden mit a-ständigem Wasserstoff (R 1=H) waren mit Pyridin, Triäthylamin oder 2.6-Lutidin ausschließlich die normalen Persäureester 2 entstanden. Auch unter den Bedingungen der Schotten-Baumann-Reaktion, also der Umsetzung der Säurechloride mit tert.-Butylhydroperoxid in wässriger Natronlauge, bildete sich bevorzugt das Dioxolanon ~' während a-Acetoxyisobuttersäurechlorid lg wegen seiner ausnehmend hohen Reaktivität (s.u.) nur zu Hydrolyseprodukten führte (s.Spalte 8 in Tab.1). Die Vermutung, daß die höhere Ausbeute an normalem Acylierungsprodukt 2 bei Verwendung von Pyridin als Base durch primäre Bildung des Acylpyridiniumchlorids, das dann die Acylierung des Hydroperoxids bewirkt, verursacht ist, während bei Verwendung der sperrigen Basen Triäthylamin und 2.6-Lutidin oder unter den Schotten-Baumann-Bedingungen das Säurechlorid selbst mit dem Hydroperoxid, und zwar hauptsächlich zu ~ reagiert, veranlaßte uns, die Reaktion auch in Methylenchlorid ohne Basenzusatz durchzuführen, wobei zum Entfernen des gebildeten Chlor-

z

0

z

Z

z

9

wasserstoffs Stickstoff durch die Reaktionslösung geblasen wurde. Es zeigte sich, daß nicht nur a-Acetoxy-isobuttersäurechlorid Z~ unter diesen Bedingungen ausschließlich zum Dioxolanon ~§ abreagierte, sondern auch 0-Acetylmilchsäurechlorid Ig (R =H,R 2=R 3 1 2 -'3' =CH 3 ) und O-Acetyl-glykolsäurechlorid Z~ (R =R =H,R =CH 3 ), obwohl sie in a-Stellung Wasserstoff tragen, ausschließlich die Dioxolanone ~g und ~~ lieferten. Die Entfernung des Chlorwasserstoffs durch Einleiten von Stickstoff erwies sich bei der Reaktion von l§ sogar als unnötig. Der Befund, daß alle a-Acyloxy-carbonsäurechloride Z ohne Basenzusatz Dioxolanone lieferten, erklärt auch die Tatsache, daß der Anteil von ~ anstieg, wenn man das Säurechlorid und Pyridin gleichzeitig zu einer Lösung des Hydroperoxids in Petroläther eintropfte, da nun wegen der geringen Stationärkonzentration an Pyridin nur ein Teil der Reaktion von Z mit dem Hydroperoxid über die Acylpyridinium-Zwischenverbindung verläuft. Auch die teilweise schwankenden Ausbeuteverhältnisse von§ und 2 bei Vergrößerung der Gruppen R1 ,R 2 und R3 in Tab. 1 kommen vermutlich dadurch zustande) daß jeweils ein unterschiedlicher Anteil der Acylierungsreaktion über die Pyridiniumverbindung abläuft. Ebenso wie mit tert.-Butylhydroperoxid ließen sich entsprechende Dioxolanonderivate mit tert.-Arnylhydroperoxid oder 2.6-Dimethyl2.6-dihydroperoxy-hexan darstellen. Eine ausfUhrliehe Diskussion des Reaktionsmechanismus wird in Abschnitt III. gegeben. Die Thermolyse der Peroxide ~ wurde präparativ und kinetisch untersucht, um die Verwendbarkeit dieser Verbindungsklasse als Initiatoren zu überprüfen. Im Rahmen dieses Aufsatzes beschränken wir uns auf die Besprechung der Verbindung ~g 15 ) ·• Die Kinetik der Thermolyse wurde durch titrimetrische Bestimmung der Konzentration von ~Q bei der Thermolyse in Dekalin verfolgt. Die Halbwertszeiten waren bei 15o.o0 c 366 Min. und bei 180.5°c 21.5 Min. Aus der Temperaturabhängigkeit der Zerfallskonstanten errechneten sich die Aktivierungsparameter

~g

öH~= 34.8 + 0.6 kcal/Mol öS 4 = 2 + 1.2 Clausius

Es handelt sich also um eines der stabilsten bekannten Peroxide. Besonders auffallend ist der Vergleich mit der thermischen Stabilität von 2& 1 das bei 120°C mit der Halbwertszeit t 112 =27 Sek. zerfällt 2b) • 10

Auch die Zerfallsprodukte der Peroxide ä und 2 unterscheiden sich charakteristisch •. 2~ lieferte bei der Thermolyse in Äthylbenzol B2% co 2 , 9% Aceton, 11% Methan, 40% Essigsäureisopropylester, 22% Essigsäureisopropenylester und B2% tert.-Butylalkohol, die typischen Produkte der homolytischen Fragmentierung 2b) • -co

CH 3

2 ~

(B2%)

CH 3 I

AcOCH I

CH 3 (40%) R

= c 6H5CHCH 3

Aceton (9%) I [AcOC• + •OC (CH 3 ) 3 ]--+ Methan ( 11%) I CH 3

# AcOC

CH 2

'\.CH

(CH 3 ) 3COH 3

(22%) 2R--+

(B2%) R-R (31%)

Bei der Thermolyse von Ba entstanden dagegen die in Tab. 2 aufgeführten Verbindungen, deren Entstehen im Formelschema erklärt ist. Tabelle 2

Zerfallsprodukte des 2-tert.-Butylperoxy-2.5.5-trimethyl-1.3-dioxolan-4-ons Ba in Dekalin bei 1B5°c == in Mol/Mol ä~·

Produkt a-Hydroxy-isobuttersäurea) Essigsäurea) Ameisensäurea) co 2 tert.-Butylalkohol Aceton Methan

Mol/Mol ä~ O.BB 0.45 0.07 0.15 0.73 o. 31 0.47

a) nach Verseifung 11

Die Bildung von 0.38 Mol 2.3-Diphenylbutan pro Mol Peroxid bei Thermolyse in Äthylbenzol zeigt eindeutig, daß radikalisehe Zer·setzung eintritt und primär zwei Oxyradikale entstehen. Das tert.Butyloxyradikal wurde quantitativ als tert.-Butanol (73%) und Aceton (31%) erfaßt. 0.31 Mol Methan pro Mol Peroxid dürften aus dem dabei abgespaltenen Methylradikal entstanden sein. Das Gegenradikal l~ mit Dioxolanonstruktur kann einerseits Wasserstoff aus dem Solvens aufnehmen zu ll oder ein Methylradikal abspalten unter

l:€.

Bildung von

CH 3 H C 3\

Ia

I

I

0-C-0·

I

c

I \

+· OC(CH 3 ) 3

+ ( H)

L CH,· + +[H)/10~ 1+(H] H3 C

HOC (CH 3 ) 3

C-0 II

0

l

CH 3 COCH 3

CH 4

CH 3 I

H3C

\I

1\c-oI H3C

I

c

,,0 0-C

H 3C

0-C-OH

\I

I \ H3C c-o

CH 3 •

"0

II

0

L

+

+[H]

.1l..

Polyester

1

_j

- COz

+ NaOH

CH 3 I

HO-C- COONa I

+

~CCOONa

+

HCOONa

CH 3

An der Bildung eines Polyesters nicht genau bekannter Struktur in -1 16) , hoher Ausbeute (M=1000-4500; NMR: 8.4 t (breit); IR: 1740 cm ) 12

aus dem nach Verseifung 88% a-Hydroxy-isobuttersäure, 45% Essigsäure und 7% Ameisensäure isoliert werden konnten, sind vermutlich das 2-Hydroxy-2.5.5-trimethyl-1.3-dioxolan~4-on 11 und das cyclische Anhydrid 1~ beteiligt. 2. Die Reaktion von a-Acyloxy-carbonsäurechloriden mit Phenolen. Auch bei der Umsetzung der a-Acyloxy-carbonsäurechloride Z mit Phenolen gelang es, wahlweise normale a-Acyloxy-carbonsäurearylester 1~ oder 2-Aryloxy-1.3-dioxolan-4-one 1i darzustellen 17 >· Führte man die Umsetzung von b~ 4Std. in CH 2c1 2 bei 0°C unter Durchleiten von Stickstoff durch, so erhielt man mit Phenol, ß-Naphthol, o-Kresol und 2.6-Dimethylphenol und p-Chlorphenol reine Dioxolanone 1i· Die Gesamtausbeute war jedoch meist unter 50% und sank in der Reihe o-Kresol (46%) > 2.6-Dimethylphenol (32%) > p-Chlorphenol (19.5%). Offenbar sinkt die Ausbeute bei sterischer Hinderung und mit abnehmender Basizität des Phenols.

R~

l-COCH 3

c ..11 R~ 'co-OAr R1

\ I

0-COCH

c

1\

R2

3

+

COCL

ArOH

~

~R 1

CH3

o-c-oAr

\cI ( \

R

I

c-o II

-.ll..

0

p-Nitrophenol reagierte unter den gleichen Reaktionsbedingungen nicht mehr und setzte sich innerhalb 14Std. lediglich zu a-Acetoxyisobuttersäure und wenig normalem Ester 1~ (Ar=4-N0 2-c 6H4 ) um. Im Unterschied zu den bereits erwähnten Reaktionen von 7 mit = tert.-Butylhydroperoxid ist das Ergebnis der Reaktion mit Phenol davon abhängig, ob Stickstoff durch die ReaktionslBsung geblasen wird oder nicht. Ohne Abblasen des Chlorwasserstoffs ließ sich bei der Reaktion von Phenol mit ZA nach 10 Min. kein Dioxolanon l! spektroskopisch nachweisen, woran sich auch durch kurzes Erwärmen auf 50°C nichts änderte. Nach 17stdg. Reaktion bei Raumtemperatur ließ sich nur der normale Ester li isolieren. Da deshalb vermutet 13

wurde, daß die Bildung des Dioxolanons !~ unter den Reaktionsbe-· dingungen reversibel ist, wurde in eine Lösung des Dioxolanons 1~ (R 1=R 2=R 3=CH 3 , Ar=C 6H5 ) und Phenol in CH 2c1 2 bei 0°C für 5 Min.-trockener Chlorwasserstoff eingeleitet. Nach 3stdg. Folgereaktion isolierte man nur wenig normalen Ester !~· Der größte Teil des Dioxolanons ,l~ hatte sich offensichtlich in Produkte umgewandelt., die bei der hydrolytischen Aufarbeitunq in die wässrige Phase eingingen. Diese in ihren Einzelheiten hier nicht untersuchte Störreaktion erklärt auch die oben erwähnten vergleichsweise schlechten Ausbeuten. Auch Basenzusatz beeinflußt das Reaktionsergebnis wieder stark. Ze lieferte bei der Reaktion mit Phenol und Triäthylamin innerhalb 3 Std. in 91% Ausbeute ein Gemisch von l~ und l~ im Verhältnis 1:3,3. Unter den Reaktionsbedingungen ist allerdings auch die Isomerisierung von !~ zu l~ nachweisbar. Aus der Reaktion von 1§ mit Natriurnphenolat isolierte man nach 3 Std. 90% !~ und !~ im Verhältnis 1:2. Auch unter diesen Reaktionsbedingungen isomerisiert !~ innerhalb 12 Std. vollständig zu!~· fördern wieder die Größere Alkylgruppen in der a-Stellung von Bildung der Dioxolanone J.~· Aus z~·und Phenol erhielt man sowohl ohne Basenzusatz im Stickstoffstrom als auch mit Pyridin als Base reines Dioxolanon 14 in 71% bzw. 79% Ausbeute.

z

==

3. Die Reaktion von a-Acyloxy-carbonsäurechloriden

z

mit Alkoholen 18 > Durch Wahl geeigneter Reaktionsbedingungen gelang es, die Umsetzung des a-Acetoxy-isobuttersäurechlorids 1g mit Methanol, Äthanol, Isopropan~l und tert.-Butylalkohol so zu führen, daß entweder die reinen normalen Ester !~oder die reinen 2-Alkoxy-2.5.5-trimethyldioxolan-4-one J.g, farblose, würzig riechende Öle, entstanden. lieferte mit einer Ausnahme stets Verbindung !g· Das Auffinden der für die Gewinnung von l~ oder lg spezifischen Bedingungen war schwieriger als bei der Umsetzung von 1 mit tert.Butyl-hydroperoxid, da die Bildung von !g unter den Reaktionsbedingungen teilweise reversibel verläuft und da !g, wegen seiner vergleichsweise hohen Reaktivität Folgereaktionen eingeht, wie es bereits bei der Umsetzung von 1 mit Phenolen in abgeschwächtem Maße festgestellt worden war. 1~

14

+

7

zg

Bei der Reaktion von mit 3 Mol-Äquiv. Methanol, Äthanol und Isopropanel in Methylenchlorid bei o0 c in Anwesenheit von 3 Mol-Äquiv. Pyridin erhielt man die reinen normalen Ester l~ in 48-58% Ausbeute. Mit tert.-Butylalkohol konnten nur 18% l~ isoliert werden, als Nebenprodukt wurde a-Acetoxy-isobuttersäure in relativ hoher Ausbeute nachgewiesen. Geringerer Pyridinüberschuß führte bei der Reaktion von Zi mit Isopropanel in 50% Ausbeute zu einem Gemisch von l~ und lg im Verhältnis 56:34, vermutlich da ein Teil der Reaktion vorn Säurechlorid selbst, ein Teil von der Acylpyridiniurnverbindung ausgelöst wurde. Das Säurechlorid Z~ setzte sich in Anwesenheit von 1.4 MolÄquiv. Pyridin mit Isopropanel in 45% Ausbeute zu reinem Dioxolanon lg (R 4=i-C 3H7 ) um. Bei 5 Mol-Äquiv. Pyridinüberschuß erhielt man lg nur in 13% Ausbeute neben unverändertem Z~ (NMR-Nachweis) • Es ist anzunehmen, daß das Dioxolanon durch rasche Reaktion des Säurechlorids selbst entsteht, während die Acylpyridiniurnverbindung dieses sterisch stark behinderten Säurechlorids weniger reaktiv ist. Mit tert.-Butylalkohol und Triäthylamin reagierte 1~ nicht mehr in übersichtlicher Reaktion. Führte man die Umsetzungen der Alkohole mit ohne Basenzusatz unter Durchleiten von Stickstoff durch, so gelang es wieder, die Dioxolanone lg rein zu erhalten (s.Tab. 3). Eine Ausnahme bildete dabei die Reaktion mit tert.-Butylalkohol, bei der stets der normale Ester l~ entstand. Es ist anzunehmen, daß dies durch thermodynamische Produktkontrolle verursacht ist (s.u.), für die der entstehende Chlorwasserstoff verantwortlich ist.

z

15

Tabelle 3

Z

Reaktion der a-Acyloxy-carbonsäurechloride mit Alkohol R40H in Methylenchlorid bei 0°C unter Durchleiten von Stickstoff ohne Basenzusatz.

Säurechlorid

z

R OH

%Ausbeute

Zusammensetzung in % l~

1&

CH 30H

47

100

za za Za

c 2H50H

77

100

i-C 3H70H

64

100

t.-C 4H90H

41

z~

CH 30H

48

100

z~

c 2H50H

59

100

Zss

i-C 3H70H

55

100

z~

t.-C 4H90H

26

7a ==

100

100

Die Gewinnung des 2-tert.-Butyloxy-2.5.5-trimethyl-dioxolan-4ons l~A (R 4=tert.-c 4H9 ) bedurfte daher einer speziellen Arbeitsweise. lieferte mit 1 Mol-Äqutv. tert.-Butylalkohol und äquimolaren Mengen Triäthylamin oder 2.6-Lutidin in SO% Ausbeute ein Gemisch von l~A und l~A (R 4=tert.-c 4H9 ) mit l~A als Hauptkomponente. Als man bei gleicher Reaktionsführung 1.4 Mol-Äquiv. 2.6-Lutidin oder Triäthylamin einsetzte, konnte im Rohprodukt reines Dioxolanon lii (R4=tert.-C 4H9 ) nachgewiesen werden. Dessen Isolierung gelang jedoch nur, wenn sie unter nicht hydrolytischen Bedingungen durch Ausfällen des Hydrochlorids und anschließende Destillation vorgenommen wurde. Das Dioxolanon liA (R 4=tert.-c 4H9 ) ist nur in Anwesenheit von etwas Triäthylamin oder 2.6-Lutidin lagerfähig, die reine Verbindung isomerisiert beim Lagern bereits langsam zu liA (R 4=tert.-c 4H9 ) unter gleichzeitiger Bildung von a-Acetoxyisobuttersäure. Auch bei Behandlung mit verdünnter H2so 4 oder bei der Chromatographie an neutralem Al 2o 3 wird lii (R 4=tert.-C 4H9 ) zerstört. 0-Acetylmilchsäurechlorid Z~ (R 1=R 3 =CH 3 ,R2 =H) acylierte Methanol ohne Basenzusatz oder in Anwesenheit von Pyridin stets zum ent-

ZA

sprechenden normalen Ester

16

li·

4. Reaktionen der a-Acyloxy-carbonsäurechloride nucleophilen Reaktionspartnern 18 >.

Z mit

weiteren

Aus den Reaktionen von lg und l~ mit Benzylmercaptan unter Zusatz von Pyridin oder Triäthylamin ließen sich nur die normalen Thioester l~ in Ausbeuten zwischen 60% und 80% isolieren, die Rohprodukte waren stets durch a-Acetoxy-isobuttersäure verunreinigt, so daß man auch hier damit rechnen muß, daß einmal entstandene 2~Benzylmercapto-dioxolan-4-one unter den Reaktionsbedingungen oder bei der hydrolytischen Aufarbeitung durch Folgereaktionen zersetzt werden. Hierfür spricht, daß sich im Rohprodukt der Reaktion von ~~ mit Äthylmercaptan die Bildung eines Dioxolanons spektroskopisch nachweisen ließ.

Mit Acetophenonoxim l~ als nucleophilem Partner beobachtete man wieder beide Reaktionsmöglichkeiten von ~· Mit Triäthylamin als Base wurden die in Tab. 4 wiedergegebenen Ergebnisse erzielt, die zeigen, daß die Vergrößerung der Reste R1 und R2 den Ringschluß zum Dioxolanon ~~ vor der normalen Acylierung zu l~ begünstigen.

'\ /-co-R 3 c R~ 'cocL

II

0

17

Tabelle 4

Produktverhältnis ~~=12 aus der Reaktion von a-Acetoxy-carbonsäurechloriden 1 mit Acetophenonoxim unter Zusatz von Triäthylamin bei o0 c. Produktverhältnis 20 19

==

R1=R 2=CH 3

2 R1-R - -c - 2H5 1 2 R ,R =(CH 2 ) 5

zg Zli ~

==

Ausbeute % 19 + ~~

Reaktionszeiten Std.

==

64

6

1.6-2

89

7

1.4

95

6

2.5

Die Isomeren l~ und ~Q kristallisierten jeweils in verschiedenen Kristallformen und ließen sich durch fraktionierte Kristallisation rein isolieren. Führte man die Reaktion von 1g mit l~ und Triäthylamin bei 30°C oder ohne Base im Stickstoffstrom bei 0°C durch, so erhielt man nur den reinen Ester l2g in 53% bzw. 42% Ausbeute. Ob dieses Ergebnis durch Folgereaktionen von ~~ zu deuten ist, wurde nicht geprüft. Blaise hatte bereits in einer Reihe von Arbeiten festgestellt, daß a-Acyloxy-carbonsäurechlor!de 1 mit Alkylzinkhalogeniden zu den Dioxolanonderivaten ~l abreagieren, wobei R1 auch ein Wasserstoffatom sein kann 19 ).

R'-ZnCL

Entsprechendes stellten wir bei der Reaktion von 1 mit Dirnethylcadmium fest. 1g· 1li und ~ reagierten mit einer benzolischen Dirnethylcadmium-Lösung bei 0-5°C in 50-76% Ausbeute ZU den 2.2Dimethyl-5.5-dialkyl-dioxolan-4-onen ~lA (R 1=R 4=cH 3 ), ~1~ (R 1=R 2 4 2 --3 4 --=C2HS' R3=R =CH 3 ) und ~l~ (R 1+R =-(CH 2 ) 5-, R =R =CH 3 ). Die Umsetzung mit 0-Acetyl-milchsäurechlorid 1~ blieb erfolglos.

18

Setzte man Z~ oder Z~ mit einem Oberschuß an Diazornethan um, so stellte man nur die normale Reaktion, also die Bildung der Diazoketone ~~ in 70\ bzw. 53\ Ausbeute fest. R1 O-COCH 3

\I

;,

R2

Auch mit N-Methylanilin reagierte nur zu normalem N-Methylanilid.

Z~

~

COCHN 2

unter Triäthylaminzusatz

III. Zum Mechanismus der Acylierungen mit a-Acyloxy-carbonsäurechloriden. Als erstes sei die Reaktion der a-Acyloxy-carbonsäurechloride ohne Basenzusatz diskutiert, da dies das einfachere Reaktionssystem ist. Aus dem NMR- und IR-Spektrum des a-Acyloxy-isobuttersäurechlorids Z~ folgt eindeutig, daß es die normale offenkettige Struktur Z~ besitzt. Cyclisches 2-Chlor-2.5.5-trimethyl-dioxolan-4-on ~~~ ließ sich nicht nachweisen. Wenn überhaupt, so liegt es im Gleichgewicht höchstens in Spurenkonzentration vor, vielleicht sogar in der ionisiert~n Form als Oxoniumsalz ~!~·

CH 3

-

H3 C

I

0-C-Cl

'/'c-oI

H3 c1

II

0

23a ==-

H C 3 \

',I + '

0-C"

I

C

/\

H3C

I

CH

3

Cl-

C-0 II

0

-

24a

zg

ist demnach die thermodynamisch begünstigte Struktur. Man darf annehmen, daß entsprechend generell die bei der Acylierung entstehenden normalen Derivate der a-Acyloxy-carbonsäuren thermodynamisch stabiler sind als die Dioxolanonderivate. Hierfür spricht auch, daß in den oben beschriebenen Beispielen bei HCl19

Einwirkunq Isomerisierungen stets nur vom Dioxolanonderivat zum normalen offenkettiqen Derivat beobachtet wurden, nie umgekehrt. Die Bildunq der Dioxolanone erfolgt daher stets kinetisch kontrolliert, während das Entstehen der normalen Ester der thermodynamisch kontrollierte Reaktionsabschluß sein kann, aber nicht immer, z.B. bei den Reaktionen unter Basenzusatz, sein muß. Die kinetische Kontrolle der Dioxolanonbildunq legt nahe, daß Nachbarqruppenbeteiliqunq 7 • 8 > der Acyloxyqruppe hierfür verantwortlich ist. Es wurde daher geprüft, ob cyclische Oxoniumsalze vom Typ ~i~ dabei eine Rolle spielen können und ob sich der Nachbargruppeneffekt auch durch eine besonders hohe absolute Reaktionsgeschwindigkeit der Säurechloride bei Acylierunqsreaktionen zu erkennen gibt. Setzte man a-Acyloxy-isobuttersäurechlorid in Methylenchlorid bei -10°C unter Feuchtigkeitsausschluß mit Antimonpentachlorid um, so fiel ein kristallines hygroskopisches Salz mit Zers.Punkt 88°C aus, das unter trockenem Stickstoff bei Raumtemperatur lagerfähig war 20 ) • In polaren Lösungsmitteln wie Acetonitril oder Nitromethan und flüssigem so 2 war es löslich, aber nicht lange haltbar. Aufgrund der korrekten Analysen und der IR- und NMR-Spektren handelt es sich um das 2.5.5-Trimethyl-1.3-dioxolan4-on-2-ylium-hexachloro-antimonat ~~·

z

zg

H3C

1"&,29 H3C

OCOCH 3

\I C

H,! 'coct

+ SbCL 5

"cH 3 ,. 7,11

0...-C

\cI + I\

H3C

'I \

I

C-0 II

0

25 ====

Im IR-Spektrum erschien nur eine Carbonylbande bei 1930/cm (in Nujol), also bei einer Frequenz, die für Carbonylgruppen kleiner Lactone zu erwarten ist. Bei 2280/cm, dem Bereich der Absorption von Acyliumsalzen R-cao SbCl~ war das Spektrum völlig offen. Im NMR-Spektrum (fl.so 2 , +40°C) stellte man vor allem für die Methylgruppe in 2-Stellunq die im Formelbild wiedergegebene starke Verschiebunq um 1.1-1.2tnach tiefem Feld fest, die für Oxoniumsalze typisch ist, während die Signale der Methylgruppen 20

in 5-Stellung nur etwa 0.1 t nach tieferem Feld verschoben sind als in den Alkoxy-dioxolanonen lg· Ein völlig entsprechendes Salz &g wurde aus 0-Acetyl-milchsäurechlorid z~ gewonnen 20 > •

H~\ /COCH 3 C + SbCls

l

'coct

Damit ist gezeigt, daß intramolekulare Nachbargruppenbeteiligung möglich ist und die Zwischenstufen &~g oder ~~g an der Reaktion des a-Acetoxy-isobuttersäurechlorids beteiligt sein können. Womöglich wirkt bei den Reaktionen in CH 2c1 2 ohne Basenzusatz der Chlorwasserstoff sogar bei der Bildung katalysierend 21 >. Um zu prüfen, ob a-Acetoxy-isobuttersäurechlorid wegen der Nachbargruppenbeteiligung durch die Acetoxygruppe besonders rasch reagiert, wurden halbquantitative kinetische Messungen durchgeführt. Schon bei der präparativen Handhabung und bei der Durchführung von Acylierungsreaktion unter SchottenBaumann-Bedingungen war die extrem hohe Hydrolyseempfindlichkeit der a-Acetoxy-carbonsäurechloride aufgefallen. Da es experimentell sehr schwierig ist, exakte kinetische Messungen der Methanolyse reaktiver Säurechloride durchzuführen, begnügten wir uns damit, die Reaktion verschiedener Säurechloride bei -35°C in Methylenchlorid mit einem Uberschuß an Methanol NMR-spektroskopisch zu verfolgen. Es wurde die Abnahme der Säurechloridkonzentration und die Zunahme der Konzentration an Ester bzw. Dioxolanon gleichzeitig bestimmt. In der Tabelle sind die unter Standardbedingungen ermittelten Reaktionszeiten zusammen mit Literaturwerten der Äthanolysegeschwindigkeit aufgeführt.

21

Tabelle 5

Geschwindigkeit der Alkoholyse verschiedener Säurechloride

Säurechlorid

Pivaloylchlorid

10 3k 1 (s- 1 )bei 25°C (Äthanolyse) 22 ) 18.1

a-Acetoxy-isobuttersäurechlorid 7a

160 21

a-Chlorisobuttersäurechlorid Acetylchlorid

Reaktionszeit in Min. Methanolyse -36°c

147

17

< 2.7

==

Die Ergebnisse zeigen, daß a-Acetoxy-isobuttersäurechlorid ~g sogar wesentlich reaktiver ist als Acetylchlorid selbst, obwohl der sterische Effekt der beiden a-Methylgruppen die Reaktivität herabsetzen sollte. Bei der NMR-spektroskopischen Verfolgung der Reaktion des a-Acetoxy-isobuttersäurechlorids bg mit Methanol in CH 2c1 2 zeigte es sich jedoch, daß in der erwähnten sehr kurzen Reaktionszeit von 2.7 Min. nur 2/3 des Säurechlorids ~g zum Methoxy-2.5.5-trimethyl-dioxolan-4-on lg umgesetzt wurden und in den folgenden 5 Min. keine weitere Reaktion feststellbar war. Innerhalb weiterer 30 Min. war das Säurechlorid vollständig verbraucht, aber auch die Dioxolanon-Konzentration hatte abgenommen. Der normale Ester l~ war dabei nicht entstanden, sondern a-Hydroxy-isobuttersäure-methylester ~~ und Essigsäuremethylester ~!· Die gleichen Folgeprodukte entstanden, wenn man in die Lösung des Dioxolanons lgg in Methylenchlorid-Methanol gasförmigen Chlorwasserstoff einleitete. Dies erklärt den bereits diskutierten Befund, daß bei präparativen Umsetzungen mit Alkoholen ohne Base der entstehende Chlorwasserstoff von vorteilhaft im Stickstoffstrom entfernt wird. Wir erklären diese Ergebnisse durch folgendes Reaktionsschema:

z

22

CH 3 I

I

+/

H C 0-C-0 'cH3 cH30H, 3 ' /

Hl/

t-o .

CH 3

H

ct-

I

0-C-OCH

HC

~ ~

I

3 \/

c

/\

t-0

H3 C

II

0

0

3

+ HCl ~

.J.J_

Jf oder

zg

mit Methanol zu J~ ist eine reversible Die Reaktion von Reaktion, deshalb stellt man nach kurzer Reaktionszeit ein und J~g NMR-spektroskopisch fest. Die Gleichgewicht von Protonierung von J~g durch den entstandenen Chlorwasserstoff kann aber nicht nur an der Methoxygruppe zu &Z erfolgen dies ist der erste Schritt der Rückbildung des Säurechlorids sondern auch am cyclischen Äthersauerstoff zu &~ oder z~ ~2· Als langsame Folgereaktion schließt sich dann die Methanolyse zu ~~ und ~J an. Hierfür spricht, daß sich das NMR-Spektrum des in rascher Reaktion entstehenden Produktes, bei Verwendung eines Unterschusses an Methanol, auch nach Erwärmen auf S0°C nicht weiter verändert hatte. Die Bildung des normalen Esters l~~ durch direkte Reaktion des Methanols mit der Säurechloridfunktion ist offenbar ein wesentlich langsamerer Prozeß und kommt nicht zum Zuge. Aufgrund der Daten in Tab. 5 darf man für diese Reaktion mit einer Reaktionszeit von etwa 50 Min. rechnen. Ähnliche Störreaktionen treten offenbar auch bei der Umsetzung mit Phenol und Benzylmercaptan ohne Basenzusatz auf. von Bei -3° bis -40°C konnten - wenn der Chlorwasserstoff nicht durch Stickstoff entfernt wurde- innerhalb 10 Min., selbst

zg

-

Zg

23

nach zeitweisem Erwärmen auf +50°C, keine Reaktionsprodukte im NMR-Spektrum festgestellt werden. Das Gleichgewicht zwischen l~~ und 1A liegt offenbar ganz auf seiten von Z~· Mit überschüssigem Nucleophil erhielt man nach 17 Std. die normalen Acylierungsprodukte l~~ und lZ~· Die stärkere Nucleophilie von Phenol und Mercaptan beschleunigt offenbar die normale Acylierungsreaktion so stark, daß Z~ vollständig abgefangen wird. Leitet man in eine Lasunq des Dioxolans li~ Chlorwasserstoff ein, so erhält man nur wenig l~l• sondern hauptsächlich wasserlasliehe Produkte, vermutlich den a-Hydroxy-isobuttersäurephenylester. Mit dem noch stärker nucleophilen Benzylmercaptan dürften die normale Acylierungsreaktion und die säurekatalysierte Folgereaktion der Dioxolanon-Derivate noch schneller ablaufen. Deshalb gelingt es nicht, diese Derivate zu isolieren. Bei der NMR-spektroskopischen Verfolgung der Acylierungen von Methanol unter Basenzusatz stellte man fest, daß Z~ vollständig verbraucht wird. Die Reaktionszeit stieg dabei aber in der Reihe Pyridin - Triäthylamin - 2.6-Lutidin an 22 ). Mit überschuß Pyridin bildete sich ausschließlich der normale Ester l~~· während mit stachiometrischem Pyridinzusatz l~g und lgg im Verhältnis 1:1 entstanden. lgg isomerisierte unter den Reaktionsbedingungen nicht. Bei stachiometrischem Einsatz von Triäthylamin oder 2.6-Lutidin erhielt man l2~ und l~~ im Verhältnis 9:1 bzw. 3.5:1. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, daß die Basen nicht nur durch Abfangen des Chlorwasserstoffs die Protonierung und Folgereaktionen von lgg und die Katalyse der Bildung von ~!~ verhindern, sondern durch Bildung von Acylpyridinium-, -triäthylammonium- oder 2.6-Lutidiniumsalzen den Acylierungsschritt selbst beeinflussen.

H3 C

7H3+

0-C-NR

\I

t\c-oI

H3C

II

0

24

3

Cl-

-

+ NR 3

7a

+ NR 3 .......

Da die Bildung dieser Salze sicher reversibel ist, liegen sie sicher als ~~ und nicht als ~~ vor. Dies wurde durch NMR- und IR-Spektroskopie von Lösungen der Salze in Methylenchlorid gesichert. Während sich die NMR-Signale der Methylgruppen in ~~ fast nicht von denen in unterschieden, traten im Carbonylbereich der IR-Spektren starke Veränderungen auf. Es wird vermutet, daß bei der Acylierung von Methanol mit 1a in Anwesenheit von Pyridin das Acylpyridiniumsalz ~~ (~R ~i~ H ) für die Bildung des normalen Esters l~~ verantwortlich ist und daß Dioxolanon 16a durch direkte Reaktion des im Gleich=== gewicht vorhandenen Säurechlorids Z~ unter Nachbargruppenbeteiligung entsteht. Da Acylpyridiniumsalze generell reaktiver sind als Säurechloride, ist es verständlich, daß ~~ mit Methanol unter normaler Acylierung und nicht unter Nachbargruppenbeteiligung reagiert. Oberschuß Pyridin verschiebt das Gleichgewicht Zä ~~ ~6 soweit auf seiten des letzteren, daß nurmehr l~ä entsteht. Bei Verwendung von 2.6-Lutidin als Base ist~~ [i; 3 =~c 5 H 3 (CH 3 ) 2 l einerseits aus sterischenGründen im Gleichgewicht mit Z~ weniger bevorzugt; andererseits ist die Reaktivität von ~~ an der Acyl-lutidiniumgruppierung durch den sterischen Effekt der o-ständigen Methylgruppen herabgesetzt. Deshalb i.st die Bildung von li~ st~rk vor der von l~~ bevorzugt. Dieselbe Argumentation gilt für Triäthylamin, das zwar stärker basisch als 2.6-Lutidin ist, aber durch den besonders starken sterischen Effekt die Bildung von l~~ noch stärker einschränkt. Die Tatsache, daß Phenol und Benzylmercaptan selbst mit sperrigen Basen bevorzugt die normalen Ester l~ bzw. Thioester lZ bilden, könnte durch die erhöhte nucleophile Reaktivität der Phenolat- und Mercaptidanionen verursacht sein, die einmal gebildetes Dioxolanon, z.B. li durch Angriff an der Carbonylgruppe in den normalen Ester oder Thioester überführen. Die geringere Tendenz der Acylierung unter Cyclisierung bei den Reaktionen von mit Acetophenonoxim könnte durch dessen Baseneigenschaften verursacht sein, die fehlende Dioxolanonbildung mit Diazornethan durch die Zerstörung des überschüssigen Chlorwasserstoffs, so daß die Bildung von ~i~ nicht mehr katalysiert wird. In den Reaktionen der Cadmiumorganyle mit 1 in Benzol spielt sicher die Lewis-Säure CdC1 2 eine Rolle 23 ). Ausgehend von einem ungewöhnlich verlaufenden Experiment wurde ein tiefer Einblick in das komplexe Reaktionsgeschehen

z

3

5 5

z

25

bei Acylierungsreaktionen mit a-Acyloxy-carbonsäurechloriden gewonnen. Es wurde erstmals das Phänomen der Nachbargruppenbeteiligung bei Acylierungen mit Carbonsäurechloriden erkannt. Die Reaktionen der a-Acyloxy-carbonsäurechloride lassen sich durch geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen meist eindeutig zur Bildung von Dioxolanonderivaten oder normalen Abkömmlingen der a-Acyloxy-carbonsäuren steuern. Zugesetzte Basen beeinflussen die Reaktionen in vielfältiger Weise: Durch Unterdrücken der Säurekatalyse der Dioxolanonbildung und der Folgereaktionen der Dioxolanone; durch Beeinflussung der Gleichgewichtseinstellung zwischen Dioxolanon und Säurechlorid; durch Bildung von Acylammoniumverbindungen und schließlich durch Uberführung azider nucleophiler Reaktionspartner in ihre Anionen. Die hierbei erkannten Prinzipien haben sich bei der Entwicklung weiterer neuer Synthesen bewährt 13 • 15 •1 8 , 24 • 25 >.

26

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