Camps-Chinolinsynthese

Die Camps-Chinolinsynthese wurde zunächst von Icilio Guareschi (1847–1918) im Jahre 1894^[1] entdeckt. Guareschi hatte ortho-Aminoacetophenon mit Cyanessigsäureethylester in einer Kondensationsreaktion zu 2-Hydroxy-3-cyano-4-methylchinolin reagieren lassen.^[1] Diese Reaktion hat dann Rudolf Camps erweitert, um Hydroxychinoline zu synthetisieren, indem er N-Acyl-ortho-acylaniline mit einer Base umsetzte. Die Reaktion wird manchmal auch als Camps-Reaktion oder Camps-Cyclisierung^[2] bezeichnet.^{[3][4][5][6][7][8][9]}

Übersicht

N-Acyl-ortho-acylaniline reagieren in Gegenwart einer Base zu 4-Hydroxychinolinen (Mitte) und 2-Hydroxychinolinen:^[1][10]

R¹ und R² sind organische Reste oder Wasserstoff, wobei die Reste gleich oder verschieden sein können.

Die Reaktion lässt sich also beispielsweise mit ortho-Aminoderivaten von Acetophenon, Benzophenon, Essigsäurebenzylester oder Propiophenon durchführen und führt zu einem Gemisch der beiden Produkte. Sollte einer der Reste elektronenziehende Eigenschaften besitzen (z. B. Cyano-, Acyl- oder Phenylgruppe) so entsteht nur ein Produkt:^[1]

• R¹ ist eine elektronenziehende Gruppe → 4-Hydroxychinolinen (Mitte)
• R² ist eine elektronenziehende Gruppe → 2-Hydroxychinolinen (rechts)

Mechanismus

Im Folgenden werden die beiden unterschiedlichen Reaktionsmechanismen dargestellt, die je nach Ort der Deprotonierung ablaufen. R¹ und R² sind auch hier organische Reste oder Wasserstoff.

Bildung von 2,3-Dialkyl-4-hydroxychinolin

Dieses Produkt bildet sich bei der Deprotonierung der Methylengruppe an dem R¹-Rest, also wenn R¹ ein elektronenziehender Rest ist oder ein Stoffgemisch der beiden Produkte entsteht:^[1][10]

Camps-Chinolinsynthese M1

Zunächst deprotoniert die Base die Methylengruppe des N-Acyl-ortho-acylanilins 1, wodurch sich das Enolat 2 bildet. Mit der Wiederausbildung der Carbonylgruppe greift die gerade gebildete C=C-Doppelbindung das Kohlenstoffatom der anderen Carbonylgruppe nucleophil an und bildet somit einen heterocyclischen Sechsring 3 aus. Das so entstandene Alkoholat 3 wird durch Alkohol zu Molekül 4 protoniert und spaltet anschließend Wasser ab. In dem Keton 5 findet dann eine Tautomerisierung statt, was zur Bildung des 2,3-Dialkyl-4-hydroxychinolins 6 führt.

Bildung von 3,4-Dialkyl-2-hydroxychinolin

Das 3,4-Dialkyl-2-hydroxychinolin bildet sich hingegen wenn die Methylengruppe der Amino-acylgruppe deprotoniert wird (R² ist elektronenziehender Rest oder als Teil Produktgemischs):^[1][10]

Camps-Chinolinsynthese M2

Hier wird die Methylengruppe am Stickstoff 1 von der Base deprotoniert. Auch hier entsteht ein Alkoholat 7. Bei der Ausbildung einer Carbonylgruppe greift die gebildete Doppelbindung 7 das Kohlenstoffatom der Acylgruppe an und bildet einen heterocyclischen Sechsring 8. Die entstandene Alkoholatgruppe 8 wird durch einen Alkohol protoniert 9. Anschließend wird unter Wasserabspaltung eine Doppelbindung ausgebildet. Auch hier findet abschließend eine Keto-Enol-Tautomerie von Keton 10 zum 3,4-Dialkyl-2-hydroxychinolin 11 statt.

Siehe auch

• Friedländer-Chinolin-Synthese
• Pfitzinger-Reaktion
• Skraup-Synthese
• Gould-Jacobs-Reaktion

Einzelnachweise

1. Z. Wang: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents, 3 Volume Set. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey 2009, ISBN 978-0-471-70450-8, S. 598–602.
2. C. P. Jones, K. W. Anderson, S. L. Buchwald: Sequential Cu-Catalyzed Amidation-Base-Mediated Camps Cyclization:  A Two-Step Synthesis of 2-Aryl-4-quinolones from o-Halophenones. In: J. Org. Chem. Band 72, Nr. 21, 2007, S. 7968–7973, doi:10.1021/jo701384n. 
3. R. Camps: Synthese von α- und γ-Oxychinolinen. In: Archiv der Pharmazie. Band 237, Nr. 9, 1899, S. 659–691, doi:10.1002/ardp.18992370902. 
4. R. Camps: Synthese von α- und γ-Oxychinolinen. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. Band 32, Nr. 3, 1899, S. 3228–3234, doi:10.1002/cber.18990320389. 
5. R. Camps: Synthese von α- und γ-Oxychinolinen. In: Archiv der Pharmazie. Band 239, Nr. 8, 1901, S. 591–610, doi:10.1002/ardp.19012390805. 
6. R. Camps: Von der Amidophenylpropiolsäure zur Kynurensäure und deren Verwandten. In: Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. Band 34, Nr. 2, 1901, S. 2703–2718, doi:10.1002/cber.190103402221. 
7. R. Camps: Synthese von α- und γ-Oxychinolinen. In: Archiv der Pharmazie. Band 240, Nr. 2, 1902, S. 135–146, doi:10.1002/ardp.19022400204. 
8. R. H. Manske: The Chemistry of Quinolines. In: Chem. Rev. Band 30, Nr. 1, 1942, S. 113–144, doi:10.1021/cr60095a006. 
9. C. P. Jones, K. W. Anderson, S. L. Buchwald: Sequential Cu-Catalyzed Amidation-Base-Mediated Camps Cyclization:  A Two-Step Synthesis of 2-Aryl-4-quinolones from o-Halophenones. In: J. Org. Chem. Band 72, Nr. 21, 2007, S. 7968–7973, doi:10.1021/jo701384n. 
10. J. J. Li: Name Reactions. A Collection of Detailed Reaction Mechanisms. 3. erweiterte Auflage, Springer, Berlin/Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-30030-4, S. 104–106.