2,3-Divinyl- und 2-Aryl-3-vinylindole als Bausteine zu Carbazolen und Versuche zur photochemischen und Ultraschall-induzierten 1,6-Elektrocyclisierung

Es wurden neue funktionalisierte Carbazole und anellierte Benzo[a]carbazole als potentielle pharmakologische Therapeutika durch 1,6-pi-Elektrocyclisierung auf photo-chemischem, thermischem und sonochemischem Weg synthetisiert und die Synthesemethoden der 1,6-pi-Elektrocyclisierung sowie der 2,3-Divinylindole und der 2-Aryl-3-vinylindole als entsprechende Ausgangsprodukte validiert und evaluiert. Es gelang weder das nach den Woodward-Hoffmann-Regeln erwartete primäre Cyclisierungsprodukt mit Indolochinodimethanstruktur noch die Existenz des in einer photochemischen Abfangreaktion daraus resultierenden Cycloprodukts NMR-spektroskopisch nachzuweisen, um den stereochemischen Verlauf der Cyclisierung vorherzusagen. Ergebnisse der quantenchemischen Berechnungen der Eduktmoleküle (AO-Koeffizienten der MO's, HOMO/LUMO-Energien) sowie der Übergangszustandsgeometrien der Cyclisierungen decken sich mit den experimentellen Daten. Divinyl- und 2-Aryl-3-vinylindole sind als Systeme mit Hexatriensymmetrie aufzufassen, deren Cyclisierungsverhalten sich mit den Woodward-Hoffmann-Regeln beschreiben läßt. Im Vergleich der verschiedenen 1,6-pi-Elektrocyclisierungsmethoden zeigte sich, daß die photochemische Variante eine elegante Synthesemethode darstellt, um funktionalisierte Carbazole und Benzo[a]carbazole mit unterschiedlichen pharmakologischen Aktivitäten unter schonenden Reaktionsbedingungen mit den vergleichbar höchsten Ausbeuten zu erhalten. Demgegenüber lieferten die Ultraschallreaktionen keine nachweisbaren Cyclisierungsprodukte. Die thermische Cyclisierung führte zur Gruppe der 1,2-Dihydrocarbazole. Sie bildeten sich in einer Folgereaktion durch [1,5s]-H-Verschiebung aus dem primär entstandenen Woodward-Hoffmann-Cyclisierungsprodukt. In abschließenden DNA-Bindestudien mit verschiedenen Testsystemen zeigte keine der synthetisierten Testsubstanzen DNA-Bindungsaktivität.

New functionalized carbazoles and anellated benzo[a]carbazoles as potential pharmacological therapeutics are synthesized by photochemical, thermal and sonochemical 1,6-pi-electrocyclisation. The synthetic methods of 1,6-pi-electrocyclisation as well as 2,3-divinylindoles and 2-aryl-3-vinylindoles as starting materials are validated and evaluated. Neither the expected primary cyclisation product according to the Woodward-Hoffmann rules with indolochinodimethane structure nor the resulting cycloproduct of the photochemical intercepting reaction could be detected by NMR-spectroscopy so that the stereochemical progress could not be predicted. Results from quantum mechanical calculations of starting molecules (AO coefficients of MO's, HOMO/LUMO-energies) and from transition state of the cyclisations coincide with the experimental data. Divinyl- and 2-aryl-3-vinylindoles can be interpreted as systems with hexatriene symmetry so that the cyclisation can be described with the Woodward-Hoffmann rules. In comparison with the different 1,6-pi-electrocyclisation methods, the photochemical variation represents an elegant synthetic method to lead to functionalised carbazoles and benzo[a]carbazoles under mild reaction conditions with different pharmacological activities and highest comparable yield. In contrast to this the sonochemical reaction did not result in traceable cyclisation products. Thermal cyclisation lead to the group of 1,2-dihydrocarbazoles. These were formed by a subsequent reaction by [1,5s]-H-displacement from the primary existing Woodward-Hoffmann cyclisation product. In final DNA binding studies with different test systems none of the synthesized drug substances showed DNA binding activities.