A Tandem Route to the Synthesis of Carbazolo[1,2-b]carbazoles

Abstract

A simple and facile synthesis of carbazolo[1,2-b]carbazole derivatives via Michael addition of 2-methylindole, condensation of methyl group with the carbonyl, dehydration followed by aromatization by heating in hydrothermal oven is reported.

Key words

carbazolocarbazoles - tandem cyclization - tetrahydrocarbazole - carbazole - π-donor complexes

References and Notes

• 1a Gribble GW. The Alkaloids   Brossi A. Academic Press; San Diego (CA): 1990.  p.239 
• 1b Knölker H.-J. Reddy KR. Chem. Rev.  2002,  102:  4303 
• 1c Cordell GA. The Alkaloids   Vol. 65:  Academic Press; Amsterdam: 2008. 
• 1d Gribble GW. Synlett  1991,  289 
• 1e Gribble GW. Saulnier MG. Sibi MP. Obaza-Nutaitis JA. J. Org. Chem.  1984,  49:  4518 
• 1f Knölker H.-J. Curr. Org. Chem.  2004,  1:  309 
• 1g Knölker H.-J. Chem. Lett.  2009,  38:  8 
• 2a Pindur U. Haber M. Sattler K. Pharmazie in unserer Zeit.  1992,  21 
• 2b Pelaprat D. Oberlin R. Le Guen I. Roques BR. J. Med. Chem.  1980,  23:  1330 
• 2c Lescot E. Muzard G. Markovits J. Belleney J. Roques BP. Le Pecq J.-B. J. Med. Chem.  1986,  29:  1731 
• 2d Karmakar AC. Kar GK. Ray JK. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1991,  1997 
• 2e Molina P. Fresneda PM. Almendros P. Tetrahedron  1993,  49:  1223 
• 2f Goodwin S. Smith AF. Horning EC. J. Am. Chem. Soc.  1959,  81:  1903 
• 2g Woodward RB. Iacobucci GA. Hochstein FA. J. Am. Chem. Soc.  1959,  81:  4434 
• 3a Chakraborty DP. Das KC. Chowdhury BK. J. Org. Chem.  1971,  36:  725 
• 3b Chakraborty DP. Barman BK. Bose PK. Sci. Cult. (India)  1964,  30:  445 
• 3c Dutta NL. Quasim C. Indian J. Chem.  1969,  7:  307 
• 3d Chakraborty DP. Das KC. Chem. Commun.  1968,  967 
• 3e Ray S. Chakraborty DP. Phytochemistry  1976,  15:  356 
• 3f Ito C. Nakagawa M. Wu T.-S. Furukawa H. Chem. Pharm. Bull.  1991,  39:  1668 
• 3g Ito C. Nakagawa M. Wu T.-S. Furukawa H. Chem. Pharm. Bull.  1991,  39:  2525 
• 3h Kumar V. Reisch J. Wickramasinghe A. Aust. J. Chem.  1989,  42:  1375 
• 3i Ito C. Furukawa H. Chem. Pharm. Bull.  1990,  38:  1548 
• 3j Wu T.-S. Wang M.-L. Wu P.-L. Phytochemistry  1996,  43:  785 
• 3k Gruner KK. Knölker H.-J. Org. Biomol. Chem.  2008,  6:  3902 
• 3l Lebold TP. Kerr MA. Org Lett.  2007,  9:  1883 
• 3m Gruner KK. Hopfmann T. Matsumomto K. Jäger A. Katsuki T. Knölker H.-J. Org. Biomol. Chem.  2011,  9:  2057 
• 4a Wu T.-S. Huang S.-C. Wu P.-L. Heterocycles  1997,  45:  969 
• 4b Soós T. Timári G. Hajás G. Tetrahedron Lett.  1999,  40:  8607 
• 4c Iwaki T. Yasuhara A. Sakamoto T. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1999,  1505 
• 4d Roques BP. Florentin D. Callanquin M. J. Heterocycl. Chem.  1975,  12:  195 
• 4e Cacchi S. Ciattini PG. Morera E. Ortar G. Tetrahedron Lett.  1986,  27:  5541 
• 4f Hagiwara H. Choshi T. Fujimoto H. Sugino E. Hibino S. Chem. Pharm. Bull.  1998,  46:  1948 
• 4g Hagiwara H. Choshi T. Nobuhiro J. Fujimoto H. Hibino S. Chem. Pharm. Bull.  2001,  49:  881 
• 4h Bergman J. Pelcman B. Tetrahedron  1988,  44:  5215 
• 4i Fröhner W. Krahl MP. Reddy KR. Knölker H.-J. Heterocycles  2004,  63:  2393 
• 5a Omura S. Sasaki Y. Iwai Y. Takeshima H.
  J. Antibiot.  1995,  48:  535 
• 5b Bergman J. Janosik T. Wahlström N. Adv. Heterocycl. Chem.  2001,  80:  1 
• 5c Bocchi V. Palla G. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1983,  1074 
• 5d Bocchi V. Palla GJ. Tetrahedron  1984,  40:  3251 
• 5e Janosik T. Bergman J. Tetrahedron  1999,  55:  2371 
• 5f Kistenmacher A. Mullen K. J. Heterocycl. Chem.  1992,  29:  1237 
• 5g Noland WE. Johnson JE. Tetrahedron Lett.  1962,  14:  589 
• 5h Bergmann J. Pelcmann B. Tetrahedron  1988,  44:  5215 
• 5i Knölker H.-J. Reddy KR. Tetrahedron  2000,  41:  5035 
• 6a Fuchs W. Niszel F. Ber. Dtsch. Chem. Ges. B  1927,  60:  209 
• 6b Curiel D. Más-Montoya M. Uruvakili A. Orenes RA. Pallamreddy H. Molina P. Org. Lett.  2010,  12:  3164 
• 7 Zander M. Franke WH. Chem. Ber.  1969,  102:  2728 
• 8 Icli S. Burgemeister T. Mannschreck A. Zander M. Org. Magn. Reson.  1982,  20:  145 
• 9 Dufour F. Kirsch G. J. Heterocycl. Chem.  2008,  45:  161 
• 10 Haider N. Käferböck J. Matyus P. Heterocycles  1999,  51:  2703 
• 11a Liu X.-Y. Che C.-M. Angew. Chem. Int. Ed.  2008,  47:  3805 
• 11b Tietze LF. Chem. Rev.  1996,  96:  115 
• 11c Lee JM. Na Y. Han H. Chang S. Chem. Soc. Rev.  2004,  33:  302 
• 11d Ajamian A. Gleason JL. Angew. Chem. Int. Ed.  2004,  43:  3754 
• 11e Wasilke J.-CS. Obrey J. Baker RT. Bazan GC. Chem. Rev.  2005,  105:  1001 
• 11f De Meijere A. Zezschwitz P. Brase S. Acc. Chem. Res.  2005,  38:  413 
• 12a Sreenivas DK. Nagarajan R. Tetrahedron  2010,  66:  9650 
• 12b Ramesh S. Gaddam V. Nagarajan R. Synlett  2010,  757 
• 12c Meesala R. Nagarajan R. Tetrahedron Lett.  2010,  51:  422 
• 12d Chaitanya TK. Nagarajan R. Tetrahedron Lett.  2007,  48:  2489 
• 12e Gaddam V. Nagarajan R. Org. Lett.  2008,  10:  1975 
• 13a Kavitha C. Prasad KJR. J. Chem. Res., Miniprint  2003,  1025 
• 13b Vandana T. Velumani K. Prasad KJR. Heterocycl. Commun.  2003,  9:  299 

14

A mixture of 2-methylindole (1 mmol), chalcones (1 mmol), 3 Å MS (0.2 g), Pd/C (15 mg, 10%), and AcOH (10 mL) was stirred and loaded under nitrogen atmosphere in an autoclave (25 mL). The autoclave was heated at 180 ˚C for 48 h. After allowing to r.t., the reaction mixture was diluted with EtOAc, filtered through Celite, washed with 5% aq bicarbonate solution and H₂O, concentrated in vacuum. In TLC, the products show a characteristic blue fluorescence. The residue is purified by column chromatography to provide the desired carbazolocarbazole. Unreacted starting materials were recovered as nonpolar fractions.
9-Phenyl-2,14-dihydrocarbazolo[1,2- b ]carbazole Yield 43%; mp 176-178 ˚C. IR (KBr): ν_max = 3412, 1602, 1466, 1317, 740, 694 cm^-¹. ^¹H NMR (400 MHz, DMSO-d ₆): δ = 11.66 (s, 1 H), 10.82 (s, 1 H), 8.50 (s, 1 H), 8.01 (d, J = 8.0 Hz, 1 H), 7.81 (d, J = 8.0 Hz, 1 H), 7.56-7.64 (m, 4 H), 7.49 (d, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.27-7.42 (m, 4 H), 7.17 (t, J = 7.6 Hz, 1 H), 6.76-6.83 (m, 2 H). ^¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d ₆): δ = 142.8, 139.2, 139.1, 138.6, 135.6, 133.2, 133.0, 132.2, 129.7, 127.2, 125.2, 124.6, 123.9, 122.6, 122.2, 122.1, 121.2, 120.0, 119.5, 118.9, 117.5, 116.7, 116.4, 111.8, 111.1, 100.6. MS (pos. Mode): m/z = 382. Anal. Calcd (%) for C₂₈H₁₈N₂: C, 87.93; H, 4.74; N, 7.32. Found: C, 87.85; H, 4.81; N, 7.26.