Synthesis of Cyclopentacarbazolones via Palladium-Catalyzed Annulation of Internal Alkynes

Abstract

A simple and efficient protocol for the synthesis of highly substituted cyclopentacarbazolones (50-82%) was developed by employing internal alkynes with 2-bromo-3-formylcarbazoles in the presence of palladium catalyst under ligand-free condition. High regioselectivity was observed for unsymmetrical (alkyl-, aryl-­substituted) internal alkynes.

Key words

estrogen receptors - palladium catalyst - annulations - cyclopentacarbazolones - ligand-free synthesis

References

• 1a Wu Y.-T. Hayama T. Baldridge KK. Linden A. Siegel JS. J. Am. Chem. Soc.  2006,  128:  6870 
• 1b Ogliaruso MA. Romanelli MG. Becker EI. Chem. Rev.  1965,  65:  261 
• 1c Tius MA. Eur. J. Org. Chem.  2005,  2193 
• 1d Alcaide B. Almendros P. Eur. J. Org. Chem.  2004,  3377 
• 1e Vaidya T. Eisenberg R. Frontier AJ. ChemCatChem  2011,  3:  1531 
• 1f Leboeuf D. Huang J. Gandon V. Fronteir AL. Angew. Chem. Int. Ed.  2011,  50:  10981 
• 2a Tyagi P. Venkateswararao A. Thomas KRJ. J. Org. Chem.  2011,  76:  4571 
• 2b Cai Z. Harmata M. Org. Lett.  2010,  12:  5668 
• 2c Andrew TL. Cox JR. Swager TM. Org. Lett.  2010,  12:  5302 
• 2d Oesterling I. Mullen K. J. Am. Chem. Soc.  2007,  129:  4595 
• 2e Lor M. Thielemans J. Viaene L. Cotlet M. Hofkens J. Weil T. Hampel C. Mullen K. Verhoeven JW. Auweraer MV. De Schryver FC. J. Am. Chem. Soc.  2002,  124:  9918 
• 2f Godschalx JP, Romer DR, So YH, Lysenko Z, Mills ME, Buske GR, Townsend PH, Smith DW, Martin SJ, and Devries RA. inventors; US Patent  5965679. 
• 2g Dorta E. Diaz-Marrero AR. Cueto M. D’Croz L. Mate JL. Darias J. Org. Lett.  2004,  6:  2229 
• 3a Shibata T. Yamashita K. Ishida H. Takagi K. Org. Lett.  2001,  3:  1217 
• 3b Gamba A. Gandolfi R. Oberti R. Sardone N. Tetrahedron  1993,  49:  6331 
• 3c Jikyo T. Eto M. Harano K. Tetrahedron  1999,  55:  6051 
• 3d Rainier JD. Imbriglio JE. Org. Lett.  1999,  1:  2037 
• 3e Ding L. Ying H.-Z. Zhou Y. Lei T. Pei J. Org. Lett.  2010,  12:  5522 
• 3f Gagnier SV. Larock RC. J. Am. Chem. Soc.  2003,  125:  4804 
• 3g Talaz O. Gülçin I. Göksu S. Saracoglu N. Bioorg. Med. Chem.  2009,  17:  6583 
• 3h Larock RC. Emrich DE. J. Organomet. Chem.  2004,  689:  3756 
• 3i Vasilyev AV. Walspurger S. Paleb P. Sommer J. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  3379 
• 3j Coyanis EM. Panayides J.-E. Fernandes MA. DeKoning CB. Van Otterlo WAL. J. Organomet. Chem.  2006,  691:  5222 
• 3k Larock RC. Yian Q. Pletnev AA. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  3238 
• 4 Leoni LM. Hamel E. Genini D. Hsiencheng S. Carrera CJ. Cottam HB. Carson DA. J. Natl. Cancer Inst.  2000,  92:  217 
• 5 Kerr DJ. Hamel E. Jung MK. Flynn BL. Bioorg. Med. Chem.  2007,  15:  3290 
• 6 Jourdan GP. Dreikom BA. Hackler RE. Hall HR. Arnold WR. In Synthesis and Chemistry of Agrochemicals II   ACS Symposium Series 566:  American Chemical Society; Washington DC: 1991. 
• 7a Ahn JH. Shin MS. Jung SH. Kang SK. Kim KR. Rhee SD. Jung WH. Yang SD. Kim SJ. Woo JR. Lee JH. Cheon HG. Kim SS. J. Med. Chem.  2006,  49:  4781 
• 7b Ahn JH. Shin MS. Jung SH. Kim JA. Kim HM. Kim SH. Kang SK. Kim KR. Rhee SD. Park SD. Lee JH. Cheon HG. Kim SS. Bioorg. Med. Chem. Lett.  2007,  17:  5239 
• 7c Anstead GM. Altenbach RJ. Wilson SR. Katzenellenbogen JA. J. Med. Chem.  1998,  31:  1316 
• 8a Goodwin S. Smith AF. Horning EC. J. Am. Chem. Soc.  1959,  81:  1903 
• 8b Cho SH. Yoon J. Chang S. J. Am. Chem. Soc.  2011,  133:  5996 
• 8c Alcaide B. Almendros P. Alonso JM. Quiros T. Gadzinski P. Adv. Synth. Catal.  2011,  353:  1871 
• 8d Knölker H.-J. Chem. Lett.  2009,  38:  8 
• 8e Knölker H.-J. Reddy KR. In The Alkaloids   Vol. 65:  Cordell GA. Elsevier Science; Amsterdam: 2008.  p.1-430  
• 8f Knölker H.-J. Reddy KR. Chem. Rev.  2002,  102:  4303 
• 8g Chakraborty DP. Das KC. Chowdhury BK. J. Org. Chem.  1971,  36:  725 
• 9a Archer S. Ross BS. Pica-Mattoccia L. Cioli D. J. Med. Chem.  1987,  30:  1204 
• 9b Ayats C. Soley R. Albericio F. Alvarez M. Org. Biomol. Chem.  2009,  5:  860 
• 9c Laronze M. Boisbrun M. Léonce S. Pfeiffer B. Renard P. Lozach O. Meijer L. Lansiuax A. Bailly M. Sapi J. Laronze J.-Y. Bioorg. Med. Chem.  2005,  6:  2263 
• 10a Gruner KK. Knölker H.-J. Org. Biomol. Chem.  2008,  6:  3902 
• 10b Molina P. Fresneda PM. Almendros P. Tetrahedron  1993,  49:  1223 
• 10c Lebold TP. Kerr MA. Org. Lett.  2007,  9:  1883 
• 11a Basavaiah D. Lenin V. Eur. J. Org. Chem.  2010,  5650 
• 11b Kuninobu Y. Matsuki T. Takai K. Org. Lett.  2010,  12:  2948 
• 11c Morimoto T. Yamasaki K. Hirano A. Tsutsumi K. Kagawa N. Kakiuchi K. Harada Y. Fukumoto Y. Chatani N. Nishioka T. Org. Lett.  2009,  11:  1777 
• 11d Hatjiarapoglou L. Varvoglis A. Alcock NW. Pike GA. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1  1988,  2839 
• 11e Vicente J. Abad J.-A. Lopez-Pelaez B. Martinez-Viviente E. Organometallics  2002,  21:  58 
• 11f Pletnev AA. Tian Q. Larock RC. J. Org. Chem.  2002,  67:  9276 
• 11g Bo C. Xingang X. Jiangping L. Qiaoling W. Jiyong Z. Shouchu T. Xuegong S. Xinfu P. Synlett  2006,  259 
• 11h Alonso DA. Najera C. Pacheco MC. Adv. Synth. Catal.  2002,  344:  172 
• 11i Zhang H. Larock RC. J. Org. Chem.  2002,  67:  9318 
• 11j Zhang H. Larock RC. J. Org. Chem.  2003,  68:  5132 
• 11k Vasilyev AV. Walspurger S. Paleb P. Sommera J. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  3379 
• 11l Chang K.-J. Rayabarapu DK. Cheng C.-H. Org. Lett.  2003,  5:  3963 
• 12a Larock RC. Doty MJ. Cacchi S. J. Org. Chem.  1993,  58:  4579 
• 12b Zeni G. Larock RC. Chem. Rev.  2006,  106:  4644 
• 12c Gevorgyan V. Quan LG. Yamamoto Y. Tetrahedron Lett.  1999,  40:  4089 
• 12d Wang S. Zhu Y. Wang Y. Lu P. Org. Lett.  2009,  11:  2615 
• 12e Waldo JP. Zhang X. Shi F. Larock RC. J. Org. Chem.  2008,  73:  6679 
• 12f Zang J. Yang F. Wu Y. Appl. Organomet. Chem.  2011,  25:  675 
• 12g Leng Y. Yang F. Wei K. Wu Y. Tetrahedron  2011,  66:  1244 
• 13a Chaitanya TK. Nagarajan R. Org. Biomol. Chem.  2011,  9:  4662 
• 13b Chaitanya TK. Prakash KS. Nagarajan R. Tetrahedron  2011,  67:  6934 

14

X-ray crystallographic data for 3a: Formula: C₃₀H₂₃N₁O₁. Unit cell parameters: a = 9.0690(13), b = 10.359(2), c = 13.357(2), α = 85.794(15), β = 72.369(13), γ = 70.831(16), space group P1. X-ray crystallographic data for 3r: Formula: C₂₆H₂₃N₁O₁. Unit cell parameters: a = 8.3997(16), b = 10.227(2), c = 12.402(2), α = 76.514(3), β = 78.141(3), γ = 75.769(3), space group P1. X-ray crystallographic data for 3s: Formula: C₂₅H₂₁N₁O₁. Unit cell parameters: a = 7.9184(6), b = 10.4371(7), c = 12.1136(10), α = 76.338(6), β = 83.212(7), γ = 77.905(6), space group P1. The CCDC deposition numbers of compounds 3a,r,s are 840023, 840025, and 840024, respectively. Further data can be obtained free of charge at www.ccdc.cam.ac.uk/conts/retrieving.html [or from the Cambridge Crystallographic Data Centre, 12 Union Road, Cambridge CB2 1EZ, UK; fax: [phone], E-mail: [e-mail]].