Controlled Rearrangement of Lactam-Tethered Allenols with Brominating Reagents: A Combined Experimental and Theoretical Study on α- versus β-Keto Lactam Formation

Authors

  • Prof. Dr. Benito Alcaide,

    Corresponding author
    1. Grupo de Lactamas y Heterociclos Bioactivos, Departamento de Química Orgánica I, Unidad Asociada al CSIC, Facultad de Química, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid (Spain), Fax: (+34) 91-3944103
    • Grupo de Lactamas y Heterociclos Bioactivos, Departamento de Química Orgánica I, Unidad Asociada al CSIC, Facultad de Química, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid (Spain), Fax: (+34) 91-3944103
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  • Dr. Pedro Almendros,

    Corresponding author
    1. Instituto de Química Orgánica General, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC, Juan de la Cierva 3, 28006 Madrid (Spain), Fax: (+34) 91-5644853
    • Instituto de Química Orgánica General, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC, Juan de la Cierva 3, 28006 Madrid (Spain), Fax: (+34) 91-5644853
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  • Dr. Amparo Luna,

    1. Grupo de Lactamas y Heterociclos Bioactivos, Departamento de Química Orgánica I, Unidad Asociada al CSIC, Facultad de Química, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid (Spain), Fax: (+34) 91-3944103
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  • Dipl.-Chem. Sara Cembellín,

    1. Grupo de Lactamas y Heterociclos Bioactivos, Departamento de Química Orgánica I, Unidad Asociada al CSIC, Facultad de Química, Universidad Complutense de Madrid, 28040 Madrid (Spain), Fax: (+34) 91-3944103
    2. Instituto de Química Orgánica General, Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC, Juan de la Cierva 3, 28006 Madrid (Spain), Fax: (+34) 91-5644853
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  • Prof. Dr. Manuel Arnó,

    1. Departamento de Química Orgánica, Universidad de Valencia, C/Dr. Moliner 50, 46100 Burjassot, Valencia (Spain)
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  • Prof. Dr. Luis R. Domingo

    1. Departamento de Química Orgánica, Universidad de Valencia, C/Dr. Moliner 50, 46100 Burjassot, Valencia (Spain)
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Abstract

N-Bromosuccinimide (NBS) smoothly promotes the ring expansion of lactam-tethered allenols to efficiently afford cyclic α- or β-ketoamides with good yields and high chemo-, regio-, and diastereoselectivity, through controlled C[BOND]C bond cleavage of the β- or γ-lactam nucleus. Interestingly, in contrast to the rearrangement reactions of 2-azetidinone-tethered allenols, which lead to the corresponding tetramic acid derivatives (β-keto lactam adducts) as the sole products, the reactions of 2-indolinone-tethered allenols under similar conditions give quinoline-2,3-diones (α-keto lactam adducts) as the exclusive or major products. To rationalize the experimental observations, theoretical studies have been performed.

Abstract

La N-bromosuccinimida (NBS) promueve de forma suave la expansion de anillo de alenoles lactámicos para generar eficientemente α-cetolactamas y β-cetolactamas con buenos rendimientos y excelentes quimio-, regio-, y diastereoselectividades, a través de roturas controladas del enlace C[BOND]C en los núcleos de β- o γ-lactama. Es digno de destacar, que al contrario del reagrupamiento en alenoles β-lactámicos que únicamente da lugar a ácidos tetrámicos (aductos β-cetolactámicos), la reacción de alenoles oxindólicos en las mismas condiciones de reacción genera quinolin-2,3-dionas (aductos α-cetolactámicos) como productos mayoritarios o exclusivos. Además, los mecanismos de estas reacciones promovidas por NBS se han estudiado teóricamente.

Ancillary