4
9
P
a
g
e
4
o
f
6
J. Chem. Sci.
( 2 0 2 0 ) 1 3 2 : 4 9
1 H- i n d e n e - 1 , 3 ( 2H) -d io n e 10, a c o m p ou n d w h i c h h a s
b e e n p r o p o s e d a s a n i n t e r m e di a r y i n n in hy d r i n r e ac -
6,7
t i o n w i t h a mi n e s .
137.0
H
T h e t w o c o m p o u nd s s o i s o la t e d 8, 9 c o nfi rm e d t h e
g e n e r a l m ec h a n i s m f o r t h e n i n h y dr i n r e a c t io n w i t h
a m i n e s . T h e fi r s t s t e p i n v ol v e d t he f o r m a t i o n o f k e t i -
m i n e 8 t h r o u g h t h e r e a c t io n b e t w e e n c a rb o n 2 f r o m
n i n h y d r i n 1 a n d p h e n y l e t h y l a m in e 6. K e t i m i n e 8 -
a l di mi n e 11 e q u i l i b ri u m , f ol l ow e d b y h y d ro ly s i s , l e d
t o t h e f o r m a t i on o f p h e n y la c e t a l d e h y d e 2 a n d
2 - a mi n o- 1, 3 - i nd an d io ne 10, a c o m p o u nd w h i ch w a s
i s o l a t e d b y R u h e m a n n d u r in g o n e o f h i s fi r s t s t u d i es
123.9
N
132.9
H
4.20
120.9
150.9
124.4
185.0
135.1
O
12
8
(
S
c
h
e
m
e
3
)
.
2
-
a
m
i
n
o
-
1
,
3
-
i
n
d
a
n
d
i
o
n
e
1
0
c
a
n
b
e
c
o
n
-
d e n s e d w i t h a n i nh y d ri n m o le c u le t o f or m R u h e -
m a n n ’ s p u r p l e o r d im e ri s e d , f ol l ow e d b y
d e h y d r o g en at i o n , f o r m i n g 6 , 1 2 -d i o x o -6 , 12 , d i h y d r o d i -
i n d e n op yr a z i ne 9. T h e S c hi f f b a s e 8 a n d d im er 9 c an
b e c o n s i d e r e d g e n e r a l p r o du c t s a r i s i n g f ro m n i n h y -
d r i n ’ s r e a c t i o n w i th p r i m a ry a m in e s .
Figure 1. S e l e c t e d H M B C c o r r e l a t i o n s o f 12.
T h e r e ac t i o n b e t w e e n n i n h y d r i n 1, p h en y l e t h y -
l a m i n e 6 a n d p h e n y la c e ta l d e h y d e 2 p r o d u c ed in situ
w o u l d h a v e t o i n v o l v e a d i ff e r en t m ec h a n i s m t o t h a t
d e s c r i b e d a b o v e. I t i s t h u s p r o p o s e d t h at p y r r o l e 12
f o r ma t i o n w o u l d i n v o l v e p h e n y l e t h y l a min e ’ s n u c l e -
o p h i l i c a t t a c k o n c ar b o n 2 f r o m n i n h y d ri n t o f o r m
h e m i a mi n a l 14, f o l l o w e d b y a n u cl eo p h i l i c a t t a ck b y
c ar b o n a f r o m p h e n y l ac e t a l d e h y d e o n c a r b o n 1 f r o m
n i n h y d r i n . T h e i n t r am o l e cu l a r c o n d e n s at i o n b e t w e en
t h e c ar b o n y l f r o m p h e n y l a ce t a l de h y d e a n d t h e a m i n o
g r o u p w o u l d e n a b l e d i h y d r o x y py r r o l e 15 f o r m a t i o n
w h i ch w o u l d f o r m p y rr o l e 12 b y d e o x y g en at i on
( Sc h e m e 5 ) .
O v e r a l l , t h e d i ff e r en ce r eg ar d i n g t h e p r o p o se d
m ec h a n i s m s l i es i n t h e i n i t i al n u cl eo p h i l i c a t t a ck o n
c ar b o n 2 f r o m n i n h y d r i n . T h e f o r m at i o n o f t h e i s o l a t e d
p r o d u c t s r e s u l t i n g f r o m t h e t r i co mp o n e n t r e a c t i o n
b e t w e e n n i n h y d r i n 1, p h en y l e t h y l a m in e 6 a n d p h e n y -
l a c e t a l d e h y d e 2 c an b e e x p l ai n e d b y t h e i n i t i a l a t t a c k
b y p h en y l a c et al d e h y d e , w h o s e e n o l f o r m m u s t p r e -
d o m i n a t e d u e t o t h e p r e s e n c e o f e l e ct r o - a t t ra c t o r
g r o u p s s t ab i l i s i n g i t t h ro u g h t h e e f fe c t o f r e s o n an ce .
H o w e v e r , w h e n t h e r ea c t i o n i n v o l v e s n i n h y d r i n a n d
p h e n y l e t h y l a mi n e , t h e i n i t i al n u c l eo p h i l i c a t t a c k
c o m es f r o m p h e n y l e t h y l a min e a n d , w h e n p h e n y l ac -
e t a l d e h y d e i s p r o d u ce d in situ, i t m ak es n e w n u c l e -
o p h i l i c a t t a c k s l e a d i n g t o t h e f o r ma t i o n o f p y r r o l e 12
a n d s p i r o 7.
I n a d d i t i o n t o 8 a n d 9, a r e d s o l id 12 w a s i s o l a t e d ,
h a v i n g a m o r e c o m p le x s t r u c tu re a s e s t a b li s h e d b y
1
1 3
s p e c t r o s c o p i c I R , N M R ( H a n d C , H M B C a n d
H M Q C ) a n d m a s s s p e c tr o m e t r y t e c h n i q u e s ( E I - M S
a n d E SI - M S) . T h e s i g n a ls h a vi n g t h e g r e a t es t r e l e -
1
v
a
n
c
e
i
n
H
N
M
R
s
p
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c
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d
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w
o
t
r
i
p
l
e
t
s
a
t
3
.
1
5
a n d 4 . 2 0 p p m , s u g g e s t i v e o f m e th yl e n e s f ro m a u n i t o f
p h e n y l e t h yl a m i n e , v a r io us s i g n a ls b e t w e e n 6 . 8 a n d
8 p p m , s u g g e s t i v e o f t hr e e a r o m a t i c r in gs , o n e d i s u b -
s t i t u t e d a n d t w o m o n o s u b s t it u te d r in gs a n d a s i n g l et a t
6 . 6 9 p p m . T h e H M B C s p e c tr a c o rr e la ti o n w i t h t h e
t r i p l e t a t 4 . 20 p p m a n d t he s i n g l e t a t 6 . 6 9 p p m p r o -
v i d e d t h e n e c e s s a ry i nf or m a ti o n f or t h e s t r u c t u ra l
e l uc i da t i o n o f a n i nd e n e - fu s e d p y r ro le ( F i g u r e 1) .
F i g u r e 1 s h o w s t h e H M B C s p e c tr a , h i g h l i g h ti n g s o m e
c o r r el a t i on s w i t h f o u r b o n d s w h ic h w e r e e x t r em e l y
u s e f ul f o r s t r u c t u r a l e l u c i d a ti o n ; t h i s t yp e o f s p e c t r o -
s co p i c p a t t e r n h a s b e e n o b s e rv e d p re v i o u s l y f o r s i mi -
8
–
1
0
l a r u n s a t u r a t e d c o m p o u nd s .
S t r u ct u r a l a n a l y s i s o f t he t hr e e c o m p o u nd s p r e v i -
o u s l y i s o l a t e d b y t ri c o m p o n e n t r e a c t io n b e t w e e n n i n -
h y d r i n, p h e n y l a c e t a l d e h y d e a n d p ri m a r y a m in e s l e d t o
p r o p o s i ng t h at t h e i ni t i a l n u c l e o p h i l ic a t t a c k w o u l d
o c c u r o n c a r b o n 2 f ro m n i n h y dr i n a n d t h a t c a r b o n a
f r o m p h e n y l a c e t a l de h y d e ( in i ts e n o l f or m ) w o u l d a ct
a s a n u c l e o p h i l e ( S c h e m e 4) . T h e s u bs e q u e n t a mi n o
g r o u p ’ s n u c l e o p h i l i c a t t a c k o n c a rb o n 1 f ro m n i n h y -
d r i n a n d t h e c a r b o n y l c a rb o n f ro m p h e n y la c e t a l d e hy d e
w o u l d l e a d t o t h e f or m a t i on o f d i h y d ro x y p y rr o l e 13.
C o m p o u n d 3 w o u l d t hu s h a v e b e e n f or m e d b y a w a t e r
m o l e c u l e ’ s n u c l e o p h i li c a t t a c k o n c a rb o n 3 , f o l l o w e d
b y o xi d a t i v e r u p t u r e o f t h e c y c l e . T h i s c o m p o u n d w a s
t h e p r e c u r s o r o f a n o t h e r t w o p ro d u c t s i s o la te d i n t h i s
w o r k 4, 5 ( S c h e m e 4 ) .
4. Conclusions
I t c an t h u s b e c o n c l u d ed t h at t h e r ea c t i o n b e t w e en
n i n h y d ri n a n d p h e n y l e t h y l a min e p r o d u ce d a c o m p l e x
m i x t u r e f r o m w h i ch i t h a s b e e n p o s s i b l e t o i s o l a t e f o u r
p r o d u c t s t o d a t e . T h e p r e v i o u s l y r e p o r t e d b e n z o - f u s ed
s p i r o h e t e r o c y c li c p r o d u ct 7 a n d p y rr o l e 12 w er e