Thioreductones and derivatives

Article abstract of DOI:10.1002/hlca.200790169

Replacement of one or two (principally also three) O-atoms in aci-reductones by sulfur leads to the corresponding thioreductones. In the present paper, different methods of their synthesis are discussed. Substitution of the bromo nucleofug in the 2-position of 1,3-dicarbonyl compounds as well as of a 3-oxosulfone by selected sulfur nucleophiles is assumed to follow an 5 _RN1 pathway. Characteristic properties, some typical reactions, and selected derivatives were studied. 5-Alkyl- and 5-aryl-substituted cyclic 2-thioreductones have been found to be synthons for the preparation of vinylogous reductones (2,3-diacyl-1,4-dihydroxy-1,3-dienes) and of tetraacyl ethylenes as their bis-dehydro products.

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Helvetica Chimica Acta – Vol. 90 (2007)
Thioreduktone und Derivate
von Kurt Schank*, Stephan Bügler, Harald Folz und Norbert Schott
Fachrichtung Organische Chemie der Universität des Saarlandes, Postfach 151150,
D-66041 Saarbrücken
(e-mail: IKUSCHA@aol.com)
Thioreductones and Derivatives
Replacement of one or two (principally also three) O-atoms in aci-reductones by sulfur leads to the
corresponding thioreductones. In the present paper, different methods of their synthesis are discussed.
Substitution of the bromo nucleofug in the 2-position of 1,3-dicarbonyl compounds as well as of a 3-
oxosulfone by selected sulfur nucleophiles is assumed to follow an SRN1 pathway. Characteristic
properties, some typical reactions, and selected derivatives were studied. S-Alkyl- and S-aryl-substituted
cyclic 2-thioreductones have been found to be synthons for the preparation of vinylogous reductones
(2,3-diacyl-1,4-dihydroxy-1,3-dienes) and of tetraacyl ethylenes as their bis-dehydro products.
1. Einleitung. – Endiole (1,2-Dihydroxyalkene) werden wegen ihres hohen
Reduktionsvermçgens auch als ꢀReduktoneꢁ bezeichnet [1]. Der bekannteste Vertreter
dieser Stoffklasse ist die l-Ascorbinsäure (Vitamin C), in der die Endiol-Gruppe in
Konjugation mit einer Carbonyl-Gruppe steht und somit einer vinylogen Carbonsäure
entspricht. Im engeren Sinn spricht man deshalb in diesem Fall von einem aci-
Redukton. In unserer vorangegangenen Arbeit [2] wurde über Aminoreduktone
berichtet, d.h. aci-Reduktone, in denen eine oder zwei OH-Gruppen durch Amino-
Gruppen ersetzt waren. In der vorliegenden Arbeit werden nun in aci-Reduktonen
formal ein O-Atom (Bildung von Enolthiolen) oder zwei (Bildung von Endithiolen)
durch Schwefel zu den entsprechenden Thio- bzw. Dithioreduktonen auf geeignete Art
ersetzt. Versuche zum Austausch aller drei O-Atome gegen Schwefel waren nicht
erfolgreich, obwohl Vertreter dieser Klasse prinzipiell existieren [3].
Organoschwefel-Verbindungen spielen im alltäglichen Leben eine wichtige Rolle: Erinnert sei an
Schwefel-Antibiotika wie Penicilline und Cephalosporine, Chemotherapeutica wie Sulfonamide,
Diätsüßstoffe wie Saccharin oder Cyclamat, sowie Wirkstoffe im Pflanzenschutz und der Schädlingsbe-
kämpfung [4], um nur einige zu nennen. Eine ganz bedeutende Rolle kommt aber biochemisch den 1-
Amino-2-thiocarbonsäuren1) Cystein und Cystin im Hinblick auf die Disulfid-Brückenbildung in Insulin
und Kreatin zu; ganz allgemein sei zudem auf ihre Bedeutung bei der Bildung der Tertiärstruktur in
Polypeptiden hingewiesen.
Fig. 1 gibt eine Übersicht zur biologischen Aktivität des klassischen Thioreduktons 1 [5] sowie der
Derivate 2 [6], 3 [7], 4 [8] und 5 [9]. Verbindung 1 wurde von Eisenhauer und Link [5a] als erstes
Thioredukton synthetisiert und zeigte cancerostatische Wirkung gegen Sarcoma-180-Zellen bei Mäusen
1
)
Das ältere Präfix ꢀthioꢁ (neu: ꢀmercaptoꢁ oder ꢀsulfanylꢁ) wird hier aus historischen Gründen für die
Diskussion verwendet. Im Exper. Teil sind alle Verbindungen systematisch benannt.
ꢂ 2007 Verlag Helvetica Chimica Acta AG, Zürich

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[5b]. Die Verbindungen 2 – 4 sind als Derivate von 2-Thioreduktonen anzusehen, während 5 ein 3-
Thioredukton-Derivat ist. Ganz allgemein ist mit den Thioredukton-Typen aus Fig. 2 zu rechnen.
Fig. 1. Ausgewählte Thioreduktone und Derivate mit biologischer Aktivität
Thioredukton-Derivate finden sich häufiger in der Literatur, wobei jedoch meist kein Zusammen-
hang mit den Thioreduktonen selbst erwähnt wird. Als orientierende Übersicht nach 1960 sei hier auf 2-
Thioredukton-Derivate [10a – g], 3-Thioredukton-Derivate [10h – j], 1,2-Dithioredukton-Derivate
[10k – o], 1,3-Dithioredukton-Derivate [10p] und 2,3-Dithioredukton-Derivate [10q,r] hingewiesen.
Die in [10s] erwähnte Thioascorbinsäure ist gemäß der Typeneinteilung von Fig. 2 kein eigentliches
Thioredukton, sondern ein aci-Redukton selbst, weil der Schwefel nicht unmittelbarer Teil der
Redukton-Funktion ist.
Als vinyloge Carbonsäuren bilden die aci-Reduktone vom Typ I (Fig. 2; Y1, Y2, Y3 ¼ O)
Doppelfünfring-Chelate, an denen eine Lokalisierung der Carbonyl-Funktion am C(1)-Atom infolge
Tautomerie nicht mehr mçglich ist, weswegen Struktur I und Struktur II die wahren Bindungsverhält-
nisse nicht wiedergeben kçnnen. Gleiches gilt prinzipiell auch für die Trithioredukton-Strukturen Ig und
IIg (Y1, Y2, Y3 ¼ S), wobei ein H-Chelatcharakter analog der schwächeren H-Brückenbindungen in H2S
gegenüber H2O an Bedeutung verlieren sollte, obwohl die Verbreiterung der SH-Banden im IR-
Spektrum auf Assoziationen schließen lässt. Im Einklang damit stehen auch pKS-Werte, die Hoyer und
Mitarbeiter [3d] an Thioredukton-Systemen in 1,4-Dioxan/H2O 3 :1 bei 258 in 0,1m Lçsungen ermittelt
haben (Fig. 3).
Im Prinzip besteht zwischen den aciden H-Atomen in den Trithioreduktonen wie 6 das gleiche
Verhältnis wie bei den aci-Reduktonen (vgl. die diesbezügliche Diskussion in der Einleitung von [11]),
doch das H-Atom der SH-Gruppe in 7 ist saurer als das der entsprechenden OH-Gruppe in 8.
Die Strukturen Ia,d in Fig. 2 (Y1 ¼ S, Y3 ¼ O) sind nur von theoretischer Bedeutung, weil die
durchschnittlichen Bindungsenthalpien (bei 258) von Carbonyl (C¼O)-Gruppen (358 kJ/mol bzw.
85,6 kcal/mol [12]) bei sonst vergleichbaren Bindungsverhältnissen gegenüber Thiocarbonyl (C¼S)-
Gruppen (272 kJ/mol bzw. 65 kcal/mol) etwa um ca. 25% grçsser sind, weshalb dort nur die Strukturen
IIa,d Bedeutung haben.

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Fig. 2. Strukturen unterschiedlicher Thioreduk-
ton-Typen
Fig. 3. Ausgewählte pKS-Werte des symmetrischen Trithioreduktons 6 undder 3-methylierten Tri - und
Dithioreduktone 7 und 8 [3d]
2. Synthesen. – Zahlreiche Ergebnisse zur Synthese von Thioreduktonen wurden an einem Kongress
vorgestellt (XIII International Symposium on the Organic Chemistry of Sulfur, Odense, Denmark 1988;
s. auch [13]).
2.1. Direkte Thiolierung von aciden cyclischen 1,3-Diketonen mit elementarem Schwefel in Gegenwart
eines sekundären Amins (Willgerodt – Kindler-Bedingungen). Nach Asinger et al. [14] verläuft die
Willgerodt – Kindler-Reaktion bei Alkyl-Aryl-Ketonen über ein Thioredukton-Gleichgewicht. Gudri-
niece et al. [15] erhielten bei der Umsetzung von Dimedon (9) mit elementarem Schwefel in Gegenwart
von Me2NH an der Luft jedoch nicht das 2-Thioredukton 10, sondern das dimere Dehydro-Produkt 11 in
78% Ausbeute (Schema 1). Bei der Nacharbeitung dieser Vorschrift und Studie des Reaktionsablaufs
mittels Dünnschichtchromatographie (DC) konnte 2-Mercaptodimedon (10) als Zwischenprodukt
eindeutig nachgewiesen werden. Als präparative Methode zur Herstellung von 10 auf direktem Weg war
diese Methode jedoch nicht geeignet (s. aber Schema 17). Ganz allgemein informiert ein Übersichtsar-
tikel von Juraszyk [16a] über ꢀReaktionen des elementaren Schwefels mit organischen Verbindungenꢁ.
Thiolierungen von Grignard-Verbindungen aus substituierten Vinylbromiden mit elementarem
Schwefel führen ebenfalls zu Enthiolen, die mit Thionen im Gleichgewicht stehen (Schema 2). Dabei
kann eine interessante, aber meist unerwünschte Folgereaktion des beobachteten Thiol/Thion-
Gleichgewichts in Form leichter Bildung von substituierten Divinylsulfiden wie 17 unter H2S-Abspaltung

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Schema 1. Thiolierung von Dimedon (9) unter Willgerodt – Kindler-Bedingungen
auftreten (Schema 2) [16b]. Dieses allgemeine Ergebnis ließ sich durch unabhängige Erzeugung des
Thiol/Thion-Gleichgewichts aus entsprechenden Carbonyl-Verbindungen wie 14 mit Lawessons
Reagenz (15) [17a] absichern (Schema 2,b).
Schema 2. Erzeugung von Enthiolen und Bildung von Divinylsulfiden aus dem resultierenden Thiol/
Thion-Gleichgewicht unter Abspaltung von H2S [16b]
2.2. Elektrophile Einführung von Schwefel-Substituenten in die 2-Stellung von 1,3-Dicarbonyl-
Verbindungen mittels reaktiver Sulfensäure-Derivate. Ebenfalls 1954hatten Bçhme undMitarbeiter [18]
die acyclischen Thioreduktone 3-Mercaptopenta – 2,4-dion (21a) und 2-Mercapto-3-oxobuttersäure-
ethylester (21b) in einer Zweistufensynthese durch Sulfenylierung der Verbindungen 18a,b mit
Acetylsulfenylchlorid (19), gefolgt von saurer Alkoholyse der intermediären Acetylthio-Verbindungen
20 in EtOH, hergestellt (Schema 3). Da H-Brücken bei Schwefel-Verbindungen [19] schwächer sind als

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bei Sauerstoff-Verbindungen, erklärt sich die leichte Destillierbarkeit der Flüssigkeiten 21a,b mçgli-
cherweise über die Chelatformel 21E (E ¼ Enol, K ¼ Keto).
Schema 3. Herstellung Acyclischer 2-Thioreduktone aus Acetylaceton (18a) undAcetessigester (18b)
nach Bçhme et al. [18]
Für den ersten Schritt in Schema 3 benutzten Menichetti und Mitarbeiter [20] das Phthalimido-
sulfenylchlorid 22 zur Einführung des Schwefels in reaktive Methylen-Verbindungen (Schema 4).
Anstelle der sauren Solvolyse im zweiten Reaktionsschritt führten sie jedoch eine Basen-katalysierte
Eliminierung von Phthalimid unter Bildung der Thion-Funktion im 1,3-Dioxo-2-thion 24 durch, dessen
Cycloadditionsreaktionen in situ studiert wurden, weil sich die freie Verbindung nicht isolieren ließ.
Schema 4. Herstellung des ꢀBis-dehydro-2-thioreduktonsꢁ 24 nach Menichetti undMitarbeiter [20a]
Einige Jahre zuvor waren entsprechende Reaktionen mit einer Reihe cyclischer Thione (u.a. analog
zu 24) durchgeführt worden, die zuvor mit Dithiobisphthalimid (DBP) oder mit Dithiobissuccinimid
(DBS) auf vergleichbare Weise erzeugt worden waren [21]. Über Cycloadditionen von am Thion-
Schwefel oxygenierten Vertretern berichteten Menichetti und Mitarbeiter [22] in einer späteren Arbeit.
Wie nachfolgend dargelegt werden wird, sind Sulfenylchloride zur Mono-Sulfenylierung von
Methylen-aktiven Verbindungen für präparative Zwecke ungeeignet, weil bei molaren Umsetzungen
doppelte Sulfenylierung nicht zu vermeiden ist, was zwangsläufig zu unerwünschten Produktgemischen
führt.
2.3. Nucleophile Einführung von Schwefel-Substituenten in die 2-Stellung von dort Nucleofug-
substituierten 1,3- Dicarbonyl-Verbindungen mittels geeigneter Nucleophile. Die Substitution nucleofuger
Gruppen in organischen Substanzen durch Schwefel-Nucleophile ist eine Standardmethode zur
Erzeugung von Mercaptanen oder Thioethern in der organischen Chemie (Gl. 1):
R1ÀX þ R2ÀSÀ ! R1ÀSÀR2þXÀ
(1)
Folgende Schwefel-Nucleophile wurden dabei häufig benutzt: Na2S · 9 H2O, NaSH, NaSCN, Na2CS3,
Na2S2O3, KSAc, KSC(S)OEt sowie Thioharnstoff und dessen Derivate (für eine Übersicht über
Synthesemethoden, s. [23]). Die Sulfid-Umsetzungen bei Thiol-Synthesen besitzen den Nachteil, dass
neben den Thiolen auch Thioether gebildet werden. Bei den anderen Schwefel-Nucleophilen mit
einseitig geschützter Thio-Funktion muss nach erfolgter Thiolierung in einem Folgeschritt die
Schutzgruppe entfernt werden, was gelegentlich zu Problemen führen kann. Thioharnstoff besitzt

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sowohl im Hinblick auf die meist kristallinen Thiouronium-Salze für die Analytik von organischen
Halogeniden als auch für die Thiol-Synthesen aus diesen Zwischenstufen große Bedeutung [24].
Bei der Anwendung der Thioharnstoff-Methode für die Herstellung von 2-Thioreduktonen wurde in
der Vergangenheit von wechselnden Erfolgen berichtet. 1954stellten Eisenhauer und Link [5a] das 2-
Thioredukton 1 (Fig. 1) mit Coumarin-Grundgerüst auf diese Weise ohne Probleme her. Eistert sowie
Wollheim [25a,b] versuchten 1955 2-Mercaptodimedon (10) auf gleiche Weise herzustellen, wobei
jedoch nur eine minimale Menge einer verunreinigten Substanzprobe erhalten wurde. Teil der
Verunreinigung war der Thioether ꢀ2,2’-Thiobisdimedonꢁ (29; Schema 5). Dieser symmetrische Thioether
war von uns [25c] schon in anderem Zusammenhang auf ungeklärte Weise in einer Eintopfreaktion aus
Dimedon und Chlormethansulfenylchlorid in 70% Ausbeute erhalten worden. Mçglicherweise entstand
dabei ebenfalls das Diketothion 34 (s. Schema 6 weiter unten) als Zwischenprodukt, wobei sich dann das
Dimedon analog einer Michael-Reaktion an die Thiocarbonyl-Gruppe zu 29 addierte.
Schema 5. Versuche von Eistert undMitarbeitern [25 – 27] zur Synthese der 2-Thioreduktone 28a – c nach
der Thioharnstoff-Methode, ergänzt durch Ergebnisse der vorliegenden Arbeit
Eistert und Pinter [26] waren 1961 erfolgreich bei der Herstellung des Pentamethylenspirotetron-
säure-Thioreduktons 28b (Schema 5). Andererseits gelang es aber Eistert und Urtel [27] nicht, das
entsprechende Thioredukton 28c auf gleiche Weise in Substanz herzustellen.
Die Thioharnstoff-Methode zur Herstellung von 2-Mercaptodimedon (10) aus 2-Bromdimedon
(25a) war auch von Gudriniece und Mitarbeitern [28] untersucht worden. Sie erhielten statt des 2-
Thioreduktons nur das Aminothiazol-Kondensat 4 (Fig. 1; s. auch [29]), das sich in späteren
Untersuchungen als Bakterizid und Fungizid erwies.
Im Gegensatz zu vorgenannten Umsetzungen mit 2-Bromdimedon (25a) benutzten Koser und
Mitarbeiter [30] den Phenyliodonium-Rest als Nucleofug X (s. Gl. 1), indem sie 30 in CH2Cl2 gelçst mit
H2S sättigten (Schema 6). Dabei fanden sie die Reduktionsprodukte Dimedon (31), Phenyliodid (32)
sowie das spirocyclische Oxathiolan 33 und das Sulfid 29, jedoch weder das Thioredukton 10 noch das
Disulfid 11.

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Schema 6. Reaktion von ꢀ2-Phenyliodoniodimedonꢁ (30) mit H2S nach Koser et al. [30]
Die postulierte Bildung des Thioreduktons 10 als Zwischenprodukt ist hier realistisch, 10 sollte aber
Sulfid-typisch von nicht umgesetztem 30 unter Bildung von 29 und 32 abgefangen werden. Oxathiol 33 ist
das Bisdehydrierungsprodukt von Sulfid 29 (als 2-Thioredukton-Derivat). Seine postulierte Bildung aus
dem nicht nachgewiesenen intramolekularen Bisdehydrierungsprodukt 34 des 2-Thioreduktons 10 und
aus 30 als Carbenoid durch Cycloaddition ist weder mit den Ergebnissen von Gudriniece [15] noch den in
dieser Arbeit gefundenen Ergebnissen unter den gegebenen Reaktionsbedingungen vereinbar. Im
Verlauf dieser Arbeit sollte die Bildungsmçglichkeit des Oxathiols 33 noch näher untersucht werden.
Dabei erschien eine unabhängige Erzeugung des vicinalen Diketothions 34 (Schema 6) ohne
Thioredukton 10 als Vorstufe von besonderem Interesse.
3. Ergebnisse. 3.1. Herstellung von 2-Thioreduktonen vom Typ Ib (s. Fig. 2). 3.1.1. 2-
Thioreduktone nach der Thioharnstoff-Standardmethode. Da die Mehrzahl der
beschriebenen 2-Thioredukton-Syntheseversuche mit Hilfe der Thioharnstoff-Meth-
ode durchgeführt worden waren, die wechselnden Erfolge jedoch auf schwierige
Reaktionsbedingungen hinwiesen, richteten wir unsere Aufmerksamkeit zunächst auf
den Ablauf dieser Reaktion. Als Ausgangssubstanzen wählten wir außer 2-Bromdi-
medon (25a) die mit ihm verwandten 2-Brom-1,3-dioxocyclohexan-Derivate 25d – f als
Studienobjekte (Schema 5). Fortlaufende DC-Kontrollen der Umsetzungen dieser
Verbindungen mit Thioharnstoff in wässriger Lçsung bei 408 ließen die sofortige
Bildung der entsprechenden, wasserlçslichen Isothiouroniumsalze 26 erkennen. Dieser
Reaktionsschritt war somit unproblematisch. Dann aber war es wichtig, die wässrigen
Lçsungen auf 08 abzukühlen und erst danach mit AcONa abzupuffern, wobei die
Isothiouronium-Betaine 27 als schwerlçsliche Monohydrate in fast quantitativen
Ausbeuten ausfielen. Hçhere Temperaturen bei diesem Reaktionsschritt führten hier
unweigerlich zur Bildung von Aminothiazol 4 bzw. dessen Analoga.
Wollheim [25a] hatte das Thioredukton 10 aus 27a bei der Hydrolyse mit NaOH/
H2O weder rein noch in nennenswerter Ausbeute erhalten. Wir stellten fest, dass zum
optimalen Reaktionsablauf entweder wässrige NaOH hçherer Konzentration oder
KOH in MeOH, jeweils unter Schutzgas, verwendet werden muss. Dann fielen die
gewünschten reinen Thioreduktone nach Ansäuern mit halbkonzentrierter HCl und
nach Umkristallisation in Ausbeuten von 82% (10), 47% (28d), 76% (28e) bzw. 84%
(28f) an. Bei Einhaltung dieser Reaktionsbedingungen war das von Wollheim [25a] als

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Hauptverunreinigung erwähnte ꢀBisdimedonylsulfidꢁ (29) nicht nachweisbar, es ent-
stand erst nach längerem Erhitzen von 10 in beliebigen Lçsungsmitteln (DC-
Nachweis).
Vorteile der hier geschilderten Versuchsführung sind i) milde Reaktionsbedingun-
gen, ii) kurze Reaktionszeiten, iii) keine Nebenprodukte, iv) keine Geruchsbelästigung
und v) Eignung auch für grçssere Ansätze.
Wurde der Thioharnstoff bei der Umsetzung von 25a durch KSAc, KSC(S)OEt,
NaSCN oder Na2S2O3 in der ersten Reaktionsstufe ersetzt, so mussten die resultier-
enden Thiolierungsprodukte in der zweiten Stufe mit HCl unter energischeren
Bedingungen zersetzt werden, wobei dann eine Reihe von Nebenprodukten bei der
Bildung von 10 entstand, in erster Linie das ꢀBisdimedonyldisulfidꢁ 11 (Schema 1).
Deshalb boten diese Methoden für vorgenannte Fälle keine präparative Alternative.
Im kristallinen Zustand erwiesen sich die hergestellten, reinen 2-Thioreduktone 10
und 28d – f bei Raumtemperatur an der Luft als lagerungsstabil. Erst in (vor allem
alkalischer) Lçsung wurden die Substanzen durch Oxidationsmittel wie Luftsauerstoff
(O2), Iod (I2) oder Dimethylsulfoxid (DMSO) leicht in Disulfide wie 11 und Analoga
umgewandelt. Allgemein sollten Freisetzung, Reinigung und Umsetzung dieser 2-
Thioreduktone deshalb stets unter Schutzgas erfolgen.
Die bei den carbocyclischen 2-Brom-1,3-dioxocyclohexanen erfolgreich ange-
wandte Thioharnstoff-Methode liess sich auch vçllig analog auf die heterocyclische 2-
Bromtetronsäure 25g (das Basissystem zu 25b,c) ausdehnen, wobei sich letztlich das
entsprechende Thioredukton 28g (52%) isolieren liess. Bis zur Zwischenstufe der
Natrium-Thioreduktonate verlief die Thioharnstoff-Methode auch bei den monobro-
mierten Sechsring-Heterocyclen 25h der Meldrumsäure und 25i der Barbitursäure
entsprechend problemlos; es gelang jedoch nicht, die 2-Thioreduktone 28h,i aus den
wässrigen Lçsungen ihrer Natriumsalze selbst bei besonders vorsichtigem Ansäuern in
Substanz zu erhalten, denn es trat stets spontane Zersetzung ein. Dies war nicht
unbedingt zu erwarten, weil wir früher Hydroxymeldrumsäure in Substanz herstellen
konnten [31], und die entsprechende Hydroxybarbitursäure aus der älteren Literatur
als ꢀDialursäureꢁ bekannt ist (s. [1a], dort auf S. 185).
Das Thioredukton 28i wurde vor langer Zeit angeblich schon von Nencki [32] durch
Hydrolyse des entsprechenden Isothiouronium-Salzes hergestellt. Allerdings beschrieb
eine spätere Arbeit [33] bei dieser Umsetzung die Bildung des entsprechenden
Disulfids. In dieser Arbeit konnten jedoch weder die Angaben von Nencki [32] noch
die von Barker et al. [33] bestätigt werden. Auch wenn hier die freien Thioreduktone
28h,i durch Protonierung ihrer Dianionen 28’h,i (Schema 7) nicht erhalten werden
konnten, so gelang jedoch ihre S-Benzylierung mit Benzylchlorid (BnCl) gefolgt von
Protonierung zu den kristallinen S-Benzyl-Derivaten 35a,b ohne Probleme.
Das Benzylthio-Derivat 35b der Barbitursäure war stabil, das entsprechende
Derivat 35a der Meldrumsäure war jedoch ziemlich instabil und zersetzte sich bereits
beim Umkristallisieren. Deshalb wurde hier durch Methylierung von 28’h mit
Methyliodid (MeI) zusätzlich das Methylierungsprodukt 35c hergestellt, das wesentlich
stabiler war und sich leicht umkristallisieren liess.
Die geschilderten erfolgreichen 2-Thioredukton(at)-Synthesen nach der Thio-
harnstoff-Methode gingen von 1,3-Dicarbonylverbindungen aus, deren Oxo-Gruppen
sich von Ketonen oder Carbonsäure-Derivaten ableiteten. Bei der Verwendung von

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Schema 7. Herstellung der S-substituierten Meldrumsäuren 35a,c sowie der Barbitursäure 35b
Brommalondialdehyd (37) [34] mit seinen hochreaktiven CHO-Gruppen waren mit
NH2-haltigen Reagenzien a priori spontane Kondensationen zu Heterocyclen [35] oder
zu Azomethinen zu erwarten, weswegen die beobachteten Misserfolge bei Anwendung
der Thioharnstoff-Methode nicht unerwartet waren. Aber auch das Tetramethylacetal
36 [36], aus dem 37 durch saure Hydrolyse besonders leicht erhältlich ist [36b],
widersetzte sich dem nucleophilen Br/S-Austausch bei Verwendung von Kalium-
Cyclohexylxanthogenat [36b], so dass auf Reagenzien mit deutlich nucleophilerem
Schwefel zurückgegriffen werden musste. Nachdem Versuche mit Na2S erfolglos
blieben, wurde Na2CS3 erfolgreich eingesetzt (s. unten).
3.1.2. Nucleophile Einführung von Schwefel-Substituenten bei 2-Brom-Derivaten
von 1,3-Dicarbonyl-Verbindungen oder 2-Oxosulfonen mit Hilfe von Na2CS3. Brom-
malondialdehyd (37) reagierte bei 30 – 408 unter Schutzgas problemlos mit Na2CS3 in
wässriger Lçsung zum Salz 38 (Schema 8). Dieses wurde dann durch Ansäuern in den
instabilen Trithio-Kohlensäure-Halbester 39 übergeführt, der bei Raumtemperatur
spontan unter Eliminierung von CS2 und Bildung von 2-Thiotrioseredukton
(¼ Sulfanylpropandial; 40) zerfiel.
1
Die IR- und H-NMR-Spektren von reinem Trioseredukton [36b] (s. Kap. 2.1 im
Exper. Teil, ) mit nachgewiesener Doppelfünfring-H-Chelatstruktur [1a] und von
reinem 40 zeigten grosse ¾hnlichkeit (Fig. 4). Auch das Auftreten von nur einem
Signal für beide Methin-H-Atome und das Fehlen einer Kopplung mit einer vicinalen
OH-Gruppe im 1H-NMR-Spektrum (in (D6)DMSO) liess auf eine Symmetrie
schließen, die mit dem Doppelfünfring-H-Chelat 40E vereinbar wäre (Schema 8).
Auch die beiden an den Heteroatomen stehenden H-Atome erschienen jeweils als ein
verbreitertes Singulett; beide Signale im Spektrum traten im Verhältnis 1:1 auf
(Fig. 4,b). Bezüglich der Struktur des Doppelfünfring-H-Chelates war von Interesse,
1
wie sich das H-NMR-Spektrum ändert, wenn eine solche Anordnung nicht mehr
mçglich ist. Dazu wurde das bekannte 2-Brom-3-oxosulfon 41 [37] nach der Na2CS3-
Methode umgesetzt (Schema 9).
1
Das H-NMR-Spektrum von 44 (in (D6)DMSO) wies 44K als einzige erkennbare
Spezies aus; im IR-Spektrum (KBr) zeigte sich jedoch neben der SH-Bande
(2760 cmÀ1) und der Carbonyl-Bande (1735 cmÀ1) eine OH-Bande (3410 cmÀ1).
Darüber hinaus zeigte das lagerungsstabile 44 die typischen Testreaktionen auf
Thioreduktone [1a]: z.B. Entfärbung von Tillmansꢁ Reagenz und Bildung eines PbII-
Salzes. Die Formel 44E entspricht einer vinylogen Sulfonsäure, deren prinzipielle
Existenz wir schon in früheren Arbeiten [38] nachgewiesen hatten. Die Verbindung 44
darf allerdings nicht mit Basen zusammengebracht werden, da sonst Zersetzung auftritt

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Schema 8. Herstellung von Thiotrioseredukton (40) nach der Na2CS3-Methode
Schema 9. Herstellung des 2-Mercaptosulfolans 44 nach der Na2CS3-Methode
wie bei den entsprechenden 2-Hydroxy-3-oxosulfonen [39]. Deswegen war hier auch
die Thioharnstoff-Methode nicht erfolgreich gewesen.
3.2. Herstellung eines 3-Thioreduktons vom Typ Ic (s. Fig. 2). Die Trithiocarbonat-
Methode ließ sich auch ohne Probleme auf das in einer Eintopfreaktion aus 2-
Bromcyclohexanon mit DMSO erhältliche [40] und zu 25d isomere 3-Brom-2-
hydroxycyclohex-2-en-1-on (45) übertragen, wobei die çlige Verbindung 46 in 90%
Ausbeute anfiel (Schema 10). Bei Verwendung von Na2S anstelle von Na2CS3 wurde 46
in 76% Ausbeute erhalten; es konnte mit BnCl zum kristallinen Benzylthioether 47
derivatisiert werden. Ein Vergleich der spektroskopischen Daten der beiden Isomeren
28d und 46 (Fig. 5) ist aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von Interesse.
3.3. Herstellung eines 2,3-Dithioreduktons vom Typ If (s. Fig. 2). In das sich vom
Dimedon ableitende 5,5-Dimethyl-2,3-dibromcyclohex-2-en-1-on (48) [41] liessen sich
mit Na2S in H2O sehr leicht zwei SH-Gruppen anstelle der Brom-Substituenten
einführen. Auch hier resultierte ein nicht kristallisierendes, leicht zersetzliches rotes Öl
des Dithioreduktons 49, das die üblichen Redukton- und Thiol-Tests [1] zeigte, aber
weder mit BnCl noch mit MeI oder Me2SO4 kristalline Derivate lieferte (Schema 11).

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Fig. 4. a) IR- und b) H-NMR-Spektren von Trioseredukton und 2-Thiotrioseredukton. In KBr-Matrix
bzw. in (D6)DMSO-Lsg.

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Fig. 5. Charakteristische Spektraldaten der isomeren Verbindungen 28d und 46
Schema 10. Herstellung des Thioreduktons 46 nach der Na2CS3-Methode
Schema 11. Herstellung des 2,3-Dithioreduktons 49 mit Dimedon-Gerüst
Das rohe Dithioredukton 49 lieferte mit [Pb(OAc)2] das orangefarbene Bleisalz 50
in ca. 90% Ausbeute. Die Verbrennungsanalyse von 50 zeigte etwas zu niedrige C- und
H-Werte, der gefundene Rückstandswert (52,55%) stimmte jedoch gut mit dem
berechneten Pb-Wert (52,28%) überein. Die C,H-Werte standen im Einklang mit einer
Verunreinigung von ca. 15% PbS.
3.4. Versuche zur Herstellung eines 1,2,3-Trithioreduktons vom Typ Ig (s. Fig. 2) mit
dem Dimedon-Gerüst. Umsetzungen von 10 oder 49 als Rohprodukt entweder mit P4S10
[17b][42] oder mit Lawessons Reagenz [17b][43] in Et2O bei Raumtemperatur zeigte
mit 10 nach 12 bzw. mit 49 nach 2 – 3 h eine Verfärbung der Lçsung von rot über grün
nach braun (Schema 12). DC-Kontrolle zeigte eine Vielzahl von Produkten, welche
gemäss IR keine OH-, SH- oder C¼O-Gruppen besassen, dafür jedoch breite Banden
im C¼S-Bereich. Das Trithioredukton 52 konnte nicht nachgewiesen werden.

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Helvetica Chimica Acta – Vol. 90 (2007)
Schema 12. Versuche zur Erzeugung des Trithioreduktons 52 mit Dimedon-Gerüst
3.5. Typische Reaktionen der hergestellten Thioreduktone. Alle zuvor beschriebenen
Dithio- und Thioredukton(at)e zeigten die typischen Testreaktionen [1] auf aci-
Reduktone und Thiole: i) Entfärbung von wässrigem I2; ii) Entfärbung von Tillmansꢁ
Reagenz (TR; 53) zum farblosen Diarylamin 54 (Schema 13); iii) Bildung intensiv
gelber (bei Dithioredukton orangefarbener), schwerlçslicher PbII-Salze (Pb(OAc)2 als
Fällungsreagenz in schwach essigsaurer Lçsung); iv) tiefrote bis violette Färbungen bei
Behandlung mit wässriger Dinatriumpentacyanonitrosylferrat(III)-Lçsung (ꢀNitro-
prussidnatriumꢁ).
Schema 13. Funktionsweise von Tillmansꢁ Reagenz [1]
3.5.1. Alkylierungsreaktionen am Beispiel von 2-Mercaptodimedon (10). Analog
den speziellen Nachweisreaktionen bei den heterocyclischen Reduktonaten (s.
Schema 7) reagierte auch 10 in Gegenwart von Base mit Alkylierungsreagenzien wie
MeI, Me2SO4, BnCl oder Br(CH2)2Br ausschließlich unter Bildung von Alkylthio-
ethern. Eine S- undO -Methylierung (wie z.B. von Eistert und Mitarbeitern [26][27] an
den substituierten Thiotetronsäuren 28b,c (s. Schema 5) mittels eines Überschuss an
Me2SO4 oder konsekutiv mit Me2SO4 und Diazomethan beschrieben), wurde beim
Dimedon-System mit obigen Alkylierungsmitteln nicht beobachtet. Selbst die Alky-
lierung mit 1,2-Dibromethan verlief nicht unter nachfolgender intramolekularer C,O-
Verknüpfung zu 55 (Schema 14), denn unabhängig vom Mengenverhältnis wurden
beide Brom-Substituenten nucleophil durch je ein Reduktonthiolat zu 56 substituiert.
Durch Ein-Elektronen-Oxidationen in Gegenwart von Base erfolgte danach eine
intramolekulare C,C-Verknüpfung zur Dispiroverbindung 57.
Mit einem Überschuss an BnCl konnte unter energischen Bedingungen statt einer
O-Alkylierung (gemäss Schema 14) eine zweite S-Alkylierung unter Bildung des
Schwefel-Ylids 59 beobachtet werden (Schema 15).

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Schema 14. Nucleophile S-Alkylierung von 10 zu 56 und dessen anschliessende oxidative C,C-
Verknüpfung zu 57
Schema 15. Ein- undzweifache nucleophile Substitution am S-Atom von 10 zum Enthiolether 58 bzw.
Ylid 59
Zwar wurde die Thermolyse von 10 zum Thioether 29 unter H2S-Abspaltung (s.
Schema 5) schon als Synthesemçglichkeit erwähnt, die einfachste Synthese von 29 geht
jedoch vom Bromid 25a und vom Thioredukton 10 (¼28a) aus (Schema 16). Oxidative
Cyclisierung von 29 führte danach zum 1,3-Oxathiol 33.
Schema 16. Einfache Synthese des Thioethers 29 und dessen oxidative Cyclisierung zum 1,3-Oxathiol 11
Die Spektren von 33 wiesen eindeutig die 1,3-Oxathiol-Struktur aus; eine isomere
acyclische Sulfonium-Ylid-Struktur oder die isomere Tetraacylthiiran-Struktur (s. [44])
waren mit den gefundenen Messwerten nicht vereinbar.
Die gleiche oxidative C,C-Verknüpfung wie in 56 und 29 liess sich auch am Disulfid
11 (s. Schema 1) durchführen. Dabei wurde anstelle eines heterocyclischen Fünfrings
wie in 33 der Sechsring eines substituierten 4-Oxa-1,2-dithiins 60 gebildet (Schema 17).

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Das Disulfid 11 ließ sich reversibel mittels Dithionit zum 2-Thioredukton 10
reduzieren, wodurch die Methode von Gudriniece et al. [15] letztlich doch noch zum
Erfolg führte.
Schema 17. Bildung des Oxadithiins 60 durch oxidative C,O-Verknüpfung in 11
3.5.2. Unabhängige Erzeugung des vicinalen Diketothions 34 in situ (s. Schema 6).
Das cyclische Disulfid 60 kann als formales Dimeres des intramolekularen Bisdehydro-
Produkts 34 des 2-Thioreduktons 10 angesehen werden. Seine Bildung wäre auch durch
eine formale [4 þ 2]-Cycloaddition aus zwei Molekülen des Diketothions 34 denkbar,
obwohl aus Sicht der Polarität von Thion- gegenüber Carbonyl-Gruppen das isomere
[4 þ 2]-Cycloaddukt 63 mit Sulfenat- statt Disulfid-Brücke hier plausibler erschiene
(Schema 18). Deshalb wurde das Diketothion 34 nach der Methode von Schçnberg und
Freese [45] (s. auch [44b]) mit KSC(S)OEt aus dem geminalen Dihalogenid 61 in situ
erzeugt. Bei der Reaktionsführung in absolutem Aceton bei Raumtemperatur fiel
schon nach wenigen Minuten die berechnete Menge KBr aus. Es wurde von der gelben
Lçsung abfiltriert. In der Lçsung war mittels vergleichender DC-Kontrolle die Bildung
von 33 neben einer Reihe weiterer Produkte nachweisbar. Da damit bewiesen war, dass
33 (auch ohne Thioredukton 10 als Vorstufe) gebildet wurde, jedoch die Zahl der
Nebenprodukte für Trennungsversuche zu groß erschien, wurde das Reaktionsgemisch
nicht weiter aufgearbeitet.
Die folgenden bekannten Reaktionen dienten als Stütze für den angenommenen
Reaktionsverlauf: i) Verbindungen analog 62 mit geminalen Schwefel-Substituenten
konnten aus Dibrommalonsäure-Diethylester mit Thiocarbamiden in Substanz erhal-
ten werden [46]; ii) ein vic-Diketothion analog zu 34, bei dem die Keto-Gruppen Teil
eines N,N-dialkylierten Malondiamids waren, konnte in Substanz isoliert und der [4 þ
2]-Cycloaddition unterworfen werden [47]; iii) von cyclischen Sulfensäure-Estern wie
63 wurde berichtet, dass sie leicht Schwefelextrusion zeigen [48]. Die Bildung eines 1,3-
Oxathiols analog zu 33 anstelle etwaiger Isomeren wurde von Senning [44a,b] eindeutig
bewiesen.
3.5.3. Unabhängige Synthesen von 2-(Methylthio)- und2-[(4-Methylphenyl)thio]-
dimedon sowie der entsprechenden Tetron- und Meldrumsäuren. Zur unabhängigen
Herstellung der S-Methyl-Thioreduktone 66a,c,e und darüber hinaus der S-(4-
Methylphenyl)-Thioreduktone 66b,d sowie die der Anionen von 66f erwies sich die

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1621
Schema 18. Umsetzung von KSC(S)OEt mit 2,2-Dibromdimedon (61)
Methode der direkten 2-Thiolierung der cyclischen 1,3-Dicarbonyl-Verbindungen 64
mit den Thiosulfonaten 65 nach Gibson [49] als sehr zuverlässig (Schema 19). Jedoch
konnte die Carbonyl-Verbindung 66f selbst aus ihrem leicht erhältlichen Carbanion
durch Ansäuern nicht unzersetzt in Freiheit gesetzt werden.
Schema 19. Herstellung von S-Alkyl- und S-Aryl-2-thioreduktonen nach der Methode von Gibson [49]
Dass dieser Misserfolg nicht methodisch, sondern substanzbedingt war, konnte im
Verlauf von zwei weiteren, alternativen Syntheseversuchen gezeigt werden, nämlich
der Arylthiolierung durch das Sulfensäureamid 67 (Schema 20,a) bzw. durch die stabile
geminale Bis(arylthio)meldrumsäure 71 (Schema 20,b).
In keinem Fall konnte 66f in Substanz isoliert werden. Bei der Protonierung unter
verschiedenen Bedingungen erfolgte immer spontane Zersetzung des Heterocyclus
unter Decarboxylierung der primär gebildeten Arylthiomalonsäure 69. Dass der

1622
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Schema 20. Produkte der vergeblichen Synthese von freier 4-[(Methylphenyl)sulfanyl]meldrumsäure
(66f) aus 64h
Heterocyclus vor dem Ansäuern noch intakt war, konnte durch schonende Methy-
lierung zum Ylid 72 bewiesen werden (s. auch Schema 15).
3.5.4. Oxygenierungsversuch an 2-(Methylthio)meldrumsäure (66e) analog zu den
Oxygenierungen an den Thioethern 66a,b mit Dimedon-Gerüst. Während 2-(Methyl-
thio)- (66a) und 2-[(4-Methylphenyl)thio]dimedon (66b) durch Peroxide sukzessiv zu
den Sulfoxiden 73a,b und Sulfonen 75a,b oxygeniert werden konnten, die ihrerseits
leicht zu den vinylogen Sulfinsäure-Estern 74a,b bzw. den vinylogen Sulfonsäure-
Estern 76a,b methyliert wurden, erfolgte im Fall der 2-(Methylthio)meldrumsäure
(66e) mit diversen Peroxiden oder mit KMnO4 stets ein Abbau des heterocyclischen
Ringsystems (Schema 21). Dieser Zerfall trat offenbar dann auf, wenn durch die Stärke
der Eigenacidität der entsprechenden 2-monosubstituierten Meldrumsäuren ein Hþ-
katalysierter Selbstzerfall mçglich wurde.
Versuche, die Tetronsäure-Derivate 66c und 66d mit tert-BuOOH unter Katalyse
mit [MoO(acac)2] zu Sulfoxiden des Tetronsäure-Systems zu oxygenieren, waren nicht
erfolgreich. Anstelle der erwarteten Sulfoxide entstand die schwefelfreie dimere
Dehydrotetronsäure 92c (s. Schema 29 weiter unten) in Spuren aus 66c bzw. in geringer
Ausbeute aus 66d.
3.5.5. Sulfinat – Sulfon-Pummerer-Umlagerungen undFolgereaktionen . Während in
der vinylogen Sulfinsäure 73b die Alkylierung zum Enolether 74b am Enol-O-Atom
erfolgte, wurde bei der Sulfinylierung durch 4-Methylbenzenesulfinylchlorid (78b) ein
Angriff am Sulfoxid-O-Atom in 73a,b beobachtet, wobei über Sulfinat – Sulfon-
Pummerer-Umlagerung [50] die unsymmetrischen Dithioacetal-S,S-dioxide 79a,b von
2-Oxodimedon gebildet wurden (Schema 22). Mit anderen Worten, hier wurde das O-
Atom aus dem Sulfoxid auf den Sulfinylrest übertragen, bevor dieser als Sulfonylrest
wandert. Das Salz 80 kann als Fragmentierungsprodukt von 79a in Gegenwart von

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Schema 21. Mçgliche (a, b) undunmçgliche (c) S-Oxygenierungen verschiedener Substrate des Typs 66
sowie Folgereaktionen
Et3N angesehen werden; bei 79b ist eine analoge Fragmentierung nicht mçglich, hier
bildet sich in geringer Menge das Enolsulfonat 81.
Während Acylgruppen offenkettiger 2-Alkyl(aryl)thio-2-alkyl(aryl)sulfonyl-1,3-
diketone leicht solvolytisch abgespalten werden konnten [50], zeigten die unsymme-
trischen 2,2-Dithioacetal-S,S-dioxide von cyclischen, vicinalen 1,2,3-Triketonen keine
Acylspaltung, sondern waren effiziente Sulfenylierungsagentien, deren Reaktivität
(Fig. 6) zwischen der von entsprechenden Sulfenylchloriden und jener von Thiosulfo-
naten (entsprechend der Gibson-Thiolierung; s. Schema 19) lag. Als Nucleofug trat
dabei das Anion der entsprechenden 2-Sulfonyl-1,3-dicarbonyl-Verbindung auf (s. 80 in
Schema 22).
Fig. 6. Relative, empirische Aktivität von Sulfenylierungsreagenzien
3.5.6. Ein-Elektronen-Oxidationen von 2-(4-Methylphenylthio)dimedon (66b). Zur
Umwandlung von Thioethern in Sulfoxide ist NaIO4 in der Regel ein schonendes und
selektives Reagenz. Wie in Schema 21 gezeigt, führt die Oxidation von 66b mit tert-
BuOOH/[MoO(acac)2] zum Sulfoxid 73b. Bei Verwendung von NaIO4 für die gleiche
Oxidation (Schema 23) entstand jedoch nicht 73b, sondern das Dehydrodimere 82b des

1624
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Schema 22. Sulfinat – Sulfon-Pummerer-Umlagerung [50] der Sulfoxide 73a,b
Thioethers 66b in 26% Ausbeute (Redukton-Verhalten!). Da diese Dehydrodimeren-
Bildung auf Ein-Elektronen-Oxidation zurückzuführen sein dürfte, wurde für die
gleiche Oxidation das bekannte Ein-Elektronen-Oxidans FeCl3 eingesetzt, wobei 82b
in 58% Ausbeute anfiel. Demgegenüber lieferte das Sulfoxid 73b mit FeCl3 das stabile
FeIII-Chelat 83 ohne Anzeichen einer Redox-Reaktion. Auf entsprechende Weise
führten hier auch CuII-Ionen zum stabilen Chelat 84.
Als besonders günstiges Ein-Elektronen-Oxidans für S-substituierte 2-Thioreduk-
tone erwies sich 2,3-Dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzochinon (DDQ; Schema 24). We-
gen der Unzugänglichkeit des 2-Thioredukton-Derivates 66f (s. Schema 19) wurde das
zugehçrige Dehydrodimere 82f durch Ein-Elektronen-Oxidation seines Na-Salzes 68b
(s. Schema 20) mit äquimolarer Menge Triphenylaminium-hexachloroantimonat (85)
als Ein-Elektronen-Oxidans in MeCN in geringer Ausbeute (32%), verunreinigt mit
NaSbCl6, hergestellt (Schema 25). Verbindung 82f ist auch ein gutes Reagens zur
Sulfenylierung: es sulfenylierte das Na-Salz 68b von 66f als Ausgangsprodukt teilweise,
wobei als weitere Reaktionsprodukte das Dithioacetal 71 (6%) (s. Schema 20), das
Tetraacylethylen 86e (4%) sowie das Disulfid 87b entstanden.
3.5.7. Versuche zur alternativen Erzeugung der captodativen Radikale von 66a,b als
Bausteine für die Bildung der Dimeren 82a,b auf nicht-oxidativem Weg. ¾quimolare
Mengen der 2-Thiodimedon-Ether 66a,b, Et3N und des jeweils entsprechenden
Sulfinylchlorids 78a,b wurden in THF bei 258 zur Reaktion gebracht. Danach
kristallisierten die Dimeren 82a (23%) bzw. 82b (29%) in bescheidenen Ausbeuten,
zusammen mit Et3NHCl (quantitativ) aus; die entsprechenden leicht lçslichen
Thiosulfonate 65a,b (bis 95%) verblieben in den Mutterlaugen (Schema 26). Als
Hinweis auf die intermediäre Bildung der nicht isolierbaren Enolsulfinate 88a,b

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Schema 23. Dimerisierung des Aryl-substituierten Thioreduktons 66b durch Ein-Elektronen-Oxidationen
im Gegensatz zu polaren Reaktionen des Sulfoxids 73b
Schema 24. Dimerisierung von 66 durch Ein-Elektronen-Oxidation mittels DDQ
Schema 25. Dimerisierung von 68b via Ein-Elektronen-Oxidation in Gegenwart des Radikalkations 85

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Schema 26. O-Sulfinylierung von 66a,b zu den instabilen Produkten 88a,b undderen homolytischer
Zerfall
Schema 27. O-Sulfonylierung von 66a – d (a) im Vergleich mit entsprechenden Reaktionen von 66e (b)
wurden die entsprechenden stabilen Enolsulfonate 89a,b sowie 89c,d hergestellt
(Schema 27).
3.5.8. Cyclische 2-Alkylthio- bzw. 2-Arylthio-1,3-dicarbonyl-Verbindungen als
Synthone für Tetraacylethylene und ihre Dihydro-Derivate (vinyloge Reduktone). Wie
zuvor erwähnt, zeigten die S-Alkyl- bzw. S-Aryl-Derivate der cyclischen 2-Thioreduk-
tone 66 (und ihre Anionen) leichte Ein-Elektronen-Oxidationen zu captodativ
stabilisierten Radikalen, die zu den C,C-verknüpften Dimeren 82 führten. Eine
analoge Reaktion in der acyclischen Reihe wurde übrigens schon vor langer Zeit [51]
zur Synthese von Hexan-2,5-dion (91) aus Natrium-Acetessigester (90), in Anlehnung
an die oxidative Dimerisierung von Malonester mit Iod [52], benutzt (Schema 28).
Zahllose Versuche, Dimedon der gleichen oxidativen Dimerisierung zu unterwer-
fen, blieben erfolglos (s. eine Zusammenstellung vergeblicher oxidativer Dimerisa-

Helvetica Chimica Acta – Vol. 90 (2007)
1627
Schema 28. Bekannte Synthese von Hexan-2,5-dion (91) durch Dimerisierung via Ein-Elektronen-
Oxidation [51]
tionsversuche bei Dimedon [53]). Die in Schema 24 beschriebene Methode war nicht
nur bei den S-Alkyl- und S-Aryl-Derivaten von 2-Mercaptodimedon (28a) erfolgreich,
sondern auch bei den entsprechend substituierten heterocyclischen Vertretern der
Tetron- und Meldrumsäure. Da das ꢀ2,2’-Bisdimedonylidenꢁ 86a und sein Dihydropro-
dukt 92a von uns schon in einer früheren Arbeit [54] beschrieben worden waren, galt
das Interesse in der vorliegenden Arbeit in erster Linie den heterocyclischen
Vertretern. Es zeigte sich, dass die Dimere 82e,f durch protonenfreie Nucleophil-
Katalyse (z.B. Et3N oder 68b) leicht in das Tetraacylethylen 86e umgewandelt wurden,
wobei gleichzeitig die Disulfide 87a (R3 ¼ Me) und 87b (R3 ¼ 4-MeC6H4) entstanden,
während Nucleophil-Katalyse in Gegenwart von Hþ (z.B. durch MeOH oder EtOH)
oder durch Raney-Nickel in Aceton die Dihydroprodukte 92 der Tetraacylethylene
lieferte. In beiden Fällen erfolgte eine doppelte Dethiolierung. Im Fall des Stereo-
isomerenpaars 82c wurde nur 92c erhalten (Schema 29).
Schema 29. Umwandlung der Dimere 82 in die Tetraacylethylene 86 bzw. deren Dihydro-Produkte 92
Auf diese Reaktionen soll hier im Zusammenhang mit 2-Thioreduktonen nur kurz
eingegangen werden. Es handelt sich dabei mçglicherweise um ETC-Eliminierungen
[55a], die noch weiterer gezielter Untersuchungen bedürfen. Zudem zeigten die
Bisdehydro-Thioether 82a,c,e (Schema 24) und ihre S-Aryl-Analoga 82b (Schema 23),
82d (Schema 24) und 82f (Schema 25) zum Teil strukturabhängige Verhaltensweisen.
So konnten aus 82e sowohl das Tetraacylethylen 86e als auch dessen Dihydroprodukt
92e in Einstufen-Reaktionen rein erhalten werden (Schema 29); im Fall der beiden

1628
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vicinalen Dithioether 82c,d war in einer Einstufen-Reaktion nur das entsprechende
Dihydroderivat 92c rein erhältlich.
Von gewissem Interesse waren in diesem Zusammenhang die Umsetzungen von
82a,c,e (sowie der aufgrund von Trennproblemen weniger geeigneten Aryl-Analoga
82b,d,f) mit [Mo(CO)6] in THF oder Chlorbenzol [56]. Während das Dimedon-
Derivat 82a (ebenso 82b) eine C,C-Spaltung zum 2-Thioredukton-Ether 66a (40%)
(bzw. zu 66b; 43%) erfuhr2), zeigten hier die heterocyclischen Analoga 82c,e
ausschließliche C,S-Spaltungen unter Erhalt der zentralen C,C-Bindung. Verbindung
82c lieferte jedoch ausschließlich das vinyloge Redukton 92c (Enolform) in schlechter
Ausbeute (23%), während 82e in THF das Tetraacylethylen 86e (44%) und sein
Dihydroprodukt 92eK (29%) lieferte, in diesem Fall die Ketoform des vinylogen
Reduktons 92e.
Als Ergebnis dieser scheinbar willkürlich ablaufenden Dethiolierungsreaktionen
nach Schema 29 kann geschlossen werden, dass die Schwefel-freien Produkte 86 und 92
unabhängig voneinander entstehen, ungeachtet der Tatsache, dass sie gegenseitig leicht
durch Hydrierung/Dehydrierung ineinander überführbar sind.
3.5.9. Eintopfsynthesen der Meldrumsäure-Derivate 92eK und 86e. Orientierende
Versuche haben ergeben, dass formale 2,2’-Didehydromeldrumsäure (92e) und
formale ꢀ2,2,2’,2’-Tetradehydromeldrumsäureꢁ (86e) in 1:2- bzw. 1:4-Eintopf-Reak-
tionen aus Meldrumsäure (64h) und Methansulfinylchlorid (78a) bei À 708 in
absolutem THF und in Gegenwart von (jeweils zu 78a) äquimolarer Menge an Et3N
oder Pyridin in mittleren Ausbeuten unmittelbar erhalten werden. Trotz zahlreicher
zusätzlicher Experimente [56] liess sich jedoch kein einheitlicher Reaktionsverlauf
erkennen.
4. Diskussion. – 4.1. In Frage kommende Substitutionstypen bei Thiol-Synthesen.
Radikalische Substitutionen nach dem SR-Mechanismus und nucleophile Substitution
vom Typ SN1, SN2 sowie SNAr (letztere als Addition/Eliminierung oder vice versa via
Arine) zählen zum Standardrepertoire der organischen Chemie und dienen u.a. auch
zur Herstellung von Thiolen und Thioethern. Keine der vorgenannten polaren
Substitutionstypen kommt jedoch z.B. für die Bildung der Thiouroniumbetaine 27 (s.
Schema 5) in Frage, weil planare Fünf- und Sechsring-Enole von 2-Brom-1,3-
dicarbonyl-Verbindungen keine Voraussetzungen für einen der polaren Reaktionsme-
chanismen bieten. Auch im Bis-Ethylenketal des 2-Bromdimedons (25a) war der
Brom-Substituent aus sterischen Gründen auch unter verschärften Reaktionsbedin-
gungen nicht gegen die eingesetzten O- und S-Nucleophile austauschbar [57]. Aus der
weiterführenden Literatur [55] kennt man jedoch den so genannten SRN1-Mecha-
nismus, der auf unabhängige Befunde von Bunnett, Kornblum sowie Russell aus dem
Jahr 1966 zurückgeht3). Erst allmählich fand dieser wichtige Reaktionsmechanismus
Eingang in Lehrbücher der organischen Chemie (s. z.B. [59]). Der Reaktionsablauf
besteht darin, dass zunächst eine Ein-Elektronen-Übertragung (ꢀsingle-electron trans-
2
)
Es handelt sich dabei um eine Umkehrung der in Schema 24 (bzw. Schema 23) beschriebenen
Reaktion.
Entgegen anderen Berichten stammt die erste diesbezügliche Publikation von Bunnett ebenfalls
von 1966, und nicht erst von 1970 [58].
3
)

Helvetica Chimica Acta – Vol. 90 (2007)
1629
ferꢁ; SET) als Startreaktion vom Nucleophil (hier RSÀ) auf eine polare C-Nucleofug-
Bindung (hier eine CÀBr-Bindung) stattfindet (Schema 30). Die Hybridisierung des
C-Atoms (sp3 oder sp2) spielt dabei keine wesentliche Rolle. Das so gebildete
Radikalanion erfährt eine Fragmentierung in ein C-Radikal und ein Nucleofug (hier
BrÀ). In einer Kettenreaktion, die allgemein als Kreisprozess formuliert wird, addiert
das C-Radikal (als formal radikalisches Elektrophil) an das Nucleophil unter Bildung
eines neuen Radikalanions, das seinerseits als Elektronen-Transfer-Katalysator (ETC)
[55a] durch Übertragung eines Elektrons auf ein weiteres Edukt-Molekül gleichzeitig
das Substitutionsprodukt bildet und damit einen neuen Reaktionscyclus startet
(Schema 30).
Schema 30. Postulierter Mechanismus der Reaktion von Thionucleophilen mit der Enol Form 25a
cyclischer 2-Brom-1,3-dicarbonyl-Verbindungen (SRN1-Reaktion)
4.2. Monodehydrogenierung bei aci-Reduktonen im Vergleich zu 2-Thioreduktonen.
Bei der Ein-Elektronen-Oxidation bilden sowohl aci-Reduktone als auch 2-Thiore-
duktone die Mesomerie-stabilisierten Monodehydro-Redukton-Stufen A – C bzw. E –
G (Schema 31). Bei den aci-Reduktonen ist die captodativ stabilisierte Radikalstufe C
Ausschlag gebend für den Ablauf der Folgedimerisierungen über C,C- bzw. C,O-
Verknüpfungen. Im delokalisierten Radikalanion D ist in jedem Fall das mittlere O-
Atom der Ort der hçchsten Ladungsdichte [11] und sollte daher zuerst protoniert
werden. Die captodativ stabilisierte Radikalstufe H sollte bei 2-Thioreduktonen keine
besondere Rolle spielen, weil die O-Radikale E oder F inter- oder intramolekular eine

1630
Helvetica Chimica Acta – Vol. 90 (2007)
spontane H-Abstraktion an der mittelständigen SH-Gruppe auslçsen, wodurch die
Radikal-Funktion an den Schwefel zu G gelangt. Folge davon ist dann die beobachtete
S,S-Verknüpfung. Trägt das mittelständige S-Atom jedoch anstelle des H-Atoms eine
Alkyl- oder Aryl-Gruppe, dann bilden die entsprechenden Schwefel-Derivate von
Grenzformel H leicht captodative C-Radikale, die wie bei den Mono-Dehydro-
Reduktonen zu C,C-Verküpfungen führen, wie in dieser Arbeit beschrieben.
Schema 31. Was unterscheidet die Mono-Dehydro-Derivate von aci-Reduktonen prinzipiell von denen
der 2-Thioreduktone?
4.3. Sulfinat – Sulfon-Pummerer-Reaktion (s. Kap. 3.5.5). Um abzusichern, welches
Sulfinyl-S-Atom im Verlauf der Sulfinat – Sulfon-Pummerer-Reaktion in Schema 22
oxygeniert und welches deoxygeniert wird, wurden mit dem Sulfoxid 73a und mit dem
Sulfinsäurechlorid 78b zwei unterschiedliche Sulfinyl-Reste verwendet. Die O-
Sulfinylierung am Sulfoxid-O-Atom sollte zum instabilen Schwefel-Ylid Z führen,
bei dem eine Homolyse zwischen dem vormaligen Sulfoxid-S-Atom und dem
vormaligen Sulfoxid-O-Atom erfolgt, d.h. im Verlauf dieses Reaktionsschrittes wird
73a formal deoxygeniert [50]. Ob die unterhalb von À 408 auftretende intensive gelb-
grüne Färbung4) vom Ylid Z selbst (Schema 22) oder von dem sich aus ihm durch
Homolyse gebildeten Radikalpaar aus dem captodativ stabilisierten 2-Thiodimedonyl-
Radikal 93 und dem 4-Methylphenylsulfonyl-Radikal 94 stammte, wurde nicht näher
untersucht (Schema 32).
4.4. Captodativ stabilisierte C-Radikale und deren Dimerisierung. Den captodativ
stabilisierten Radikalen wie 93 kommt bei der C,C-Verknüpfung zu den Dimeren (s.
Schemata 14, 23, 24, 25 und 26) eine entscheidende Rolle zu. Das Radikal 93’
(Schema 32) sollte über O,S-Verknüpfung zum Enolsulfonat 81 führen. Ob jedoch die
C,C-Verknüpfungen bei den Ein-Elektronen-Oxidationen der Carbanionen in diesen
Fällen über reine Radikal-Kombinationen oder aber über vorausgehende Carbanion-
4
)
Bei der entsprechenden Umsetzung von 73b mit 78b war die Färbung intensiv gelb; ferner
kristallisierte in diesem Fall das dem Dithioacetal-S,S-dioxid 80 entsprechende Pummerer-Produkt
80’ als einziges Produkt (neben Et3NHCl) in 66% Ausbeute aus dem Reaktionsgemisch aus [60].

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Schema 32. Mechanistische Vorstellung der Sulfinat – Sulfon-Pummerer-Umlagerung
Schema 33. Stufenweise Bildung einer C,C-Bindung durch Carbanion-Oxidation
Radikal-Additionen gemäss Schema 33 verlaufen, was dem ETC-Konzept von Chanon
und Tobe [55a] entspräche, kann nicht eindeutig entschieden werden.
Die bei diesem Mechanismus postulierte Drei-Elektronen-Bindungen [61] wurde
als p-Bindung schon 1931 von Pauling vorhergesagt5). Sie würden auch hier eine s2s*1-
Alternative [61g] zur statistisch ungünstigeren Radikal-Kombination bieten.
4.5. Dethiolierung der vicinalen Dithioether 82. Vicinale Dethiolierungen wurden
bei Hexathio-Orthooxalaten vom Typ A (Schema 34) durch Thermolyse in CCl4 oder
durch Ultraschall bei 708 in 1,1,2,2-Tetrachlorethan zur Erzeugung substituierter 1,2-
Tetrathiofulvalene (TTF-Derivate) B benutzt (s. dazu den Übersichtsartikel von
Schukat und Fanghänel [62], dort auf S. 17).
Schema 34. Vicinale Dethiolierung von ꢀ Hexathio-Orthooxalatenꢁ
5
)
Vergleiche dazu Harcourt [61b] sowie Experten-Diskussionen zu diesem Thema [61d – f].

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Helvetica Chimica Acta – Vol. 90 (2007)
Säurekatalyse dieser 1,2-Eliminierungen lässt darauf schliessen, dass in der ersten
Reaktionsstufe ein Mesomerie-stabilisiertes Dithiocarbenium-Ion als Intermediat
auftritt. Bei den in dieser Arbeit beschriebenen 1,2-Dithioethern 82 bewirken jedoch
vier geminale Acyl-Gruppen eine inverse Polarisierung der C,S-Bindungen, weshalb
sich z.B. der Dithioether 82f (Schema 25) gegenüber dem Carbanion 68b (Schema 20)
als Sulfenylierungs-Reagens erwies. Dabei wurde dann das Carbanion in einer
Nebenreaktion zum Dithioacetal 71 thioliert und der zweite Thioether-Substituent
aus 82 als Thiolat unter Bildung des Tetraacylethylens 86e eliminiert. Das so gebildete
Thiolat reagierte seinerseits mit dem Dithioether 82f unter Bildung des Disulfids 87b
(Schema 25). Da die Reaktionen der vicinalen Dithioether 82 (abgeleitet von
Dimedon, der Tetron- oder Meldrumsäure) gegenüber Nucleophilen keinen durchge-
hend einheitlichen Verlauf nahmen [56], soll hier auf die Reaktion mit Raney-Nickel in
Aceton verwiesen werden (Schema 29), die bei allen untersuchten Umsetzungen einen
einheitlichen Austausch der Thioether-Gruppen gegen H-Atome unter Bildung der
vinylogen Reduktone 92 zeigten. Deren Dehydrierung mit DDQ lieferte im Fall des
Dimedon-Systems [54] und der Meldrumsäure die stabilen Tetraacylethylene 86a,e,
während das Tetronsäure-Derivat 86c mit 2 Equiv. MeOH, die für seine Erzeugung
jedoch unbedingt erforderlich waren, weiterreagierte. Die Addition des ersten MeOH-
Moleküls erfolgte dabei offenbar analog der MeOH-Addition an die elektrophile
Doppelbindung beim Dimedon-System [54] zum Enol 95; das zweite MeOH-Molekül
bewirkte danach eine Spaltung des 2,2-disubstituierten Lactonrings zum offenen
Intermediat 96. Das Reaktionsprodukt erwies sich aber letztlich als das erneut
cyclische Halbacetal 97 (analog [54]). Die in [56] wiedergegebene Halbacetal-Struktur
ist daher durch 97 zu ersetzen (Schema 35).
Schema 35. Reaktionsverlauf der MeOH-katalysierten DDQ-Oxidation des vinylen-homologen Reduk-
tons 92c
Die Umwandlungen der Dithioether 82a – f erfolgte über reduktive Dethiolierung
zu den Tetraacylethylenen 86 bzw. deren Dihydro-Derivaten 92 (als vinylogen
Reduktonen), die jedoch getrennt voneinander aus einer unbekannten Zwischenstufe
gebildet wurden, ohne dass die Produkte 86 Vorprodukte von 92 (oder umgekehrt)
waren (Schema 36).

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Schema 36. Reduktive C,S- bzw. C,C-Bindungsspaltung (Weg A vs. B) in den dimeren, S-substituierten
Verbindungen 82a – f
Da die Reduktion eines Elektronen-Akzeptors prinzipiell mit der Aufnahme eines
.
À
Elektrons beginnt, kçnnten hier die Radikalanionen vom Typ [82a – f]
der
Tetraacyldithio-Verbindungen erste Zwischenstufen sein. Am Beispiel von ꢀSpiro[2.2’]-
biindan-1,1’,3,3’-tetraonꢁ, bei dem zwei 1,3-Dicarbonyl-Funktionen Spiro-artig über
C(2) miteinander verknüpft sind, haben Maslak und Mitarbeiter [63] festgestellt, dass
es sich hierbei um einen Elektronen-Akzeptor handelt, der das Radikalanion C bildet
(Fig. 7), bei dem alle vier Carbonyl-Gruppen die Ladung anteilig übernehmen.
Analog zu C sollten die Tetraacyldithio-Verbindungen 82 bei einer Elektronenauf-
nahme zu den entsprechenden Radikalanionen führen, aus denen sich durch Homolyse
Fig. 7. Radikalanion C von 2,2’-Spirobi[inden]-1,1’,3,3’-tetron als
dreidimensionaler Elektronen-Akzeptor [63]

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Helvetica Chimica Acta – Vol. 90 (2007)
der C(2)ÀS-Bindung (Schema 36, Weg A) oder der zentralen C(2)ÀC(2’)-Bindung
(Weg B) jeweils Paare eines Radikals und eines Anions bilden kçnnten. Weg B wurde
nur bei der Reduktion von 82a,b mit [Mo(CO)6] beobachtet, was auf eine günstige Mo-
Komplexbildung zurückzuführen sein kçnnte. Die von der Bindungsstärke her
günstigere CÀS-Spaltung nach Weg A kçnnte letztlich zu energiearmen, Schwefel-
.
freien vinylogen Monodehydroredukton-Radikalanionen 92 À führen, aus denen die
vinylogen Reduktone 92 und/oder die Tetraacylethylene 86 entsprechend den
Reaktionsbedingungen leicht zugänglich sein sollten.
Wir sind Herrn Prof. H.-D. Stachel (Universität München) für wertvolle Anregungen und
Diskussionen zu aufrichtigem Dank verpflichtet. Die Mehrzahl der Elementaranalysen verdanken wir
der Abteilung für Organische Chemie von Prof. Dr. M. Regitz, Universität Kaiserslautern.
Experimenteller Teil
1. Allgemeines. Lçsungsmittel aus Reaktionsgemischen wurden mittels Rotationsverdampfer in
vacuo entfernt. Dünnschichtchromatographie (DC): Kieselgel 60 F254 (Merck) oder Kieselgel UV254
(Macherey & Nagel) sowie Fertigfolien des Typs AlugramR Sil G/UV254 und PolygramR ALOX N/UV254
(Macherey & Nagel). Säulenchromatographie (SC): Kieselgel (0,05 – 0,2 mm, 70 – 270 mesh; Macherey
& Nagel). Schmp.: Koflerbank (Heraeus), Fus-O-mat (Heraeus) und/oder Kupferblock. IR-Spektren:
Beckman IR-33; in cmÀ1 . NMR-Spektren: Varian A-60 oder EM 360, Bruker WH 90 oder AM-400, d in
ppm rel. zu Me4Si (¼0 ppm), J in Hz. EI-MS: Varian MAT-311 (70 eV). CI-MS (Isobutan): Finnigan
MAT-90; in m/z (rel. %). Elementaranalysen: Methode gemäss Walisch [64] oder Carlo-Erba Elemental
Analyzer.
2. Ausgangs- undVergleichsverbindungen . Für die Überlassung von Tetronsäure 64g danken wir der
Firma Lonza (Basel; Dr. L. LaVecchia). Dimedon (64e) [65] und Meldrumsäure (64h) [66] wurden nach
Literaturangaben hergestellt. Trioseredukton I/II (Y1,2,3 ¼ O; R1,2 ¼ H) als Vergleichssubstanz wurde
gemäss [36b] hergestellt (s. unten).
2.1. Divinylcarbinol (¼ Penta-1,4-dien-3-ol). Ein Aliquot (2 ml) einer Lsg. frisch destillierten
Vinylbromids (53,47 g, 0,5 mol) in abs. THF (90 ml) wurde zu trockenen Mg-Spänen (12,15 g, 0,5 mol)
und einigen Iodkristallen unter N2 gegeben. Das Anspringen der Grignard-Reaktion zeigte sich am
Verschwinden der Iodfarbe. Der Rest der Lsg. wurde unter Rühren so zugetropft, dass die Innentempera-
tur 40–508 betrug. Zur Beendigung der Reaktion wurde 1 h unter Rückfluss erhitzt. Die resultierende
klare, braune Lsg. wurde mit Eis gekühlt. Dann wurde Methylformiat (13,81 g, 0,23 mol) so zugetropft,
dass die Innentemperatur 58 nicht überstieg. Das Gemisch wurde 4h bei RT. gerührt. Anschließend wurde
portionenweise mit ges. wässr. NH4Cl-Lsg. (125 ml) versetzt, und die organische Phase wurde abgetrennt.
Die wässr. Phase wurde mit THF (3ꢀ 40 ml) extrahiert, die vereinigten org. Phasen wurden getrocknet
(MgSO4), und das Lçsungsmittel wurde nach Zugabe von Hydrochinon (100 mg) bei 100 Torr abdestilliert.
Das farblose Divinylcarbinol destillierte bei 568/80 Torr als unangenehm riechende Flüssigkeit. Ausbeute:
14,1 g (73%) (gegenüber 60% nach [67]). IR (Film): 3400 (OH), 1630 (C¼C). 1H-NMR (CDCl3): 2,83 (s,
OH); 4,58–4,88 (m, CH); 5,15–6,35 (m, 2 CH2¼CH).
2.2. Trioseredukton (¼2,3-Dihydroxyprop-2-enal; s. Fig. 4). In eine Lsg. von Divinylcarbinol (4,2 g,
50 mmol) in abs. MeOH (150 ml) wurde bei À 708 (MeOH/Trockeneis) ein O3/O2-Gasstrom (2,2 mmol O3/
min) während 1 h eingeleitet. Überschüssiges O3 wurde mit O2 ausgeblasen, und das Gemisch wurde
gleichzeitig auf 08 erwärmt. Diese Lsg. wurde zu vorhydriertem Pd/C-Katalysator (200 mg; Typ E 10N/D;
Degussa) in abs. MeOH (50 ml) gegeben und bis zur Beendigung der H2-Aufnahme (ca. 1 h) unter
Eiskühlung hydriert. Der Katalysator wurde abgenutscht (Vorsicht, Selbstentzündung an der Luft im
trockenen Zustand) und die Lsg. wurde mit H2O (100 ml) versetzt und 1 h auf 808 erhitzt. Danach wurde in
vacuo auf ein Viertel des Volumens eingeengt. Org. Verunreinigungen wurden durch Extraktion mit Et2O
(2ꢀ 50 ml) entfernt, und die verbleibende wässr. Phase wurde in vacuo eingeengt. Auskristallisiertes
Trioseredukton wurde abgenutscht, und die Mutterlauge wurde zur Gewinnung weiterer Kristallfraktionen
wiederholt auf gleiche Weise behandelt. Nach dem Trocknen wurden insgesamt 2,3 g (53%) Triose-

Helvetica Chimica Acta – Vol. 90 (2007)
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redukton erhalten. Schmp. 1518 (Zers.; Lit. 143 –1538 [1a]). Spektraldaten: s. Fig. 4. Die farblose, trockene
Substanz war im Gegensatz zu herkçmmlich hergestellten Substanzproben über mehrere Monate bei RT.
haltbar. Diese Methode der Herstellung basiert auf der analogen Methode für ꢀhaltbaresꢁ Trioseredukton
nach Hesse und Mitarbeiter [68], welche von ꢀ1,5-Diphenyl-3-hydroxy-1,4-pentadienꢁ ausgegangen waren,
jedoch zwei Nachteile besitzt. 1. Die Ausbeute war dort nur 32% (Jung und Mitarbeiter [69] erhielten mit
dieser Methode 28%). 2. Selbst bei quant. Ausbeute wäre mit dem dort eingesetzten Alkohol bei der
ozonolytischen Spaltung ein Gewichtsverlust von 63% gegenüber dem Ausgangsprodukt aufgetreten.
2.3. Weitere Verbindungen. 2-Brom-1,3-dicarbonyl-Verbindungen 25a und 25d – i (Schema 5): 2-
Brom-5,5-dimethylcyclohexan-1,3-dion (25a) [70]; 2-Brom-cyclohexan-1,3-dion (25d) [71]; 2-Brom-5-
phenylcyclohexan-1,3-dion (25e) [72]; 3-Bromspiro[5.5]undecan-2,4-dion (25f) [73]; 3-Bromtetrahydro-
furan-2,4-dion (25g) [74 ];5-Brom-2,2-dimethyl-1,3-dioxan-4,6-dion (25h) [75]; 5-Brombarbitursäure
(25i) [76]. Des Weiteren 2-Brommalondialdehyd (37) [34 ];2-Brom-3-oxo-tetrahydrothiophen-1,1-dioxid
(41) [37]; 3-Bromcyclohexan-1,2-dion (Enol-Form) (45) [77]; 2,3-Dibrom-5,5-dimethylcyclohex-2-en-1-
on (48) [41]; Lawessons Reagenz [78][43]; 2,2-Dibrom-5,5-dimethylcyclohexan-1,3-dion (61) [79];
Kalium-Ethylxanthogenat [45][80]; Phasen-Transfer-Synthese und Umsetzungen von Na2CS3 [81]; S-
Methylmethansulfonothioat (65a; käuflich bei Lancaster; > 98%) [82]; S-(4-Methylphenyl)-4-methyl-
benzolsulfonothioat (65b) [83]; N,N-Diethyl-4-methylbenzolsulfenamid (67) [84 ];Methansulfinylchlorid
(78a) [85]; 4-Methylbenzolsulfinylchlorid (78b) (molekular-destilliert) [86].
2.4. Triphenylaminium-hexachloroantimonat (85) [87]: Triphenylamin (12,25 g, 50 mmol) in abs.
CH2Cl2 (100 ml) wurde unter Rühren mit frisch destilliertem SbCl5 (23,5 g, 10 ml, 78,6 mmol) in abs.
CH2Cl2 (100 ml) tropfenweise versetzt. Die dunkelgrüne Lsg. wurde in abs. Et2O (300 ml) gegeben, und
die ausgefallenen dunkelgrünen Kristalle wurden unter Feuchtigkeitsausschluss abgesaugt. Ausbeute:
20,5 g (71%). Schmp. 115 – 1208 (Zers.).
3. Herstellung von Thioreduktonen und Derivaten. 3.1. 2-S-Thiouronium-1,3-diketonate 27. Allg.
Vorschrift: Zu einer Lsg. von Thioharnstoff (3,81 g, 50 mmol) in H2O (40 ml) wurde bei 408 unter
Rühren die entsprechende Bromverbindung 25 gelçst, worauf in den meisten Fällen das Betain 27
auszufallen begann. Es wurde im Eis/NaCl-Bad auf ca. 08 gekühlt und mit AcONa (4,10 g, 50 mmol)
abgepuffert. Das ausgefallene Betain 27 wurde abgesaugt, mit wenig Eiswasser gewaschen und im
Exsikkator (CaCl2) getrocknet.
3.1.1. 2-{[Amino(iminio)methyl]sulfanyl}-5,5-dimethyl-3-oxocyclohex-1-en-1-olat (27a). Aus 2-
Bromdimedon (25a; 10,95 g) als Monohydrat erhalten. Rohausbeute: 11,3 g (97%). Schmp. 200 – 2018
(H2O). IR (KBr): 3420 – 3300 (OH, NH2), 1645, 1530 (O¼CÀC¼CÀO). 1H-NMR ((D6)DMSO): 0,98
(s, 2 Me); 2,18 (s, 2 CH2); 3,40 (s, H2O); 8,18 (s, 2 NH2). Anal. ber. für C9H16N2O3S (232,3): C 46,53, H
6,94, N 12,06; gef. C 46,42, H 7,03, N 12,18.
3.1.2. 2-{[Amino(iminio)methyl]sulfanyl}-3-oxocyclohex-1-en-1-olat (27d). Das Betain 27d wurde
aus 2-Bromcyclohexan-1,3-dion (25d; 9,55 g) nur in wässr. Lsg. erhalten, aus der es nicht auskristalli-
sierte. Zur späteren Herstellung des entsprechenden 2-Thioreduktons 28d wurde deshalb diese wässr.
Lsg. unmittelbar eingesetzt.
3.1.3. 2-{[Amino(iminio)methyl]sulfanyl}-3-oxo-5-phenylcyclohex-1-en-1-olat (27e). Aus 2-Bromcy-
clohexan-1,3-dion (25e; 13,35 g) als Monohydrat erhalten. Rohausbeute: 13,7 g (98%). Schmp. 228 – 2308
(Zers.) (H2O/EtOH). IR (KBr): 3340 – 3260 (OH, NH2), 1650, 1575 (O¼CÀC¼C-O), 760, 700 (Ph).
1H-NMR ((D6)DMSO): 2,45 – 2,95 (m, 2 CH2); 3,35 (m, CH); 3,52 (s, H2O); 7,23 (s, Ph); 8,13 (s, 2 NH2).
Anal. ber. für C13H16N2O3S (280,4): C 55,67, H 5,75, N 9,99; gef. C 55,84, H 5,61, N 9,87.
3.1.4. 3-{[Amino(iminio)methyl]sulfanyl}-4-oxospiro[5.5]undec-2-en-2-olat (27f). Aus 3-Bromspiro-
[5.5]undecan-2,4-dion (25f; 12,96 g) als Monohydrat erhalten. Rohausbeute: 13,3 g (98%). Schmp. 227 –
2298 (Zers.) (H2O/EtOH). IR (KBr): 3380 – 3280 (OH, NH2), 1640, 1575 (O¼CÀC¼CÀO). 1H-NMR
((D6)DMSO): 1,38 (s, 5 CH2); 2,20 (s, 2 CH2); 3,40 (s, H2O); 8,00 (s, 2 NH2). Anal. ber. für C12H20N2O3S
(272,4): C 52,92, H 7,40, N 10,28; gef. C 53,21, H 7,48, N 10,40.
3.1.5. 4-{[Amino(iminio)methyl]sulfanyl}-5-oxo-2,5-dihydrofuran-3-olat (27g). Aus 3-Bromtetrahy-
drofuran-2,4-dion (25g; 8,95 g) als Monohydrat erhalten. Rohausbeute: 6,5 g (68%). Schmp. 226 – 2288
(Zers.) (H2O). IR (KBr): 3350 – 3290 (OH, NH2), 1645, 1585 (O¼CÀC¼CÀO). 1H-NMR
((D6)DMSO): 3,71 (s, H2O); 4,31 (s, CH2); 8,50 (s, 2 NH2). Anal. ber. für C5H8N2O4S (192,2): C 31,25,
H 4,19, N 14,57; gef. C 30,96, H 4,30, N 14,46.