Über das Reaktionsverhalten von 4-Thioxo-2-azetidinonen

Die basenkatalysierte Alkoholyse der NS-Bindung in N-Sulfonyl-thioxoazetidinonen 1 tritt leicht ein; der entstehende Sulfonsäureester alkyliert dann das freigesetzte 2−. Unter verschiedenen Bedingungen durchgeführte Alkylierungsreaktionen an 2 zeigen, daß Ladungs- und thermodynamische Kontrolle den Angriff am Stickstoff zu 5 gegenüber der Reaktion am Schwefel zu 4 begünstigen. Neben einfachen Alkyl-Resten (4a–c, 5a–c) lassen sich auch funktionalisierte Alkyl-(4d, e, g, m, n, o, 5d, e, g, i, m–o), Aryl- (5p) und Acyl-Gruppen (5q) einführen sowie Additionsreaktionen (5r, s) erreichen. Komplexe Hydride reduzieren die Carbonyl-Gruppe in 1, 5 zu 8–10, aber den CN+-Teil im Salz 6a zum β-Lactam 11. Die Anellierung eines Fünfrings zu 12 gelingt über die 1,3-dipolare Cycloaddition von Fumarsäure-dimethylester an das in situ freigesetzte Azomethin-Ylid 6d. On the Reactivity of 4-Thioxo-2-azetidinones Base-catalyzed alcoholysis of the NS bond in N-sulfonylthioxoazetidinones 1 is a ready process; the resulting sulfonate then alkylates the liberated 2−. Alkylations of 2 under various conditions demonstrate that charge and thermodynamic control favor attack on nitrogen to give 5 rather than reaction on sulfur to give 4. Besides simple alkyl residues (4a–c, 5a–c) also functionalized alkyl (4d, e, g, m, n, o, 5d, e, g, i, m–o), aryl (5p), and acyl groups (5q) can be introduced and addition reactions (5r, s) achieved. Complex hydrides reduce the carbonyl group in 1,5 to yield 8–10, but the CN+ unit in the salt 6a to furnish β-lactam 11. Annulation of a five-membered ring to give 12 is achieved by 1,3-dipolar cycloaddition of dimethyl fumarate to in-situ generated azomethine ylide 6d.