Tropinon

Strukturformel
Allgemeines
Freiname	Tropinon
Andere Namen	8-Methyl-8-azabicyclo[3.2.1]octan-3-on (IUPAC) 3-Tropinon
Summenformel	C8H13NO
CAS-Nummer	532-24-1
PubChem	446337
Kurzbeschreibung	(farblose Kristallplättchen, weißes Kristallpulver), Handelsform hellbrauner Feststoff[1]
Arzneistoffangaben
Wirkstoffklasse	Stimulans
Eigenschaften
Molare Masse	139,20 g·mol−1
Schmelzpunkt	41–44 °C[1]
Siedepunkt	227 °C[1]
Löslichkeit	schlecht in Wasser[1]
Sicherheitshinweise
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [1] keine Gefahrensymbole R- und S-Sätze R: keine R-Sätze S: keine S-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Tropinon ist ein synthetisches Alkaloid mit einer Tropan-Kernstruktur, die sich auch in natürlich vorkommenden Alkaloiden wie z. B. Kokain und Atropin findet.

Synthese

Die erste Synthese von Tropinon erfolgte durch Richard Willstätter im Jahr 1901. Als Ausgangsstoff verwendete er das scheinbar verwandte Cycloheptanon, über das er dann in mehreren Schritten Tropinon herstellte, allerdings nur mit einer Ausbeute von 0,75 %.^[2] Willstätter hatte zuvor als Erster Kokain aus Tropinon synthetisiert, was Aufschlüsse über die chemische Struktur von Kokain gab.^[3]

Die erste Totalsynthese erfolgte im Jahr 1917 durch Robert Robinson.^[4][5][6] Tropinon ist ein bizyklisches Molekül, das durch die Ausgangsstoffe Succinaldehyd, Methylamin und Acetondicarbonsäure (bzw. nur Aceton) leicht herzustellen ist. Diese Synthese ist ein gutes Beispiel für eine biomimetische Reaktion. Es ist außerdem ein Beispiel für eine Tandem-Reaktion in einer Eintopfreaktion. Die Ausbeute dieser Synthese betrug 17 % und konnte durch weitere Verbesserungen (Clemens Schöpf, 1935^[7]) auf ca. 90 % gesteigert werden.

Reaktionsmechanismus

Der Reaktionsmechanismus lässt sich in sechs Schritte untergliedern:

1. Durch nukleophile Addition des primären Amins an den Aldehyd entsteht unter Abspaltung von Wasser das Imin
2. Eine weitere nukleophile Addition des Imins an die zweite Aldehydgruppe führt zum Schluss des Pyrrolidinrings (als Immoniumion)
3. Addition des Immoniumions an die Enolform der Acetondicarbonsäure
4. Nochmalige Bildung eines Enols sowie erneute Bildung eines Immoniumions unter Wasserabspaltung
5. Eine intramolekulare Mannich-Reaktion schließt den zweiten Ring
6. Abspaltung von zwei Kohlendioxid-Molekülen führt zum Tropinon

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e} Datenblatt Tropinon bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
2. ↑ Smit, W. et al.: Organic Synthesis, The Science behind the Art. Cambridge: The Royal Society of Chemistry 1998.
3. ↑ Andrew J. Humphrey, David O’Hagan: Tropane alkaloid biosynthesis. A century old problem unresolved. In: Natural Products Reports (18/2001), S. 494-502.
4. ↑ Arthur J. Birch: Investigating a Scientific Legend: The Tropinone Synthesis of Sir Robert Robinson, F.R.S. In: Notes and Records of the Royal Society of London (47/1993), S. 277-296.
5. ↑ R. Robinson: A synthesis of tropinone, in: Journal of the Chemical Society (111/1917), S. 762–768
6. ↑ K. C. Nicolaou, Dionisios Vourloumis, Nicolas Winssinger, and Phil S. Baran: The Art and Science of Total Synthesis at the Dawn of the Twenty-First Century. In: Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 44 ± 122
7. ↑ Fieser und Fieser, Organische Chemie, Verlag Chemie 1982

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