Diazepinones from Syndnones and Isopropylidenecyclobutenone. Extension of the Frontier Molecular Orbital Model for Sydnone Cycloadditions

On heating the sydnones 1a–h with isopropylidenecyclobuten-one (2) in refluxing toluene dihydrodiazepin-5-ones (3a–h) are obtained in the case of N-phenyl- and dialkylsydnones. The N-alkyl-C-hydrogensydnones, however, yield two regioisomeric products, the dihydrodiazepin-5-ones 3d, e as well as the corresponding diazepin-4-ones 4d, e. The frontier molecular orbital model, as applied to sydnones, is critically examined. Extension of the simple model to the calculation of selected encounter complexes is presented. In this way not only the preferred formation of diazepin-5-ones (3) is correctly predicted but the ratio of 3:4 is also satisfactorily reproduced. X-ray diffraction has been used to determine the structure of 4d which is between a boat and a chair and shows a very short NN single bond. Beim Erhitzen der Sydnone 1a–h mit Isopropylidencyclobutenon (2) in siedendem Toluol werden im Fall der N-Phenyl- und Dialkylsydnone Dihydrodiazepin-5-one 3a–h erhalten. Die N-Alkyl-C-Wasserstoff-Sydnone ergeben jedoch zwei regioisomere Produkte, sowohl die Dihydrodiazepin-5-one 3d, e als auch die entsprechenden Diazepin-4-one 4d, e. Das Grenzorbitalmodell wird in seiner Anwendung auf Sydnon-Additionen kritisch uber-pruft. Es wird eine Erweiterung des einfachen Modells vorgestellt, die die Berechung von Begegnungskomplexen zum Ziel hat. Auf diese Weise wird nicht nur die bevorzugte Bildung von Diazepin-5-onen (3) korrekt vorhergesagt, auch das Verhaltnis von 3:4 wird befriedigend reproduziert. Durch Rontgenbeugung wird die Struktur von 4d ermittelt, die zwischen Wanne und Sessel liegt und eine sehr kurze NN-Einfachbindung aufweist.