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Chemie des cis-Trioxa-tris--homobenzols. Eine einfache Totalsynthese des Streptamins

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___
.-~.
.
~
131
R'
R'
Ausb.
1 4 ) [dl
NMR
Kp
IC/Torrl
(a)
(b)
CH2
CHI
.
(e)
CH,
CHI
(t)
58-61/0.3
107- 1 lO/O.OS
82- X610.4
121-128 0.1
103 106/0.05
CH.3
CHI
[el
92-9610. I
133- 134/0. I
(Y)
...
[a]
[b]
[c]
[d]
[el
__-
4.06
4.36
4.20
4.37
4.4x
4.48
4.3 I
4.20
NMR
Icl
1x0- 182
4.24
4.68
4.65
5.05
5.06
5.68
4.48
4.4X
r CI
[CI
-
~
FP
~~
179-180
171-172
209--2I 2
167-168
178-181
179-1x0
222-225
IR-Banden bei ca. 2140 INC) und 1745cm-' (CO).
IR-Bandcn (KBr) be1 ca. 3320 (NH), 1620 (CH=O) und 1710cm-' (COIH).
'H-NMR (CDCI,), Signal des CH-Protons, 7-Werte.
Ausbeute ( 3 ) + ( 4 ) nahezu quantitativ.
Nicht destillierbar.
Man ruhrte noch 30 min bei - 5 "C, kuhlte rnit Eiswasser und
fugte 40 mmol Eisessig in 50 ml Wasser hinzu, wobei sich der
Niederschlag aufloste. Die iitherische Phase wurde abgetrennt,
die wrlRrige Phase zweimal mit je 50 ml Ather extrahiert und die
atherkchen Extrakte uber Natriumsulfat getrocknet. Man zog
das Losungsmittel ab und destillierte den Ruckstand. - Bei Ansltzen >0.1 mol wurde ein gut wirksamer KPG-Ruhrer eingesetzt. AuRerdem wurde nur ein 20proz. UberschuR an (2)
angewendet.
Zur Umwandlung (3) + ( 4 ) wurden 10 mmol (3) rnit 0.6g
KOH in 20ml90proz. Athanol30min unter RuckfluR erhitzt.
Man zog das Solvens im Wasserstrahlvakuum ab, loste den
Ruckstand in 15 ml Wasser (evtl. unter schwachem Erwarmen)
und sauerte rnit l m l konz. Salzsaure (bis pH= 1-2) an. Die
oft olig ausfallenden N-Formyl-aminosauren ( 4 ) wurden im
Eisbad zur Kristallisation gebracht. Man saugte sie ab, loste
sic in wenig Athanol und fugte in der Hitze tropfenweise
Wasser zu bis zur bleibenden Trubung. Beim Abkiihlen fielen
die Verbindungen ( 4 ) aus. Fur alle wurden korrekte Analysen
erhalt en.
bei der radikalischen Bromierung des Epoxids ( I ) das exo-cisDibromid (2) in bestenfalls 20 "/, Ausbeute - neben ca. 26
trans- (3) und sehr wenig endo-cis-Produkt ( 4 ) - anfallt. Der
Befundt2', daR die Dibromide ( 2 ) - ( 4 ) Bquilibriert und die
Gleichgewichtspartner einheitlich gewonnen werden konnen
und dadurch die Ausbeute an ( 5 ) auf ca. 26% [bezogen
auf ( I ) ] gesteigert werden kann, hat eine Vielzahl neuer Synthesen lohnend erscheinen Iassenc3*4! Wir berichten hier uber
eine einfache und ergiebige Synthese des Streptamins ( I U a )
aus (5)L5I.
Br
rn \
Eingegangen a m 3. Dezember 1973 [Z 9651
Auf Wunsch der Autoren erst jetrt veroffentlicht
[I]Synthesen mit a-metallierten Isocyaniden. 26. Mitteilung. 25. Mitteilung: U . Schollkopfu. P . - H . Porsch, Chem. Ber. 106, 3382 (1973).
~
Br
[2] U . Srhdllkopfu. F . Grrhurt, Angew. Chem. 82,842 (1968): Angew. Chem.
internat. Edit. 7, 805 (1968).
[3] Vgl. [ I ] ; U . Schollkopfu. K . Hanthr, Licbigs Ann. Chem. 1973, 1571:
D. H o p p e u. U . S c h d l k o ~ f iibid. 763, 1 (1972): U . Schollkopf, F . Gerharl,
R . Schroder u. D. Hoppe. ibid. 766, 116 (1972): M . Suzirki, 7: Iwasaki, K .
Matsumoto u. K . Ohrrmura, Chem. Ind. (London) 1972, 687; 1973, 228; W
Vaalhurg, J . Strafing, M . G. Woldring u. H . Wynhcrg, Synth. Commun. 2,
423 (I972).
[4] Vgl. U . Schdlkopf, D.H o p p r u. R . J m t s c h , Angew. Chem. 83,357 (1971);
Angew. Chem. internat. Edit. 10, 331 (1971).
[ 5 ] Vgl. H . - J . Praforiirs, Diplomarbeit, Universitat Braunschweig 1973.
[6] U . Schollkopf, R . Harms u. D. Hoppi,, Liebigs Ann. Chem. 1973, 61 I :
bevorzugt wurde das Verfabren B.
[7] Mit Crignard-Verbindungen, die nur in Tetrahydrofuran zugiinglich sind.
gelingt die Ilmsetrung nicht.
Chemie des cis-Trioxa-tris-o-homobenzols.Eine einfache Totalsynthese des StreptaminsC**l
Von Reinhard Schwesinger und Horst PrinzbachC"]
Praparative Studien rnit cis-Trioxa-tris-o-homobenzol (cis,,Benzoltrioxid") (5)I'I wurden bisher dadurch erschwert, daB
[*] Prof. Dr. H. Prinzbach und Dip].-Chem. R. Schwesinger
Lehrstuhl fkir Organische Chemieder UniverSiW
78 Freiburg, AlbertstraBe 21
[**I Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinscbaft und
dem Fonds der Chemischen Industrie unterstutzt.
Angcw. Chrm. / 87. Jahrg. 1975 1 N r . 17
Bei der kurzzeitigen Einwirkung einer 5-proz. waRrigen
Hydrazinlosung auf ( 5 ) (Molverhaltnis ca. 1 :3,50"C, 35 min)
entsteht das friiher[61als Zwischenstufe postulierte Epoxy-hydrazin-Addukt (612) (farblose Kristalle, F p ca. 235 "C (Zers.);
Tetraacetat ( 6 h ) , F p = 179-181 "C) in 97-proz. Ausbeute (30"/,
Umsatz) neben Spuren von 11) (farblose Kristalle, > ca. 220°C
Zers.; Tetraacetat ( 1 1 h ) , Fp=57-67"C). ( 6 u ) reagiert rnit
Phthalsaureanhydrid unter milden Bedingungen (Wasser, 10
min bei 20°C, 1 min bei 60°C) einheitlich zum schwerloslichen
Dion (7) (farblose Kristalle, F p ca. 285°C (Zers.)). (7) wird
durch 20h Erhitzen rnit 20 Mol-% Phthalsaure in Wasser unter
Druck (170"C)quantitativzum sc.\~l/o-Tetrol(S)(Fp ca. 297°C
(Zers.)) verseift. Einwirkung von S~NaOH-Losungauf ( 8 )
(Molverhaltnis 6 : 1;90 min, 100°C) setzt die leichtlosliche Hydrazin-Verbindung ( 9 ) [ ' ] frei; die Hydrogenolyse von ( 9 )
uber Raney-Nickel liefert Streptamin ( 1 0 ~ )( .I O U ) wird als
Sulfat ausgefallt und als Hexaacetat ( I U b ) anhand einer authentischen Probe identifiziert (Schmelzverhalten, IR, 'HNMR)'*l. Bezogen auf ( 5 ) betragt die Ausbeute dieser wenig
aufwendigen Synthese- es braucht keine Zwischenstufe isoliert
zu werden - 10-75'%,.
625
Die zur Hydrolyse (7) + (8) notwendige Druckreaktion lafit
sich durch cine Variante vermeiden, bei der statt ( 7 ) das
I
011
OH
H. Prinzhach, h i d . 85, 1107 (1973): bzw. 12. 989 (1973): S. Kogobu u. H .
Pritizhach, ibid. 87, 248 (1975) hzw. 14, 252 (1975): H. Prifirhuch. C. Knisr~r
u. H . Fritz, ibid. 87, 249 11975) bzw. 14. 253 (1975): H. Prrtrzhndi. H.-M.:
Sdiriridrv u. R . Sdnresingrr. noch unveriiffentlicht: L. Knot/!? ti. fl. Pruirhoch,
Tetrahedron Lett., irn Druck.
[4] b u r Anwendungen von 1 4 ) zur Syntliese u.a. von ir~n.~-.,Benzoltrioxid"
und cis-.,Benzoldiimin" s. R. Kellcr. Diplomarheit, Universitht Freiburg 1974:
B. G u / / ~ i i k u m pTed
,
der geplanten Dissertation, Universitit Freihurg.
[5] Friihere Synthesen: M . L. Widfrorn, S. M . Ohti ti. W J . Palglast~,J.
Amer. Chem. SOC. 72, 1724 (1950): K . H i y s u. H . Puu/seii, Chem. Ber.
89, 1152 (1956): T Suunii u. S. O y u w ~ Bull.
,
Chem. Soc. Jap. 38, 2026 (1965);
N. Kuriliara, 7: K r i r o k u w i u. M . Nokujitnn, Agr. Biol. Chem. 31. I166 (1967);
S. O ~ ~ J I I ,TU .Ihe, I / . SOMJ. K . K o i ~ r uu. T Siiumi, Bull. Chum. Sac. Jap.
40. 2405 (1967): I; W L i c h r m t h a l u . I l . Lvirrerr u. T Suorrti. Chem. Ber 100.
2383 (1967); T Simmr, S. Oguiru, if. L c h i n o ti. M. Lchrdu, Bull. Chem.
Soc. Jap. 46. 3840 (1973).
[6] K . S c l n r r s i r ~ g w .H.Fritz u. 11. P r m h u c h , Angew. Chrm. 85. I 1 I 1 (1973):
Angew. Chem. internat. Edit. 12. 994 (1973).
[7] T Siinmi. S. O g a ~ v u ,H . Uchino u. ,M. Lchidu. Bull. Chem. Soc. Jap.
46, 3x40 (I973).
[ X I Herrn Prof F. W! Lichrer~t/rrr/rrdankenwir fur eine Prohc Screptaminhexnacetat / / O h ) .
[9] Hcrrn Prof. H. Ac1wnbudi dankeii w i r fur MS-. Herrn Dr. Il. Frirr
(10)
( a ) , K = R' = H
(b)3K
19J
= K' = COCH3
Pyridazindion ( 1 2 ) (schwach gelbliche Kristalle, Fp ca. 246°C
(Zers.)) aus ( 6 a ) und Maleinsiiureanhydrid (wasserfreies
Methanol, 0"C, 10 min, anschliefiend sehr verdunnte Schwefelslure, 1 min, 50"C, 97 'x,)eingesetzt wird. Durch 5 h Erhitzen
in 5-proz. Schwefelsiiure auf i0O"C gewinnt man das Tetrol
(13) (947& Fp ca. 252°C (Zers.)), das man zuerst zu (14)
fiir Hochfeld-'H-NMR- und "C-NMR-Messungen,
f i r wertvolle Anregungen.
Herrn Dr. H . Kiirirq
Einfache und ergiebige Totalsynthesen des ZDesoxystreptamins und ( f)-Hyosamins[**]
Von Horst Prinzhrrch. Rrinhold Keller und
Reinliar-d Schwrsinyer[*l
Im Zusdnimenhang mit der Optimierung der Syntheseverfahren fur die Dibrom-epoxy-cyclohexene ( 1 ) und ( 3 ) [ ' ]
Ausgangsstoffe fur die Trioxa-tris-cr-homobenzole (,,Benzoltrioxide") (2) bzw. ( 4 ) hat sich auch ein priiparativ brauchbarer Zugang zu den Monobrom-epoxy-cyclohexenen (6) und
(7) ergeben. Diese aus Benzol in drei Schritten glatt zugiinglichen Bromide eroffnen wie ( I ) und (3) - vielversprechende
Anwendungsmoglichkciten im Bereich der inosit-ahnlichen
Naturstoffe. Hier berichten wir ubcr cinfache, an der Synthese
~
~
(Fp=218"C) hydriert (Raney-Ni, 2 0 T , 1 atm) und dann mit
wiifirigem Hydrazin zu (9) spaltet. Dieser Weg ist aber gegenuber der Reaktionsfolge ( 5 ) + ( 1 0 ) wegen der Notwendigkeit
zur Isolierung der Zwischenstufen ( h ) , ( 1 2 ) und ('13) nachteilig.
Die naheliegende direkte Hydrolyse ( 6 )4 (9) ist priiparativ
nicht realisierbar ; in alkalischer wie auch in saurer wlBriger
Losung laufen selektive Konkurrenzreaktionen ab.
Die Strukturen der Verbindungen (6)-(14) sind durch Elementaranalyse und spektroskopische Daten, die stereochemischen Details vor allem durch 'H-NMR-Entkopplungsexperimente bei 270 und 360 MHz gesichert['!
Eingegangcn am I ? . November 1974 [Z 1251
Auf Wunsch der Autoren erst jetrt \erBffentlicht
CAS-Registry-N ummcrn :
( S J : 39078-11-0 ; ( 6 0 ) : 53993-34-3 1 ( 6 6 ) : 53993-35-4
171 : 53993-36-5 ./ ( 8 ) : 53993-37-6 / 1 9 ) : 51607-70-6 /
( 1 0 0 ) : 488-52-8 1 / / O h ) : 7380-63-4 / i l l ) : 54020-25-6 /
( 1 2 ) : 53993-38-7 _I 1 / 3 1 : 53993-39-8 / 1 / 4 1 : 53993-40-1.
des Streptamins aus ( 2 ) " ' orientierte und durch hohe Ausbeuten ausgezeichnete Totalsynthesen der Antibiotika-Bausteine
2-Desoxystreptamin (13)"' und ( f)-Hyosamin ( 14)12.'1.
Bei der Umsetzung von ( 5 ) mit iiquimolaren Mengen NBromsuccinimid in CC14 fgllt ein ca. 1 :9-Gemisch von (6)
und ( 7 ) an [85-90
bei Ansatzen von einem mol; restliches
( 5 ) und mitgebildete Dibromide'll lassen sich destillativ bzw.
durch Kristallisation aus Methanol ( - 50°C) weitgehend abtrennen].
[ I ] I<. S d i i w s l r ~ g r r u. H . Prrtirhuck, Angew Chem. 84, 990 (1972): Angew.
Chcm. internat. Edit. 11, 942 (1972): E. L ' c J ~ c ~ . H.-J. A/ri,nhu<h u. C. D.
.Sorrimer/e/rl. Angew. Chcm. 84, 986 ( 1972): Angew. Chem. internat. Edit.
I / . 939 (1972).
I*]
Prof. Dr. H Prinrhach. DipLChem
[2] R. S ~ h i w s i r i g r r Dissertation.
,
Univeruitiit Freihurg 1975
["*I
Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und
dem Fonds der Chemischcn Industrie unterstutrt. Herrn Dr. H. Fritz verdanken wir die Hochfeld-lH-NMR-Speklren.
H . Frirr u. H . P r i r i r h u d i , Angew,. Chein. 85. 1 I10 (1973):
[3] R. S~Imr.sirig~~r,
Anges. Chem. internat. Edit. 12. 993 (1973): R. Sdiiwsiriger. H. F r i i ; u.
626
R. Keller und Dipl.-Chem. R. Schwesinger
Lehrstuhl fiir Orgaiiische Chemie der Univcrsitat
7X Freihurp, AlbertsuaMe 21
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