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Die Konfiguration einiger disubstituierter chiraler Succinimide.

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305172
849
Konfiguration disubstituierter Succinimide
aufschwimmende olige Schicht, die abgetrennt wurde. Die Schwefelsaureschicht wurde 3mal mit
je 100 ml Pentan ausgeschiittelt, die vereinigten Pentanfraktionen gewaschen, getrocknet und
eingedunstet. Das zuriickbleibende 01wurde rnit dem zuvor abgehobenen 61vereinigt. Bei der
Destillation des vereinigten oles gingen 80 % bei 80° und 0,2 Torr iiber.
Analyse: Gef.: C 82,3
H 14,9
Die Ausbeute an dieser gesattigten KW-Fraktion steigt mit der Temperatur des Reaktionsansatzes an; bei 20" wurden (ber. auf Isopropanol) 10 %, bei 60' 60 % gewonnen.
2) Die Schwefelsaureschicht wurde mit der 10-fachen Menge Eiswasser verdunnt und 3maI mit
je 100 ml bither ausgeschiittelt. Die bitherfraktionen gaben nach Waschen, Trocknen und Einengen ein gelbes 61 von ungesattigtem KW-Charakter (KMnO.,-Entf;irbung, Rotfarbung mit
SbCI3). Ausbeute beim 60°-Ansatz 16 %.
Isolierung des Farbstoffes
200 g konz. Schwefeldure wurden mit 20 g lsopropanol 2 Std. geriihrt. Nach 12 Std. wurde die
obere olige Schicht abgetrennt. Zu der unteren Schicht wurden 50 g 2proz. Losung von 3-Nitrobenzaldehyd in konz. Schwefeldure gegeben, die Mischung 30 Min. geriihrt und in 1 1 Eiswasser
gegossen. Die warige Liisung wurde 3mal rnit je 100 ml bither ausgeschiittelt, der bither gewaschen, getrocknet und eingeengt. Es blieben 2,6 g einer braunen olken Substanz. Beim Versetzen mit Methanol fielen 0,9 g feste Substanz aus, beim Behandeln mit Pentan blieben 0,24 g
Rohsubstanz IV iibrig.
1 g Rohsubstanz IV (in mehreren AnsitZen gewonnen) wurde in 5 ml Chloroform gelost und
rnit KiesefgelO,2 - 0,s versetzt, bis die Losung aufgenommen war (ca. IS g). Das Kieselgel wurde
im Soxhlet 1 Std. rnit Chloroform extrahiert und so die KW abgetrennt. Bei der anschlieaenden
Extraktion mit Methanol fielen 0,7 g IV an.
Eine Chage IV hatte das ms ermittelte Mol.-Cew. von 352, was der Zusammensetzung
CaHmNO? entspricht, wobei R in der Formel S. 848 C,H,3 ist.
CaHgiNO2 (352,5)
Ber.: C 78,s
Gef.: C 78,s
H 8,8
H 8,3
N 4,O
N 3,6
Anschrift: Prof. Dr. H. Auterhoff, 74 Tiibingen, Wilhelmstr. 27
[Ph 1301
J. Knabe und W.Koch*)
Die Konfiguration einiger disubstituierter chiraler Succinimide**)
Aus dem Institut fur Pharmazeutixhe Chemie der Universitat des Saarlandes
(Eingegangen am 1. Dezember 1971)
Durch chemische Kotrelierung mit den entsprechenden chiralen disubstituierten Cyanessig&uren
und auf spektralpolarimetrischem Wege wird gezeigt, dafA die (-)-Cyanopropionsiuren l a - l c
und die daraus hergestellten (+)-Succinimide R-Konfiguration besitzen.
*)
Teil der Dissertation W. Koch, Saarbriicken 1971.
**) Herrn Prof. Dr. B. Eistert zum 70. Geburtstag gewidmet.
850
Knabe und Koch
Arch. Pharmaz.
Configuration of Some Diwbstituted Chiralic Succinic h i d e s
By chemical correlation with the corresponding chiralic disubstituted cyanoacetic acids and by
spectropolarimetric correlation it is shown that the (-)-cyanopropionic acids l a - l c and the
(+)-succinic imides synthetized from these possess R confiiuration.
Zur Klarung der absoluten Konfiguration der disubstituierten chiralen Succinimide, uber deren Synthese wir vor kurzem berichtet haben'), wurden die entsprechenden chiralen disubstituierten Cyanessigsiiuren bekannter K o n f i g u r a t i ~ n ~zu- ~ )
den fur die Synthese verwendeten chiralen 3,3-disubstituierten 3-Cyanopropionsiiuren nach Arndt-Eistert4) homologisiert. Dabei bleibt die Sequenz der Substituenten
am Chiralitatszentrum erhalten, da die Wolff-Umlagerung der Diazo-Ketone streng
stereospezifisch unter Konfigurationsretention verlauft, wenn an dem der Carbonylgruppe benachbarten asymmetrischen C-Atom kein Wasserstoff vorhanden ist5p6).
Tab. 1 zeigt die Ergebnisse der Homologisierung. Die homologen Sauren haben
die gleiche Drehungsrichtung und die gleiche Konfiguration wie die eingesetzten
Cyanessigsauren.
Tabelle 1: Optisch aktive 3,3disubstituierte 3-Cyanopropionsiuren la- lc, dargestellt durch
Kettenverlangerung aus optisch aktiven disubstituierten Cyanessigsiuren.
R'
R'
R~-COOH
RZ
R'
'
H
CN
a0
[&I578
- $! -CHI - COOH
vbdg.
CN
Konfjg.
a
[,]
Konfg.
(absol. C H 3 0 H )
(absol. C H a H )
Phenyl
Methyl
+ 7,0° S
+ 10,8°,(x9
Phenyl
bithyl
+ 16,0° S
+ 2 6 , ~ O ( ~S 9
Cyclohexen(1)-yl
Methyl
- 20,4O R
- 10,0*p9
S
R
(+)
la
(+I l b
(-1 1c
Die Synthese der chiralen Succinimide aus den Cyanopropionduren verlauft ohne
Angriff am Chiralitatszentrum, so da5 die Sequenz der Substituenten gleichbleibt.
Das Formelschema zeigt, da5 Ausgangs-, Zwischen- und Endprodukte der Synthese
die gleiche Konfiguration besitzen und daB beim Ringschlu5 Drehungsumkehr eintritt.
1
2
3
4
J. Knabe und W. Koch, Arch. Pharmaz. 305,757 (1972).
J. Knabe, H.Wolf, H. Junginger und W. Geismar, Liebigs Ann. Chem. 739, 15 (1970).
J. Knabe und C. Urbahn, Liebigs Ann. Chem. 750, 21 (1971).
H. Henecka in Houben-Weyl8,556, G. Thieme Verlag, Stuttgart 1952.
5 K.J. Sax und W. Bergmann, J. Amer. chem. SOC. 77, 1910 (1955).
6 K.B. Wiberg und T.W. Hutton, J. Amer. chem. SOC.78, 1640 (1956).
305172
85 1
Konfiguration disubstituierter Succinimide
R(-)-3-Phenyl-3-cyano-buttersslure (la) ergibt R( +)-2-Phenyl-2-rnethyl-succinimid
(4a). Analog entsteht aus R(-)-3-Phenyl-3-cyanovaleriansslure(lb) R(+)-2-Phenyl-2athyl-succinimid (4b) und aus R(-)-3-Cyano-3-cyclohexen( 1)-yl-buttersaure (lc)
R(+)-2-Cyclohexen( l)-yl-2-methyl-succinimid(4c).
Die Konfiguration der chiralen Xthyl-methyl-cyanessigsslureist nicht bekannt,
so daB durch deren Homologisierung zur entsprechenden Cyanopropionsslure die
Konfigurationszuordnung des 2-A thyl-2-methyl-succinimids
(4d) nicht vorgenomt-) 4a
(-)
t5
(-1 4c
4b
~i~rn-~
0
-5
- 10
-15
I
250
I
300
R.
Abb. 1: ORDSpektren von 4% 4b, 4c
I
I
250
300
[nml
250
300
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Knabe und Koch
Arch. Pharmaz.
men werden kann. Auch auf spektralpolarimetrishem Wege ist die Konfigurationszuordnung nicht moglich: denn das ORD-Spektrum von 4d besteht im MeBbereich
von 205-400 nm aus einer schlichten Kurve, wahrend die Spektren der Succinimide
(-)4a - (-)4c einen ubereinstimmenden Verlauf mit einem positiven Cottoneffekt
aufweisen. Auch die CD-Spektren von 4a-4c stimmen praktisch uberein, wahrend
4d kein charakteristisches CD-Spektrum liefert, so da5 eine Zuordnung auf diese
Weise nicht moglich ist. (Abb. 1-2).
(-)
200
4a
250
!OO
250
h-
[nml
Abb. 2: CDSpektren von 4%4b, 4 c
Wie die graphische Darstellung in Abb. 3 zeigt, gestattet die Anwendung des
ebenfalls keine Aussage uber
Freudenbergschen optischen Verschieb~ngssatzes~J-’)
die Konfiguration von 4d. Whrend die Molekularrotationen der Verbindungen a und
b bei gleichen chemischen Veranderungen eine deutliche etwa gleichgro5e Anderung
des Drehbetrages in gleicher Richtung erfahren und dies auch fur die Verbindungsrehe c mit Ausnahme des Athylesters gdt, verlaufen die Drehungsanderungen fur die
athyl-methylsubstituiertenVerbindungen (d) abweichend. Die Konfigurationsklarung der A thyl-methylverbindungen auf chemischem Wege ist im Gange.
7 W.Kuhn, K. Freudenberg und I. Wolf,Ber. dtsch. chem. Ges. 63, 2367 (1930).
8 K. Freudenberg, W. Kuhn und I. Bumann, Ber. dtsch. chem. Ges. 63, 2380 (1930).
305172
a53
Konfiguration disubstituierter Succinimide
.........
1
2
3
L
Abb. 3: Molekularrotationen gemessen bei h = 578 nm
= phenyl-methyl-substiuierte Verbindungen (a)
- - - - = phenyl-athyl-substituierte Verbindungen (b)
............. = cyclohexenyl-methyl-substit Verbindungen (c)
_ . _ . _ = athyl-methyl-substituierte Verbindungen (d)
1 = 3€yanopropionsiure
2 = 3Cyanopropions5ureithylester
3 = Bernsteinsiureathylesteramid
4 = Succinimid
5 = N-Methyl-succinimid
-
Die Molekularrotation der synthetisierten optisch aktiven Verbindungen und ihre
Konfiguration sind in Tab. 2 zusammengestellt.
Wir danken dem Verband der Chemischen Industrie, Fonds der Chemischen Industrie und der
Deutschen Forschungsgemeinxhaft fur die Forderung dieser Ilntersuchungen.
Beschreibung der Versuche
Synthese der chiralen 3-Cyanopropionsauren la- I c durch Homologisierung
Die Homologisierung der Cyanessigsauren nach4) erfolgte wie bei') beschricben. Es ergaben:
4g (+)-Phenylmethylcyanessigsiiure l g (+)la (23% d.Th.), Schmp. 100- 101'.
4g (+)-Phenylathylcyanessigsiiure 1,2g (+)lb (28% d.Th.), Schmp. 106-107'.
4g (-)Cyclohexen(l)-yl-methylcyanessigsiure lg l c (23% d.Th.), Schmp. 67'.
5
854
Knabe und Koch
Arch. Pharmaz.
Tabelle 2: Molares Drehvermogen und Konfiguration der dargestellten optisch aktiven
Verbindungen
Molares Drehvermogen [ 4 ] gemessen bei
Verbindung
H'
0
Rz
CHt
R'
0
Rz
= 578 nm in Methanol
R'
CzH,
R'
1
CN
+26,6
+56,7
+36,9
S
S
S
+12,8
+37,9
S
+43,3
S
+159,9
S
+139,5
S
+202,8
9'
R'- C - C H ~C- O O C ~ H ~ 2
CN
CHs
d
b
R'-~-CH,-COOH
Ra
CaHs
+9,7
+12,0
S
R'
R'-<-CHz-COOCzHs
3
CONHz
R'
6
-35,l
S
-34,4
-18,7
-24,7
S
S
S
-50,s
S
-34,7
-27,7
S
S
-58,2
-41.1
-27,6
S
S
S
+47,5
+49 ,O
+43.8
6
Die Schmp. weichen infolge der unterschiedlichen optischen Reinheit von den bei') in Tab. 2
angegebenen ab.
Die Bestimmung der spez. Drehung erfolgte im lichtelektrischen Prizisionspolarimeter LEP
A 2 der Firma Carl Zeiss. Die ORD- und CD-Spektren wurden von Prof. Dr. H. Wolf am Ihstitut
fur Organische Chemie der Technischen Universitat Braunschweig, Direktor Prof. Dr. Dr. h.c.
H.H. Inhoffen, aufgenommen. Zur Messung der ORD-Spektren wurde das Cary-Spektralpolarimeter, Modell 60 (thermostatisierte Kuvette, 2S0,d = 0,s cm) verwendet; die CD-Spektren wurden mit dem Dichrographen, Modell CD 185 (Roussel-Jouan, Paris) bei Raumtemp. aufgenommen (Kuvette von d = 0,1,0,5 bzw. 1 cm). MeBdaten s. Dissertation W.Koch. Saarbriicken 1971.
Anschrift: Prof. Dr. J. Knabe, 66 Saarbriicken, Im Stadtwald.
[Ph 1321
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