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Verfahren zur Herstellung von trans-Decen-(2)-on-(9)-säure-(1)
C. G. Buttler, R. D. Callow und N. C. Johnston (Nature 184 [1959], S. 1871) haben aus dem Sekret der Königin der Honigbienen (Apis mellifera) die unter dem Namen"Königinnen-Substanz"in der Literatur bekanntgewordene Decenonsäure nachgewiesen und zeigen können, dass diese Verbindung die Weiselzellenbildung durch Inhibierung der Eierstöcke der Arbeiterinnen verhindert. Sie steht genetisch wahrscheinlich im Zusammenhang mit der 10-Hydroxy-decen-(2)-säure-(1) dem Inhaltstoff des eine technische Bedeutung erlangt habenden Gelée royale. R. D. Callow und N. C. Johnson (Bee World, 41 (6), [1960 ], S. 152).
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lichen Cycloheptanon eine Synthese dieser Säure durchgeführt.
Es wurde nun gefunden, dass man eine Verbindung mit der Konstitution
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der trans-2-Decenon-(9)-säure-(1), dadurch leicht herstellen kann, dass man Glutardialdehyd mit dem
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unter den Bedingungen der Knoevenagel'schen Reaktion mit Piperidin, Piperidinacetat, KOH, NaOH, Ba(OH) oder NH OOCCH undAceton zum Decadien- (2, 7)-on- (9)-säuremethylester- (l) kondensiert und die aktivierte -Doppelbindung dieses Moleküls katalytisch mit blei- oder chinolinvergiftetem Pal1a- diumkatalysator zum 2-Decenon- (9)-säuremethylester partiell hydriert.
Eine allfällige Isomerisierung vorhandener cis-Anteile dieses Esters kann mit katalytischen Mengen Jod leicht durchgeführt werden,
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(9) -säure-methylesters- (1)R=CH3 oder C2H5
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Piperidin- oder Ammoniumacetat.
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oder in Gegenwart von Lösungsvermittlern, wie z. B. Dioxan durch mehrstündiges Kochen verseift. Die so erhaltene trans-2-Decenon-(9)-säure-(1) ist in allen chemischen und physikalischen Eigenschaften iden- tisch mit der in der Literatur aus Sekreten der Bienenkönigin isolierten Säure.
Nach einer Variante des erfindungsgemässen Verfahrens kann die trans-2-Decenon-(9)-säure auch aufgebaut werden, indem man Glutardialdehyd unter den Bedingungen der Knoevenagel-Reaktion mit
Aceton und katalytischen Mengen Piperidin, Piperidinacetat, Ammoniumacetat oder Laugen in fester oder wässeriger Lösung wie NaOH, KOH, Ba(OH)2 bei Zimmertemperatur oder bei Temperaturen bis
1000C zum 5-Oetenon- (7)-al- (1) kondensiert und dieser gesättigte Ketoaldehyd entweder mit Malonsäure in Gegenwart von Piperidin-Pyridin zur 2, 7-Decadienon-(9)-säure-(1) oder durch Ylidsynthese mit Tri- phenylcarbomethoxymethylen zum 2, 7-Decadienon- (9)-säuremethylester- (1)
in Substanz bei Tempera- turen von 50 bis 1000C oder in vorzugsweise benzolischer Lösung bei der Siedetemperatur des Gemisches kondensiert.
Zum Beispiel Piperidinacetat.
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remethylester als auch die durch Malonsäurekondensation mit Piperidin-Pyridin erhaltene 2, 7-Deca- dienon- (9) -säure- (1) in z. B. Methanol, Eisessig oder höher siedendem Petroläther gelösten Substanz mit chinolin- oder bleivergiftetem Palladiumkatalysator selektiv an der zur Ketocarboylgruppe α,ss-stän -
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falls mit einer Spur J2 in Petroläther nach trans isomerisiert werden und liefert nach der bereits beschrie- benen Verseifung mit 2n-Na CO-Lösung gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungsvermittlers wie Dioxan bei Temperaturen zwischen 50-200 C, vorzugsweise bei der Siedetemperatur des'Lösungsgemi- sches trans-2-Decenon-(9)-säure-(1) vom Fp. 52-540C.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens kann das 5-Octenon- (7)-al- (1) sofort an der 5ständigen Doppelbindung mit chinolin- oder bleivergiftetem Palladiumkatalysator zum 7-Octanonal- (l) hydriert werden, u. zw. unter den gleichen oben angegebenen Bedingungen, d. h. bei Zimmertemperatur, vorzugsweise in hochsiedendem Petroläther gelöst in Gegenwart von chinolin-oder bleivergiftetem Palladiumkatalysator.
Das 7-0ctanonal- (1) wurde nun entweder mit Triphenylphosphor-
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carbomethoxymethylen nach Wittig in Substanz oder auch in benzolischer Lösung bei Temperaturen von 50 bis 100 C zum 2-Decenon-(9)-säuremethylester-(1) umgesetzt, nach Abtrennung des Triphenylphosphinoxyds und üblicher Aufarbeitung erhielt man den gewünschten Ester, der seinerseits zum Zwecke einer trans-Isomerisierung mit Spuren Jod in Petroläther behandelt wurde und nach der Aufarbeitung und anschliessenden Verseifung mit 2n-Na2CO3-Lösung gegebenenfalls in Gegenwart von Lösungsvermittlern, wie Alkoholen oder Dioxan zur 2-trans-Decenon-(9)-säure-(1) verseift wurde.
Auch konnte das 7-Octanonal-(1) mit Malonsäure in Pyridinlösung in Gegenwart katalytischer Mengen Piperidin zur 2-trans-Decenon-(9)-s{ure-(1) kondensiert werden. Dabei wurde vorteilhafterweise pro Mol 7-Octanonal- (l) 1, 1-1, 5 Mol Malonsäure in der doppelten Menge Pyridin berechnet auf Gewicht Octanonal und Malonsäure gelöst bei Zimmertemperatur in Gegenwart katalytischer Mengen Piperidin kondensiert.
Nach einer. üblichen Aufarbeitung erhielt man die gewünschte Naturstoffsäure in guten Ausbeuten.
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(CHstilliertem Glutardialdehyd und 101 7 Gew.-Teilen Triphenylphosphorcarbomethoxymethylen erwärmte sich beim Zusammengeben und wurde noch 1 1/2 h bei 80 - 900C gerührt. Dann setzte man 50 Vol.-Tei le Äther zu, kühlte auf -20oC und trennte durch Absaugen vom ausgeschiedenen Triphenylphosphinoxyd ab, das mit wenig eines kalten Gemisches von Äther und Petroläther nachgewaschen wurde. Das Filtrat wurde im Vakuum vom Lösungsmittel befreit und der verbleibende Rückstand bei 0, 12 Torr destilliert.
Es gingen vom 54 - 750C 47. 7 Gew.-Teile roher Heptenalsäuremethylester über, der nochmals rektifi-
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39, l Gew.-Teile Hepten- (2)-al- (7)-säuremethylesterC=O-Bande bei 1726 cm-1, sowie die dazugehörige C=C-Bande bei 1655 cm-1 und eine symmetrisch substituierte CH=CH-trans-Äthylenbande bei 987 cm-l.
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Hlz 0gef.:C=61,45H=7,97
61,23 7, 72
61, 44 7, 85
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10 Gew.-Teilen Piperidin versetzt. Hierauf liess man das Reaktionsgemisch 1 h am Rückfluss kochen, kühlte, destillierte das überschüssige Aceton im Vakuum ab, nahm den Rückstand in Äther auf und
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schüttelte die ätherische Lösung mit Wasser, verdünnter Schwefelsäure, Wasser, NaHCO8-Lösung und Wasser neutral, trocknete mit Na2SO4, worauf nach dem Abdunsten des Äthers 40 Gew.-Teile Substanz verbleiben. Die Destillation dieser Rohsubstanz im H.
V. ergab ein von 100 bis 150 C (Luftbadtemperatur) übergehendes farbloses Destillat, das nochmals rektifiziert wurde.
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ngef. : C = 67, 30 H = 8, 36
2,4-Dinitrophenylhydrazon: Der 2,7-Decadienon-(9)-säuremethylester ergab mit schwefelsaurem Dinitrophenylhydrazin in Alkohol ein Dinitrophenylhydrazon, das aus THF-Äther-Petroläther zweimal umgelöst bei 139, 50C schmolz.
Analyse : C17 H20O5N4 ber. : C = 54,25 H = 5, 36 0 25, 50 N = 14,89 gef. : C=54, 40 H =5, 59 025, 93 N = 14, 98
14, 73
2-Decenon-(9)-säuremethylester-(1): 0,3 Gew.-Teile Lindlarkatalysator wurden in 20 Vol. -Teilen Methanol mit Wasserstoff beladen und dazu 10,55 Gew.Teile 2,7-Decadienon-(9)-säuremethylester-(1) in 20 Vol. -Teilen Methanol zugegeben.
Nachdem die berechnete Menge Wasserstoff aufgenommen worden war, wurde die Hydrierung abgebrochen, vom Katalysator abfiltriert, das Filtrat im Vakuum vom Methanol befreit und der Rückstand im Hochvakuum bei 0, 001 Torr und 80 - 1000C Luftbadtemperatur
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to = 1, 4590.Analyse : C H os (Mg = 198, 8) ber. : C = 66, 63 H = 9, 15 0 = 24,22 gef. : C = 66,68 H = 9,36
2-Decenon-(9)-säure-(1): 8,5 Gew.-Teile 2-Decenon-(9)-säuremethylester wurden in 20 Vol.-Teilen Petroläther gelöst und mit einer Lösung eines Kriställchens Jod in 5 ml Petroläther versetzt und über Nacht stehen gelassen. Man schüttelte morgens mit einer n/10 Natriumthiosulfatlösung und Wasser die petrolätherische Lösung aus und vertrieb das Lösungsmittel im Vakuum. Der Rückstand wurde mit 20 Vol.
Teilen 2n Na2CO3-Lösung und 20 Vol. -Teilen Dioxan 3 h am Rückfluss gekocht, wonach eine klare Reaktionslösung zu beobachten war. Hierauf vertrieb man im Wasserstrahlvakuum das Dioxan und etwas Wasser, kühlte und ätherte die wässerige alkalische Lösung aus. Die wässerige Phase wurde mit 95 Vol. Teilen 2n HCI angesäuert, mit Kochsalz gesättigt und ausgeäthert. Man erhielt in quantitativer Ausbeute 7, 9 Gew.-Teile rasch kristallisierende Säure, die bei 0, 001 Torr und 110 - 1300C Luftbadtemperatur als farbloses dickliches Öl destillierte. Aus Äther-Petroläther umgelöst schmolz die Säure von 53 bis 55 C.
Sie zeigte ein UR-Spektrum, das völlig identisch war mit dem in der Literatur für die "Königinnen-Substanz"publizierten Spektrum.
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