DD279668A1

DD279668A1 - Verfahren zur sensibilisierten photoisomerisierung von 5.7-dien-steroiden

Info

Publication number: DD279668A1
Application number: DD26836884A
Authority: DD
Inventors: Dieter Fassler; Sabine Gliesing; Hans-Dieter Ilge; Manfred Reichenbaecher; Bruno Schoencker
Original assignee: Univ Schiller Jena
Priority date: 1984-10-15
Filing date: 1984-10-15
Publication date: 1990-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sensibilisierten Photoisomerisierung von 5.7-Dien-Steroiden (Provitamine und Provitamin-Metaboliten der D-Reihe). Es wurde gefunden, dass Provitamine und Provitamin-Metaboliten der D-Reihe bei Bestrahlung im Gemisch mit einem Sensibilisator, dessen Triplettenergie im Bereich von 150 bis 250 kJ/mol liegt, sehr hohe Produktausbeuten an Praevitamin bzw. Praevitamin-Metaboliten erreicht werden, wenn die Bestrahlung mit Licht im Wellenlaengenbereich von 240 bis 320 nm durchgefuehrt wird, oder wenn simultan mit zwei verschiedenen Wellenlaengen bestrahlt wird, wobei der Wellenlaengenbereich der einen Lichtquelle zwischen 240 und 310 und der der zweiten Lichtquelle groesser 330 nm liegt. Die Ausbeute an Praevitamin kann ueber 90% betragen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur sensibilisierten Photoisomerisierung von 5.7-Dien-Steroiden. 5.7-Dien-Steroide haben als Provitamine und Provitamin-Metaboliten der D-Reihe eine große Bedeutung, da sie die Ausgangsstoffe für die Herstellung der biologisch aktiven Vitamine der D-Reihe und deren Metaboliten darstellen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Darstellung der Vitamine der D-Reihe wird das jeweilige Provitamin photochemisch in das entsprechende Prävitamin überführt und nachfolgend thermisch isomerisiert. Die erreichbare Ausbeute am Vitamin D bzw. Vitamin-D-Metaboliten wird vordergründig durch den Anteil an dem bei der Photoisomerisierung gebildeten Prävitamin bzw. Prävitamin-Metaboliten bestimmt. Die herkömmliche Bestrahlung der Provitamine mit Hoch-, Mittel- oder Niederdruck-Quecksilber-Strahlern, Xenon/Quecksilber-Lampen ohne oder mit Verwendung von Filtergläsern oder Filterlösungen aus wäßrigen Chinin- oder Metallsalzlösungen führt nur zu einer geringen Ausbeute am Prävitamin bzw. Prävitamin-Metaboliten. Zur Erhöhung der Produktausbeute wird daher das abgetrennte, nicht umgesetzte Ausgangsmaterial erneut dem Bestrahlungsprozeß zugeführt, oder beim Bestrahlungsprozeß wird mit zwei verschiedenen Wellenlängen nacheinander gearbeitet, oder beide Bestrahlungsweilenlängen werden simultan in einem bestimmten Intensitätsverhältnis eingesetzt, oder aber die Bestrahlung wird in einem Zweistufenprozeß bei Gegenwart eines Zusatzstoffes durchgeführt, wobei das im ersten Bestrahlungsprozeß mit hohem Anteil gebildete Nebenprodukt Tachysterol in einer nachfolgenden Bestrahlung sensibilisiert in das Prävitamin überführt wird.

Nachteilig ist, daß bei diesen Verfahren entweder kein deutlich höherer Umwandlungsgrad zum Prävitamin erreicht wird, oder der Mehrstufenprozeß ist außer mit einem vergrößerten Arbeitsaufwand auch mit einer erhöhten Bildung von Nebenprodukten verbunden, oder das Verfahren ist nicht für einen Photoreaktor geeignet, oder aber der Bestrahlun'jsverlauf erfordert eine sehr genaue Überwachung der Photoisomerisierung, um die Bildung von unerwünschten Mebenprodu «ten möglichst gering zu halten.

Vorteilhaft ist für die Photoisomerisierung die gleichzeitige Verwendung von zwei Bestrahlungswellenlängen sowie verschiedene Filterlösungen zur Erzeugung dieser Bestrahlungsbedingungen. Nachteiligerweise wird jedoch nur eine maximale Ausbeute von etwa 80% an Prävitamin D im Photoisomerenge.nisch erreicht.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur sensibilisierten Photoisomerisieruny von 5,7-Dien-Steroiden zu finden, das eine hohe Ausbeute an Prävitamin D bzw. Prävitamin-D- Metaboliten ermöglicht.

Darlegung des Wesens der E/ findung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, durch sensibilisierte Photoisomerisierung von 5.7-Dien-Steroiden in einem einzigen Bestrahlungsschritt eine sehr hohe Ausbeute am jeweiligen Prävitamin bzw. Prävitamin-Metaboliten der D-Reihe zu erzielen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß daduch gelöst, daß die Photoisomierisierung von 5.7-Dien-Steroiden der allgemeinen Formel I

Formel I

R¹ = H, Alkyl, Acyl, Si(Alkyl)j,Alkoxylalkyl

R² = H, OH, OAcyl, OAIkyl, OSi(Alkyl)₃, OAIkoxyalkyl

r3 = -CH=CH-CH(CH₃I-CH(Ch₃I₂, -CHz-CHjCH'

R⁴ = H, OH, OAcyl, OAIkyl, OSi(Alkyl)₃, OAIkoxyalkyl

R⁵ = H, OH, OAcyl, OAIkyl, OSi(Alkyl)₃, OAIkoxyalkyl

R⁴-R⁵ = O₂C(CH₃I₂

bedeuten,

bei Gegenwart eines Triplt'.tsensihilisators unter Verwendung von Bestrahlungswellenlängen im Bereich von 240 bis 320nm oder bei gleichzeitiger Bestrahlung mit Licht im Wellenlängenbereich von 240 bis 310nm und größer 330nm durchgeführt wird.

Als Sensibilisatoren sind Verbindungen geeignet, deren Triplettenergie im Beieich von 150 bis 250kJ/mol liegt. Solche Sensibilisatoren bewirken unter diesen Bestrahlungsbedingungen eine nahezu quantitative Umwandlung des bei der Bestrahlung gebildeten Nebenproduktes Tachysterol in Prävitamin D. Der Konzentrationsb^reich des Sensibilisators kann je nach dessen Absorptionseigenschaften 10"⁴ bis 1G~²mol/l betragen.

Als Sensibilisatoren können vorzugsweise Fluorenon, Benzanthron, 1.2-Benzanthracen, Pyren, Chrysen, Benzil, Diacetyl, Phenanthren oder Acridin eingesetzt werden. Die Photoisomerisierung kann in den üblichen inerten Lösungsmitteln, wie Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Isooktan, Ether, THF, Ethanol, Isopropanol, Benzen oder Gemischen aus diesen durchgeführt werden. Als Bestrahlungslampen eignen sich Hoch-, Mittel-, oder Niederdruck-Quecksilber-Strahler oder Xenon/Quecksilber-Lampen, wobei die Bestrahlungswellenlängen mittels Monochromatoren, Filtern oder Filterlösungen erzeugt werden können, oder es können Laser geeigneter Emissionswellenlän,/jen als Bestrahlungsquellen verwendet werden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichte Ausbeute am jeweiligen Prävitamin im Bestrahlungsgemisch kann bis zu 95% botragen. Die Isolierung des Prävitamins bzw. Prävitamm-D-Metaboliten kann in an sich bekannter Weise erfolgen.

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

Eine sauerstofffreie Lösung von 7-Dehydrocholesterol (Provitamin D₃)(C = 0,4 · 10~⁴mol/l)undFluoren-9-on(c = 4 · 10'⁴mol/l) wurde in trockenem Ethanol bei 0⁰C gleichzeitig mit zwei 200-W-Ouecksilberhöchstdruck-Strahlern (HBO 200) in einer einfachen Bestrahlungsapparatur bestrahlt. Mittels Monochromatoren wurden die Bestrahlungswellenlängen 256,5 und 405nm erzeugt. Nach einer Bestrahlungszeit von 5h enthielt das Reaktionsgemisch 89% Prävitamin D₃,4% Provitamin D₃,3% Tachysteroi₃ und 4% Lumisterols.

Beispiel 2

Unter den gleichen experimentellen Bedingungen wie im Beispiel 1 angegeben, beträgt die Zusammensetzung des Bestrahlungsgemisches bei Verwendung von Benzanthron als Sensibilisator (c = 3 · 10~⁴mol/l): 92% Prävitamin D₃, 2% Provitamin D_:, 2% Tachysterols, 4% Lumisterols.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur sensibilisiertcn Photoisomerisierung von 5.7-Dien-Steroiden, gekennzeichnet dadurch, daß Provitamine oder Provitamin-Metaboliten der D-Reihe der allgemeinen Formel

H₃C \

Formel I

R¹ = H, Alkyl, Acyl, Si(A!kyl)₃, Alkoxyalkyl

R² = H, OH, OAcyl, OAIkyi, OSi(Alkyl)₃, OAIkoxyalkyl r3 = -CH=CH-CH(CH3)-CH(CH3)₂,-CH2-CH2-CHR⁴-C(CH3)₂R⁵ R⁴ = H, OH, OAcyl, OAIkyi, OSi(A!kyl)₃, OAIkoxyalkyl R⁵ = H, OH, OAcyl, OAIkyi, O3i(AlkyM₃, OAIkoxyalkyl R⁴-R⁵ = O₂C(CH₃J₂

bedeuten,

im Gemisch mit einem Sensibilisator unter Bildung von Prävitaminen der allgemeinen Formel Il

Formel Il,

worin R¹ bis R³ die obige Bedeutung haben, in einem inerten Lösungsmittel bestrahlt werden.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Sensibilisatoren mit einer Triplettenergie im Bereich von 150bis250kJ/mol verwendet werden.
3. Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Sensibilisatoren vorzugsweise Fluorenon, Benzanthron, 1.2-Benzanthracen, Benzil, Chrysen, Diacetyl, Phenanthren oder Acridin angewendet werden.
4. Verfahren nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß als Lichtquellen Hoch-, Mittel- oder Niederdruck-Quecksilber-Strahler oder Xenon/Quecksilber-Lampen eingesetzt werden und mit Monochromatoren, Filtern oder Filterlösungen geeignete Bestrahlungswellenlängen erzeugt werden.
5. Verfahren nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erzeugung der Bestrahlungswellenlängen Laser verwendet werden.
6. Verfahren nach Punkt 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß zur Bestrahlung Licht im Wellenlängenbereich von 240 bis 320nm verwendet wird.
7. Verfahren nach Punkt 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die sensibilisierte Photoisomerisierung durch simultane Bestrahlung mit Licht im Wellenlängenbereich von 240 bis 310nm und größer 330nm durchgeführt wird.