DE2159007C3 - Process for the preparation of cis-zearalenone or cis-zearalenol - Google Patents
Process for the preparation of cis-zearalenone or cis-zearalenolInfo
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Description
Aus der USA.-Patentschrift 3 196 019 ist es bekannt, Irans-Zearalenon [6-(10-Hydroxy-6-oxo-I-undeccnyl)- *u /f-resorcylsäure^-lactonj dutch Züchtung des Mikroorganismus Gibberella zeae herzustellen. In der USA.-Patentschrift 3 239 348 ist beschrieben, wie aus dem Irans-Zearalenon das trans-Zearalenol [6-(6,10-Dihydroxy-l-undecenyl)-/?-resorcylsäure^-lacton] durch Reduktion der Ketogruppe erhalten werden kann. Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, aus diesen Verbindungen die entsprechenden eis-Verbindungen zu erhalten.From the USA patent specification 3 196 019 it is known Iran's zearalenone [6- (10-hydroxy-6-oxo-1-undecnyl) - * u / f-resorcylic acid ^ -lactonj dutch cultivation of the microorganism Manufacture Gibberella zeae. US Pat. No. 3,239,348 describes how from US Pat Irans-zearalenone the trans-zearalenol [6- (6,10-dihydroxy-l-undecenyl) - /? - resorcylic acid ^ -lactone] can be obtained by reducing the keto group. The invention now relates to a process from these compounds the corresponding ice connections too obtain.
Aus »Basic Principles of Organic Chemistry« (1967), S. 1071 ist es allgemein bekannt, daß in bestimmten Fällen cis-trans-Isomerisierungen photochemisch bewirkt werden können. Die Literaturstelle zeigt sbei auch, daß diese Methode nicht allgemein anwendbar, sondern bezüglich der Ausgangsmaterialien spezifisch ist und daß beispielsweise bei Stilben die photochemische Isomerisierung von der cis-Verbindung zur transVerbindung führt. Auch läßt die Literaturstelle nichts über den Einfluß von Sauerstoff auf derartige photochemische Isomerisierungen erkennen.From "Basic Principles of Organic Chemistry" (1967), On p. 1071 it is generally known that in certain cases cis-trans isomerizations are caused photochemically can be. The reference also shows that this method is not generally applicable, but with regard to the starting materials is specific and that, for example, in the case of stilbene, the photochemical Isomerization of the cis compound leads to the trans compound. The literature also leaves nothing recognize the influence of oxygen on such photochemical isomerizations.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, das bekannte trans-Zearalenon bzw. trans-Zearalenol in cis-Zearalenon bzw. cis-Zearalenol unter möglichst einfachen Arbeitsbedingungen umzuwandeln und dabei möglichst hohe Ausbeuten und Reinheiten der Produkte zu erzielen.The object on which the invention is based now consists in the known trans-zearalenone or trans-zearalenol into cis-zearalenone or cis-zearalenol to convert under the simplest possible working conditions and thereby the highest possible yields and To achieve purity of the products.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von cis-Zearalenon oder cis-Zearalenol ist dadurch ,gekennzeichnet, daß man trans-Zearalenon bzw. trans-Zearalenol mit Ultraviolettstrahlen einer Wellenlänge von 2800 bis 3500 A und mit einer Strahlendosis von wenigstens 10 kWh/Std. pro Kilogramm Ausgangsmaterial in einem praktisch sauerstofffreien inerten oiganischen Lösungsmittel und unter einer Inertgasatmosphäre bestrahlt.The inventive method for the preparation of cis-zearalenone or cis-zearalenol is thereby , characterized in that one trans-zearalenone or trans-zearalenol with ultraviolet rays of one wavelength from 2800 to 3500 A and with a radiation dose of at least 10 kWh / hour. per kilogram of raw material in a practically oxygen-free inert oiganic solvent and under an inert gas atmosphere irradiated.
Die cis-Isomeren unterscheiden sich in ihrem kernmagnetischen Resonanzspektrum eindeutig von den entsprechenden trans-Isomeren. Das cis-Zearalenol kommt ebenso wie die entsprechende trans-Verbindung in der Form zweier Diastereoisomerer vor.The cis isomers differ in their nuclear magnetic properties Resonance spectrum clearly of the corresponding trans isomers. The cis-zearalenol just like the corresponding trans compound, occurs in the form of two diastereoisomers.
Typische Lichtquellen für die Ultraviolettstrahlen, die in dem beanspruchten Verfahren verwendet werden können, sind Quecksilberdampflampen, Kohlenbogenlampen und Wolframbogenlampen. Die bevorzugt angewendete Strahlendosis liegt bei 20 bis 500 kWh/Std. pro Kilogramm Ausgangsmaterial. Die Bestrahlungszeit variiert je nach der Wellenlänge, der Strahlendosis und der Menge des Ausgangsmaterials.Typical light sources for the ultraviolet rays used in the claimed method are mercury vapor lamps, carbon arc lamps, and tungsten arc lamps. The preferred one used Radiation dose is 20 to 500 kWh / hour. per kilogram of raw material. The exposure time varies depending on the wavelength, the radiation dose and the amount of starting material.
Als inertes organisches Lösungsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren kann man beispielsweise niedermolekulare einwertige Alkanole, Acetonnitril oder Dichlormeihan verwenden, wobei Methan?^ hevorzugt ist. Günstige Lösungskonzentrationen ' -n bei etwa 0,5 bis 2,5, bevorzugt bei etwa 1 bis l Gewichtsprozent. Das Lösungsmittel soll praktisch sau^rstofffrei sein, da Sauerstoff möglicherweise die Isomerisierung hemmt und/oder die Reaktionspartner oxidiert. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, die Lösung der trans-Verbindung vor der Bestrahlung mit einem Inertgas, wie Stickstoff, Argon oder Helium, zu spülen, und die Bestrahlung selbst wird unter einer jnertgasatmosphäre durchgeführt.The inert organic solvent used for the process according to the invention can be, for example, low molecular weight monohydric alkanols, acetonitrile or dichloromethane, methane being preferred. Favorable solution concentrations are around 0.5 to 2.5, preferably around 1 to 1 percent by weight. The solvent should be practically free of oxygen, since oxygen may inhibit isomerization and / or oxidize the reactants. For this reason, it is appropriate to purge the solution of the trans compound with an inert gas such as nitrogen, argon or helium before irradiation, and the irradiation itself is carried out under an inert gas atmosphere.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei Raumtemperatur, erhöhter Temperatur oder niedrigerer Temperatur, wie beispielsweise bei etwa 15 bis 45 C, bei Atmosphärendruck, Überatmosphärendruck oder Unleratmosphärendruck durchgeführt werden. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen arbeitet man jedoch gewöhnlich bei Umgebungstemperatur und Atmosphärendruck. .The inventive method can at room temperature, elevated temperature or lower Temperature, such as at about 15 to 45 C, at atmospheric pressure, above atmospheric pressure or Unleratospheric pressure can be carried out. For reasons of economy, however, one usually works at ambient temperature and atmospheric pressure. .
Die Isomerisierungsausbeuten liegen allgemein über 90%, beispielsweise bei etwa 97n„, und die Isomerisierüngsprodukte können anschließend noch weiter gereinigt werden. Im Falle von Zearalenon können etwa */3 des unisomerisierten trans-Isomers aus dem Verfahrensprodukt durch Umkristallisation entfernt werden, so daß man ein 99 "„ig reines cis-Zearalenon erhalten kann. Geeignete Lösungsmittelsysteme für die Umkristallisation sind beispielsweise Gemische von niedermolekularen einwertigen Alkanolen mit Wasser, wie ein Gemisch von Isopropanol und Wasser oder Methanol und Wasser, wobei ein Gemisch von Methanol und Wasser mit etwa 20 bis 50 Volumprozent Wasser besondeis bevorzugt ist. Im Falle von Zearalenol kann das Isomerisierungsprodukt durch Saulenchromatographie über Kieselsäure oder Tonerde gereinigt werden. Allgemein ist es vorteilhaft, zur Erhöhung der Reinheit des Verfahrensproduktes die Reaktionslösung mit Aktivkohle zu behandeln.The isomerization yields are generally over 90%, for example at about 97 n ", and the Isomerisierüngsprodukte can then be further purified. In the case of zearalenone may be about * / 3 of the unisomerized trans-isomer can be removed by recrystallization from the process product, so that one can obtain a 99 "" ig pure cis zearalenone. Suitable solvent systems for the recrystallization are for example, mixtures of low molecular weight monohydric alkanols having Water, such as a mixture of isopropanol and water or methanol and water, a mixture of methanol and water with about 20 to 50 volume percent water being particularly preferred. In the case of zearalenol, the isomerization product can be purified by column chromatography over silica or alumina it is advantageous to treat the reaction solution with activated carbon to increase the purity of the process product.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene cis-Zearalenon oder cis-Zearalenol kann zur Wachstumsförderung von Tieren verwendet werden, denen es oral, parenteral oder durch Einpflanzen unter die Haut, wie am Ohr des Tieres, verabreicht werden kann. Für orale Verabreichung kann es mit üblichem Tierfutter vermischt werden, für parenterale Injizierung kann es beispielsweise in Erdnußöl suspendiert werden.The cis-zearalenone or cis-zearalenol obtained by the process according to the invention can be used for Growth stimulation can be used by animals given it orally, parenterally, or by planting below the skin, such as on the animal's ear, can be administered. For oral administration it can be used with usual Animal feed can be mixed, for example for parenteral injection it can be suspended in peanut oil.
3 g trans-Zearalenon werden in 500 ml Methanol aufgelöst, und die Lösung wird in einen photochemischen Reaktor (Ace Glass Model 6515) von 500 ml Inhalt gegeben, der mit einem Borsilikatglastauchrohr (Ace Glass Model 6517-05) versehen ist. Die Lösung wird über Nacht (etwa 12 Stunden) mit Stickstoff gespült und dann unter einer Sticksiloffatmosphäre mit einer 450 Watt-Mitteldruckquecksilberdampflampe (Ace Glass Model 6515-34) 41 Stunden bestrahlt. Die Reaktionslösung wird mit 1 g Aktivkohle aufgeschlämmt, filtriert, und das Filtrat wird unter Vakuum an einem Rotationsverdampfer zur Trockne eingedampft, wobei 2,98 g einer sehr blaß-gelben festen Substanz erhalten werden, die zweimal aus einem Gemisch von 25 ml Methanol und 15 ml Wasser umkristallisiert wird. Es werden 2,2 g (73,5 % der Theorie) weiße Kristalle vor. F. 133 bis 134,5°C erhalten, die3 g of trans-zearalenone are dissolved in 500 ml of methanol and the solution is placed in a 500 ml photochemical reactor (Ace Glass Model 6515) equipped with a borosilicate glass dip tube (Ace Glass Model 6517-05). The solution is flushed with nitrogen overnight (about 12 hours) and then irradiated under a nitrogen atmosphere with a 450 watt medium pressure mercury vapor lamp (Ace Glass Model 6515-34) for 41 hours. The reaction solution is slurried with 1 g of activated charcoal, filtered, and the filtrate is evaporated to dryness under vacuum on a rotary evaporator to give 2.98 g of a very pale yellow solid substance, which is obtained twice from a mixture of 25 ml of methanol and 15% ml of water is recrystallized. There are 2.2 g (73.5 % of theory) of white crystals. M.p. 133 to 134.5 ° C obtained the
3 43 4
durch NMR-Spektroskopie als etwa 99%ig reines Als Eluierungsmittel wird das gleiche Gemisch von cis-Zearalenon identifizeirt werden. Methanol und Chloroform verwendet Nach VerGewichtsanalyse in % für C18H28O5: Berechnet dampfen des Eluates werden 8,1 g einer weißen Sub-C 67,92, H 6,92%; gefunden C 68,19, H 7,23%. stanz von F. 124 bis 128°C erhalten, die durch NMR-as about 99% pure by NMR spectroscopy. The same mixture of cis-zearalenone will be identified as the eluent. Methanol and chloroform used. According to weight analysis in% for C 18 H 28 O 5 : The evaporation rate of the eluate is calculated to be 8.1 g of a white sub-C 67.92, H 6.92%; found C 68.19, H 7.23%. punch obtained from m.p. 124 to 128 ° C, which by NMR-
5 Spektroskopie als etwa 97%ig reines cis-Zearalenol5 Spectroscopy as approximately 97% pure cis-zearalenol
Bespiel 2 identifiziert wird.Example 2 is identified.
Das Verfahren des Beispiels 1 wird unter Verwen- Gewichtsanalyse in % für C18H21O5: BerechnetThe procedure of Example 1 is carried out using% weight analysis for C 18 H 21 O 5 : Calculated
dung einer Lösung von lOgtrans-Zearalenon in 500ml 67,50, H 7,50%; gefunden 67,38, H 7,62%.preparation of a solution of lOgtrans-zearalenone in 500ml 67.50, H 7.50%; found 67.38, H 7.62%.
Methanol und mit einer Bestrahlungszeit von 72 Stun- n . . . . N methanol and with an irradiation time of 72 hours. . . .
den wiederholt, wobei 9,9 g Rohprodukt anfallen. io Beispiel <*the repeated, whereby 9.9 g of crude product are obtained. io example <*
Nach der UmkristaUisation werden 8,8 g cis-Zearalu- cis-Zearalenol aus dem niedrig schmelzenden Dia-After the recrystallization, 8.8 g of cis-zearalucis-zearalenol are made from the low-melting dia-
non (88% der Theorie) von F. 134 bis 135" C erhalten. stereoisomer von trans-Zearalenol. 5 g des niedrignon (88% of theory) obtained from m.p. 134 to 135 "C. stereoisomer of trans-zearalenol. 5 g of the low
schmelzenden Diastereoisomers von trans-Zearalenolmelting diastereoisomer of trans-zearalenol
Beispiel 3 werden in 500 ml Methanol gelöst, und die Lösung 10 g des höher schmelzenden Diastereoisomers von 15 wird in einen photochemischen Reaktor von 500 ml trans-Zearalenol werden in 500 ml Methanol gelöst. Inhalt (Ace Glass Model 6515) gegeben, der mit einem und die Lösung wird in einen photochemischen Reak- Borsilikatglastauchrohr (Ace Glass Model 6517-05) tor von 500 ml Inhalt (Ace Glass Model 6515) gegeben, ausgestattet ist. Die Lösung wird über Nacht (etwa der mit einem Borsilikatglastauchrohr (Ace Glass 12 Stunden) mit Stickstoff gespült und dann unter Model 6517-05) ausgestattet ist. Die Lösung wird über ao einer Stickstoffatmosphäre mit einer 450-Watt Mittel-Nacht (etwa 12 Stunden) mit Stickstoff gespült und druckquecksilberdampflampe (Ace Glass Model 6515-dann unter einer Stickstoffatmosphäre mit einer 450 34) 48 Stunden bestrahlt. Die erhaltene Lösung wird Watt-Mitteldruckquecksilberdampflampe (Ace Glass mit 1 g Aktivkohle aufgeschlämmt und filtriert, und Model 6515-34) 91 Stunden bestrahlt. Die erhaltene anschließend wird das Filtrat unter Vakuum an einem hell-gelbe Lösung wird mit I g Aktivkohle aufge- 25 Rotationsverdampfer zur Trockne eingedampft, wobei schlämmt und dann filtriert. Das Filtrat wird unter 4,65 g einer hell-gelben festen Kühlsubstanz erhalten Vakuum an einem Rotationsverdampfer zur Trockne wird. Diese wird gemäß Beispiel 3 säulenchromatoeingedampft, wobei 9,42 g einer hell-gelben festen graphisch gereinigt und ergibt 4,3 g einer weißen SubSubstanz erhalten werden. Diese wird in der kleinst- stanz von F. 126 bis 131°C, die durch NMR-Spektromöglichen Menge eines Gemisches von 3 Gewichts- 30 skopie als etwa 97 %ig reines cis-Zearalenol identifiziert prozent Methanol und 97 Gewichtsprozent Chloroform wird.Example 3 is dissolved in 500 ml of methanol, and the solution of 10 g of the higher melting diastereoisomer of 15 is placed in a photochemical reactor of 500 ml of trans-zearalenol are dissolved in 500 ml of methanol. Contents (Ace Glass Model 6515), which is equipped with a and the solution is placed in a photochemical reactive borosilicate glass dip tube (Ace Glass Model 6517-05) with a capacity of 500 ml (Ace Glass Model 6515). The solution is rinsed with nitrogen overnight (approximately the one with a borosilicate glass dip tube (Ace Glass 12 hours) and then fitted under Model 6517-05). The solution is flushed with nitrogen over ao nitrogen atmosphere with a 450 watt midnight (about 12 hours) and irradiated with a pressure mercury vapor lamp (Ace Glass Model 6515 - then under a nitrogen atmosphere with a 450 34) for 48 hours. The solution obtained is irradiated for 91 hours by a Watt medium pressure mercury vapor lamp (Ace Glass slurried with 1 g of activated charcoal and filtered, and Model 6515-34). The resulting filtrate is then evaporated to dryness under vacuum on a light yellow solution with 1 g of activated charcoal, with slurrying and then filtered. The filtrate is obtained under 4.65 g of a light yellow solid cooling substance. Vacuum on a rotary evaporator to dryness. This is in accordance with säulenchromatoeingedampft Example 3, 9.42 g of a pale-yellow solid g r aphisch purified and yields 4.3 g of a white SubSubstanz be obtained. This is in the smallest amount of m.p. 126 to 131 ° C, which is identified by NMR spectrometry of a mixture of 3 weight scopes as about 97% pure cis-zearalenol percent methanol and 97 percent by weight chloroform.
gelöst und über eine Kieselsäuresäule von 5 cm Durch- Gewichtsanalyse in % für Ci8H24O5: Berechnetdissolved and on a silica column of 5 cm diameter weight analysis in% for Ci 8 H 24 O 5 : Calculated
messer (»Silicar CC-7«, 200 g) Chromatographien. 67,50, H 7,50%; gefunden 67,51, H 7,53%.knife (»Silicar CC-7«, 200 g) chromatographies. 67.50, H 7.50%; found 67.51, H 7.53%.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |