DE2546715A1 - Verfahren und zwischenprodukte zur herstellung von 1alpha-hydroxyprovitamin d tief 3 - Google Patents
Verfahren und zwischenprodukte zur herstellung von 1alpha-hydroxyprovitamin d tief 3Info
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Description
KRAUS & WEISERT
DR WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-.NG. ANNEKÄTE WE.SERT
D - 8 MÜNCHEN 19 · FLÜGGENSTRASSE 17 . TELEFON OSR/T"
. PACH R.CHTUNe CHEM1E
«-«514« ZEUS
1157 WK/zb
Yeda Research and Development Co, Ltd., Rehovot,
Israel
Verfahren und Zwischenprodukte zur Herstellung von Ia-Hy-
droxy-pr ο vitamin D7.
Die Erfindung betrifft ein neues "Verfahren zur Herstellung
von 1a-Hydroxy-vitamin D-, und zur Herstellung seines Vorläufers
1 oc-Hydroxy-provitamin D^,. Die Erfindung betrifft auch
neue Zwischenprodukte, die für die Synthese des obigen Vitamins und Provitamins von Wert sind und die auch allgemein
wertvolle Zwischenprodukte für die organische Chemie und insbesondere für die Herstellung von Cholestanderivaten
sind. Das 1 oc-Hydroxy-provitamin D, kann in ähnlicher Weise
in Vitamin D, umgewandelt werden, wie das Provitamin D-* in
das Vitamin D, umgewandelt wird, d. h. durch Bestrahlung
mit Ultraviolettlicht, wie es von Windaus et al in Ann. 533,
118 (1938) beschrieben wird.
Von Omdahl et al ist in Physiol. Rev. 51, 327 (1973) schon
berichtet worden, daß das 1 a-Hydroxy-vitamin D-z eine physiologische
Aktivität, und zwar hauptsächlich für den Calciumtransport in die Knochen, besitzt.
609818/1002
Es ist auch schon bekannt, Cholesterin in la^a-Epoxycholesta-4,6-dien-3-on
(I) umzuwandeln und diese Verbindung mit Lithiurametall in flüssigem Ammoniak zu behandeln, wodurch
1a,3ß-Dihydroxycholest-5-en (V) erhalten wird. Auch diese Verbindung ist ein Vorläufer für 1a-Hydroxy-vitamin D,
(vgl. Barton et al, J. A. CS. 95, 2748 (1973))·
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von dem gleichen Epoxyderivat (i) ausgegangen und dieses wird mit Lithium
und Ammoniumchlorid in flüssigem Ammoniak, jedoch bei unterschiedlichen
Reaktionsbedingungen behandelt, so daß hauptsächlich das neue 1a,3ß-Dihydrocholest-6-en (II) erhalten
wird. Dieses wird in das entsprechende 1a,3ß-Dialkanoyloxy-cholest-6-en
(.III) umgewandelt, welches zu lavJß-Dialkanoyjloxy-öß^a-dibromcholestan (IV) bromiert
wird. Diese Verbindung wird nun mit einer wasserfreien Base umgesetzt, wodurch das Di(alkanoyloxy)-derivat von 1a-Hydroxy-provitamin
D^ erhalten wird, welches in das Ia-Hydroxy-provitamin
D, oder 1a-Hydroxy-vitamin D-, umgewandelt
werden kann. ·
Entsprechend einem anderen Syntheseweg oxydiert man bei
dem Verfahren der Erfindung die Verbindung (ill) in das entsprechende 7-Ketoderivat (VIl), welches sodann mit
Toluolsulfonylhydrazon zu dem entsprechenden 7-Toluolfulfonylhydrazon
(VIII) umgesetzt wird. Dieses liefert beim Erhitzen mit Lithiumhydrid das angestrebte 1a-Hydroxyprovitamin
D^.
Die Umsetzungen können durch folgendes Reaktionsschema angegeben werden, welches auch die Formeln für die Verbindungen (I) bis (VIII) enthält: ■■:■■:
6 0 98 1 8710 02
RO
VJII
Darin bedeutet R ein& niedere Alkanoylgruppe,
609818/1002
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geht man so vor, daß man 1a,2a-Epoxy-cholesta-4,6-dien-3-on (i), gelöst in einem
geeigneten Lösungsmittel bei niedriger Temperatur (von etwa -300C) mit flüssigem Ammoniak umsetzt und sodann eine wiederholte
Behandlung mit Ammoniumchlorid und hierauf mit Lithiummetall vornimmt. Geeignete Lösungsmittel sind Äther
wie Tetrahydrofuran. Vorteilhafterweise wird ein Überschuß
von Ammoniumchlorid verwendet, woran sich ein Überschuß von Lithium anschließt. Diese Verfahrensweise wird mehrfach
wiederholt, gewöhnlich 4 bis 7 mal. Das bei dieser Verfahrensstufe entstehende Hauptprodukt ist 1cc,3ß-Dihydroxycholest-6-en
(II), das mit einer Ausbeute von etwa 50 % erhalten wird. Als Nebenprodukte fallen Cholesterin und
das bekannte 1oc,3ß-Dihydroxy-cholest-5-en an.
1a,3ß-Dihydroxycholest-6-en wird in das entsprechende 1a,3ß-Di(niedrig-alkanoyl)-derivat
III umgewandelt, welches mit Brom zu dem entsprechenden Dibromderivat IV umgesetzt wird.
Letztere Verbindung wird durch Behandlung mit einer geeigneten Base, z. B. einem alkylierten Pyridin, Dimethylformamid,
Hexamethylphosphoramid oder dergl., dehydrobromiert. Bei der bevorzugten Ausführungsform geht man so vor, daß man
die Verbindung IV mit Hexamethylphosphoramid eine Anzahl von Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 100 bis
etwa 14O°C in Gegenwart einer geringen Menge von Tetraalkylammoniumsalzen
eines Dialkylphosphats oder mit ähnlichen Salzen eines Alkylphosphonats umsetzt. Diese Stufe
führt zu einer Ausbeute von etwa 50 % an dem gewünschten 1α-Hydroxy-provitamin D^. Die Umwandlung der letztgenannten
Verbindung in 1 oc-Hydroxy-vitamin D ist bereits beschrieben
worden.
Eine Ve rfahrensVariante der Erfindung geht einen unterschiedlichen
Reaktionsweg, wobei von der Verbindung III ausgegangen
609818/1 0 Ü 2
wird. Das 1a,3ß-(Di-niedrig-alkanoyl)-cholest-6-en in einem
Lösungsmittel wie tert.-Butanol wird mit Quecksilber(II)-bromid
und Natriumacetat behandelt und bei Raumtemperatur 5 Stunden lang bei einer Wellenlänge von etwa 254 nm bestrahlt.
Nach dem Filtrieren und Extrahieren mit einem Lösungsmittel wie Hexan wird das 1a,3ß-Dihydroxy-cholest-5-en-7-on-di(niedrig-alkanoyl)-derivat
VII erhalten. Letztere Verbindung wird in einem Lösungsmittel wie Methanol aufgelöst,
mit p-Toluolsulfonylhydrazin behandelt und 5 Stunden
lang unter einem Inertgas wie Stickstoff erhitzt. Die Lösungsmittel v/erden bei vermindertem Druck entfernt und
der Rückstand wird in Methylenchlorid aufgelöst und auf Aluminiumoxid chromatographiert, wodurch das p-Toluol-sulfonylhydrazonderivat
VIII erhalten wird, welches in trokkenem Toluol aufgelöst und mit Lithiumhydrid behandelt
wird. Nach Kochen am Rückfluß unter Stickstoff wird das Reaktionsgemisch abgekühlt, filtriert und der Niederschlag
wird mit Äther gewaschen. Die kombinierten organischen Fraktionen werden mit verdünnter Schwefelsäure und Wasser
gewaschen und eingedampft, wodurch 1a,3ß-(Di—niedrig-alkanoyl)·
cholest-5,7-dien erhalten wird.
Das bevorzugte Zwischenprodukt der Formel III ist das 1 α,3ß-Diacetat.
Aufgrund ihrer physiologischen Eigenschaften sind 1a-Hydroxyprovitamin
D, und 1 a-Hydroxy-vitamin D-,, das aus diesem
Provitamin erhalten wird, wertvolle Zusatzstoffe für Nahrungsmittel für die menschliche und tierische Ernährung.
Sie können in Vitaminzubereitungen verschiedener Arten verwendet werden und sie sind besonders gut als Bestandteile
von MuItiVitaminpräparaten geeignet.
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2 b 4 6 7 1
— ο —
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Beispiel 1
Zu einer Lösung von 6 g 1a,2a-Epoxy-cholesta-4,6-dien-3-on
(I), gelöst in 340 ml trockenem, frisch destilliertem Tetrahydrofuran, wurden bei -300C 480 ml flüssiges Ammoniak
gegeben. Die Lösung wurde gerührt und bei dieser Temperatur wurden 4,3 g trockenes Ammoniumchlorid zugesetzt. Hierauf
wurden 0,5 g Lithiummetall in Form von kleinen Körnern zugegeben.
Nach etwa 5 Minuten verblich die blaue Farbe der Lösung und es wurden weitere 4 g Ammoniumchlorid zugefügt,
worauf 0,5 g Lithiummetall zugegeben wurden. Diese Verfahrensweise
wurde viermal wiederholt. Nach der letzten Zugabe von Lithium wurde das Reaktionsgemisch 2 Stunden bei
-25°C gehalten und hierauf wurde Ammoniumchlorid solange zugegeben, bis die blaue Färbung verschwunden war. Das
Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur stehengelassen
und mit Äther extrahiert. Der Rückstand wurde auf Kieselsäure chromatographiert, wodurch 1 g Cholesterin, Fp.
145 - 146°C, 1,2 g 1a,3ß-Dihydroxy-cholest-5-en (V), Fp.
156 - 157°C, und 3,5 g la^ß-Dihydroxy-cholest-o-en (H),
Fp. 143 - 1450C, [a]D = -65° , erhalten wurden.
10 g 1cc,3ß-Dihydroxycholest-6-en wurden in 100 ml Pyridin
aufgelöst und mit 90 ml Essigsäureanhydrid behandelt. Die
Lösung wurde auf 80 C erhitzt und bei dieser Temperatur 24 Stunden lang gehalten. Das Produkt wurde mit Äther extrahiert,
wodurch 8 g 1a,3ß-Diacetoxy-cholest-6-en,
Fp. 116 - 1180C, [cc]D = -74° (III), erhalten wurden.
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Eine Lösung von 10 g 1cc,3ß-Diacetoxy-cholest-6-en (III) in
50 ml Methylenchlorid wurde mit Eiswasser abgekühlt und tropfenweise mit 16 ml einer 17 %-igen (Gew./Vol.) Bromlösung
in Methylenchlorid versetzt. Die gelbe Lösung wurde 10 min bei Raumtemperatur gerührt, sodann mit Äther extrahiert
und mit einer Lösung von Kaliumcarbonat gewaschen. Auf diese Weise wurde eine Menge von 9,5 g 1oc,3ß-Diacetoxy-6ß,7<x-dibromcholestan
(IV) erhalten, die aus Methanol umkristallisiert wurde. Fp. 155 - 156°C, [cc]D = -25°.
Eine Lösung von 0,5 g des Dibromids (IV) des Beispiels 3 in 50 ml Hexamethylphosphoramid wurde mit 0,5 g Triäthylmethylammonium-dimethylphosphat
(hergestellt durch Erhitzen von Triäthylamin mit Trimethylphosphat) behandelt und
3 Stunden bei 135°C unter Stickstoff erhitzt. Das resultierende Produkt wurde aus Hexan isoliert und auf mit Silbernitrat
imprägnierter Kieselsäure chromatographiert. Die Eluierung erfolgte mit Hexan-Benzol-Gemischen (1:3)» wodurch
0,25 g 1a,3ß-Diacetoxy-cholesta~5,7- dien (Vl), Fp.
113 - 114°C, [α] = -30°, erhalten wurden. λ max 262>271» 282,294 nm, (£8300, 12000, 13000 und 7500) in
Cyclohexan.
Eine Lösung von 0,3 g 1a,3ß-Diacetoxycholest-6-en in 30 ml
tert.-Butanol wurde mit 0,3 g Quecksilber(II)-bromid und
0,03 g Natriumacetat behandelt. Das gerührte Gemisch wurde 5 Stunden bei Raumtemperatur mit Licht einer Wellenlänge
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von 254 nm bestrahlt. Nach dem Filtrieren und Extrahieren mit 300 ml Hexan wurden 0,21 g 1a,3ß-Diacetoxy-cholest-5-en-7-on
erhalten; Fp. 121 - 1220C.
Eine Lösung von 0,2 g 1oc,3ß-Diacetoxy-cholest-5-en-7-on
in 10 ml Methanol wurde mit 0,2 g p-Toluolsulfonylhydrazid
behandelt und 5 Stunden unter Stickstoff erhitzt (am Rückfluß gekocht). Die Lösung wurde bei vermindertem Druck eingedampft
und der erhaltene Rückstand wurde in 3 ml Methylenchlorid
aufgelöst und auf einer Aluminiumoxidsäule chromatographiert, wodurch 0,18 g des p-Toluolsulfonyl-hydrazonderivats
erhalten wurden. Dieses wurde in 15 ml trockenem Toluol aufgelöst und mit 0,2 g Lithiumhydrid umgesetzt.
Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht unter einer Stickstoff atmosphäre am Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen
wurde das Reaktionsgemisch filtriert und der Niederschlag wurde mit 20 ml Äther gewaschen. Die kombinierte organische
Fraktion wurde mit verdünnter Schwefelsäure und mit Wasser gewaschen. Nach dem Eindampfen wurden 0,12 g
1cc,3ß-Diacetoxy-cholest-5,7-dien, Fp. 113 - 114°C, [a]D= -30°,
erhalten, wobei diese Werte mit derjenigen einer authentischen Probe identisch waren.
Die Produkte aller Beispiele wurden analysiert.,Die Elementaranalyse,
die massenspektroskopische Untersuchung und die NMR-Messungen bestätigten die Struktur und die Zusammensetzung
dieser Produkte.
Das 1α,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-5,7-dien kann
durch herkömmliche Maßnahmen in das 1a-Hydroxy-provitamin D,
oder direkt in das 1α-Hydroxy-vitamin D, umgewandelt
werden.
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Claims (18)
1.' Verfahren zur Herstellung von 1a-Hydroxy-provitamin
D, (la-Hydroxy-T-dehydrocholesterin), dadurch gekennzeichnet , daß man 1a,2a-Epoxy-cholesta-4,6-dien-3-on,
gelöst in einem Lösungsmittel, bei niedriger Temperatur mit flüssigem Ammoniak, mit Ammoniumchlorid und mit
Lithiummetall umsetzt, wodurch 1cc,3ß-Dihydroxycholest-6-en
erhalten wird, dass man diese Verbindung in das entsprechende 1 α,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy)-derivat umwandelt, daß
man dieses Derivat mit Brom zu 1 α,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy )-6ß,7a-dibromcholestan umsetzt, welches mit einer Base zu 1 α,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholesta-5,7-dien dehydrobromiert wird und daß man diese Verbindung schließlich in das 1a-Hydroxy-provitamin D^ umwandelt.
man dieses Derivat mit Brom zu 1 α,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy )-6ß,7a-dibromcholestan umsetzt, welches mit einer Base zu 1 α,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholesta-5,7-dien dehydrobromiert wird und daß man diese Verbindung schließlich in das 1a-Hydroxy-provitamin D^ umwandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man die Behandlung mit Ammoniumchlorid
und Lithiummetall mehrfach wiederholt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η
zeichnet, daß man das 1oc,3ß-Dihydroxycholest-6-en
durch Umsetzung mit Essigsäureanhydrid in das entsprechende Diacetoxy-derivat umwandelt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31 dadurch
gekennzeichnet , daß man die Dehydrobromierung durch Behandlung mit einer Base aus der Gruppe alkylierte
Pyridine, Dialkylformamid und Hexamethylformamid
vornimmt.
vornimmt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
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gekennzeichnet , daß man die Dehydrobromierung mit Hexamethylphosphoramid in Gegenwart eines Tetraalkylammoniumsalzes
eines Dialkylphosphats bei einer Temperatur von 100 bis etwa 14O°C vornimmt.
6. Verfahren zur Herstellung von 1a-Hydroxy-provitamin
D^, dadurch gekennzeichnet , daß man 1a,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-6-en
durch Behandlung mit Quecksilber(ll)-bromid und Natriumacetat sowie durch Bestrahlung
bei einer Wellenlänge von etwa 254 nm in 1a,3ß-Dihydroxycholest-5-en-7-on
umwandelt, daß man letztere Verbindung in einem Lösungsmittel auflöst, daß man die Lösung mit
p-Toluolsulfonylhydrazid behandelt, wodurch das entsprechende
7-p-Toluolsulfonylhydrazonderivat erhalten wird,
und daß man dieses mit Lithiumhydrid behandelt, wodurch 1 α,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-5,7-dien erhalten
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß man als Ausgangsverbindung 1a,3ß-Diacetoxy-cholest-6-en
verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das 1a-Hydroxy-provitamin
D* oder sein 1 α,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy)-derivat
durch herkömmliche Maßnahmen in das 1-Hydroxy-vitamin D,
umwandelt.
9. Verbindungen der allgemeinen Formel
(K
609818/10Q2
worin X Wasserstoff oder niedrig-Alkanoyl bedeutet,
A-B eine 6(7) Doppelbindung darstellt oder A und B jeweils
für -Br stehen.
10. Verbindungen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß X Acetyl ist.
11. icc^ß-Dihydroxy-cholest-ö-en.
12. 1a,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-6-en.
13. 1a,3ß-Diacetoxycholest-6-en.
14. la^ß-Diiniedrig-alkanoyloxyJ-ö^-dibromcholestan.
15. 1α,3ß-Diacetoxy-6ß,7oc-dibromcholestan.
16. Verbindungen der allgemeinen Formel
CfR
RO
worin R niedrig-Alkanoyloxy bedeutet und Q für =0 oder =N-NH-SO2-C6H4CH3 steht.
17. 1a,3ß-Biacetoxycholest-5-en-7-on»
18. 1 α,3ß-Diacetoxy-7-(p-toluolsulfonyl-hydrazon)-cholest-5-on.
6098 18/1002
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