DE2555455C3

DE2555455C3 - 4-Homoisotwistyl-3-Bromid und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2555455C3
Application number: DE2555455A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Inamoto; Naotake Naga Wakayama Takaishi
Original assignee: KAO SOAP CO Ltd TOKYO JP
Current assignee: KAO SOAP CO Ltd TOKYO JP
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1975-12-10
Publication date: 1981-08-20
Also published as: DE2555455B2; CH598162A5; US4025568A; JPS5320981B2; JPS5175052A; DE2555455A1; GB1469069A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Verbindung der unten angegebenen Formel (II), nämlich 4-Homoisotwistylbromid oder Tricyclo-S.S.l.O^-undecyl-b
mid.

Im weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von 4-Homoisotwistyl-3-bromid der Formel (II), das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 4-Homoisotwistan oder Tricyclo[5.3.1.0³]
decan der unten angegebenen Formel (1) mit flüssigem Brom reagieren läßt um die 3-Stellung oder die 7-Stellung der Ausgangsverbindung zu bromieren. Die Reaktion wird durch folgende Reaktionsformel wiedergegeben:

(Π)

4-Homoisotwistan ist ein neuer trizyklischer Käfig-Kohlenwasserstoff, der kürzlich entdeckt wurde; seine Eigenschaften oder Funktionen sind kaum bekannt, und man kennt lediglich einige wenige von der Anmelderin synthetisierte Derivate.

Das Derivat gemäß vorliegender Erfindung, nämlich 4-Homoisotwistyl-3-bromid, besitzt eine biologische Wirksamkeit gegenüber Pflanzen und ist wertvoll als Verbindung für Mittel zur Bekämpfung von Viruskrankheiten oder als Modifizierungsmittel für Drogen und andere verschiedene Chemikalien. Weiterhin ist die neue Verbindung wichtig als Ausgangssubstanz für Schmiermittelzusätze, für Hochdruckmittel, für Rostverhütungsmittel, für Mittel zum ölen von Fasern und anderen hiervon abgeleiteten Mitteln.

Hauptziel der Erfindung ist die einfache Gewinnung von 4-Homoisotwistyl-3-bromid der Formel (II). Dieses Ziel läßt sich erreichen, indem man 4-Homoisotwistan der Formel (I) mit flüssigem Brom reagieren läßt. Dieses Syntheseverfahren ist kürzlich auf die Synthese von Adamantanen durch Osawa und Mitarbeiter angewendet worden. (Vergl. Osawa & Mitarbeiter, Terahedron Lett, Jahrgang 1974, Seite 115!), und es ist bekannt, daß dieses Verfahren für die Synthese von Bromabkömmlingen von Adamantanen wertvoll ist. Es ist jedoch fast unmöglich vorherzusagen, welche Stellung oder wieviele Stellungen bromiert werden, wenn dieses Bromierungsverfahren auf 4-Homoisotwistan der Formel (1) angewendet wird, da 4-Homoisotwistan der Formel (1) eine neue trizyklische Kohlenwasserstoffverbindung darstellt, und seine Reaktionsfähigkeit bisher überhaupt nicht untersucht worden ist. Als Ergebnis der Forschungen der Anmelderin wurde gefunden, daß diese Bromierungsreaktion selektiv an der 3-Stellung oder der 7-Stellung von 4-Homoisotwistan der Formel (I) eintritt, und lediglich ein Bromatom in diese Stellung eingeführt wird. Bei dem Bromierungsprodukt der Formel (II) wurde bestätigt, daß es sich um eine monobromierte Verbindung handelt, und zwar aufgrund der Elementaranalyse und der Massenspektrumanalyse. Die Tatsache, daß die Bromidverbindung (II) das Skelett der Verbindung (I) beibehält, läßt sich durch die Tatsache bestätigen, daß bei der Reduzierung der Verbindung (II) mit metallischem Lithium in Tertiärbutylalcohol die Verbindung der Formel (I) quantitativ zurückgewonnen wird.

In dem kernmagnetischen Resonanzspektrum der Verbindung ließ sich kein Wasserstoffsignal erhalten, das sich zu einem Proton in Λ-Stellung zu einem Bromatom hätte zuordnen lassen. Dementsprechend ist zu schließen, daß das Bromatom an ein tertiäres Kohlenstoffatom und nicht an ein sekundäres Kohlenstoffatom gebunden ist. Überdies zeigt das C^l3-kernmagnetische Resonanzspektrum 11 Signale, und daraus ist ersichtlich, daß das Skelett 11 Kohlenstoffatome in verschiedener Umgebung aufweist. Demnach ist das Brom, wie bereits angegeben, in der 3- oder 7-Stellung substituiert.

Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung wird die Reaktion genügend in Gang gebracht durch Vermischen von 4-Homoisotwistan der Formel (I) mit flüssigem Brom und Rühren der Mischung. Für die Reaktion kann eine äquivalente Menge an Brom verwendet werden; aber im Hinblick auf die Tatsache, daß die Reaktionsgeschwindigkeit bei Zimmertemperatur sehr gering ist, zieht man es gewöhnlich vor, daß das Brom in Mengen von 5 bis 10 Molen auf 1 Mol der Ausgangsverbindung der Formel (I) angewendet wird. Wenn die Reaktion in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, wie Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Dichlormethan, Trichloräthan oder dergleichen, durchgeführt wird, läßt sich die Reaktion kaum beschleunigen. Daher ist es nicht vorzuziehen, die Bromierungsreaktion in Gegenwart eines Lösungsmittels durchzuführen. Die Reaktionstemperatur liegt im allgemeinen innerhalb eines Gebiets zwischen -20⁰C und +58⁰C. In einem Druckgefäß kann die Reaktion bei höherer Temperatur bis zu + 100⁰C durchgeführt werden. Im allgemeinen werden jedoch gute Ergebnisse erzielt, wenn die Reaktion bei Zimmertemperatur erfolgt.

so Das Verfahren der Erfindung soll nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben werden.

Beispiel 1

3,0 g (20 millimole) 4-Homoisotwistan der Formel (I) werden zu 10 cm³ (194 millimolen) flüssigen Broms hinzugesetzt, und die Mischung wird bei Zimmertemperatur 10 Minuten lang gerührt.
Die Reaktionsmischung wird schrittweise unter Rühren in eine gesättigte wäßrige Lösung von Natriumbisulfit eingegossen, um den Überschuß an Brom zu entfernen. Die entstehende wäßrige Lösung wird zweimal mit 20 cm³ Tetrachlorkohlenstoff extrahiert, und der Extrakt wird über Msgnesiumsulfat getrocknet. Der Tetrachlorkohlenstoff wird durch Destillation entfernt, und der ölige Rückstand wird durch Sublimation gereinigt; man erhält 1,66 g einer weißen Kristallmasse (Ausbeute: 35%).

Schmelzpunkt: 59,5° C
Elementaranalysenwerte für CnHtzBr:

Gefunden: C = 57,1% H = 7,5% Br = 34,2%; Berechnet: C = 57,68% H = 7,48% Br = 34,87%.

Infrarotspektrum in Nujol, cm -':

1210,1110,1050,940,890,840,750.
Kernmagnetisches Resonanzspektrum (Tetrachlorkohlenstoff als Lösungsmittel, TMS interner Standard, δ):

2,6— !,O(multiplet).
Massenspektrum m//(relative Intensität):

230 (0,2. M⁺), 228 (03, M+), 150 (23),

149(100), 107 (18), 94 (22), 93 (21),

91 (25), 81 (27), 79 (37), 67 (40).

Bezugsbeispiel 1

Reduktion von 4-Homoisotwistyl-3-bromid
zu 4-Homoisotwistan

0,34 g (1,42 millimole) von 4- Homoisotwistyl-3-bromid der Formel (fi), 0,3 g (4,05 millimole) von Tertiärbutylalcohol, 3 cm³ Tetrahydrofuran und 0,15 g (21,6 millimole) metallisches Lithium werden 3 Stunden lang am Rückflußkühler miteinander verrührt

Die Reaktionsmischung wird gekühlt; es werden 5 cm³ Methanol zugesetzt, und die Mischung wird noch eine Zeitlang gerührt Dann wird die Mischung in 20 cm³ Wasser gegossen und dreimal mit Normalpentan extrahiert Der Extrakt wird über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, und das Lösungsmittel wird abdestilliert Man erhält nun 0,16 g Kristalle (die Ausbeute beträgt 82%). Beim Vergleich der Ergebnisse der chromatographischen Analyse und der Analyse des Infrarot-Absorptionsspektrums mit dem der ursprünglichen Probe zeigte sich, daß die Verbindung aus 4-Homoisotwistan bestand.

4-Homoisotwistylbromid gemäß der Erfindung ist wertvoll als Zwischenprodukt für die Herstellung von 3-Acetylamino-4-homoisotwistan (3-Acetylaminotricyclo[53.1 .O^Jundecan. 3-Acetylamino-4-homoisotwistan der Formel (III) wird erhalten durch Reaktion von 4-Homoisotwistylbromid mit Acetononitril in Gegenwart von Schwefelsäure. Bei dieser Reaktion wird eine Schwefelsäure einer Konzentration zwischen 20% und 100%, vorzugsweise zwischen 85% und 98%, verwendet. Die Reaktionstemperatur liegt zwischen -20° C und +90⁰C, vorzugsweise bei 5° bis 50° C. Das bei dieser Reaktion erhaltene 3-Acetylamino-4-homoisotwistan besitzt offenbar eine Virus-bekämpfende Wirkung und eine biologische Wirksamkeit gegenüber Pflanzen. Es ist weiterhin als Zusatz zu Schmiermitteln, für Höchste-Druck-Schmiermittel, zur Rostverhinderung, für Mittel zum ölen von Fasern und für andere Zwecke geeignet.

Beispiel 2

Während eine Mischung von 5,30 g (0,022 Mol) 3-Brom-4-homoisotwistan und 40 cm³ Acetonitril bei Zimmertemperatur miteinander verrührt werden, setzt man 100 cm³ einer 95%igen Schwefelsäure tropfenweise innerhalb etwa 30 Minuten der Mischung zu. Nach beendetem Zusatz läßt man die Mischung bei Zimmertemperatur weitere 20 Stunden lang reagieren. Dann wird die Reaktionsmischung in 200 cm³ Eiswasser gegossen, und zweimal mit 100 cm³ Äthyläther extra-

hiert Der Ätheranteil wird hierauf mit 100 cm³ Wasser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfa.' getrocknet Anschließend wird die ätherische Lösung filtriert und konzentriert Das beabsichtigte Produkt wird durch Rekristallisation aus Äthyläther gewonnen.

ίο Es sind farblose Kristalle. Die Ausbeute beträgt 83% (3,8 g). Der Schmelzpunkt liegt bei 125° bis 126°C im verschlossenen Rohr.
Elementaranalysenwerte für C13H21NO:

Gefunden: C = 75,1%, H = 9,9%, N = 6,6%;
Berechnet: C = 75,3%, H = 10,2%, N = 6,7%.

IR-Spektrum in Nujol,cm-¹:
3300 (v N - H), 1640 (v C = O), 1540 (<5 N - H),
1310,740.

NMR-Spektrum (Tetrachlorkohlenstoff als Lösungsmittel, TMS interner Standard, d):
2,1 —1,0 (kompliziertes Multiplett),
O
Il
2,2(Sir.gulett,-N-C-CH₃).

Massenspektrum, m//(relative Intensität):
207 (M +,42), 148 (100), 136 (25),
119(21), 94(41),91 (17),
79(19), 60 (36), 43(19), 18(19).

S-Acetylamino-i-homoisotwistan ist wertvoll als Zwischenprodukt für 3-Amino-4-homoisotwistan oder seinen sauren Salzen, die durch folgende Formel wiedergegeben werden:

NH₂ (HX)

(IV)

In dieser bedeutet HX eine organische oder anorganische Säure.

Die Aminoverbindung wird durch Hydrolyse von 3-Acetylamino-4-homoisotwistan gewonnen. Der Säurerest des sauren Salzes besteht aus organischen oder anorganischen Säuren, beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure, Thioschwefelsäure, Paratoluolsulfonsäure.

Phosphorsäure, Zitronensäure oder Oxalsäure.

Die Verbindung (IV) besitzt, wie gefunden wurde, besonders gut Wirkungen gegenüber dem Virus der sogenannten Newcastle-Krankheit im Bereich des sogenannten Paramyxovirus, der zu dem RNA-Typ auf Einschicht-Kulturen von dicken Embryofibroblasten gehört. Die Verbindung verleiht darüber hinaus den Zellen keinen giftigen Charakter. Tatsache ist, daß die Verbindung der Formel (IV) die Multiplikation des Virus bei etwa einem Zehntel der Konzentration von Adamantylaminhydrochlorid verhüten kann, das als Mittel gegen den Influenzavirus bekannt ist.

Claims

Patentansprüche:

1.4- Homoisotwistyl-3-bromid.

2. Verfahren zur Herstellung von 4-Homoisotwistyl-3-bromid, dadurch gekennzeichnet, daß man 4-Homoisotwistan mit flüssigem Brom reagieren läßt