DE2616688A1

DE2616688A1 - Tricyclo(5.3.1,0 hoch 3,8 )undec-2-en und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2616688A1
Application number: DE19762616688
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Fujikura; Hiroshi Ikeda; Yoshiaki Inamoto; Naotake Takaishi
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1975-04-28
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1976-11-11
Also published as: CH596119A5; GB1494466A; JPS5742048B2; US4038333A; JPS51127061A

Description

DR. KARL TH. HEGEL · DIPL.-1NG. KLAUS DICKEL PATBNTAN¹WaLTE

hamburg 50 grossb bergstrasse 223 8 münchen 60 julius-kr eis" - sthf? ss e 33 postfach 5oo662 telefon (o 4o) 39 62θβ telefon (0 89) 88 52io

Telegramm-Adresse: Doellnerpatent Hamburg

Ihr Zeichen: Unser Zeichen: 2OOO Hamburg, den

H 2578 Dr.He/mk

KAO SOAP 00.LTD.

1,1-chome Nihonbashi-Kayabacho

Ghuo-ku, Tokyo, Japan

Tricyclo(5.3.1,0^»⁸)undeo-2-en und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue Verbindung, nämlich Tricyclo(5«3-1»0^^> )undec-2-en der unten angegebenen Formel II. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur

■7 Q

Herstellung von Tricyclo(5.3.i,0^?> )undec-2-en durch Umsetzen von 3-Halogen-4~homoisotwistan der Formel I mit üblichen Halogenabspaltenden Mitteln wie einem Alkaliamid, einem Alkalialkoxyd, einem Alkalihydroxyd und einem Amin wie beispielsweise Piperidin, Pyridin und Ohinolin, wie dies durch die folgenden Formelbilder veranschaulicht wird:

809846/0091 ....2

Poetecheckkonto: Hamburg 281220-205 . Bank! Dresdner Bank AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3 8IS 887

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- HX

(D

(ID

In diesen "bedeutet X Chlor, Brom oder Jod.

-7 Q

Tricyclo(5-3.1,Cr' )undec-2-en der Formel II ist ein Abkömmling von 4-Homoisotwistan, wobei in Formel I das X ■ Wasserstoff bedeutet; es ist eine sehr seltene polycyclisch^ Ver bindung, die eine olefinische Verbindung in der Brückenkopfstellung aufweist.

Aus der sogenannten Bredtschen Regel ist bekannt, daßP^Lm allgemeinen unmöglich ist, eine olefinische Bindung an der Brükkenkopf stellung eines poly cyclischen Kohlenwasserstoffs zu erzeugen, und daß ein solches Olefin lediglich unter speziellen Bedingungen gebildet wird. (Vergl. die Übersicht von G.L.Buchanan, Quartery Eeviews, 1974·» Band $, Seite 41.)

Nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung läßt sich jedoch im Gegensatz der Bredtschen Regel eine solche Verbindung unter Verwendung eines üblichen Halogen-abspaltenden Mittels

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synthetisieren. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist
in dieser Hinsicht "bemerkenswert und folglich ausserordentlich wertvoll.

Im allgemeinen wird die Einführung einer funktioneilen Gruppe in einen polycyclischen Kohlenwasserstoff am leichtesten mit
Hilfe eines Garbokations erreicht. Als Ergebnis der Forschungen der Erfinder an 4—Homo i so twist an, bei dem X in der Formel (I) Wasserstoff darstellt, wurde gefunden, daß infolge der
Bildung eines stabilen Garbokations in der 3-Stellung oder
7-Stellung eine funktionelle Gruppe lediglich in die 3- oder
7-Stellung eingeführt werden kann. Im Gegensatz hierzu ist es nun nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung möglich, da eine olefinische Bindung in der 2-Stellung hergestellt werden kann, unter Verwendung der Reaktionsfähigkeit des so gebildeten Olefins eine funktionelle Gruppe auch in die 2-Stellung
einzuführen, wobei es gleichzeitig möglich ist, eine funktionelle Gruppe in die 3-Stellung zu bringen, die nach dem üblichen Verfahren sich nicht einführen läßt.

Die Struktur der Verbindung der Formel II läßt sich durch
folgende Tatsachen bestätigen.

Im Infrarotspektrum der Verbindung II werden Absorptionslinien bei 3020 οώΓ^Λ (vGH- ) und bei 1620 cnT¹ (v0»0) festgestellt,

die zeigen, daß es sich bei der Verbindung um ein Olefin

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handelt. Weiterhin wird durch die Tatsache, daß bei einer Hydrierung der Verbindung mit einem Palladium-Katalysator 4-Homoisotwistan, also Tricyclo(5-3.1»Cr ' )undecan der formel III gebildet wird, erwiesen, daß das KohlenstoffSkelett der Verbindung bei der Reaktion nicht geändert worden ist. Wenn eine Wasser-Additionsreaktion mit Hilfe einer Säure als Katalysator durchgeführt wird, bildet sich lediglich 4-Homoisotwistan-3-ol der Formel IV. Damit ist die Bestätigung erbracht, daß das Olefin unter Einschluß der 3-Stellung gebildet ist, wie sich aus folgendem Reaktionsschema ergibt:

pd/C

(III)

H'

(IV)

(II)

Ob die olefinische Bindung in der 2-3-Stellung oder der 3-4-Stellung vorliegt, läßt sich aus dem kernmagnetischen Resonanzspektrum der Verbindung der Formel II feststellen. Aus der Tatsache nämlich, daß die Absorption des olefinischen

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WasserStoffs zu einer Doublette aufgespalten ist ( 5,9 J = 7 Hz), ist ersichtlich, daß ein Wasserstoffatom an das B-ständige Kohlenstoffatom gebunden ist, womit die Struktur der !Formel II sehr wahrscheinlich gemacht ist. Unter der Voraussetzung, daß die olefinische Bindung in der J-4-Stellung vorliegt, müßte der olefinische Wasserstoff in der 4-Stellung unter dem Einfluß des methylenischen Wasserstoffs in der 5-Stellung in ein Triplet aufgespalten werden, und die Kupplungskonstante müßte einen geringeren Wert in Übereinstimmung mit dem größeren v-förmigen Flächenwinkel besitzen.

Die Struktur der Verbindung der Formel II wurde somit aufgrund der vorstehend genannten Tatsachen endgültig bestimmt.

In Anbetracht der Tatsache, daß die Derivate von Adamantan, einem tricyclischen Kohlenwasserstoff, verschiedene physiologische Wirkungen zeigen, wie beispielsweise eine prophylaktische Wirkung gegen den Influenzavirus des Typs A2 und eine Linderung der Symptome der Parkinsonschen Krankheit, ist zu erwarten, daß auch 4-Homoisotwistan, wobei X in der Formel I Wasserstoff bedeutet, und seine Derivate ähnliche physiologische Wirkungen zeigen, so daß sie in verschiedener Weise als Heilmittel verwendbar sind. Dementsprechend ist Tricyclo(5-3. 1,Cr ' )undec-2-en der Formel II als Zwischenverbindung für die Synthese von Arzneimitteln von Bedeutung, und Derivate dieser Verbindung können als Mittel zum ölen von Fasern,

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als Hochdruck-Schmiermittel, als Korrosion-verhindernde Mittel, als Zusätze zu Schmiermitteln, als Riechstoffe und als landwirtschaftliche Heilmittel verwendet werden. Die Verbindung II liefert 2,3-Dihydroxy—4—homoisotwistan, das eine cnemische Struktur wie Seychellen-oder Patchouli-Alkohol aufweist, der eines der natürlich vorkommenden Sesquiterpene darstellt,die als Riechstoff wertvoll sind. 2,3-Dihydroxy-4-honioisotwistan besitzt einen aromatischen Geruch und ist seinerseits als Riechstoff verwendbar. Ausserdem "besitzt es eine physiologische Wirkung und ist als Pflanzenmedizin wertvoll, wenn es auf den Samen von Lattich in Form einer Lösung einer Konzentration von ΊΟ "bis 100 TpM, vorzugsweise JO "bis 70 Teilen pro Million, angewendet wird, um seine Keimung zu unterdrücken. Das Dihydroxy derivat wird durch Reaktion der Verbindung der Formel II mit Osmiumtetraoxyd oder Ameisensäure und Wasserstoffperoxyd und anschließende Hydrolyse erhalten. Aus all diesen Gründen ist die Verbindung der Formel II von erheblicher Bedeutung.

Bei der praktischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Halogenwasserstoff-abspaltende Mittel in äquivalenter Menge angewendet werden; bessere Ergebnisse werden jedoch im allgemeinen erzielt, wenn das Mittel in einer Menge von mindestens 3 Molen auf 1 Mol der Verbindung der Formel I angewendet wirdo Es können beliebige polare und nicht-polare Lösungsmittel beim Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Reaktionstemperatur wechselt in Abhängigkeit von der Art

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des verwendeten Lösungsmittels. Aber wenn polare Lösungsmittel wie flüssiges Ammoniak oder Alkohole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxyd verwendet werden, läßt sich die Reaktion bei niedrigeren Temperaturen als der Rückflußtemperatur, aber ebenso gut auch bei der Rückflußtemperatur durchführen. Wenn nicht-polare Lösungsmittel wie Hexan, Benzol und Toluol verwendet werden, läßt sich die Reaktion in kurzer Zeit vervollständigen, wenn die Reaktion bei Rückflußtemperatur des verwendeten Lösungsmittels durchgeführt wird.

Als Halogenwasserstoff-abspaltendes Mittel kann irgendein

/ alk-Alkaliamid oder ein Alkalzoxyd angewendet werden, das sich von einem Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ableitet, oder auch ein Alkalihydroxyd, bei dem das Alkali Natrium oder Kalium ist.

Die vorliegende Erfindung soll nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben werden.

BEISPIEL Λ'Χ

Zu einer Lösung von 8,22 g (36 millimolen) 3-Brom-4-homoisotwistan in 20 emr trockenem Toluol werden 1,4 g (36 millimole) Natriumamid zugesetzt, und die Mischung wird 2 Stunden unter Rückfluß des Toluole gerührt. Nach Tervollständigung der Reaktion wird die Reaktionsmischung abfiltriert, und das _ö

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Ifiltrat einer fraktionierten Destillation unterworfen. Dabei erhält man 2,75 S (Ausbeute: 52 %) des farblosen Tricyclo(5«3-1,CK' )undec-2-en mit einem Siedepunkt von 90° bis 92⁰G bei einem Druck von 19 nun Hg.
Elementaranalysenwerte:

Gefunden: Kohlenstoff > 88,9 %

Wasserstoff = 11,1 %

Berechnet als C^H^g : Kohlenstoff - 89,1 %

Wasserstoff = 10,9 %

InfrarotSpektrum, gereinigt, cm :

3020 (NjH-C- ) 1620 (VO=O ) 1450 (-0H₂-) 840, 820, 810

Kernmagnetisches ResonanzSpektrum (Cadmiumtrichlorio als Lösungsmittel, TMS als internationaler Standard, I ):

5,9 Doublette

2,9 bis 0,9 komplizierte Multiplette Massenspektrum, m/e (relative Intensität) :

148 (M⁺, 41), 105 (25), 94 (100), 92 (28), 91(51), 77 (25), 66 (33), 41 (26), 18 (39)

BEISPIEL 2:

Zu 50 cm Tertiärbutylalkohol werden 3,5 g (90 millimole) metallisches Kalium unter Stickstoffatmosphäre zugesetzt, und unter Rückfluß vorsichtig erhitzt, bis das metallische Kalium völlig gelöst ist. Eine Lösung von 5,52 g (30 millimolen) 3-0hlor-4-homoisotwistan wird der obigen Lösung tropfenweise unter Rückfluß innerhalb etwa 30 Minuten zugesetzt. Nach Ver-

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vollständigung des Zusatzes wird die Reaktionsmischung 2 Stunden unter Rückfluß gerührt. Dann wird die Reaktionsmischung auf 100 g Eis gegossen und zweimal mit 20 cnr Äther extrahiert. Der Extrakt wird fraktioniert destilliert,und liefert 2,62 g (Ausbeute: 59 %) Tricyclo(5.3.1,0^5>8)undec-2-en.

BEISPIEL· g:

Eine Lösung von 0,58 g (3,9 millimol) Tricyclo(5.3.1,0^ⁱ⁸)-undec-2-en in 10 sm trockenem Äther werden tropfenweise einer Lösung von 1,0 g (3,9 millimol) Ösmiumtetraoxyd in 0,7 cm Pyridin und 20 cur trockenem Äther innerhalb 15 Minuten bei 0 0 zugesetzt. Die Reaktion wird zwei Stunden weiter bei der gleichen Temperatur fortgeführt. Der kristalline Niederschlag wird durch Filtration abgetrennt und mit Äther gewaschen. Die erhaltenen Kristalle (1,9 g) werden mit 20 cm einer 10%igen Kaliumhydroxydlösung, die 2,0 g Mannit enthält, bei Zimmertemperatur versetzt, die Reaktion wird 2 Stunden durchgeführt. Dann wird das Reaktionsprodukt mit Methylenchlorid extrahiert, und entwässert. Wach der Entfernung des Methylenchlorids erhält man 0,5 g Rohkristalle mit einer Ausbeute von 70 %. Die Rohkristalle werden durch Sublimation gereinigt, wobei man 2,3-Dihydro-4-homoisotwistan mit einem Schmelzpunkt von 146° bis 147°0 in verschlossenem Rohr erhält. Elementaranalysenwerte:

Gefunden: Kohlenstoff =» 72,6 %

Wasserstoff - 9,8 %

...10

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Berechnet als O^H^gOg ; Kohlenstoff =» 72,5 %

Wasserstoff » 10,0 % Infrarotspektrum, gereinigt:

-3300 cm"" (unter Streckung der Hydroxylgruppe) Massenspektrum m/e (relative Intensität):

182 (M⁺, 78), 164 (39), 133 (45), 112 (34), 110 (50), 108 (39), 107 (39), 104 (40), 97 (100), 95 (43), 93 (49), 91 (61), 84 (79), 81 (44), 80 (40), 79 (80), 77 (34), 67 (58), ^ (60),

41 (82)
C-

Kernmagnetisches ResonanzSpektrum ο (ppm) (Multiplet, relative Intensität) :

17,0 (t, 1), 18,5 (t, 1), 19£ (t, 1), 28,8 (t, 1), 30,9 (t, 1), 32,2 (d, 1), 32,6 (d, 1), 38,9 (t, 1), 39,9 (d, 1), 69,6 (s,0,5), 71,6 (d, 1)

H-kernmagnetisches Resonanzspektrum cf (ppm) : 0,8 - 2,2 (m, 15 H)
3,2 - 3,8 (m,X|^H X₀Jj )

BEISPIEL· 4i

1,5 g Tricyclo(5.3«1,0^' )undec-2-en werden zu einer Mischung von 10,5 S (0,22 Mol) 98%iger .Ameisensäure und 1,1 g (0,011 Mol) einer 35^igen Wasserstoffperoxydlösung zugesetzt. Die Reaktion wird 2 Stunden "bei 65° "bis 70⁰O durchgeführt. Dann wird die überschüssige Ameisensäure "bei vermindertem Druck

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abdestilliert, und es werden 15 cur einer 30%igen wässrigen Kaliumhydroxydlösung zugesetzt, worauf die Reaktion 5 Stunden unter Rückfluß weitergeführt wird. Hierauf wird die Reaktionsmischung mit Salzsäure neutralisiert und mit Äther extrahiert. Nach einer Entwässerung und Entfernung des Äthers werden 1,3 g weiße Kristalle in einer Ausbeute von 70 % erhalten. Der Schmelzpunkt und die Spektraldaten bestätigen, daß es sich um die gleiche Verbindung wie die in Beispiel 3 beschriebene handelt.

BEISPIEL 5s

Die nach Beispiel 3 oder 4· erhaltene Verbindung, nämlich 2,3-Dihydroxy-4~homoisotwistan wird in einer 0,05 %igen wässrigen Lösung einer Mischung von oberflächenaktiven Mitteln, nämlich Polyoxyäthylensorbitanmonooleat mit 20 Äthylenoxydgruppen und Sorbitanmonooleat im Verhältnis von 30 : 70 bei verschiedenen Konzentrationen gelöst. Von jeder dieser Lösungen wurden 4 cnr auf eine Platte mit einem Durchmesser von 8 cm aufgetragen,die mit einer Schicht Filtrierpapier bedeckt war. Eine Gruppe von 50 Samenkörnern von Lattich (Sorte: Great Lakes No.54-) wurde auf jeder Platte ausgesät. Darauf erfolgte die Kultivierung bei 25°G 4- Tagelang unter Bestrahlung (2800 Lux). Anschließend wurde ermittelt, ob die Keimfähigkeit des Lattichs durch das Mittel beschädigt war. Das Keimvermögen des Lattichs bei verschiedenen Konzentrationen des Mittels ergibt sich aus der folgenden Tabelle:

...12

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Konzentration in jig/cm :	6,2	12,5	25	50
Eeimverhältni s:	95	66	25	1

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Claims

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PATENTAIiSPRÜOHE
2. Verfahren zur Herstellung von Tricyclo(5-3-1_l0^ⁱ )-undec-2-en folgender formel:

(II)

dadurch, gekennzeichnet, daß man 3-Halogen-4-homoisotwistan der iOrmel I:

(D

in der X Chlor, Brom oder Jod darstellt, mit einem Halogenwasserstoff-abspaltenden Mittel in einem Lösungsmittel behandelt.

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J. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogenwasserstoff-abspaltende Mittel aus Alkaliamid oder einem Alkalialkoxyd, das sich von einem Alkohol mit 1 "bis 4· Kohlenstoffatomen ableitet, oder Alkalihydroxyd besteht, wobei das Alkali Uatrium oder Kalium ist.

4·. "Verfahren zum Unterdrücken der Keimung von Lattich durch Anwendung einer wässrigen Lösung von 2,3-Dihydroxy-4—homoisotwistan bei einer Konzentration von 10 bis 100 Teilen pro Million auf den Samen von Lattich.

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