DE2653920C2

DE2653920C2 - Verfahren zur Herstellung von Tricyclo(5.3.1.0↑3↑↑,↑↑8↑)-undecan

Info

Publication number: DE2653920C2
Application number: DE2653920A
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Wakayama Fujikura; Yoshiaki Inamoto; Eiji Wakayama Kashihara; Kiyoshi Kainan Wakayama Tsuchihashi
Original assignee: Kao Soap Co Ltd
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1975-12-04
Filing date: 1976-11-27
Publication date: 1984-02-16
Also published as: JPS5530776B2; DE2653920A1; US4059643A; GB1507599A; CH597114A5; JPS5268166A

Description

unter Reduktion durch Wasserstoffübertragung, ν dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei einer Temperatur zwischen -20° C und +100⁰C in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure und einem aliphatischen oder alicyclischen Kohlenwasserstoff mit 5 bis 10 Kohlenstoffato- .s^: men als Wasserstoffquelle durchführt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tricyclo(5.3.1.0³⁸)undecan(4-Homoisotwistan) der Formel (II) durch Umlagerung von 8-Exo-hydroxymethyl-endo-tricycloiS^.l.O^Jdecan der Formel (I) nach dem folgenden Reaktionsschema:

HOCH

(D

Verfahren zur Herstellung von 4-Homoisotwistan sind bereits aus der DE-OS 24 32 193, der DE-OS 24 32 219 sowie der DE-OS 25 19 597 bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren sind jedoch die einzelnen vorzunehmenden Maßnahmen zahlreich, umständlich und zeitaufwendig; so muß eine zunächst auf O⁰C gekühlte Lösung anschließend für eine Zeitspanne von 0,5 bis 30, überwiegend 1 bis 6 h unter Rühren erhitzt werden und die Reaktionslösung gewaschen, getrocknet extraliiert u. a. m. werden. Ferner ist eine Produktreinigung für eine erwünschte Weiterverarbeitung zu 3-Atnino-4-homoisotwistan unumgänglich und auch die mehrstufige Herstellung der Ausgangsverbindungen aufwendig und hinsichtlich der Ausbeuten verbesserungsbedürftig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß/ausgehend von einer leicht in guter Ausbeute zugänglichen Ausgangsverbindung, das gewünschte Produkt der Formel (II) in solcher Form erhalten werden kann, daß eine Reinigung der Verbindung (II) für die mögliche Weiterverarbeitung zu 3-Amino-4-homoisotwistan völlig entfallen kann oder zumindest wesentlich einfacher durchzuführen ist

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß man die Reaktion bei einer Temperatur zwischen -20⁰C und +100⁰C in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure und einem aliphatischen oder acyclischen Kohlenwasserstoff mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen als Wasserstoffquelle durchführt.

Das Endprodukt der Formel (II) gemäß der Erfindung ist ein äußerst wertvolles Ausgangsmaterial für Arzneimittel sowohl im humanmedizinischen als auch veterinärmedizinischen Bereich.

Gemäß einer Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung sehr einfach in der Weise durchgeführt werden, daß man den Ausgangsalkohol der Formel (I) mit konzentrierter Schwefelsäure und einem Kohlenwasserstoff verrührt, der als Wasserstoffquelle bei Zimmertemperatur dient. Nach Vervollständigung der Reaktion wird die Kohlenwasserstoffschicht abgenommen und aus ihr durch geeignete Verfahren, wie beispielsweise einer Destillation, der Kohlenwasserstoff entfernt, wobei ein Rohprodukt in einer Ausbeute von 30 bis 40% anfällt. Die Selektivität des beabsichtigten Produktes der Formel (II) beträgt 93%. Im allgemeinen besteht bei einer sauren katalytischen Isomerisierungsreaktion von Tricycloundecanen das Endprodukt, wenn die Isomerisierung im Laufe der Reaktion abgebrochen und nicht bis zur Gewinnung des beabsichtigten Methyladamantans vollständig durchgeführt wird, selten aus einer einzigen Verbindung, vielmehr wird eine komplexe Mischung zahlreicher Tricycloundecanisomerer erhalten (vgl. die Veröffentlichung der Erfinder im J. Org. Chem., Band 40, Jahrgang 1975, auf Seite 276 und Seite 1483). Es ist daher überraschend, daß die Verbindung der Formel (II) mit einer Selektivität von 93% bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gewonnen wird. Diese Tatsache zeigt die Nützlichkeit des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zur Synthetisierung der Verbindung der Formel (II).

Die bei dem Verfahren der Erfindung angewandte konzentrierte Schwefelsäure soll eine Konzentration von 75 bis 100%, vorzugsweise 90 bis 98%, aufweisen. Wenn die Konzentration der Schwefelsäure geringer als 75% ist, stellt sich eine wirksame Isomerisierung als unmöglich heraus; wenn andererseits die Konzentration der Schwefelsäure höher als 100% ist, also bei Verwendung rauchender Schwefelsäure, erfolgt gleichzeitig eine Oxydationsreaktion, welche die Ausbeute an dem beabsichtigten Produkt vermindert. Die Schwefelsäure wird in einer Menge zwischen dem Äquivalentgewicht und dem lOOOfachen auf das Gewicht des Ausgangsalkohols der Formel (I) bezogen, vorzugsweise in Mengen von 10- bis dem lOOfachen der Ausgangsverbindung, angewendet.

Als Wasserstoffquelle sind aliphatische und alizykli-

sehe Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen brauchbar. Dabei sol! jedoch die Verwendung von Kohlenwasserstoffen mit zu hohen Siedepunkten vermieden werden, da deren Abtrennung von dem beabsichtigten Produkt (H) Schwierigkeiten bereitet Als Wasserstoffquellen seien beispielsweise erwähnt: n-Pentan, η-Hexan, n-Hcptan, n-Octan, Cyclopentan, Cyclohexan, Cyclooctan, Methylcyclohexan und Isooctan sowie deren Mischungen und sogenannter Petroläther.

Obwohl die Menge der Wasserstoffquelle keinen großen Einfluß auf die Ausbeute an dem beabsichtigten Produkt der Formel (II) ausübt, wird diese zweckmäßig in einer Menge im Bereich des 1- bis lOOOfachen, vorzugsweise des 10- bis lOOfachen, des Gewichtes des Ausgangsaikohols der Formel (I) angewendet. Die Reaktionstemperatur kann in der Größenordnung von -2O⁰C bis +10O⁰C, vorzugsweise zwischen null und 80⁰C, liegen; eine Temperatur in der Gegend der Zimmertemperatur, also 20 bis 30"C, ist optimal.

Das Ausgangsmaterial der vorliegenden Erfindung, d. h. S-Exo-hydroxymethyl-endo-tricycloiS.Zl.O^Jdecan läßt sich beispielsweise durch Hydrieren von 8- und g-Exoformylendotricyclofiü.O^Jdeca-S-en gewinnen, eine Verbindung, die durch eine Oxoreaktion aus EndotricyclofS^.l.O^'Jdeca-S.e-dien in Gegenwart eines Rhodiumkatalysators gewonnen wird.

Das folgende Beispiel erläutert weiterhin die vorliegende Erfindung:

Beispiel
Eine Mischung aus 1,0 g 8-Exo-hydroxymeihyl-endotricyclo(5^.1.0^Z6)decan 10 g 95°/oiger Schwefelsäure und 50 ecm n-Pentan werden bei Zimmertemperatur 10 Minuten lang kräftig miteinander verrührt. Man läßt die Reaktionsmischung stehen, und die sich bildende n-Penianschicht wird abgenommen, mit Wasser gewaschen und mit Calciumchlorid getrocknet Nach der Abdestillation des n-Pentans aus der getrockneten Mischung erhält man 0,41 g (eine Ausbeute von 45%) eines Rohproduktes als Destillationsrückstand. Das Rohprodukt wird gaschromatographisch mit Hilfe der Massenspektrometrie analysiert, wobei sich ergibt, daß 93% 4-Homoisotwistan der Formel (II) darin enthalten sind. Das Rohprodukt wird durch Sublimation unter vermindertem Druck gereinigt; dabei erhält man 0,35 g der reinen Verbindung der Formel (II) in einer Ausbeute von 39%. Der Schmelzpunkt, das Infrarotspektrum, das 'H-Kernmagnetische Resonanzspektrum und die Massenspektroskopie der entstandenen Verbindung der Formel (II) stimmten mit denen der Standardprobe überein (vgl. den Aufsatz der Erfinder im j. Org. Chem., Band 40, Jahrgang 1975, Seite 276).

4-Homoisotwistan läßt sich durch Bromieren mit flüssigem Brom in 3-Brom-4-homoisotwistan umwandeln. Das 3-Brom-4-homoisotwistan kann der Ritter'-schen Reaktion mit konzentrierter Schwefelsäure in Acetonitril unterworfen werden und liefert hierbei 3-Acetamino--4-homoisotwistan. Dieses 3-Acetamino-4-homoi:;otwistan kann in 3-Amino-4-homoisotwistan durch Alkalihydrolyse umgewandelt werden. Ein saures Salz von 3-Amino-4-homoisotwistan hat bioaktive Eigenschaften.

Br₂

CH₃CN
mit H₂SO₄

4-Homoisotwistan

3-Brom-4-homoisotwistan

S-Acetamino^-homoisotwistan

H₂O(OH⁹)

NH₂

3-Amino-4-homoisotwistan

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Tricyclo-(53.1.0³·⁸)-undecan, der Formel (H):

durch Umlagerung von 8-Exo-hydroxymethylendo-tricyclo-(5.2.1.0²-⁶)decan der Formel (I):

HOCH₂

(D