DE2712112A1

DE2712112A1 - Verfahren zur trennung und/oder reinigung von oligo- und polyhydroxyverbindungen

Info

Publication number: DE2712112A1
Application number: DE19772712112
Authority: DE
Inventors: Wilhelm V Dipl Chem D Dahlhoff; Roland Dipl Chem Dr Koester
Original assignee: Studiengesellschaft Kohle gGmbH
Current assignee: Studiengesellschaft Kohle gGmbH
Priority date: 1976-03-25
Filing date: 1977-03-19
Publication date: 1977-09-29
Also published as: DE2759537C2; CA1076108A; US4172195A; CH630328A5; AT342080B; NL7703251A; JPS6121561B2; NL172547B; IE44728L; JPS5728101A; JPS574638B2; JPS52131504A; DE2712112C3; FR2345519A1; DK132777A; NL172547C; BE852901A; ATA220876A; FR2345519B1; DE2712112B2

Description

5 Köln 1, Djichnionnhau» ^ ' ' ^ · I ^-

Verfahren zur Trennung und /oder Reinigung von Oligo- und Polyhydroxyverbindungen

Oligo- und Polyhydroxy—Verbindungen bekommen immer größere technische Bedeutung als Ausgangs- bzv/. Zwischenstoffe für Pharraaka oder als Gerüstverbindung! für umweltfreundliche Kunststoffe. Reinigungs- und Trermungsveriehren sind daher zur Verarbeitung der hydroxyhaltigen Verbindungen gleichermaßen von Bedeutung. So wird beispielsweise die Trennung von Glucose und Xylose aus dem bisher chemisch kaum verwerteten Hartholzmark oder die Trennung der Stärkebestandteile mit Hilfe neuer Verfahren im technischen Kaßstab angestrebt. Für derartige Prozesse sind vielfach möglichst selektive Derivatisierungen notv/endig. Man benötigt daher für die Hydroxyl-Funktionen geeignete Schutzgruppen, deren Einführung und Wiederabspaltung unter möglichst milden Bedingungen erfolgen soll. Das Grundgerüst der Hydroxy-Verbindungen darf nicht verändert werden. Es gibt zwar seit langem eine große Zahl von sogenannten Schutzgruppen, die viele der an sie gestellten Erwartungen erfüllen, doch v/erden sie öfters auch den Ansprüchen nicht gerecht. So ist z.B. die sehr viel eingesetzte Isopropyliden-gruppe erst bei" Einwirkung von Säure wieder zu entfernen. Dabei werden aber oft O-Acylreste^.B. am glykosidisohen C-Atom,sehr leicht und vollständig wieder abgespalten.

Es wurde nun gefunden, daß die bifunktionelle O-Äthylborandiyl-Gruppe die erwähnten Anforderungen an eine Schutzfunktion für Polyhydroxyverbindungen besser erfüllen kann als die bisher eingesetzten bifunktionell.cn Roste wie z.B. O-Isopropyliden- und O-Benzyliden-Reste. Darüberhinau.·; bieten die O-Äthylborandiyl-Grupptn Hleicher.v.aßr-n riürljcn-

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keiten zu den regio- bzw. stereoselektiven Umwandlungen bestimmter Hydroxylgruppen von Oligo- und Polyhydroxyverbindungen.

Die O-Äthylborandiyl-Gruppen lassen sich erfindüngsgemäss mit Hilfe von zum Beispiel Bis (äthylpivaloylo:cy)diboroxan (BEPDIB), dem Anhydrid der Äthylpivaloyloxyborsäure oder Äthylboroxim (EtBo)₃ in die Hydroxyverbindung einführen

Et

t BuCO OCtBu 0 0

O I	O	O
I EtB	BEt	(EtBo)₃

BEPDIB

^In praktisch quantitativer Ausbeute gewinnt man nach den Gleichungen

OH 'OH

♦ ^%- BEPDIB

'^0H + 1 (EtBo)₃ >

'OH

meist isomerenfreie Derivate der Hydroxy-Verbindungen mit» den über zwei Sauerstoffatome am Molekül gebundenen O-Äthylborandiyl-Gruppen. In Abhängigkeit von der Zahl und der räumlichen Anordnung der vorhandenen Hydroxygruppen lassen sich erfindungsgemäß ein, zwei oder auch mehrere O-Äthylborandiyl-Reste in ein Molekül einführen. Es ist aber außerdem auch die Einführung von intermolekular gebundenen O-Äthylborandiyl-Gruppen möglich.

7 f". '■■■ ^u ■ ⁽) / Π O R 7

Als Hydroxyverbindungen kommen beispielsweise infrage: 1,2-Alkandiole, 1,3-Alkandiole, 1,2,4-Alkantriole, 1,2,3,4-Alkantetraole, Alkanpentaole, Alkanhexaole sowie andere Alkanpolyole. Ferner sind geeignet: Aldo- und Ketotri- bis -heptaosen sowie Di-, Tri- und weitere Oligosaccharide. Auch Desoxyzucker sowie Zuckercarbonsäuren und deren Anhydride lassen sich erfindungsgemäss einsetzen. Sämtliche Polymere mit Hydroxygruppen wie z.B. Stärke oder Cellulose können ebenfalls verwendet werden.

Die Derivate der Hydroxyverbindungen mit ausschließlich intramolekularen O-Äthylborandiylresten erhält man stets dann, wenn auf zwei sterisch verknüpfbare Hydroxylgruppen o,5 Mol BEPDIB bzw. 1/3 Mol A'thylboroxin eingesetzt und quantitativ umgesetzt wird. Bei Verwendung von BEPDIB oder (EtBo)^ im überschuss werden aus allen Verbindungen mit einer ungeraden Zahl von Hydroxygruppen intermolekulare O-Äthylborandiylderivate erhalten. Außerdem bilden auch die Hydroxyverbindungen mit einer geraden Anzahl von OH-Gruppen O-A'thylborandiylderivate mit intermolekularer Verknüpfung, falls sich diese aus sterischen Gründen intramolekular nicht verknüpfen lassen.

Die intramolekularen O-Äthylborandiylderivate der Monosaccharide sind trotz der vielen möglichen Isomerien vollkommen einheitlich und meist im Vakuum ohne Zersetzung destillierbar. Wesentlich für die Zahl der intramolekular einführbaren O-A'thylborandiylgruppen ist die Anzahl und die Sterechemie der freien Hydroxylgruppen. Auf 4 Hydroxygruppen in einer Verbindung wird 1 Mol BEPDIB oder 2/3 Mol Äthylboroxin benötigt, wenn 2 O-Äthylborandiylgruppen intramolekular aufgrund der sterischen Gegebenheiten eingeführt werden können. Aldo- und Ketopentosen haben z.B. 4, die Aldo- und Ketohexosen z.B. 5 mit O-Athylborrest substituierbare Hydroxygruppen. Die Bis-O-äthylborandiylderivate z.B. der Aldo- und Ketopentosen haben daher die allgemeine 709839/0967

Formel C₅HgO₅(BEt)₂.

Im Gegensatz zu diesen enthalten die entsprechenden Derivate der Aldo- und Ketohexosen mit der allgemeinen Formel CgHgOg(BEt)₂ eine freie Hydroxylgruppe. Glucose, Mannose oder Fructose lassen sich erfindungsgemäss ebenso leicht und quantitativ in einheitliche Bis-O-äthylborandiylderivate überführen wie z.B. die Ribose, Arabinose oder die Xylose. In allen Fällen wird jeweils nur ein Anomer bzw. ein Ringisomer in praktisch quanti- ^° tativer Ausbeute gebildet.

Die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist äußerst einfach. Das unverdünnte Gemisch von Oligo- bzw. von Polyhydroxyverbindung und BEPDIB oder Xthylboroxin wird z.B. auf ca 80 C erhitzt. Man kann die Einführung der O-Äthylborandiylreste von ca -1o°C bis etwa +15o°C ohne Auftreten von Nebenreaktionen durchführen. Es spalten sich Wasser und Pivalinsäure oder nur Wasser ab. Vorteilhaft wird z.B. Pyridin als Verdünnungsmittel verwendet, aber auch andere Lösungsmittel sind geeignet.

So kann man Aliphaten wie Pentan, Hexan, Heptan, Isooctan, Decan oder Aromaten wie Benzol, Toluol, Xylol wie auch Cycloaliphaten und Cycloolefine wie Cycloocten, Cyclohexen, Cyclooctadien, Decalin oder Methylnaphthalin als Lösungsmittel einsetzen. Auch chlorierte Kohlenv/asserstoffe wie Chlorbenzol, Chlorofrom oder Tetrachlorkohlenstoff und auch Kther wie Diäthyl-, Äthylbutyl-, Dibutyläther oder Dioxan oder Tetrahydrofuran sind zu verwenden. Die intramolekulare O-Äthylborandiylisierung der Polyhydroxyverbindungen verläuft z.B.

in Pyridin bei Raumtemperatur rasch und quantitativ. Pro 2 Hydroxygruppen setzt man maximal o,5 Mol BEPDIB oder 1/3 Mol Äthylborocin ein. Bei Erhöhung der BEPDIB-Menge oder der Äthylbooxinmenge kommt es zu den erwähnten intermolekularen O-Äthylbordiylisierungen. Diese Reaktionen sind für bestimmte Stofftrennungen erwünscht.

Die Saccharid-Derivatisierung ist ausgesprochen ergiebig. Die erf indungsgemäss zugänglichen reinen O-^.thylboran

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diyl-Derivate der Monosaccharide sind in Kohlenwasserstoffen löslich. Intramolekulare O-Äthylborandiylderivate der Monosaccharide lassen sich ferner im Vakuum ohne Zersetzung destillieren.

Die erfindungsgemäss darstellbaren Verbindungen werden in trockener Luft bei Raumtemperatur auch nach tagelangem Stehen praktisch nicht verändert. Die O-Äthylborandiylderivate können jedoch mit protonenhaltigen Stoffen reagieren. Wasser, Alkohole sowie fremde hydroxyhaltige Verbindungen sind bei der Einwirkung von BEPDIB oder Äthylboroxin auf die Hydroxyverbindungen möglichst auszuschließen, da dadurch Reagenz verbraucht wird und die O-Äthylborandiylisierung nur unvollständig ist.

Entborylierungen der O-Äthylborandiylderivate sind bei Einhaltung bestimmter Bedingungen mit bestimmten Protoly-

semitteln, wie alkoholische Verbindungen, vorzugsweise

Methanol oder Glykol, partiell bzw. auch selektiv möglich. Daraus ergeben sich neue gezielte O-Derivatisierungen für Oligohydroxyverbindungen. Die vollständige Entborylierung führt jeweils wieder zu den ursprünglichen Sacchariden bzw. nach vorher erfolgter O-Derivatisierung zu deren Derivaten.

Dabei erhält man meist sehr reine Verbindungen.

Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich somit zum Reinigen von Polyhydroxyverbindungen. Vor allem Saccharide oder deren Derivate können in hoher Ausbeute und Reinheit gewonnen werden. Dies kann beispielsweise durch Destillation erreicht werden. Ein O-Äthylborandiylderivat lässt sich oft von nicht flüchtigen Derivaten oder Verunreinigungen im Vakuum unzersetzt abdestillieren.

Monosaccharide lassen sich so von den Disacchariden einfach trennen. Die Trennungen verlaufen völlig ohne Verlust der eingesetzten Stoffe. Das erfindungsgemässe Verfahren

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ist auch zur Trennung von verschiedenen Hydroxy-Verbindungen geeignet. Die O-Äthylborandiyl-Derivate z.B. der Pentite und Hexite oder die der Pentosen und Hexosen sind Jeweils voneinander trennbar. Die wechselweise intra- und intermolekulare Einführung der O-Äthylborandiyl-Reste gestattet nämlich die Umwandlung von zwei Komponenten in je eine destillierbare und eine nicht destillierbare Verbindung.

Die O-Äthylborandiyl-Derivate eignen sich außerdem zur regioselektiven O-Derivatisierung von Alkan-oligo- oder -polyolen sowie von Saccharlden bzw. von Saccharid-Derivaten.

Die erfindungsgemäß einführbaren O-Äthylborandiyl-Reste sind den üblichen bifunktionellen Schutzgruppen wie z.B. den O-Isopropyliden- oder O-Benzyliden-Resten in einigen wesentlichen Merkmalen deutlich überlegen. Die O-Äthylbor-Reste lassen sich nämlich nicht nur äußerst schonend, sondern auch mit besonders guten Ausbeuten in die Hydroxyverbindungen einführen. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert ferner unmittelbar besonders reine Produkte. Außerdem ist der Zeitaufwand bei der Durchführung relativ gering. Besonders die Wiederabspaltung der O-Äthylborandiyl-Gruppen ist unter vergleichsweise milden chemischen und thermischen Bedingungen möglich. Die erfindungsgemäße Reaktion bietet daher gute Möglichkeiten zur regioselektiven O-Derivatisierung von Alkan-Polyolen, von Sacchariden und von deren Derivaten. Die vier Vergleichsbeispiele in der Tabelle 1 verdeutlichen dies.

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Tabelle 1 0-Derivatisierung von Monosacchariden mit und ohne O-Äthylborandiyl-Derivate als Zwischenprodukte

Ausgangs- Endprodukt verb.

% Ausbeute

bei Anwen- mit Hilfe dung des bisher vererf. Verf. v/endeter

Schutzgruppen

Lit.-Zitat

D-Fructose 1-0-Benzoyl-D-fructopyranose

Methyl-ß- 2-0-Benzoyl-L-arabinomethyl-ß-L-pyranosid arabinopyranosid

D-Glucose

L-Sorbose

6-0-Acetyl-

D-gluco-

pyranose

1-0-Benzoyl-L-sorbose

61

75

79

69

13

44

25

37

(a)

(b)

(c)

(d)

(a) H. Bredereck u. W. Protzer, Chem. Ber. 87, 1873 (1954).

(b) M. Oldham u. J. Honeyman, J. Chem. Soc. 1946, 986.

(c) R.B. Duff, J. Chem. Soc. 1957, 4730.

Y.Z. Frohwein u. J. Leibowitz, Bull. Res. Council Israel, Sec. A 11, 330 (1963).

(d) W.R. Sullivan, J. Am. Chem. Soc. 67_, 837 (1945).

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• «7 ·

Einige O-Derivate von Sacchariden, die mit den bisher üblichen Verfahren nicht erhalten werden konnten, sind bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ohne weiteres zugänglich. Die mit Hilfe der bekannten Schutzgruppen nicht erhältlichen 1-0-Benzoyl-D-mannofuranose (K. Freudenberg und A. Wolf, Ber. 3oo (1925)), i-O-Acetyl-2-desoxy-D-ribopyranose und 1,5-Di-O-acetyl-L-rhamnofuranose (K. Freudenberg und A. Wolf, Ber. J59, 836 (1926)) lassen sich über O-Äthylborandiylderivate in hohen Ausbeuten und in reiner Form gewinnen.

Die beim Umsatz von Polyhydroxyverbindungen mit Bis(äthylpivaloyloxy)diboroxan oder Xthylboroxin entstehenden 0-Äthylborandiylderivate sind neue Stoffe. Einige Vertreter dieser Stoffgruppen, deren Herstellung in den folgenden Beispielen beschrieben wird, seien hier zusammengestellt. Ihre spezifische Charakterisierung erfolgt außer durch den optischen Drehwert und den Schmelzpunkt vor allem mit Hilfe der ¹H-, ¹¹B- und ¹³C-NMR-Spektren:

(I) i_f2:3,4-Bis-0-äthylborandiyl-oO-D-ribopyranose

(Sdp. 78°C/1O"³ Torr, [k"]*⁰ 9.9 (c=2, CCl₄), Gef.

B = 9.50 % B_c = 3.27 %)

(II) 1,2:3,4-Bis-0-äthylborandiyl-ß-L-arabinopyranose (Sdp. 68-69°C/iO"³ Torr./fO^⁰ 10.9 (c=3.8, CCl₄), Gef. B = 9.60 96, B_c = 3.40 %)

(III) 1,2:3,5-Bis-O-äthylborandiyl-t*' D- xylof uranose

(Sdp. 74°C/1O"³ Torr, (VJ^⁰ 33.4 (c=2, CCl₄), Gef. B = 9.50 96, B₀ = 3.10 90

(IV) 1,2:3,5-Bis-0-äthylborandiyl-ß-L-rhamnopyranose

(Sdp. 77-78°C/iO"³ Torr,[kjQ⁰ -10.2 (c=2.9, CCl₄), Gef. B = 9.05 %, B_c = 2.97 %)

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• 40-

(V) 3,4-0-Äthylborandiyl-2-desoxy-ß-D-ribopyranose mit freier OH-Gruppe in 1-Stellung

(Sdp. 95-98°C/iO~³ Torr, Schmp. 88⁰C, M |° -55.8 (c=0.7, DMSO)₁ Gef. B = 6.20 %, B_Q = 1.96 %, H ^& = 0.64 %)

(VI) 2,3:5,6-Bis-O-äthylborandiyl-Ä-D-mannof uranose mit freier OH-Gruppe in 1-Stellung

(Sdp. 126°C/1O~³ Torr, [<xil°_f19.2 (c=1.7, DMSO),

Gef. B = 8.43 %, B_Q = 2.79 %, H ^φ = 0.41 %)

(VII) 1,2:3,5-T5is-0-äthylborandiyl-OL-D-glucofuranose mit freier OH-Gruppe in 6-Stellung (Sdp. 12O°C/1O~³ Torr,/KJ^⁰ +50.5 (c=4.6, DMSO)₁ Gef. B = 8.38 %, B_c = 2.46 %, H ^Φ = 0.4 %)

(VIII) 1 ^O^-Bis-O-äthylborandiyl-a-D-galactopyranose mit freier OH-Gruppe in 6-Stellung

(Sdp. 119°C/1O"³ Torr, [c<J £° 13.1 (c=1.1, DMSO), Gef. B = 8.5 %, B_c = 2.90 %, H ^Φ = 0.45 %)

(IX) 2,3:4,6-Bis-O-athylborandiyl-oC-methyl-D-mannopyranosid

(Sdp. 1OO°C/1O"³ Torr, [cQ ^⁰ -9.9 (c=7, Hexan),

Gef. B = 8.2 %, B_c = 2.8 %)

(X) 4,6-0-Äthylborandiyl-OL-methyl-D-glucopyranosid mit freien OH-Gruppen in 2- und 3-Stellung

(Sdp. 14O°C/1O"³ Torr, [ei]p° 79-9 (c=1.1, Dioxan), 25 Gef. B = 4.69 %, B_Q = 1.56 %, H ^ = 0.86 %)

(XI) 2,4-0-Äthylborandiyl-ß-methyl-D-xylopyranosid mit freier OH-Gruppe in 3-Stellung (Sdp.56°C /10"³ Torr, Μ^°-113 (c=4.8, CCl₄), Gef. B = 5.40 %, B_Q = 1.77 %, H ^φ = 0.5 %)

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(XII) 2,3:4,5-Bis-O-äthylborandiyl-ß-D-fructopyranose mit freier OH-Gruppe in 1-Stellung (Sdp. 99°C/10~³ Torr,/>c] go _₅₂ (c = 3-7, DMSO), Gef. B « 8.4 96, H^ = 0.4 96)

(XIII) 2,3:4,6-Bis-0-äthylborandiyl-<x-L-sorbofuranose mit freier OH-Gruppe in 1-Stellung (Sdp. 12O°C/1O'³ Torr, M £° -36,8 (c=6.1, DHSO), Gef. B = 8.4 96, B_c = 2.75 5ί, Η ^φ = 0.39 %)

(XIV) 1,2:3,4-Bis-0-äthylborandiyl-D-tagatofuranose mit freier OH-Gruppe in 5-Stellung (Sdp. 98°C/10~³ Torr)

(XV) 3,4-0-Xthylborandiyl-ß-methyl-L-arabinopyranosid mit freier OH-Gruppe in 2-Stellung

(Sdp. 75°C/1O~³ Torr, M^⁰ 26.8 (c=1, DMSO), Gef. H ^θ = 0.49 %)

15 (XVI) 2,3-0-Äthylborandiyl-ß-D-ribopyranosid

mit freien OH-Gruppen in 1- uns 4-Stellung

(Sdp. 13O°C/1O"³ Torr, M^⁰ -38.8 (c=1.9, DMSO))

(XVII) 2,3-0-Äthylborandiyl-oC-rhamnofuranose

mit freien OH-Gruppen in 1- und 5-Stellung 20 (Mj)^{0 6}·² (^c=3·³' ^DMS°))

(XVIII) 2,3-0-Äthylborandiyl-D-ribo-pentono-i,4-lacton mit freier OH-Gruppe in 5-Stellung (Sdp. 157°C/1O"³ Torr,£c<j20 _₉₅ (_c=4_#2, DMSO), Gef. B = 5.75 96, B_c = 1.86 96)

(XIX) 1,2-0-Xthylborandiyl-D-glucurono-3,6-lacton mit freier OH-Gruppe in 5-Stellung (Schmp.48°C, [oQ ^⁰ 77.8 (c=2.3, CCl^), Gef. B_Q = 1.6 96)

(XX) 4,6-0-Xthylborandiyl-N-acetyl-D-glucosamin 30 mit freien OH-Gruppen in 1- und 3-Stellung

(Gef. B = 4.42 %, B_Q = 1.35 96)
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Die erfindungsgemäß herstellbaren intermolekularen O-Äthylborandiyl-Derivate bestehen z.B. aus zwei Saccharid Molekülen. Es handelt sich um viskose Flüssigkeiten. Die sogenannten Hexose-Dimeren mit der allgemeinen Formel (CgH₇Og)₂(BEt)c bilden sich z.B. aus Glucose entsprechend folgender Gleichung:

CH₂OH

EtB

♦ f BEPDIB -5 tBuCOOH

- Ih₂O

■OCH_:

BEt

XxI

Verbindung XXI aus Glucose ist wie Verbindung XXII aus Mannose eine farblose, viskose, nicht destillierbare Flüssigkeit.

Die intra- und die intermolekularen O-Äthylborandiyl-Derivate der Alkanpolyole sowie die der Mono-, Di- und Trisaccharide sind in aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen gleichermaßen gut löslich. Die intramolekularen O-Äthylborandiyl-Derivate der Alkanoligoole wie z.B.

die der Hexite sowie die der Monosaccharide sind ohne jegliche Zersetzung im Vakuum destillierbare Flüssigkeiten. Die intramolekularen O-Äthylborandiyl-Derivate der Disaccharide sind dagegen nicht destillierbar. Dies ist auch bei den Derivaten der Monosaccharide mit intermolekularer O-Äthylborandiyl-Gruppe der Fall.

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Beschreibung der Versuche

Sämtliche Experimente werden unter Ausschluß von Feuchtigkeit und Luft durchgeführt. Man arbeitet vorteilhaft unter dem Schutz eines Inertgases wie z.B. Reinstick stoff oder Argon.

Beispiel 1:

1,2:3,4-Bis-0-äthylborandiyl-ß-L-arabinopyranose (II): Eine Lösung von 22.4 g (75.3 mmol) BEPDIB in 20 ml Benzol gibt man bei Raumtemperatur zur gerührten Suspension von 7.5 g (50 mmol) L-Arabinose in 20 ml Benzol. Nach 30 Min. Rühren wird von 0.5 g unveränderter L-Arabinose abfiltriert, Anschließend engt man im Vakuum ein und erhält beim Destillieren 9.5 g (90 96) 99.3 proz. (GC) II mit Sdp. 68-69⁰C/ "·⁵

10"·⁵ Torr; Γ^7ρ° +10.9 (c=3.8, CCl^); 0.9 g dunkelbrauner Rückstand.- ¹¹B-NMR (2,2-Dimethylbutan): cf= 35.4 ppm (Hwb = 900 Hz); Gef. 9.6 % B Ber. 9.57 % B

Beispiel 2:

3»4-0-Äthylborandiyl-2-desoxy-D-ribose (V): Man tropft in 15 Min. bei Raumtemperatur eine Lösung von 5.5 g (18.5 mmol) BEPDIB in 10 ml Benzol zur gerührten Lösung von 5 g (37.3 mmo¥J^fn°'^:2fr^Draf^fidin. Die Mischung wird im Vakuum konzentriert. Anschließend gewinnt man bei der Destillation 6.2 g (97 %) kristallines V mit Sdp. 95-98°C/1O~³ Torr und Schmp. m°C\[c<l^ -55-8 (c=0.7, DMSO). ¹¹

¹¹B-IWiR (Acetonitril): 32.9 ppm (Hwb = 220 Hz).- Gef. 6.2 B Ber. 6.29 % B

Sinngemäß werden andere Polyhydroxyverbindungen gemäß Tabelle 2 umgesetzt.

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Tabelle 2: O-Borandiylisierung von Aldopentosen, Desoxypentosen und -hexosen mit BEPDIB

	Beispiel	Pentose	Name	Einwaage	5	nmol	BEPDIB	5	mmol	5	Destilla	6.2 (97)	Sdp.	% B	xx)	57 9. 19)(3.	60 40)	*· D	(c, CCI4)	«
			g	7.			4		3	tion j	9.5	⁰CZiO"³ Torr	(% B_c)	Ber. Gef.	57 9.	50			(2) Ψ
				4.	37.3	g	3	18.	4		5.8 (92)	(Schmp.)			.19X3	.10)
		2-Descxy- D-ribose	5	5 50		9	75.	2	Nr.	5.8 (99)			.57 9	.50	-55.	(0.7, DMSO)
	2	L-Arabi- nose	4	2 28	5.	.3	61.	.8	V	6.2 (92)	95-98 (88)	9. (3.	.19X3	.27)	+10.	(3.8)
	3	D-Xylose	5	33.3	22.	.6	33	.6	II	7.2 (90)	68-69	9.			33.	(2)
O	4		5	.5 30	18.	.1	64	.9	III	6.2 (92)	74	(3
co 00 co		D-Ribose	.3 35-3	9		35	III		9		9.
0/6	5		.1 34	19		33	I	78	(3
CD cn			10				78
			10		78
				0


8
9
4

9

L-Rhamnose 4.1 25

— 6-Desoxy-L-r.annose

7.4 24.8 IV

5.7 77-78 9.01 9.05 -10.2 (2.9)

(96) (3.00X2.97)

' Bezug auf Umsatz
^xx' Liebigs Ann. Chem. 70jf, 70 (1967)

Beispiel J:

2,3:5,6-Bis-O-äthylborandiyl-ot-D-mannof uranose (VI): 8.3 g (27.8 mmol) BEPDIB in 20 ml Benzol tropft man in 10 Min. bei Raumtemperatur zu 5 g (27.0 mmol) D-Mannose in 20 ml Pyridin. Nach Abziehen der leicht flüchtigen Anteile gewinnt man 6.8 g (96 %) farblose Flüssigkeit (Vl) mit Sdp. 126°C/1O~³ Torr; M^⁰ +19.2 (c=1.7, DMSO).- Gef. 8.A3 % B <Ber. 8.45 %

Beispiel Si

2,3:4,5-Bis-0-äthylborandiyl-ß-D-fructopyranose (XlI): Eine Losung von 8.4 g (27.8 mmol) BEPDIB in 20 ml Benzol tropft man in 1 h bei Raumtemperatur zur gerührten Suspension von 5 g (27.8 mmol) Fructose in 20 ml Pyridin. Nach Abziehen der leichtflüchtigen Anteile im Vakuum (10 bis

10~³ Torr) erhält man 6.8 g (96 %) farblose Flüssigkeit

(XII) mit Sdp. 98-99°C/iO"³ Torr; [cc]^° -52 (c = 3.7, DMSO); 0.3 g brauner Rückstand.- Gef. 6.4 % B, 0.42 % H ^θ (ßer. 8.45 % B, 0.4 %

Sinngemäß werden andere Polyhydroxyverbindungen gemäß Tabelle 3 umgesetzt.

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Tabelle 3: O-Äthylborandiylisierung von Aldo- und Ketohexosen mit EEPDIB

Beispiel . Hexose BEPDIB Destilla- % B

τι "tionspro— n«

Name g mmoi g ramoi j.,1,4. /q/ _n λ r.j~)a\j

CLlIIvC ν Τ* X2si / t_^^i τ*\

Nr. (96) Ber. Gef. (c, DMSO) °C/1O~³ Torr

5 27.8 8.4 28.2 XII 6.8 8.45 8.40 -52 99

(96) (2.82X2.78) (3-7)

10 55.5 16.5 55.4 VII 13.3 8.45 8.38 50.5 120

(94) (2.82X2.46) (4.6)

5 27.8 8.3 27.8 VI 8.6 8.45 8.43 19.2 126 * !

(96) (2.82X2.79) (1.7) f* "

5 27.8 8.4 28.2 VIII 7 8.45 8.50 13.1 119

(99) (2.82X2.90) (Li)

5 27.8 8.4 28.2 XIII 6.8 8.45 -36.8 120

(96) (2.82) (6.1)

ΛΖ D-Tagatose 2 11.1 3-3 11.1 XIV 2.7 8.45 98

(95) (2.82)

	9	D-Fructose
709839-	9 7	D-Glucose D-Mannose
<0967		D-Galactose
	11	L-Sorbose

Beispiel 13:

O-Äthylborandiylisierung von Sacchariden mit BEPDIB ohne Lösungsmittel

XXI aus D-Glucose: Eine Mischung von 3.4 g (18.9 ramol)

_ _, . ._ _ Cvgl-„das yors^chgndo R^nkti onncgbei:;?, Seite D-Glucose und 18.5 g (62 mmol) BEPDlB/erv/armt man ;>0 Min.

unter Rühren auf 80⁰C. Nach Abdestillieren der leicht flüchtigen Anteile im Vakuum erhält man 5 g (96.5 %) viskoses Produkt XXI.

¹H-NMR (60 MHz, CCl₄): T= 5-85 und 9.13 ppm im gef. VerhSltnis 12.4 : 26.6; ber. 14 : 25.

C₂₂H₃₉O₁₂B₅ (549.6) Ber. B 9.84; Gef. B 9-59

Beispiel 1^:

Alis XXII aus D-Mannose

(61 /

und Abdestillieren der leicht flüchtigen Anteile im Vakuum 5.4 g (99 %) viskoses Produkt XXII.

¹H-NMR (60 MHz, CCl₄): Z= 5.78 und 9.11 ppm im gef. Verhältnis 13.3 : 25.7; ber. 14 : 25.

C₂₂H₃₉O₁₂B₅ (549.6) Ber. B 9.84; Gef. B 10.02

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Beispiel 15:

2,4-0-Äthylborandiyl-ß-methyl-D-xylopyranosid (XI): Eine Lösung von 4.6 g (15.4 mmol) BEPDIB in 10 ml Benzol wird in 15 Min. bei Raumtemperatur zu 5 g (30.5 mmol) ß-Methyl-D-xylopyranosid in 20 ml Pyridin getropft. Nach 30 Min. Rühren wird im Vakuum (10 Torr) eingeengt (^T _möV = 60⁰C). Man gewinnt beim Destillieren im Vakuum 5.1 g (83 ⁰A) farblose Flüssigkeit (XI) mit Sdp. 58⁰CZiO"-* Torr; Mq⁰ -113 (c=4.8,CCl₄); 0.6 g Rückstand.- IR: 3490 cnf¹ (OH).- Gef. 5.4 % B <Ber. 5.35 % B> und Gef. 0.5 % H ® <Ber. 0.5 % H ^e

Sinngemäß werden andere Polyhydroxyverbindungen gemäß den Tabellen 4, 5 und 6 umgesetzt.

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Tabelle 4 O-Äthylborandiylisierung von Methylglykosiden mit BEPDIB

	-ο	Name	Me^J	5	mmol	5	g	BEPDIB	mmol	Destilla-	g	Sdp.	% B	(c.	8, CCl₄)	78
Beispiel	ο		:hyl-							tionspro- J.,1,4.	(Jt)	(Schnp.)	I 70 D₁-, J			• 9t Dioxar)
	CD	ß-Methyl-	glykosid		30.		4.		15.4	CUK	5.1	°C/10~³ Torr	Ber. Gef.	Q 20
	co 15	D-xylopy-	g							Nr.	(83)			^D		-9.9
15	Ca»	ranosid						6		XI		58	5.35 5.40	LM)	26.8 '	, Hexan)
	CO		2		2							(1.78)(1.77)	-113	DMSO) ^*
O												(4,	•
	ß-Methyl-		12.		1.		6		1.9
	L-arabino-								(91)
	pyranosid	5		8		8		XV		75

	«CMethyl-		25.		3.		13.1		5-9			(1,
	D-gluco-	5.		3					(99)
	pyranosid					9		X		140	4.66 4.69
	oC-Methyl-		1 26.		7.		26.5		7.1	(47)	(1.55)(1.56)
D-mar.no-								(100)			(3
pyranosid					9		IX		100	8.01 8.23
			(86)	(2.67K2.80)
				(7

Tabelle 5 O-Äthylborandiylisierung von Zuckerlactonen mit BEPDIB

Beispiel

Name

Lacton BEPDIB Destillag nmol g nmol _du££^Spr°~

g Nr. (96) Sdp.
(Schnp.

96 B

Γ/Vi²⁰ L⁰SJfD

Torr Ber. Gef. (c, LM)

19 D-Ribopentono- 7.2 48.6 7.2 24.3 XVIII

1,4-lacton (97)

157 5.81 5.75 -95

0.94)0.86) (4-2, DMSO)

CD OO CJ CD

20 D-Glucurono- 5.3 30.1 4.5 15 XIX 3,6-lacton (99)

(48)

+77.8 T-(2.3, CCl₄) ^v

Tabelle 6 O-Äthylborandiylisierung von Polyalkoholen mit BEPDIB

	Beispiel	Name	Polyalkohol	mmol	g	BEPDIB	mmol	Produkt	Sdp.	% B	)	Gef.	«
			g					g	(⁰C)	(96 B_c	10.76 (3.57)	•
		Äthan- 1,2-diol		30	17.		60	(90	105	Ber.	9.75 (3.29)
	21	Butan- 1,2,4-triol	1.86.	24.7	22.	9	74.1	2.9 (97)	-	10.82 (3.61)
—J σ co	ZX		2.62			1		3.5 (87)		9.95 (3.32)	10.98 (3-64)
OO		Xylit		15-8	14.		47.3
60/6£	23	2.4		1	3.8 (97)	10.95 (3.65)

Beispiel 24:

a) L-Arabinose und D-Mannose:

Eine Lösung von 18 g (60.4 mmol) BEPDIB in 30 ml Benzol tropft man in 30 Min. bei Raumtemperatur zur gerührten Suspension von 4 g (26.6 mmol) L-Arabinose (Schmp. 136-139⁰C) und 4 g (22.2 mmol) D-Mannose in 30 ml Pyridin. Man engt die Lösung im Vakuum (1O~³ Torr, Bad bis 50⁰C) ein und destilliert 7.2 g Gemisch mit Sdp. 68°C/1O"³ Torr ab. Als Rückstand gewinnt man 5 g.

10 L-Arabinose:

Zu 7.2 g Destillat gibt man 20 ml Methanol und rührt etwa 10 Min. bei Raumtemperatur. Alles Leichtflüchtige wird im Vakuum (12 Torr) entfernt. Man gewinnt als Rückstand 3.3 g (95 %) farblose, reine L-Arabinose mit Schmp. 156⁰C.

15 D-Mannose:

Zu 5 g Rückstand werden 10 ml Äthan-1,2-diol gegeben, das Gemisch 1 Stunde gerührt und alle leicht flüchtigen Anteile im Vakuum (12 Torr - 10"' Torr) abdestilliert. Nach Zugabe von 10 ml Äthan-1,2-diol zum viskosen Rückstand wird

im Vakuum (1O~³ Torr) erneut alles Leichtflüchtige abdestilliert. Man gewinnt als viskosen, schwachgelben Rückstand 2.9 g (73 %) D-Mannose. 10 ml Eisessig werden zugegeben, worauf beim Animpfen mit einem D-Mannose-Kristall kristallines Produkt erhalten wird.

25 b) D-Xylose und D-Glucose:

Eine Mischung von 5.7 g (38.4 mmol) D-Xylose mit Schmp. 153⁰C und 6.9 g (38.4 mmol) D-Glucose mit Schmp. 143⁰C wird mit 52.7 g (176.8 mmol) BEPDIB 30 Min. Auf etwa 80⁰C erhitzt. Anschließend entfernt man die leicht flüchtigen

Anteile im Vakuum (1O~* Torr) und erhält beim Destillieren

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7.3 g mit Sdp. 78°C/10~^ Torr neben 11 g gelblichem Rückstand.

D-Xylose:

Zu 7.3 g Destillat gibt man 30 ml Methanol, erhitzt 10 Min. auf 50⁰C und entfernt alle leicht flüchtigen Anteile im Vakuum (12 bis 0.1 Torr). Man gev/innt als Rückstand 4.5 g (79 %) reine D-Xylose mit Schmp. 153⁰C

D-Glucose:
Zu 11 g Rückstand tropft man bei 50⁰C 20 ml Äthan-1,2-diol und destilliert gleichzeitig das entstehende 2-Äthyl-1,3,2-dioxaborolan im Vakuum (10 Torr) ab. Das überschüssige Äthan-1,2-diol wird im Vakuum (1O~⁵ Torr, Bad 80⁰C) entfernt. Zum hochviskosen Rückstand fügt man ca. 40 ml Hexan, rührt ca. 0.5 h und filtriert von der weißen Glucose ab.

Nach Trocknen gewinnt man 5 g (72 %) reine D-Glucose mit Schmp. 146⁰C.

c) Xylit und D-Mannit:

Man erhitzt die Mischung von 7.46 g (41 mtnol) D-Mannit und 6.2 g (41 mmol) Xylit mit 67.5 g (227 mmol) BEPDIB 30 Min. auf 8O⁰C. Nach Abziehen der leicht flüchtigen Anteile im Vakuum (1O~³ Torr) gewinnt man 11.6 g (96 %) vom Sdp. 108⁰C/ 10"³ Torr und M^⁰ 9.7 (c=6, CCl₄) sowie 9.2 g (91 %) viskosen Rückstand.

D-Mannit:

Zu 11.6 g Destillat gibt man 30 ml Äthan-1,2-diol, erhitzt 1 h auf 6O⁰C und entfernt alle flüchtigen Anteile im Vakuum ³

³ Torr). Man gewinnt als Rückstand 5.8 g (78 %) reinen D-Mannit mit Schmp. 164-166⁰C.

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9,2 g Rückstand erhitzt man in 3o ml Äthan-1,2-diol o_r5 h auf 60 C. Die flüchtigen Anteile werden im Vakuum (1o~³ Torr) entfernt. Man erhält als Rücketand 4 g (65 %) reinen Xylit mit Schmelzpunkt 9o°C.

-ieispiele 25-35

Das allgemeine Verfahren von Beispiel 2 wurde unter Verwendung von Äthylboroxin anstelle von BEPDIB und unter Verwendung von Toluol als Reaktionsmedium anstelle von Benzol und/oder Pyridin durchgeführt (Tabelle7). Die Temperatur wurde nach dem Mischen bis auf 110⁰C erhöht, worauf bei dieser Temperatur das Reaktionswasser als azeotropes Gemisch mit Toluol abdestilliert wurde. Die römischen Zahlen der Produkte I - VIII, X, XII, XIII und XVII entsprechen den auf S. 8 - 1o der Anmeldung identifizierten Produkten, während XXIII dem Produkt in Beispiel 14 auf S. 16 der Anmeldung entspricht. In Beispiel 34 wird neben Produkt XII eine weitere neue Verbindung XXIII gebildet:

Et

- O-

BEt

mit einem Molekulargewicht (NMR) = 55o (B₅), enthaltend B= 9,63 %, B„ = 3,3 %.

Gemäss Beispiel 29 wird außer dem Produkt V eine neue Verbindung XXIV, das 4,5-0-Xthylborandiyl-4,5-dihydroxy-pent-3-enal in einer Ausbeute von 3,36 % mit Siedepunkt = 55°C/1o"³ Torr £\7_Ό° =17,1 (c= 1,7 CCl₄) und Molekulargewicht (NMR) = 154 (B₁) gebildet.

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Das allgemeine Verfahren der Beispiele 25-35 kann nochmals durch die Beschreibung des Beispiels 29 erläutert werden:

Die Suspension von 18,9 g (141 mMol) 2-Desoxy-D-ribose in 6o ml Toluol, zusammen mit 7,9 g (47 mMol) Äthylboroxin wurde auf 11o°C unter Rühren erhitzt. Das azeotrope Gemisch Wasser/Toluol wurde abdestilliert. Danach wurden 2,4 g reines 4,5-0-Äthylborandiyl-4,5-dihydroxy-pent-3-enal im Vakuum bei einem Siedepunkt von 55°C/1o~ Torr (Ausbeute 22 %) als auch 11,9 g eines Gemisches ( H-NMR: etwa 5o % Pent-3-enal-Derivat und 5o % V) abdestilliert. Es verblieb ein dunkelbrauner Rückstand von 3,4 g.

Beispiel 36

Abtrennung von D-Xylose aus Xylit

1o g (66,6 mMol) D-Xylose und 1o g (65,7 mMol) Xylit wurden in 9o ml Benzol gemischt und danach 23,3 g (138,7 mMol) Äthylboroxin zugegeben. Nach quantitativer Entfernung des azeotropen Gemisches Wasser/Benzol ergab die Vakuumdestillation 16,4 g des Produktes III vom Siedepunkt 74°C/1o~ Torr (Ausbeute 96 %). 16,6 g Rückstand enthielt das O-Äthylborandiylderivat des Xylits. um die reine D-Xylose aus III zu isolieren, wurden 2oo ml Methanol zum Vakuumdestillat getropft und der leicht flüchtige Anteil laufend abdestilliert. 9,2 g farbloser, fester D-Xylose mit einem Schmelzpunkt von 142°C wurden isoliert (Ausbeute 95,8 %). Der Rückstand wurde mit 4o ml eines 1 : 1-Gemisches von Äthylenglykol/Äthanol ge- - mischt und die Mischung unter hohem Vakuum destilliert. Der Rückstand von 1o,2 g ist roher Xylit (Ausbeute 1o2 %).

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-W-

Tabelle 7: Herstellung von O^Xthylborandiyl-Zucker aus Xthylboroxin

Beisp. Polyhydroxy- Nr. verbindung g (mMol)	D-Ribose	30.8 (205.2)	Xthylbor oxin g (mMol)	Produkt Nr. 1 ,	9 (mMol)	.4	Ausbeute Siede- . punkt (°C/Torr)	78/1O"³
25		10.2 (68.0)	27.8 (165.9)	ι ■	44	.8	95.8	85/5"10"³
	L-Arabinose	3.0 (20.O)	14.3 (85.1)	I	14	.4	96.7	68-69/1O"³
26	D-Xylose	20.0 (95.2)	3.4 (20.0)	II	4		97.8	74/1O"³
27	L-Rhamnose	4.1 (24.9)	16 (95.2)	III	27	.4	90	77-78/1O"³
8		20.8 (126.7)	5.3 (31.5)	IV	5	.4	91.5	—
	2-Desoxy- D-ribose	18.9 (141)	7.1 (42.3)	XVII	24,		95	95/1O"³
29	D-Mannose	97.7 (542.5)	7.9 (47)	V		,7	18	126/1O"³
30		31.8 (176.5)	60.8 (361.9)	Qt/ß-VI	1O1.	2	74	126/1O"³
		13.5 (74.9)	19.8 (117.6)	ot/ß-vi 9 : 1	37.	5	82.5	—
	D-Glucose	37.1 (205.1)	50.3 (299.6)	XXII	2O.	8	99.6	120/1O"³
31	Galactose	18 (100)	23.1 (137.51	VII	44.	8	85	119/1O"³
32	Methyl D- glucopyra- nosid	20 (103.1)	11.2 (66.6)	VIII	21.	2	85.5	14O/1O"³
33	D-Fructose	100 (555.2)	5.8 (34.4)	X	20.		84.5	99/1O""³
34		28.3 (110.6)	62.2 (370.2)	XII	128	3	90.2	- viscos
	L-Sorbose	100 (555.1)	5.8 (34.5)	XXIII	30.		99.7	12O/1O"³
35	64.9 (386.3)	XIII	128	90.2

709839/0967

Claims

Patentanspruch :

Verfahren zur Trennung und/oder Reinigung von Oligo- und Polyhydroxyverbindungen durch Einführung und anschließender Abspaltung von Schutzgruppen, dadurch gekennzeichnet, daß man Oligo- und Polyhydroxyverbindungen mit Bis{äthylpivaloyloxy)diboroxan oder Äthylboroxin, gegebenenfalls
in inerten Lösungsmitteln umsetzt, die dabei entstehenden O-Äthylborandiylderivate der Hydroxyverbindungen abtrennt und die O-Äthylborandiyl-Schutzgruppen durch alkoholische Verbindungen,beispielsweise Methanol oder Glykol, abspaltet.

709839/0967 ORIGINAL INSPECTED