DE2822486A1 - 3alpha, 6alpha-dihydroxy-5beta- cholestan-24-on-derivate und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
3alpha, 6alpha-dihydroxy-5beta- cholestan-24-on-derivate und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
" 3o/>6oi-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-Derivate und Verfahren
zu ihrer Herstellung "
In den vergangenen Jahren wurden ausgedehnte Untersuchungen zur
Entwicklung von Verbindungen durchgeführt, die aktive Metabolite von Vitamin D sind. Besonderes Interesse fanden Steroide
mit mindestens einer Hydroxylgruppe in ihrer Seitenkette, insbesondere Cholesterine mit Hydroxylgruppen in der 24- und/
oder 25-Stellung. Diese Verbindungen sind Zwischenprodukte zur Herstellung von aktivem Vitamin D_. Beispiele für diese
Verbindungen sind Io^,25-Dihydroxycholecalciferol,
1«,24-Dihydroxychölecalciferol, 1oc,24,25-Trihydroxycholecalciferol,
25-Hydroxycholecalciferol und 24,25-Dihydroxycholecalciferol.
Bekanntlich ist Desmosterin ein wertvolles Zwischenprodukt zur Herstellung der vorgenannten aktiven Vitarain D3~Verbindüngen.
Tatsächlich leiten sich die verschiedensten Typen von aktivem Vitamin D^ von Desmosterin ab. Desmosterin ist zwar
ein sehr wertvolles Zwischenprodukt zur Herstellung von aktivem Vitamin D^, doch ist es schwierig zugänglich, weil es
aus schwer zugänglichen Naturstoffen gewonnen wird, beispielsweise aus Fucosterin, das aus bestimmten Seetangarten gewonnen
wird.
809851/0686
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , bestimmte 3«,6oi-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-Derivate zu schaffen, die
sich leicht in Desmosterin und seine Derivate und andere aktive Vitamine D überführen lassen. Die Lösung dieser Aufgabe
beruht auf dem überraschendem Befund, daß die leicht zugängliche Hyodesoxycholsäure ein günstiges Ausgangsmaterial ist.
Die Erfindung betrifft somit den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I werden erfindungsgemäß durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel
II
i I I
(II)
in der R1 eine Schutzgruppe und X ein Halogenatom, einen Alkoxy-
oder Aralkoxyrest darstellt, mit einer eine Isopropylgruppe liefernden metallorganischen Verbindung umsetzt. Vorzugsweise
wird als metallorganische Verbindung Diisopropylcadmium, Diisopropylzink,
ein Isopropylzinkhalogenid oder Isopropylmagnesiumhalogenid verwendet.
Die verfahrensgemäß eingesetzten Verbindungen der allgemeinen Formel II lassen sich durch Einführung einer Schutzgruppe in
die Hydroxylgruppen der Hyodesoxycholsäure und anschließende Umsetzung der Carboxylgruppe mit Thionylchlorid, Phosphoroxychlorid,
Phosphortrichlorid oder Phosphorpentachlorid unter Erwärmen und gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungsmittels,
wie Benzol oder Chloroform, herstellen.
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Vorzugsweise werden die Verbindungen der allgemeinen Formel II mit der metallorganischen Verbindung in Gegenwart eines
inerten Lösungsmittels, wie Benzol, Toluol oder Diäthyläther,
bei Temperaturen von 0 bis 500C, vorzugsweise 10 bis 3O°C,
während 1 bis 3 Stunden umgesetzt. Es werden die entsprechenden Verbindungen der allgemeinen Formel I erhalten, in der
die Hydroxylgruppen geschützt sind. Gegebenenfalls können ~ die Schutzgruppen in den Verbindungen der allgemeinen Formel I
in üblicher Weise durch Hydrolyse abgespalten werden.
Vorzugsweise kommt als Schutzgruppe eine Acyl-, Triarylmethyl-, Methoxymethy1-, Tetrahydropyranyl-, Älkylsilyl-
oder Benzylgruppe in Frage.
Einige Beispiele zur Herstellung von Desmosterin aus den Verbindungen
der Erfindung werden nachstehend gegeben.
a) 3(y,6o'~Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on (I) wird beispielsweise
mittels eines Alkalimetallhydrids zum 3oi,6of,24-Trihydroxy-5ß-cholestan
(III) reduziert. Beispiele für bevorzugt verwendete Reduktionsmittel sind Alkalimetallborhydride, wie
Kalium- und Natriumborhydrid, sowie Lithiumaluminiumhydrid. Die Reduktion wird vorzugsweise in einem Lösungsmittel,
beispielsweise einem Äther oder Alkohol, durchgeführt. Die Art des verwendeten Lösungsmittels hängt von der Art des
Reduktionsmittels ab. Sodann wird die erhaltene Verbindung (III) mit einem Chlorierungsmittel, wie Phosphortrichlorid,
Phosphorpentachlorxd oder Phosphoroxychlorid, zum 3-Chlorcholest-5,24-dien (IV) umgesetzt. Bei dieser Umsetzung
werden die Hydroxylgruppen der Verbindung (III) durch Chloratome substituiert. Es entsteht die entsprechende
3,6,24-Trichlorverbindung, die im Zuge der Umsetzung
Chlorwasserstoff abspaltet unter Bildung der Verbindung (IV) Diese Umsetzung kann in einem inerten Lösungsmittel durchgeführt
werden. Gewöhnlich werden aromatische Lösungsmittel, wie Benzol oder Toluol, oder halogenierte Kohlenwas-
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' serstoffe, wie Chloroform, Tetrachlorkohlensto f f oder
Methylenchlorid verwendet. Vorzugsweise werden basische Lösungsmittel oder Lösungsmittel, die eine Base als Chlorwasserstoff
acceptor enthalten, verwendet. Die Reaktionstemperatur kann im Bereich von Raumtemperatur bis zur
Rückflußtemperatur des verwendeten Lösungsmittels liegen.
Sodann wird die Verbindung (IV) in das 3ß-Acyloxycholest-5,24-dien
(V) überführt. Dies kann beispielsweise durch ^ Behandlung mit Kaliumacetat in Eisessig erfolgen. Untersuchungen
haben ergeben, daß die Verbindung (V) die gleiche Verbindung ist, wie das acylierte Desmosterin.
b) 33,6o(-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on (I) wird in üblicher
Weise in das 3 ex, 6o:-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-dimesylat
(VI) überführt. Sodann wird die Verbindung (VI) mit einem anorganischen Chlorid, wie Kalium-, Natrium- oder
Lithiumchlorid, zum 3-Chlorcholest-5-en-24-on (VII) umgesetzt. Vorzugsweise wird die Umsetzung in einem Lösungs-2^
mittel durchgeführt, das das anorganische Chlorid gut löst. Beispiele für verwendbare Lösungsmittel sind Amide,
wie Dimethylformamid, Hexamethylphosphorsäuretriamid oder Hexamethylphosphorsäureamid, Ketone, wie Aceton,
oder Alkohole. Die Umsetzung kann bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur durchgeführt werden.
In die Verbindung (VII) wird gemäß (a) ein Acyloxyrest in die 3ß-Stellung eingeführt. Es entsteht das entsprechende
3ß-Acyloxycholest-5-en-24-on (VIII). Das vorstehend in (a) beschriebene Desmosterin-Derivat (V) kann in üblicher
Weise leicht in die Verbindung (VIII) überführt werden; vgl. JA-OSen 149 662/1975 und 24 264/1975.
c) 3<X,6ß(-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-diacetat (I) wird gemäß
(a) zum 3c^,6'X,24-Trihydroxy-5ß-cholestan-3o(,6or.-diacetat
(IX) reduziert. Bei Verwendung von Calciumborhydrid
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als Reduktionsmittel erfolgt die Reduktion ohne Abspaltung der Acylgruppe. Sodann wird die Verbindung (IX)
mittels eines sauren Katalysators zum 3ofr6o(-O±h.YdroxY-5ßcholest-24-en-diacetat
(X) dehydratisiert. Vorzugsweise wird die Umsetzung in Gegenwart eines tertiären Amins,
wie Pyridin oder Triäthylamin, durchgeführt, um die Reaktionsgeschwindigkeit
zu erhöhen und die Ausbeute zu verbessern. Bei dieser Art der Dehydratisierung kann zwar
jader saure Katalysator verwendet werden, vorzugsweise
werden jedoch Phosphoroxychlorid, Thionylchlorid, Methansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure oder deren Chlorid r
Phosphorpentoxid oder Schwefelsäure eingesetzt. Die Verbindung (X) wird zum 3o(,6<x-Dihydroxy-5ß-cholest-24-en (XI)
hydrolysiert. Diese Verbindung wird ihrerseits in üblieher
Weise zum 3or,6tf-Dihydroxy-5ß-cholest-24-en-dimesylat
(XII) umgesetzt. Die Verbindung (XII) wird gemäß (b) mit einem anorganischen Chlorid behandelt und zum
3-Chlorcholest-S,24-dien (IV) umgesetzt. Diese Verbindung
wird gemäß (a) zum Sß-Acyloxycholest-S,24-dien (V) umgesetzt.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
2^ Eine Lösung von 30 g Hyodesoxycholsäure in 90 ml Essigsäureanhydrid
und 180 ml Eisessig wird 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch eingedampft
und der Rückstand in 200 ml Pyridin und 40 ml Wasser gelöst. Das Gemisch wird 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt
und sodann eingedampft. Der erhaltene Rückstand wird in Chloroform gelöst. Die Chloroformlösung wird mit Wasser und
verdünnter Salzsäure gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Es werden 31 g Hyodesoxycholsäure-
diacetat erhalten.
35
35
L- _J
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IR-Spektrum (cm"1, KBr): I735, 1708
NMR-Spektrum (δ in CDCl3): 0,65 (3H,S), 0.98 (6H,S),
2,01 (3H,S), 2,03 (3H,S),
4,4-5,4 (IH,m)
Eine Suspension von 4,46 g Magnesiumspänen in 200 ml wasserfreiem
Diäthyläther wird tropfenweise und unter Rühren bei Raumtemperatur mit einer Lösung von 18,9 ml Isopropylbromid
in 100 ml wasserfreiem Diäthyläther versetzt. Sodann wird das Gemisch 3O Minuten unter Rückfluß erhitzt, bis das
Magnesium in Lösung gegangen ist. Nach dem Abkühlen der Isopropylmagnesiumbromid-Lösung werden langsam 25 g wasserfreies
Cadmiumbromid eingetragen. Das Gemisch wird 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt. Hierauf wird der Diäthyläther abdestilliert
und der Rückstand mit wasserfreiem Benzol versetzt. Es wird eine Lösung von Diisopropy!cadmium in Benzol
erhalten.
10 g Acetylhyodesoxycholsäure werden in 50 ml Thionylchlorid gelöst und 30 Minuten gelinde erwärmt. Hierauf wird
überschüssiges Thionylchlorid unter vermindertem Druck abdestilliert. Das erhaltene Diacetylhyodesoxycholsäurechlorid
wird in wasserfreiem Benzol aufgenommen. Die Lösung wird tropfenweise mit der Benzollösung von Diisopropylcadmium
unter kräftigem Rühren und Kühlung mit Wasser versetzt.
1 Stunde nach beendeter Zugabe wird das Reaktionsgemisch unter Eiswasserkühlung mit Wasser und hierauf mit 5prozentiger
Salzsäure versetzt. Die Benzolschicht wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und
eingedampft. Es hinterbleibt das 3rf,6oc-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-diacetat
als öl, das in Methanol zur Kristallisation gebracht und aus Methanol umkristallisiert wird. F. 108 bis
1O9°C.
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IR-Spektrum (cm"1, KBr): 1730, 1712
NMR-Spektrum (δ in CDCl3): 0,66 (3H,S), 0,99 (6H,S),
1,10 (3H,S), 1,94 (6H,S),
4;3-4;8 (IH, m)
Beispiel 3 Das gemäß Beispiel 2 hergestellte 3or, 6».-Dihydroxy-5ßcholestan-24-on-diacetat
wird in einer Lösung von 11g Kaliumhydroxid in 200 ml Methanol gelöst. Sodann wird die
Lösung 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Hierauf wird das Reaktionsgemisch auf etwa 50 ml eingedampft. Das Konzentrat
wird mit Wasser versetzt und das abgeschiedene öl mit Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetatextrakt wird mit
Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographisch
gereinigt. Nach ümkristallisation aus Äthylacetat werden 3 g 3<tf,6c<-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on vom F. 180 bis 1810C
erhalten.
IR-Spektrum (cm , KBr): 3360, 1710 NMR-Spektrum (fi ±n QOC±^. 0?64 (3HjS)>
Q^Q (6HjS)j
1,02 (3H,S), 1,14 (3H,S), 3f30 - 3r80 (2H,m),
3,80 - 4,40 (2H,m)
Eine Lösung von 2,6 g 3<y, 6o(-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on in
2OO ml Methanol wird mit 2 g Natriumborhydrid versetzt und
1 Stunde unter Eiskühlung gerührt. Nach dem Zersetzen des überschüssigen Natriumborhydrids mit verdünnter Essigsäure
wird das Gemisch auf etwa 100 ml eingedampft. Der Rückstand wird mit Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetatextrakt wird
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■j mit Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und
eingedampft. Es werden 2,0 g 3c/,6of,24-Trihydroxy-5ß-cholestan
erhalten, das nach dem Umkristallisieren aus Chloroform bei 169 bis 173°C schmilzt.
NMR-Spektrum (δ in CDCl3): 0,65 (3H,S), O791 (3H,S),
0,97 (3H,S), _
3,0 - 4,3 (3H,m)
a) Eine Lösung von 1 ,5 g 3<v,6c/',24-Trihydroxy-5ß-cholestan
in 20 ml Pyridin wird mit 3 ml Phosphoroxychlorxd versetzt. Nach beendeter Umsetzung wird das Reaktionsgemisch in Eiswasser
gegossen und mit Diäthyläther extrahiert. Der Ätherextrakt wird mit verdünnter Salzsäure und Wasser gewaschen,
über Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel chromatographiert. Es werden
0,6 g 3-Chlorcholest-S,24-dien erhalten.
NMR-Spektrum (δ in CCl4): 0,69 (3H,S), 0,97 (3H,S),
1,03 (3H,S), 1,58 (3H,S), 1,66 (3H,S),
3,5 - 3,9 (lH,m) 5,35 (lH.b.S)
b) Eine Suspension des gemäß a) erhaltenen öligen Produkts in 20 ml Eisessig wird mit 6 g wasserfreiem Kaliumacetat versetzt.
Sodann wird das Gemisch 2 1/2 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach Zugabe von Wasser wird das Gemisch mit Diäthyläther
extrahiert. Der Ätherextrakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an
Kieselgel chromatographiert. Es werden 332,9 mg Desmosterin acetat erhalten, das nach dem Umkristallisieren aus einem
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~ 12 -
Gemisch von Aceton und Methanol bei 92 bis 930C schmilzt.
Das Produkt wird mit einer authentischen Probe anhand des Mischschmelzpunkts identifiziert.
Beispiel 6
a) Eine Lösung von 168 mg 3of, 6<y-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on
in 5 ml Pyridin wird unter Eiskühlung mit 0,5 ml Methansul-~ fonylchlorid versetzt und 1 Stunde gerührt. Danach wird das
Reaktionsgemisch in Eiswasser gegossen und mit Äthylacetat
-|0 extrahiert. Der Äthylacetatextrakt wird mit verdünnter Salzsäure
und Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Es hinterbleibt als öl das 3or,6oi-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-dimesylat.
IR-Spektrum (cm"1, KBr): 1710, 1172, 923
NMR-Spektrum ($ in CCl4): 0,66 (3H,S), 0,99 (6H,S),
1,10 (3H7S), 2,97 (6H,S), 4,3 - 5,1 (2H,m)
b) Eine Lösung des gemäß a) hergestellten 3Pf, 6oc-Dihydroxy-5ßcholestan-24-on-dimesylats
in 10 ml Dimethylformamid wird mit 100 mg Lithiumchlorid versetzt und 30 Minuten unter Rückfluß
erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch mit Wasser versetzt und mit Diäthylather extrahiert. Der
Ätherextrakt wird mit Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Es hinterbleibt als öl das
3-Chlorcholest-5-en-24-on.
NMR-Spektrum (δ in CCl4): 0;68 (3SH,S), 0,92 (3H,S),
0,99 (3H, S), 1,02 (3H), 1,00 (3H,S), 5,33 (IH,m)
c) Eine Lösung von 3-Chlorcholest-5-en-24-on in 3 ml Eisessig
wird mit 0,2 g wasserfreiem Kaliumacetat versetzt und 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Danach wird das Reaktionsgemisch eingedampft und mit Diäthyläther. extrahiert. Der
Ätherextrakt wird mit Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat
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getrocknet und eingedampft. Der Rückstand wird an Kieselgel
ehromatοgraphiert. Es werden 81,1 mg 3ß-Hydroxycholest-5-en-24-on-acetat
erhalten, das nach dem Umkristallisieren aus Methanol bei 125 bis 1270C schmilzt.
IR-Spektrum (cm"1, KBr): 1708, 1726
NMR-Spektrum (δ InCDCl3): 0.69 (3H,S), 0,96 (3H,S), c-
lT03 (6H,S), 1,14 (3H,S),
2,03 (3H,S), 5,60 10
5f4O
Beispiel 7
a) 3oi, 6Ä-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-diacetat wird mit
a) 3oi, 6Ä-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-diacetat wird mit
15
Calciumborhydrid zum 3o(,6o(-24-Trihydroxy-5ß-cholestandiacetat
reduziert.
IR-Spektrum (cm"1, KBr): 3380
NMR-Spektrum (δ in CCl4): 0,67 (3H,S), 0;82 (3H,S),
0,93 (3H,S), 1,00 (3H1S), 1,96 (6H,S), 3;20 (IH,m)
4,4 - 5;25 (2H,m)
25
Das erhaltene 3«,6of,24-Trihydroxy-5ß-cholestan-3oi,60f-diacetat
wird gemäß Beispiel 5 a) mit Phosphoroxychlorid in Pyridin umgesetzt und das Produkt in üblicher Weise hydrolysiert.
Es wird das 3«¥,6<*-Dihydroxy-5ß-cholest-24-en erhalten,
das nach dem Umkristallisieren aus Methanol bei 188 bis 190°C schmilzt.
IR-Spektrum (cm"1, KBr): 3380
NMR-Spektrum (δ in CCl4): 0,64 (3H,S), 0f90 (6H.D.S),
1,10 (3H,S), lr18 (3H,S),
3,30 - 4r30 (4H,m), 5,1 (lH,m)
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-■ 14 -
■j b) Eine Lösung von 196,7 mg 3ei,6ft'-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-en
in 10 ml Pyridin wird mit 1 ml Methansulfonylchlorid versetzt
und 2 Stunden in einem Eisbad gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch in Eiswasser gegossen und mit Diäthyläther
extrahiert. Der Ätherextrakt wird mit verdünnter Salzsäure und Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und
eingedampft. Es werden 190 mg 3<<,6o(-Dihydroxy-5ß-cholest-24-endimesylat
als öl erhalten.
■jO Die Lösung des Produkts in 5 ml Dimethylformamid wird mit
0,2 g Lithiumchlorid versetzt und 20 Minuten unter Rückfluß erhitzt. Danach wird das Reaktionsgemisch mit Diäthyläther
extrahiert. Der Ätherextrakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Es werden 150 mg 3-Chlorcholest-5,24-dien
erhalten. Das Produkt wird gemäß Beispiel 5 b) umgesetzt. Es werden 105,4 mg Desmosterxnacetat erhalten.
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Claims (12)
1. 3 tv, 6crf-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-Derivate der allgemeinen
Formel I
_ . .
(D
in der R ein Wasserstoffatom oder eine Schutzgruppe darstellt.
2. Verbindungen nach Anspruch 1 der allgemeinen Formel I, in der R ein Wasserstoffatom, eine Acyl-, Triarylmethyl-,
Methoxymethyl-, Tetrahydropyranyl-, Alkylsilyl- oder Benzylgruppe bedeutet.
L- 809851/0686 -J
ORIGINAL INSPECTED
^
3. Verbindungen nach Anspruch 1 der allgemeinen Formel I,
in der R ein Wasserstoffatom oder einen Acylrest bedeutet.
4. 3<*,6o'-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on.
5
5. 3tf, 6o<-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-diacetat.
6. 3a, 6of-Dihydroxy-5ß-cholestan-24-on-dimesylat.
7. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch T,
dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel II
COX
\^—^ ^
\^—^ ^
(II)
in der R' eine Schutzgruppe und X ein Halogenatom, einen Alkoxy- oder Aralkoxyrest darstellt^ mit einer eine Isopropylgruppe
liefernden metallorganischen Verbindung behandelt und gegebenenfalls das Reaktionsprodukt hydrolysiert.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Umsetzung in einem inerten Lösungsmittel durchführt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Benzol, Toluol oder Diäthyläther verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Umsetzung 1 bis 3 Stunden bei 0 bis 5O°C durch-35
führt.
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1
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung 1 bis 3 Stunden bei 10 bis 30°C durchführt.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß 5 man als metallorganische Verbindung Diisopropylcadmium, Diisopropylzink,
ein Isopropylzxnkhalogenid oder Isopropylmagnesiumhalogenid verwendet. ~
"~ 809851/0686
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