DE3438484C2 - - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D301/00—Preparation of oxiranes
- C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
- C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
- C07D301/14—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with organic peracids, or salts, anhydrides or esters thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07J—STEROIDS
- C07J71/00—Steroids in which the cyclopenta(a)hydrophenanthrene skeleton is condensed with a heterocyclic ring
- C07J71/0005—Oxygen-containing hetero ring
- C07J71/001—Oxiranes
Description
Die Erfindung betrifft ein neues Epoxidierungs-Reagenz
und seine Verwendung zur Epoxidierung von organischen
Verbindungen.
Das neue Epoxidierungs-Reagenz besteht aus einem Eisen-, Mangan-,
Nickel- oder Kobalt-, vorzugsweise Eisen-Phthalocyanin, und Iodosobenzol
als Sauerstoff-Quelle in einem organischen Lösungsmittel.
Es ist bereits eine Vielzahl von Epoxidierungs-Reagenzien
bekannt, die gebräuchlichsten dürften basisches Wasserstoffperoxid
[s. z. B. J. Org. Chem. 24, 2048 (1959)]
sowie die organischen Persäuren [s. z. B. Tetrahedron 39,
2323 (1983)], wie z. B. Perbenzoesäure, Perphthalsäure
oder m-Chlorperbenzoesäure, sein. Gegenüber diesen
Reagenzien hat das neue Epoxidierungs-Reagenz die Vorteile,
säure-pH-Wert-empfindliche Verbindungen sowie
Verbindungen mit labilen Gruppen in den Molekülen
einsetzen zu können sowie eine größere Stereoselektivität
aufzuweisen.
Die in letzter Zeit bekannt gewordenen Reagenzien weisen
zwar z. T. die genannten Vorteile auf, besitzen aber dafür
andere Nachteile: die in Tetrahedron 39, 1635 (1983) am
Beispiel eines speziellen Olefins (Chalcon, ein a,β-ungesättigtes
aromatisches Keton) vorgestellte Methode arbeitet
mit nicht käuflichen bzw. teuren Poly-L-Aminosäuren und
basischem Wasserstoffperoxid (s. o.) in einem sicherlich
nicht für alle Olefine geeigneten wäßrigen Dreiphasensystem.
Die von K.B. Sharpless [J. Org. Chem. 47, 1378
(1982), J. Org. Chem. 49, 728 (1984)] beschriebenen
Titanverbindungen sind nur bei allylischen Alkoholen
anwendbar.
Andere Reagenzien sind nicht lange lagerungsfähig
[z. B. 3,5-Dinitroperbenzoesäure, J. Org. Chem. 43,
1689 (1978)], sehr teuer [z. B. Hexafluoraceton,
Synthesis 810 (1980) und EP 5.100 (1979)] oder schwer
zugänglich bzw. sehr teuer [z. B. Porphyrine, J. Am.
Chem. Soc. 105, 5786 (1983), Tetrahedron Letters 1984,
789] und ergeben bei ihrem Einsatz nicht immer zufriedenstellende
Stereoselektivität.
Es bestand also trotz der Vielzahl vorbekannter Epoxidierungs-
Reagenzien ein Bedürfnis nach einem neuen,
möglichst viele der genannten Nachteile nicht aufweisenden
Mittel zur Epoxidierung organischer Olefine. Es
wurde nun gefunden, daß ein Reagenz, bestehend aus einem
Eisen-, Mangan-, Kobalt- oder Nickel-, vorzugsweise Eisen-Phthalocyanin,
und Iodosobenzol, überraschenderweise diese Aufgabe löst.
Das neue Epoxidierungs-Reagenz, das Gegenstand dieser
Erfindung ist, zeichnet sich dadurch aus, daß es stabil,
leicht zugänglich bzw. billig ist und Reaktionen ermöglicht,
die mit hohen Ausbeuten und großer Selektivität
verlaufen. Übergangsmetall-Phthalocyanine werden großtechnisch
verwendet; sie sind seit Jahrzehnten als
Farbpigmente bekannt [Ber. dtsch. chem. Ges. 72 (A), 93
(1939)].
Die Ausbeuten, die mit dem neuen Epoxidierungs-Reagenz
erreicht werden, sind denen aus dem Stand der Technik
zumindest gleichwertig, oft sind sie höher.
Die erzielte Stereoselektivität ist - wie aus den weiter
unten angeführten Beispielen aus der Steroidreihe zu
entnehmen ist - erheblich besser als bei den bisher
bekannten Reagenzien. So erhält man im Falle der
Δ⁵-Steroide mit den bekannten Epoxidierungsreagenzien
nur Gemische der 5α,6α/5β,6β-Epoxide bzw. überwiegend
die 5α,6α-Epoxide (J. Fried., J.A. Edwards, Organic
Reactions in Steroid Chemistry Vol. II, Van Nostrand
Reinhold Company 1972, S. 3; C. Djerassi, "Steroid
Reactions", Holden-Day, Inc., San Francisco, 1963,
S. 593 ff). Das neue Epoxidierungsreagenz liefert
dagegen überraschenderweise in hoher Stereoselektivität
die entsprechenden 5β,6β-Epoxide.
Das neue Epoxidierungs-Reagenz bietet den weiteren Vorteil,
im Falle von Edukten mit mehr als einer Doppelbindung
im Molekül regioselektiv die höher substituierte
Doppelbindung anzugreifen. So erhält man beim Unsatz von
5(10),9(11)-Estradienen ausschließlich und in guten Ausbeuten
die 5(10) Epoxide, während man mit z. B. m-Chlorperbenzoesäure
Gemische der 5(10) und 9(11) Epoxide
bekommt (Bull. Soc. Chim. 70, 2548).
Zusätzlich zu dieser Regioselektivität erreicht man mit
dem neuen Epoxidierungs-Reagenz eine hohe Stereospezifität
in bezug auf die Konfiguration des 5(10)-Epoxids: Während
man mit den bekannten Reagenzien ein 5α (10α )/5β (10β )-
Epoxid-Isomerenverhältnis von 1 : 1 bis ca. 2 : 1 [mit Wasserstoffperoxid/
Hexachloraceton: EP 5.100 (1979)] erzielt,
entsteht mit dem neuen Epoxidierungs-Reagenz das als
Zwischenprodukt für die Herstellung der antigestagen
wirkenden 11β-Aryl-4,9(10)-estradien-3-one [Tetrahedron
Letters 1979, 2051; Steroids 37, 361 (1981), EP 57.115
(1981)] ausschließlich benötigte 5α,10α-Epoxid in großem
Überschuß (z. B. im Falle des Eisen-Phthalocyanins im
Verhältnis 11 bis 28 zu 1, s. experimenteller Teil).
Die Abtrennung des unerwünschten 5β,10β-Epoxids wird
dadurch natürlich sehr erleichtert.
Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung des neuen Epoxidierungs-
Reagenzes zur Herstellung von epoxidierten organischen Verbindungen. Sie ist dadurch charakterisiert, daß man eine organische Verbindung
der Einwirkung eines Eisen-, Mangan-, Nickel- oder Kobalt-,
vorzugsweise Eisen-Phthalocyanins, und Iodosobenzol in einem
organischen Lösungsmittel unterwirft und so ein epoxidiertes Produkt
erhält.
Als acyclische Edukte kommen alle linearen Alkene in Frage,
als monocyclische vor allem die 5-, 6- und 7gliedrigen
Olefine sowie Terpenverbindungen. Als polycyclische
ungesättigte Verbindungen werden vorzugsweise Steroide
eingesetzt. Die Erfindung betrifft vor allem die Anwendung
des neuen Epoxidierungsreagenzes auf Steroide mit einer
5,6-Doppelbindung sowie Steroide mit einer 5(10) und
9(11)-Doppelbindung. Man bekommt in hoher Stereoselektivität
5β,6β-Epoxide bzw. in hoher Stereo- und Regioselektivität
5α (10α )-Epoxide.
Die Reaktion wird in einem organischen Lösungsmittel wie
Dichlormethan, Chloroform, Aceton, Diglyme, Tetrahydrofuran,
Diemthoxyethan, Nitromethan, bevorzugt aber
Acetonitril bei einer Temperatur zwischen 20°C und 50°C
insbesondere aber bei Raumtemperatur durchgeführt.
Die Erfindung soll anhand der Verwendung des erfindungsgemäßen
Epoxidierungs-Reagenzes gemäß den nachfolgenden
Beispielen erläutert werden.
Zu einer Lösung von 1,0 g 3,3-(2,2-Dimethyltrimethylendioxy)-
5(10),9(11)-estradien-17-on in 10 ml wasserfreiem
Acetonitril werden auf einmal 1,5 g Iodosobenzol und
200 mg Eisen-Phthalocyanin gegeben. Anschließend wird
3,5 Stunden bei Raumtemperatur unter Schutzgas gerührt.
Zur Aufarbeitung wird das Reaktionsgemisch über Celite
abgesaugt, gründlich nachgewaschen und eingeengt. Der
Rückstand liefert bei Chromatographie an 100 ml Al₂O₃
(III, neutral) mit n-Hexan/Essigester (7,5%) 70 mg
3,3-(2,2-Dimethyltrimethylendioxy)-5β,10β-epoxy-9(11)-
estren-17-on (6,7%) und 770 mg 3,3-(2,2-Dimethyltrimethylendioxy)-
5α,10α-epoxy-9(11)-estren-17-on (73,7%).
Schmelzpunkt: 124-126°C (n-Hexan).
2,0 g 3,3-(2,2-Dimethyltrimethylendioxy)-5(10),9(11)-
estradien-17β-ol, 2,0 g Iodosobenzol und 200 mg Eisen-
Phthalocyanin werden 3,5 Stunden in 20 ml absolutem
Acetonitril bei Raumtemperatur unter Schutzgas gerührt.
Anschließend wird über Celite abgesaugt, gründlich nachgewaschen,
eingeengt und der Rückstand an 300 ml Al₂O₃
(III, neutral) mit einem n-Hexan/Essigester-Gradienten
(10-25% Essigester) chromatographiert. Man erhält
31 mg 3,3-(2,2-Dimethyltrimethylendioxy)-5β,10β-epoxy-
9(11)-estren-17β-ol (1,6%) und 750 mg 3,3-(2,2-Dimethyltrimethylendioxy)-
5α,10α-epoxy-9(11)-estren-17β-ol (40%).
[ α ] D (CHCl₃) = +28,7°.
Als Nebenprodukt erhält man 196 mg des 5,10-Epoxidgemischs
der entsprechenden 17-Keto-Verbindung (9,4%).
2,0 g 3,3,17,17-Bis-(2,2-dimethyltrimethylendioxy)-
5(10),9(11)-estradien, 1,2 g Iodosobenzol und 200 mg
Eisen-Phthalocyanin werden 5 Stunden in 20 ml wasserfreiem
Acetonitril bei Raumtemperatur unter Schutzgas
gerührt. Es wird anschließend über Celite abgesaugt,
gründlich nachgewaschen und eingeengt. Durch Chromatographie
an 200 ml Al₂O₃ (III, neutral) mit n-Hexan/
Essigester (5%) erhält man 80 mg 3,3,17,17-Bis-
(2,2-dimethyltrimethylendioxy)-5β,10β-epoxy-9(11)-
estren (3,8%) und 1,1 g 3,3,17,17-Bis-(2,2-dimethyltrimethylendioxy)-
5α,10α-epoxy-9(11)-estren (53%).
[ α ] D (CHCl₃) = +31,0°.
[ α ] D (CHCl₃) = +31,0°.
3,0 g Iodosobenzol, 200 mg Eisen-Phthalocyanin und
2,0 g 17β-Acetoxy-3,3-(2,2-dimethyltrimethylendioxy)-
5(10),9(11)-estradien werden 2 Stunden in 20 ml absolutem
Acetonitril bei Raumtemperatur unter Schutzgas gerührt.
Nach Absaugen über Celite und Nachwaschen wird eingeengt
und der Rückstand an 200 ml Al₂O₃ (III, neutral) mit
einem n-Hexan/Essigester-Gradienten (0-10% Essigester)
chromatographiert. Man erhält so 45 mg 17β-Acetoxy-3,3-
(2,2-dimethyltrimethylendioxy)-5β,10β-epoxy-9(11)-estren
(2,2%) und 1,3 g 17β-Acetoxy-3,3-(2,2-diemthyltrimethylendioxy)-
5α,10α-epoxy-9(11)-estren (63%).
[ α ] D (CHCl₃) = +28,9°;
Schmelzpunkt: 142-145°C (CH₂Cl₂/n-Hexan).
[ α ] D (CHCl₃) = +28,9°;
Schmelzpunkt: 142-145°C (CH₂Cl₂/n-Hexan).
2,4 g 3,3(2,2-Dimethyltrimethylendioxy)-17β-hydroxy-
17α-[3-(tetrahydropyran-2-yloxy)-prop-1-inyl]-5(10),9(11)-
estradien, 2,0 g Iodosobenzol und 200 mg Eisen-Phthalocyanin
werden 3,5 Stunden in 20 ml absolutem Acetonitril
unter Schutzgas bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend
wird über Celite abgesaugt, gründlich nachgewaschen und
eingeengt. Aus dem Rückstand erhält man durch Chromatographie
an 200 ml Al₂O₃ (III, neutral) mit n-Hexan/
Essigester (20%) 860 mg 3,3-(2,2-Dimethyltrimethylendioxy)-
5α,10α-epoxy-17β-hydroxy-17α-[3-(tetrahydropyran-
2-yloxy)-prop-1-inyl]-9(11)-estren (35%).
¹H-NMR (CDCl₃):
δ = 6,05 ppm (m,1 H, H-11), 4,78 (s breit, 1 H, H-2 THP), 4,27 (s, 2 H, -C = C-CH₂-), 0,88 (s, 3 H, H-18)
δ = 6,05 ppm (m,1 H, H-11), 4,78 (s breit, 1 H, H-2 THP), 4,27 (s, 2 H, -C = C-CH₂-), 0,88 (s, 3 H, H-18)
2,0 g 3,3-(2,2-Dimethlpropan-1,3-dioxy)-17β-hydroxy-
Δ⁵-androsten, 3,0 g Iodosobenzol und 300 mg Eisenphthalocyanin
werden in 100 ml wasserfreiem Acetonitril
bei Raumtemperatur unter Schutzgas über Nacht gerührt.
Anschließend wird über Celite abgesaugt, gründlich nachgewaschen
und eingeengt. Der Rückstand ergibt bei Chromatographie
an 250 ml Al₂O₃ (III, neutral) mit n-Hexan/
Essigester (10%) 0,84 g (40%) 3,3-(2,2-Dimethylpropan-
1,3-dioxy)-5β,6β-epoxy-17β-hydroxy-androstan.
Variation des Zentralatoms im Phthalocyaningerüst:
Es wurden jeweils 1,0 g 3,3-(2,2-Dimethyltrimethylendioxy)-
5(10),9(11)-estradien-17-on, 1,5 g Iodosobenzol
und 200 mg Mangan-, Cobalt-, bzw. Nickel-Phthalocyanin
unter den Bedingungen des Beispiels 1 umgesetzt. Dabei
wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Mn-Phthalocyanin
(24 Stunden Raumtemperatur) 3,5% β-Epoxid 15% α-Epoxid
(24 Stunden Raumtemperatur) 3,5% β-Epoxid 15% α-Epoxid
Ni-Phthalocyanin
(24 Stunden Raumtemperatur) 6,8% β-Epoxid 21% α-Epoxid
(24 Stunden Raumtemperatur) 6,8% β-Epoxid 21% α-Epoxid
Co-Phthalocyanin
(24 Stunden Raumtemperatur) 4,3% β-Epoxid 25% α-Epoxid
(24 Stunden Raumtemperatur) 4,3% β-Epoxid 25% α-Epoxid
Claims (4)
1. Epoxidierungs-Reagenz bestehend aus Eisen-, Mangan-, Nickel- oder
Kobalt-Phthalocyanin und Iodosobenzol.
2. Verwendung des Epoxidierungs-Reagenzes gemäß Anspruch 1 zur Herstellung
von epoxidierten organischen Verbindungen.
3. Verwendung gemäß Anspruch 2 zur Herstellung eines 5β, 6β-Epoxisteroids
durch Epoxidierung eines Steroids mit einer 5,6-Doppelbindung.
4. Verwendung gemäß Anspruch 2 zur Herstellung eines Steroids mit
einer 9(11)-Doppelbindung und einer 5α (10α )-Epoxigruppe durch
Epoxidierung eines Steroids mit zwei Doppelbindungen in 5(10)-
und 9(11)-Stellung.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843438484 DE3438484A1 (de) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Neues epoxidierungs-reagenz und seine verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843438484 DE3438484A1 (de) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Neues epoxidierungs-reagenz und seine verwendung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3438484A1 DE3438484A1 (de) | 1986-04-17 |
| DE3438484C2 true DE3438484C2 (de) | 1987-06-19 |
Family
ID=6248376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19843438484 Granted DE3438484A1 (de) | 1984-10-17 | 1984-10-17 | Neues epoxidierungs-reagenz und seine verwendung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3438484A1 (de) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5329024A (en) * | 1993-03-30 | 1994-07-12 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Epoxidation of olefins via certain manganese complexes |
| US6812358B2 (en) * | 2001-06-08 | 2004-11-02 | Bridge Organics Co. | Process for making estra-4,9(10)-diene steroids |
-
1984
- 1984-10-17 DE DE19843438484 patent/DE3438484A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3438484A1 (de) | 1986-04-17 |
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