DE4034568A1 - Epoxycarbacyclinvorstufen, deren herstellung und verwendung - Google Patents
Epoxycarbacyclinvorstufen, deren herstellung und verwendungInfo
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
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- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/18—Compounds having one or more C—Si linkages as well as one or more C—O—Si linkages
- C07F7/1804—Compounds having Si-O-C linkages
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Description
Die Erfindung betrifft Epoxycarbacyclinzwischenprodukte, Verfahren zu ihrer
stereospezifischen Herstellung aus Z-Isomeren der entsprechenden Carbacyclinvorstufen
und ihre Verwendung zur Herstellung von pharmazeutisch wirksamen
Carbacyclinen.
In EP 3 35 827 wird ein Verfahren beschrieben, das die Z-Allylalkohole der
Formel IV an der Hydroxygruppe durch Bildung des Acetats schützt und durch
Hydroxylierung und Perjodatspaltung der Doppelbindung zum Ausgangsmaterial
(Keton), aus dem die Allylalkohole wieder hergestellt werden können, zurückführt.
Bei der Synthese der Allylalkohole wird dann allerdings ein ca. 50 zu 50
Gemisch der Stereoisomeren III und IV gebildet, welches chromatographisch
getrennt werden muß.
Aus DE 33 38 832 sind Epoxycarbacyclincarbonsäure-Derivate der allgemeinen
Formel
und deren Nutzung zur Umwandlung von Z- in E-Isomere bekannt, denen das
Sauerstoffatom in der oberen Kette fehlt.
E. Vedejs und P. L. Fuchs beschreiben die Inversion von einfachen Epoxiden
mit dieser Methode (J. Am. Chem. Soc. (1973), 822 und J. Am. Chem. Soc. (1971),
4072).
Bei der Synthese von (5E)-3-Oxa-6a-carba-prostaglandin-I₂-Derivaten der
Formel
worin A, W, D, E und R² die in der Formel I angegebene Bedeutung haben,
wird eine Stufe durchlaufen, die zu etwa 50% aus dem gewünschten Allylalkohol
mit einer E-konfigurierten Doppelbindung III,
worin A, W, D, E, R¹ und R² die in der allgemeinen Formel I angegebene Bedeutung
haben, und zu etwa 50% aus dem für die weitere Synthese unbrauchbaren
Allylalkohol IV mit der Z-konfigurierten Doppelbindung,
worin A, W, D, E, R¹ und R² die in der Formel I angegebene Bedeutung haben,
besteht.
Die Mischung der E- und Z-Alkohole der Formeln III und IV muß chromatographisch
getrennt werden.
In DE 30 48 906, 33 06 123 und 33 06 125 werden derartige E-konfigurierte
Alkohole der Formel III zu pharmakologisch wirksamen (5E)-3-Oxa-6a-carbaprostaglandin-
I₂-Derivaten II umgesetzt (siehe auch W. Skuballa et al.,
J. Med. Chem. (1986), 29, 313).
Über die Epoxycarbacyclinzwischenprodukte der Formel I gelingt es in vorteilhafter
Weise die für die weitere Synthese wertlosen, Z-konfigurierten
Allylalkohole der Formel IV dem Carbacyclinsyntheseverfahren als E-Isomere
zuzuführen.
Die Erfindung besteht aus den Epoxycarbacyclinvorstufen der Formel I,
worin
A eine -C≡C-Gruppe,
W eine Hydroxymethylengruppe, in der die OH-Gruppe durch eine Trialkylsilyl-, Diphenylalkylsilyl- oder Triphenylsilylgruppe geschützt ist.
A eine -C≡C-Gruppe,
W eine Hydroxymethylengruppe, in der die OH-Gruppe durch eine Trialkylsilyl-, Diphenylalkylsilyl- oder Triphenylsilylgruppe geschützt ist.
R¹ eine Hydroxygruppe, die wie die Hydroxygruppe in W substituiert sein
kann,
R² eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 1-7 C-Atomen bedeutet und
R³ eine Tetrahydropyranyl- oder Tetrahydrofuranylgruppe darstellt.
R² eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 1-7 C-Atomen bedeutet und
R³ eine Tetrahydropyranyl- oder Tetrahydrofuranylgruppe darstellt.
Die Alkylreste der Trialkylsilylgruppe in W und R¹ können gleich oder verschieden
sein und 1-8 C-Atome enthalten, wie z. B. Dimethyl-tert.-butylsilyl,
Triethylsilyl, Triisopropylsilyl, Thexyldimethylsilyl (Thexyl=2,3,3-
Trimethylpropyl).
Der Alkylrest der Diphenylalkylsilylgruppe in W und R¹ kann z. B. Methyl,
Ethyl, Propyl, tert.-Butyl und Hexyl bedeuten, d. h. 1-6 C-Atome aufweisen.
Die geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1-7 C-Atomen in R² kann
z. B. sein. Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl. Bevorzugt sind Alkylgruppen mit 1-4 C-Atomen.
Alkenyl mit 1-7 C-Atomen für R² bedeutet Propenyl, Butenyl, 2-Butenyl,
3-Butenyl, Isobutenyl, u.s.w. Bevorzugt sind Alkenyle mit 1-4 C-Atomen.
Bei den Alkinylgruppen mit 1-7 C-Atomen für R² sind ebenfalls Alkinyle mit
1-4 C-Atomen bevorzugt, wie z. B. -CH₂-C≡CH, -C≡C-CH₃, -CH₂-C≡C-CH₃,
-CH₂-CH₂-C≡CH u.s.w.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen
der Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bicyclo[3.3.0]oct-3-yliden-ethanol
der Formel II
worin A, W, D, E, R¹ und R² die oben angegebene Bedeutungen haben, nach
vorheriger, unter Säurekatalyse durchgeführter Umsetzung mit Dihydrofuran
oder -pyran epoxidiert.
Die Umsetzung mit Dihydrofuran oder Dihydropyran geschieht unter Säurekatalyse
in einem inerten Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, Diethylether, Dioxan,
Ethylenglycol-dimethylester, Methylenchlorid, Hexan, Heptan, Toluol
zu einem Acetal.
Die Säurekatalyse kann durch Mineralsäuren wie Salz- oder Schwefelsäure
oder sauren Ionenaustauscher oder organische Säuren, wie z. B. Trifluoressigsäure
erfolgen. Die Reaktionstemperatur ist nicht kritisch, zweckmäßig
erfolgt sie bei Raumtemperatur.
Die Epoxidierung der geschützten Derivate kann mit den dem Fachmann bekannten
Reagenzien durchgeführt werden, besonders bevorzugt sind das Magnesiumsalz
der Perphthalsäure oder m-Chlorperbenzoesäure.
Die Umsetzung kann unter Zusatz von Natriumhydrogencarbonat oder Kaliumhydrogencarbonat
erfolgen, um säurekatalysierte Zersetzungsreaktionen zu verhindern.
Die Epoxidierung wird im allgemeinen zwischen 0°C und 60°C in einem inerten
Lösungsmittel, wie Hexan, Heptan, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, Diethylether
oder Tetrahydrofuran durchgeführt.
Die Erfindung besteht außerdem in der Verwendung der Epoxycarbacyclinvorstufen
der Formel I zur Herstellung von Allylalkoholen der Formel III,
worin A, W, D, E, R¹ und R² die oben angegebene Bedeutung haben, durch Umsetzung
mit einer Phosphorverbindung der Formel VI,
Li-P(R⁴)₂ (VI),
worin R⁴ eine C₆-C₁₀-Arylgruppe oder eine C₇-C₁₃-Aralkylgruppe bedeutet,
anschließender Umsetzung mit einer Verbindung der Formel VII,
R⁵-Q (VII),
worin R⁵ eine C₁-C₄-Alkylgruppe und Q ein Halogenatom, eine C₁-C₄-Alkylsulfonyloxygruppe
oder eine C₆-C₇-Arylsulfonyloxygruppe bedeutet, und Abspaltung
der allylischen Hydroxylschutzgruppe.
Die geschützten Epoxide der Formel I lassen sich mit einer Phosphorverbindung
der Formel VI öffnen.
Die Umsetzung erfolgt zwischen 0°C und 30°C in einem inerten Lösungsmittel,
wie Tetrahydrofuran, Diethylether, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, Hexan,
Toluol etc.
Die Reaktion der ringgeöffneten Epoxyverbindungen mit R⁵Q erfolgt zwischen
0°C und 50°C in einem inerten Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, Diethylether,
Dichlormethan, Hexan, Toluol etc., bevorzugt in dem Lösungsmittel,
in dem auch die Epoxidöffnung durchgeführt wird (Eintopfreaktion).
Das Phosphoniumsalz IX erleidet spontan eine Eliminierung zu Derivaten der
Formel X,
in denen A, W, D, E, R¹, R² und R³ die in der Formel I angegebene Bedeutung
haben.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel X werden durch Abspaltung der
allylischen Hydroxylschutzgruppe R³ in die E-Allylalkohole der Formel III
umgewandelt.
Die selektive Abspaltung der Schutzgruppe erfolgt unter saurer Katalyse.
Mineralsäuren wie Salz- oder Schwefelsäure oder organische Säuren, wie
Trifluoressigsäure, Zitronensäure etc. in Wasser. Methanol oder Ethanol
führen zur Zersetzung des sehr empfindlichen Allylalkohols (III) oder
spalten die Silylschutzgruppen ab.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Schutzgruppenspaltung in Isopropanol
mit saurem Ionenaustauscher (Amberlyst 15) bei erhöhter Temperatur
sehr sauber und vollständig gelingt.
Mit dem oben beschriebenen fünfstufigen Verfahren wird somit die vollständige
und stereospezifische Umwandlung der Verbindungen mit der Formel IV zu
Verbindungen der Formel III erreicht.
Nach Beendigung der Reaktion kann das gewünschte Produkt aus der Reaktionsmischung
mit Hilfe herkömmlicher Methoden gewonnen werden. Beispielsweise
umfaßt eine geeignete Gewinnungsmethode das Gießen der Reaktionsmischung in
Wasser. Extraktion mit einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel,
das Trocknen des organischen Extraktes und schließlich die
Destillation des Lösungsmittels aus dem Extrakt, um das gewünschte Produkt
zu gewinnen.
Das Produkt kann gegebenenfalls weiter mit Hilfe üblicher Techniken, wie
der Umkristallisation, der präparativen Dünnschichtchromatographie oder der
Säulenchromatographie gereinigt werden.
Die entsprechenden Umsetzungen mit Verbindungen der Formel IV mit ungeschützter
Hydrroxylgruppe (R³=H) gelingen nicht.
Die Wahl der Tetrahydrofuranylgruppe oder Tetrahydropyranylgruppe als OH-Schutzgruppe
R³ ist kritisch, weil diese nicht mit der Phosphorverbindung
reagiert und sich in Gegenwart der Silylether bzw. des empfindlichen Allylalkohols
III abspalten läßt.
Die in dem Verfahren beschriebenen Ausgangsverbindungen III und IV sind in
den DE-OS 30 48 906, 33 06 123 und 33 06 125 beschrieben.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert:
50 g 2- (Z)-(1S,5S,6S,7R)-7-tert.Butyl-dimethylsilyloxy-6-[(3S,4S)-3-tert.
butyl-dimethylsilyloxy-4-methyl-1,6-nonadiinyl]-bicyclo[3.3.09]oct-3--yliden
-ethanol werden unter Stickstoff in 1000 ml Hexan gelöst. Bei Raumtemperatur
werden 2 g Amberlyst 15 und 64 g Dihydroduran zugegeben. Die gelbliche
Lösung wird 12 Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt. DC-Kontrolle (Hexan/MTB
8 : 2) zeigt komplette Umsetzung (Rf AM=0.13, RF Prod.=0.55). 150 ml
Natriumhydrogencarbonatlösung werden schnell zugetropft und es wird 30
Minuten nachgerührt. Die Hexanphase wird abgetrennt, über Natriumsulfat getrocknet
und am Rotationsverdampfer eingeengt. 2000 g Silicagel, Laufmittel:
Hexan/Ethylacetat 95 : 5.
Ausbeute: 47,8 g=84,7% d. Th.
Ausbeute: 47,8 g=84,7% d. Th.
Analyse:
ber. C 70,29, H 10,16, O 10,3, Si 9,13;
gef. C 69,92, H 10,07, O-, Si-.
ber. C 70,29, H 10,16, O 10,3, Si 9,13;
gef. C 69,92, H 10,07, O-, Si-.
66,26 g Monoperoxyphthalsäure-Mg-Salz*6 H₂O und 127,4 g NaHCO₃ werden in
500 ml THF suspendiert und 46,5 g (1S,2S,3R,5S)-3-tert.Butyl-dimethylsilyloxy-
2-[(3S,4S)-3-tert.butyl-dimethylsilyloxy-4-methyl-1,6-nonadiinyl]-7--
[(Z)-2-perhydro-2-furyloxy)-ethyliden]-bicyclo[3.3.0]octan zugetropft. Die
Suspension wird 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und anschließend für 4
Stunden auf 50°C erwärmt. Die Mischung wird auf Raumtemperatur abgekühlt,
es werden 300 ml MTB zugegeben und 175 ml gesättigte Natriumsulfit-Lösung
zugetropft, dabei wird die Temperatur der Lösung auf 20°C gehalten. Die
Reaktionsmischung wird mit 200 ml Wasser und 100 ml MTB verdünnt und die
Phasen getrennt. Die wäßrige Phase wird zweimal mit je 200 ml MTB extrahiert
die die vereinigten organischen Phasen zweimal mit je 200 ml Wasser
gewaschen, über Natrium getrocknet und am Rotationsverdampfer eingeengt.
Ausbeute: 46,06 g=96,5% d. Th.
Ausbeute: 46,06 g=96,5% d. Th.
Analyse:
ber. C 68,51, H 9,90, O 12,67, Si 8,90;
gef. C 68,37, H 9,71, O-, Si-.
ber. C 68,51, H 9,90, O 12,67, Si 8,90;
gef. C 68,37, H 9,71, O-, Si-.
Zu 3,67 g Lithium-Draht in einem trockenem 100 ml Dreihalskolben in 50 ml
THF werden bei 20-22°C Innentemperatur 39 g Chlor-diphenyl-phosphin zugetropft.
Es wird über Nacht bei Raumtemperatur (20-23°C) nachgerührt, dabei
wird die Reaktions vervollständigt. Der Überschuß Li-Draht verbleibt an der
Oberfläche der Lösung. Mit einer Spritze wird ein Aliquot der tiefroten Lösung
entnommen, mit Wasser in einem Meßkolben hydrolysiert und ein Aliquot
davon gegen 0,01 n HCl titriert.
Ausbeute: quantitativ
Analytik: Titration gegen 0,01 n HCl
Gehalt Gesamtalkali 1,55 m
Ausbeute: quantitativ
Analytik: Titration gegen 0,01 n HCl
Gehalt Gesamtalkali 1,55 m
und
und
45,5 g (1S,5S,6S,7R)-7-tert.Butyl-dimethylsilyloxy-6-[(3S,4S)-3-tert.butyl--
dimethylsilyloxy-4-methyl-1,6-nonadiinyl]-3-(perhydro-2-furyloxymeth-yl)-
spiro-[bicyclo[3.3.0]octan] werden in 280 ml abs. THF gelöst.
Bei ca. 10°C Innentemperatur wird eine Lösung von 110 ml Lithiumdiphenylphosphid
(1,55 m) zugetropft. Die Lösung färbt sich gegen Ende der Zugabe
dunkelrot. Es wird eine Stunde bei 10-20°C nachgerührt. Bei 10-20°C werden
19,64 ml Methyliodid zugetropft. Die Lösung wird farblos und ein weißer
Niederschlag (Methyl-diphenyl-phosphinoxid) fällt aus. Es wird 15 Minuten
nachgerührt. Zur Reaktionsmischung werden 200 ml Wasser und 200 ml MTB
zugegeben, die Phasen getrennt und die wäßrige Phase mit 100 ml MTB
extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit 200 ml Wasser und
100 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet
und eingeengt. Das Rohprodukt wird über 600 g Kieselgel filtriert.
(Laufmittel Hexan/Ethylacetat 95 : 5).
Ausbeute: 35,5 g=80,0% d. Th.
(Laufmittel Hexan/Ethylacetat 95 : 5).
Ausbeute: 35,5 g=80,0% d. Th.
Analyse:
ber. C 70,29, H 10,16, O 10,4, Si 9,13;
gef. C 70,21, H 9,85, O-, Si-.
ber. C 70,29, H 10,16, O 10,4, Si 9,13;
gef. C 70,21, H 9,85, O-, Si-.
30 g (1S,2S,3R,5S)-3-tert.Butyl-dimethylsilyloxy-2-[(3S,4S)-3-tert.
butyl-dimethylsilyloxy-4-methyl-1,6-nonadiinyl]-7-[(E)-2-(perhydro-2--furyloxy)-
ethyliden]-bicyclo[3.3.0]octan werden in 375 ml Isopropanol gelöst.
Bei 20-23°C werden 6 g Amberlyst 15 zugegeben und die Mischung für 4,5
Stunden auf 50°C Innentemperatur erwärmt. Die Lösung wird auf 20-23°C abgekühlt,
der Ionentauscher abfiltriert, mit 100 ml Isopropanol nachgewaschen
und das Filtrat mit 100 ml gesättigter Natriumbicarbonatlösung versetzt (pH
8-9). Die Mischung wird auf ca. 150 ml eingeengt und in 200 ml Ethylacetat
und 200 ml Wasser aufgenommen, die organische Phase abgetrennt und die
wäßrige Phase dreimal mit je 200 ml Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten
organischen Phasen werden mit 200 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen,
über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und am Rotationsverdampfer
eingeengt. Das Rohprodukt wird chromatographisch auf Kieselgel gereinigt.
Ausbeute: 19,48 g=73,3% d. Th.
Analyse:
ber. C 70,52, H 10,36, O 8,81, Si 10,31;
gef. C 70,23, H 9,91, O-, Si-.
Ausbeute: 19,48 g=73,3% d. Th.
Analyse:
ber. C 70,52, H 10,36, O 8,81, Si 10,31;
gef. C 70,23, H 9,91, O-, Si-.
Claims (3)
1. Epoxycarbacyclinvorstufe der Formel I,
worin
A eine -C≡C-Gruppe,
W eine Hydroxymethylengruppe, in der die OH-Gruppe durch eine Trialkylsilyl-, Diphenylalkylsilyl- oder Triphenylsilylgruppe geschützt ist. R¹ eine Hydroxygruppe, die wie die Hydroxygruppe in W substituiert sein kann,
R² eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 1-7 C-Atomen bedeutet und
R³ eine Tetrahydropyranyl- oder Tetrahydrofuranylgruppe darstellt.
A eine -C≡C-Gruppe,
W eine Hydroxymethylengruppe, in der die OH-Gruppe durch eine Trialkylsilyl-, Diphenylalkylsilyl- oder Triphenylsilylgruppe geschützt ist. R¹ eine Hydroxygruppe, die wie die Hydroxygruppe in W substituiert sein kann,
R² eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 1-7 C-Atomen bedeutet und
R³ eine Tetrahydropyranyl- oder Tetrahydrofuranylgruppe darstellt.
2. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Bicyclo[3.3.0]oct-3-yliden-ethanol der Formel
II
worin A, W, D, E, R¹ und R² die oben angegebenen Bedeutungen haben, nach
vorheriger, unter Säurekatalyse durchgeführter Umsetzung mit Dihydrofuran
oder -pyran epoxidiert.
3. Verwendung der Epoxycarbacyclinvorstufen der Formel I zur Herstellung
von Allylalkoholen der Formel III
worin A, W, D, E, R¹ und R² die oben angegebene Bedeutung haben, durch
Umsetzung mit einer Phosphorverbindung der Formel VI,Li-P(R⁴)₂ (VI)worin R⁴ eine C₆-C₁₀-Arylgruppe oder eine C₇-C₁₃-Aralkylgruppe bedeutet,
anschließender Umsetzung mit einer Verbindung der Formel VII,R⁵-Q (VII),worin R⁵ eine C₁-C₄-Alkylgruppe und Q ein Halogenatom, eine C₁-C₄-Alkylsulfonyloxygruppe
oder eine C₆-C₇-Arylsulfonyloxygruppe bedeutet, und
Abspaltung der allylischen Hydroxylschutzgruppe.
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