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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind neue Zwischenprodukte, die für die Synthese
von Retinoiden, Carotinoiden nützlich
sind, und ihre Herstellung. Sie betrifft auch ein neues Verfahren
zur Synthese von Retinoiden, insbesondere von Retinoesäure und
von Vitamin A oder Retinol über
die so erhaltene Retinoesäure.
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Retinoide,
insbesondere Vitamin A, werden auf verschiedenen Gebieten verwendet,
insbesondere in der Therapie, der Kosmetik und der Nahrungsmittelindustrie,
und zahlreiche Syntheseverfahren sind verwendet worden.
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Es
sind zahlreiche Herstellungsverfahren für die Synthese von Retinoiden,
insbesondere für
diejenige von Retinoesäure
und von Vitamin A, eingesetzt worden, und ein Artikel aus jüngerer Zeit
mit Bezug auf industrielle Techniken, welche den Zugang zu Vitamin
A ermöglichen,
wurde von Paust J. (Pure & Appl.
Chem. (1991), 63, 45–58)
geschrieben.
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Die
erste Synthese von Retinoiden, die zur Familie von Vitamin A gehören, wurde
von R. Kuhn und C.J.O.R. Morris beschrieben (Ber. (1937), 70, 853).
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Die
Kondensation von β-Ionylidenacetaldehyden
mit Ethyl-3-methylcrotonat führt
zu verschiedenen Retinoesäuren,
je nach Konfiguration des Aldehyds, der Natur des Lösungsmittels
und der Base, die für
die Erzeugung des Anions verwendet wird (M. Matsui, S. Okano K.
Yamashita, M. Miyano, S. Kitamura, A. Kobayashi, T. Sato und B.R.
Mikami J. Vitaminol. (Kyoto), (1958), 4, 178).
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Die
gleichen Isomeren wurden auf einem ähnlichen Weg ausgehend von
verschiedenen C-15-Aldehyden und von Methyl-β-methylglutaconat synthetisiert (C.D.
Robeson, J.D. Cawley, L. Weisler, M.H. Stern, C.C. Eddinger und
A.J. Chechak, J. Am. Chem. Soc. (1955), 77, 4111).
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Die
Synthese von 13Z-Retinoesäure
wurde auch durch eine Reformatsky-Reaktion zwischen dem C-15-Aldehyd und
Methyl-γ-brom-β-methylcrotonat
bewerkstelligt (Eiter, E. Truscheit und H. Oediger, Angew. Chem.
(1960), 72, 948).
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Die
Reduktion von verschiedenen C-20-Methylestern mit LiAlH4 führt zu Isomeren,
die Vitamin A entsprechen. Retinal wird ausgehend von diesem Letztgenannten
durch Oxidation erhalten (U.S. Patent 3,367,985; J.D. Surmatis,
S. Ball, T.W. Goodwin und R.A. Morton, Biochem. J. (1948), 42, 516;
C.D. Robertson, W.P. Blum, J.M. Dieterle, J.D. Cawley und J.G. Baxter
J. Am. Chem. Soc. (1955), 77, 4120).
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Auf ähnliche
Weise sind die Derivate von α-Vitamin
A durch Kondensation von Ethyl-3-methylcrotonat mit α-Ionylidenacetaldehyd
hergestellt worden (P.S. Marchand, R. Rüegg, U. Schwieter, P.T. Siddons
und B. C.L. Weddon, J. Chem. Soc. (1965), 2019).
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Die
Witting- und Hornen-Reaktion sind ausgehend vom C-15-Aldehyd in
breitem Umfang für
die Synthese von zahlreichen Derivaten von Vitamin A verwendet worden.
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So
wurden die Ester von Retinoesäure
hergestellt, indem man verwendete:
- – das Phosphoniumsalz,
das von Methyl-γ-brom-β-methylcrotonat
abstammt (DE-Patent 950 552; G. Wittig und H. Pommer, Chem. Abstr.
(1959), 53, 436), und
- – das äquivalente
Phosphonat (H. Pommer, Angew. Chem. (1960), 72, 811).
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Retinonitril
und Vitamin A-Acetat wurden hergestellt, indem man verwendete:
- – das
Phosphoniumsalz, das von γ-Brom-β-crotonitril
abstammt (H. Pommer, Angew. Chem. (1960), 72, 811), und
- – das
entsprechende Phosphonat (DE-Patent 1 116 652; H. Pommer und W.
Stilz, Chem. Abstr. (1962), 57, 2267).
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Retinal
wurde auch synthetisiert durch:
- – eine Wittig-Reaktion
mit (4,4-Diethoxy-2-methyl-2-butenyl)triphenylphosphoniumbromid,
- – Kondensation
von β-Ionylidenacetaldehyddiethylacetal
mit 1-Ethoxy-3-methyl-1,3-butadien
(S.M. Makin, Russ. Chem. Rev. (Engl. Transl.) (1969), 38, 237) und
- – Oppenauer-Oxidation
einer Mischung von β-Ionylidenethanol
und β,β-Dimethylallylalkohol
(JP-Patent 5145/58; M. Matsui und S. Kitamura, Chem. Abstr. (1959),
53, 17, 178).
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Das
von H. Pommer (Angew. Chem. (1960), 72, 811) entwickelte Verfahren,
das derzeit von der Firma Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG (BASF) verwendet
wird, greift auf die Wittig-Reaktion zwischen (β-Ionylidenethyl)triphenylphosphoniumchlorid
und γ-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd
in Anwesenheit von Natriummethylat zurück. Das Reaktionsprodukt besteht
aus einer Mischung von all-E- und 11Z-Acetaten, ausgehend von welcher
das all-E durch Kristallisation erhalten wird (DE-Patent 1 058 710;
H. Pommer und W. Sarnecki, Chem. Abstr. (1961), 55, 12, 446; DE-Patent
1 046 612; H. Pommer und W. Sarnecki, Chem. Abstr. (1961), 55, 5573 und
DE-Patent 1 059 900; H. Pommer und W. Sarnecki, Chem. Abstr. (1961),
55, 14, 511).
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Retinoesäure und
der entsprechende Ethylester wurden auf dem gleichen Weg synthetisiert,
indem β-Formylcrotonsäure bzw.
Ethyl-β-formylcrotonat
anstelle von γ-Acetoxy-2-methylcrotonaldehyd
eingesetzt wurden (DE-Patent 1 058 710; H. Pommer und W. Sarnecki,
Chem. Abstr. (1961), 55, 12, 446; Patent
DE 1 046 612 ; H. Pommer und W. Sarnecki,
Chem. Abstr. (1961), 55, 5573; DE-Patent 1 059 900; H. Pommer und W.
Sarnecki, Chem. Abstr. (1961), 55, 14, 511; DE-Patent 1 068 702; H. Pommer und W. Sarnecki,
Chem. Abstr. (1961), 55, 10, 812).
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9Z-Retinoesäure wurde
ausgehend vom C-15-Phosphoniumsalz von β-(Z)-Ionylidenethanol hergestellt (DE-Patent
1 068 710; H. Pommer und W. Sarnecki, Chem. Abstr. (1961), 55, 12,
446). Demgemäß greift die
Synthese von Retinoesäure
(und ihren Estern), die industriell von der BASF verwendet wird,
auf eine Wittig-Reaktion zwischen dem Phosphoran und einem C-5-Aldehyd
zurück,
(H. Pommer und W. Sarnecki, oben), wobei das Phosphoran durch Einwirkung
von Triphenylphosphin auf β-Ionol
synthetisiert wird.
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Die
erste stereoselektive Synthese von 11Z,13Z-Retinoesäure wurde
1965 von Pattenden et al. durch Wittig-Reaktion zwischen dem Phosphoran
(das ausgehend von β-Ionylidenethyltriphenylphosphoniumbromid erzeugt
wurde) und 4-Hydroxy-3-methyl-2-buten-4-olid durchgeführt (G.
Pattenden, B.C.L. Weedon, C.F. Garbers, D.F. Schneider und J.P.
van der Merwe, Chem. Commun. (1965) 347). Die Reaktionsmischung
verläuft so,
dass sie zu einer Mischung von Retinoesäuren führt, die man durch fraktionierte
Kristallisation auftrennen kann. Die gesteuerte Isomerisierung von
11Z,13Z-Retinoesäure
führt zu
der 13Z- bzw. all-E-Retinoesäure
(G. Pattenden und B.C.L. Weedon, J. Chem. Soc. C (1968), 1984; C.F.
Garbers, D.F. Schneider und J.P. van der Merwe, J. Chem. Soc. C
(1968), 1982).
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Ein ähnlicher
Ansatz, der von G. Cainelli und G. Cardillo (Acc. Chem. Res. (1981),
14, 89) und G. Cainelli, G. Cardillo, M. Contendo, P. Grasselli
und A. Umani Ronchi (Gazz. Chim. Ital. (1973), 103, 117) beschrieben
wird, verwendet die Umsetzung des Dienolats (das vom Natriumsalz
von Seneciosäure
abstammt) mit dem C-15-Aldehyd.
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Alternativ
haben R.W. Dugger und C.H. Heathcock (J. Org. Chem., (1980), 45,
1181) Lactone durch Umsetzung des Dienolats (Derivat von Ethylsenecioat)
mit dem E- und dem Z-β-Ionylidenacetaldehyd
hergestellt.
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G.
Cardillo, M. Contendo und S. Sandri, (J. Chem. Soc. Perkin I (1979),
1729) haben eine stereospezifische Synthese des all-trans-Retinals über den β- Ionylidenacetaldehyd
und das Dianion-Derivat von 3-Methyl-3-butenol vorgeschlagen.
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Die
Herstellung von Vitamin A und des Ethylesters von Retinoesäure ist
auch durch Kondensation von Methyl-β-formylcrotonat mit C-15-Grignard-Derivaten
bewerkstelligt worden (K.K. Chugai Seiyaku, Derwent Farmdoc (1964),
11, 643; K. Shishido, H. Nozaki und M. Tsuda, Derwent Farmdoc (1964),
11, 669).
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Die
Kondensation des Bis(2,2,2-trifluorethyl)phosphonat-Anions (erzeugt
durch Kalium/18-Krone-6-hexamethyldisilazid) mit dem 7Z,9Z-β-Ionylidenacetaldehyd
führt zu
einer Mischung von 7Z,9Z-, 7Z,9Z,11Z-, 7Z,9Z,13Z- und 7Z,9Z,11Z,13Z-Retinonitrilen,
die durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
(HPLC) getrennt werden können
(A. Trehan, T. Mirzadegan und R.S.H. Liu, Tetrahedron, (1990), 46,
3769; W.C. Still und C. Gennari, Tetrahedron Lett. (1983), 24, 4405).
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Andere
haben den 7Z-Ethinylcarbinolbenzoesäureester für die Herstellung von 11Z-18,14-Retroretinol verwendet.
Die photochemische Isomerisierung von Ethinyl-β-ionol ermöglichte den Erhalt der Verbindungen, die
an C-7 eine Z-Konfiguration besitzt (Y.S. Chauhan, R.A.S. Chandraratna,
D.A. Miller, R.W. Kondrat, W. Reischl und W.H. Okamura, J. Am. Chem.
Soc. (1985), 107, 1028). Die Hydrolyse des Benzoats mit einer Base wie
1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU) ermöglicht die Bildung des Retro-Systems.
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Die
Kondensation des C15-Aldehyds mit E-Konfiguration mit Diethylisopropylidenmalonat,
gefolgt von der Hydrolyse des Esters, führte zu 14-Carboxyretinoesäure (Y.F.
Shealy, C.A. Krauth, J.M. Riodan und B.P. Sani, J. Med. Chem. (1988),
31, 1124).
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Die
Kondensation von β-Ionylidenacetaldehyddimethylacetal
mit Trimethylsilyldienolether oder Ethyldienolether, katalysiert
durch eine Lewis-Säure,
führt zu
einer Mischung von 11-Methoxy- und 11,12-Dihydroretinal, die durch
Elimination von Methanol mittels Einwirkung einer Base, gefolgt
von einer Isomerisierung (I2), all-trans-Retinal
erzeugt (T. Mukaiyama und I. Ishida, Chem. Lett. (1975), 1201).
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M.
Julia und D. Arnould (Bull. Soc. Chim. Fr. (1973), 746) haben eine
stereoselektive Synthese mitgeteilt, in der die Tetraen-Kette durch
eine Alkylierung über
eine Sulfinsäure,
gefolgt von einer Elimination der Säure, erzeugt wird.
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Diese
Synthese wurden von den Firmen Hoffmann-La Roche (P.S. Manchand,
M. Rosenberg, G. Saucy, P.A. Wehrli, H. Wong, L. Chambers, M.P.
Ferro und W. Jackson, Helv. Chem. Acta (1976), 59, 387) und Rhône Poulenc
Industries (P. Chabardes, J.P. Decor und J. Varagnat, Tetrahedron
Lett. (1977), 33, 2799) für die
Herstellung von Vitamin A in der all-trans-Form und dem entsprechenden
Acetat (bei dem letztgenannten, indem man vom C-5-Chloracetat ausgeht)
wieder aufgenommen. Die Stereoselektivitäten sind 9E:9Z ~ 73:27 bis
82:18.
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Olson
et al. haben eine Herstellung von all-trans-Vitamin A (in Form des
Acetats) beschrieben, indem sie vom all-trans-C-15-Bromtrien, hergestellt
ausgehend von Vinyl-β-ionol,
und C-5-Tolylsulfon ausgingen (G.L. Olson, H.C. Cheung, K.D. Morgan,
C. Neukom und G. Saucy, J. Org. Chem. (1976), 41, 3287).
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Manchand
et al. berichten über
eine Sequenz, die eine andere C-5-Einheit verwendet, mit dem C-15-Sulfon
für die
Synthese von Retinylacetat. Der π-Komplex
von Allylpalladium/Prenylacetat wird auf stereoselektive Weise in
der δ-Position
durch das Anion des Sulfons alkyliert (P.S. Manchand, H.S. Wong
und J.F. Blount J. Org. Chem. (1978), 43, 4769–74).
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Durch
Photoisomerisierung dieser Verbindungen kann man die Isomere 7Z;7Z,
11Z;7Z, 13Z;7Z,9Z,11Z und all-Z erhalten (R.S.H. Liu und A.E. Asato,
Tetrahedron Lett. (1984), 40, 1931).
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Eine
jüngere
Synthese gestattet auch, die 13Z- und 13E-Retinoesäure unter
Verwendung der neuen Synthone β-Methylenaldehyde
durch Stobbe-Konden sation mit Methylisopropylidenmalonat in Anwesenheit von
Triton B herzustellen (EP-Patentanmeldung 0 802 180; Giraud M. et
al.).
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Derzeit
verwenden die drei industriellen Hauptsynthesen als Ausgangsprodukt β-Ionon.
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Die
Strategie von Hoffmann-La Roche leitet sich von der Technik von
Isler ab (O. Isler, W. Huber, A. Ronco und M. Kofler Helv. Chim.
Acta (1947), 30, 1911; O. Isler, A. Ronco, W. Guex, N C. Hindley,
W. Huber, K. Dialer und M. Kofler, Helv. Chim. Acta (1949), 32,
489) und verwendet ein C-14-Synthon und ein C-6-Synthon.
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Das
verwendete C-6-Synthon selbst wird in drei Schritten hergestellt.
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Eine
weitere industrielle Synthese, die von Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG
(BASF) entwickelt wurde, beruht auf dem Verfahren von Inhoffen und
Pommer (H. Pommer, Angew. Chem. (1960), 72, 811).
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Das
für die
Verlängerung
der Kette verwendete Synthon wird in vier Schritten hergestellt.
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Die
Synthese von Vitamin A, die von Rhône Poulenc Rorer (RPR) durchgeführt wird,
ist der Technik von Julia (Julia M. und Arnould D., Bull. Soc. Chim.
(1973), 746) angeglichen.
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In
diesem Verfahren verwendet man ein C-6-Synthon, das in vier Schritten
hergestellt wird.
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Die
EP 802 180 betrifft β-Methylenaldehyde,
die bei der Herstellung von Derivaten von Retinoiden oder Carotinoiden
nützlich
sind. Diese neuen Zwischenprodukte öffnen den Weg für ein Verfahren
zur Herstellung von Derivaten von Retinoiden und Carotinoiden mit
ausgezeichneten Ausbeuten und unter milden Bedingungen und vermeiden
die Verwendung von starken Basen wie Natrium amid, das gewöhnlich bei
den Kondensationen mit Verbindungen mit aktivem Wasserstoff verwendet
wird.
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Die
DE 10 46 612 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von Vitamin A und dessen Derivaten,
das dadurch gekennzeichnet ist, dass man 5-[2',6',6'-Trimethylcyclohexen-(2')-yliden-(1')]-3-methytpentadien-(1,3) mit
Triarylphosphin in Anwesenheit eines Halogen-Derivats und eines
Aldehyds der Formel:
reagieren lässt.
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Dieses
Verfahren ermöglicht
es, Vitamin A und seine Derivate auf einfache Weise zu erhalten
und umfasst wenige Schritte.
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Die
DE 10 59 900 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von Derivaten von Vitamin A, das dadurch gekennzeichnet
ist, dass man 5-[2',6',6'-Trimethylcyclohexen-(1')-yl-(1')]-3-methylpentadien-(1,4)-ol-(3)
(Vinyl-β-ionol)
mit einem halogenierten Triarylphosphin in Anwesenheit einer Verbindung
eines Aldehyds der Formel:
reagieren lässt.
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Dieses
Verfahren ermöglicht
es, Derivate von Vitamin A mit sehr großer Reinheit in kristalliner
Form zu erhalten.
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Die
FR 1 055 849 beschreibt ein Verfahren zur Synthese eines Derivats
von Vitamin A, insbesondere ausgehend von β-Ionon, in dem man die Länge der
Seitenkette von β-Ionen
durch Umwandlung in β-Ionilydenacetaldehyd
verlängert.
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Dieser
Aldehyd wird mit einem Isopropylidenmalonsäureester kondensiert, was zu
einer Bildung einer Disäure
von Vitamin A führt,
von welcher ausgehend man die entsprechende Monosäure herstellt,
die man in den Vitaminalkohol oder einen Ester dieses Alkohols überführt.
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Alle
industriellen Verfahren, auf die vorstehend hingewiesen wurde, verwenden
gefährliche
und/oder toxische Reagenzien, insbesondere Natrium in flüssigem Ammoniak,
Organometallverbindungen, Aluminiumhydride, Phosphoroxychlorid,
Chlor und Pyridin; sie erfordern auch die Durchführung von katalytischen Hydrierungsschritten,
die besonders gefährlich
sind. Die Herstellung der Synthone umfasst mehrere Schritte, und
alle diese Verfahren erfordern darüber hinaus die Durchführung von
Reinigungsschritten, um die Nebenprodukte zu beseitigen, was die
Verfahren langwierig und teuer macht.
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Im
Hinblick auf die Bedeutung von Retinoiden und ihren Derivaten, insbesondere
von Retinoesäure und
Vitamin A, ist es unerlässlich,
Syntheseverfahren zu finden, welche diese Nachteile mildern oder
begrenzen.
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Auch
haben sich die Erfinder als Ziel gesetzt, Verbindungen zu synthetisieren,
die als Zwischenprodukte bei der Synthese von Retinoiden und deren
Derivaten, insbesondere von Retinoesäure und Vitamin A, nützlich sind
und leicht durchzuführen
sind.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen der Formel (1)
in der
G darstellt:
– entweder
eine Gruppe -NR
4R
5,
worin R
4 und R
5,
identisch oder verschieden, jeweils eine lineare oder verzweigte
Alkylgruppe (mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen) oder eine ungesättigte oder
gesättigte,
substituierte oder unsubstituierte Cycloalkylgruppe (mit 3 bis 7
Kohlenstoffatomen) sind oder R
4 und R
5 einen Cyclus mit dem Stickstoffatom bilden,
das sie trägt,
R
1 darstellt:
– entweder ein Wasserstoffatom
– oder eine
lineare oder verzweigte Alkylgruppe (mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen),
n
eine ganze Zahl zwischen 1 und 2 einschließlich ist,
R
2 und
R
3 identische oder verschiedene Substituenten
in jedem der ungesättigten
Strukturelemente darstellen, wobei die aufeinanderfolgenden ungesättigten
Strukturelemente im übrigen
identisch oder verschieden sein können, wobei R
2 und
R
3 aus der Gruppe ausgewählt sind, die Wasserstoff und
lineare oder verzweigte Alkylgruppen (mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen)
umfasst, und mit der Maßgabe,
dass mindestens einer der Substituenten R
1,
R
2 und R
3 von H
verschieden ist, und
Y
1 und Y
2 eine Gruppe -COOR
7 darstellen,
worin R
7 eine Alkylgruppe (mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen)
ist.
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Im
Sinn der vorliegenden Erfindung versteht man unter Cycloalkygruppe
einen Cyclus mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, der gesättigt ist
oder eine oder zwei Unsättigungen
umfasst und gegebenenfalls mit einer oder mehreren Alkylgruppen
(mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen) substituiert ist. Als nicht-beschränkendes
Beispiel kann man die Gruppen 2,6,6-Trimethylcylcohexenyl und 2,6,6-Trimethylcyclohexadienyl
anführen.
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Im
Sinn der vorliegenden Erfindung versteht man unter Schutzgruppe
der Hydroxyl-Funktion Gruppen wie diejenigen, die von T.W. Greene
in „Protective groups
in organic synthesis" (John
Wiley Interscience, Hsg., 2. Aufl., 1991) definiert sind. Als nicht-beschränkendes
Beispiel kann man Alkylether, silylierte Ether, phosphorierte Ether,
Ester, Carbonate und Sulfonate anführen.
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Verbindungen
mit einer nahekommenden Struktur, welche der Formel (1) entspricht,
in der n = 0, sind bekannt und in der Literatur beschrieben.
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So
wurde das unsubstituierte monoethylenische Derivat (1-a)
von mehreren Autoren, insbesondere
von Sorsak G., Grdadolnik S. und Stanovnik B. (Arch. Mod. Chem. (1998),
135, 613–24)
ausgehend von Dimethylformamiddimethylacetal (DMFDMA) synthetisiert.
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Das
unsubstituierte monoethylenische Derivat (1-b)
wurde von Regitz M. und Himbert
G. (Justus Liebigs Ann. Chem. (1970), 734, 70-85) und in jüngerer Zeit von Gabbutt C.,
Hepworth J., Heron B., Elsegood M. und Clegg W. (Chem. Commun. (1999),
3, 289–90)
synthetisiert.
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Gewisse
Verbindungen der Formel (1), in der n = 1, sind ebenfalls bekannt
und in der Literatur beschrieben.
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Die
Synthese des unsubstituierten diethylenischen Derivats (1-c) wurde
von Krasnaya Zh. et al. (Bull. Acad. Sci. USSR Div. Chem. Sci.,
Engl. Transl. (1973), 22, 1959–62)
beschrieben.
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Die
Synthese von substituierten diethylenischen Derivaten (1-d), worin
R und R' insbesondere
Alkyl- oder Arylgruppen darstellen, wurde von Smetskaya N.I., Mukhina
N.A. and Granik V.G. (Chem. Heterocycl. Compd., Engl Transl. (1984),
20, 650–53)
und Michalik M., Zahn K., Köeckritz
P. und Liebscher J. (J. Prakt. Chem. (1989), 331, 1–10; Bull.
Acad. Sci. USSR Div. Chem. Sci. Engl. Transl. (1973), 22, 1959–62) beschrieben.
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Dieselben
Autoren beschreiben auch Verbindungen (1-e), worin R, R' und R" insbesondere Alkyl-
oder Arylgruppen darstellen.
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Jedoch
wurden die Verbindungen (1-d) und (1-e) niemals bei der Synthese
von Retinoiden verwendet.
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Das
unsubstituierte monoethylenische Derivat (1-f)
wurde ebenfalls breit beschrieben
und verwendet, insbesondere für
die Synthese von entsprechenden Enaminen oder von Heterocyclen (Yamashkin
S. und Yurovskaya M., Chem. Heterocycl. Compd., Engl. Transl. (1997),
33, 1284–87;
Glushkov R., Vozyakova T., Adamskaya E., Gus'kova T. et al., Pharm. Chem. J., Engl. Transl.,
(1998), 32, 8–12;
Kim Y., Kwon T., Chung S. und Smith M., Synth. Commun. (1999), 29,
343–50).
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Das
unsubstituierte diethylenische Derivat (1-g)
wurde insbesondere von Engel
C. et al., Can. J. Chem. (1973), 51, 3263–71; Overman L. und Robichaud
A., J. Am. Chem. Soc. (1989), 111, 300–308; Krasnaya Zh., Stytsenko
T., und Bogdanov V., Bull. Acad. Sci. USSR Div. Chem. Sci., Engl.
Transl. (1990), 39, 2316–21;
Gelin R. und Makula D., Bull. Soc. Chim. Fr. (1968), 1129–35; de
Bie D., Geurtsen B., Berg I. und van der Henk C., J. Org. Chem.
(1896), 51, 3209–11,
synthetisiert.
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Auch
die Synthese des unsubstituierten diethylenischen Derivats (1-h)
wurde von Shramoya Z. et al. (J. Org. Chem. USSR (Engl. Transl.)
(1966), 2, 1005–1009)
und von Gelin R. und Makula D. (Bull. Soc. Chim. Fr. (1968), 1129–35) beschrieben.
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Das
Dimethyl-Derivat (1-x)
wurde von Bogdanov et al.,
Bull. Acad. Sci. USSR Div. Chem. Sci. (Engl. Transl.) (1990), 39,
298–306
und 1172–80,
beschrieben.
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Jedoch
wurden die Verbindungen (1-f) bis (1-h) und (1-x) niemals bei der
Synthese von Retinoiden verwendet.
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In
einer speziellen Ausführungsform
sind die Verbindungen der Formel (1) diejenigen, bei denen
- – G
die Gruppe -N(CH3)2,
-N(C2H5)2 oder N-Pyrrolidin darstellt,
- – n
eine ganze Zahl gleich 1 oder 2 ist,
- – R1, R2 und R3 unabhängig
voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellen,
wobei die aufeinanderfolgenden ungesättigten Strukturelemente im übrigen identisch
oder verschieden sein können, mit
der Maßgabe,
dass mindestens einer der Substituenten R1,
R2 und R3 von H
verschieden ist, und
- – Y1 und Y2 jeweils
eine Gruppe -COOCH3 oder eine Gruppe -COOC2H5 darstellen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung
sind die Verbindungen aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus:
und den
analogen Ethylestern der Verbindungen (1-e) bis (1-j) und (1-l)
bis (1-o).
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
können
durch dem Fachmann geläufige
Techniken ausgehend von Produkten der Formel (3)
hergestellt werden, in der
R
1, R
2 und R
3, Y
1 und Y
2 wie vorstehend definiert sind und R eine
Alkylgruppe (mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen) darstellt, welche im
Handel verfügbar
sind oder die durch Verfahren, die in der Literatur beschrieben
sind, oder durch das in der vorliegenden Anmeldung beschriebene
Verfahren erhalten werden können.
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So
kann die Verbindung (1-j) hergestellt werden, indem man Methylisopropylidenmalonat
der Formel (3-a) (n = 0, R = R
1 = CH
3 und Y
1 = Y
2 = -COOCH
3)
mit einer geschützten Form
von N,N-Dimethylformamid, z.B. dem Dimethylacetal der Formel (2-a)
oder DMFDMA
reagieren lässt.
-
Ebenso
können
die Verbindungen 1-i, 1-l, 1-m und 1-n gemäß der Erfindung ausgehend von
N,N-Dimethylacetamiddimethylacetal der Formel (2-b)
hergestellt werden.
-
Die
Verbindungen der Formel (1), in der G eine Gruppe -NR4R5 darstellt, worin R4 und
R5 wie vorstehend definiert sind, können auf
analoge Weise zu denjenigen erhalten werden, die im den folgenden
Schema verwendet werden:
-
-
Andere
geschützte
Formen von N,N-Dimethylformamid oder äquivalente Derivate, die geeignet
sind, eingesetzt zu werden, können
aus der Gruppe ausgewählt
werden, die besteht aus:
dem Komplex:
N,N-Dimethylformamid-Dimethylsulfat; sie können auch durch gleichzeitige
oder aufeinander folgende Einwirkung von Ethyl- oder Methylorthoformiat
oder von Ethyl- oder Methylorthoacetat und eines sekundären Amins
HNR
4R
5 hergestellt
werden.
-
Außerdem können die
Verbindungen der Formel (1) mit R
1 = R
2 = H und R
3 = CH
3 hergestellt werden, indem man Acetylacetaldehyddimethylacetal
mit einer Verbindung, die ein diaktiviertes Methylen besitzt, in
Anwesenheit eines sekundären
Amins gemäß dem folgenden
Schema
reagieren
lässt.
Y
1, Y
2, R
4 und R
5 sind wie
vorstehend definiert.
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist auch Verfahren zur Synthese einer
Verbindung der Formel (1), die n + 1 Strukturelemente umfasst, ausgehend
von einer Verbindung (1), die n Strukturelemente umfasst, welches
dadurch gekennzeichnet ist, dass man in einem Lösungsmittel wie z.B. Tetrahydrofuran
(THF), Dimethoxyethan (DME), Diethylether und tert-Butylmethylether
eine organometallische Verbindung, wie z.B. ein Alkyl- oder Arylmagnesiumhalogenid
oder ein Alkyl- oder Aryllithium, mit einer Verbindung der Formel
(1), die n Strukturelemente umfasst, reagieren lässt, um eine Verbindung der
Formel (3) zu erhalten, die man mit einer Verbindung der Formel
(2) behandelt, und man erhält
eine Verbindung der Formel (1), die n + 1 Strukturelemente umfasst.
-
In
dem Fall, in dem n = 1, kann das Verfahren durch das folgende Schema
veranschaulicht werden:
-
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Synthese einer
Verbindung der Formel (1), die n + 2 Strukturelemente umfasst, ausgehend
von einer Verbindung der Formel (1), die n Strukturelemente umfasst,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man in einem Lösungsmittel
wie z.B. Tetrahydrofuran (THF), Dimethoxyethan (DME), Dieethylether
und tert-Butylmethylether die Verbindung der Formel (1), die n Strukturelemente
umfasst, mit dem Ethanolat eines Ketons, vorzugsweise Aceton oder
Butanon, reagieren lässt,
wobei das Enolat durch eine Base wie z.B. Natriumhydrid, Lithiumdiisopropylamid
erzeugt wird, dann eine organometallische Verbindung, wie z.B. ein
Alkyl- oder Arylmagnesiumhalogenid oder ein Alkyl- oder Aryllithium,
dazugibt und die erhaltene Verbindung der Formel (3) mit einer Verbindung
der Formel (2) behandelt und eine Verbindung der Formel (1) erhält, die
n + 2 Strukturelemente umfasst.
-
In
dem Fall, in dem n = 1, kann das Verfahren dann durch das folgende
Schema veranschaulicht werden:
-
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung
eines Aldehyds der Formel (4)
worin R
2,
R
3, Y
1 und Y
2 wie vorstehend definiert sind, welches
dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Verbindung der Formel
(1) vorzugsweise in einem sauren wässrigen Medium (insbesondere
1 bis 2 M HCl) oder in Ameisensäure
in heterogener Phase reagieren lässt.
-
In
dem Fall, in dem n = 1, kann das Verfahren durch das folgende Schema
veranschaulicht werden:
-
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Synthese von
Retinoiden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man als Zwischenprodukt
eine Verbindung der Formel (1) verwendet.
-
In
einer speziellen Ausführungsform
des Verfahrens umfasst dieses mindestens einen Schritt, der darin
besteht, eine Verbindung der Formel (1) mit einer Verbindung der
Formel (5)
reagieren zu lassen, in der
Z aus der Gruppe ausgewählt
ist, welche die folgenden Reste umfasst:
-
-
In
einer speziellen Ausführungsform
der Erfindung wird die Synthese in Anwesenheit einer Base durchgeführt, die
vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Amiden, Hydriden
und Alkalialkoholaten besteht.
-
In
dem Fall, in dem Z eine Sauerstoff-Funktion umfasst (CO, OH, ...),
kann eine geschützte
Form dieser Funktion (wie in Protective Groups in Organic Synthesis,
T.W. Greene, 2. Aufl., (1991), Wiley Interscience, Hsg.) verwendet
werden.
-
In
einer sehr vorteilhaften Ausführungsform
gemäß der Erfindung
ist die Base Lithiumdiisopropylamid, gegebenenfalls in Verbindung
mit N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin
oder 1,1,1,3,3,3-Hexamethyldisilazan.
-
In
einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird die Reaktion in einem Lösungsmittel
durchgeführt,
das insbesondere aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus 1,2-Dimethoxyethan
(DME), tert-Butylmethylether, Tetrahydrofuran (THF), Ether und deren
Mischungen besteht.
-
In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung lässt man
das Enolat von β-Ionon
der Formel (5-a)
mit der Verbindung der Formel
(1-j)
reagieren, wodurch man eine
Verbindung der Formel (6-a) in Form einer Mischung von zwei Isomeren
zu erhält.
-
-
Dieses
Derivat wird mit einem organometallischen Derivat (z.B. CH3MgBr) behandelt, wodurch man eine Verbindung
der Formel (7-a) in Form einer Mischung von zwei Isomeren zu erhält.
-
-
Diese
Letztgenannte wird verseift, bevorzugt mit einer wässrig-alkoholischen
Kaliumhydroxid- oder Natriumhydroxid-Lösung, wodurch man all-trans-Retinoesäure der
Formel (8) erhält.
-
-
Diese
Säure ist
mit vernachlässigbaren
Anteilen (< 5%)
vom 13-Z-Isomer begleitet. Die Spuren des 13-Z-Isomers werden bei
der Kristallisation der all-trans-Retinoesäure eliminiert.
-
Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung
von Vitamin A:
- – über das Säurechlorid von Retinoesäure gemäß dem Fachmann
bekannten Verfahren, insbesondere gemäß dem Verfahren, das von Huisman
et al., Recl. Trav. Chim. Pays-Bas (1956), 75, 977–1004, beschrieben
ist,
- – über die
Methyl- oder Ethylester von Retinoesäure gemäß dem Fachmann bekannten Verfahren,
insbesondere gemäß dem Verfahren,
das von Wendler et al., J. Am. Chem. Soc. (1949), 71, 3267; Schwarzkoft et
al., Helv. Chim. Acta (1949), 32, 443, 451–452; Ebeson et al., J. Am.
Chem. Soc. (1955), 77, 4111–18, beschrieben
ist,
wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass
die Retinoesäure
gemäß dem vorstehend
beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
-
Gegenstand
der Erfindung ist auch die Verwendung von Verbindungen der Formel
(1) als Zwischenprodukte bei der Synthese von Retinoiden und Carotinoiden,
insbesondere bei der Synthese von Retinoesäuren und Vitamin A.
-
Spezieller
ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung der
Verbindung der Formel (1-j) bei der Synthese von Retinoiden und
Carotinoiden.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
gemäß der Erfindung
ist das Retinoid aus der Gruppe ausgewählt, die aus Retinoesäure, Vitamin
A (Retinol), Retinal, Retinonitril und Etretinat besteht.
-
Das
Verfahren gemäß der Erfindung
liefert zahlreiche technische und wirtschaftliche Vorteile:
- – die
Verbindungen der Formel (1) werden in ein oder zwei Schritten ausgehend
von Ausgangsmaterialien, die im Handel verfügbar sind, leicht hergestellt,
was bei den bekannten Synthesen der Literatur und den industriellen
Synthesen nicht der Fall ist,
- – das
neue Synthon Enaminodiester der Formel (1-j) erlaubt es, direkt
auf stereoselektive Weise all-trans-Retinoesäure durch eine „Eintopf"-Mehrschritt-Synthese zu erhalten, deren
Ausbeute über
60% (nicht optimiert) liegt, und
- – die
Herstellung wird an einem einzigen Tag bewerkstelligt.
-
Was
die Synthese von Vitamin A über
all-trans-Retinoesäure
(über das
Säurechlorid
oder die entsprechenden Ester) betrifft, ist diese in zwei Tagen
duchführbar,
was bei den heute verwendeten industriellen Synthesen nicht der
Fall ist.
-
Die
folgenden Beispiele erläutern
die Erfindung, ohne sie jedoch auf diese speziellen Ausführungsformen
zu beschränken.
-
Die
Beispiele 1a bis 1i betreffen die Herstellung von Verbindungen der
Formel (1), die (n + 1) Strukturelemente umfassen, ausgehend von
Verbindungen der Formel (3), die n Strukturelemente umfassen.
-
Die
Beispiele 2a bis 2c betreffen die Herstellung von Verbindungen der
Formel (1) gemäß dem zweiten Verfahren.
-
Die
Beispiele 3a bis 3j erläutern
das Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (3), die nützlich sind
für die
Herstellung von Verbindungen der Formel (1), die n + 1 oder n +
2 Strukturelemente umfassen, ausgehend von Verbindungen der Formel
(1), die n Strukturelemente umfassen, gemäß den Beispielen 1a bis 1i.
-
Die
Beispiele 4a bis 4c erläutern
die Verwendung von Verbindungen der Formel (1) für die Herstellung von entsprechenden
Aldehyden.
-
Die
Beispiele 5 bis 8 erläutern
die Synthese von Retinoiden ausgehend von Verbindungen der Formel (1).
-
Beispiel 1: Allgemeine
Verfahrensweise zur Herstellung von Verbindung der Formel 1 gemäß dem ersten
Verfahren.
-
Zu
10 mMol Diester werden 15 mMol DMFDMA
- – entweder
(tropfenweise) in der Kälte
gegeben, wobei die Reaktion durch Dünnschicht-Chromatographie (DSC)
verfolgt und das Produkt durch Kristallisation isoliert wird (Vorschrift
x),
- – oder
beim Umgebungstemperatur gegeben, wobei die Mischung direkt anschließend auf
eine Temperatur erwärmt
wird, welche die Entfernung des gebildeten Methanols durch Destillation
ermöglicht;
die Reaktion wird durch Dünnschicht-Chromatographie
(DSC) verfolgt. Am Ende der Reaktion entfernt man überschüssiges DMFDMA
durch Destillation unter verrringertem Druck (Vorschrift y).
-
Beispiel
1a: Synthese der Verbindung (1-a)
-
Die
Synthese wird gemäß der Vorschrift
x durchgeführt.
Man erhält
das Produkt in Form von weißen Kristallen.
Schmelzpunkt = 63°C
(Ether).
-
Beispiel
1b: Synthese der Verbindung (1-j)
-
Die
Synthese wird gemäß der Vorschrift
y durchgeführt.
Man kristallisiert den erhaltenen Enaminoester in Pentan und erhält das Produkt
in Form von beigen Kristallen.
-
(Ausbeute > 85%). (Rf: CH2Cl2, 0,15). F.p.:
113°C.
-
Indem
man in 50 ml Dimethylformamid (DMF) und unter Zugabe von 1 ml Trifluoressigsäure arbeitet, wird
die Zeit auf einstündiges
Sieden des DMF verringert. Ausbeute > 85%.
IR: 1716; 1686; 1619; 1539;
1433; 1399; 1330; 1191; 1115; 1068; 995; 959.
1H-NMR
(CDCl3): 6,93 (d, 1H, J = 13,2, H4); 6,07 (d, 1H, J = 13,2, H5);
3,71 (s, 6H, COOCH3); 2,91 (s, 6H, N-(CH3)2); 2,10 (s, 3H,
3-CH3).
13C-NMR
(CDCl3) (CO): 167,3 (CH); 148,8; 97,4 (CH3): 52,0; 51,9; 41,0; 16,7.
-
Beispiel
1c: Synthese der Verbindung (1-q) ausgehend von (3, R = R
1 = CH
3, Methylester)
-
Dieses
Produkt wird gemäß einem
Verfahren synthetisiert, das von dem von Köechritz (oben) abgeleitet ist.
Man mischt 15,3 g (0,01 Mol) Ethyl-2-cyano-3-methylcrotonat, erhalten gemäß dem Verfahren,
das von Wideqvist (S. Acta Chem. Scand. (1949), 3, 303) beschrieben
ist, 600 mg Essigsäure
und 11,9 g (0,01 Mol) DMFDMA. Man erwärmt 2 h bei 70°C, um das
Methanol zu entfernen, dann bei 100°C. Die Reaktion wird durch Dünnschicht-Chromatographie
(DSC) verfolgt (CH2Cl2-MeOH
98:2, Rf: 0,7). Man kristallisiert den Enaminoester in Ether und
erhält
ihn in Form von gelben Kristallen. (Ausbeute > 60%). F.p.: 85°C.
IR: 3145; 2180; 1696;
1615; 1526; 1403; 1273; 1238; 1185; 1137; 842.
1H-NMR
(CDCl3): 7,29 (d, 1H, J = 13, H4);
6,1 (d, 1H, J = 13, H5), 3,74 (s, 3H, OCHS); 3,18 und 2,98 (2s, abgeflacht, 6H), (t,
3H, N-CH3); 2,30 (s, 3H, 3-CH3).
-
Beispiel
1d: Synthese der Verbindung (1-c)
-
Die
Synthese wird gemäß der Vorschrift
y durchgeführt.
Man destilliert überschüssiges Dimethylformamid
(Dimethylacetal) unter verringertem Druck ab und kristallisiert
den erhaltenen Enaminoester in Ether. Man erhält das Produkt in Form von
gelb-orangen Kristallen (Ausbeute > 75%).
(Rf: CH2Cl2, 0,15).
F.p.: 44°C
IR:
1684; 1654; 1618; 1555; 1395; 1378; 1218; 1174; 1117; 1071; 1030;
1014.
1H-NMR (CDCl3):
7,75 (d, 1H, J = 12,5, H5); 6,94 (d, 1H,
J = 12,5, H3); 6,11 (t, 1H, J = 12,5, H4); 4,28 und 4,20 (2q, 4H, CH2);
3,01 (bs, 6H, N-(CH3)2);
1,33 (2q, 6H, CH3).
13C-NMR
(CDCl3): (CO): 167,1 und 166,9 (CH): 157,0;
154,0; 97,5 (CH2): 60,4; 60,2 (CH3) 14,8; 14,6.
-
Beispiel
1e: Synthese der Verbindung (1-k)
-
Die
Synthese wird gemäß der Vorschrift
y durchgeführt.
Man destilliert überschüssiges Dimethylformamid
(Dimethylacetal) unter verringertem Druck ab und kristallisiert
den erhaltenen Enaminoester in Ether. Man erhält das Produkt in Form von
gelb-orangen Kristallen. (Ausbeute > 75%). (Rf: CH2Cl2, 0,15). F.p.: 44°C.
IR: 1724; 1678; 1619;
1536; 1426; 1390; 1371; 1233; 1169; 1126; 1082; 1023; 918; 881;
761; 726.
1H-NMR (CDCl3):
7,31 (s, 1H, H5); 6,79 (s, 1H, H3); 3,82 und 3,75 (2s, 6H, N-(CH)3); 3,08 (s, 6H, OCH3);
1,83 (s, 3H, CH3).
13C-NMR
(CDCl3): CH3 : 51,8;
51,5; 43,3.
-
Beispiel
1f: Synthese der Verbindung (1-p)
-
Die
Synthese wird gemäß der Vorschrift
y durchgeführt.
Man destilliert das überschüssige Dimethylformamid
(Dimethylacetal) unter verringertem Druck ab und kristallisiert
den erhaltenden Enaminoester in Ethylacetat. Man erhält das Produkt
in Form von orangen Kristallen.
-
(Ausbeute > 80%). (Rf: CH2Cl2, 0,15). F.p.:
152°C.
IR:
3374; 3415; 1700; 1671; 1596; 1518; 1394; 1318; 1252; 1218; 1199;
1110; 959.
1H-NMR (CDCl3):
7,65 und 7,40 (2d, 2H, J = 12,8, H5,4);
3,27 und 3,08 (2s, 6H, N-(CH3)2);
2,54 (s, 3H, 3-CH3) 1,66 (s, 6H, CH3)
13C NMR (CDCl3): CO: 169,5; CH: 103,6; CH3:
46,6; 36,6; 27,0; 19,2.
-
Beispiel
1g: Synthese der Verbindung (1-s)
-
Die
Synthese wird gemäß der Vorschrift
y durchgeführt.
Man destilliert das Dimethylformamid (Dimethylacetal) unter verringertem
Druck ab. Man erhält
das Produkt in Form eines gelb-orangen Öls. Ausbeute > 75%.
IR: 1725;
1633; 1541; 1375; 1213; 1151; 1100; 1062; 860.
1H-NMR
(CDCl3): 7,53 (d, 1H, J = 12,3, H3); 6,85 – 6,50 (m, 3H, H4 +
H5 + H7); 5,23 (m,
1H, H6); 4,25 (2q, 4H, CH2);
2,92 (s, 6H, N-(CH)3); 1,33 (2t, 6H, CH3).
13C-NMR
CDCl3) (CO) 166,6 und 166,3 (CH) 151,1;
151,0; 116,4; 110,0; 99,7 (CH3): 14,7.
-
Beispiel
1h: Herstellung der Verbindung (1-t)
-
Die
Synthese wird gemäß der Vorschrift
y mit Dimethylacetamid (Dimethylacetal) durchgeführt. Man destilliert das Dimethylacetamid
(Dimethylacetal) unter verringertem Druck ab. Man erhält das Produkt
in Form eines roten kristallisierten Produkts. Ausbeute > 50%.
1H-NMR (CDCl3): 3,48
(s, 3H, CH3); 3,23 (s, 6H, N-(CH)3); 1,71 (s, 6H, C(CH3)2).
-
Beispiel
1i: Synthese der Verbindung (1-u)
-
Die
Synthese wird gemäß der Vorschrift
y durchgeführt.
Ausbeute > 40%.
IR:
2925; 2200; 1707; 1691; 1627; 1516; 1432; 1235; 1182; 1109; 1089;
1019.
1H-NMR (CDCl3):
8,18 (d, 1H, J = 13,2); 7,04 (d, 1H, J = 13); 6,38 (d, 1H, J = 13,2);
5,38 (d, 1H, J = 13); 3,83 (s, 3H); 3,03 (s, 6H); 1,59 (s, 3H).
13C-NMR (CDCl3) (CO)
165,7; (CN) 114,7; (CH) 151,0; 481,5; 117,7; 114,7 (CH3):
52,0; 13,9.
-
Beispiel
2: Allgemeine Verfahrensweise zur Herstellung von Verbindungen der
Formel (1) gemäß dem zweiten Verfahren Bespiel
2a: Herstellung der Verbindung (1-v)
-
Unter
Argon werden 11 mMol Methylcyanoacetat, 10 mMol Acetylacetaldehyddimethylacetal
und 12 mMol Pyrrolidin in 100 ml Toluol 1 h bei gewöhnlicher
Temperatur, dann 6 h am Rückfluss
mit einer Dean-Stark-Apparatur gerührt. Das Produkt kristallisiert
beim Abkühlen
und wird aus einer Mischung Ether-Methanol umkristallisiert. Gelbe Kristalle,
F.p. 162–64°C. Ausbeute > 65%.
IR: 3460;
2965; 2189; 1679; 1570; 1454; 1230.
1H-NMR
(CDCl3): 8,07 (d, 1H, J = 13,5); 5,56 (d,
1H, J = 13,5); 3,77 (s, 3H); 3,59 (m, 2H); 3,46 (m, 2H); 2,25 (s,
3H); 2,05 (m, 4H).
13C-NMR (CDCl3) (CO) 166,6 (CH) 152,9; 97,9; (CN) 82,7;
(CH2) 49,7; 49,1; 25,1; 24,7 (CH3): 51,6; 16,7.
-
Beispiel
2b: Herstellung der Verbindung (1-w)
-
Unter
Argon werden 11 mMol Meldrumsäure,
10 mMol Acetylacetalydehyddimethylacetal und 12 mMol Pyrrolidin
in 100 ml Toluol 1 h bei gewöhnlicher
Temperatur, dann 6 h am Rückfluss
mit einer Dean-Stark-Apparatur gerührt. Das Produkt kristallisiert
beim Abkühlen
und wird aus einer Mischung Ether-Methanol umkristallisiert. Rote
Kristalle. F.p. 218–22°C (Zers.)
Ausbeute > 35%.
IR:
3440; 2978; 1668; 1558; 1359; 1188.
1H-NMR
(CDCl3): 8,24 (d, 1H, J = 14); 7,05 (d,
1H, J = 14); 3,68 (m, 4H); 2,36 (s, 3H); 2,08 (m, 4H); 1,70 (s,
6H).
13C-NMR (CDCl3)
(CO) 166,9; 166,1 (CH) 152,0; 103,8; (CH2)
50,5; 50,1; 24,9; 24,5 (CH3): 25,8; 16,5.
-
Beispiel
2c: Synthese der Verbindung (1-q) gemäß dem vorstehenden Verfahren
mit Dimethylamin anstelle von Pyrrolidin
-
Man
kristallisiert den Enaminester in Ether und erhält ihn in Form von gelben Kristallen.
(Ausbeute > 50%).
-
Beispiel 3a: Erstes Verfahren
(n Strukturelemente zu n + 1 Strukturelementen)
-
Unter
Argon werden 10 mMol eines Alkylmagnesiumhalogenids, z.B. Methylmagnesiumchlorid
oder -bromid (3 M in Tetrahydrofuran (THF)), bei einer Temperatur
von etwa –10°C zu 10 mMol
Enamin (1), das n Strukturelemente umfasst, z.B. die Verbindung
(1-j), in 20 ml THF gegeben. Man lässt 1 h 30 bei Umgebungstemperatur.
Man kühle
auf etwa 0°C
ab und gibt 1 ml Ethanol dazu. Man säuert leicht mit 1 M HCl an
und extrahiert die Verunreinigungen mit Ether. Man überführt durch
Zugabe von Ammoniak bei etwa 0°C
in ein basisches Milieu. Man extrahiert mit Dichlormethan, wäscht mit
Wasser und trocknet über
Natriumsulfat. Das Rohprodukt wird in 15 ml Toluol gelöst und 30
min zum Sieden erwärmt.
Nach Eindampfen unter verringertem Druck wird das Produkt isoliert.
Dieses Produkt ermöglicht,
wenn es mit DMFDMA behandelt wird, die Herstellung der Verbindung
der Formel (1), die n + 1 Strukturelemente umfasst.
-
Beispiel 3b: Zweites Verfahren
(n Strukturelemente zu n + 2 Strukturelementen)
-
Unter
Argon werden 10 mMol Butyllithium bei einer Temperatur von etwa –25°C zu 10 mMol
Diisopropylamin in 20 ml THF gegeben. Man gibt langsam 10 mMol Keton,
insbesondere Aceton, in 10 ml THF dazu. Man behält das Rühren während 10 min bei und gibt bei
etwa –30°C 10 mMol
Enamin (1), das n Strukturelemente enthält, oder Enolether (1), der
n Strukturelemente enthält,
in 20 ml THF dazu. Man lässt
innerhalb von 10 Minuten zurück
auf Umgebungstemperatur kommen und bringt 2 h 30 zum Rückfluss
(bis die Entwicklung von Dimethylamin aufhört). Man kühlt auf eine Temperatur zwischen –10 und
0°C ab und
gibt 20 mMol Methylmagnesiumchlorid (3 M in THF) dazu. Man lässt zurück auf Umgebungstemperatur
kommen. Nach 1 h 30 Rühren
gibt man bei 0°C
1 ml Ethanol dazu, dann säuert
man mit 1 M HCl an. Man extrahiert mit Dichlormethan, wäscht mit
1 M HCl, dann mit Wasser. Nach Trocknen über MgSO4 isoliert
man das Produkt nach Abdestillieren der Lösungsmittel unter verringertem
Druck. Dieses Produkt ermöglicht,
wenn es mit DMFDMA behandelt wird, die Herstellung der Verbindung
der Formel (1), die n + 2 Strukturelemente umfasst.
-
Beispiel
3c: Synthese der Verbindung (3-f)
-
Ausgehend
von der Verbindung (1-j) verwendet man das Verfahren von Beispiel
3a.
-
Farbloses Öl. Ausbeute
90%.
IR: 2960; 1723; 1638; 1591; 1435; 1307; 1224; 1065.
1H-NMR (CDCl3): 6,77
(dq, 1H, J = 15,5, J' =
1,6, H4); 6,32 (dq, 1H, J = 15,5, J' = 6,8, H5); 3,77 und 3,78 (2s, 6H, COOCH3);
2,15 (s, 3H, 3-CH3); 1,89 (dd, 3H, J =
13C-NMR (CDCl3):
(CO): 166,2; 166,1 (CH): 136,4; 129,6 (CH3):
52,4; 52,1; 19,1; 16,0.
-
Beispiel
3d: Synthese der Verbindung (3-e) (Beispiel 5)
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Ausgehend
von der in Beispiel 2 hergestellten Verbindung verwendet man das
Verfahren von Beispiel 3a.
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Rasche
Chromatographie auf Kieselgel, Rf: 0,8 (Eluent: Dichlormethan).
Farbloses Öl,
Ausbeute gereinigt (80%).
IR (Film): 2955; 1734; 1646; 1437;
1382; 1359; 1265; 1225; 1128; 1056.
1H-NMR
(CDCl3): 7,10 (q, 1H, J = 7,3, H3); 3,80 (2s, 6H, OCHS);
1,93 (d, 3H, J = 7,3, 4-CH3).
13C-NMR (CDCl3) (CO):
165,6; 164,2 (CH): 145,6 (CH2): 61,0 (CH3): 52,3; 15,5.
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Beispiel
3e: Synthese der Verbindung (3-g)
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Ausgehend
von der Verbindung (1-c) verwendet man das Verfahren von Beispiel
3a.
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Rasche
Chromatographie auf Kieselgel: Rf: 0,8 (Eluent: Dichloromethan).
Farbloses Öl,
Ausbeute gereinigt (80%), Mischung von Isomeren (1 überwiegt
bei weitem, > 95%)
IR
(Film): 2984; 2939; 1725; 1641; 1604; 1447; 1373; 1300; 1242; 1213;
1170; 1095; 1024; 979.
1H-NMR (CDCl3): 7,35 (d, 1H, J = 11,5, H3);
6,51 (dd, 1H, J = 11,5, J = 1,7, H4); 6,35
(m, 1H, H5); 4,30 (2q, 2H, J = 7,2, CH2); 1,91 (d, 3H, J = 6,8, 6-CH3);
1,32 (2t, 3H, J = 7,2, CH3);
13C-NMR (CDCl3) (CO):
165,3; 164,7 (CH): 145,0; 144,2; 127,0 (CH2):
61,0 (CH3): 19,0; 14,0.
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Beispiel
3f: Synthese der Verbindung (3-h)
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Ausgehend
von der Verbindung (1-k) verwendet man das Verfahren von Beispiel
3a.
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Rasche
Chromatographie auf Kieselgel, Rf: 0,8 (Eluent: Dichlormethan).
Farbloses Öl,
Ausbeute gereinigt (80%).
IR (Film): 2953; 1735; 1622; 1607;
1436; 1374; 1263; 1221; 1074; 1038.
1H-NMR
(CDCl3): 7,25 (s, 1H, H3);
6,11 (q, 1H, J = 7,1, H5); 3,79 und 3,74
(2s, 6H, OCHS) 1,78 (d, 3H, J = 7,1, 6-CH3); 1,70 (s, 3H, 4-CH3).
13C-NMR (CDCl3) (CO):
167,5; 165,0 (CH): 147,1; 140,8 (CH3): 52,2;
14,6; 12,1.
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Beispiel
3g: Synthese der Verbindung (3-i)
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Ausgehend
von der Verbindung (1-j) verwendet man das Verfahren von Beispiel
3a.
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Rasche
Chromatographie auf Kieselgel, Rf: 0,8 (Eluent: Dichlormethan).
Farbloses Öl.
Ausbeute 90%.
1H-NMR (CDCl3):
6,77 (dt, 1H, J = 15,5, J' =
1,5, H4); 6,34 (dt, 1H, J = 15,5, J' = 6,7, H5); 3,80 und 3,78 (2s, 6H, COOCH3);
2,22 (2dq, 2H, CH2, J = 7,5, J = 1,5); 2,17
(s, 3H, 3-CH3); 1,06 (t, 3H, J = 7,5, 6-CH3).
13C-NMR
(CDCl3): (CO): 166,3; 166,1 (CH): 142,9;
127,3 (CH2): 26,4 (CH3):
52,1; 52,0; 16,0; 12,9.
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Beispiel
3h: Synthese der Verbindung (3-j)
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Ausgehend
von der in Beispiel 1 g erhaltenen Verbindung verwendet man das
Verfahren von Beispiel 3a.
-
Rasche
Chromatographie auf Kieselgel, Rf: 0,8 (Eluent: Dichlormethan).
Farbloses Öl,
Ausbeute gereinigt (80%).
IR (Film): 2953; 1734; 1700; 1622;
1607; 1436; 1373; 1263; 1222; 1075; 1038.
1H-NMR
(CDCl3): 7,37 (d, 1H, J = 11,6, H3); 6,64 (m, 1H, H5);
6,56 (m, 1H, H4); 6,18 (m, 1H, H6); 6,05 (m, 1H, H7);
4,24 (2q, 2H, J = 7,1, CH2); 1,84 (d, 3H,
J = 6,8, 6-CH3); 1,32 (2t, 3H, J = 7,1,
CH3).
13C-NMR
(CDCl3) (CO): 165,3; 164,7 (CH): 145,3;
145,0; 137,6; 131,3; 123,8 (CH2): 61,0 (CH3): 18,6; 14,0.
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Beispiel
3i: Synthese des dekonjugierten Isomers der Verbindung (3-k) (Methylester)
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Ausgehend
von der Verbindung (1-x) verwendet man das Verfahren von Beispiel
3b.
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Farbloses Öl. Ausbeute
60%.
IR: 2954; 1740; 1738; 1640; 1610; 1435; 1311; 1259; 1224;
1195; 1149; 1021; 962.
1H-NMR (CDCl3): 6,38 (d, 1H, J = 16, H5);
6,29 (d, 1 H, J = 16, H6); 5,81 (d, 1H,
J = 9,6, H3); 5,03 (2s, 2H, CH2); 4,44
(d, 1H, J = 9,6, H2); 3,75 (s, 6H, COOCH3); 1,88 (s, 3H, 7-CH3);
1,86 (s, 3H, 4-CH3).
13C-NMR
(CDCl3): (CO): 168,4 (CH): 132; 131,8; 122,2;
51,4; (CH2): 117,3 (CH3):
52,7; 18,4; 18,0.
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Beispiel
3j: Synthese der Verbindung (3-1)
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Die
Verbindung (1-y) wird gemäß der Technik
erhalten, die von H. Merwein, Justus Liebigs Ann. Chem. 1961, 641,
1–39,
verwendet wurde. Von dieser ausgehend wird die Verbindung (3-1)
gemäß dem in
Beispiel 3b beschriebenen Verfahren erhalten.
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Beige
Kristalle, Ausbeute > 40%.
F.p.: 44 – 66°C.
IR
(Film): 2958; 2220; 1748; 1724; 1620; 1575; 1437; 1264; 1163; 1093;
762.
1H-NMR (CDCl3):
8,16 (d, 1H, J = 12,3); 6,52 (d, 1H, J = 12,3); 3,89 (s, 3H); 2,06
(s, 3H); 2,02 (s, 3H).
13C-NMR (CDCl3) (CO): 163,3; 114,6 (CN); (CH): 151,5;
122,7 (CH3): 52,8, 6; 27,4; 20,0.
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Beispiel
4a: Verfahren zur Überführung einer
Verbindung der Formel (1-x) in den entsprechenden Aldehyd (4-a)
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0,01
Mol Enaminoester (1-x) in 40 ml Dichlormethan und 40 ml 1 M HCl
werden 6 h bei Umgebungstemperatur gerührt. Die organische Phase wird
mit Wasser gewaschen und über
MgSO4 getrocknet. Nach Abdestillation des
Dichlormethans unter verringertem Druck erhält man ein farbloses Öl. Ausbeute
95%.
IR: 3006; 2958; 2847; 1739; 1695; 1649; 1599; 1437; 1317;
1264; 1219; 1154; 1017
1H-NMR (CDCl3): 9,49 (s, 1H, CHO); 6,72 (dq, 1H, J =
9,4, J' = 1,4, H3); 4,54 (d, 1H, J = 9,4, H2);
3,78 (s, 6H, CH3); 1,79 (d, 3H, 4-CH3).
13C-NMR
(CDCl3): (CO): 193,9 (CH): 141,6; 53,1;
(CH3): 51,5; 9,5.
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Beispiel
4b: Verfahren zur Überführung einer
Verbindung der Formel (1-j) in entsprechende Aldehyde (4-b) und (4-c)
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- a) 0,01 Mol Enaminoester in 40 ml Dichlormethan
und 40 ml 2 M HCl werden 15 h bei Umgebungstemperatur gerührt. Die
organische Phase wird mit Wasser gewaschen und über MgSO4 getrocknet.
Nach Abdestillation des Dichlormethans unter verringertem Druck
erhält
man ein farbloses Öl,
das aus drei Isomeren besteht. Ausbeute 95%.
- b) 0,01 Mol Enaminoester, suspendiert in 40 ml Cyclohexan und
10 ml Ameisensäure,
werden 2 h bei Umgebungstemperatur gerührt. Man gibt 100 ml Eiswasser
dazu und extrahiert die wässrige
Phase mit Ether. Man wäscht
die organischen Phasen mit Wasser und trocknet über MgSO4.
Nach Abdestillation der Lösungsmittel
unter verringertem Druck erhält
man ein farbloses Öl,
das aus drei Isomeren besteht. Ausbeute = (50%).
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Beispiel
4c: Verfahren zur Überführung einer
Verbindung der Formel (1-u) in den entsprechenden Aldehyd (4-d).
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0,01
Mol Enaminoester in 40 ml Dichlormethan und 40 ml 2 M HCl werden
18 h bei Umgebungstemperatur gerührt.
Die organische Phase wird mit Wasser gewaschen und über MgSO4 getrocknet. Nach Abdestillation des Dichlormethans
unter verringertem Druck erhält
man ein farbloses Öl.
Ausbeute > 25%.
IR
(Film): 2958; 2225; 1734; 1691; 1580; 1436; 1264; 1087; 1015; 801;
703.
1H-NMR (CDCl3):
9,73 (s, 1H); 8,32 (d, 1H, J = 12); 7,33 (d, 1H, J = 12); 3,97 (s,
3H); 3,35 (s, 2H); 2,09 (s, 3H).
13C-NMR
(CDCl3) (CO): 193,4; (CH): 147,8; 137,8
(CH2): 53,5 (CH3):
53,6, 6; 10,9.
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Beispiel 5: Allgemeines
Verfahren zur Synthese von Retinoiden
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Unter
Argon gibt man bei einer Temperatur von etwa –25°C 10 mMol Butyllithium zu 10
mMol Diisopropylamin in 20 ml Dimethoxyethan (DME). Man gibt langsam
10 mMol β-Ionon
in 20 ml DME bei einer Temperatur zwischen –30 und –40°C dazu. Man lässt 20 Minuten
rühren
und gibt 10 mMol Derivat (1), in dem G eine Gruppe -NR4R5 oder OP darstellt, in 50 ml DME dazu. Man
lässt innerhalb
von 10 Minuten zurück
auf Raumtemperatur kommen und bringt 1 h zum Rückfluss (bis die Entwicklung
von Dimethylamin aufhört).
Man kühlt
auf eine Temperatur zwischen –10
und 0°C
ab und gibt 20 mMol Alkyl- oder Arylmagnesiumhalogenid (3 M in THF)
dazu. Man lässt
innerhalb von 30 Minuten wieder auf Umgebungstemperatur kommen und
gibt bei 0°C
15 ml Ethanol, dann 5 Äquivalente
Kaliumhydroxid in 50 ml Wasser dazu. Man rührt 30 Minuten bei Umgebungstemperatur
und 45 Minuten bei 40°C.
Man destilliert die organischen Lösungsmittel unter verringertem Druck
ab. Man säuert
mit Eis enthaltender 2 N Salzsäure
an. Man extrahiert mit Ethylacetat, man wäscht mit 1 M Salzsäure, dann
wäscht
man mit Wasser und trocknet über
Natriumsulfat.
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Beispiel
6: „Eintopf"-Synthese von Retinoesäure (3,7-Dimethyl-9-(2,6,6-trimethylcyclohex-1-enyl)nona-2,4,6,8-tetraensäure)
-
Man
lässt β-Ionon mit
der in Beispiel 1b hergestellten Verbindung (1-j) gemäß dem allgemeinen,
in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren reagieren.
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Die
Ausbeute nach Reinigung beträgt
61%.
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Die
physikochemischen Eigenschaften sind mit denjenigen einer Bezugsprobe
(SIGMA) identisch.
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Beispiel
7: Herstellung des 9,12-Dimethyl-Analogons von all-trans-Retinoesäure (4,7-Dimethyl-9-(2,6,6-trimethylcyclohex-1-enyl)nona-2,4,6,8-tetraensäure)
-
Man
lässt β-Ionen mit
der Verbindung (1-x) gemäß dem allgemeinen,
im Beispiel 5 beschriebenen Verfahren reagieren.
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DSC:
Rf: 0,3 (CH2Cl2/MeOH
95/5).
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Die
Ausbeute an Rohprodukt beträgt
75%.
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Das
Rohprodukt wird mit einer gesättigten
Bicarbonat-Lösung
extrahiert. Nach Ansäuern
und Extraktion mit Ether wird das Produkt durch Chromatographie
auf Kieselgel gereinigt und in Form einer gelben Flüssigkeit
erhalten.
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Die
Ausbeute an gereinigtem Produkt beträgt 25%.
IR: 2948; 2850;
1715; 1601; 1500; 1460; 1028; 756; 697.
1H-NMR
(CDCl3): 7,53 (d, 1H, J = 15,4, H13); 6,83 (d, 1H, J = 12,1, H13);
6,38 (m, 2H, H7+10); 6,23 (d, 1H, J = 15,1,
H8); 5,87 (d, 1H, J = 15,4, H14):
2,03 (s, 3H, 12-CH3); 1,95 (s, 3H, 9-CH3); 1,94 (m, 2H, 3-CH2);
1,80 (s, 2H, 4-CH2); 1,75 (s, 3H, 3-CH3); 1,67 (m, 2H, 5-CH2);
1,05 (s, 3H, 6-CH3).
13C-NMR
(CDCl3) (CO): 185,6 (CH): 151,6; 137,6;
137,4; 136,1; 130,3; 125,4 (CH2): 39,5;
34,2; 19,1 (CH3): 30,9; 28,9; 12,7.
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Beispiel
8: Herstellung des 13-Demethyl-Analogons von Retinoesäure (7-Methyl-9-(2,6,6-trimethylcyclohex-1-enyl)nona-2,4,6,8-tetraensäure)
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Man
verwendet das allgemeine, in Beispiel 5 beschriebene Verfahren.
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DSC:
Rf: 0,35 (CH2Cl2/MeOH
95/5). Ausbeute nach Reinigung 7 g (52%).
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Man
erhält
das Produkt in Form einer Mischung von Isomeren, in der das all-trans-Isomer bei
weitem überwiegt.