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Verfahren zur Herstellung von Py-Tetrahydro-ß-carbolinen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Py-Tetrahydro-ß-carbolinen durch Hydrierung
ihrer Anhydroniwmbasen mit dem Gerüst
Derartige Anhydroniumbasen sind beispielsweise das Serpentin, das Sempervirin, das
Alstonin und das Tetradehydroyohimbin. Es ist bekannt, Serpentin in alkalischen
Lösungen unter Verwendung von Platinoxyd als Katalysator mit Wasserstoff zu Py-Tetrahydroserpentin
zu hydrieren (vgl. Helv. Chim.. Acta, Bd. 35,,I952, S. 1594 bis r598). Die Rohausbeute
bei diesem bekannten Verfahren beträgt jedoch nur 70°/0, was darauf zurückzuführen
sein dürfte, daß das Serpentin in alkalischen Lösungen nicht sehr beständig ist.
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Weiter ist es bekannt, daß die Hydrierung des Serpentins mit Wasserstoff
in Gegenwart von Platinoxyd in essigsaurer Lösung nicht zum Py-, sondern zum Bz-Tetrahydroserpentin
führt. In mineralsaurer Lösung läßt sich überhaupt keine Hydrierung
erreichen.
Auch in neutraler Lösung gelingt weder in Gegenwart von Platinoxyd noch von Palladium
die Hydrierung von Serpentin zum Py-Tetrahydroserpentin (vgl. Helv. Chim. Acta,
Bd. 33, 1950, S. 1463 bis 1477, und Helv. Chim. Acta, Bd. 34, 1951, S. 629 bis 641).
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Die Verwendung von Katalysatoren der Eisengruppe, z. B. Raney-Nickel,
zur Hydrierung von Pyridin und Pyridinderivaten erfordert im allger meinen Temperaturen
zwischen ioo und 2o0° und Drucke zwischen i 5o und 30o at (vgl. R. S ch r öte r,
»Hydrierungen mit Raney-Katalysatoren«, Neuere Methoden der präparativen organischen
Chemie I, 2. Auflage, 1944, S. 114, 115). Darauf ist es zurückzuführen, daß trotz
zahlreicher Versuche, Py-Tetrahydro-ß-carboline durch katalytische Hydrierung ihrer
Anhydroniumbasen herzustellen, bisher nur Platinoxyd als Katalysator verwendet wurde.
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Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß der Pyridinring in
ß-Carbolinderivaten bereits bei Zimmertemperatur und bei normalem oder schwach erhöhtem
Druck mit Raney-Nickel unter Bildung der entsprechenden Py-Tetrahydroderivate reduziert
werden kann.
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Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb ein Verfahren zur Hydrierung
von Anhydroniumbasen der eingangs erwähnten Art zu Py-Tetrahydroß-carbolinen, also
beispielsweise von Serpentin zu dem Py-Tetrahydroserpentin, wobei diese Anhydroniumbasen
jin indifferenten Lösungsmitteln gelöst und in Gegenwart von Raney-Nickel mit Wasserstoff
hydriert werden. Es werden 2 Mol Wasserstoff unter Bildung der am Pyridinring tetrahydrierten
Carbolinderivate aufgenommen. Das Tetrahydroderivat besitzt folgende Struktuzformel:
Die Tatsache, daß die Hydrierung am Pyridin-und nicht am Benzolring erfolgt, geht
aus ' den Ultraviolettspektren der Hydrierungsprodukte hervor, deren Maxima bei
226,5 und 282,5m,u liegen und damit das typische Absorptionsspektrum des Indols
aufweisen (vgl. hierzu Helv. Chim. Acta, Bd. 34, 1951, S. 635).
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Die Gleichheit des Hydrierungsprodukts von Serpentin, nämlich des
Py-Tetrahydroserpentins mit auf andere Weise gewonnenem Py-Tetrahydroserpentin (Ajmalicin)
wurde außerdem noch durch den Mischschmelzpunkt und durch Vergleich der Infrarotspektren
bewiesen.
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Die Hydrierung kann sowohl bei normaler wie erhöhter Temperatur :und
bei normalem wie bei erhöhtem Druck durchgeführt werden.
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Als Lösungsmittel bei der Hydrierung verwendet man vorzugsweise niedermolekulare
Alkohole, z. B. Methylalkohol, oder ihre Ester, z. B. Essigsäureester. Die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an Hand einiger Beispiele näher erläutert.
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Beispiel i i g Serpentin wird in ioo.ccm Methanol in einer Stickstoffatmosphäre
unter schwachem Erwärmen gelöst und in Gegenwart von Raney-Nickel je nach Aktivität
des Katalysators 3 bis 6 Stunden unter einem Wasserstoffdruck von etwa 5 at geschüttelt.
Nach einer Aufnahme von 2 Mol Wasserstoff wird der Katalysator abfiltriert und die
farblose, methanolische Lösung im Vakuum eingeengt. Als Rückstand erhält man i,oi
g Py-Tetrahydroserpentin vom Schmelzpunkt 24o bis 2q.2° (Zersetzung). Zur Reinigung
wird das Rohprodukt aus Methanol umkristallisiert, wobei farblose Blättchen, manchmal
auch Nadeln, von einem Zersetzungspunkt*von etwa 25o° erhalten werden. Der Mischschmelzpunkt
mit einer `anderen Probe von Py-Tetrahydroserpentin (Ajrizalicin) zeigt keine Schmelzpunkterniedrigung.
Beispiel :2 i g Serpentin wird in ioo ccm Methanol in einer Stickstoffatmosphäre
unter schwachem Erwärmen gelöst und in Gegenwart von Raney-Nickel je nach Aktivität
des Katalysators 6 bis 12 Stunden mit Wasserstoff geschüttelt. Nach einer Aufnahme
von 2 Mol Wasserstoff wird der Katalysator abfiltriert und die fast farblose methanolische
Lösung im Vakuum. eingeengt. Man erhält als Rückstand das 'rohe Py-Tetrahydroserpentin.
Zur -Reinigung wird das Rohprodukt aus Aceton umkristallisiert, wobei farblose Blättchen
von einem Zersetzungspunkt von etwa 25o° erhalten werden. Beispiel 3 0,5 g Alstonin
werden in 5o ccm Methanol gelöst und in Gegenwart von Raney-Nickel unter einem Wasserstoffdruck
von etwa 4 at ungefähr 2o Minuten geschüttelt. Nach einer Aufnahme von 2 Mol Wasserstoff
wird der Katalysator abfiltriert und die fast farblose, methanolische Lösung in
der Hitze mit 5o ccm Wasser versetzt. Beim Erkalten kristallisieren etwa
300 mg Py-Tetrahydroalstonin vom ungefähren Zersetzungspunkt 225 bis 226°
aus. Die Verbindung besitzt im Ultraviolett Banden bei 226 m,u, 282 mu und 29o m,u
(typische Indolbanden). Sie ist mit einem durch Hydrierung von Alstonin mit Platinoxyd
als Katalysator gewonnenen Py-Tetrahydroalstonin identisch. Beispiel 4
0,79 Serpentin werden in 7o ccm Essigester gelöst und in Gegenwart von Raney-Nickel
unter einem Wasserstoffdruck von etwa 2 at i Stunde geschüttelt. Während dieser
Zeit fällt ein fast farbloser Niederschlag aus, der- zusammen mit dem Katalysator
abgetrennt wird. Der Niederschlag wird in Methanol gelöst, der Katalysator abfiltriert
und die Lösung mit Wasser versetzt und weiter eingeengt. Dabei kristallisiert das
Py-Tetrahydroserpentin
in Form von feinen Nadeln mit einem Zersetzungspunkt
von etwa 25o0. Der Mischschmelzpunkt mit auf andere Weise gewonnenem Py-Tetrahydroserpentin
zeigt keine Schmelzpunkterniedrigung.