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Research Collection
Doctoral Thesis
Beitrag zur Synthese digitaloider Aglycone
Author(s): Heusser, Hans
Publication Date: 1945
Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-000293993
Rights / License: In Copyright - Non-Commercial Use Permitted
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ETH Library
Beitrag zur Synthese
digitaloider Aglycone
VON DER
EIDGENOSSISCHEN TECHNISCHEN
HOCHSCHULE IN ZÜRICH
ZUR ERLANGUNG
DER WURDE EINES DOKTORS DER
TECHNISCHEN WISSENSCHAFTEN
GENEHMIGTE
PROMOTIONSARBEIT
VORGELEGT VON
HANS HEUSSER
dipl. Ingenieur-Chemikeraus Gossau (Zürich)
Referent : Herr Prof. Dr. L. Ruzicka
Korreferent: Herr Prof. Dr. PL A. Plattner
ZÜRICH 1945
Dissertationsdruckerei AG. Gebr. Leemann & Co.
- Stockerstr. 64
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DEM ANDENKEN
MEINES VATERS
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Meinem verehrten Lehrer,
Herrn Prof. Dr. L. Ruzicka,
unter dessen grosszügiger Leitung die vorliegende Ar¬
beit ausgeführt wurde, möchte ich an dieser Stelle herz¬
lich danken.
Ebenfalls sei
Herrn Prof. Dr. PL A. Plattner
für das fördernde Interesse, das er dieser Arbeit ent¬
gegenbrachte, sowie für seine wertvollen Ratschläge
aufrichtig gedankt.
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Inhaltsverzeichnis
Seite
Theoretischer Teil 9
Einleitung 9
Die glykosidische Komponente der digitaloiden Herzgifte ...11
Der Steroid-Kern 13
Der Lacton-Ring 18
Physiologische Wirkung und Konstitution 20
Synthesen digitaloider Aglycone 21
Synthese von /S'-[zfe-3/?-Oxy-nor-cholenyl-(23)]-^a'' '"-butenolid und
^'.[zJ5.3^.0xy-nor-cho]enyl-(23)]-Ja',^'-a'-methyl-butenolid . .24
Synthese von ß'-[3a, 7«, 12/î-Trioxy-nor-cholanyl-(23)Ha'' "'-butenolid 28
Synthese von a-Ketol-bromacetaten und deren Umsetzung zu A"' ^-
Butenoliden 32
Beziehungen zwischen Konstitution und optischer Drehung in der
Cholsäure-Reihe und die Überführung von Cholsäure in Cheno-
desoxy-cholsäure 35
Experimenteller Teil 41
Zusammenfassung 69
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Theoretischer Teil
Einleitung
Im Jahre 1785 hat der schottische Arzt William Withering zum
ersten Male eine Digitalis-Droge therapeutisch verwendet. Seither
hat die Digitalis-Therapie eine ausserordentliche Verbreitung er¬
fahren und ist für den Arzt zu einem unentbehrlichen Hilfsmittel
geworden. Dank der scharf umgrenzten physiologischen Wirkungfanden Präparate aus Fingerhut allgemein Verwendung, bevor die
chemische Natur der wirksamen Bestandteile dieser Drogen auf¬
geklärt war. Die Chemie der Herzglykoside erzielte seit 1930 die
grössten Fortschritte und wurde durch den gleichzeitigen Ausbau
der physiologischen Testmethoden wirksam unterstützt.
Die herzwirksamen Stoffe stimmen nicht nur in ihrer physio¬
logischen Wirkung auf das Herz überein, sondern sind auch durch
eine weitgehend übereinstimmende chemische Struktur ausge¬
zeichnet. Sie besitzen alle einen Zucker-Rest. Letzterer ist an das
Steroid-Gerüst glykosidisch gebunden. Das Steroid-Gerüst selbst
trägt am Kohlenstoff-Atom 17 eine für alle Herzglykoside charak¬
teristische Lacton-Gruppe aus fünf oder sechs Ringgliedern (vgl.Teilformeln I und II).
CO CO
o
— 10 —
Ihrer Konstitution entsprechend wurden die in der Natur vor¬
kommenden herzwirksamen Glykoside in zwei Gruppen eingeteilt.
Die digitaloiden Herzgifte (I) bilden die eine, grössere
Klasse. Sie ist charakterisiert durch eine Butenolid-Gruppe, die
in /^-Stellung mit dem Kohlenstoff-Atom 17 des Steroid-Gerüstes
verbunden ist. Die Vertreter dieser Gruppe sind zahlreich. Als
Beispiele seien angeführt: die Glykoside der verschiedenen Di¬
gitalis-, Strophanthus- und Antiaris-Arten, sowie Periplocin, The-
vetin, Uzarin, Oleandrin u. a. m.
Bei der zweiten Gruppe ist der Butenolid-Rest durch einen
Pentadienolid-Rest ersetzt, der mit seinem /-Kohlenstoff-Atomebenfalls in Stellung 17 mit dem Steroid-Kern verbunden ist (Teil¬
formel II). Vertreter dieser Gruppe, deren Konstitution in neuster
Zeit aufgeklärt wurde, sind die Scilla-Glykoside *) und das Helle-
brin2).
Elderfield und Metarbeiter 3) haben für die ungesättigte Lac-
ton-Gruppe vom Typus I die Bezeichnung JK,/i-Butenolid einge¬
führt. Diese Nomenklatur eignet sich besonders für solche Ver¬
bindungen, bei denen der Lacton-Ring mit einem vom Steroid-Kern
abweichenden Gerüst verbunden ist. Da es sich in der vorliegen¬
den Arbeit einerseits um die Synthesen von höheren Homologen
digitaloider Aglycone, anderseits um Modellkörper handelt, soll
die Bezeichnung zl^-Butenolid auch hier verwendet werden. Um
Verwechslungen mit den in der Sterin-Nomenklatur verwendeten
Bezeichnungen a und ß zu vermeiden, werden bei zusammenge¬
setzten Namen die Kohlenstoff-Atome des Lacton-Ringes mit a',
ß' und y' umschrieben.
Bei der Konstitutionsermittlung der digitaloiden Herzgifte
bildeten die glykosidische Komponente, der Steroid-Kern und die
Butenolid-Gruppe meist getrennte Arbeitsgebiete. Sie seien der
Übersicht halber hier ebenfalls gesondert behandelt.
0 A.Stoll, /.Rem und A. Helfenstein, Helv. 26, 648 (1943); A.Stoll
und /. Renz, Helv. 25, 377; 25, 43 (1942); 24, 1380 (1941); A. Stoll, Ev
Suter, W. Kreis, B. B. Bussenmaker und A. Hofmann, Helv. 16, 703 (1933).
s) W. Karrer, Helv. 26, 1353 (1943).
3) M. Rubin, W. D. Paist und R. C. Elderfield, J. org. Chem. 6, 260
(1941); R.Q.Linville und R.C. Elderfield, J. org. Chem. 6, 270 (1941).
— 11 —
Die glykosidische Komponente der
digitaloiden Herzgifte
Bei den herzwirksamen Glykosiden, deren Konstitution heute
als gesichert betrachtet wird, ist die Zucker-Komponente aus¬
nahmslos mit dem Kohlenstoff-Atom 3 das Stereoid-Kerns glyko¬sidisch verknüpft.
In einzelnen Glykosiden wurden bis zu vier Zucker-Reste fest¬
gestellt, von denen jedoch nur einer mit dem Aglycon verbunden
ist. Die weiteren Zucker-Moleküle sind nach Art der Di-, Tri- und
Polysaccharide miteinander verbunden. Als Beispiel sei hier das
k-Strophanthosid4) angeführt (Schema I).
Mineralsäure
Strophan-thobiase
a-Oluco-
sidase
Strophan¬thidin
IO
I
Cymarose
/?-Glucose
a-QIucose
Cymarin
^Strophan¬thine
k-Strophanthosid
Schema I
Einzelne Hydroxyle der Zucker können acyliert sein. In den
Digilaniden A, B und C wurde je ein Molekül Essigsäure gefun¬
den; diese ist hier mit einem Hydroxyl des der /?-Glucose benach¬
barten Digitoxose-Moleküls verbunden (Schema II).
Digitoxigenin (Digilanid A),
Gitoxigenin (Digilanid B) oder
Digoxigenin (Digilanid C)
O
IDigitoxose
I
DigitoxoseIDigitoxose-Essigsäure
Iitf-GIucose Schema II
4) A. Stoll, J. Rem und W. Kreis, Helv. 20, ,1484 (1937).
— 12 —
Die Reindarstellung dieser genuinen Glykoside hat lange Zeit
besondere Schwierigkeiten bereitet. Sie ergaben sich einerseits aus
der Empfindlichkeit dieser Verbindungen gegenüber Säuren und
Alkalien, anderseits aber vor allem durch die spaltende Wirkungder in den Drogen vorhandenen Enzyme.
Die Isolierung und Kristallisation der genuinen Glykosideaus Digitalis lanata und Strophanthus kombé ist erstmals A. Stoll
und Mitarbeitern5) durch enzymhindernde Extraktionsverfahren
gelungen. In der Folge haben diese Forscher die Zucker-Kompo¬nenten der Digilanide A, B und C, sowie von Strophanthosid in
ihrer Natur vollkommen aufgeklärt.Meist ist die Wirkung der Enzyme ganz spezifisch. Am Bei¬
spiel des Strophanthosids (Schema I) betrachtet, ergibt sich die
Möglichkeit, durch Verwendung der entsprechenden Enzyme die
Zucker-Kette stufenweise abzubauen. Man gelangt so vom Triosid
Strophanthosid über das Diosid k-Strophanthin-/? zum Monosid
Cymarin. Die a-Glucosidase aus Hefe ist befähigt, das endständigeGlucose-Molekül abzuspalten. Dies gilt gleichzeitig als Beweis
dafür, dass die endständige Glucose in a-Bindung mit dem k-Stro-
phanthin-/?-Rest verknüpft ist; denn /?-Glucosidasen zeigen keine
Wirkung am genuinen Glykosid. Die Strophanthobiase ist in der
Lage, die Bindung zwischen Cymarose und dem mittelständigenGlucose-Molekül zu lösen«
Die Spaltung der glykosidischen Bindung zwischen Aglyconund dem ihm nächst liegenden Zucker kann nur durch saure Hydro¬lyse erfolgen. Enzyme vermögen diese Bindung nicht anzugreifen.
Da unter den in den Samen von Strophanthus kombé auftre¬
tenden Enzymen sowohl die Strophanthobiase wie auch Enzymejnit a-Glucosidase-Wirkung zu finden sind, ist es begreiflich, dass
das genuine Glykosid Strophanthosid erst nach Verwendung der
enzymhindernden Extraktionsmethode isoliert werden konnte.
Unter den in den Herzgiften vorkommenden Zuckern sind
einige seltene Vertreter ihrer Art zu erwähnen. Sie sind zum Teil
für die digitaloiden Glykoside charakteristisch und wurden bisher
5) A. Stoll und W. Kreis, Helv. 16, 703, 1049; 16, 1390 (1933); A.
Stoll, The Cardiac Glycosides. London 1937; A. Stoll, J.Renz und W.Kreis,Helv. 20, 1484 (1937).
— 13 -
nur aus diesen isoliert. Unter ihnen sind die a-Desoxy-zucker Di-
gitoxose6) (III), Cymarose7) (IV) und Oleandrose8) (V) zu fin¬
den. Weitere interessante Vertreter sind die Methyl-pentosen
Rhamnose9) (VI) und Digitalose9) (VII).
H—C=0 H-C=0 H-C=0 H—C=0 H—C=0
I I ! I ICH, CH, CH, H-C-OH H—C-OH
I I > I '
H—C-OH H-C-OCH, CHOCHs H-C-OH CH5 O—C—H
III I IH—C-OH H-C—OH CHOH HO—C—H HO-C-H
III « IH—C-OH H—C—OH CHOH HO—C-H H-C-OH
III ' ICHS CH, CH, CH3 CH,
III IV V VI VII
Der Steroid-Kern
Den erstmaligen Beweis, dass es sich bei den digitaloiden Ag-lyconen um Steroide handelt, erbrachten Tschesche und Knick10).Bei der Selen-Dehydrierung von Anhydro-uzarigenin erhielten sie
Methyl-cyclopenteno-phenanthren (VIII), ein typisches Dehydrie¬
rungsprodukt der Sterine und Gallensäuren. Die Konstitution
dieses Körpers wurde von Harper, Kon und F.C.J.Ruzicka11)durch Synthese bewiesen.
/\ -CH,
/\/\
%
VIII
6) F. Micheel, B. 63, 347 (1930).7) R. C. Elderfield, Science 81, 440 (1935); J. biol. Chem. 111, 527
(1935).
8) R.Tschesche, B. 70, 1554 (1937); 71, 1927 (1938).9) O. Th. Schmidt, W. Mayer und A. Distelmaier, A. 555, 26 (1944).10) Z. physiol. Chem. 222, 58 (1933).") J. Chem. Soc. 124 (1934).
Tabelle
Ider
herzwirksamenGlykoside
Lit.
GlykosidS
m
p
.
I«to
Ringe
A:B
Hydroxyle
O
x
o
-
Gruppen
Aglycon
S
m
p
.
[«to
Zucker
LetaleDosis
mg/kg
1mg/kg
Frosch
|Katze
-
a
DigilanidA
2
4
8
»
+31,4°A
eis
3«,
14
—
Digitoxigenin
2
4
2
»
2
5
0
°
+
19,5°
A
+19,1
»M
3
Digitoxose
/Î-Glucose Essig
säure1,45
0,380
b
Purpureagly-kosid
A
2
7
0
°
+
12,1»A
eis
3a,
14
—
Digitoxigenin
2
4
2
»
2
5
0
»
+
19,5°
A+
19,1°
M3
Digitoxose^-Glucose
1,45
0,368
c
Digitoxin
2
6
3
»
+
4,8°
Deis
3a,
14
-
Digitoxigenin
2
4
2
»
2
5
0
°
+
19,5»
A+
19,1
»M
3Digitoxose
8,0
0,30
d
Somalin
1
9
8
»
+
9,5»
Aeis
3a,
14
—
Digitoxigenin
2
4
2
»
2
5
0
»
+
19,5
»A
+
19,1
»M
Cymarose
e
Thevetin
•
|
H
a
O
1
9
5
°
eis
3ft
14
—
ThevetigeninAnhydro-Th.
2
2
0
»
+40,0°
C
Digitalose
?2
Glucose
4,5
0,92
1f
Cerberin
1
9
2
»
-77,9°
C?
3ß,
14
—
Cerberigenin
Anhydro-Cerb.
2
2
2
»
+46,8»
C
Cerberose
1
H-*
4*
g h
Uzarin
Digilanid
B
2
7
0
»
2
4
8
»
-27,0°
P
+36,7»
A
trans
eis
3ß,
14
3a,
14,
16
—
Uzarigenin a-Anhyd
ro-Uz.Gitoxigenin
2
6
5
°
2
3
5
°
2
2
5
°
-29,5
»C
-53,6»
C
+34,6°
M
2
Glucose
3
Digitoxose
/Î-Glucose
Essigsäure
1500,0
1,85
5,08
0,40
1
'
Purpureagly-kosid
B
2
4
0
»
+20,4»
Aeis
3a,
14,
16
—
Gitoxigenin
2
3
5
»
2
2
5
»
+34,6»
M3
Digitoxose/Î-Glucose
0,369
k
GitoxinHjO
2
8
5
»
2
6
9
»
+
3,5°
Peis
3a,
14,
16
—
Gitoxigenin
2
3
5
»
2
2
5
»
+34,6°
M3
Digitoxose
.
1
Oleandrin2
4
9
°
-52,1
°M
eis
3a,
14,
16-Acetoxy
—
Oleandrigenin
2
2
3
»
-
8,5»M
Oleandrose
m
Digilanid
C
2
4
8
°
+33,5
»A
+24,4°
Deis
3a,
12«,
14
—
Digoxigenin
2
2
2
»
+25,8
»A
-1
27,0»
M3
Digitoxose
/Î-Glucose Essig
säure1,56
0,28
n
Digoxin
2
6
5
°
+
13,3»
Peis
3a,12a,14
-
Digoxigenin
2
2
2
°
+25,8°
A
+27,0°
M3
Digitoxose
2,50
0,22
p q
Sarmentocy-marin
•2H,0
1
3
7
»
1
3
0
°
-12,5°
Meis
Periplocin
eis
Periplocyma-
rin
CH3OH
1
4
8
»
+29,0°
Aeis
Ouabain
•3H,0
1
8
8
»
-30,8°W
eis
k-Strophan-thosid
2
0
0
°
+
13,8»
Meis
k-Strophan-thin-/S
1
9
5
°
1
7
8
°
+31,8°M
+32,6»W
eis
Cymarin
1
3
8
°
+39,2°
M
+35,0
°C
eis
Antiarin-a
Antiarin-^
2
2
5
°
3a,
11?,
14
—
3a,
5,14
—
3a,
5,14
—
1,3a,
5,
11?,
14,
18
3a,
5,14
18
3a,
5,14
18
3a,
5,14
18
-
Sarmentogenin
—
Periplogenin
Periplogenin
—
Ouabagenin Strophan
thidin•
H
,
0 Strophanthidin•
H
2
0 Strophanthidin•
H
s
O Antiarigenin Dianhydr
o-Ant.Antiarigenin Dianhydr
o-Ant.2
6
6
°
+21,5°A
1
8
5
°
+31,5»
A
1
8
5
°
+31,5°
A
2
5
6
°
+
11,3»W
2
3
5
»
1
7
5
»
+44,3»
M
2
3
5
»
1
7
5
»
+44,3°
M
2
3
5
»
1
7
5
°
+44,3°
M
2
0
5
»
-160°M
2
0
5
°
-160»M
Sarmentose
CymaroseGlucose
Cymarose
Rhamnose
Cymarose
/Î-Glucosea-Glucose
Cymarose
/?-Glucose
Cymarose
Antiarose
Rhamnose
5,45
0,21
0,155
0,417
0,095
0,54
0,126
0,435
0,120
0,666
0,111
0,50
0,13
0,39
0,10
*)
a)1,
3,7,
14,
18,
25
b)25
c)7,
8,3,
25
d)
14
e)7,
8,10,
18
f)23
g)
7,10,
17,
21,
25
h)
1,3,
15,
21,
25
i)25
r)6,
22
Lösungsmittel
:A=
Alkohol
k)3,
15,
21,
25
s)4,
5,6,
18,
21
M=
Methanol
1)26
04,
5,6,
21
D=
Dioxan
m)
1,2,
3,7,
16,
18,
24
u)4,
6,21
C=
Chloroform
n)2,
7,8,
16,
18,
25
v)'18
W=
Wasser
0)
7,13,
18,
24,
25
w)21,
18,
8P=
Pyridin
P)
12,
21,
24
q)
25
*)Zu
erwähnen
s
i
n
d
n
o
c
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die
z
w
e
i
physiologisch
starkwirksamendigitaloidenGlykosideConvallatoxin27)u
nd
Calotropin28).
I
h
r
e
Konstitutionsaufklärungi
st
n
o
c
h
nichtbeendet.
Sie
wurdendeshalb
in
der
Tabelle
1
nichtangeführt.
— 16 —
Anmerkungen 1—28 zu Tabelle I :
*) A. Stoll und E. Rothlin, Schweiz, med. Wschr. 68, 1335—1342
(1938).2) H. L. Mason und W. M. Hoehn, Am. Soc. 60, 2824 (1938); 61,
1614 (1939).3) A. Stoll, Münchn. med. Wschr. 1933, 723.
4) A. Stoll, f. Rem und W. Kreis, Helv. 20, 1484 (1937).
5) A. Stoll, Münchn. med. Wschr. 1939, 761.
6) E. Rothlin, Münchn. med. Wschr. 1939, 762.
') K- K- Chen, A. L. Chen und R. C. Anderson, J. Am. Pharm. Assoc.
25, 579 (1936).8) L. F. Fieser, The Chemistry of Natural Products related to Phen-
anthrene sec. ed. p. 300.
9) A. Stoll, E. Suter, W. Kreis, B. B. Bussenmaker und A. Hofmann,
Helv. 16, 703 (1933).10) R. Tschesche und K. Bohle, B. 69, 2443 (1936); L. Ruzicka, PL A.
Plattner und A. Fürst, Helv. 24, 716 (1941).
11) W. A. Jacobs und M. Heidelberger, J. biol. Chem. 54, 253 (1922);
57, 553 (1923); 67, 609 (1926); 69, 153 (1926).
12) W. A. Jacobs und A. Hoffmann, J. biol. Chem. 79, 519 (1928).
13) W. A. Jacobs und M. Heidelberger, J. biol. Chem. 81, 765 (1929).
14) M. Hartmann und E. Schüttler, Helv. 23, 548 (1940).
15) A. Windaus, K- Westphal und G. Stein, B. 61, 1847 (1928).
16) S. Smith, J. Chem. Soc. 1930, 508, 2478; 1931, 23; 1935, 1305.
") A. Windaus und E. Haack, B. 63, 1377 (1930).
18) R. Tschesche und Mitarbeiter, B. 69, 2368, 2443, 2497, 1377, 793
(1936).
!») A. Stoll und /. Rem, Helv. 24, 1380 (1941).'*>) W. Karrer, Helv. 12, 506 (1929).
21) R. Tschesche, Erg. Physiol. 38, 32.
22) C. Mannich und G. Siewert, B. 75, 737 (1942).
2S) Tamaki Matsubara, Bull. chem. Soc. Jap. 12, 436 (1937) nach C.
1938 I 2887.
24) H.Gilman, Organic Chemistry, Vol. II, 1319, New York 1938.
25) H. Lettré und H. H. Inhoffen, Über Sterine, Oallensäuren und
verwandte Naturstoffe. Stuttgart 1936.
26) R. Tschesche und Mitarbeiter, B. 70, 1547, 1554 (1937); 71, 654,
1927 (1938).«) W. Karrer, Helv. 12, 506 (1929); R. Tschesche, B. 69, 459 (1936);
IV. Voss und G.Vogt, B. 69, 2333 (1936).
28) G. Hesse und Mitarbeiter, A. 526, 252 (1936); 537, 67 (1938);546, 233 (1941).
— 17 —
Später kamen Jacobs und Elderfield12) bei der Dehydrierungvon Strophanthidin zu dem gleichen Ergebnis. Ausserdem konnten
sie, ausgehend von Digitoxigenin (XI), durch eine Reihe eindeutigverlaufender Reaktionen zur Aetio-cholansäure (XIII) gelangen13).Die Natur des Grund-Skeletts der digitaloiden Aglycone und ihre
Verwandtschaft mit den natürlichen Gallensäuren und Sterinen wa¬
ren damit bewiesen.
In der Folge ging nun das Bestreben dahin, die strukturellen
Unterschiede der verschiedenen Aglycone aufzuklären. So gelanges den Forscherkreisen um Jacobs, Windaus, Tschesche und Elder-
field Strophanthidin (IX), Periplogenin (X), Digitoxigenin (XI)und Gitoxigenin (XII) durch wohl definierte Reaktionen mitein¬
ander zu verknüpfen (Schema I) und ihre Konstitution einzeln auf¬
zuklären. Die Forschungsergebnisse sind in der Tabelle I zu-
sammengefasst.
Schema I
CH—CH.
HO
I
COOH
CO
\
OH
Strophanthidin IX
HOOH
a-Iso-strophanthidsäure
HO
CO
OH
OH
Periplogenin X
O
HO
•CH-CH2I
COOH
O CO
OH
Iso-periplogensäure
12) W. A. Jacobs und R. C. Elderfield, Science 79, 279 (1934) ; J. biol.
Chem. 107, 143 (1934).13) IV. A. Jacobs und R.C. Elderfield, Science 80, 434 (1934); J. biol.
Chem. 108, 497 (1935).
— 18 —
HO
Iso-digitoxigenonsäure
HO
CH-CH2ICOOH
CH—CH2I ICOOH COOH
Oitoxigenin XII Digitoxanoldisäure
COOH
Aetio-cholansäure XIII
Der Lacton-Ring
Mit der Anwesenheit der ungesättigten Lacton-Gruppe sind
einige charakteristische Farbreaktionen der digitaloiden Glykoside
eng verbunden. Die bekannteste derselben ist der Legal-Test1*).Sowohl die digitaloiden Glykoside wie ihre Aglycone geben mit
Nitroprussidnatrium nach Zusatz von Alkali eine intensive Rot¬
färbung, die nach kurzer Zeit verblasst und in gelb umschlägt. Im
Knudson-Dresbach-Test entsteht mit einer alkalischen Pikrinsäure-
u) Hans Meyer, Analyse und Konstitutionsermittlung, 5. Auflage,
p. 447 (1931); W. A. Jacobs und A. Hoffmann, J. biol. Chem. 67, 333
(1926).
— 19 —
Lösung eine orange-rote Färbung. Weiter sind die Butenolid-
Gruppen tragenden Herzgifte befähigt, Tollens-Reagens zu redu¬
zieren.
Verantwortlich für den positiven Ausfall dieser Reaktionen
ist die ungesättigte Lacton-Qruppe 16). Wird ihre Doppelbindungdurch Wasserstoff abgesättigt, oder tritt durch Einwirkung von
Alkali Isomerisierung ein (Schema I), so fallen diese Farbreak¬
tionen negativ aus.
OH
. C = CH
| CO
xo/
-i--C CH2I II I -
/ CHOH COOH
OH
Schema I
o-
. CH-CH,
CH— CH2I IHC-OH COOH
In den vergleichenden Reaktionen mit den einfach gebauten
Angelika-Lactonen (I + II) kamen Jacobs und Mitarbeiter15) zu
der Ansicht, dass bei den digitaloiden Glykosiden die Seitenkette
in einer ß, y ungesättigten Lacton-Gruppe (III) bestehe.
CO
HSCO
\
CO
HaCO
c-
CO
o
III IV
o
CO
Erst in neuster Zeit war es möglich, die Lage der Doppel¬bindung im Lacton-Ring eindeutig festzulegen, nachdem es durch
Partialsynthese gelungen war, ein digitaloides Aglycon, dessen
Doppelbindung mit Sicherheit in <x, ß - Stellung zur Carboxyl-
15) W. A. Jacobs, A. Hoffmann und E. L. Qustus, ). biol. Chem. 70, 1
(1926); 64, 383 (1925).
— 20 —
Gruppe liegt, herzustellen. Das U. V.-Absorptionsspektrum dieser
Verbindung zeigte eine vollständige Übereinstimmung mit den¬
jenigen von Strophanthidin und Periplogenin16). Den Glykosidender Digitalis-Reihe kommt somit die Formulierung von ^"'^-Bute-
noliden (IV) zu.
Physiologische Wirkung und Konstitution
Die wertvolle physiologische Wirkung der Herzgifte besteht
darin, dass sie in kleinen Dosen die Herzkontraktion verstärken,
ohne die Frequenz zu verändern. Ausserdem vermögen sie krank¬
hafte Anomalien auszugleichen.Die Zusammenhänge zwischen Konstitution und physiolo¬
gischer Wirkung sind noch nicht vollständig aufgeklärt, jedochlassen sich bereits jetzt einige Aussagen in dieser Richtung
machen.
Das Vorhandensein des unveränderten zla,/5-Butenolid-Restes
ist für die Wirksamkeit der digitaloiden Glykoside notwendig.
Wird die Doppelbindung im Lacton-Ring durch Wasserstoff abge¬
sättigt, so sinkt die physiologische Wirkung auf einen Bruchteil
des ursprünglichen Wertes. Das gleiche gilt für die Isomerisierung
durch Alkali (Schema I, Seite 19). So besitzt Dihydrq-cymarin
V23 der Toxizität des Cymarins; das Iso-Cymarin ist physiologischnicht mehr wirksam.
Dass jedoch das Vorhandensein der zf'^-Butenolid-Gruppie-
rung allein nicht genügt, beweist die Unwirksamkeit der Angelika-Lactone.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass die Herzwirkung auch
abhängig ist von der Anzahl der Hydroxyl-Gruppen am Aglyconsowie von deren relativer Lage zum Lacton-Ring. Es ist auffällig,dass alle gut wirksamen Glykoside an C 14 des Steroid-Gerüstes
eine Hydroxyl-Gruppe tragen. Inwieweit diese für die physiolo-
16) L. Ruzicka, PL A. Plattner und A. Fürst, Helv. 24, 716 (1941);W. D. Paist, E. R. Blont, F. C. Uhle und R. C. Elderfield, J. org. Chem. 6,273 (1941); vgl. Diss. A. Fürst, E.T. H. Zürich 1945.
— 21 —
gische Wirkung unerlässlich ist, ist noch nicht vollständig abge¬klärt. Durch ihre Abspaltung wird die physiologische Wirkungstark verändert. Anhydro-digitoxigenin ist kein Herzgift mehr,
sondern ein reines Krampfgift; 14-Desoxy-digitoxigenin ist wenigwirksam. Weiter kann mit Sicherheit gesagt werden, dass mit einer
zunehmenden Anzahl von Hydroxyl-Gruppen am Aglycon die Gif¬
tigkeit des entsprechenden Glykosids steigt (vgl. Tab. I, Seite 14).
Auch die sterischen Verhältnisse sind für das Zustandekom¬
men einer Herzwirkung von grosser Wichtigkeit. Alle digitaloiden,
gut wirksamen Glykoside tragen nach Jacobs die Ringe A und B
des Steroid-Kerns in cis-Verknüpfung. Ferner weisen diese Herz¬
gifte eine Hydroxyl-Gruppe in a-Stellung am C-Atom 3 auf; d.h.
es liegen die gleichen sterischen Verhältnisse wie bei den natür¬
lichen Gallensäuren vor. W. A. Jacobs 17) hat ferner gezeigt, dass
durch eine rein sterische Änderung, die durch ein Enzym bewirkt
wird, die physiologische Wirkung des Strophanthidins erlischt.
Mehr Licht in die Beziehung zwischen Konstitution und phy¬
siologischer Wirkung vermag die Synthese herzwirksamer Agly-cone und Glykoside zu bringen; denn dadurch wird es möglich,den in der Natur in beschränkter Zahl vorkommenden herzwirk¬
samen Stoffen weitere gleichartig gebaute Glieder beizufügen.
Synthesen digitaloider Aglycone
Die Synthese eines digitaloiden Aglycons ist erstmals von
L.Ruzicka, T. Reichstein und A. Fürst16) durchgeführt worden.
Bei der Kondensation von d5, 3ß, 21-Diacetoxy-20-keto-pregnen(III) mit Bromessigester und Zink nach Reformatsky wurde über
das yö-Oxy-butanolid (IV) als Zwischenprodukt das gesuchte Lac-
ton (V) der ^5-20-22-3/?-Acetoxy-21-oxy-norcholadiensäure herge¬stellt.
") J. biol. Chem. 88, 519 (1930).18) Helv. 24, 76 (1941).
— 22 —
AcO
COOH
\ CO
CHN2
T CO
J CH2
NOAc
III
OH
C—CH2
L COCO
O O
IV
Schema I
Das als Ausgangsmaterial dienende A5-3ß, 21-Diacetoxy-20-
keto-pregnen (III) ist leicht zugänglich und tritt bei der Herstel¬
lung von Desoxy-corticosteron-acetat als Zwischenprodukt auf. Es
wird aus der zl5-3/?-Acetoxy-ätio-cholensäure (I) über deren Säure¬
chlorid und das Diazoketon (II) gewonnen.
Nach dem gleichen Verfahren (vgl. Schema I) wurden später,von den entsprechenden Aetio-säuren ausgehend, die 4 isomeren
3-Oxy-lactone (VI—IX) hergestellt i») 20) 21) 22) 23). sie entspre-
CO
O
HO H
VI
HO
HO H
VIII
1!') L. Ruzicka, PL A. Plattner und A. Fürst, Helv. 25, 79 (1942).20) L. Ruzicka, PL A. Plattner und /. Pataki, Helv. 25, 425 (1942).21) PL A. Plattner, L. Ruzicka und A. Fürst, Helv. 26, 2274 (1943).22) L. Ruzicka, PL A. Plattner und Q. Bulla, Helv. 25, 65 (1942).23) /. Fried, R. G. Linville und R. C. Elderfield, J. org. Chem. 7, 362
(1942).
— 23 -
chen konfigurativ dem Cholestanol, epi-Cholestanol, Koprostanolund epi-Koprostanol.
Eine weitere Methode zur Synthese digitaloider Aglycone
wurde von L. Ruzicka, PI. A. Plattner und J. Patakl2Ü) ausgear¬
beitet. Ausgehend von Steroid-Ketonen vom Typus (X), gelangt
man durch deren Kondensation mit Bromessigester nach Refor-
tnatsky über die yS-Oxy-Säuren (XI) zu den a, /^-ungesättigtenSäuren (XII). Diese liefern bei der Oxydation mit Selendioxyd
über die nicht fassbaren zJa,,3-/S-Oxymethyl-Säuren (XIII) die ge¬
suchten Lactone (XIV).
OH
j-CO\
—y
/
i
c—-CH2\
iC=CH
\/ CH3 \/ CHS1COOH \/ CH3 COOH
X XI XII
CO
o
XIV
C=CH
I ICH9 COOH
\OH
XIII
In der vorliegenden Arbeit sind Synthesen homologer digi¬taloider Aglycone beschrieben, bei welchen zwischen das Cyclo-
pentano-perhydro-phenanthren-Qerüst und die ungesättigte Lac-
ton-Gruppe eine aliphatische 'Brücke eingeschoben ist (XV). Als
Ausgangsmaterial für diese Synthesen dienten Steroidsäuren vom
Typus der Gallensäuren mit 24 Kohlenstoff-Atomen (XVI).
| CO
\ /
O
XV
COOH
XVI
— 24 —
Synthese von yff'-[/l6-3£-Oxy-nor-cholenyl-(23)]-âa'> ^'-buienolid (V) und ^'-[J6-3^-Oxy-nor-cho-
lenyl-(23)]-Ja'> -« -meihyl-buienolid (XI)
Bei der Übertragung der von L. Ruzicka, T. Reichstein und
A. Fürst durchgeführten Synthese (vgl. Seite 22) auf A 5-3 /?-Ace-
toxy-cholensäure (I) musste das homologe Lacton V entstehen.
<y
iAc
I
COOH
I/\
/CO
CHN2
II
CO
I
CH2—OAc
III
HO-C-CH2
| CO
o
IV
/
/\/\/
.A/vHO
CO\ / /
O HO
VI
ICO
ICHS
O^V
\ /
VII
ICO
ICH.
— 25 —
Die zl5-3/?-Acetoxy-cholensäure wird in grösseren Mengen als
Nebenprodukt bei der energischen Oxydation von Cholesterin-ace-
tat (VIII) zu t-Dehydro-androsteron-acetat (IX) gebildet 2i).
In der Hauptsache entsteht durch den Eingriff des Chrom-
trioxyds an verschiedenen Stellen des Cholesterin-Moleküls ein
Gemisch von Säuren, das durch Behandeln mit Alkali leicht von
den Neutralteilen getrennt werden kann. Von den Säuren besitzen
nur jene für die Synthese von Steroiden ein Interesse, bei denen
der Steroid-Kern als solcher noch intakt geblieben ist.
HO
IX VIII
Aus den sauren Oxydationsprodukten wurden neben Säuren,
die durch oxydative Sprengung des Sterin-Kerns entstanden sind,
die A 5-3 yS-Acetoxy-ätio-cholensäure 25), die A 5-3 /?-Acetoxy-bis-nor-
cholensäure26) und die zf5-3/?-Acetoxy-cholensäure (I)27) als
Hauptbestandteil isoliert. Die zI5-3^-Oxy-cholensäure besitzt mit
24 Kohlenstoffatomen das gleiche Skelett wie die natürlichen
Gallensäuren.
Die Isolierung der zl5-3/?-Oxy-cholensäure ist dadurch er¬
schwert, dass sie als freie Säure in Äther nur in geringer Menge,als Alkali-Salz andererseits in Wasser kaum löslich ist. Diesen
Eigenschaften entsprechend sind die in der Literatur angeführten
2i) L. Ruzicka und A. Weitstem, Helv. 18, 986 (1935); A. Butenandt,H. Dannenbaum, Q. Hanisch und H. Kudszus, Z. phisiol. Ch. 237, 57 (1935).
25) Franz. Pat. 845795; Holl. Pat. Anm. 92456 A. 65.
26) Franz. Pat. 845 795; Holl. Pat. Anm. 92456 A. 65.
27) wie 24, ferner E. S. Wallis und E. Fernholz, Am. Soc. 57, 1504,
(1935); Schweiz. Pat. 194755 nach C. 1938, II 1276.
— 26 —
Aufarbeitungsmethoden28) mühsam und nur für Ansätze, die 15gnicht überschreiten, passend.
Die Isolierung der J5-3/?-Oxy-cholensäure in grösseren Men¬
gen aus den sauren Fraktionen des Oxydationsgemisches wurde
dadurch erreicht, dass aus einer methanolischen Lösung der rohen
Kaliumsalze das Salz der genannten Säure durch Zusatz von
Wasser gefällt wurde. Der Niederschlag wurde mit Hilfe von
Celite filtriert. Die Extraktion des Celites mit Methanol ergabnun ein weitgehend gereinigtes Kaliumsalz. Die daraus freige¬setzte Säure war nach aufeinanderfolgenden Kristallisationen aus
Aceton und Methanol rein und wies einen Smp. von 236—237°
auf. [<x]D = — 39,4° (in Pyridin). Die Ausbeute betrug 6,9 °/o,
bezogen auf die rohen, sauren Oxydationsprodukte.
Durch Umsetzen der A 5-3 /?-Oxy-cholensäure mit Acetanhy-drid in der Wärme wurde in guter Ausbeute das Acetat I vom
Smp. 190—191°; [oc]D = — 49,3 ° (in Chloroform) gebildet. Durch
Behandeln des Acetats mit Thionylchlorid in Benzol wurde das
Säurechlorid vom Smp. 153,5—154° erhalten, welches beim Um¬
setzen mit einem Überschuss von Diazomethan das der A5-3ß-
Acetoxy-cholensäure entsprechende Diazoketon II vom Smp. 155—
155,5° (Zers.); [oc]D = —52,1° (in Chloroform) lieferte. Dieses
Diazoketon haben bereits früher Hattori29) sowie Kuwada und
Yosiki30) als Zwischenprodukt bei den Synthesen von Nor-chole-
stenon (VI), bzw. eines Homologen des Progesterons VII, isoliert.
Beim Verkochen des Diazoketons II mit wasserfreiem Eis¬
essig bildete sich in guter Ausbeute das A5-3ß, 25-Diacetoxy-24-
keto-25-homo-cholen,(in) vom Smp. 125,5—126°; [a]D = —45,1°
(in Chloroform). Dieses Ketol-acetat wurde nun mit Bromessig¬ester und Zink nach Reformatsky umgesetzt und lieferte über das
/3-Oxy-butanolid IV, das nicht näher untersucht wurde, das Acetat
2S) L. Ruzicka und L. Wettstein, Helv. 18, 986 (1935); E. S.Wallis
und E. Fernholz, Am. Soc. 57, 1504 (1935); A. Butenandt, H. Dannen-
baum, G. Hanisch und H. Kudszus, Z. psysiol. Ch. 237, 57 (1935); Schw.
Pat. 194755 nach C 1938, II 1276.
29) J. pharmac. Soc. Japan 58, 150 (1938), nach C. 1939, I 1182.
30) J. pharmac. Soc. Japan 58, 187 (1938), nach C. 1939, I, 1372.
— 27 —
des gesuchten Lactons V vom Smp. 204—205°; [x]D = —40,6°
(in Chloroform).
Die spektroskopische Untersuchung zeigte eine für die digi-
taloiden Aglycone typische U.V. Absorptionskurve mit einem Maxi¬
mum bei 217 m^ (log e = 4,05). Die saure Verseifung des Acetats
mit Salzsäure in Dioxan ergab das freie Oxy-lacton V vom Smp.
229—230°; [oc]D = —42,5° (in Chloroform). Das ß'[A5-3ß-
Oxy-nor-cholenyl-(23)]-zlß''^-butenolid (V), sowie sein Acetat, zei¬
gen positiven Legal- und Knudson-Dresbach-Test.
CO
.
/o
HO O
XI
i
COCHS
Bei der Umsetzung des Ketol-acetats III mit a-Brom-propion-ester und Zink analog der Reaktionsweise, wie sie mit Bromessig¬
ester durchgeführt wurde, bildete sich über das entsprechende
/?-Oxy-butyroIacton das Acetat des a-Methyl-yS-Steroid-lactons XI
vom Smp. 184—185°; [x]D = —41,6° (in Chloroform). Die
saure Verseifung lieferte das freie Oxy-lacton XI vom Smp. 217—
218° (Zers.); [a.]D = —43,8° (in Chloroform). Im Legal-Testverhält sich dieses, wie auch sein Acetat, negativ, während beide
Aglycone eine positive Knudson-Dresbach-Reäktion zeigen. Der¬
artig zweifach substituierte Butenolide sind bis heute unter den
natürlichen herzwirksamen Stoffen nicht gefunden worden.
Einige physikalische und chemische Eigenschaften zeigeninteressante Abweichungen, sowohl von den natürlichen, als auch
von den bisher synthetisch hergestellten Aglyconen. Wie zu er¬
warten war, bewirkt der zusätzliche Substituent in a-Stellung des
Lacton-Ringes eine deutliche Verschiebung des Maximums im U. V.
Absorptionsspektrum nach dem Langwelligen. Die Kurve weist ein
Maximum bei 222 m/u (log s = 4,30) auf. Weiter weist das disub-
stituierte Lacton XI trotz seines grösseren Molekulargewichts eine
grössere spezifische Drehung auf als das Methyl-freie Butenolid V.
— 28 —
Dies wirkt weiter nicht überraschend, denn das optische Drehungs¬
vermögen einer Substanz steht in engem Zusammenhang mit der
Lage ihrer Absorptionsbande. Je näher die Wellenbereiche der
Absorptionsbande und jene, in der die Bestimmung des optischenDrehungsvermögens erfolgt, zusammenfallen, umso grösser wird
der Drehungsbeitrag der Absorptionsbande. Im Falle des Lactons
XI ist das grössere optische Drehungsvermögen mit der Verschie¬
bung des U.V. Absorptionsmaximums nach dem Langwelligen (ge¬
gen die D-Linie) leicht zu erklären.
Wie schon erwähnt, verhält sich das Lacton XI im Legal-Test
negativ. Dieser Befund bestätigt die Ansicht, dass für -das Auf¬
treten des Legal-Testes die Anwesenheit eines ot-Wasserstoff-
Atoms im Lacton-Ring notwendig ist31).
Synthese von ß'-V&a, 7a, 12/?-Trioxy-nor-cholanyl-(23)]-J«> -buienolid (IVc)
Der Steroid-Kern der natürlichen herzwirksamen Glykosideist meist mehrfach mit Hydroxylen besetzt. Es hat sich auch ge¬
zeigt, dass mit steigender Anzahl der Hydroxyl-Gruppen die phy¬
siologische Aktivität steigt (vgl. Tabelle I, S. 14). Da die bisher
synthetisch dargestellten digitaloiden Aglycone nur eine je Oxy-
Gruppe in Stellung 3 des Steroid-Kerns tragen, war es von Inter¬
esse, durch Synthese zu einem Vertreter dieser Körper-Klasse zu
gelangen, der mehrere Hydroxyle aufweist.
Als geeignetes und leicht zugängliches Ausgangsmaterial er¬
wies sich die Cholsäure (I), die auch als 3oc, 7<x, 12/?-Trioxy-cholan-säure bezeichnet werden kann. Mit den Indizes a. und ß soll die
relative Lage der Hydroxyl-Gruppen zum Kerngerüst ausgedrücktwerden, so wie es Reichstein und Köchlin 32) vorgeschlagen haben.
Die mit a, indizierten Gruppen befinden sich unter, die mit ß in¬
dizierten über der Projektionsebene.
31) L. F. Fieser, The Chemistry of Natural Products related to
Phenanthrene. New York 1936, S. 266.
32) Helv. 25, 918 (1942).
— 29 —
Die Cholsäure ist leicht zugänglich und wird heute technisch
aus Rindergalle gewonnen. Für die Durchführung der Syntheseist ein Schutz der Oxy-Gruppen notwendig. Er lässt sich theore¬
tisch durch Acetylierung der Hydroxyle durchführen, was sich aber
wegen mangelnder Kristallisationsfreudigkeit der Triacetyl-chol-säure als unzweckmäßig erwies. Die Triformyl-cholsäure (Ia) je¬doch ist leicht zugänglich und wurde schon von Cortese und Bau¬
mann 33) beschrieben. Die gleichen Autoren geben eine Vorschrift
zur Darstellung des Triformyl-cholsäure-chlorids (Ib) an, die aber
in verschiedenen Punkten abgeändert werden musste, um in der
Folge zu einem kristallisierten Diazoketon zu gelangen. Das reine
Diazoketon II bildete feine gelbe Nadeln, die bei 128—129° unter
Zersetzung schmolzen; [<x]d = +87,2° (in Chloroform). Da be¬
kanntlich Formyl-Qruppen ausserordentlich leicht verseifbar sind,
wurde angenommen, dass diese für die weiteren Reaktionen keinen
genügenden Schutz für die Oxy-Gruppen bieten würden. Sie wur¬
den deshalb durch Acetyle ersetzt. Das Triformyl-diazoketon II
wurde vorsichtig alkalisch verseift und durch nachfolgendes Ver¬
kochen mit Eisessig in das Trioxy-ketol-acetat III übergeführt. Die
Acetylierung von III lieferte das gut kristallisierte 3a,, 7a, 12/?, 25-
Tetracetoxy-24-keto-25-homo-cholan (lila) vom Smp. 132—133,5«;
[x]d = + 77,1° (in Chloroform). Die Umsetzung des Ketolacetats
lila mit Bromessigester und Zink nach Reformatsky führte zu dem
vollständig acetylierten Lacton IV, das auch nach dreimaliger
chromatographischer Reinigung nicht kristallisiert werden konnte.
Durch Umfallen aus Alkohol-Wasser wurde es als amorphes Pul¬
ver, das zwischen 85—90° schmolz, erhalten; [a]o = +74,0°
(in Chloroform). Die Konstitution dieses Lactons IV wurde durch
die stimmenden Analysenwerte und durch milde saure Versei¬
fung zum kristallisierten /!'-[ 3a.-Oxy-7<x, 12/?-diacetoxy-nor-chol-
anyl-(23)]-J"'-/i,-butenolid (IVa) bewiesen. Das letztere kristalli¬
siert aus Alkohol-Wasser in feinen Nadeln, die 1 Mol Wasser
enthalten und bei 162,5—163,5° schmelzen; [a]D = +63,0° (in
Chloroform). Das U.V.Absorptionsspektrum von IVa weist die
typische Bande der digitaloiden Aglycone mit einer Endabsorption
33) Am. Soc. 57, 13Q3 (1935).
30
COR!
I :R = H; R, = OH
Ia:R = HCO; Rx = OH
Ib:R = HCO; Ri = Cl
RÖ
OR1
1 1
'\
J CO
n/X/Xör chn
II : R = HCO
Ha :R = H
OR3
-CH3
III :R = H
Ilia : R = CH3CO
IIIb:R = HCO
r C\/\/\/\/ /
A/^O
1 RoOR2 O
IV : R = R2 = R3 = CH3COIVa:R = H; R2 = R3 =
CH3CO
IVb:R = Rj = R3 = HCO
IVc:R = R» = R3 = H
RiO
V :RX
Va:R,
OR3I
I HO-C
H;
R2 :
OR2
R2 =
R3 =
CH2
CH2 CO
\ /0
R3 = HCO
H
bei 217 mju (log e = 4,10) auf. Sowohl im Legal- wie im Knudson-
Dresbach-Test verhalten sich die beiden Lactone IV und IVa
positiv.Die Acetyl-Qruppen in 7a- und 12/?-Stellung konnten auch
bei energischer Behandlung mit Säure nicht verseift werden. Bei
der milden Behandlung mit Alkali konnte nur das unveränderte
— 31 —
3-Oxy-7,12-diacetoxy-butenolid IVa in kristallisierter Form ge-
fasst werden, während ein grosser Teil des Ausgangsmaterialsunter Öffnung des Lacton-Ringes zerstört wurde. Es war somit
nicht möglich, durch Verseifung der vollständig oder teilweise
acetylierten Lactone IV und IVa zum gesuchten Trioxy-lacton IVc
zu gelangen.Trotz der zu erwartenden Schwierigkeiten, die sich aus der
leichten Abspaltbarkeit von Formiat-Oruppen ergaben, wurde doch
noch versucht, über das Triformyl-butenolid IVb zum Trioxy-lac¬
ton IVc zu gelangen. Beim Verkochen des Triformyl-diazoketons II
mit Eisessig wurde in guter Ausbeute das Triformyl-ketol-acetatIllb vom Smp. 118—119°; [<x]u = +77,5° (in Chloroform) ge¬
bildet. Die Umsetzung des letzteren mit Bromessigester und Zink
lieferte ein sehr komplex zusammengesetztes Gemisch, da die For-
mylgruppen während der Umsetzung mit Bromessigester und der
nachfolgenden Aufarbeitung teilweise abgespalten wurden. Je nach
den Reaktionsbedingungen konnten drei kristallisierte Verbindun¬
gen isoliert werden: das /?'[3a-Oxy-7a, 12^-diformoxy-nor-chol-
anyl-(23)]-yö'-oxy-butanolid (V) vom Smp. 232—233 0; [a]D =
+ 69,5° (in Feinsprit), das ß'[3<x, 7a, 12/?-Trioxy-nor-cholanyl-
(23)]-y?'-oxy-butanolid (Va) vom Smp. 233—234»; [a]D = + 34,4°
(in Feinsprit) und schliesslich das ß'- [ 3a., 7a, 12/?-Triformoxy-nor-
cholanyl-(23)]-zl"'''*-butenolid (IVb) vom Smp. 227—228° [a]D =
+ 75,16" (in Chloroform).Das letztere Hess sich nun im Gegensatz zum Triacetyl-lac-
ton IV unter, milden alkalischen Bedingungen zum gesuchten ß'-
[3a, 7a, 12/?-Trioxy-nor-cholanyl-(23) J-zT'^'-butenolid (IVc) vom
Smp. 190—190,5°; [a]D = +23,14° (in Chloroform) verseifen.
Durch Acetylierung des Trioxy-lactons IVc zum Triacetyl-lacton IV und dessen Verseifung zum kristallisierten 3-Oxy-7,12-
diacetoxy-lacton IVa wurden die Formiat-Gruppen tragenden Ver¬
bindungen mit den acetylierten Lactonen IV und IVa verbunden.
Die experimentellen Schwierigkeiten, die bei der Synthesedes Lactons IVc zu überwinden waren, sind hauptsächlich auf die
mangelnde Kristallisationsfreudigkeit mancher Cholsäure-Derivate
zurückzuführen. Bei mehreren Stufen gelang die Kristallisation
erst nach wiederholter chromatographischer Reinigung. Diesem
— 32 —
Umstand ist es auch zuzuschreiben, dass W.S.Knowles, J.Fried
und R.C.Elderfield3i), die sich mit der gleichen Synthese be-
fassten, ihre Versuche abbrechen mussten, da sie zu keinen kri¬
stallisierten Produkten gelangen konnten.
Das ungesättigte Lacton IVc, der Diäthyl-amino-essigsäure-
ester35) und der Betainester35) des Diacetyl-lactons IVa wurden
auf ihre physiologische Wirkung untersucht. Alle drei Verbin¬
dungen wiesen eine sehr geringe Wirkung am isolierten Frosch¬
herz und am isolierten Darm auf. Am Organ in situ war bis zu
5mg/kg noch keine Wirkung zu beobachten; es trat jedoch Toni-
sierung des Uterus wie bei gut wirksamen Herzglykosiden auf.
Diese digitaloiden Aglycone besitzen keine typische Haftfestig¬keit an der glatten Muskulatur und sind ausserordentlich leicht
auswaschbar.
Die Synthese von Kexol-bromacetaten und
deren Umsetzung zu &a '-Butenoliden (SchemaI)
Die bequemste Methode, die zur Bildung von «.^-ungesättig¬ten Butenoliden III führt, ist die bereits beschriebene Umsetzung
von Ketol-acetaten I mit Bromessigester und Zink nach Refor-
matsky. Die als Zwischenprodukte auftretenden /?-Oxy-butanolideII können leicht in reiner Form isoliert werden. Die Ausbeuten an
reinen ungesättigten Lactonen III betragen im günstigsten Falle
30—40 o/o der Theorie.
R—CO
I
CH2\ CH2BrO + |
! CO-ORCO
ICH3
I
34) J. org. Chem. 7, 383 (1942), nach B. C. A. 1942, A II, 415.
s») Vgl. Diss. Max Geiger, E. T. H. 1945.
OH
IR-C—CH2
I ICH2 CO
\ /O
II
CH2 CO
\ /O
III
— 33 —
Die als Ausgangsmaterial dienenden Ketol-acetate I sind be¬
kanntlich leicht zugänglich durch Umsetzen des der Säure ent¬
sprechenden Diazoketons mit Eisessig (vgl. Schema I, Seite 22).Es schien von Interesse, die Umsetzung von Diazoketonen mit
Bromessigsäure vorzunehmen und eine intramolekulare Reaktion
der entstandenen Bromacetate mit der Keto-Gruppe herbeizu¬
führen (Schema I).
R-CO R—CO BrCH, OH
i —y i i hi
CHN2 CH, CO R-C—CH2\/ IIO CH, CO
\/
Schema I
Die Umsetzung der Diazoketone mit Bromessigsäure wurde
in Benzol durchgeführt und bot keine Schwierigkeiten. So wurde
aus Benzyl-diazomethyl-keton (V) und Bromessigsäure in nahezu
quantitativer Ausbeute das Benzyl-bromacetoxymethyl-keton (VI)vom Smp. 44—45° gebildet. In der Steroid-Reihe wurden aus
den entsprechenden Diazoketonen folgende Ketol-bromacetate
hergestellt: das zl5-3/3-Acetoxy-24-keto-25-bromacetoxy-25-homo-cholen (VII) vom Smp. 128—130«, das z/5-3ß-Acetoxy-20-keto-21-
bromacetoxy-pregnen (VIII) vom Smp. 137—138° und das A°-3ß-
Oxy-20-keto-21-bromacetoxy-pregnen (IX) vom Smp. 112—113°.
Das letztere wurde durch Behandeln mit Acetanhydrid in der
Wärme in das Acetat VIII übergeführt. Allerdings konnte in die¬
sem Falle eine teilweise Umesterung der 21-Bromacetoxy-Gruppein die Acetoxy-Gruppe nicht vermieden werden, so dass aus den
Mutterlaugen von VIII immer kleinere Mengen von A'°-1ß, 21-
Diacetoxy-20-keto-pregnen vom Smp. 166—167° isoliert werden
konnten.
Die intramolekulare Umsetzung der Ketol-bromacetate mit
Zink konnte auch bei Anwendung verschiedenster Reaktionsbe¬
dingungen nicht herbeigeführt werden. Wurde jedoch den Ketol-
bromacetaten wenig Bromessigester zugesetzt, so kam die Reak¬
tion unter Bildung der entsprechenden Butenolide, bzw. /?-Oxy-butanolide, leicht in Gang. Als günstig erwies sich eine Bei¬
mengung von 0,75 Äquiv. Bromessigester, bezogen auf das Ketol-
— 34 —
bromacetat. Unter diesen Bedingungen lieferte das Benzyl-brom-
acetoxymethyl-keton (VI) in 55°/oiger Ausbeute /?-Benzyl-/?-oxy-butanolid (X) vom Smp. 99—100°. Aus dem letzteren kann durch
^V CH2COCHN2
V
-CH,
^/
-CO CH2Br
CH2 CO
O
VI
CH3 C=j| CO\ /O
XI
/AOH
i
frCHa-C—CH
II -lCH2 CO
\ /O
AcO
CO CH.Br/ /
I CO
\ /
O
XII
AcO VIII
CO CH2Br
CH2 CO
\/O
CO CH2Br
HO
CO
O
XIII
Kochen mit Acetanhydrid Wasser abgespalten werden. Das A"'ß-
/?-Benzyl-butenolid (XI) ist ein zähflüssiges, farbloses Öl vom Kp.
0,02 mm 126—127°. Es zeigt einen positiven Legal- und Knudson-
Dresbach-Test
— 35 —
Mit dem gleichen Erfolg konnten die Bromaectate VII und
VIII nach Zusatz von 0,75 Äquiv. Bromessigester zu den Buteno-
liden XII und XIII, die bereits früher beschrieben wurden, un>
gesetzt werden. (Vgl. Seiten 24 und 22.)Zusammenfassend kann gesagt werden, dass Diazoketone mit
Bromessigsäure leicht Ketol-bromacetate bilden, die mit Zink nach
Zusatz von wenig Bromessigester in merklich besseren Ausbeuten
als Ketol-acetate die entsprechenden /?-Oxy-butanolide bzw. A",ß-
Butenolide liefern.
Beziehungen zwischen Konstitution und
optischer Drehung in der Cholsäure-Reihe und
die Überführung von Cholsäure in Cheno¬
desoxycholsäure
Zur Abklärung konstitutiver Fragen optisch aktiver Körperwerden in neuster Zeit immer mehr die spezifischen bzw. molaren
Drehungen herangezogen. Bs hat sich dabei gezeigt, dass beim
quantitativen Vergleich des optischen Drehungsvermögens ver¬
schiedener Körper dem Unterschied des Molekulargewichts Rech¬
nung getragen werden muss und deshalb die molaren Drehun¬
gen 36) einander gegenübergestellt werden müssen.
Mit dem optischen Drehungsvermögen von Steroiden haben
sich hauptsächlich Bernstein und seine Mitarbeiter37) befasst.
Sie haben darauf hingewiesen, dass die molaren Drehungswertevon Sterin-Derivaten als Summe von Beiträgen einzelner Molekel¬
bezirke betrachtet werden können. So lassen sich unter bestimmten
Voraussetzungen die molaren Drehungen von Steroiden durch Ad¬
dition der einzelnen Inkremente errechnen. Die gleichen Forscher
haben aber auch darauf hingewiesen, dass die gegenseitige Beein-
SG) [M]d= ifjn— J v£l- "• Landolt, Das optische Drehungsver¬
mögen, Braunschweig 1898, 2. Aufl., S. 6.
") S. Bernstein, W. /. Kauzmann und E. S. Wallis, J. org. Chem. 6,319 (1941); S. Bernstein, /./.Wilson jr. und E.S.Wallis, J. org. Chem. 7,103 (1942) ; S. Bernstein, W. /. Kauzmann und E. S. Wallis, J. org. Chem. 6,329 (1941).
— 36 —
flussung einzelner Asymmetrie-Zentren nicht vernachlässigt wer¬
den darf. Diese Beeinflussung muss bei der Berechnung durch
entsprechende Inkremente berücksichtigt werden, die in ihrer
Grösse stark abhängig von der relativen Lage der Asymmetrie-Zentren sind.
Die natürlichen Gallensäuren besitzen alle als Grundskelett
das Gerüst :der Cholansäure (I).
COOH
.
JH
Sie unterscheiden sich voneinander nur durch die Anzahl der
Hydroxylgruppen, deren Stellung am Steroid-Kern und deren re¬
lativer Lage zur 4-Ring-Skelett-Ebene. So besitzen:
Litho-cholsäure 1 Hydroxylgruppe in 3 a,
Urso-desoxy-cholsäure 2 Hydroxylgruppen „3 a und Iß,
Cheno-desoxy-cholsäure 2„ „
3 a„
7 a,
Desoxy-cholsäure 2„ „
3a„ 12/3 und
Cholsäure 3„ „
3 a,, 7a und 12/?.
Durch Substitution eines der beiden Wasserstoffe in den
Stellungen 3, 7 und 12 des Cholansäure-Gerüstes durch Hydro-
xyle entstehen neue Asymmetrie-Zentren. Diese liegen am Steroid-
Kern relativ weit auseinander, und es stellte sich die Frage, ob
eine gegenseitige Beeinflussung dieser Zentren festzustellen ist
und wie gross die Drehungsinkremente dieser Zentren sind.
Die gegenseitige Unabhängigkeit der Asymmetrie-Zentren in
Stellung 3, 7 und 12 des Steroid-Gerüstes zeigt sich, wenn man
durch Einführung von Hydroxyl-Gruppen den Übergang von Litho-
cholsäure zu Cholsäure betrachtet. So errechnet man für diesen
Übergang (Tabelle A, Zeilen 2 und 4) eine Verschiebung von
+ 31°, die mit dem experimentell gefundenen Wert (Tabelle A,
Zeile 5) von -f- 28 ° in guter Übereinstimmung steht.
— 37 —
Tabelle A.
Wd 1M]DDiff. gegenLitho-chols.
1 Litho-cholsäure
(3 a - Oxy-cholansäure)
2 Cheno-desoxy-cholsäure(3 a, 7 a - Dioxy-cholansäure)
3 Urso-desoxy-cholsäure(3 a, Iß -Dioxy-cholansäure)
4 Desoxy-cholsäure(3a, 12/S-Dioxy-cholansäure)
5 Cholsäure
(3a, 7a, 12/S-Trioxy-choIansäure)
Alle Drehungen in Alkohol
+ 32,1° 38)
+ 12,5° 39)
+ 57,0° 40)
+ 57,0° 41)
+ 36,9° *2)
+ 121°
+ 49°
+ 224°
+ 224°
+ 149°
- 72° Inkr.
7a-Oxy
+ 103° Inkr.
7/S-Oxy
+ 103° Inkr.
12/S-Oxy
+ 28° Inkr.
7a +12/3-Dioxy
Wintersteine/-43) beobachtete für den Übergang von 3ß, „7a"-
Dioxy-cholestan ([M]D = +214°) in 3ß, „7^'-Dioxy-cholestan
([M]D = +33°) eine molare Verschiebung von —181 °, die, ab¬
solut gemessen, mit dem in der Cholsäure-Reihe gefundenen Wert
von -f-175° beim Übergang von 7a- zu 7/J-Oxyverbindungen (Ta¬belle A, Zeilen 2 und 3) übereinstimmt. Die Bezeichnungen 7a
und Iß sind somit in der Cholestan- und der Cholsäure-Reihe ein¬
ander entgegengesetzt. Dazu ist zu bemerken, dass die relative
Lage der Hydroxyl-Qruppen am Kohlenstoff-Atom 7 in der Chol¬
säure-Reihe sowohl bei der Cheno- wie bei der Urso-desoxy-chol¬säure bewiesen ist40) und daher die Bezeichnungen 7a und Ißin der Cholestan-Reihe einer Revision bedürfen, wenn man mit
den Indizes a und ß die relative Lage der Oxy-Gruppen zur 4-Ring-Skelett-Ebene bezeichnen will (vgl. Seite 28).
Die Hydroxyl-Qruppen der Cholsäure weisen starke Unter¬
schiede in ihrer Reaktionsfähigkeit auf. Sie nimmt ab in der
S8) H. Fischer, Z. physiol. Ch. 73, 235 (1911).39) Vgl. den experimentellen Teil dieser Arbeit.
4°) Takeshi Iwasaki, Z. physiol. Ch. 244, 181 (1936).41) H. Wieland und H. Sorge, Z. physiol. Ch. 97, 16 (1916).42) Vgl. S. Miyazi und T. Kumara, J. Biochem. 26, 337 nach C. 1939 II,
2240.
d3) O. Wintersteiner und M. Moore, Am. Soc. 65, 1503 (1943).
— 38 —
Reihenfolge OH an C3-^C7^C12. Durch diese Unterschiede
ist es möglich, die Oxy-Gruppen der Cholsäure partiell zu ver-
estern bzw. ihre Ester partiell zu verseifen. In der Folge wurden
der 3a,-Acetyl-, der 3a, 7a-Diacetyl-, der 7a, 12/?-Diacetyl- und der
3a, 7a, 12/?-Triacetyl-cholsäure-methylester, sowie die 3a, 7a-Di-
acetyl- und die 7a, 12/?-DiacetyI-cholsäure dargestellt und der Be¬
stimmung der spezifischen Drehungen dieser Verbindungen die
besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Die Bestimmungen wurden
meistens mehrfach und mit den zur Analyse gereinigten Präpa¬raten durchgeführt. Es zeigte sich, dass die Abweichungen maxi¬
mal 5 o/o betrugen, wobei die Differenzen, die sich beim Vergleich
von Messungen, die bei verschiedenen Temperaturen und Kon¬
zentrationen durchgeführt wurden, inbegriffen sind.
Grössere Abweichungen ergaben sich bei der Verwendung
verschiedener Lösungsmittel. Grundsätzlich können nur solche
Messungen miteinander verglichen werden, die im gleichen Lö¬
sungsmittel bestimmt wurden. Es hat sich gezeigt, dass die spe¬
zifischen Drehungen in Alkohol durchwegs um 4—10° höher lagenals diejenigen in Chloroform (vgl. dazu Tabelle B).
Tabelle B: Molare Drehungen acetylierter Cholsäure-methylester.
[M]DDiff. gegen Chol¬
säure-methylester
Alkohol Chlorof. Alkohol Chlorof.
Cholsäure-methylester + 154°1+115° — —
3 n-Aeetyl-Cholsäure-methylester + 245° ' +221° + 91° + 106°
3 a, 7a-Diacetyl-Cholsäure-methylester
+ 179° +157° + 25° + 42°
7a, 12jS-Diacetyl-Cholsäuretnethylester
+ 364° ! +322° + 210° + 207°
3a, 7a, 12/8-Triacetyl-Cholsäure-methylester
+ 448° | +421°
1+ 294° + 306°
An den Drehungsverschiebungen, die bei teilweiser bzw. voll¬
ständiger Acetylierung von Cholsäure-methylester auftreten, kann
nun ebenfalls beobachtet werden, dass die Asymmetrie-Zentren
— 39 —
in den Stellungen 3, 7 und 12 des Steroid-Gerüstes sich gegen¬
seitig kaum zu beeinflussen vermögen.Aus Tabelle B errechnen sich für die Acetylierung der ein¬
zelnen Oxy-Qruppen an den Asymmetriezentren 3, 7 und 12 fol¬
gende molare Inkremente:
Acetylierung anC 3 = + 91 ° in Alkohol = + 106 ° in Chloroform
Acetylierung an C 7 (25-91) = - 66° in Alkohol (42-106) = - 64 "in Chloroform
Acetylierung an C 12 (210+66) = + 276° in Alkohol (207+ 64) = + 271 ° in Chloroform
Die Summe dieser Inkremente (+301° in Alkohol; +313°
in Chloroform) stimmt innerhalb der Fehlergrenzen der Bestim¬
mungsmethode mit den bei der vollständigen Acetylierung von
Cholsäure-methylester beobachteten Differenzen (+294° in Al¬
kohol; -|- 306 ° in Chloroform) überein.
Über die relative Lage der drei Hydroxyl-Oruppen der Chol-
säure zur 4-Ring-Skelett-Ebene ist noch einiges zu bemerken. Die
Stellung der einen Oxy-Gruppe in 3a. ist allgemein bekannt und
entspricht derjenigen des Hydroxyls in epi-Koprostanol.Die Oxy-Gruppe am Kohlenstoff-Atom 12 stimmt sterisch mit
derjenigen der Desoxy-cholsäure überein, wie unter anderem die
Überführung von Cholsäure in Desoxy-cholsäure zeigt41). Die
/?-Stellung dieses Hydroxyls geht aus röntgenologischen Messun¬
gen von G. Giacomello 45) an Desoxy-cholsäure hervor.
Das dritte Hydroxyl am Kohlenstoff-Atom 7 liegt in a-Stel-
lung und stimmt in seiner Lage zum Kerngerüst mit derjenigenvon Cheno-desoxy-cholsäure überein. Durch Elimination des 12-
ständigen Hydroxyls müsste somit eine Überführung von Chol¬
säure in Cheno-desoxy-cholsäure möglich sein. Bereits im Jahre1933 hat Sin'iti KawaiiG) diese Umwandlung vorgenommen. Aus¬
gehend von Dehydrocholsäure (II), gelangte er durch partielle
Hydrierung zur 3a, 7a-Dioxy-12-keto-cholansäure (III), die bei der
Reduktion der Keto-Gruppe zur Methylen-Gruppe nach Wolff-Kishner die Cheno-desoxy-cholsäure (IV) lieferte.
**) F. Boedecker und H. Volk, B. 55, 2302 (1922); O.A.D.Hasle-
wood, Nature 150, 211 (1942).«) G. Giacomello, O. 69, 799 (1939).
ie) Z. physiol. Ch. 214, 71 (1933).
— 40 —
OOH
HO
COOH
HO
COOH
OH
IV
Im Zusammenhang mit der Untersuchung der Drehungsver¬
schiebungen in der Cholsäure-Reihe wurde die Überführung von
Cholsäure in Cheno-desoxy-cholsäure auf einem abgeänderten
Weg, der eine Berührung der 7-Oxy-Gruppe vermeidet, erneut
vorgenommen.
Die weiter oben erwähnte 3a, 7<x-Diacetyl-cholsäure vom Smp.
261—263°; [a]D = +49,8» (in Feinsprit) lieferte bei der Oxy¬dation mit Chromtrioxyd in guter Ausbeute die 3<x, 7a,-Diacetoxy-12-keto-cholansäure vom Smp. 229—230°; [<x]D = +86,5° (in
Chloroform). Der mit Diazomethan bereitete Methylester vom
Smp. 177—178,5°; [a]D = +83,5° (in Chloroform) wurde der
Reduktion nach Wolff-Kishner unterworfen, wobei neben der Re¬
duktion der Keto-Gruppe gleichzeitig die Verseifung der beiden
Acetyl-Oruppen und des Methylesters erfolgte. Die wiederholt
über das Bariumsalz gereinigte Säure erwies sich in allen ihren
Eigenschaften mit der natürlichen Cheno-desoxy-cholsäure als
identisch. Aus wenig Essigester kristallisiert letztere in Drusen von
feinen Nadeln, die beim Trocknen zerfallen. Nach dem Trocknen
im Vakuum bei 100° zeigten diese einen scharfen Schmelzpunktvon 140—141,5°; [a]D = +12,5° (in Feinsprit). Die sterische
Übereinstimmung der 7-Oxy-Gruppe in Cholsäure und Cheno-des¬
oxy-cholsäure steht demnach zweifellos fest.
Experimenteller Teilx)
Isolierung der A5-3/3-Oxy-cholensäure aus den
sauren Oxydalionsprodukten des Cholesterin-
aceiax-bromids
1 kg der sauren Anteile, die aus der Oxydation des Chole-
sterin-acetat-dibromids mit Chromtrioxyd und nachfolgender Ent-
bromierung mit Zink gewonnen wurden, kochte man zur Verseifung
3 Stunden in 3,75 1 einer 10 o/o methanolischen Kaliumhydroxyd-
Lösung. Nach dem Erkalten wurde unter Rühren mit dem gleichen
Volumen Wasser vermischt und die ausfallenden Salze mit 250 g
Celite filtriert. Die zweimalige Extraktion des Celites mit je 2,5 1
siedendem Methanol ergab nach dem Abdampfen des Lösungs¬
mittels 353 g Kaliumsalz der zf 5-3/?-Oxy-cholensäure in Form einer
schmierigen Seife. Die Lösung der Salze in 1,6 1 siedendem Me¬
thanol wurde unter energischem Rühren mit 3,2 1 Wasser ver¬
mengt, worauf eine Emulsion entstand. Durch Zusetzen einer Lö¬
sung von 800 cm3 conz. Salzsäure in 1,6 1 Wasser wurde die freie
Säure in grossen Flocken ausgefällt. Durch Abnutschen, Waschen
mit Wasser und Trocknen im Vakuum erhielt man 200 g einer
noch dunkel gefärbten rohen Säure. Sie wurde in 10 1 Aceton ge¬
löst, die Lösung filtriert und auf 2 1 eingeengt. Beim Abkühlen
kristallisierten 91,5 g einer noch nicht ganz reinen Säure vom
Smp. 230—231° aus. Zur weiteren Reinigung wurde sie in 6,5 1
Methanol kurz mit Tierkohle gekocht, die Lösung filtriert und
auf 3,2 1 eingeengt. Beim Erkalten kristallisierte die A5-3ß-Oxy-cholensäure in grossen farblosen Platten vom Smp. 236—237 ° aus.
Ausbeute: 68,7 g.
J) Alle Schmelzpunkte sind korrigiert und im evakuierten Röhrchen
bestimmt.
— 42 —
Zur Analyse wurde noch zweimal aus Methanol umkristalli¬
siert und 12 Stunden im Hochvakuum bei 80° getrocknet.
[a]Jj8 = — 39,4° (c = 2,980 in Pyridin)
3,676 mg Subst. gaben 10,327 mg C02 und 3,329 mg H20
Cs4H3803 Ber. C 76,96 H 10,25%Qef. C 76,67 H 10,13%
Methylester: Der mit Diazomethan bereitete Methylesterbildete nach zweimaligem Umkristallisieren aus Methanol feine
Blättchen, die bei 143—144° schmolzen.
[a]1* = — 42,2° (c = 0,912 in Chloroform)
Ar'-3ß- Acetoxy-cholensäure
5,0 g J5-3/?-Oxy-cholensäure wurden unter Feuchtigkeitsaus-schluss mit 100 cm3 Acetanhydrid vier Stunden auf dem Wasser¬
bad erhitzt. Nach dem Erkalten wurden 5 cm3 Pyridin und 15 cm3
Eisessig zugegeben und die Lösung unter gutem Umrühren vor¬
sichtig mit 20 cm3 Wasser versetzt. Nach beendeter Hydrolysedes Acetanhydrids wurde auf dem Wasserbad bis zur beginnenden
Trübung mit Wasser versetzt. Beim Erkalten kristallisierte die
Säure in feinen farblosen Blättchen aus. Smp. 190—191°. Aus¬
beute 4,9 g. Zur Bestimmung der spezifischen Drehung wurde
einmal aus Methanol umkristallisiert.
[a]Jj5 = — 49,28° (c = 1,213 in Chloroform)
Methylester: Der mit Diazomethan bereitete Methyl¬ester schmolz nach zweimaligem Umlösen aus Methanol bei
156,5—157,5°. Er kristallisiert in gut ausgebildeten feinen Nadeln.
[a]Jj4 = — 46,2° (c = 0,904 in Chloroform)
zlö-3/?-Acefoxy-cholensäure-chlorid
2,0 g ,d5-3/?-Acetoxy-cholensäure wurden unter Feuchtigkeits-ausschluss in 25 cm3 absolutem Benzol gelöst und mit 5 g Thionyl-chlorid zwei Stunden am Rückfluss gekocht. Anschliessend wurde
— 43 —
im Vakuum zur Trockne verdampft und der. Rückstand zweimal
aus Benzol-Petroläther umkristallisiert. Ausbeute: 1,5 g. Das
Säurechlorid kristallisiert in feinen Nadeln vom Smp. 153,5—154°.
Ab-Zß- Aceloxy-24-kelo-25-diazo-25-homo-cholen
8,3 g rohes J5-3/?-Acetoxy-cholensäure-chlorid wurden in
40 cm3 absolutem Benzol gelöst und bei —10° langsam unter
Umschwenken zu 300 cm3 einer ätherischen Lösung zugetropft,die 8,0 g Diazomethan enthielt. Die Reaktion setzte sofort unter
starker Stickstoffentwicklung ein. Die Lösung wurde 16 Stunden
bei 0 ° belassen. Das überschüssige Diazomethan wurde zusammen
mit wenig Äther abdestilliert, die Lösung filtriert und bis auf
150 cm3 eingeengt. Anschliessend Hess man bei 0° 12 Stunden
stehen, wobei das Diazoketon in feinen gelben Blättchen ausfiel.
Sie wurden abgenutscht und mit Äther gewaschen. Ausbeute: 5,0g.
Smp. 155—155,5° (Zers.).Zur Analyse wurde noch zweimal aus Äthanol umkristallisiert
und 40 Stunden bei 40° im Hochvakuum getrocknet. Der Zer¬
setzungspunkt änderte sich nicht mehr.
[a]^8 = — 52,1° (c = 1,040 in Chloroform)
3,680 mg Subst. gaben 9,92 mg C02 und 3,03 mg H20
3,898 mg Subst. gaben 0,218 cm8 N2 (17°, 723 mm)
C27H40O3N, Ber. C 73,60 H 9,15 N 6,36%Gef. C 73,56 H 9,21 N 6,26 °/„
a5-3ß, 25-Diaceloxy-24-kelo-25-homo-cholen 2)
1,2 g J5-3/?-Acetoxy-24-keto-25-diazo-25-homo-cholen wurden
in einem Kolben mit Steigrohr mit 40 cm3 wasserfreiem reinstem
Eisessig versetzt und langsam im Ölbad auf 95 ° erhitzt. Die Stick¬
stoffabspaltung begann bei 70° und war nach 15 Minuten be¬
endet. Die Lösung wurde noch 15 Minuten bei 95° belassen, darauf
abgekühlt und mit 140 cm3 Wasser versetzt. Nach kurzem Stehen
2) L.Ruzicka, PI. A. Plattner und H.Heusser, Helv. 25, 435 (1942).
— 44 —
wurden die entstandenen Flocken abgenutscht und mit Wasser
gut gewaschen. Der Niederschlag wurde in 50 cm3 siedendem
Äther aufgenommen, kurz mit Tierkohle gekocht und mit Natrium¬
sulfat getrocknet. Nach Verdampfen der ätherischen Lösung er¬
hielt man 1 g eines Präparates, das aus wenig Alkohol in langenfarblosen Nadeln vom Smp. 125,5—126° kristallisierte.
Zur Analyse wurde dreimal aus Alkohol umkristallisiert, wo¬
bei der Schmelzpunkt jedoch nicht mehr anstieg. Anschliessend
trocknete man 24 Stunden im Hochvakuum bei 50°.
[a]^8 = — 45,1° (c = 2,410 in Chloroform)
3,831 mg Subst. gaben 10,34 mg C02 und 3,19 mg H20
C29H4406 Ber. C 73,69 H 9,38%Oef. C 73,66 H 9,32 %
ß'-W-Zß- Acetoxy-nor-cholenyl-(23)] -A"'- -bulenolid )
5,9 g A5-3ß, 25-Diacetoxy-24-keto-25-homo-cholen wurden mit
9,5 g aktivierten Zinkflittern 16 Stunden im Hochvakuum bei 70°
getrocknet. Darauf wurden 80 cm3 absolutes Benzol zugegeben.Von der Lösung destillierte man zum Trocknen der Apparatur25 cm3 ab. Nun wurden 18 g Bromessigester, gelöst in 20 cm3
absolutem Dioxan3), zugefügt. Nach nochmaligem Abdestillieren
von 5 cm3 Benzol kam die Reaktion heftig in Gang und dauerte
15 Minuten. Nun wurde bei einer Ölbadtemperatur von 100—110°
noch 20 Minuten erhitzt, wobei weitere 10 cm3 Lösungsmittel ab¬
destillierten. Das Reaktionsprodukt wurde darauf in absolutem
Alkohol aufgenommen und vom unverbrauchten Zink abgenutscht.Die alkoholische Lösung wurde mit 40 cm3 konz. Salzsäure ver¬
setzt und während 5 Minuten auf dem Wasserbad gekocht. Nach
dem Erkalten wurde im Scheidetrichter mit Äther versetzt und
fünfmal mit Wasser gewaschen. Aus der Ätherlösung schied sich
in groben, gelben Körnern ein in Äther unlöslicher Anteil (2,22 g)aus. Die Ätherlösung wurde getrocknet, bis zur starken Trübung
eingeengt und dann drei Stunden bei 0° stehen gelassen. In gelben
s) K. Hess und H. Frahm, B. 71, 2629 (1938).
— 45 —
Körnern schied sich ein in Äther schwerlöslicher Anteil (1,69 g)
aus, der abgenutscht und mit Äther gewaschen wurde.
Beide Anteile dürften im wesentlichen aus /?'-[zl5-3/?-Oxy-nor-
cholenyl-(23)]-/?'-Oxyy-butanolid bestehen. Sie verhalten sich im
Legal-Test negativ, geben aber bei der Destillation im Hoch¬
vakuum das weiter unten beschriebene /T-[zl5-3/?-Oxy-nor-chole-
nyl-(23)]-zlc"'/3'-butenolid. Zur Weiterverarbeitung wurden beide
Anteile vereinigt und ohne Reinigung verwendet.
Sie wurden in 150 cm3 Acetanhydrid bei einer Ölbadtempe¬ratur von 153° 16 Stunden unter Feuchtigkeitsausschluss am Rück-
fluss gekocht. Dann wurde im Vakuum zur Trockne verdampft,
mit Methanol versetzt und nach kurzem Stehen abermals zur
Trockne verdampft. Die dunkel gefärbte Masse wurde in Benzol
gelöst und an Aluminiumoxyd chromatographiert. Mit Benzol und
Benzol-Äther (1:1) wurden 3,35 g des ^'-[JS-Sß-Acetoxy'-nor-
cholenyl-(23)]-Jre''^'-butenolids eluiert. Die mittleren Fraktionen
wiesen schon nach einmaligem Umkristallisieren einen scharfen
konstanten Schmelzpunkt von 204—205° auf.
Zur Analyse wurde aus Alkohol umkristallisiert und 16 Stun¬
den im Hochvakuum bei 90° getrocknet. Das Produkt kristallisiert
in langen farblosen Nadeln.
[a]^8 = —40,6° (c = 2,533 in Chloroform)
3,923 mg Subst. gaben 11,03 mg C02 und 3,25 mg H20
C29H4204 Ber. C 76,61 H 9,31 %Oef. C 76,73 H 9,27%
Das U.V.-Absorptionsspektrum weist die typische Bande mit
einem Maximum bei 217 m,u (log e = 4,05) auf. Das Produkt
zeigt einen positiven Legal-Test.
/ff'-E/J^SyS-OxY-nor-cholenyl^Sjl-^^^-bulenolid4)
200 mg /3'-[J5-3/S-Acetoxy-nor-cholenyl-(23)]-Ja''/s'-butenolidwurden in 6 cm3 Dioxan warm gelöst und mit 2 cm3 2-n. Salzsäure
1 Vs Stunden auf dem Wasserbad erwärmt. Dann wurde im Vakuum
eingeengt. Der nach kurzem Stehen entstandene Kristallbrei wurde
*) L. Ruzicka, PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 25, 435 (1942).
— 46 -
abgenutscht und mit Wasser gut gewaschen. Das rohe Produkt
schmolz bei 222—227°. Es wurde aus Äthanol umkristallisiert,wobei sich farblose Blättchen (180 mg) vom Smp. 229—230 o bil¬
deten. Legal-Test positiv.
[a] = — 42,5° (c = 0,927 in Chloroform)
3,901 mg Subst. gaben 11,22 mg C02 und 3,37 mg H20
C3JH40O3 Ber. C 78,59 H 9,77 %Ûef. C 78,49 H 9,67%
Wird zur Verseifung der Acetylgruppe eine konzentriertere
Salzsäure verwendet, so entstehen chlorhaltige Produkte, die nur
sehr schwer durch Kristallisation zu reinigen sind; mit verdünn-
terer Salzsäure dagegen ist die Verseifung unvollständig.
ß'-W- Zß- Acetoxy-nor-choIenyl-(23) ] -J«'fi'-a'-
melhyl-bulenolid 5)
Analog der oben beschriebenen Umsetzung von A'°-3ß, 25-Di-
acetoxy-24-keto-25-homo-cholen mit Bromessigester und Zink wur¬
den 3,0 g des gleichen Ketol-acetates mit 4,5 g Zinkflittern und
9 g oc-Brom-propionester in Reaktion gebracht. Nach der Wasser¬
abspaltung mit Acetanhydrid wurde das Rohprodukt an Alumi¬
niumoxyd chromatographisch gereinigt. Man erhielt nach Umkri¬
stallisieren aus Alkohol 1,05 g feine Nadeln vom Smp. 184—185°.
Zur Analyse wurde 12 Stunden im Hochvakuum bei 80° über
Phosphorpentoxyd getrocknet.
[a]^ = — 41,6° (c = 1,493 in Chloroform)
3,778 mg Subst. gaben 10,630 mg C02 und 3,222 mg H20
CS0H44O4 Ber. C 76,88 H 9,46%Oef. C 76,78 H 9,54%
Das U.V.-Absorptionsspektrum weist ein Maximum bei 222 m/u.
(log e = 4,3) auf. Das Produkt verhält sich im Legal-Test negativ.
5) L. Ruzicka, PI. A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 1173 (1944).
— 47 —
ß'-[Ab-Zß -OxY-nor-cholenyl-(23) ] - J«'> <"- a'-
melhyl-butenolid 5)
Saure Verseifung von 260 mg /?'-[J5-3/?-Acetoxy-nor-cholenyl-
(23)]-Jet''/?,-a,'-methyl-butenolid mit Dioxan-Salzsäure ergab nach
dem Umkristallisieren aus Äthanol 210 mg feine Blättchen vom
Smp. 217—218°.
Zur Analyse wurde noch dreimal aus Alkohol umkristallisiert
und anschliessend 48 Stunden im Hochvakuum bei 80° über Phos-
phorpentoxyd getrocknet.
[a] = — 43,8° (c = 1,153 in Chloroform)
3,810 mg Subst. gaben 10,Q83 mg C02 und 3,419 mg H20
C28H«Os Ber. C 78,82 H 9,92 °/0Gef. C 78,67 H 10,04%
Das Produkt verhält sich im Legal-Test negativ.
Triformyl-cholsäure 6)
25 g gereinigte Cholsäure vom Smp. 200—201° wurden in
50 cm3 95-proz. Ameisensäure gelöst und 51/2 Stunden auf 50—60°
erhitzt. Bei der gleichen Temperatur wurde die Ameisensäure im
Vakuum abgedampft und der ausfallende Kristallkuchen 1/2 Stunde
im Vakuum bei 95 ° getrocknet. Der Rückstand wurde in 250 cm3
Alkohol gelöst, bei Siedehitze mit 300 cm3 Wasser versetzt und
langsam auf 0° abgekühlt. Beim Auftreten der ersten Trübungwurde geimpft. Die Triformyl-cholsäure schied sich in feinen Na¬
deln aus. Die Ausbeute an Rohprodukt vom Smp. 198—200° be¬
trug 22,0 g.
Zur weiteren Reinigung wurde noch dreimal aus Alkohol
umkristallisiert und dann 24 Stunden bei 80° im Hochvakuum ge¬trocknet. Der Schmelzpunkt stieg dabei auf 210—211°. Ausbeute:
11,0 g.
6) F.Cortese und L. Baumann, Am. Soc. 57, 1393 (1935); L. Ruzicka,PL A. Plaitner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).
— 48 —
Diese sorgfältige Reinigung ist notwendig, wenn man in den
folgenden Stufen zu kristallisierten Produkten gelangen will. Zur
Analyse wurde bei 80° 16 Stunden im Hochvakuum getrocknet.
[a]£ =+ 83,6° (c = 0,733 in Chloroform)
3,772 mg Subst. gaben 9,099 mg C02 und 2,743 mg H20
Q7H40O8 Ber. C 65,83 H 8,19%Oef. C 65,83 H 8,14%
Triformyl-cholsäure-chlorid 7)
27 g Triformyl-cholsäure wurden in 300 cm3 siedendem, ab¬
solutem Benzol gelöst und unter Feuchtigkeitsausschluss mit 60 g
Thionylchlorid 3 Stunden am Rückfluss gekocht. Das Benzol und
das überschüssige Thionylchlorid wurden im Vakuum abgedampft
und das noch am Rohprodukt haftende Thionylchlorid durch zwei¬
maliges Zusetzen von wenig Benzol und Abdampfen im Vakuum
ausgetrieben. Das Triformyl-cholsäure-chlorid bildet eine leicht
gelbe, zähe Masse und wurde roh weiterverarbeitet8).
3 a, 7a, 12/?-Triformoxy-24-keio-25-diazo-25-homo-cholan 9)
Das rohe Triformyl-cholsäure-chlorid, erhalten aus 27 g Tri¬
formyl-cholsäure, wurde in 150 cm3 absolutem Benzol gelöst und
bei —10° langsam unter Umschwenken zu 800 cm3 einer äthe¬
rischen Lösung zugetropft, die 23,2 g Diazomethan enthielt. Die
Reaktion setzte sofort unter starker Stickstoffentwicklung ein. Das
Reaktionsgemisch wurde 4 Stunden bei —10°, dann 14 Stunden
bei Zimmertemperatur stehen gelassen. Das überschüssige Diazo¬
methan wurde zusammen mit 450 cm3 Äther abdestilliert, die Lö¬
sung dann filtriert und bei 50° Badtemperatur im Vakuum zur
7) L. Ruzicka, PL A, Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).
8) Das nach F. Cortese und L. Baumann (Am. Soc. 57, 1393 (1935))
hergestellte Triformyl-cholsäure-chlorid eignet sich nicht zur Darstellung
des Diazoketons.
9) L. Ruzicka, PI. A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).
— 49 -
Trockne verdampft. Das rohe Diazoketon, das eine gelbe honigj-ähnliche Masse bildet, wurde bei 50° in 18 cm3 Methanol gelöst,
geimpft und zur Kristallisation 24 Stunden bei Zimmertemperaturund 12 Stunden bei —10° stehen gelassen. Das Diazoketon kri¬
stallisierte in feinen Nadeln, die am Boden des Gefässes- einen
Kristallkuchen bildeten, der zerdrückt, abgenutscht und mit wenigMethanol gewaschen wurde. Ausbeute: 21,5 g. Smp. 128—129°
(u. Zers.).Zur Analyse wurde noch viermal aus Methanol umkristalli¬
siert, wobei der Zersetzungspunkt sich nicht mehr änderte und
dann 48 Stunden im Hochvakuum bei 50 ° über Phosphorpentoxyd
getrocknet.
[a]£ = + 87,2° (c = 1,333 in Chloroform)
3,824 mg Subst. gaben 9,074 mg C02 und 2,707 mg H20
4,609 mg Subst. gaben 0,226 cm' N2 (18°, 725 mm)
C28H*0O7N2 Ber. C 65,09 H 7,80 N 5,42 %Qef. C 64,76 H 7,92 N 5,49 °/o
3a, 7a, 12/?-Trioxy-24-keJo-25-diazo-25-homo-cholan 10)
7,691 g im Hochvakuum getrocknetes 3a, 7a,, 12/?-Triformoxy-24-keto-25-diazo-25-homo-cholan wurden mit 329 cm3 einer metha¬
nolischen Kalilauge versetzt, deren Gehalt an Kaliumhydroxyd2,7588 g (= 3,30 Äquiv.) betrug. Nach fünfstündigem Stehen bei
20° im Dunkeln wurde bei 0° mit 330 cm3 Wasser versetzt und
die unverbrauchte Kalilauge mit 0,1-n. Salzsäure auf Phenolphtha¬lein zurücktitriert. Die Titration ergab, dass 2,79 Äquiv. Kalium¬
hydroxyd zur Verseifung der Formyl-Gruppen verbraucht worden
waren. Der grösste Teil des Methanols wurde nun im Vakuum
bei Zimmertemperatur abgedampft, das Diazoketon in einem Ge¬
misch von Äther und Essigester aufgenommen, die Lösung dreimal
mit Wasser gewaschen, getrocknet und im Vakuum bei 20° zur
Trockene verdampft. Das 3a,, 7a,, 12/?-Trioxy-24-keto-25-diazo-25-homo-cholan bildete ein gelbes zähflüssiges Öl, das nicht zur Kri¬
stallisation gebracht werden konnte. Ausbeute: 7,20 g.
10) L. Ruzicka, PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).
— 50 —
3 a, 7a, 12/?, 25-Telracetoxy-24-kelo-25-homo-cholan 10)
7,20 g rohes 3a, 7a, 12/?-Trioxy-24-keto-25-diazo-25-homo-cholan wurden unter Feuchtigkeitsausschluss mit 80 cm3 wasser¬
freiem Eisessig versetzt, 12 Stunden bei Zimmertemperatur stehen
gelassen, anschliessend langsam auf 95 ° erhitzt und 30 Minuten
bei dieser Temperatur belassen, worauf die Stickstoffentwicklungbeendet war. Der Eisessig wurde nun im Vakuum vollständig ab¬
gedampft. Der Rückstand, das rohe 3a, 7a, 12/?-Trioxy-24-keto-25-
acetoxy-25-homo-cholan, wurde mit 70 cm3 Acetanhydrid und 4 cm3
Pyridin versetzt und bei einer Ölbadtemperatur von 160° iy2 Stun¬
den am Rückfluss gekocht. Nach dem Abdampfen des Acetanhyd-rids im Vakuum wurde das dunkelgefärbte zähflüssige Rohproduktan 110 g mit Salzsäure neutralisiertem Aluminiumoxyd chromato-
graphiert. Die mit Petroläther-Benzol 1:1 und mit Benzol er¬
haltenen Eluate ergaben 4,17 g eines farblosen Harzes, das aus
Essigester-Hexan zur Kristallisation gebracht werden konnte. Es
wurden 2,83 g reines 3a, 7a, 12/?, 25-Tetracetoxy-24-keto-25-homo-cholan vom Smp. 132—132,5° erhalten. Es kristallisiert in langen
Spiessen.Zur Analyse wurde noch viermal umkristallisiert und 48 Stun¬
den im Hochvakuum bei 90° über Phosphorpentoxyd getrocknet.Für die zweite Analyse wurde vor dem Verbrennen kurz im Hoch¬
vakuum geschmolzen.
[<«] jj = + 77,1 ° (c = 1,190 in Chloroform)
3,806; 3,778 mg Subst. gaben 9,280; 9,209 mg C02 und 2,939;
2,949 mg H20
C33H6o09 Ber. C 67,09 H 8,53%Qef. C 66,54; 66,52 H 8,64; 8,73 °/0
Die Petroläther-Benzol-Eluate (8:2) ergaben 3,05 g eines
farblosen Öls, das ein zweites Mal an Aluminiumoxyd chromato¬
graphisch gereinigt wurde. Die mittleren Fraktionen (605 mg)bildeten nach zweimaligem Umkristallisieren aus Methanol-Wasser
grosse Rhomboeder, die bei 90,5—91° scharf schmolzen. Die Sub¬
stanz erwies sich durch Schmelzpunkt, Mischschmelzpunkt, die
Verbrennungswerte und die übrigen Eigenschaften mit Triacetyl-
cholsäure-methylester als identisch.
— 51 —
Zur Analyse wurde nach zweimal aus Aceton-Hexan umkri¬
stallisiert und anschliessend 24 Stunden bei 50° im Hochvakuum
getrocknet.
[a]^7 = + 76,8° (c = 1,295 in Chloroform)
4,032 mg Subst. gaben 10,03 mg C02 und 3,10 mg H20
CSIH4803 Ber. C 67,85 H 8,82%Gef. C 67,89 H 8,60%
3a, la, 12/?-Triformoxy-25-aceloxy-24-kelo-25-homo-cholan ll) 12)
25 g im Hochvakuum bei 80° getrocknetes 3<x, 7oc, 12y3-Tri-
formoxy-24-keto-25-diazo-25-homo-cholan wurden mit 250 cm3
wasserfreiem Eisessig auf dem Wasserbad erhitzt. Nach 25 Mi¬
nuten war die Stickstoffentwicklung beendet. Der Eisessig wurde
im Vakuum abgedampft, der Rückstand in Essigester aufgenommenund mit Natrium-hydrogencarbonat-Lösung und Wasser gut ge¬
waschen. Die Essigester-Lösung wurde getrocknet und das Lö¬
sungsmittel vollständig abgedampft. Der Rückstand wurde nun
in 400 cm3 Petroläther-Benzol 1:1 aufgenommen und chromato¬
graphisch gereinigt13). Das Produkt konnte dann aus Äthanol zur
Kristallisation gebracht werden. Das 3ac, 7<x, 12/?-Triformoxy-25-
acetoxy-24-keto-25-homo-cholan kristallisiert in feinen farblosen
Blättchen. Ausbeute: 14,94 g.
Zur Analyse wurde noch viermal aus Äther umkristallisiert,wobei der Schmelzpunkt um ein Grad auf 118—119° stieg, dann
n) Herrn W. Schlegel, unter dessen Mitarbeit die in dieser Weise be¬
zeichneten Präparate entstanden sind, möchte ich an dieser Stelle herzlich
danken.
") L. Ruzicka, PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).13) Zum Chromatographieren sehr leicht verseifbarer Substanzen, wie
z. B. der in dieser Arbeit beschriebenen Formyl-Verbindungen, eignet sich
sehr gut ein Aluminiumoxyd, das mit Essigester vorbehandelt wurde. Man
schlämmt das Aluminiumoxyd mit Essigester auf, läßt 24 Stunden stehen,nutscht ab und wäscht mit frischem Essigester. Zur Reaktivierung wird im
Vakuum 8 Stunden auf 170—180° erhitzt. Die Aktivität des so behandelten
Aluminiumoxyds liegt zwischen Klasse I und II [nach H. Brockmann und
//. Schodder, B. 74, 73 (1941)].
— 52 —
im Hochvakuum 10 Stunden bei 80° über Phosphorpentoxyd ge¬
trocknet und vor dem Verbrennen kurz im Vakuum geschmolzen.
[a] = + 77,5° (c = 0,064 in Chloroform)
3,730- mg Subst. gaben 8,989 mg C02 und 2,668 mg H20
CS0H44O9 Ber. C 65,67 H 8,08%Oef C 65,61 H 7,98%
ß'-tia, 7a, 12yff-Triacetoxy-nor-cholanyl-(23)]-A^'-buienolid14)
Aus einem Ansatz von 3,50 g mit Jod aktivierten Zinkflit-
tern, 3,0 g 3a, 7a, 12/?, 25-Tetracetoxy-24-keto-25-homo-cholan und
40 cm3 absolutem Benzol wurden zum Trocknen der Apparatur12 cm3 Benzol abdestilliert. Darauf fügte man 6,8 g Bromessig¬ester in 10 cm3 absolutem Dioxan 15) zu und destillierte weitere
2,5 cm3 Benzol ab, wobei die Reaktion in Gang kam. Nach deren
Abflauen wurde noch 1/2 Stunden bei einer Ölbadtemperatur von
110° am Rückfluss gekocht. Nun wurde mit absolutem Alkohol
verdünnt, vom unverbrauchten Zink abgenutscht und das Reak¬
tionsgemisch nach Zusatz von 10 cm3 konz. Salzsäure 5 Minuten
am Rückfluss auf dem Wasserbad gekocht. Die Lösung wurde dann
im Vakuum eingeengt, das Reaktionsprodukt in Äther aufgenom¬
men, die ätherische Lösung mit Wasser, Hydrogencarbonat-Lösungund nochmals mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt
nach Abdampfen des Äthers 3,50 g Rohprodukt, das man über
Nacht in 100 cm3 Acetanhydrid stehen Hess und anschliessend 2
Stunden am Rückfluss kochte. Nach dem Entfernen des Acetanhyd-rids im Vakuum blieben 3,49 g eines dunkel gefärbten Harzes zu¬
rück, das positiven Legal-Test zeigte.Nach zweimaliger chromatographischer Reinigung wurden
1,56 g einer farblosen Mittelfraktion erhalten, die weiter aus al¬
koholischer Lösung durch Zusatz von Wasser zweimal umgefälltwurde. Das Präparat wurde zur Analyse 36 Stunden im Hoch¬
vakuum über Phosphorpentoxyd bei 50° und weitere 31/2 Stunden
") L. Ruzicka, PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).15) K. Hess und H. Frahm, B. 71, 2629 (1938).
— 53 —
bei 55 ° im Luftstrom getrocknet. Die amorphe Substanz schmilzt
bei 85—90 0.
[a]^ = + 74,0° (c = 1,015 in Chloroform)
3,517 mg Subst. gaben 8,908 mg C02 und 2,687 mg H20
Cs3H4808 Ber. C 69,20 H 8,45%
Oef. C 69,12 H 8,55%
ß'-lSa-OxY-7a, 12/ß-diacetoxy-nor-cholanyl-(23)]-A<"• "'-butenolid 16)
345 mg ß'-[3«,,7«., 12^-Triacetoxy-nor-cholanyl-(23)]-zlß'^'.butenolid wurden in 20 cm3 Dioxan gelöst, mit 8 cm3 2-n. Salzsäure
3 Stunden auf dem Wasserbad erhitzt. Nach Zugabe von 10 cm3
Wasser dampfte man im Vakuum zur Trockne ein. Der harzigeRückstand verwandelte sich beim Zerreiben mit Wasser in eine
pulvrige Masse, die abgenutscht und mit Wasser gewaschen wurde.
Beim Umkristallisieren aus Alkohol-Wasser schied sich das Prä¬
parat (260 mg) in feinen Nadeln vom Smp. 156—158,5° aus. Die
Substanz kristallisiert mit 1 Mol Wasser, das auch im Vakuum
bei längerem Erhitzen über 100° nicht abgegeben wird. Zur Ana¬
lyse wurde noch dreimal aus Alkohol-Wasser umkristallisiert und
24 Stunden bei 105° im Hochvakuum über Phosphorpentoxyd ge¬
trocknet. Der Smp. stieg dabei auf 162,5—163,5°.Zur zweiten Analyse wurde das Lacton vor dem Verbrennen
bei 170° im Hochvakuum geschmolzen.
[a]£ = + 63,0° (c = 1,120 in Chloroform)
3,811 mg Subst. gaben 9,498 mg C02 und 2,946 mg H20
CS1H460, • H20 Ber. C 67,85 H 8,82 %Oef. C 68,01 H 8,65%
3,608 mg Subst. gaben 9,262 mg C02 und 2,815 mg H20
C31H4,0, Ber. C 70,16 H 8,74%Gef. C 70,05 H 8,73%
Das U.V.-Absorptionsspektrum weist die typische Bande mit
einer Endabsorption bei 217 m^u (log e = 4,10) auf. Das Produkt
zeigt einen positiven Legal-Test.
»«) L. Ruzicka, PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).
— 54 —
ß'-IZa, 7a, 12yS-Triformoxy-nor-cholanyl-(23)]-
A°'^'-buienolid 17)18)
Analog der Reaktion von 3a, 7a, 12/?, 25-Tetracetoxy-24-keto-25-homo-cholan mit Bromessigester und Zink wurden 3,57 g
3a, 7a, 12/?-Triformoxy-24-keto-25-acetoxy-25-homo-cholan umge¬
setzt. Nach beendeter Reaktion kochte man 1 Stunde am Rückfluss,
verdampfte im Vakuum zur Trockne und kochte dann in 100 cm3
absolutem Toluol abermals 2 Stunden. Nach dem Verdampfen des
Toluols im Vakuum wurde der Rückstand in absolutem Alkohol
gelöst und vom unverbrauchten Zink abfiltriert. Der alkoholischen
jLösung fügte man 7 cm3 konz. Salzsäure und 150 cm3 Wasser zu
und kochte 1 Stunde am Rückfluss. Darauf wurde der Alkohol
im Vakuum abgedampft, der Rückstand in Essigester aufgenommenund die Lösung mit Wasser, Hydrogencarbonat-Lösung und noch¬
mals mit Wasser gewaschen, getrocknet und der Essigester ab¬
gedunstet. Der Rückstand, 3,78 g, wurde in 100 cm3 Ameisensäure
14 Stunden auf 55—60° erwärmt. Nach dem Vertreiben der Amei¬
sensäure im Vakuum nahm man den Rückstand in Essigester auf,wusch die Lösung neutral, trocknete sie und dampfte den Essig¬ester ab.
Das Rohprodukt wurde durch zweimaliges Chromatographie¬ren gereinigt, wonach die Mittelfraktionen durch Methanolzusatz
zur Kristallisation gebracht werden konnten. Das erhaltene Kri-
stallisat wurde noch zweimal aus Aceton-Benzin umkristallisiert,wobei 250 mg feine Blättchen vom Smp. 227—228,5« erhalten
wurden. Zur Analyse wurde 24 Stunden im Hochvakuum bei 90 °
getrocknet. Das Produkt gab einen positiven Legal-Test.
[a]^7 = + 75,2" (c = 1,040 in Chloroform)
3,754 mg Subst. gaben 9,291 mg C02 und 2,689 mg H20
CS(>H4208 Ber. C 67,90 H 7,08 °/oGef. C 67,54 H 8,02%
") Vgl. Anm. 11, Seite 51.
!8) L. Ruzicka, PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).
— 55 —
ß'-IZa, la, 12iö-Trioxy-nor-cholanyl-(23)]-Afl'^'-butenolid 19)
298 mg y3'-[3a,7<x, 12/ß-Triformoxy-nor-cholanyl-(23)]-Ja'-'i'-butenolid wurden in 40 cm3 Dioxan gelöst und bei 95° tropfen¬
weise mit 0,1-n. Natronlauge versetzt. Man dosierte die Zugabe
der Lauge so, dass die Lösung des Butenolids auf Phenolphthaleinstets nur ganz schwach alkalisch reagierte. Nach 14, 42 bzw. 97.
Minuten waren 5,61, 11,22 bzw. 16,85 cm3 0,1-n. NaOH (1, 2 bzw.
3 Äquiv.) verbraucht.
Die Lösung wurde nun zur Trockne verdampft. Der nicht
kristallisierte Rückstand wurde in wenig Chloroform gelöst und
auf eine mit Benzol bereitete Säule von 12 g Aluminiumoxyd ge¬
geben. Die mit Äther-Aceton 1:1 und Aceton eluierten Anteile
ergaben 120 mg eines farblosen Harzes, das aus Methanol-Wasser
in feinen Nadeln kristallisierte. Ausbeute: 100 mg. Smp. 187,5—
189,5°. Es wurde noch zweimal umkristallisiert, wobei der
Schmelzpunkt auf 190—190,5° stieg.Zur Analyse wurde 12 Stunden bei 80° über Phosphorpent-
oxyd im Hochvakuum getrocknet und vor dem Verbrennen im
Vakuum kurz geschmolzen. Das Produkt zeigt einen positiven
Legal-Test.
[<*]£> = + 23,1° (c = 1,240 in Chloroform)
3,728 mg Subst. gaben 9,935 mg C02 und 3,194 mg H20
C„H42Os Ber. C 72,61 H 9,48%Gef. C 72,73 H 9,58%
Aceîylierung des ß'-V&a, la, 12/J-Trioxy-nor-cholanyl-(23)]-A"'^'-butenolids zum Triacelat und Verseifung des¬
selben zum /?'-[3a-Oxy-7a, 12/tf-diaceioxy-nor-cholanyl-(23)]-A ' -butenolid 19)
50 mg ß'-[3x, 7a, 12^-Trioxy-nor-cholanyl- (23)] -yf'"'-buteno¬
lid wurden in 4 cma Acetanhydrid unter Zusatz von 4 Tropfen
Pyridin bei einer Ölbadtemperatur von 160° 2 Stunden am Rück-
19) L. Ruzicka, PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).
— 56 —
fluss gekocht. Nach dem Abdampfen des Acetanhydrids im Va¬
kuum verblieben 55 mg Substanz, die in Benzol gelöst und durch
1,5 g Aluminiumoxyd filtriert wurden. 20 mg einer Mittelfraktion
wurden, wie früher beschrieben, in Dioxan mit Salzsäure verseift.
Das Rohprodukt konnte nicht kristallisiert werden und wurde da¬
her durch Adsorption an 60 mg Aluminiumoxyd gereinigt. Die mit
Äther-Aceton (9:1) eluierte Fraktion (17 mg) konnte aus Alkohol-
Wasser in feinen Nadeln kristallisiert werden. Ausbeute: 10 mg;
Smp. 162—163,5°. Die Substanz erwies sich durch Schmelzpunkt,Mischschmelzpunkt, sowie durch alle übrigen Eigenschaften als
identisch mit dem oben beschriebenen ß'-[3a.-Oxy-7a., 12/?-diacet-
oxy-nor-cholanyl-(23) ] -zT^'-butenolid.
^'-[3 a-Oxy-7a, 12/S-diformoxy-nor-cholanyl-(23)]-yff-oxy-y -buianolid ,J1)22)
Die Rohprodukte aus einer wie oben beschrieben durchge¬führten Umsetzung von 5 g 3a, 7<x, 12/?-Triformoxy-25-acetoxy-24-keto-25-homo-cholan mit Bromessigester und Zink wurden in
150 cm3 Alkohol gelöst, mit 20 cm3 konz. Salzsäure in 200 cm3
Wasser versetzt und 3 Stunden geschüttelt. Anschliessend nahm
man in Äther auf, wusch die Lösung, trocknete sie und dampfteden Äther ab. Als Rückstand blieben 4,7 g eines honiggelbenHarzes.
2,1 g dieses Rohproduktes wurden an 48 g Aluminiumoxydchromatographiert. Die mit Äther-Aceton erhaltenen Eluate
(270 mg) Hessen sich aus Benzol in feinen Blättchen kristalli¬
sieren.
Zur Analyse wurde noch dreimal aus Methanol-Wasser um¬
kristallisiert und 16 Stunden bei 130° im Hochvakuum über Ätz¬
kali getrocknet. Smp. 232—233°. Legal-Test negativ.
[a]jj = + 69,5° (c = 1,060 in Feinsprit)
3,668 mg Subst. gaben 8,982 mg C02 und 2,820 mg H20
CS9Ht408 Ben C 66,90 H 8,52 »/„Oef. C 66,83 H 8,60%
21) Vgl. Anm. 11, Seite 51.
22) L. Ruzicka, PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).
— 57 —
ß'-iia, 7 a, 12/ff-Trioxy.nor-cholanyl.(23)].y8'-
oxy-y'-buianolid 21)22)
Bei einer weiteren Umsetzung von 4,66 g 3a,, 7<x, 12/?-Triform-
oxy-25-acetoxy-24-keto-25-homo-cholan mit Bromessigester und
Zink wurde wie oben verfahren. Die Rohprodukte wurden in
200 cm3 Alkohol gelöst, mit 30 cm3 konz. Salzsäure und 1300 cm3
Wasser versetzt und die Lösung 18 Stunden geschüttelt. Darauf
wurde mit Natriumhydrogencarbonat neutralisiert, der Alkohol im
Vakuum ausgetrieben und die wässrigen Lösungen 5 Tage mit
Äther extrahiert. Der Ätherextrakt ergab 3,4 g eines dunklen
Harzes. Dieses wurde mit einer Mischung von 120 cm3 Alkohol
und 600 cm3 Wasser aufgekocht, wobei 1,4 g braune Harze nicht
in Lösung gingen. Man verdampfte nun die wässerig alkoholische
Lösung zur Trockne und erhielt 2,0 g eines Rohproduktes mit
negativem Legal-Test.
1,4 g desselben wurden an 20 g Aluminiumoxyd adsorbiert
und gaben 340 mg einer Fraktion (Aceton), die ein zweites Mal
an 9 g Aluminiumoxyd chromatographiert wurde. Mit Essigesterwurden 120 mg reines ß'-[3x, 7a, 12/?-Trioxy-nor-cholanyl-(23)]-
/?'-oxy-y'-butanolid eluiert. Das Produkt kristallisierte aus Metha¬
nol-Wasser in langen, farblosen Nadeln, die 1 Mol Kristallwasser
enthielten. Bei 175° sinterte die Substanz, gab das Kristallwasser
ab, rekristallisierte und zeigte dann einen scharfen Schmelzpunktbei 233—234 0.
Zur Analyse kristallisierte man noch dreimal aus Aceton-
Hexan um und trocknete 24 Stunden bei 100° im Hochvakuum.
Vor dem Verbrennen wurde die Substanz 1/2 Stunde im Vakuum
auf 186° erhitzt. Legal-Test negativ.
[«]" = + 34,4° (c = 1,026 in Feinsprit)
3,625 mg Subst. gaben 9,252 mg C02 und 3,116 mg H20
C2,H44Oe Ber. C 69,79 H 9,55 °/0Oef. C 69,65 H 9,62%
— 58 —
Benzyl-bromaceloxymeihyl-keton
16,2 g Benzyl-diazomethyl-keton wurden in 50 cm3 absolutem
Benzol gelöst und unter Feuchtigkeitsausschluss mit 50 g reiner
Bromessigsäure versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden
sich selbst überlassen und anschliessend während 10 Minuten auf
dem Wasserbad am Rückfluss gekocht. Es wurde in Äther aufge¬
nommen, mit Wasser, Natriumhydrogencarbonat-Lösung und noch¬
mals mit Wasser gut gewaschen. Nach dem Trocknen und Ein¬
engen der Ätherlösung wurde in der Wärme bis zur beginnenden
Trübung mit Petroläther versetzt. Beim Abkühlen der Lösung kri¬
stallisierte das Benzyl-bromacetoxymethyl-keton in langen farb¬
losen Nadeln. Ausbeute: 23,5 g; Smp. 44—45°.
Zur Analyse wurde bei gleich bleibendem Schmelzpunkt noch
dreimal umkristallisiert und anschliessend 36 Stunden bei 20 ° über
Phosphorpentoxyd im Hochvakuum getrocknet.
3,915 mg Subst. gaben 7,027 mg COä und 1,422 mg H20
CuHuOsBr Ber. C 48,73 H 4,09%Gef. C 48,98 H 4,07%
A5-3yS-Aceioxy-24-keto-25-bromaceloxy-25-homo-cholen
Analog der oben beschriebenen Umsetzung wurden 500 mg
J5-3/?-Acetoxy-24-keto-25-diazo-25-homo-cholen, gelöst in 3 cm3
Benzol, mit 5 g Bromessigsäure in Reaktion gebracht. Das Roh¬
produkt wurde aus Äthanol umkristallisiert und ergab 520 mg
feine Nadeln vom Smp. 126,5—128,5°.
Zur Analyse wurde noch fünfmal aus Äthanol umkristallisiert,wobei der Schmelzpunkt auf 128—130° stieg. Anschliessend
wurde 36 Stunden bei 80° über Phosphorpentoxyd im Hochva¬
kuum getrocknet.
3,967 mg Subst. gaben 9,198 mg C02 und 2,772 mg H20
8,889 mg Subst. gaben 3,047 mg AgBr
C29H4305Br Ber. C 63,15 H 7,86 Br 14,49%Gef. C 63,28 H 7,82 Br 14,59%
— 59 —
A5-3/S-Oxy-20-keio-21-bromaceioxy-pregnen
Die Umsetzung von 750 mg zl5-3/?-Oxy-20-keto-21-diazo~
pregnen mit 4,5 g Bromessigsäure in 4 cm3 Benzol ergab nach
dem üblichen Aufarbeiten 550 mg eines Rohproduktes vom Smp.105—108°. Die Kristallisation aus Methanol lieferte 490 mg feine
Blättchen vom Smp. 110,5—111,5°, die Kristallösungsmittel ent¬
hielten.
Zur Analyse wurde noch fünfmal aus Methanol umkristalli¬
siert, wobei der Schmelzpunkt auf 112—113° stieg. Das Präparatwurde 48 Stunden bei 85 ° über Phosphorpentoxyd im Hochva¬
kuum getrocknet.
3,726 mg Subst. gabeh 7,918 mg C02 und 2,450 mg H2Ü
8,030 mg Subst. gaben 3,181 mg AgBr
C28Hss04Br • H20 Ber. C 58,57 H 7,43 Br 16,98 °/0Oef. C 57,99 H 7,36 Br 16,86%
A5-3/3-Aceioxy-20-keio-21-bromaceioxy-pregnen
500 mg ^5-3/5-Oxy-20-keto-21-bromacetoxy-pregnen wurden
unter Feuchtigkeitsausschluss in 10 cm3 Acetanhydrid 4 Stunden
auf dem Wasserbad erwärmt. Nach dem Abdampfen des Acet-
anhydrids im Vakuum wurde der kristalline Rückstand heiss in
Methanol gelöst. Beim Abkühlen der Lösung schieden sich zuerst
gut ausgebildete Nadeln, dann feine Blättchen aus. Beim Er¬
scheinen der ersten Blättchen wurde dekantiert. Ausbeute : 380 mg
Nadeln und 100 mg Blättchen. Die Nadeln, das J5-3/?-Acetoxy-
20-keto-21-bromacetoxy-pregnen, wurden dreimal aus Methanol
umkristallisiert und zeigten einen scharfen Schmelzpunkt von
137-^-138°. Zur Analyse wurde bei 80° 36 Stunden im Hoch¬
vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet.
3,846 mg Subst. gaben 8,543 mg C02 und 2,461 mg H20
9,789 mg Subst. gaben 3,742 mg AgBr
C26HS5OsBr Ber. C 60,60 H 7,12 Br 16,13%Qef. C 60,62 H 7,16 Br 16,27%
- 60 —
Die Blättchen zeigten nach einmaligem Umkristallisieren aus
Methanol einen scharfen Schmelzpunkt bei 165,5—167° und er¬
wiesen sich sowohl durch Mischschmelzpunkt wie durch alle üb¬
rigen Eigenschaften mit A5-3ß, 21-Diacetoxy-20-keto-pregnen als
identisch.
In kaum merklich besseren Ausbeuten wurde das A 5-3 /?-Acet-
oxy-20-keto-21-bromacetoxy-pregnen durch Umsetzen von A5-3ß-
Acetoxy-20-keto-21-diazo-pregnen mit Bromessigsäure in Benzol
erhalten.
/?-Benzyl-/?-oxy-bulanolid
Analog der weiter oben beschriebenen Umsetzungen von
a-Acetoxy-ketonen mit Bromessigester und Zink nach Reformatsky
(vgl. Seiten 44 und 52) wurden 10 g Benzyl-bromacetoxymethyl-keton mit 12 g Zinkflittern und 4,5 g (= 0,75 Äquiv.) Bromessig¬ester umgesetzt. Das Rohprodukt wurde aus Äther umkristallisiert
und ergab 4,9 g grober Prismen vom Smp. 98—100°.
Zur Analyse wurde noch dreimal aus Benzol umkristallisiert
und anschliessend 48 Stunden bei 75 ° im Hochvakuum über Phos-
phorpentoxyd getrocknet. Das Präparat wies einen Schmelzpunktvon 99—100« auf.
3,792 mg Subst. gaben 9,569 mg C02 und 2,143 mg H2Ü
C„H12Os Ber. C 68,73 H 6,30%Oef. C 68,86 H 6,32%
Ohne Zusatz von Bromessigester konnte die Reaktion nicht
in Gang gebracht werden.
A«> i-/?-Benzy1-butenolid
735 mg /?-Benzyl-/S-oxy-butanolid wurden bei einer Ölbad¬
temperatur von 165° mit 50 cm3 Acetanhydrid 48 Stunden am
Rückfluss gekocht. Nach dem Abdampfen des Acetanhydrids im
Vakuum wurde der Rückstand (700 mg) in Benzol gelöst und durch
15 g Aluminiumoxyd filtriert. Das Filtrat ergab 600 mg eines
farblosen Öls, das einen stark positiven Legal-Tat zeigte.
— 61 —
Es wurde zur Analyse im Hochvakuum destilliert. Kp.
0,02 mm = 126—127 0. Ausbeute: 450 mg.
3,534 mg Subst. gaben 9,792 mg C02 und 1,803 mg H20
CuHïoO, Ber. C 75,84 H 5,79%Qef. C 75,62 H 5,71%
Umsetzung von AÄ-3/ft-Acetoxy-24-kelo-25-bromaceloxy-25-homo-cholen und A5-3/ff-Aceloxy-20-keto-21-brom-
acetoxy-pregnen mit Zink und Bromessigester nach
Reformatsky
Die Umsetzung dieser a-Bromacetoxy-ketone mit Zink und
je 0,75 Äquiv. Bromessigester wurde in der mehrfach beschrie¬
benen Weise durchgeführt. Nach dem Behandeln der Rohproduktemit Acetanhydrid und nachträglicher Reinigung durch Adsorptionan Aluminiumoxyd wurden das /?'-[zl5-3/?-Acetoxy-nor-cholenyl-
(23) J-zf'^'-butenolid ) vom Smp. 204—205 ° bzw. das ß'-[A5-3ß-
Acetoxy-ätio-cholenyl-(17) ]-zJ"''^'-butenolid 2i) vom Schmelzpunkt173—174° in 45—50 proz. Ausbeute erhalten.
Triacetyl-cholsäure-methylesler25)26)
10 g Cholsäure-methylester27), 10 cm3 Pyridin und 100 cm3
Acetanhydrid wurden bei 165° 2 Stunden am Rückfluss gekocht.Nach Eindampfen zur Trockne im Vakuum wurde der Rückstand
in Benzol aufgenommen und durch 20 g Aluminiumoxyd filtriert.
Nach dem Nachspülen mit Äther und Abdampfen der Lösungs¬mittel wurde der Triacetyl-cholsäure-methylester aus Aceton-
Hexan umkristallisiert. Ausbeute: 9,2 g; Smp. 89—90°.
2S) L. Ruzicka, PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 25, 435 (1942).2i) L. Ruzicka, T. Reichstein und A. Fürst, Helv. 24, 76 (1941).") Vgl. H. Wieland und W. Kapitel, Z. physiol. Ch. 212, 269 (1932).2e) PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 748 (1944).27) Hergestellt nach der Vorschrift von H. Morsmann, M. Steiger
und T. Reichstein, Helv. 20, 3 (1937).
— 62 —
Zur Analyse und Bestimmung der spez. Drehung wurde noch
dreimal aus Aceton-Hexan bis zum konstanten Schmelzpunkt von
90,5—91° umkristallisiert und dann 24 Stunden im Hochvakuum
bei 50° über Phosphorpentoxyd getrocknet.
W" = + 81,8°; [M]^4 = + 448° 28) (c = 1,063 in Feinsprit)
Wd = + 76,8°; [M]}4 = + 421 » (c = 1,295 in Chloroform)
4,000 mg Subst. gaben 9,950 mg C02 und 3,200 mg H20
CSIH4S08 Ber. C 67,85 H 8,82%Gef. C 67,88 H 8,95%
Triformyl-cholsäure-melhylester 29)
700 mg Triformyl-cholsäure30) wurden in Äther aufge¬schlämmt und mit ätherischer Diazomethan-Lösung verestert. Nach
dem Abdampfen des Lösungsmittels verblieb ein farbloses Harz,das auf Zusatz von wenig Methanol in feinen Nadeln kristallisierte.
Die Reinigung des Triformyl-cholsäure-methylesters ist sehr ver¬
lustreich, da er sich in reinem Methanol ausserordentlich leicht
löst, bei Verwendung von wässrigem Methanol aber nur als Öl
erhalten wird. Nach dreimaligem Umkristallisieren verblieben
155 mg gut ausgebildete Nadeln vom Smp. 133,5—134,5°. Zur
Analyse wurde 48 Stunden bei 70° im Hochvakuum getrocknet.
[«l^4 = + 90,0°; 89,5°; [MjJ4 = + 455°; 453»
(c = 1,397; 1,398 in Feinsprit)
[«]Jj7;U = + 86,0°; 85,8°; [M]^14 = + 435°; 434°
(c = 0,961; 1,400 in Chloroform)
3,768 mg Subst. gaben 9,169 mg C02 und 2,790 mg H20
C28H4!08 Ber. C 66,38 H 8,36%Gef. C 66,41 H 8,29%
28) [M]d= tL.— ; vgl. H. Landolt, Das optische Drehungsver¬
mögen, 2. Aufl., Seite 6.
29) PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 748 (1944).
30) F. Cortese und L. Baumann, Am. Soc. 57, 1393 (1935) ; L. Ruzicka,
PI. A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 186 (1944).
— 63 —
3a-Oxy-7a, 12/?-diaceioxy-cholansäure 31)
1,700 g Triacetyl-cholsäure-methylester wurden unter leich¬
tem Erwärmen in 25,0 cm3 einer 0,5-n. methanolischen Natron¬
lauge gelöst und anschliessend bei 20° 55 Minuten stehen ge>-
lassen. Nach dieser Zeit waren 1,94 Äquiv. Natronlauge verbraucht
(Titration mit 0,1-n. Salzsäure auf Phenolphthalein). Durch Neu¬
tralisation der überschüssigen Lauge wurde nun die Verseifungunterbrochen und dann der Methylalkohol im Vakuum abgedampft.Auf Zugabe von Salzsäure fiel die rohe Diacetyl-cholsäure aus.
Sie wurde abgenutscht, gut mit Wasser gewaschen und im Vakuum
getrocknet. Ausbeute: 1,40 g. Zur Reinigung wurde das Rohpro¬dukt in Äther aufgenommen und die sauren Anteile mit Barium¬
hydroxyd-Lösung ausgezogen. Die aus der Bariumsalz-Lösung mit
Salzsäure gefällte und mit Wasser gut gewaschene Säure wurde
in Alkohol gelöst und in der Hitze bis zur leichten Trübung mit
Wasser versetzt. Innerhalb 6 Stunden wurde die Lösung langsamauf 20° abgekühlt, wobei die Säure in grossen Rhomboedern kri¬
stallisierte. Ausbeute: 1,33 g; Smp. 202—203». Bei rascherem Ab¬
kühlen fiel die Säure als Öl aus.
Zur Analyse wurde 48 Stunden bei 140° über Phosphorpent-
oxyd im Hochvakuum getrocknet.
[a]<17 = + 71,6°; 70,3°; [M]]4'17 = + 352°; 346°
(c = 0,916; 1,273 in Feinsprit)
3,826 mg Subst. gaben 9,586 mg C02 und 3,072 mg H20
C28H440, Ber. C 68,26 H 9,00 %Oef. C 68,37 H 8,99%
Methylester: 600 mg 3a.-Oxy-7oc, 12/3-diacetoxy-cholan-säure, gelöst in 10 cm3 Dioxan, wurden mit Diazomethan ver-
estert. Das durch Verdampfen zur Trockne erhaltene ölige Roh¬
produkt wurde in Äther gelöst und durch wenig Aluminiumoxydfiltriert. Nach dem Einengen wurde in der Kälte tropfenweise mit
Petroläther versetzt. Der Ester kristallisierte langsam in langen
31) W. S. Knowles, J. Fried und R. C. Elderfield, J. org. Chem. 7, 383
(1942), nach B. C. A. 1942 A II, 415; PL A. Plattner und H. Heusser, Helv.
27, 748 (1944).
— 64 —
Spiessen. Ausbeute: 480 mg; Smp. 49—51°. (Aus einer warm ge¬
sättigten Lösung fällt der Ester als Öl aus.) Nach zweimaligemUmkristallisieren stieg der Schmelzpunkt auf 57—59°. Das Pro-,
dukt enthielt Kristallösungsmittel.Zur Analyse wurde 12 Stunden bei Zimmertemperatur im
Hochvakuum getrocknet und vor dem Verbrennen kurz im Vakuum
bei 150° geschmolzen.
[«]" = + 72,0°; 71,0°; [M]}4 = + 364°; 359°
(c = 1,150; 0,739 in Feinsprit)
3,648 mg Subst. gaben 9,174 mg C02 und 2,989 mg H20
[a] = + 63,7°; 63,9°; [MjJ4 = + 322"; 323°
(c = 0,720; 0,729 in Chloroform)
C29H4807 Ber. C 68,74 H 9,15 %
Oef. C 68,63 H 9,17%
3 a, 7 a-Diacetoxy-12 ß-oxy-cholansäure 32)
23,2 g Cholsäure wurden nach Angaben von W. Borsche32)in Eisessig mit Acetylchlorid acetyliert. Die Kristallisation aus
Essigester ergab 8,4 g einer rohen Säure vom Smp. 255—259 °.
Nach zweimaligem Umkristallisieren aus Alkohol-Wasser stieg der
Schmelzpunkt auf 261—263°. Zur Analyse wurde 48 Stunden bei
140° über Phosphorpentoxyd im Hochvakuum getrocknet.
[a] jji u = + 49,8°; 49,4»; [M]^7'u= + 245°; 243°
(c = 0,806; 0,891 in Feinsprit)
3,722 mg Subst. gaben 9,344 mg C02 und 3,025 mg H20
C88H440, Ber. C 68,26 H 9,00%Gef. C 68,51 H 9,09%
Methylester: 300 mg 3<x, 7ac-Diacetoxy-12/?-oxy-cholan-
säure, in Dioxan gelöst, wurden mit Diazomethan in Äther ver-
estert. Nach dem Verdampfen zur Trockne wurde der Rückstand
32) W. Borsche, B. 57, 1620 (1924); H. Wieland und E. Boersch, Z.
physiol. Ch. 110, 143 (1920); vgl. auch H. Wieland und W. Kapitel, Z.
physiol. Ch. 212, 269 (1932); PI. A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27,748 (1944).
— 65 —
in Methanol gelöst, durch wenig Aluminiumoxyd filtriert und an¬
schliessend aus Methanol-Wasser umkristallisiert. Feine Nadeln
vom Smp. 182—183°. Ausbeute: 290 mg.
Zur Analyse wurde 48 Stunden bei 120° über Phosphor-
pentoxyd im Hochvakuum getrocknet und vor dem Verbrennen
im Vakuum bei 190° geschmolzen.
[a]^ = + 35,3°; [M]Jj4 = + 179° (c = 0,697 in Feinsprit)
[a]1^'11 = + 31,0°; 30,3° = [M]'11 = + 157°; 153°
(c = 1,224; 1,064 in Chloroform)
3,680 mg Subst. gaben 9,263 mg C02 und 2,995 mg H20
C29H4eO, Ber. C 68,74 H 9,15%Oef. C 68,59 H 9,11%
3a-Acetoxy-7a, 12/3-dioxy-cholansäure-methylester 33)
7,3 g Cholsäure-methylesteru) wurden in 30 cm3 absolutem
Benzol gelöst und durch Abdestillieren des Lösungsmittels ge¬
trocknet. Dann wurden weitere 30 cm3 Benzol zugefügt und zur
siedenden Lösung des Esters innert 45 Minuten eine Mischungvon 4,3 g Acetanhydrid und 10 cm3 Benzol zugetropft. Nach 2
Stunden Kochen am Rückfluss wurde das Benzol am Vakuum ab¬
gesaugt, der Rückstand in Äther aufgenommen und mit Wasser und
Natriumhydrogencarbonat-Lösung gewaschen. Nach dem Trocknen
und Abdampfen des Äthers verblieben 7,9 g eines schwach gelb
gefärbten Harzes, das nicht zur Kristallisation gebracht werden
konnte.
Das Rohprodukt wurde in wenig Benzol gelöst und an 100 g
Aluminiumoxyd chromatographisch gereinigt. Die mit Benzol-
Äther und Äther erhaltenen Eluate wurden einmal aus Methanol
33) T. Reichstein, und M. Sorkin, Helv. 25, 797 (1942), haben mit
Acetanhydrid in Benzol Desoxy-cholsäure-methylester partiell in Stellung 3
acetyliert. In analoger Weise wurde versucht, Cholsäure-methylester in Stel¬
lung 3 und 7 zweifach zu acetylieren. Es traten jedoch komplexe Gemische
auf, aus denen nur das oben beschriebene 3-Monoacetat in kristallisierter
Form isoliert werden konnte. PI. A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27,748 (1944).
s*) H. Morsmann, M. Steiger und T. Reichstein, Helv. 20, 3 (1937).
— 66 —
und anschliessend zweimal aus Methanol-Wasser umkristallisiert
und ergaben 1,04 g feine Nadeln vom scharfen Smp. 149—150°.
Zur Kontrolle der Einheitlichkeit wurde ein zweites Mal an
Aluminiumoxyd chromatographiert und eine mittlere Fraktion
dreimal aus Methanol-Wasser umkristallisiert. Zur Analyse wurde
48 Stunden bei 140° über Phosphorpentoxyd im Hochvakuum ge¬
trocknet. Der Schmelzpunkt dieses Produktes lag bei 149,5—150°.
[a]Jj4 == + 52,8°; 52,5°; [M]J>4 = + 245°; 244°
(c = 0,880; 0,697 in Feinsprit)
[a]^5 = + 47,6°; 48,0°; [M]^ = + 221 °; 223°
(c = 0,729; 0,868 in Chloroform)
3,745 mg Subst. gaben 9,584 mg C02 und 3,192 mg H20
Q,H44Os Ber. C 69,79 H 9,55%Oef. C 69,83 H 9,54%
3 a, 7a-Diaceloxy-12-kelo-cholansäure 3&)
1,50 g 3a, 7a-Diacetoxy-12/?-oxy-cholansäure wurden nach den
Angaben von H. Wieland und W. Kapitel36) mit Chromtrioxyd in
Eisessig oxydiert. Die Kristallisation des Rohproduktes aus Al¬
kohol-Wasser ergab 1,16 g der Säure in Form feiner Platten, die
Kristallösungsmittel enthielten. Sie schmolzen zwischen 103° und
109°; bei 130° erstarrte die Substanz wieder, wobei feine Nadeln
gebildet wurden, die sich bei 227—228 ° erneut verflüssigten. An¬
schliessend wurde noch zweimal aus Alkohol-Wasser und dann
aus Aceton-Hexan umkristallisiert. Das letztere Produkt enthielt
kein Kristallösungsmittel mehr und schmolz bei 229—230°. Zur
Analyse wurde 48 Stunden bei 120° über Phosphorpentoxyd im
Hochvakuum getrocknet.
Wd = + 86,5°; [M]^ = + 424° (c = 0,755 in Chloroform)
3,770 mg Subst. gaben 9,747 mg C02 und 2,959 mg H20
C28H4S07 Ber. C 68,54 H 8,63%Oef. C 68,58 H 8,78%
Methylester: 900 mg 3«, 7a-Diacetoxy-12-keto-cholan-säure wurden in Dioxan gelöst und mit Diazomethan verestert.
35) PL A. Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 748 (1944).") H. Wieland und IV. Kapitel, Z. physiol. Ch. 212, 269 (1932).
- 67 —
Der Ester kristallisierte aus Methanol-Wasser in langen Nadeln
vom Smp. 176,5—178°. Ausbeute: 810 mg. Eine zweite Kristalli¬
sation ergab ein analysenreines Produkt vom Smp. 177—178,5°.
Es wurde 12 Stunden bei 130° über Phosphorpentoxyd im Hoch¬
vakuum getrocknet.
[a]^ = + 83,5°; [M]}7 = + 421 ° (c = 0,879 in Chloroform)
3,792 mg Subst. gaben 9,557 mg C02 und 3,022 mg H20
Q9H140, Ber. C 69,02 H 8,79%Gef. C 68,78 H 8,92 %
Cheno-desoxy-cholsäure (3 a, 7a-Dioxy-cholansäure)S7)
Zu einer Lösung von 1,0 g Natrium in 15 cm3 absolutem Al¬
kohol wurden 2,0 g Hydrazinhydrat und 400 mg 3oc, 7o,-Diacetoxy-
12-keto-cholansäure-methylester gegeben. Der Ansatz wurde 14
-Stunden im Einschlussrohr auf 160° erhitzt, dann mit Wasser ver¬
dünnt und 1 Stunde am Rückfluss gekocht. Der Alkohol wurde
nun im Vakuum abgedampft und der wässrigen Lösung Spuren von
neutralen Anteilen mit Äther entzogen. Dann wurde die Cheno-
desoxy-cholsäure mit verdünnter Schwefelsäure als feiner, flocki¬
ger Niederschlag gefällt. Ausbeute: 340 mg.
Die rohe Säure wurde in verdünnter Ammoniak-Lösung auf¬
genommen, das überschüssige Ammoniak durch Erhitzen auf dem
Wasserbad im Vakuum entfernt und die heisse Lösung mit Barium¬
chlorid versetzt. Schon in der Hitze fiel das Bariumsalz der Cheno-
desoxy-cholsäure als feine Nadeln aus, die nach dem Erkalten ab-
genutscht und mit Wasser gut gewaschen wurden. Durch zwei¬
maliges Umkristallisieren aus Alkohol-Wasser wurde das Barium¬
salz rein erhalten. Zur Analyse wurde 12 Stunden bei 130° über
Phosphorpentoxyd im Hochvakuum getrocknet.
3,327 mg Subst. gaben 0,842 mg BaS04
(C24Hs904)2 Ba Ber. Ba 14,92 °/0Gef. Ba 14,89 °/0
") A. Windaus, A. Bohne und E. Schwarzkopf, Z. physiol Ch. 140, 177
(1924); Sin'iti Kaxvai, Z. physiol. Ch. 214, 71 (1932); Takeshi Iwasaki, Z.
physiol. Ch. 244, 181 (1936), [oc]D = + 12,52 in Alkohol.
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62 mg Bariumsalz wurden in 4 cm3 3-n. Soda-Lösung 1 Stunde
auf dem Wasserbad erwärmt. Vom ausgeschiedenen Bariumcar-
bonat wurde abfiltriert und die Cheno-desoxy-cholsäure mit ver¬
dünnter Schwefelsäure gefällt. Sie wurde abgenutscht, gut mit
Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet. Aus wenig Essig¬ester kristallisierte sie in Drusen von feinen Nadeln, die beim
Trocknen zerfielen. Ausbeute: 51,5 mg. Nach dem Trocknen im
Vakuum bei 100° zeigte die Cheno-desoxy-cholsäure einen schar¬
fen Schmelzpunkt von 140—141,5°. Zur Analyse wurde 2 Stuny-den bei 110° im Hochvakuum getrocknet und vor dem Verbrennen
im Vakuum geschmolzen.
[a]JJ = + 12,5°; [M]^7 = + 49° (c = 0,582 in Feinsprit) 38) 39) *»)
3,663 mg Subst. gaben 9,843 mg C02 und 3,364 mg HaO
CS4H4()04 Ber. C 73,43 H 10,27%Oef. C 73,33 H 10,28 °/0
3 a, 7a-Diformoxy-cholansäure (Diformyl-cheno-desoxy cholsäure) 41)
200 mg Cheno-desoxy-cholsäure wurden in 5 cm3 95 proz.
Ameisensäure 5 Stunden auf 60° erwärmt. Nach dem Absaugender Ameisensäure im Vakuum wurde fünfmal aus Alkohol-Wasser
umkristallisiert. Ausbeute: 13tf mg feine Nadeln vom Schmelz¬
punkt 181 — 182°. Zur Analyse wurde 12 Stunden bei 130° über
Phosphorpentoxyd im Hochvakuum getrocknet.
[a] = + 31,0°; 31,8°; [M]J>6 = + 139°; 142»
(c = 1,085; 0,845 in Feinsprit)
3,710 mg Subst. gaben 9,520 mg C02 und 3,024 mg H20
C26H40O6 Ber. C 69,61 H 8,99%Gef. C 70,03 H 9,12%
38) Takeshi Iwasaki, Z. physiol. Ch. 244, 181 (1936); [oc]D = +12,52°in Alkohol.
39) A. Windaus, A. Bohne und E. Schwarzkopf, Z. physiol. C. 140,177 (1924).
4°) S. Miyazi und T. Kimura, J. Biochem. 26, 337 (1938); [a]D =
+ 10,6° in Alkohol.
«) H. Wieland und G. Reverey, Z. physiol. Ch. 140, 186 (1924) ; PL A.
Plattner und H. Heusser, Helv. 27, 748 (1944).
Sämtliche Analysen und Spektra wurden in der mikroanaly¬
tischen Abteilung des Chemischen Institutes der EidgenössischenTechnischen Hochschule ausgeführt.
Ich möchte hier den Leitern des Mikrolaboratoriums, Herrn
H. Gubser und seinem Nachfolger, Herrn W. Manser, sowie deren
Mitarbeitern meinen Dank aussprechen.
Zusammenfassung
Ausgehend von Steroid-Säuren vom Typus der natürlichen
Gallensäuren mit 24 Kohlenstoffatomen, wurden mit Hilfe der
Reaktionsfolge Carbonsäure —* Säurechlorid —> Diazoketon Ketol-
acetate hergestellt, die bei der Umsetzung mit Bromessigester bzw.
a-Brom-propionester und Zink nach Reformatsky höhere Homo¬
loge digitaloider Aglycone lieferten. Diese Lactone unterscheiden
sich sowohl von den natürlichen wie von den bisher synthetischhergestellten Aglyconen durch eine aliphatische Brücke, die zwi¬
schen das Cyclopentano-perhydro-phenanthren-Gerüst und die Lac-
tongruppe eingeschoben ist. Aus J5-3/J-Oxy-cholensäure, welche
aus den sauren Oxydationsprodukten des Cholesterin-acetats iso¬
liert wurde, entstand so das /S'-[J5-3/?-Oxy-nor-cholenyl-(23)]-zT'^'-butenolid und das ^'-[zJ5-3Jff-Oxy-nor-cholenyl-(23)]^ß'^'-<x'-methyl-butenolid. Das ß'-[3x, 7a, 12/5-Trioxy-nor-cholanyl-(23)]-^"''^'-butenolid, welches aus Cholsäure hergestellt wurde, lieferte
zum Teil auf verschiedenen Wegen die Triacetyl-, die 7,12-Di-
acetyl- und die Triformyl-Verbindung.Im Zusammenhang mit den Synthesen von digitaloiden Agly¬
conen wurden aus Diazoketonen durch Einwirkung von Bromessig¬säure Ketol-bromacetate hergestellt und deren intramolekulare
Umsetzung zu jô-Oxy-butanoliden bzw. zf'^-Butenoliden unter¬
sucht. Dabei stellte es sich heraus, dass die Reaktion nur unter
Zusatz von Bromessigester in Gang zu bringen war, dann jedochin guter Ausbeute die gesuchten Lactone lieferte.
An dem Verhalten der Cholsäure und des Cholsäure-methyl-esters bei teilweiser und vollständiger Acetylierung wurden die
Beziehungen zwischen Konstitution und optischer Drehung in
der Cholsäure-Reihe näher untersucht. Durch die abgestufte Re¬
aktionsfähigkeit der drei Hydroxylgruppen der Cholsäure war es
möglich, die 3, 7-Diacetyl- und die 7,12-Diacetyl-cholsäure sowie
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den 3-Monoacetyl-, den 3, 7-Diacetyl-, den 7,12-Diacetyl- und den
Triacetyl-cholsäure-methylester herzustellen. Vergleichende Mes¬
sungen der spezifischen bzw. molaren Drehungen dieser Verbin¬
dungen ergaben, dass in der Cholsäure-Reihe die Asymmetrie-Zentren 3, 7 und 12 sich gegenseitig kaum zu beeinflussen ver¬
mögen und deshalb für diese Zentren konstante Drehungsinkre¬mente eingesetzt werden können. Im Zusammenhang mit diesen
Arbeiten wurde die bereits früher von Sin'iti Kawai vorgenommene
Überführung von Cholsäure in Cheno-desoxy-cholsäure auf einem
abgeänderten Weg, der eine Berührung der 7-Oxy-Qruppe ver¬
meidet, erneut durchgeführt. Es steht daher ausser Zweifel, dass
die 7-Oxy-Gruppen in diesen beiden Säuren sterisch überein¬
stimmen.
Lebenslauf
Als Sohn des Georg Jakob Heusser, Kaufmann, wurde ich
am 23. Februar 1917 in Shanghai geboren.Die Primarschule besuchte ich im thurgauischen Berg, die
Mittelschule im Landerziehungsheim Glarisegg bei Steckborn. Im
Herbst 1936 bestand ich die Eidgenössische Maturitätsprüfung,
Typus B, und wurde als Student in die Abteilung für Chemie an
der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich aufge¬
nommen. Sie erteilte mir im Sommer 1941 das Diplom als Inge¬
nieur-Chemiker.
Seit Juni 1941 war ich mit der vorliegenden Arbeit, die durch
häufige Einberufungen zum Aktiv-Dienst unterbrochen wurde, be¬
schäftigt. Seit Oktober 1942 bekleidete ich das Amt eines Assi¬
stenten.
