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Verfahren zur Herstellung von Chinolizinderivaten Die Erfindung betrifft
ein neues Verfahren zur Herstellung von Ohinolizinderivaten, das nur aus wenigen
Stufen besteht und durch das Reaktionsschema I charakterisiert ist: Reaktionsschema
I
a: R1 = H |
H2 FA2 a) Addition N 1-R1 CllH2 b: R1 = Acyl |
F + C-MgX und Hydrolysey CH2 C-R2 |
1R2 II 3 b)Verseifung , |
1 co L AO/ I 4IIb |
IIIa,b CH2 |
OH2 D»-R1 |
'-R1 1 F |
I L C) erung |
unter Allylumla- |
\ gerung von lila |
ausgehend |
a (e) Hydrierung $led roh - HY-X C1H2-Y |
9 R2 < H2A>paltung C t tC-R2 |
VI ß V. 4 IV S |
¼ ¼ |
Die Substituenten haben folgende Bedeutung: R1 = Wasserstoff oder Acyl, R2 = Wasserstoff
oder niederes Alkyl, X = Chlor, Brom oder Jod, Y = Chlor oder Brom.
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Die in der Ausgangsverbindung I sowie in den Zwischenprodukten III
und IV und den Endprodukten V und VI vorhandenen Benzolkerne können durch Alkoxygruppen
wie Methoxygruppen und/oder Methylendioxygruppen substituiert sein.
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Wie aus dem Reaktionsschema ersichtlich, besteht das neue Verfahren
aus vier bzw. fünf Reaktionsstufen : a) Umsetzung des cyolischen ß-Aminoketons I
mit einer aetallorganisohlen Vinylverbindung II zum tertiären ß-Aminoalkohol III
; b) gegebenenfalls Verseifung einer in i-Stellung sorhandenen Acylgruppe des tertiären
ß-Aminoalkohols (IIIb o IIIa); c) Ueberführung des tertiären ß-Aminoalkohols lila
unter Allylumlagerung in das ungesättigte llalogenid IV; d) Cyclisierung des ungesättigten
Halogenids IV durch Abspaltung von Halogenwasserstoff zum 2-Dehydro-chinolizidinderivat
V; e) gegebenenfalls Hydrierung des Chinolizinderivates V zur Chinolizinverbindung
VI.
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Die einzelnen Reaktionsstufen werden im folgenden erläutert: a) Addition
und Hydrolyse Die Reaktion a) kann besonders vorteilhaft in der Weise durchgeführt
werden, daß man die Lösung der Grignard-Verbindung II vorlegt und das D-Aminoketon
I oder seine N-Acyl-Verbindung entweder in einem indifferenten Lösungsmittel gelöst
zutropft oder in fein gepulvertem Zustand unter Rühren einträgt. Als Lösungsmittel
können z. B. Aether, vorzugsweise aber Tetrahydrofuran, verwen@et werden.
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Die Aufarbeitung erfolgt wie üblich, d. h. das Reaktionsgemisch wird
durch Versetzen mit Wasser oder verdünnten Spuren, z. B. Salzsäure oder Schwefelsäure,
hydrolysiert und die Base durch Zusatz von Ammoniak und Ammoniumchloridlösung in
Freiheit gesetzt. Verwendet man als Ausgangsmaterial die N-Acylverbindungen von
I, so arbeitet man in analoger Weise, am einfachsten aber durch Zusatz von Ammoniumchloridlösung,
auf.
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Es ist zweckmäßig, einen Ueberschuß an metallorganischer Verbindung
oinzusetzen, da im Falle der Umsetzung des ß-Aminoketons 1 Mol der setallorganiseben
Verbindung durch die Nil-Gruppe zerstört wird, während bei Verwendung der N-Aoyl-Verbindungen
von I sich die metall organische Verbindung komplex an die Acyl-Gruppe anlagert
und zum Teil auch, insbesondere in der Wärme, mit dieser unter Abspaltung der Acyl-Gruppe
und Freisetzung einer NH-Gruppe reagieren kann.
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Beim Arbeiten bei Temperaturen unter 50°C tritt allerdings diese Reaktion,
die die weitere Verarbeitung nicht stört, nur in ganz verschwindendem Umfang ein.
b) Verseifung der N-Acyl-Gruppe Da es in den Fällen, in denen das Aminoketon I relativ
unbestindlg ist, zweckmäßig ist, die Addition nach der Reaktion a) unter Verwendung
eines stabileren Ausgangsmaterials der Formel I, wobei R1 eine Arylgruppe bedeutet,
durchzuführen, ist es in diesen Fällen erforderlich, vor dem Ersatz der Hydroxy-Gruppe
durch Ilalogen und der Halogenwasserstoffabspaltung (Reaktionen c) und d)) die N-Acyl-Gruppe
wieder zu verseifen. Die Verseifung wird in der Regel durch Behandeln mit alkalischen
Mitteln durchgeführt. Als solche korken vorzugsweise Alkalihydroxyde in Frage in
Lösungsmitteln, die sowohl die zu verseifende Verbindung als auch das Alkalihydroxyd
lösen, vorzugsweise höher siedende Alkohole, wie n-Butanol oder Bensylalkohol. Da
N-Acyl-Verbindungen allgemein verhältnismäßig langswi verseift werden, ist es zweckmäßig,
einige Stunden auf Temperaturen von ca. 140 - 160°C zu erhitzen. Die Aufarbeitung
erfolgt in übliche Weise durch Abdestillieren des lösungsaittels, Versetzen des
RUckstandes mit Wasser und Ausschütteln der in dem überschüssigen Alkali unlöslichen
Base mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie z. B. Aether oder Methylenchlorid.
e) Halogenierung unter Allylumlagerung Die Hydroxy-Gruppe eines tertiären Alkohole
der Formel IIIa kann Mch an sich bekannten Methoden durch Halogen, vorzugsweise
Chlor oder Brom, ersetzt werden. Als Halogenierungsmittel sind die Malogenide anorganischer
Säuren, vorzugsweise Thionylchlorid bzw.
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-bromid oder Phosphortrichlorid bzw. -bromid geeignet. Besonders vorteilhaft
ist es, bei Verwendung von Phosphortrichlorid oder Thionflchlorid in Chloroformlösung
zu arbeiten. Die Verwendung. dor Bromide ist zwar an sich wie erwähnt möglich, sie
bringt aber keine Vorteile, da in den beim Ersatz der Xydroxy-Gruppe durch Chlo
entstehenden Allylchloriden der allgemeinen Formel IV das Chlor bereits eo reaktionsfähig
ist, daß der anschließende Ringsohluß (Stufe d)) mit größter Leichtigkeit unter
mildesten Bedingungen und in kürzester Zeit erfolgt. Eine Steigerung der Reaktionsfähigkeit
des Halogens in IV dadurch Uebergang vom Chlorid zum Bromid oder gar zum Jodid'
ist daher nicht erforderlich.
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Eingesetzt werden können sowohl die freien Basen der Formel lIla als
auch ihre Jlydrohalogenide. Die Reaktion mit einem Ueberschuß an den Chloriden anorganischer
Säuren ist in der Regel nach ein bis zweistündigem Erwärmen beendet. Bei der Umsetzung
können auch geringe Mengen einer tertiären Base, wie Pyridin oder Trimethylamin
zugesetzt werden, ohne daß allerdings damit ein merklicher Vorteil erzielt wird.
d) Cyclisierung dadurch Halogenwasserstoffabspaltung Die Halogenwasserstoffabspaltung
aus einem Allylhalogenid der Formel IV kann durch Einwirkung beliebiger Alkalien,
wie Natronlauge, Kalilauge, Kaliumcarbonatlösung oder von organischen Basen, erdreich
werden. Sie verläuft überraschend glatt und leicht, so daß es schon genügt, wenn
die Lösung eines Allylhalogenids der Formel IV alkalisch gemacht oder seine Lösung
in einem organischen Lösungsmittel, wie z. B. Chloroform, mit wäßrigen Alkali kurz
durchgeschüttelt wir Es ist für die Cyclisierung nicht erforderlich, das Allylhalogenid
der Formel IV zuerst in Form eines Salzes zu isolieren. Es ist vielmehr zweckmäßig,
die bei der Halogenierung eines tertiären Alkohols der Formel IIIa anf@llende Reaktionslösung
nach dem Abdämpfen des überschüssigen Halogenierungsmittels durch einfaches Alkalischmachen
ohne Isolierung des Allylhalogenids der Formel IV unmittelbar in das gewünschte
Chinolizinderivat der Formel V umzuwandeln.
e) Hydrierung Die Hydrierung
der Doppelbindung in den bei der Cyolisierung entstehenden Chinolizinderivaten der
Formel V ist unter Verwendung der üblichen Hydrierungskatalysatoren, wie Palladium
oder Platinmehr oder Platinoxyd oder Palladium auf Bariumsulfat oder Raney-Nickel,
glatt möglich, wenn R2 Wasserstoff bedeutet. Falls R2 einen niederen Alkylrest bedeutet,
bedarf es für die Hydrierung besonders aktiver Katalysatoren, gegebenenfalls auch
höherer Hydrierungstemperaturen bzw. einer Hydrierung unter Druck, da in diesem
Falle die Doppelbindung zwischen zwei quartären Kohlenstoffatomen liegt.
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FUr die katalytische hydrierung setzt man zweclunäßig nicht die an
Licht und Luit wenig beständigen freien Basen der Konstitution V, sondern geeignete
Salze, wie das Hydrochlorid oder Hydrobromid, ein> die an Licht und Luft beständig
sind. Die Ilydrierung erfolgt in zur Lösung der Dase bzw. Salze geeigneten Lösungsmitteln,
bei der Hydrierung der Base also z. B. in niederen Alkoholen oder Essigester, bei
hydrierung der Salze in niederen Alkoholen, Eisessig, Wasser oder auch in verdünnten
wäßrigen Säuren.
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Ausgangsverbindungen Die als Ausgangsmaterial verwendeten cyclischen
ß-Aminoketone der Formel I können entweder als freie Basen ("i = U) oder in Form
ihrer N-Acylderivate (R1 = Acyl) zur Anwendung kommen.
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Als besonders wichtiges Ausgangsprodukt sei das α,α-Bis-(6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1)-aceton
(Meso- und Racemiorm) genannt. Ferner können beispielsweise die N-Acyl-derivate
dieser Verbindung oingesetzt werden, wobei Acyl vorzugsweise die Acotyl- oder Benzoylgruppe
bedeutet.
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In einer Vinylverbindung der Formel II kann R2 Wasserstoff oder einen
niederen Alkylrest bedeuten.
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Dementsprechend sind beispielseise die folgenden metallorganischen
Vinylverbindungen, die der Formel II entsprechen, als Ausgangsmaterial verwendbar:
Vinyl-magnesiumbromid, Propenyl-(2)-magnesiumchlorid, Buten-(1)-yl-(2)-magnesiumbromid
usw.
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Eine'bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung
ist im Reaktionsschema II wiedergegeben. In dem Reaktionsschema haben Acyl, X und
Y die angegebene Bedeutung.
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Reaktionsschema II
Wie aus dem lleaktionsschema ersichtAicll, wird α,α'-Bis-(1,2,3,
4-tetrahydro-2-acyl-6, 7-dimethoxy-isochinolyl-1)-aceton (VII) in der ersten Reaktionsstufe
mit beispielsweised-Äthyl-vinylmagnesiumbromid grignardiert. Nach ilydrolyse des
Grignardierungsproduktes (VIII) und Verseifung der N-Acyl-Gruppen erhält man das
Bis-[(1,2,3,4-tetrahydro-6,7-dimethoxy-isochinoly)-1)-methyl]-[1-butenyl-2]-carbinol
(IX). Bei der Halogenierung des Carbinols (IX) mit Thionylchlorid bzw. -bromid oder
Phosphortrichlorid bzw. -bromid erhält man 1-[6,7-Dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1]-2-[(6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1)-methyl]-3-chlormethyl
(bzw. -3-brommethyl)-penten-(2) (X). Dieses ungesättigte Halogenid der Formel X
läßt sich durch Behandlung mit alkalischen Mitteln zu 3-Äthyl-9,lO-dimethoxy-1 ,6,7,11b-tetrahydro-2-£(1
2,3,4-tetrahydro-6,7-dimethoxy-isochinolin-1-)-methyl]-4H-benzo[a] chinolizin (XI)
cyclisieren. Bei Anwendung besonders aktiver Hydrierungskatalysatoren gelingt es,
die in 2,3-Stellung befindliche isolierte Dop@elbindung zu hydrieren unter Erhalt
des entsprechenden gesättigten Chinolizinderivates der Formel XII.
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Verwendet man als Ausgangsmaterial für diese Reaktion die Mesoform
des symmetrisch substituierten ß-Aminoketons der Formel VII, so erhält man das besonders
stark amöbicid wirkende 2-Dehydro-emetin,das der Formel XI entspricht.
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Das Verfahren nach der Erfindung stellt einen völlig neuen Weg zur
Herstellung von Chinolizinderivaten dar, der auch in der Literatur nicht analog
vorbeschrieben ist. Aus der Literatur ist bekannt, Ketone mit Grignardverbindungen
in tertiäre Alkohole überzuführen und Säureamide alkalisch zu verseifen (Karrer,
Lehrbuch der Organischen Chemie, 13.
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Aufl. (1959), Seite 100/101 bzw. 247), und Allylalkohole mit anorganischen
Säurehalcgeniden unter Allylumlagerung in Allylhalogenide umzuwandeln (Liebig's
Analen der Chemie, Band 479, 1930, Seite 211 ff). Ferner ist bekannt, daß das Chloratom
in Allylchlorid sehr beweglich und leicht durch NH2-ersetzbar. ist (Karrer, Lehrbuch
der Organischen Chemie, 11. Auflage 1959, Seite 94), daß Cinnamylchlorid schon in
der Kälte mit Äthylanilin reagiert (Liebig's Analen der Chemie, 479 (1930) Seite
219), daß durch leichtes Erwärmen
von # -Chlorbutyl bzw.#-Chlorpropyl-6,7-methoxy-3,4-dehydro@isochinolin
unter Ringschluß das entsprechende Benzo-[a]-Chinolizinderivat entsteht (Journal
of the Chemical SocLety 1931, Seite 36), und daß sich in 1,6,7,11b-Tetrahydro-4H-benzo-[a]-Chinolizinen
die Doppelbindung in 2,3-Stellung katalytisch hydrieren läßt (vgl. Helvetica Chimiea
Acta, Band 42 [1959] , Seite 1515 ff.). Der glatte Verlauf des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist jedoch als überraschend anzusehen, da beispielsweise bekannt war,
daß Grignardverbindungen s terisch geiiinder te Carbonylverbindungen, wie sie im
vorliegenden Verfahren als Ausgangsprodukte benutzt werden,leicht reduzieren und
die Säureamidgruppe, wie sie in den Ausgangsprodukten des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Ln denen R1 @ Acyl bedeutet, vorliegt, anreift, utid (lal Verbindungen mit ß-Aminoke
ton-Struktur, insbesondere doppelseitige ß-Amluoke tone, leicht gespalten werden.
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Ein wesentlicher Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, dabei
die erfortlerlichen Ausgangsverbindungen leicht ZU-gänglich sind (in den Beispielen
im einzelnen ausgeführt) und daß nur wenige Reaktionsstufen erforderlich sind. Bei
Verwendung eines acylierten ß-Aminoketons der Formel @ sowie bei dem in allen Fällen
zweckmäßigem Verzicht auf die Isolierung des ungesättigten Italogenids IV besteht
das gesamte Verfahren nur aus drei glatt verlaufenden Umsetzungen. Die Erfindung
bringt somit einen wesentlichen technischen Fortschritt auf dem Gebiete der Herstellung
von Chinolizinverbindungen.
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Beispiele 1) In eine aus 16,5 g (0,1 22 Mol) 1) reinem 2-Brom-buten-(
(1) und der äquivalenten Menge (2,95 g) Mangesium in 80 ccm Tetrahydrofuran bei
40°C dargestellte, auf Zimmertremperatur gekühlte Lösung von Buten-( 1 )-yl-(2)-magnesi
@umbromid (II; R2 = C2H5, X = Br) werden unter Rühren 19,8 g (0,03 Mol) fein gepulverte,
bei 197 - 199°C schmelzende Racemform des α,α'-Bis-(N-benzoyl-6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1)-acetons
(VII; Acyl = CO-C6H5) eingetragen, wobei die Temperatur bis auf 50 - 60°C steigt
Band eine klare Lösung resultiert. Man läßt allmählich erkalten und zersetzt nach
5 Stunden wie in Beispiel 1 unter Eiskühlung mit Ammon iumchloridlösung, trennt
die Tetrahydro furanschicht ab, schüttelt noch zwelmal mit Methylenchlorid aus und
dampft die vereinigten organischen Schichten nach dem Trocknen mit Natriumsulfat
ein. Der rasch kristallin erstarrende Rückstand ergibt nach dem Anreiben mit 50
ccm Methanol und Abssugen 1@,2 g (=91 % d. Th.) Bis-[(N-benzoyl-6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1)-methyl]
-buten-(1)-yl-(2)-carbinol (VIII; Acyl = CO-C6H5), das bereits nach einmaligem Umkristallisieren
aus Dime thylformamid unter Zusatz von Äthanol konetent bei 225 - 227°C schmilzt.
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Die bei 100°C im Hochvakuum getrocknete Substanz ergibt die für C43H48N2O7
berechneten Analysenwerte.
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Zur Abspaltung der BennoyLreste werden 2, , dieser Substanz in 250
ccm Butanol mit 16 g Kaliumhydroxyd 5 Stunden am Rückfluß zum Sieden erhitzt. Nach
dem Prkalten wird von dem während der Verseifung auskristallisierten Kaliumbenzoat
(11,3 g = 99 % d. Th.) abgesaugt, des Butanol unter vermindertem Druck, zuletzt
unter zweimaligem Zusatz von Wasser abdestilliert und die harzig ausgeschiedene
Base mit insgesamt 250 ccm Äther aufgenommen. Aus der nur kurz getrockneten Ätherlösung
kristallisieren beim Stehen bei Zimmertemperatur 13,0 g (63 % d. Th.) bereits reines
Bis-[(6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1)-methyl]-buten-(1)-yl-(2)-carbinöl
(IX) vom Schmelzp. 126 - 128°C, der sich beim Umkristalllsieren aus Aceton unter
Zusatz von Wasser nicht mehr ändert.
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Aus der ätherischen Mutterlauge lassen sich durch Ansäuern mit ätherischer
Salzsäure und Anreiben des dabei ausfallenden Dihydrochlorids mit wenig Äthanol
weitere Mengen der Base IX in Form des Hydrochlorids (3,3 g = 17 % d. Th.) vom Schmelzp.
250 - 252°C isolieren, so daß die Gesamtausbeute für diese Stufe 80 % d. Th. beträgt.
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Die Pase IX ist dadurch eine in üblicher Weise darstellbare N,N'-Bis-acetyl-Verbindung
vom Scilmelzp. 138 - 141 0C charakterisiert.
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Die Analysen bestätigen das Vorliegen der beschriebenen Verbindung.
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Zur Überführung in das 1-[6,7-Dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydroisochinolyl-1]-2-[(6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1)
methyl/-3-chlormethyl-penten-(2) (X; Y= Cl) wird die Lösung von 5,0 g des Dihydrochlorids
von IX in 50 ccm alkoholfreiem Chloroform mit 50 ccm Thionylchlorid 2 Stunden auf
500C erwärmt, die bräunlich verfärbte Lösung unter verminderen Druck zur Trockne
verdampft, der Rückstand mit Äther verrieben und in wenig Methanolgelöst, aus dem
beim Aufbewahren bei Zimmertemperatur 2,30 g (= 44 % d. Th.) des Dihydrochlorids
von X (Y = Cl) vom Schmelzpunkt 230 - 233 0C auskristallisieren. Die Analyse des
aus Athanol umkristallisierten Salzes ergibt nach dem Trocknen im Hochvakuum bei
80°C die für die Formel C29H39CTN204 . 2 HCl berechneten Werte.
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Die Cyclisierung zum Chinolizin-Derivat der Konstitution XI ( racemisches
2-Dehydro-isoemetin) erfolgt durch Versetzung der wäßrigen Lösung von 2,0 g des
Dihydrochlorids von X (Y = Cl) mit überschüssiger 2n-Natronlauge bei Zimmertemperatur
und Ausschütteln der dabei sich abscheidenden Base XI mit Methylenchlorid, die zur
Reinigung durch Fällen dieser Lösung mit ätherischer Chlorwasserstoffsäure in das
Dihydrochlorid übergeführt wird (1,8 g = 82 % d. Th.), das nach dem Umkristallisieren
aus Äthanol unter Zusatz von Äther bei 241 - 243°C schmilzt.
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Es ist im übrigen nicht erforderlich, daß man vor der Cyclisierung
das vorstehend beschriebene Dihydrochlorid des Chlorids X (Y = Cl) isoliert. Vielmehr
kann man wesentlich einfacher so arbeiten, daß man den wie vorstehend erhaltenen,
nach dem Abdestillieren des Chloroform-Thionylchlorid-Gemisches verbleibenden,.
zunächst harzigen Rückstand nach dem Verreiben mit Äther in überschüssige 2n-Natronlauge
einträgt, die ausgeschiedene Base in Methylenchlorid aufnimmt und dieses abdestilliert.
Löst man die dabei zurückbleibende Base in wenig 2n-Salzsäure, so kristallisieren
nach kurzem Stehen ?,67 g (= 55 io d. Th.) des Dihydrochlorids des 2-Dehydro-isometinæ
(XI) vom Rohschmelzp. 236°C, der nach einmaligem Umkristallisieren aus Alkohol unter
Zusatz von etwas Äther auf 241 - 243° steigt. Die Analyse der bei 860C im Hochvakuum
getrockneten Substanz ergibt die erwarteten Werte.
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Die aus der wäßrigen Lösung des Dihydrochlorids durch Zugabe von verdünnter
Natronlauge in Freiheit gesetzte Base schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Aceton
unter Zusatz von Wasser bis zur Trübung bei 93 - 950C. Die lichtempfindliche Base
enthält nach dem Trocknen bei 400 im Hochvakuum nach der Analyse noch 1/2 Mol Kristallwasser.
Die in üblicher Weise mit Essigsäureanhydrid in Pyridin dSrgestellte N-Acetyl-Verbindung
schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Aceton unter Zusatz von Wasser bei 153 -
15500; ihr Hydrochlorid schmilzt bei 256 - 2580C, ihr Jodmethylat bei 208 - 21000.
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Das 2-.Dehydro-isoemetin ist bereits von A. Brossi und Mitarbeitern,
Helv. Chim. Acta, Band 42, Seite 785 (1959), auf umständlichere
Weise
dargestellt und in die erwähnten Derivate übergeftihrt worden, deren Schmelzpunkte
mit den vorstehend angegebenen übereinstimmen. Eine Ausnahme macht nur das Dihydrochlorid,
für das Brossi und Mitarbeiter 223 - 2250 C angeben; hier dürften allotrope Modifikationen
vorliegen, wie sie in dieser Reihe mehrfach beobachtet wurden.
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Die Darstellung der Ausgangsverbindung VII (Acyl = CO-C6H5) erfolgt
durch Kondensation von 2 Mol des leicht zugänglichen 6, 7-Dimethoxy-3, 4-dthydro-isochinolins
(Darstellung : E. Späth und H. Epstein, Ber. Dtsch. Chem. Ges., Band 59, Seite 2796
(1926) und E. Späth und N. Polgar, Mh. Chem., Band 51, Seite 195 (1929)) mit 1 Mol
Acetondicarbonsäure in derselben Weise wie 3,4-Dihydro-isochinolin mit Acetondicarbonsäure
kondensiert wurde (G. Herbert, Dissertation Techn. Hochschule Darmstadt, 1956, Seiten
95 und 194). Das dabei erhaltene Gemisch der Racem-und Meso-Form von VII (H statt
Acyl) wird in das Gemisch der Dihydrobromide überführt, die sich auf Grund ihrer
verschiedenen Löslichkeiten in Methanol oder Eisessig leicht trennen lassen. Das
schwerer lösliche Dihydrobromid vom Schmelzp.
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204 - 205 0C ist die Racem-Verbindung; aus der Mutterlauge wird durch
Einengen das isornere kristallösungsmittelhaltige Dihydrobromid der Meso-Form vom
Schmp. 178 - 18O0C erhalten.
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Das Dihydrobromid der Racem-Form wird in üblicher Weise entweder unmittelbar
oder über die durch Zerlegung mit wäßriger Natronlauge leicht erhältliche freie
Base vom Schmelzpunkt 146 - 1470C in die bei 1980C schmelzende Dibenzoyl-Verbindung,
die bei 201 -2030C schmelzende Diacetyl-Verbindung oder die bei 1730C schmelzende
Di-n-butyryl-Verbindung übergeführt. Die racemische Base ist weiter durch ein bei
201 0C schmelzendes Hydrochlorid, ein bei 190 - 1920C schmelzendes Methansulfonat,
ein bei 236 -237 0C schmelzendes Pikrolonat sowie durch einen Bis-phenylharn-0 stoff
und Bis-phenylthioharnstoff vom Schmelzpunkt 203 - 204 C bzw. 176 - 1770C (instabile
Modifikation 154 - 1550C) charakterisiert.
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Das für die Darstellung der metallorganischen Verbindung II benötigte
2-Brom-buten-(1) wird durch Abspaltung von 1 Mol Bromwasserstoffsäure aus 1,2-Dibrom-butan
in üblicher Weise z. B. mit alkoholischem Kaliumhydroxyd erhalten. Aus dem dabei
entstehenden Gemisch aus den stereoisomeren i-3rom-butenen-(1) und dem
gesuchten
2-Brom-buten-(1) wird das letztere durch fraktionierte Destillation in einer Kolonne
von mindestens 20 theoretischen Böden als am niedrigsten, bei 79,2 - 79,5°C bei
769 Torr siedende Fraktion vom n20 = 1 D - >4511 erhalten. Seine Reihheit läßt
sich außer durch den Brechungsindex auch durch das IR-Spektrum kontrollieren; es
darf bei 8,28, 9,83, 10,68, 13,20 und 13,41 keine Absorptionsbanden zeigen.
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2) Nach Beispiel 1 wird zunächst das Carbinol IX hergestellt.
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Zur. Vberführung der Verbindung IX in das Chlorid X und dessen Ringschluß
zu XI werden 5,0 g Dihydrochlorid der Racem-Form von IX vom Schmelzpunkt 250 - 2520C
in 50 ccm Chloroform suspendiert und mit 50 ccm Phosphortrichlorid 5 Stunden am
Rückfluß zum Sieden erhitzt. Aus der vorübergehend klar gewordenen Lösung hat sich
dann etwas glasige phosphorige Säure an der Kolbenwand abgesetzt, von der die farblose
Chloroform-Lösung abdekantiert wird. Man dampft unter vermindertem Druck zur Trockne,
verreibt den Rückstand. mit Äther, versetzt mit Eisstückchen und schüttelt nach
Zusatz von 100 ccm Methylenchlorid einige Minuten mit 2n-Natronlauge durch. Die
alkalische Schicht wird-nochmals zweimal mit wenig Methylenchlorid ausgeschüttelt.
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Die vereinigten Auszüge hinterlassen nach dem Verdampfen 3,90 g (93
°,'d. Th.) einer schwach gelblichen Base, die zur völligen Reinigung in Aceton gelst
und durch Zusatz von ätherischer Salzsäure in das Dihydrochlorid überführt wird,
das beim Anreiben mit wenig Isopropylalkohol kristallisiert; man erhält so 3,32
g des Hydrochlorids von XI (= 74 54 d. Th.) vom Rohschmelzpunkt 238 - 2400C, der
nach einmaligem Umkristallisieren aus Alkohol unter Zusatz von etwas Äther auf den
konstanten Wert 242 - 243 0C steigt. Die Verbindung ist identisch mit dem in Beispiel
2 beschriebenen Dihydrochlorid des 2-Dehydro-isoemetins (XI); die daraus hergestellte
Base schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Aceton/Wasser bei 93 - 95°C.
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3) Nach Beispiel 1 wird zunächst die freie Base IX hergestellt.
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Dann erhitzt man 2,0 g (0,004 Mol) der freien Base IX vom Schmelzpunkt
126 - 1280C mit einem Gemisch aus 10 ccm Chloroform und 10 ccm Phosphortrichlorid
2 Stunden am Rückfluß unter Feuchtigkeitsausschluß zum Sieden. Man dampft wie in
Beispiel 2 zur
Trockne und schließt, ohne das Zwischenprodukt X
zu isolieren, durch Durchschütteln mit 50 ccm 2n-Natronlauge und Methylenchlorid
den Ring zum 2-Dehydro-isoemetin XI. Nach dem Verdampfen des Methylenchlorids bleibt
die Base in quantitativer Ausbeute zurück. Sie ist so rein, daß sie trotz ihres
niedrigen Schmelzpunktes sofort aus Aceton unter Zusatz von Wasser in der Hitze
bis zur Trübung umkristallisiert werden kann. Man erhält 1,40 g (70 O,of d. Th.)
der nach kurzem Trocknen im Exsikkator 1/2 Mol tristallwasser enthaltenden Base
XI in farblosen Stäbchen; bei nochmaligem Umkristallisieren in derselben Weise wird
der konstante Wert 93 - 95°C erhalten.
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4) In eine auf Raumtemperatur abgekülte, aus 20,2 g (0,15 Mol) 2-Brom-buten-(1)
vom Siedepunkt 79,2 - 79,70C tei 762 Torr 20 1,4511) in 100 com Tetrahydrofuran
und der äquivalenten \nD Menge Magnesium (3,61 g) bei 400C bereitete Lösung vom
0,15 Mol Buten-(1)-yl-(2)-magnesiumbromid werden unter intensivem Rühren 19,2 g
(0,0296 Mol) fein gepulverte, bei 1970C schmelnde tieso-Form des α,α
'-Bis-(N-benzoyl-6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1)-acetons (VIl; Acyl
CO-C6H5), die mit der zufällig bei fast der gleichen Temperatur (197 - 1990C) schmelzenden
Racem-Form des Beispiels 2 eine starke Schmelzpunktserniedrigung gibt., in Anteilen
eingetragen, wobei die Temperatur auf 40 - 45°C steigt. Man läßt die klare Lösung
19 Stunden unter Luftausschluß bei Zimmertemperatur stehen und zersetzt dann durch
Zugabe von etwas Eis und gesättigter Ammoniumchlorid-Lösung. Die. Tetrahydrofuranschicht
wird abgetrennt und die wäßrige Schicht noch -zweimal mit Methylenchlorid ausgeschüttelt.
Der Rückstand aus den Auszügen wird mit 50 ccm n-Butanol angerieben, wobei 3,92
g (20,4 % der @ eingesetzten Menge) unveränderte Ausgangsverbindung vom Rohschmelzpunkt
194°C auskristallisieren, die einem neuen Ansatz zugeführt werden.
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Das in der Butanol-Mutterlauge vorliegende Umsetzungsprodukt der
Kon@titution VIII (Acyl = CO-C6H5) wird zur Abspaltung der Benzoyl-Reste nach dem
Versetzen mit 12 g Kaliumhydroxyd und 50 ccin weiterem Butanol 6 Stunden im Ölbad
von 1400C zum Sieden erhitzt. Man dampft im Vakuum, zuletzt unter zweimaligern Zusatz
von
Wasser, zur Trockne und nimmt die dabei sich abscheidende Base in Methylen,chlorid
auf. Die nach dem Abdampfen zurückbleibende Base, die außerdem noch als Neutralkörper
etwas von dem durch Abspaltung einiger Benzoyl-Reste durch die metallorganische
Verbindung entstandenen Bis-(buten-(1)-yl-(2))-phenyl-carbinol enthält, ist ein
Gemisch -aus den beiden bei Verwendung der Meso-Form von VII als Ausgangsmaterial
theoretisch möglichen diastereoisomeren Alkoholen der Konstitution IX. Zur Abtrennung
des in der Hauptsache entstandenen Isomeren wird das Rohprodukt in 50 ccm Methyl-äthylketon
gelöst und diese Lösung mit ätherischer Bromwasserstoffsäure gefällt, wobei 13,6
g (= 70 % d. Th.) eines amorphen Dihydrobromids erhalten werden, das nach dem Anreiben
mit 50 ccm heißem Wasser nach dem Erkalten 7,8 g (= 36 % d. Th., da 9 % Kristallwasser
enthaltend) reines Dihydrobromid des einen stereoisomeren Alkohols IX ergibt. Der
Schmelzpunkt liegt unscharf bei 180 -1900C; beim Erhitzen auf 200 - 220°C schäumt
die Schmelze auf.
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Daß die Verbindung einheitlich ist, wird durch die quantitative Überführung
in die kristallisierte, bei 204 - 20600 scharf schmelzende Dibenzoyl-Verbindung
(VIII; Acyl = CO-C6H5) bewiesen. Die dem Hydrobromid entsprechende freie Base schmilzt
nach dem Umkristallisieren aus Tetrahydrofuran bei 139°Cg das daraus in üblicher
Weise hergestellte Dihydrochlorid nach dem Umkristallisieren aus Äthanol bei 199
- 201 0C.
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Aus der wäßrigen Mutterlauge des Dihydrobromids vom Schmelzpunkt 180
- 190°C läßt sich über die freie Base durch deren Benzoylierung mit Benzoylchlorid
in Pyridin eine zweite bei 204 - 206°C schmeízende Dibenzoyl-Verbindung isolieren,
die mit der obigen stereoisomeren, zufällig bei der gleichen Temperatur schmelzenden
Dibenzoyl-Verbindung eine starke Schmelzpunkterniedrigung gibt. Sie stellt nach
der Analyse das zweite in der Meso-Reihe mögliche Stereoisomere der Konstitution
VIII (Acyl = CO-C6H5) dar.
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Zur Durchführung des Ringschlusses werden 5,6 g des Hydrochlorids
vom Schmelzpunkt 199 - 201°C mit einer Mischung von 100 ccm Chloroform und 45 g
Phosphortrichlorid unter Zusatz von einigen Tropfen Pyridin unter Feuchtigeitsausschluß
8 Stunden sm Rückfluß zum Sieden erhitzt, wobei das zunächst suspendierte KYdro.
chlorid in Lösung geht und sich an der Glaswand etwas phosphorige Säure abscheidet.
nan
dekantiert nacn aem Erkalten ab, dampft im Vakuum zur Trockne, löst den amorphen
Rückstand in 70 ccm Wasser und schtittelt-mit 250 ccm 2n-Natronlauge und viel Äther
wenige Minuten kräftig durch. Der Äther hinterläßt nach dem Trocknen und Verdampfen
3,20 g (= 71,5 % d. Th.) zunächst noch amorphes, aber bereits weitgehend reines
2-Dehydro-emetin (XI); eine Probe gibt bei der Acetylierung mit Essigsäureanhydrid
in Pyridin 86 % d. Th. N-Acetyl-2-dehydro-emetin vom Schmelzpunkt 197 - 198°C. Zur
Reinigung der Base werden 2,0 g der Rohbase mit ätherischer Chlorwasserstoffsäure
in das Dihydrochlorid übergeführt (1,58 g = 68,6 , d. Th.), das nach dem Anreiben
mit Isopropylalkohol bei 248 - 250°C schmilzt.
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Das daraus mit Alkali in Freiheit gesetzte 2-Dehydro-emetin (XI) schmilzt
nach dem Umkristallisieren aus Aceton unter Zusatz von Wasser bei 112 - 114°C. Es
enthält 1 Mol Kristallwasser, das nach der Analyse auch beim Trocknen bei 70°C im
Hochvakuum noch festgehalten wird. Die Verbindung geht beim Kochen mit Aceton in
eine bei 194 - 195°C schmelzende, in Aceton sehr schwer lösliche Modifikation über.
Sie ist identisch mit dem von A. Brossi und Mitarbeitern,. Helv. Chim. Acta, Band
42, Seite 785,(1959), auf anderem, wesentlich umständlicherem Weg dargestellten
2-Dehydro-emetin.
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Die Ausgangsverbindung, die Meso-Form des α,α-Bis-(N-benzoyl-6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-(1))-acetons
(VII; Acyl = CO-C6H5) wird aus dem in Beispiel 2 erwähnten 0 leichter-löslichen
Hydrobromid vom Schmelzpunkt 178 - 180 0 (VII; H statt Acyl) durch Benzoylierung
mit Benzoylchlorid in Pyridin oder Benzoylchlorid in Chloroform und Sodalösung in
quantitativer Ausbeute erhalten. Zu ihrer Darstellung kann man auch von den aus
6,7-Dimethoxy-3,4-dihydro-isochinolin durch Erhitzen mit Benzylchlorid oder -brqmid
in quantitativer Ausbeute entstehenden quartären Salzen ausgehen, diese mit Acetondicarbonsäure
zum α,α'-Bis-(N-benzyl-6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-(1))-aceton
(VII; C6H5-CH2 statt Acyl) kondensieren, das in diesem Fall als einheitliche Meso-Form
erhalten wird1 und daraus durch katalytische Hydrierung des Hydrochlorids in Eisessig
mit Palladiumhydroxid auf Bariumsulfat die beiden Benzyl-Reste als Toluol abspalten.
Man erhält so die sterisch einheitliche Meso-Verbindung VII (H statt Acyl), die
als Base bei 144 - 14500 schmilzt. Sie ist außer durch die eingangs
bereits
erwähnte bei 197°C schmelzende Dibenzoyl-Verbindung durch die Diacetyl-Verbindung
vom Schmelzpunkt 191 - 192°C (instabil. Modiiikation 174 - 176°C), die bei 133 -
1350C schmelzende Di-n-butyryl-Verbindung, das bei 193 - 195°C schmelrende Dihydroohlorid,
das bei 173 - 1740C schmelzende Methan-, sulfonat, das bei 234 - 235°C schmelzende
Pikrolonat sowie durch den Bis-phenylthioharnstofi vom Schmelzpunkt 195 - 197°C
charakterisiert.
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Zur katalytischen Hydrierung wir'd eine Lösung von 3>0 g Dihydrochlorid
des 2-Dehydroemetins in 100 com Methanol nach Zusatz von 1,5 g eines 10 %igen Palladiumhydroxyd-Bariumsulfat-Katalysators
im Rührautoklaven bei 100 atü Wasserstoff und 100 - 110°C 10 Stunden lang gerührt.
Nach dem Abfiltrieren des Katalysators und Abdampfen des Methanols wird das zurückbleibende
Hydrochlorid in irenig Isopropylalkohol heiß gelöst. Beim Erkalten kristallisie
ren 66 % d.Th. Dihydrochlorid einer Dihdyroverbindung, das nach dem Umkristallisieren
aus Methanol konstant bei 253 - 255°C schmilzt und mit dem Ausgangs-dihydrochlorid
eine starke Schmelzpunktserniedrigung gibt. Die daraus in Freiheit gesetzte Base
ist amorph; sie ist außer durch das Dihydrochlorid durch den mit Phenylisocyanat
in quantitativer Ausbeute erhältlichen kristallisierten Phenyl-llarnstoff vom Schmp.
122 - 125°C (aus Essigester) charakterisiert0 Diese Verbindung ist bereits von A.
Grüssner, E. Jaegere J. ilellerbach und 0. Schneider, lIelv. Chim. Acta 42, 2434,
2439 (1959) auf anderen Wegen erhalten und als Isomeres des Emetins charakterisiert
worden.
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6) 10,5 g (0,020 Mol) bei 191 - 192°C schmelzende Meso-Form des α,α'-Bis-(N-acetyl-6,7-dimethoxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1)-acetons
(VII; Acyl = CO-CH3) werden unter Rühren in eine wie in Beispiel 1 hergestellte,
auf +1000 gekühlte Lösung von 0,122 Mol Buten-(l)-yl-(2)-magnesiumbromid in 80 ccm
Tetrahydrofuran unter Rühren so eingetragen, daß die Innentemperatur nicht über
2500 steigt. Die Acetyl-Verbindung geht in Lösung, eine geringe Menge anderer Kristalle
scheidet sich aus. Nach dem Zersetzen
mit Eisstückchen und 120
ccm 20-46iger Ammoniumchloridlösung wird wie im Beispiel 1 aufgearbeitet und das
rohe Umsetzungsprodukt ohne die Kristallisation abzuwarten zur Abspaltung der Acetylreste
mit 8 g Kaliumhydroxyd in 100 com Butanol 5 Stunden im Ölbad von 1450C zum Sieden
erhitzt, das Butanol im Vakuum zuletzt unter zweimaliger Zugabe von Wasser abgedampft
und der Rückstand mit Methylenchlorid aufgenommen. Man erhält beim Abdampfen der
Methylençlorid-AusschUttlungen 8,70 g rohes, noch mit durch~ teilweise Abspaltung
der Acetylreste bei der Grignardierung entstandenen Neutralkörper verunreinigtes
Umsetzungsprodukt IX. Zu seiner Reinigung wird aus einer Lösung des Rohprodukts
in wenig Aceton mit alkoholischer Salzsäure das Dihydrochlorid gefällt (6,23 g =
71,4 s d.Th.), das als Rohprodukt bei 193°C, nach dem Umkristallisieren aus Aethanol
konstant bei 199 - 201°C schmilzt.
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Die weitere Umsetzung dieses Hydrochlorids zum 2-Dehydro-emetin (XI)
erfolgt wie in Beispiel 4 angegeben.
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6) Zu einer aus 8,5 g Magnesium und 38,5 g frisch destilliertem Vinylbromid
unter Stickstoff bei etwa 4000 in 150 ccm Tetrahydrofuran hergestellten Lösung von
Vinylmagnesiumbromid werden 10, 0 g fein gepulvertes Dihydrobromid des ce, a'-Bis-(6,
7-methylendioxy-1,2,3,4-tetrahydroisochinolyl-1)-acetons vom Schmp. 246 - 248°C
unter Rühren und Erwärmung auf etwa 5000 zugegeben, wobei das Salz sofort in Lösung
ging. Man rührt noch 5 Stunden unter Erhitzen am Rückfluß in Stickstoffatmosphäre,
kühlt ab, zersetzt mit Ammoniumchloridlösung und arbeitet wie in Beispiel 1 auf.
Das entstandene Bis-(6,7-methylendioxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-(1 )-methyl)-vinyl-carbinol
ist ein leicht bräunlich verfärbtes Harz, das durch ein kristallisiertes Pikrolonat
charakterisiert ist. Das Pikrolonat kristallisiert aus Dimethylformamid unter Zusatz
von Methanol in Blättchen vom Schmp. 242 - 245°C und gibt eine starke Schmelzpunkterniedrigung
mit dem Pikrolonat des Ausgangsmaterials. Es kristallisiert mit 1 Mol Kristallmethanol;
; die Analyse beweist das Vorliegen der gesuchten Substanz. Durch Durchfließenlassen
einer Lösung des Pikrolonats in einem Aceton/ Wasser-Gemisch (Mischungsverhältnis
8:3) durch einen Anionenaustauscher
in der Cl#-Form wird nach
dem Eindampfen das Hydrochlorid des tertiären Alkohols als amorphe, feste Substanz
erhalten.
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Zur Überführung in das Chlorid und zum Ringschluß wird wie in Beispiel
2 nacheinander mit Phosphortrichlorid in Chloroform und Alkali behandelt. Beim Eindampfen
der Methylenchloridauszüge wird die Gesuchte Verbindung als kaum gefärbte, schaumige
Masse erhalten. Sie ist durch ein kristallisiertes Hydrobromid, ein kristallisiertes
Perchlorat und ein aus Dimethylformamid/Methånol mit 1 Mol Kristallmethanol kristallisierendes
Pikrolonat vom Schmp. 223 - 225°C charakterisiert.
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Das erhaltene 9,10-Methylendioxy-1,6,7,11b-tetrahydro-2-[1,2,3,4 tetrahydro-6,7-methylendioxy-isochinolin-1)-methyl]-4H-benzo[a]
ohinolizin läßt sich analog den vorausgehenden Beißpielen zum entsprechenden 2,3-gesättigten
Chinolizinderivat hydrieren.
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Das Ausgangsmaterial für dieses Beispiel wird in der Weise erhalten,
daß man eine Lösung von i, 3 g Acetondicarbonsäure in 40 com Wasser mit der Lösung
von 17,5 g 6,7-Methylendioxy-3,4-dihydro-isochinolin in einer Mischung von 60 ccm
Methanol und 20 ccm Wasser bei Zimmertemperatur zusammengibt. Es tritt in der klaren
Lösung starke C02-Entwicklung ein; nach 15 Minuten beginnt das α, α'-Bis-(6,7-methylendioxy-1
,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1 )-aceton auszukristallisieren und man erhält nach
5stündigem Stehen bi Zimmertemperatur eines der möglichen Stereoisomeren vom Rohschmp.
142 - 148°C (Sintern ab 127°). Zur Überführung in das Hydrobromid wird die Rohbase
in einem Gemisch Chloroform/Methanol mit 48 %iger Bromwasserstoffsäure bis zur sauren
Reaktion versetzt. Das erhaltene Hydrobromid schmilzt nach dem Auskochen mit Methanol
bei 248 - 250°C. Die daraus in Freiheit gesetzte Base schmilzt nach dem Umkristallisieren
aus Methanol bei 170 - 17200, das Pikrolonat bei 232 - 234°C.
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Aus der wäßrig methanolischen Mutterlauge der Kondensation von Acetondicarbonsäure
mit dem 6, 7-Methylendioxy-3, 4-dihydro-isochinolin kristallisiert nach weiteren
43 Stunden eine zweite, bei 152 - 1580C schmelzende Fraktion, aus der ebenfalls
das bereits erwähnte Hydrobromid erhalten werden konnte.
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) In eine wie im vorstehenden Beispiel hergestellte Lösung von Vinyl-magnesiumbromid
in Tetrahydrofuran werden 8,0 goL,c£'-Bis-(2-acetyl-6,7-methylendioxy-1,2,3,4-tetr
aceton vom Schmp. 228 - 230°C eingetragen und wie dort erhitzt und aufgearbeitet.
Das nicht kristallisiert erhaltene Bis-(2-acetyl-6,7-methylendioxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-(1)-methyl)-vinyl-carbinol,
das nach dem IR-Spektrum offenbar zum Teil die Acetylreste schon verloren hat, wird
wie die analoge Benzoylverbindung des Beispiels 1 mit KOH in Butanol verseift. Aus
dem Verseifungsprodukt läßt sich dasselbe Pikrolonat vom Schmp. 242 -245°C in guter
Ausbeute herstellen, das im vorstehenden Beispiel durch Umsetzung des nichtacetylierten
Ausgangsmaterials erhalten worden war. Die weitere Umsetzung erfolgt wie im vorstehenden
Beispiel.
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Zur Darstellung des als Ausgangsprodukt verwendeten Bis-(2-acetyl-6,7-methylendioxy-1
,2,3,4-tetrahydr.o-isochinolyl-( wird )-acetons wird in üblicher Weise das Dihydrobromid
des α,α-Bis-6,7-methylendioxy-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolyl-1)-acetons
in Pyridin mit Essigsäureanhydrid 5 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und wie
üblich aufgearbeitet. Nach dem Umkristallisieren aus Dimethylformamid/ Methanol
schmilzt die Diacetylverbindung bei 228 - 230°C.