DE2527654A1 - Olefinische sulfone, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung fuer die herstellung von biologisch aktiven produkten - Google Patents
Olefinische sulfone, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung fuer die herstellung von biologisch aktiven produktenInfo
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Description
PATFIMTANWA!.'1*" A. GRUNECKER
DIPL.-INQ.
H. KINKELDEY
DH.-ING.
O S 9 7 ß Cs/ W. STOCKMAlR
/ Q / / Q D ft OR.-INQ. · AeE (CALTECH)
K. SCHUMANN
, DR. RER. NAT. · DIPL.-PHYS.
P. H. JAKOB
DIPL.-INQ.
G. BEZOLD
MÜNCHEN
8 MÜNCHEN 22
20. Juni 1975
P 934-5
AGENCE NATIONALE DE VALORISATION DE LA RECHERCHE 13, avenue Madeleine Mchelis, 92522 ~ NEUILLY S/SEINE
Frankreich
Olefinische Sulfone, Verfahren zu ihrer Herstellung -und
ihre Verwendung für die Herstellung von biologisch aktiven
Produkten
Die Erfindung betrifft neue olefinische Sulfone, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung für die Synthese
von biologisch aktiven Produkten.
Gegenstand der Erfindung sind neue Sulfone, die durch die
allgemeine Formel gekennzeichnet sind:
CH5(CH2)7CH=CH(CH2)7 - CH - CH -
XY
worin bedeuten:
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einer der Eeste X und Y ein Wasserstoffatom und der andere eine -SOp-Ar-Gruppe, worin Ar einen Arylrest bedeutet, der
gegebenenfalls durch eir(e) oder mehrere Halogenatome oder Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen substituiert ist
(wie Phenyl, Naphthyl, Halogenphenyl, ToIyI und Xylyl)>und
η die ganze Zahl 1 oder 3·
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung
der Sulfone der oben angegebenen allgemeinen Formel sowie deren Verwendung für die Synthese von biologisch aktiven
Produkten.
Infolge der Anwesenheit einer äthylenischen Bindung in ihrem Molekül existieren die erfindungsgemäßen Verbindungen der
oben angegebenen allgemeinen Formel I in der eis- und in der trans-Form und die vorliegende Erfindung umfaßt selbstverständlich
sowohl die eis- als auch die trans-Form dieser Verbindungen und ihre Mischungen.
Nach dem Verfahren der Erfindung können die Verbindungen der oben angegebenen allgemeinen Formel I dadurch hergestellt
werden, daß man ein Produkt der allgemeinen Formel
GH-(CHg)7CH = CH(CH2) CH2 - Q II
auf ein Produkt der allgemeinen Formel einwirken läßt
T - CH2 (CH2)n CH3 III
worin eines der Symbole Q und T den Rest -SO2-Ar, worin Ar
wie oben definiert ist, und das andere den Rest eines reaktionsfähigen Esters, wie z.B. ein Halogenatom, insbesondere
ein Bromatom, den Rest eines Schwefelsäureesters, wie z.B. den Methyloxysulfonyloxylrest, oder den Rest eines SuIfon-
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säureesters, wie z.B. den p-Toluolsulfonyloxylrest,bedeutet
und η die oben angegebenen Bedeutungen hat.
Diese Reaktion wird im allgemeinen in der Weise durchgeführt, daß man Verbindungen der allgemeinen Formeln II und III,
die in einem Molverhältnis von 1:1 verwendet werden, in Gegenwart eines basischen Agens mit einer Aktivität, die
ausreicht, um das eingesetzte SuIfon in ein Anion zu überführen,
miteinander in Kontakt bringt. Das verwendete alkalische Agens kann unter den Alkalimetalloxiden oder -hydroxiden,
-hydriden,"amiden οder-alkoholaten ausgewählt werden. Man
kann auch ein aktives Metallisierungsagens, wie z.B. eine magneüiia.-cr£-~"-T?v,e Verbindung (Grignard-Verbindung), eine
lithiumorganische Verbindung oder eine zinkorganische Verbindung, verwenden. Die Menge des alkalischen Agens kann von
1 bis 1,2 Mol pro Mol SuIfon variieren; im allgemeinen ist
ein Molverhältnis von 1:1 gut geeignet.
Die Umsetzung kann bei einer Temperatur in der Nähe von 20°C oder bei tieferen Temperaturen, die bis zu -80°C gehen können,
und vorzugsweise in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel, wie z.B. einem aliphatischen oder aromatischen
Kohlenwasserstoff, einem Alkohol, einem aliphatischen oder cyclischen Äther, wie Tetrahydrofuran, oder einem polaren
Lösungsmittel durchgeführt werden.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel II, worin Q einen wie oben definierten -SO^-Ar-Rest bedeutet, können aus einer
Verbindung der allgemeinen Formel II, worin Q ein Wasserstoffatom bedeutet, durch Umsetzung mit einem Arylsulfinat der
allgemeinen Formel
M - SO2 - Ar IV
worin Ar wie oben definiert ist und M ein Alkalimetallatom,
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insbesondere ein Natrium- oder Kaliumatom bedeutet, hergestellt werden.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel III, worin T einen wie
oben definierten -SOp-Ar-Rest bedeutet, können durch Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel III, worin T ein
Halogenatom bedeutet, mit einem SuIfinat der allgemeinen Formel
IV hergestellt werden.
Diese Reaktionen werden im allgemeinen in der Weise durchgeführt, daß man in einem organischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid,
bei einer Temperatur in der Nähe von 20 C oder in einem gesättigten aliphatischen Alkohol, wie Methanol
oder Äthanol unter Rückfluß der Reaktionsmischung arbeitet.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel I können als Zwischenprodukte
für die Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel verwendet werden
(CHo)nCH = CH (CHo)n - CH0 - CH0 (CHO)„ CH, V
d ( έ. ( d. ti ei η Ο
worin η die oben angegebenen Bedeutungen hat.
Solche Verbindungen, insbesondere das cis-9-Tricosen und das
cis-9-Heneicosen, die ursprünglich aus der Haut oder den
Ausscheidungen der weiblichen Hausfliege isoliert wurden, sind
dafür bekannt, daß sie Stoffe mit einem sexuellen Anziehungsvermögen für die männliche Hausfliege sind (D.A. Carlson et al,
"Science", I^, 76 (197Ό, A. Mansingh et al, "Can. Entomol.",
1972, 104 (12), 1963-5).
Bisher wurden solche Verbindungen auf chemischem Wege unter Anwendung des Wittig-Verfahrens hergestellt. Auf diese Weise
wurden das eis- und das trans-9-Tricosen aus dem 1-Brom-tetradecan,
Triphenylphosphin und Nonanal hergestellt.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung
von Verbindungen der allgemeinen Formel V, in der η die oben angegebenen Bedeutungen hat, bei dem ein SuIfon
der oben angegebenen allgemeinen Formel I mit einem Reduktionsmittel umgesetzt wird. Als Reduktionsmittel kann jedes Agen*.
verwendet werden, das in der Lage ist, die Gruppierung CH-SO2-Ar,
in der Ar die oben angegebenen Bedeutungen hat, in eine Methylen-Gruppe zu überführen unter Beibehaltung der in dem Molekül
vorhandenen äthylenischen Bindung. Als Reduktionsmittel können insbesondere die Alkalimetalle, wie Natrium und Kalium, in
Form ihrer Amalgame, oder von primären, aliphatischen, gesättigten Aminen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen abgeleitete
Amide verwendet werden oder es kann die Elektrolyse angewendet werden. Wenn man ein Alkalimetallamalgam verwendet, ist die
Menge des eingesetzten -Amalgams so groß, daß die Molmenge an Alkalimetall mindestens dem Doppelten der Molmenge an Sulfon
der allgemeinen Formel I entspricht; man arbeitet im allgemeinen
bei einer Temperatur in der Nähe von 20°C oder bei tieferen Temperaturen bis herunter zu -500G und im Milieu
eines organischen Lösungsmittels, z.B. eines Alkohols (wie Methanol) oder eines nicht-hydroxylierten Lösungsmittels
(wie z.B. eines aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffs, eines aliphatischen oder cyclischen Äthers) in Mischung
mit einem Alkohol oder mit Wasser.
Wenn man als Reduktionsmittel ein Alkalimetällamalgam verwendet, bildet sich im Verlaufe der Umsetzung ein Arylsulfinat
der allgemeinen Formel IV, das zurückgewonnen werden kann, um für die Herstellung der Verbindungen der oben angegebenen
allgemeinen Formeln II und III verwendet zu werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
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1»96 g (5 x 10 Mol) Oleylphenylsulfon, gelöst in 10 ecm
Tetrahydrofuran, werden mit 1 Äquivalent Butyllithium bei -78 C behandelt. Man läßt anschließend die Temperatur allmählich
bis auf 200C ansteigen, wobei während des Ansteigens der Temperatur das Lithiumsulfon in dem Milieu kristallisiert
unter Bildung von weißen Kristallen. Die Reaktionsmischung wird erneut auf -300C abgekühlt und man gibt 0,76 g
(5 χ 10 Mol) n-Pentylbromid, gelöst in 5 ecm Tetrahydrofuran,
zu. Nachdem die Mischung 10 Minuten lang bei -300C gehalten worden ist, läßt man die Temperatur auf 20 C ansteigen
und setzt anschließend das Rühren 2 Stunden lang fort. Die Reaktionsmischung wird danach mit einer gesättigten
wäßrigen Ammoniumchloridlösung hydrolysiert und dreimal mit 50 ecm Äther extrahiert. Die vereinigten ätherischen Extrakte
werden dreimal mit einer gesättigten wäßrigen Uatriumchloridlösung
gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt, Auf diese V/eise erhält man 2,14 g (Ausbeute 93 %) 6-Phenylsulfonyl-cis-14-tricosen,
das durch Dünnschichtchromatographie und Spektrographie identifiziert wird. Masse: m/e = 462,
IR-Spektrum: C5H5 3030 - 1580 cm"1
IR-Spektrum: C5H5 3030 - 1580 cm"1
SO2 1300 - 1150 cm*"1
CH=CH eis 725 cm"1
HMR-Spektrum:
HMR-Spektrum:
C6H5-SO2-CH- 4-3,5 PPm (m, 1 H)
CH,, endständig 0,87 Ppm (m, 6H) CH2, Allyl 2 ppm (m, 4H)
CH=CH 5,40 ppm (m, 2H)
Das als ÄUSgangsverbindung verwendete Oleylphenylsulfon kann
wie folgt hergestellt werden:
Man rührt 15 Stunden lang bei 25 C eine Mischung von 16,5 g (5 χ 10""2 Mol) Oleylbromid und 8,2 g (5 χ 10~2 Mol) Katriumphenylsulfinat
in 100 ecm Dimethylformamid. Anschließend gießt
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man die Reaktionsmischung in 800 ecm Eiswasser und extrahiert
die organische Phase fünfmal mit Äther. Die vereinigten ätherischen Extrakte werden mit einer gesättigten wäBrigen
Natriumchloridlösung gewaschen, dann über Magnesiumsulfat
getrocknet und eingeengt. Der erhaltene Rückstand wird durch Durchlaufenlassen durch eine Siliciumdioxid-Säule (Eluierungslösungsmittel:
Cyclohexan) gereinigt. Durch Einengen des Eluats erhält man 15 g (Ausbeute 77 %) Oleylphenylsulfon
in Form eines farblosen Öls, das durch MMR- und IS-Spektren identifiziert wird.
Masse: M/e = 392
Masse: M/e = 392
IR-Spektrum:
-1
C6H5 so2 |
3030 - 1580 cm 1300 - 1150 cm"1 |
HC=CH eis | 725 cm"1 |
MMR-Spektrum: | |
CH=CH | 5,40 ppm (m, 2H) |
CH2,Allyl | 2 ppm (m, 4H) |
(CH2)12 | 1,30 ppm (m, 2H) |
CH,^ endständig | 0,87 ppm Ott, 3H) |
C6H5SO2 | 8-7,5 Ppm (m, 5H) |
CH2-SO2 | 3,10 ppm (t, 6, 5H2, 2H) |
Beispiel 2 |
Man arbeitet wie in Beispiel 1, wobei man diesmal jedoch
von 2,12 g (10~2 Mol) n-Pentylphenylsulfon in 20 ecm
Tetrahydrofuran, 1 Äquivalent Butyllithium und 3,31 g (10~2 Mol) Oleylbromid ausgeht; dabei erhält man 4,62 g
(Ausbeute 100 %) 5-Phenylsulfonyl-cis-14-tricosen, das
durch Dünnschichtchromatographie und Spektrographie identifiziert wird (n|° = 1,4943).
Zu 3,7 g (2 χ 10 Mol) n-Propylphenylsulfon in 100 ecm
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Tetrahydrofuran gibt man bei -780C langsam 1 Äquivalent
Butyllithium zu. Die Heaktionsmischung wird 1 Stunde lang
gerührt, wobei man die Temperatur auf 20 C ansteigen läßt, dann wird erneut auf -30°C gekühlt. Zu der dabei erhaltenen
gelben Lösung gibt man langsam eine Lösung von 8,44 g (2 χ 10 Mol) Oleyltosylat in 10 ecm Tetrahydrofuran zu.
Die Reaktionsmischung, die sich rot färbt, wird unter Rühren
4 Stunden lang bei 20°C gehalten, dann mit einer wäßrigen, eisgekühlten, gesättigten Ammoniumchloridlösung hydrolysiert.
Die organische Phase wird mit Äther extrahiert. Die ätherisehen
Extrakte werden mit Wasser gewaschen, dann über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt. Auf diese Weise erhält
man 8,9 g eines gelben Öls, das durch DünnschichtChromatographie
und NMR-Spektrographie als 3-Phenylsulfonyl-cis-12-heneicosen,
gemischt mit etwa 25 % des als Ausgangsmaterial eingesetzten Oleyltosylats, identifiziert wird.
Brechungsindex: nj = 1,4989
NMR-Spektrum:
CH=GH 5,4 ppm (m)
CH-SOp 3,6 ppm (m)
, Allyl 2,0 ppm (m)
)14 1,3 ppm (m)
5 0,9 ppm (m)
C6H5 7,4 - 8,0 ppm (m)
Das als Ausgangsmaterial verwendete Oleyltosylat kann wie folgt hergestellt werden:
Zu einer auf 00C abgekühlten Lösung von 26,8 g (0,1 Mol)
Oleylalkohol in 25 ecm Pyridin gibt man langsam 24 g (0,125 Mol) Tosylchlorid zu. Anschließend hält man die Reaktionsmischung unter Rühren I5 Stunden lang bei -20°C, dann neutralisiert
man durch Zugabe einer verdünnten wäßrigen Chlorwasserstoff säure, -^ie organische Phase wird mit insgesamt
5 1 einer Pentan/Methylenchlorid (4/1, bezogen auf das Volumen)-Mischung
extrahiert. Die Extrakte werden mit einer
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-Sr-
wäßrigen Natriumbicarbonatlösung, dann mit Wasser gewaschen,
über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt. Auf diese Weise erhält man 38,0 g (Ausbeute 90 %) eines viskosen,
farblosen Öls, das durch Dünnschichtchromatographie und NMR-Spektrographie als Oleyltosylat identifiziert wird.
IR-Spektrum: CH=GH eis 725 cm"1
-0-SO2 1170, 1350 cbT1
C6H5 1580 cm"1
NMR-Spektrum:
CH=CH 5,4 PPm (m, 2H)
CH2-O 3,9 Ppm (t komplex, 2H)
CH2, Allyl 2,0 ppm (m, 4H)
(CH2)12 1,3 ppm (m, 4H)
CH5 0,9 ppm (m, 3H)
-C6H4-CH3 2,4 ppm (s, 3H)
H^ aromatisch 7,2-7,8 ppm (m, 4H)
Man arbeitet wie in Beispiel 3, wobei man diesmal jedoch von 4,24 g (2 χ 10~2 Mol) n-Pentylphenylsulfon, gelöst in
100 ecm Tetrahydrofuran, 1 Äquivalent Butyllithium und 8,44 g (2 χ 10" Mol) Oleyltosylat ausgeht; dabei erhält man 9,8 g
eines gelben Öls, das durch Dünnschichtchromatographie und NMR-Spektrographie als Mischung identifiziert wird, die zum
größeren Anteil aus 5-Rienylsulfonyl-cis-14-tricosen besteht.
2,31 g (5 x 10"^ Mol) 6-Phenylsulfonyl_cis-14-tricosen (hergestellt
wie in Beispiel 1) oder 5-Phenylsulfonyl-cis-14-tricosen
(hergestellt wie in Beispiel 2) in 20 ecm Äthanol werden I5 Stunden lang bei einer !Temperatur von 20°C mit 8 g
(4 Äquivalenten Natrium) 6 %igem Natriumamalgam gerührt. Die Reaktionsmischung wird in 100 ecm Eiswasser gegossen. Nach
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dem Extrahieren mit 3 x 50 ecm Pentan und nach dem Einengen
der Extrakte erhält man einen Rückstand, der durch Durchlaufenlassen durch eine Siliciunidioxidsäule (Eluierungslösungsmittel:
Pentan) gereinigt wird. Nach dem Einengen der Eluate erhält man 1,50 g (Ausbeute 53 %) eines farblosen Öls, das durch
Gasphasenchromatographie und Spektrografie unter Verwendung einer authentischen Probe als cis-9-Tricosen identifiziert
wird.
Masse: m/e = 322
PO
Brechungsindex: ng = 1,4529
Brechungsindex: ng = 1,4529
IR-Sp ektrum:
=C-H 3020 cm"1
CH=CH, eis 725 cm"1
NMR-Spektnm:
CH=CH 5,30 ppm (t, 5 Hz, 2H)
CH2, Allyl 2 ppm (m, 4H)
(CH2)1? 1,5-1 ppm (m, 34H)
CH,j endständig 0,88 ppm (m, 6 H)
Zu 4,5 g rohem 3-Phenylsulfonyl-cis-12-heneicosen, hergestellt
wie in Beispiel 3 angegeben, in 50 ecm Methanol, gibt man
16 g (4 Äquivalente Natrium) Natriumamalgam zu und rührt die Reaktionsmischung 15 Stunden lang bei 20 C. Die Reaktionsmischung
wird in 200 ecm Eiswasser gegossen. Nach dem Extrahieren mit Pentan, dem Waschen der Extrakte mit einer wäßrigen
Ammoniumchloridlösung und dann mit Wasser und nach dem Trocknen über Magnesiumsulfat und Einengen erhält man einen
Rückstand, der durch Durchlaufenlassen durch eine Aluminiumoxidsäule (Eluierungslösungsmittel: Pentan) gereinigt wird.
Durch Einengen des Eluats erhält man 1,40 g eines farblosen Öls, das aus cis-9-Heneicosen besteht (die durch Gasphasenchromatographie
bestimmte Reinheit betrug 80 %),
?0
Brechungsindex: ώΖ 1,4517
Brechungsindex: ώΖ 1,4517
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IR-Spektrum:
=C-H 3020 cm"1
MMR-Spektrum:
CH=CH 5,4 PPm (m, 2H)
CH2 ,,Allyl 2,0 ppm (m, 4H)
1,3 ppm (m, 28H) 0,9 ppm (m, 6H)
Man arbeitet wie in Beispiel 6, wobei man diesmal jedoch von 5 g rohem 5-Phenylsulfonyl~cis-1zi--tricosen, hergestellt wie in
Beispiel 4, ν.νΛ 16 g 6 %igem Natriumamalgam ausgeht; dabei
erhält man 1,67 g eines farblosen Öls, das aus cis-9-Heneicosen besteht (durch Gaschromatographie bestimmte Reinheit: 75 %)»
Die Erfindung wurde zv;ar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte
Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs
beschränkt ist, sondern daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch
der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Patentansprüche:
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Claims (8)
1.J Olefinisch.es SuIfon, gekennzeichnet durch die allgemeine
Formel
CH-,(CHo)nCH=CH(CHo)r7 - CH - GH - (CH0) CHx (I)
X Y
worin "bedeuten:
einer der Reste X und Y ein Wasserstoff atom und der andere
eine -SOp-Ar-Gruppe, worin Ar einen Arylrest bedeutet, der
gegebenenfalls durch ein oder mehrere Halogenatome oder Alkylgruppen
mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen substituiert ist, und η die ganze Zahl 1 oder 3.
2· SuIfon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
der allgemeinen Formel I einer der Reste X und Y ein Wasserstoffatom und der andere einen Phenylsulfonylrest bedeuten
und η die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen hat,
3. SuIfon nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß es in der cis-Konfiguration vorliegt.
4. Verfahren zur Herstellung eines olefinischen Sulfons
nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein Produkt der allgemeinen Formel
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CH2 - Q (II)
mit einem Produkt der allgemeinen Formel umsetzt
T - CH2(CH2)nCH5 (III)
worin einer der Reste Q und T eine -SO2-Ar-GrUpPe, worin Ar wie
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~ 15 -
in Anspruch 1 definiert ist^und der andere den Rest eines
reaktionsfähigen Esters bedeuten und η die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen hat.
5. Verfahren nach Anspruch 4 zur Herstellung einer Verbindung
nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Produkt der allgemeinen Formel
CH5(CH2)7CH = CH (CHg)7CH2 - Q (II)
mit einem Produkt der allgemeinen Formel umsetzt
T - CH2 (CH2)n CH5 (III)
worin einer der Reste Q und T eine Phenylsulfonylgruppe und
der andere ein Wasserstoffatom bedeuten und η die in Anspruch
1 angegebenen Bedeutungen hat.
6. Verwendung des olefinischen SuIfons nach mindestens einem
der Ansprüche 1 bis 3 für die Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel
5 (CH2)7 CH = CH (CH2)7 CH2CH2(CH2)nCH (V)
in der η die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen hat, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung nach mindestens
einem der Ansprüche 1 bis 3 Eiit einem Reduktionsmittel,
das in der Lage ist, die Gruppe =CH-SOpAr, in der Ar
wie in Anspruch 1 definiert ist, unter Beibehaltung der in dem Molekül vorhandenen Äthylenbindung in eine Methylengruppe
zu überführen, reduziert.
7. Verwendung des olefinischen SuIfons nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Alkalimetallamalgam
reduziert.
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8. Verwendung des SuIf ο ns nach Anspruch 3 für die Herstellung
von cis-9~Heneicosen und cis-9-Tricosen, dadurch gekennzeichnet, daß man das SuIfon der Formel I, worin η
die ganze Zahl 1 oder 3 bedeutet, mit einem Alkalinietallamalgam
reduziert.
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