Rights / License: Research Collection In Copyright - 36082/... · Es entsteht dabei...

download Rights / License: Research Collection In Copyright - 36082/... · Es entsteht dabei cis-2-Acetoxypin-3-en

of 67

  • date post

    17-Sep-2018
  • Category

    Documents

  • view

    212
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Rights / License: Research Collection In Copyright - 36082/... · Es entsteht dabei...

  • Research Collection

    Doctoral Thesis

    Die Umsetzung von 3-Acetoxy-{Delta}-20 -18,20-cyclo-5-pregnen mit Blei(IV)-acetat

    Author(s): Schorta, Roman

    Publication Date: 1964

    Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-000293982

    Rights / License: In Copyright - Non-Commercial Use Permitted

    This page was generated automatically upon download from the ETH Zurich Research Collection. For moreinformation please consult the Terms of use.

    ETH Library

    https://doi.org/10.3929/ethz-a-000293982http://rightsstatements.org/page/InC-NC/1.0/https://www.research-collection.ethz.chhttps://www.research-collection.ethz.ch/terms-of-use

  • Prom. Nr. 3523

    I. Die Umsetzung von 3/?-Acetoxy- a20

    -18,20-cyclo-5

  • Leer - Vide - Empty

    i

  • Meinen lieben Eltern und meiner lieben Frau

    in Dankbarkeit gewidmet

  • Leer - Vide - Empty

  • Meinem sehr verehrten Lehrer,

    Herrn Prof. Dr. O. Jeger ,

    unter dessen Leitung die vorliegende Arbeit ausgefhrt wurde, mchte ich fr seine

    Untersttzung, sowie fr das mir stets entgegengebrachte Wohlwollen aufs herzlichste

    danken.

    Besonders herzlich danken mchte ich aber auch

    Herrn Dr. K.Schaffner,

    fr die vielen wertvollen Ratschlge, die unermdliche Hilfe und das stete Interesse,

    die er mir jederzeit zuteil werden liess.

  • Der Marc-Birkigt-Stiftung danke ich fr die mir gewhrten Stipendien.

  • - 7 -

    Inhaltsverzeichnis

    20I. Die Umsetzung von 3 -Acetoxy- A -18,20-cyclo-5oL-pregnen mit

    Blei(IV)-acetat

    THEORETISCHER TEIL 9

    Einleitung 9

    Reaktionen von Blei(IV) -acetat mit Olefinen 11

    Eigene Arbeiten 21

    201) Behandlung von 3(3-Acetoxy-A -18,20-cyclo-5oi/-pregnen

    mit Blei(IV)-acetat 21

    2) Verknpfung von Produkt B mit Produkt A 22

    3) Struktur des Produktes B 24

    4) Struktur des Produktes A 25

    Diskussion 27

    Zur Stereochemie des Produktes B 30

    EXPERIMENTELLER TEIL 32

    Literatur 41

    H. Zur Photochemie des Testosterons

    THEORETISCHER TEIL 43

    Zur UV.-Bestrahlung von cO, (i -ungesttigten

    Carbonylverbindungen 43

    1) Inter- und intramolekulare Cycloadditionen"

    44

  • - 8 -

    2) Verschiebung der o, (3 -Doppelbindung in die , Y -Stellung 52

    3) Reaktionen unter Teilnahme des Lsungsmittels 52

    4) Umlagerungsreaktionen in Abhngigkeit des Lsungsmittels 53

    Eigene Arbeiten 55

    1) Bestrahlung von O-Acetyl-testosteron in Hexan 55

    2) Bestrahlung von O-Acetyl-testosteron in Aethanol 56

    3) Destrahlung von O-Acetyl-testosteron in Dithylther 57

    EXPERIMENTELLER TEIL 59

    Literatur 63

    ZUSAMMENFASSUNG 65

  • - 9 -

    20I. Die Umsetzung von 3 - Acetoxy - A - 1 8 , 20 -cyclo-5oc-pregnen

    mit Blei(IV)-acetat

    THEORETISCHER TEIL

    Einleitung

    Das Nebennierenrinden-Hormon Aldosteron ist aus natrlichen Quellen nur in

    sehr geringen Mengen erhltlich. Fr seine knstliche Herstellung schienen nebst

    dem wenig ergiebigen totalsynthetischen Zugang vor allem partialsynthetische Metho

    den wnschenswert.

    Ein solcher Zugang stellte aber die chemisch attraktive Aufgabe, neue Metho

    den zur selektiven Einfhrung der das Aldosteron auszeichnenden Sauerstoffunktion

    an der angulren Methylgruppe 18 zu suchen. Diese erstmals im Laboratorium von

    J e g e r gelste Problemstellung veranlasste in der Folge zahlreiche Arbeitsgrup

    pen zur Ausarbeitung verschiedener Methoden, die selektive, intramolekulare Sub

    stitutionen an nicht aktivierten Alkanstellen gestatten.

    Die vorliegende Arbeit befasst sich nun mit einem Randgebiet von Untersuchun

    gen, die eine photochemische Reaktion als Zugang zu 18-oxygenierten Steroiden be

    ntzten. Die UV.-Bestrahlung der 20-Keto-21-acetoxy-pregnan-Verbindung I fhrte

    zum tertiren Cyclobutanol II als Hauptprodukt, in bedeutend kleineren Mengen fiel

    dabei gleichzeitig die 18,20-Oxido-20-thoxy-pregnan-Verbindung HI an, welche durch2)

    saure Hydrolyse in 18-Hydroxy-progesteron bergefhrt werden konnte .

    CHgOAc

    OEt

  • - 10 -

    20-Ketopregnane ohne Acyloxysubstituenten in Stellung 21 lieferten in besserer

    Ausbeute die beiden stereoisomeren Cyclobutanole IV und V. Die Wasserabspaltung

    des (20S)-Alkohols IV ergab ein Gemisch der isomeren Anhydroverbindungen VI und

    VII im Verhltnis 20:1. Das Produkt VU, welches in kleineren Mengen anfllt,

    konnte direkt durch oxydative Spaltung der Doppelbindung in 18,20-Dioxo-Derivate3)

    bergefhrt werden .

    OH

    --OH

    IV

    AcO AcO

    VI vn

    Im Bestreben, das Hauptprodukt VI mit exocyclischer Doppelbindung ebenfalls

    in ein tetracyclisches, 18-oxygeniertes Produkt umzuwandeln, schien uns der Ver-*)

    such einer Oxydation der allylischen Stellung 18 mit Blei(IV)-acetat naheliegend.

    Interessanterweise fhrte diese nachfolgend zu besprechende Umsetzung jedoch

    nicht zum primr erwarteten Angriff an der allylischen Stellung 18 (oder am C-Atom

    21 unter Doppelbindungsverschiebung nach 18,20).

    Zum besseren Verstndnis der im Rahmen dieser Arbeit beobachteten Um-

    20 21Setzung der A ' -Doppelbindung von VI mit BTA soll im nchsten Kapitel kurz

    der Stand der Kenntnisse ber Umsetzungen von Olefinen mit BTA dargelegt werden.

    *) Im Folgenden stets als BTA abgekrzt.

  • - 11 -

    Reaktionen von Blei(IV) - acetat mit Olefinen

    Die nachfolgend besprochenen Beispiele zeigen eine ausserordentliche Vielfalt

    von Reaktionsmglichkeiten der Olefine mit BTA. Bis heute sind jedoch nur sprli

    che Angaben ber den genauen Verlauf der verschiedenen Reaktionen bekannt.

    Whrend der Oxydation wird vierwertiges Blei auf die zweiwertige Oxydationsstufe

    reduziert. Dabei entsteht Bleidiacetat unter Ausstossung zweier Acetoxygruppen.

    Dieser Austritt lsst sich auf drei verschiedene Arten formulieren:

    (1) Es entstehen zwei Acetoxyradikale,

    (2) es wird je ein Acetoxy-Ktion und Acetoxy-Anion gebildet;

    (3) schliesslich kann das Blei zwei Elektronen aufnehmen und dadurch zwei Acetat-

    Anionen abgeben.

    Durch Wahl des Lsungsmittels und der Reaktionsbedingungen knnen an dem

    selben Substrat verschiedene Resultate erhalten werden. Dabei lassen sich als haupt

    schlichste Reaktionstypen Substitutionen und Additionen feststellen. Die meisten

    BTA-Oxydationen wurden bis anhin in Benzol und in Eisessig ausgefhrt. In aproti-

    schen Lsungsmitteln wie Benzol sind aus Stabilittsgrnden radikalische Ueber-

    gangszustnde vorzuziehen, whrend in Eisessig heterolytische Reaktionsmechanismen

    vorherrschen drften. Dass jedoch auch in Benzol wahrscheinlich ionische Umsetzun

    gen stattfinden knnen, zeigt das Beispiel von Norbornen (siehe unten), bei welchem

    sowohl die Oxydation mit BTA als auch die Umsetzung mit Chlor und Brom'

    zu

    analogen Produkten fhrt. Es ist also anzunehmen, dass bei den erwhnten Reaktionen

    analog gebaute, ionische Zwischenstufen durchlaufen werden. Auch beim Angriff an

    einer Doppelbindung in Eisessig drften ionische Zwischenstufen vorherrschen.

    Criegee zum Beispiel nimmt an, dass primr die Fragmente (AcO)Pb und AcO"

    an die Doppelbindung angelagert werden. Die daraus resultierende bleiorganische

    Verbindung zerfllt nach dieser Auffassung in Folge der hohen Elektronenaffinitt

    des Bleis in ein Carboniumion und in ein (AcOLPb" -Anion. Das letztere liefert Blei

    diacetat und ein weiteres Acetoxy-Anion. Das Kation kann sich je nach Struktur der18)

    Substrate stabilisieren. Mo s her hingegen zieht fr die Spaltung von intermedir

    entstehenden Bleialkoxylatverbindungen in Analogie zum eingehend untersuchten

    Zerfall von Chromsureestern eine heterolytische Spaltung vor. Als Argument gegen

    einen homolytischen Zerfall fhrt er aber lediglich das Fehlen von Dimeren an, die

  • - 12 -

    bei einem radikalischen Mechanismus entstehen sollten. Die Lsung dieses Problems

    drfte wohl oft darin liegen, dass von Fall zu Fall schwer abschtzbare Stabilitts

    faktoren die Mechanismusart beeinflussen knnen.

    4)1923 hatte Dimroth das BTA in die Praxis des organischen Chemikers

    eingefhrt, indem er beobachtete, dass bei der Behandlung von 4-Propenylanisol

    (Vin) mit BTA in guter Ausbeute zwei Acetatreste an die Doppelbindung addiert wer

    den.

    MeOV \CH=CH-CH MeO^ \-CH CH-CH0\=/ 3 \=/ i I 3

    OAc OAc

    vrn De

    5)In der Folge wurden zahlreiche analoge Anisol-Derivate untersucht. C r i e g e e

    stellte fest, dass die Substitution des aromatischen Ringes einen wesentlichen Einfluss

    auf den Gang der Reaktion ausbt. So ergibt die Oxydation von p-Methoxystyrol (X)

    ein Diacetat XI, dessen Entstehung durch die Annahme einer 1,2-Verschiebung des

    Phenylkernes verstndlich wird.

    tf~\ /TA /OAcMeOCH=CH - MeOV \)CH-CHC

    *=*2 \=/ * "OAc

    X XI

    Whrenddessen zeigt das unsubstituierte Styrol (Xu) einen gnzlich andersarti

    gen Reaktionsverlauf. Er kommt im Endeffekt einer Addition von Methylacetat gleich.

    f\-c

    w -CH=CH2-

  • - 13 -

    Durch ein olefinisch gebundenes Sauerstoffatom kann eine Aktivierung der Dop-

    pelbindung erreicht werden. So reagieren Enolther (XIV) bereits bei Zimmer

    temperatur zu den entsprechenden Diacetaten (XV).

    CH=CH-OR - CH0-CH-OR

    OAc OAc

    XIV XV

    5)Die cyclischen Aether reagieren analog. So konnte C r i e g e e Dioxen (XVI) glatt

    in das Diacetoxyderivat XVII berfhren.

    CcOAc^ ^0^

    -OAc

    xvi xvn

    Hurd und Mitarbeiter oxydierten A -Dihydropyran mit der Absicht, ana