Über das Dehydro-cholestenon und seine Hydrierung mit Aluminium-iso-propylat

218 Windaus und Kaufmann,

Das mit dem Magnesium-Funken bestrahlte 7-Dehydro- epi-cholesterin ist in den Laboratorien der I. G. Farben- industrie A.-G., Werk Elberfeld und der Chemischen Fabrik E. Mer ck-Darmstadt auf antirachitische Wirksamkeit ge- pruft worden. Es hat sich dabei herausgestellt, daD es an der Ratte etwa lil0 der Wirksamkeit besitzt wie ein unter denselben Bedingungen bestrahltes 7-Dehydro-cholesterin. Eine genaue Angabe kann erst gemacht werden, wenn es gelingt, das Vitamin D aus dem Epi-alkohol in reinem Zu- stande zu gewiniien.

Der Deulschen Forschungsgerne~nschaft, der I. G. Farbenindwtrie A.-G., Werk Elberfeld, und der Chemischen Fabrik E. Merck danken wir vielmals fur die uns gewahrte Unterstiitzung.

Ober das Dehydro-cholestenon und seine Hydrierung mit Aluminium-iso-propylat ;

von A . Windaus und 0. Kaufmann.

Mit 1 Figur im Text.

Bei unseren Versuchen zur Darstellung des Epi-ergo- sterins haben wir im AnschluS an eine Veroffentlichung voii M a r k e r und Mitarbeitern l) die Hydrierung des Ergosterons mit Aluminium-iso-propylat untersucht. Hierbei entsteheii Allo-ergosterin und Epi-allo-ergosterin und durch eine weitere Umwandtung auch Ergosterin und Epi-ergosterin. Die Nenge des gebildeten Epi-ergosterins ist indessen so gering, da13 es uns nicht gelungen ist, es in reinem Zustande darzustellen2).

Um zu priifen, ob sich das 7-Dehy~ro-e~i-cholesterin (11) auf dem entsprechenden Wege als besser zuganglich erweisen wiirde, haben wir r-Dehydro-cholesterin (I) nach der Methode von Oppenauer3) dehydriert und das gebildete Dehydro-

I) Am. SOC. 59, 1840 (1937). Windaus u.Bucl iholz , B. 71, 676 (1938); 74, 597 (1939). R. 56, 137 (1937).

Uber das Dehydro-chobstenon usw. 219

chokstenon ') (111) mit Aluminium-iso-propylat hydriert. Hier- bei e r M t man Allo-dehydro-chobsterin (IV) und Allo-dehydro- epi-cholesterin (V), die wir in reinem Zustande dargestellt

CH, I \c'aso ,\Y% \c16Hso /\A\/

i/H I ll HOP../ \/

I/OHI (1 H./'\/ \/ I 7-Dehydro-cholcsterin I1 7-Dehydro-epi-cholesterin

CH, /C8H17

I11 Dehydro-cholestenon (?)

CHS I \c'6Hso /\7\, \clEHso /\/\/

!LH i II HO,'\// \/

I/OHI ll $'\// \/

IV Allo-dehydro-cholestcrin (?) V Allo-dehydro-epi-cholesterin ('?I

haben, auSerdem durch weitere Umwandlung 7-Dehydro-chole- sterin und 7-Dehydro-epi-cholesterin; aber auch hier ist die Ausbeute an 7-Dehydro-epi-cholesterin so gering, daB die Reindarstellung dieses Stoffes nicht gelungen ist ". 7-Dehydro- cholesterin und Allo-dehydro-cholesterin sind durch Digitonin fallbar, 7-Dehydro-epi-cholesterin und Allo-dehydro-epi-chole- sterin sind nicht fallbar. Da die Allo-derivate im Gegensatz mi den isomeren 7-Dehydro-cholesterinen im Ultraviolett iiber 220 mp nicht absorbieren, lfiSt sich der Gehalt an

l) Es ist miiglich, dal? die zweite Doppelbindung des Dehydro- cholestenone nicht xwischen C, und C,, sondern zwischcn C , und C,, gelegen ist.

z, Inzwischen ist ea W i n d a u s und N a g g a t z (vgl. die Tor- stehende Arbeit) gelungen, das 7-Dehydro-epi-cholesterin auf einem anderen Wege zu bereiten.

220 Windaus und K a u f m a n n ,

7-Dehydro-cholesterin im fallbaren Anteil und der Gehalt an 7-Dehydro-epi-cholesterin im nicht fallbaren Anteil auf ab- sorptionsspektrometrischem Wege feststellen und so die Zusammensetzung des gesamten Hydrierungsproduktes aus Dehydro-cholestenon ermitteln. Erwahnenswert ist es noch, dab sich fur die Trennung des Allo-dehydro-cholesterins von 7-Dehydro-cholesterin die Adsorption an Kieselsa.ure weit besser bewahrt hat als die an Aluminiumoxyd.

Beschreibung der Versuche. Dehydro-chokstmofi (111).

10 g reines 7-Dehydro-cholesterin werden rnit 300 ccrn trocknem Benzol und 20 g tertiarem Aluminium-butylat ver- setzt; hierzu gibt man 120 g trocknes Aceton und kocht die Losung 10 Stunden am Ruckflufikuhler. Nach dieser Zeit wird das Aluminium-butylat mit sehr verdiinnter Schwefel- saure versetzt, die Benzollosung mit Wasser grundlich ge- waschen und rnit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Nach dem vollstandigen Abdampfen des Benzols i. V. hinter- bleibt ein braungelbes 01, daO dem Spektrum nach etwa 90-proc. Dehydro-cholestenon enthalt. Nach einigen Stunden bilden sich in dem 01 Krystalle, die sich im Laufe einiger Tage sehr vermehren. Die Isolierung der Xrystalle aus dem 01 ist etwas schwierig, sie gelingt auS Solgende Weise: das im Kolben befindliche Material wird auf - 80 O abgekuhlt, rnit auf - S O o abgekiihltem, niedrig siedendem Petrolather versetzt und einige Stunden bei dieser Temperatur stehen gelassen. Das 0 1 lost sich langsam auS, die Krystalle bleiben zuriick; die iiberstehende Losung wird abgehebert und der Ruckstand noch mehrmals bei - 80° rnit Petrolather ge- waschen, bis die Krystalle weiB geworden sind. Nach dieser Reinigung konnen sie dam aus Methanol umkrystallisiert werden; sie bilden feine Nadeln mit dem Schmelzp. 88O.

5,006 mg Subst.: 15,530 mg CO,, 4,970 mg H,O. C,,H,,O Ber. C 84,82 H 11,OO Gef, C 84,61 H 11.11 .

21,2 ing Subst., 2 ccm Chloroform, I = 1 dm, a = + 0,36O; [a]!: = + 34'.

Uber das llehydro-cholestenon usw. 221

Dae in der ublichen Weise leicht darstellbare Semiearbuzon wird am Chloroform-Methanol umkrystallisiert ; es krptallisiert in feinen Nsdeln und schmilzt bei 240° (Zers.).

Die auf der Figur wiedergegebenen Spektren passen auf ein a,p-ungesiittigtes Keton und dessen Semicarbazon.

&

2'10 zio i30 240 is0 2'60 i70 240 ,,& u Dehydro-cholestenon, gem. in Ather, b Dehydro-cholestenon-semicarbazon, gem. in Chloroform.

3,868 mg Subst.: 10,850 mg CO,, 3,580 mg H,O. - 3,103 mg Subst. : 0,263 ccm N, (21,5O, 754 mm).

C,,H,,ON, Ber. C 76,54 H 10,25 N 9,57 Gef. ,, 76,50 ,, 10,36 ,, 9,75.

H y d r i c r u n g des D eh y d r 0- c h o les t e n on8 m i t Aluminium-iso-propyla t .

Eine Losung von 1,6 g Keton und 1,5 g Aluminium-iso- propylat in 50 ccm trocknem Iso-propylalkohol wird 9 Stunden znm Sieden erhitzt, in der Weise, da8 innerhalb dieser

222 Windaus und Kaufmana,

Zeit etwa 25 ccm langsam abdestillieren; nach dem Erkalten wird die Losung rnit 25 ccm 8-proc. methylalkoholischer Kalilauge versetzt, eine halbe Stunde stehen gelassen und dann in das doppelte Volumen Wasser gegossen. Der ge- bildete amorphe Niederschlag wird abfiltriert und rnit Ather aufgenommen; die atherkche Losung wird rnit Wasser aus- gewaschen und dann eingedampft. Es hinterbleibt ein fester, gelblicher Ruckstand, der nach seinem Spektrum 16 Proc. 7-Dehydro-chobsterin und 7-Dehydro-epi-chobesterin enthalt. Etwa 50 Proc. des Materials sind rnit Digitonin fallbar: im nicht fallbaren Anteil sind 2,5 Proc. 7-Dehydro-epi-cholesterin. Bei der Hydrierung des Dehydro- cholestenons entstehen also unter den angewandten Bedingungen 48,75 Proc. Allo- dehydro-epi-cholesterin, 35,25 Proc. Allo-dehydro-cholesterin, 14,75 Proc. 7-Dehydro-cholesterin und 1,25 Proc. 7-Dehydro- epi-cholesterin.

AZlo-dehydro-cholesterin (IV). 1,6 g dieses Riickstandes werden in alkoholischer Losung

rnit uberschussiger Digitoninlosung versetzt; das Gewicht des ausgefallten Digitonids betragt 3,2 g. Uber das rnit Digitonin nicht fNlbare Material wird weiter unten unter ,,Allo-dehydro-epi-cholesterin" berichtet. Das Digitonid wird rnit Pyridin-Ather zerlegt. Das hierbei erhaltene Gemisch von 7-Dehydro-cholesterin und Allo-dehydro-cholesterin 1a13t sich in benzolischer Losung durch Adsorption an Kieselsaure und fraktionierte Elution trennen. I n den ersten Fraktionen findet sich fast reines Allo-dehydro-cholesterin, in den weiteren Fraktionen nimmt der Gehalt an 7-Dehydro-cholesterin, das etwas schwerer eluierbar ist, allmahlich zu. Durch Ein- dampfen der ersten Fraktion und Umkrystallisieren des Ruckstandes aus Methanol erhdt man ein von 7-Dehydro- cholesterin freies Atto-dehydro-cholesterin. Es krjstallisiert in farblosen Nadeln vom Schmelzp. 115-116'.

10,O mg Subst., 2 ccm Chloroform, 2 = 1 dm, a = + 0,05 O ; [ n ] c = -t- 10 ".

Der freie Alkohol enthalt Krystallwasser, das schwer vollstandig zu entfernen ist. Die Analyse gibt daher meist

Uber das Dehydro-cholestenoiz usw. 223

zu niedrige Kohlenstoffwerte; die Ester liefern richtige Anal y senzahlen.

Acetat. Das in der iiblichen Weise mit Pyridin und Essigsaure- anhydrid bereitete Acetylderivat stellt zunachst ein farbloses 01 dar; beim Veneiben mit wenig Methanol krystallisiert es allmahlich ; nach mehrfachem Umkrystallisieren am Methanol erhiilt man feine Nadeln, die bei 109O schmelzen.

8,2 mg Subst., 2 ccm Chloroform, 2 = 1 dm,

5,242 mg Subst.: 15,716 mg CO,, 5,070 mg II,O.

Din&-o-benzoat. 50 mg Allo-dehydro-cholestcrin werden mit m-Di- nitrobenaoylchlorid und Pyridin 36 Stunden stehen gelassen. Schon bei vorsichtigem Zusatz von Wasser beginnt der Ester auazukrystalli- sieren; nach dem Umkrystallisieren aus Chloroform-Methanol erhalt man schiine Nadeln, die bei 154' schmelzen; bei etwas erhiiliter Temperatur erstarrt die SchmeLze wieder und schmilzt dann unscharf zwischen 180 und 185O. Der Ursache dieser Erscheinung sind wir noch nicht nach- gegangen.

a =- 0,23'; [a]? = - 56'.

C,,H,,O, Ber. C 81,69 H 10,80 Gef. C 81,76 €I 10,82.

8,4 mg Subst., 2 ccm Chloroform, I = 1 dm, a = - 0,33O,

4,253 mg Subst.: 10,940mg CO,, 3,070mg H,O. - 3,129mg Subst.: 0,138 ccm N, (25O, 753 mm).

[a]? = - 78,5*.

C,,H,,O,N, Ber. C 70,59 H 7,96 N 4,84 Gef. ,, 70,15 ,, 8,08 ,, 5,Ol

A2lo-dehydro-e~i-cholesterin (V). Das Filtrat des Digitonin-Niederschlags wird zur Trockne

eingedampft und der Ruckstand grundlich mit Ather oder Petrokther extrahiert. Der Extrakt wird eingedampft und das hinterbleibende 01 (0,70 g) in benzolischer Losung an Kieselsaure adsorbiert nnd fraktioniert eluiert. In den ersten Fraktionen ist, wie die absorptionsspektrometrische Unter- suchung zeigt, kein 7-Dehydro-epi-cholesterin vorhanden. Nach dem Verdampfen des Losungsmittels wird der Ruck- stand aus den ersten Fraktionen mehrmals aus Aceton um- krystallisiert und liefert dann reines Allo-dehydro-epi-chole- sterin Tom Schmelzp. 93-94 9

11 mg Subst., 2 ccm Chloroform, I = 1 dm, a = 4- 0,44O; [a?; = + 80°.

224 Fischer und S t ie r ,

Das wie ublich dargestellte Acetat kommt aus Methanol in groBeu

5,017 mg Subst.: 14,995 mg CO,, 4,950 mg HpO.

diinnen Platten vom Schmelzp. 96O.

C,,H,,O, Ber. C 81,69 H 10,80 Gef. C 81,53 H 11,04,

9,5 mg Subst.: 2 ccm Chloroform, 2 = 1 dm, a = +0,6O; [a]? = + 126,3'.

Daa wie ublich bereitete nt-Dinityo-benzoat zeigt wie dasjcnige des Allo-dehydro-cholesterins einen doppelten Sehmelzpunkt ; beim lang- samen Erwiirmen im Schmelzpunktsrohrchen schmilzt es scharf bei 150", erstarrt dann wieder und schmilzt dann crneut aber unscharf zwischen 180 und 185O.

5,368 mg Subst.: 13,890 mg CO,, 3,890 mg H,O. - 3,222 nig Subst.: 0,137 ccm N, (22,5O, 760 mm).

C,,H,,O,K, Ber. C 70,59 H 7,96 N 4,84 Gef. ,, 70,57 ,, 8,11 ,, 4,91.

9,4 mg Subst., 2 ccrn Chloroform, I = 1 dm, a = + 0,75O; [ a ] s = + 159O.

Der Dactschen Forschuicgsgemeinschaft, der I. G. Ebrbeninduatrie A. G., Werk Elberfeld, und der Chemischen Fabrik E. Merck danken wir vielmds fiir die uns gewiihrte Unterstutzung.

fSber 7-Formyl-pyrroporphyrin '1; von Hans Fischer und Eberhard Stier 3.

[Aus dem Organisch-chemischen Institut der Technischen Hochschule Miinchen.]

(Eingelaufen am 26. September 1939.)

Fur die Synthese des Chlorophylls steht das Problem der Synthese des Phaoporphyrin a5 (Ia) im Vordergrund. Nachdem fur Phylloerythrin (Ib)

l) 93. Mitteilung zur Kenntnis der Chlorophylle; 92. Mitteilnng

a) Dissert. E b e r h a r d S t i e r , Techn. Hochschule, Munchen 1939. A. 541, 196 (1939).