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0 ber Azasterine, 111 1)

AZA-B-HOMO-CHOLESTAN-DERIVATE

von LEO KNOF

Aus dem Ins' itut fur experimentelle Krebsforschung der Universitat Heidelberg

Eingegangen am 10. Dezember 1960

Bei der Hydrierung von 3@-Acetoxy-5-keto-5.6-seco-cholestan-6-s~urenitril wer- den 3@-Acetoxy-6-aza-B-homo-cholestan und 6-Aza-B-homo-cholestan erhal- ten. Es werden die BECKMANN-Umlagerungen von 3P-Acetoxy-cholestan-6- und -7-ketoxim sowie die Reduktion der erhaltenen Lactame rnit Lithiumalanat

beschrieben.

Jm Rahmen der Untersuchungen von H. LETTR~ und Mitarbeitern1.2) uber Aza- sterine wurden einige Derivate von Aza-B-homo-cholestanen dargestellt. Um zu den eigentlichen Azasterinen zu kommen, ist es notwendig, die Zahl der C-Atome in dem verwendeten Zwischenprodukt zu vermindern und ein N-Atom sowie, wenn notig, die ergiinzende Zahl von C-Atomen wieder zuzufugen 1.2). Geht man von einem Zwischen- produkt mit der gleichen Zahl von C-Atomen wie in dem gegebenen Sterin aus, so fiihrt die zusatzliche Einfugung eines N-Atoms in einen Ring (z. B. in Lactamen) zu Azaderivaten des entsprechenden Homo-sterins. Fur Vergleiche hinsichtlich ihrer toxischen und cytotoxischen Wirkung beanspruchen aber auch diese, von nicht in der Natur vorkornmenden Sterinderivaten abgeleiteten Verbindungen Interesse.

Mit Lactamen, die durch BECKMANN-UmlagerUng von Ketoximen aus Gallensaurederi- vaten entstehen, hat sich M. SCHENCK~) in zahlreichen Arbeiten beschaftigt. Unmittelbar analog zu Teilen der vorliegencm Arbeit sind Untersuchungen von S. H A R A ~ ) ; er erhitzte das Oxim des 7-Keto-cholansauremethylesters rnit p-Toluolsulfochlorid in Pyridin und erhielt 7-Keto-7a-aza-B-homo-cholans~uremethyleskr. Unter den von ihm angewendeten Bedin- gungen ergab dessen Reduktion rnit Lithiumalanat 7-Keto-7a-aza-24-hydroxy-B-homo- cholan. Durch Erhitzen von 6.7-Diketo-6a-oxa-B-homo-cholansauremethylester mit Harn- stoff stellte er die 6a-Aza-Verbindung und aus diesem Saureimid durch Lithiumalanat- Reduktion 6a-Aza-24-hydroxy-B-homo-cholan dar.

1) 11. Mitteilung: H. LETTRB und L. KNOP. Chem. Ber. 93,2860 (1960). a I. Mitt.: H. LETTRB, D. HOTZ und CH. SCHOLTISSEK, Liebigs Ann. Chem. 621,79 (1959). 3) 73. Mitt.: M. SCHENCK, Ber. dtsch. chem. Ges. 77, 501 (1944). 4 ) S. HAM, J. pharmac. SOC. Japan [Yakugakuzasshi] 78, 1027 (1958) [C. A. 53, 3273

(1959)l.

1961 Uber Azasterine, 111 195

Die vorliegende Arbeit beschreibt, von der 3~-Acetoxy-5-keto-5.6-seco-cholestan- dsaure5) (I) ausgehend, die Darstellung des Saureamids 111 (iiber das Saurechlorid II). Das Saureamid la& sich mit Hilfe einer auf F. A. HOCHSTEIN und Mitarbb. 6) nuiick- gehenden Methode (Behandlung mit p-Toluolsulfochlorid in Pyridin bei Zimmer- temperatur) in das Nitril IV iiberfiihren. Bei der katalytischen Hydrierung des Nitrils IV in Eisessig mit hydriertem Platinoxyd fallt unmittelbar ein Gemisch aus 3P-Acet- oxy-6-aza-B-homo-cholestan (VIII) und 6-Aza-B-homo-cholestan (IX) an, deren Hydrochloride sich leicht durch ihre unterschiedliche Laslichkeit in Ather vonein- ander trennen lassen. Es mu13 die intermediare Bildung des Aminoketons V angenom- men werden, aus dem sich durch Kondensation und unter teilweiser Essigsaure- abspaltung ein Gemisch aus 3~-Acetoxy-6-aza-B-homo-A~-cholesten (VI) und &Am- B-h~mo-h~.~-cholestadien (VII) bildet, die unter den vorliegenden Bedingungen so- fort nach ihrer Entstehung weiter hydriert werden.

Eine Stiitze erfihrt diese Anschauung durch die Ergebnisse bei dem CvRTius-Abbau des k i d s der 3~-Acetoxy-5-keto-5.6-seco-cholestan-6-s~ure (I), der, wie fruher 1) gezeigt wurde, auch unter sehr milden Bedingungen stets zum 6-A~a-A~.~-cholestadien (XIV) a t . Das hier intermediiir entstehende Aminoketon XI11 fiihrt Unter gleichzeitiger Essigsiiureabspaltung den RingschluD durch.

Die Zuordnung der Verbindungen zur Cholestanreihe basiert auf der?wahrschein- lichen, aber nicht bewiesenen Annahme, da8 der sterische Verlauf der Hydrierung der intermediar auftretenden As-Doppelbindung derselbe ist wie beim Cholesterin.

Durch Verseifung des 3~-Acetoxy-6-aza-B-homo-cholestans (VIII) erhtilt man die 3P-Hydroxy-Verbindung X. Diese laat sich auch auf einem anderen Wege - ausgehend vom 3~-Acetoxy-cholestan-6-ketoxim~) (XI) - herstellen. Man erhalt aus XI durch BECKMANN-Umlagerung das 3~-Acetoxy-6a-keto-6-aza-B-homo-cholestan (XI), welches sich durch Lithiumalanat-Reduktion in X iiberfiihren 1al3t. Beide Substanzen sind nach Mischschmelzpunkt und IR-Spektrum identisch, womit zugleich die Rich- tigkeit der Formulierung des Umlagerungsproduktes X I erwiesen ist.

Die BEcKMANN-Udagerung des 3P-Acetoxy-cholestan-7-ketoxi1ns 8) (XV) ver- lauft analog der oben erwahnten, von HARA~) beschriebenen Umlagerung von Cholan- sauremethylester-7-ketoxim. Man erhalt 3P-Acetoxy-7-keto-7 a-am-B-homo-cholestan

5) F. SORM, Collect. czechoslov. chem. Commun. 12,436 (1947) [C. A. 43,3018 (1949)l. 6) F. A. HOCHSTEM, C. R. STEPHENS, L. H. CONOVER, P. P. REGNA, R. PASTERNACK, P. N.

GORDON, F. J. PILGRIM, K. J. BRUNINGS und R. B. WOODWARD, J. h e r . chem. SOC. 75,5455 (1953); H. H. INHOFFEN und W. BARTMANN, Liebigs Ann. Chem. 619, 177 (1958). und m a r S. 182.

7 ) T. MITUI, J. agric. chem. SOC. Japan 16,910 (1940) [C. A. 35,4390 (194111; Bull. agric. chem. SOC. Japan 16, 144 (1940) [C. A. 35, 4390 (1941)]; J. B A R N E ~ , B. E. RYMAN und F. SMITH, J. chern. SOC. London] 1946,528.

8) H. I. RUIZ, An. Inst. farmacol. espafi. 5,323 (1956) [C. A. 52,10126 (1958)l; 0. SCHIND- LER, Helv. chim. Acta 39, 375 (1956).

13'

1 96 L. KNOF Bd. 642

(XVI), dessen Lithiumalanat-Reduktion zum 3p-Hydroxy-7 a-aza-B-homo-choleRta0 (XVILI) fiihrt. XVI 1aBt sich aul3erdem zum 3P-Hydroxy-lactam XVII verseifen.

Cl6H30

I: R = COzH 11: R = COCl

IV: R = CN V: R = CH2.NHz ffi 111: R = CONH2 XIII: R = NH2

AcO O R

+- v __f

-H20 - H20 -AcOH AcO'

/ \ J \

VIII: R = OAC, R' = H2 IX: R = H, R' = Hz X: R = OH, R = H 2

XI AcO fi A)( NOH -+Rjj$ H, \R XU: R = OAc, R = 0

XVI: R = O A c , R = O R = 0 XVII: R = OH, 8$ Acofi&NoH H Riy$ H 'R, XVIII: R = OH, R '= H2

XIV xv Die Drehungen der erstmals synthetisierten Verbindungen gibt Tabelle 1 wieder.

Tabelle 1. Spezifische Drehungen der dargestellten Substanzen in CHC13 *)

C [a] bei der Wellenltinge h = [g/lOOccm] 578my 546my 436my 405my 364my Substanz

111 4.0 IV 4.1 IX 4.0 X 2.4

XI1 0.7 xv 4.2 XVI 2.3 XVII 4.1

XVIII 4.0

+80.8" +92.8' +175.1° +225.50 +35@ 4-73.7 +85.4 +170.5 +226.5 +382 +64.8 +73.6 +129.2 +157.5 +213 +62.1 +70.6 +123.1 +149.8 +202 +32 +36 + 70 +88 +I19

+7.7 +9.5 t25.9 $37.4 +62 +10.8 +13.2 +32.7 +45.4 +74 +43.9 +49.9 +88.0 f107.3 +145

-110.1 -125.4 -216.7 -261.2 -350

*) .Die Drehungen wurden im I-dm-Rohr bei 25" mit dem lichtelektrischen Polarimeter ZEiSs gemessen. Dem Chemischen Institut der Universittit Heidelberg sei !lkr die Erlaubnis zur Benutzung des Apparates gedankt.

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Herrn Prof. Dr. HANS LETTR~ machte ich fir die Unterstiitzung dieser Arbeit hen- lich danken. Die Durchfiihrung der Arbeiten w d e durch den FONDS DER CHEHISCHEN INDUSTRE sowie durch eine Forschungsbeihilfe.(CY 4821) dts PUBLIC HEALTH SERVICE, USA, an Prof. LET^ erm6glicht, wofiir auch an dieser Stelle gedankt sei.

B E S C H R E I B U N G D E R V E R S U C H E

3~-Acetoxy-5.6-seco-cholestun-5-on-6-shureumid 011). - 30 g 3~-Aceroxy-5.6-seco-chole- stun-5-on-6-siiures) (I) werden in 300 ccm bither 30 Min. rnit 15 g Phosphorpentachlorid auf der Maschine geschiittelt. Man gieDt vom Ungelasten ab und leitet bei 0" Ammoniak im Uberschu5 ein. Die Losung wird mit Wasser durchgeschlittelt, filtriert, kurz iiber wenig CaClz getrocknet und bei Raumtemperatur eingedampft. Der Ruckstand wird mit 100 ccm Petrol- lther verrieben, nach Stehenlassen im Eisschrank abgesaugt und mit Petrolather gewaschen: 18.6 g (62 % d. Th.) farblose Knstalle. Nach Umkristallisieren aus Petrolather Schmp. 140-141".

C29H49N04 (475.7) Ber. C 73.29 H 10.38 N 2.95 Gef. C 73.08 H 10.55 N 2.98

3~-Acetoxy-5.6-sec~cholestan-5-on-6-s~urenitril (IV). - 15 g 3~-Acetoxy-5.6-seco-chole- stun-S-on-6-saureamid 011) werden in 50 ccm absol. Pyridin gclast. Man gibt dann 15 g Tosylchlorid zu, die beim Umschwenken unter leichter Erwtirrnung in Lasung -hen. Die Mischung bleibt 3 Stdn. bei Zimmertemperatur stehen, dann wird auf Eis gegossen, vemeben, der uberstand abgegossen und der Riickstand erneut rnit frischem Wasser verrieben. Die erstarrte Masse wird im Marser rnit Wasser angeteigt, abgesaugt und mit reichlich Wasser gewaschen; nach dem Trocknen 14.1 g (98 % d. Th.). Das Produkt wird aus Petrolgther um- kristallisiert; Schmp. 96-97".

Cz9H47NO3 (457.7) Ber. C 76.13 H 10.36 N 3.06 Gef. C 76.34 H 10.40 N 3.12

Hydrierung des Nitrils IV: 4.9 g Nitril IV werden in 70 ccm Eisessig rnit 0.4 g vorhydriertem Platinoxyd hydriert. Nach 2 Tagen sind knapp 3 Mol-Aquiw. Wasserstoff aufgcnommen. Nach der Filtration wird die Lasung i. Vak. zur Trockne gebracht. Der Ruckstand last sich in 200ccm Wasser klar auf; man macht mit Natronlauge alkalisch und nimmt den Niederschlag in 250 ccm Ather auf. Die atherische Usung wird mit wenig CaClz gut getrocknet und dann trockenes HC1-Gas eingeleitet. Den Niederschlag wascht man rnit bither: 1.23 g (25 % d. Th.). Aus n-Butano10.56 g VIII als Hydrochlorid; Schmp. 273 -286" (Zen.).

C29HslNOz HCI (482.2) Ber. C 72.23 H 10.87 C17.35 N 2.95 Gef. 72.17 11.00 7.37 2.94

3~-Acefoxy-6-azu-B-homo-cholesfun (VIII). - 0.62 g des Hydrochloridswerdm mit Ather und 0.5 n NazCOs bis zur Losung durchgeschiittelt. Der Riickstand der Btherischen Usung liefert aus Acetonitril Kristalle, die nach Umkristallisieren aus Dimethylformamid den Schmp. 129- 129.5" zeigen.

C Z ~ H ~ ~ N O ~ (445.7) Ber. C 78.21 H 11.54 N 3.14 Gef. C 78.15 H 11.70 N 2.97

Das hfherische Filtrut der ersten Chlonvasserstoff-Fallung wird i. Vak. zur Trockne ge- bracht und der Riickstand rnit Petrolather verrieben. Nach 2 Tagen wird er abgesaugt: 1.6 g

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(35 % d. Th.) 1X 1 HCI. Aus Essigester 1.1 g, Schmp. 249-254" (Zers.). Es lie@ das 6-Aza-B- homo-cholestan als Hydrochlorid vor.

C27H49N-HCl (424.1) Ber. C76.47 H 11.88 C18.38 N 3.30 Gef. 76.23 11.84 8.14 3.53

6-Aza-B-homo-cholestan (IX). - 1.23 g des Hydrochlorids werden in 5 ccm Methanol gelost und mit 5 ccm 12-proz. methanol. Kalilauge versetzt. Es scheiden sich Kristalle aus, die, aus Dimethylformamid umkristallisiert, den Schmp. 75 - 76" zeigen.

C27H4gN (387.8) Ber. C 83.73 H 12.74 N 3.61 Gef. C 83.39 H 12.93 N 3.48

3fi-Acetoxy-6a-keto-6-aza-B-homo-chofestan (XII). - 19.0 g 3fi-Acetoxy-cholestan-6- ketoxim7) (XI, Schmp. 201.5-202.5°) werden in 200 ccm Benzol gelost und auf einmal mit 50 ccm Thionylchlorid versetzt. Man riihrt 20 Min. und zersetzt dann rnit 20 ccm Wasser. Die benzolische Schicht wird i. Vak. zur Trockne gebracht, der Ruckstand in Methanol gelost, mit Wasser versetzt und erneut zur Trockne gebracht. Der so erhaltene feste Ruckstand wird aus Methanol/Wasser umkristallisiert: 13.2 g (69.5 % d. Th.) XII. Aus Acetonitril Kristalle vom Schmp. 222-223".

C2gH4gN03 (459.7) Ber. C 75.81 H 10.74 N 3.05 CH3CO 9.37 Gef. 75.88 10.83 3.28 9.01

3~-Hydroxy-6-aza-B-homo-cholestan (X). - a) Durch Reduktion von XII: Zu 2.5 g Lithium- alanat in 100 ccm Tetrahydrofuran werden unter Riihren bei -78" 4.8 g XII in 20 ccm Tetra- hydrofuran getropft. Nach Entfernung des KUhlbades laDt man auf Zimmertemperatur kom- men und kocht noch 5 Stdn. unter RiickfluB. Es wird mit Essigester, wenig Wasser und konz. Kalilauge zersetzt. Man trennt von der waBrigen Phase, wascht diese rnit Ather nach und trocknet die vereinigten organischen Phasen tiber KOH. Die Losungsmittel werden i. Vak. abgedampft (Raumtemperatur), und der Ruckstand wird aus Methanol/Wasser umkristalli- siert: 3.3 g (78 % d. Th.). Zur Analyse wird das Produkt zweimal aus Aceton umkristallisiert : Schmp. 128 - 129" (bei 1 10" getrocknet).

C27H49NO (403.8) Ber. C 80.40 H 12.23 N 3.47 Gef. C 80.49 H 12.39 N 3.55

b) Durch Verseifung von VIII.HCI: 0.20 g VIII.HCI werden 1 Stde. mit 10 ccm 2-proz. methanol. Kalilauge gekocht. Nach Verdiinnen rnit Wasser und Animpfen erhalt man 0.15 g Kristalle, die nach zweimaligem Umkristallisieren aus Aceton bei 128 - 129" schmelzen (Misch- Schmp. mil obigem Produkt 128- 129"; IR-Spektren identisch).

3fi-Acetoxy-7-keto-7a-aza-B-horno-cholestan (XVI). - 42.0 g 3/?-Aceroxy-chofestan-7- ketoxims) (XV) werden bei 40" in 1 1 Benzol gelost. Zur noch wannen Losung gibt man 23 ccm Thwnyfchlorid, wobei die Temperatur etwas uber 50" steigt. Nach 10 Min. zersetzt man mit 800 ccm Wasser, trennt die benzolische Lasung ab, wascht sie erneut mit Wasser und bringt sie i. Vak. zur Trockne. Der kristalline Ruckstand wird mit wenig Petrolather verrieben. Nach Absaugen und Waschen rnit Petrolather 28.1 g, Schmp. 167--168", durch Stehenlassen des Filtrats irn Eisschrank weitere 4.5 g, Schmp. 166-167"; insgesarnt 32.6 g (78% d. Th.). Zur Analyse wird zweimal aus Cyclohexan umkristallisiert : Schmp. 169 - 170".

C2gH4gN03 (459.7) Ber. C 75.84 H 10.74 N 3.05 Gef. C 75.61 H 10.92 N 2.91

1961 R. TSCHESCHE, W. HAMMERSCHMIDT und G. SNATZKE 199

3~-Hydroxy-7-keto-7a-aza-B-homo-cholestun (XVII). - 5 g XVZ werden in methanol. Kulilauge durch einstiindiges Kochen verseift. Nach Ansauern mit SalzsEiure und Zugabe von Wasser 4.21 g (93 % d. Th.) Kristalle, die, aus Essigester und aus Aaton umkristallisiert, den Schmp. 196-197" zeigen.

C27H47N02 (417.7) Ber. C77.70 H 11.34 N 3.35 Gef. C 77.35 H 11.17 N 3.33

Die Reacetylierung von XVII in Pyridin/Acetanhydrid fihrt wider zu XVI. 3~-Hydroxy-7u-uzu-B-homo-choZestun (XVIII). - Zu 3.5 g Lithiumulunut in 100 ccm ather

gibt man unter Riihren portionsweise 10.0 g XVZ. Es wird 3 Stdn. unter RUcMuD gekocht. dann mit wenig Wasser und mit Bproz. Natronlauge zersetzt. Man trennt die Phasen und wascht die wiiDrige mit reichlich Ather. Die filtrierte und i. Vak. zut Trockne gebrachte iitherische LLlsung gibt aus Metbanol/Wasser 6.63 g Kristalle, Schmp. 109-1 lo". Durch Wasserzugabe zum Filtrat werden weitere 0.67 g vom Schmp. 107-108" erhalten, insgesamt 7.3 g (83 % d. Th.). Zur Analyse wird aus Aceton umkristallisiert: Schmp. 109-1 lo".

C27H49NO (403.7) Ber. C 80.40 H 12.23 N 3.47 Gef. C 80.30 H 12.06 N 3.55

Uber Digitanolglykoside, VI1)

ZUR KONSTITUTION DES DIGACETIGENINS von RUDOLF TSCHESCHE, WINRICH HAMMERSCHMIDT und GUNTHER SNATZKR

Aus der Biochemiscben Abteilung des Organisch-Chemischen Instituts der UniversitM Hamburg*)

Eingegangen am 13. Dezember 1960

Fur Digacetigenin wird die Konstitution eines AS-3(3.9a-Dihydroxy-Uaat- oxy-11.15-diketo-pregnens in Vorschlag gebracht.

Vor einiger Zeit berichteten wir iiber die Isolierung eines neuen Digitenolglykosides, des Digacetinins, aus einer Droge von Digitalispurpureu L., wahrscheinlich portugie sischer Provenienz2). Dieselbe Verbindung konnte inzwischen auch an andeer Stelle aus technischen Digitoxin-Praparaten gewonnen werdenu. Im Digacetinin sini 3 Moll. Digitoxose an das Genin, das 1 Acetylgruppe enthalt, gebunden; ein zweiter Essig- saurerest ist mit dem Zuckerteil verkniipft. Von den 5 Sauerstoffatomen des Desacetyl- digacetigenins C21H3005 sind 2 acetylierbar, 2 weitere miissen nach dem IR-Spektrum

*) Neue Anschrift : Chemisches Institut der Universitat Bonn. 1) V. Mitteilung: R. TSCHBSCHB und G. SNATZKE, Liebigs Ann. Chem. 636,105 (1960). 2) R. TSCHESCHE, W. HAMMEMCHWDT und G. GRIMMER, Liebigs Ann. Chem. 614, 136

(1958). 3) Herr PD. Dr. O.SCHINDLER. Basel. iibersandte uns freundlicherweise etwas & ~ C S

Produktes ,,HoJ 14" aus technischem Digitoxin, das durch duekten Vergleich mit D i g a d - genin identitiziert werden konnte.