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ober das 28-Dihydro-ergosterin; von A. N'indaus und R. Jan9er.l)

[Aus dem Allgem. Chemischen Universitlitslaboratorium Gottingen.] (Eingelaufen am 24. November 1933.)

Die Additionsprodukte von Maleinsaureanhydrid oder Citraconsaure-anhydrid an gewisse Sterine haben uns schon fruher bei unseren Untersnchungen wertvolle Dienste ge- leistet.2) Wir wollen heute beschreiben, wie es mit Hilfe des Ergosteryl-acetat-maleinsaureanhydrids 3, gelingt, das 22-Dihydro-ergosterin zu gewinnen, das auf direktem Wege kaum zuganglich sein diirfte.

Wie bektinnt, liegt die eine der 3 Doppelbindungen des Ergosterins zwischen C,, und C,, in der Seitenkette3, die beiden anderen befinden sich i n konjugierter Stellung im Ring B oder C. Die fruher aufgestellte Forme16), die anch Hei 1 b r o n , M o r r i n s o n und S i m p s on befurworten 6),

halten wir nicht mehr aufrecht nnd verwenden vorlaufig Formel I.

CH-CH=CH /\ I

CH-CH, I

CH,CH,CH CH, CH-CH, I

UH, H2 1

CB, CH, C ' AH-- --AH2 CR, /-\I/\/ c:

I I BSC

I H O ~ H CH 6~ \/\/

CHB CH

l) Die Versuche sind von den Herren Dr. A. Li i t tr inghaus, Dr. Achtermann und Dr. D e r s c h begonnen und von Herrn cand. chem. R. Langer fortgefuhrt worden.

4 B. 64, 850 (1931); A. 488, 91 (1931); 489, 252 (1931): 492, 226 (1932); 499, 188 (1932).

,) Vgl. die vorstehende Arbeit von H. Tnhoffen. 4, Reindel u. E i p p h a n , A. 493,181 (1932); Guiteras, A. 494,

5, Nachr. Ges.-Wiss. Giittingen 1933, 100. SOC. 1983, 302.

W i n dxu 8.

116 (1932).

106 Windaus und Langer ,

CH-CH=CH I

CH-CH, I

CH-CH, I

CH,

In dem Ergosteryl-acetat-maleinsaureanhydrid (11) ist noch eine Doppelbindung im Kern und eine in der Seiten- kette vorhanden.

Wllirend bei der Bydrierung des Ergosterins l) das erste Mol. Wasserstoff nur im Kern addiert wird unter Bildung von Uihydro-ergosterin I (III), geht das erste Mol. Xasser- stoff bei der Hydrierung des Ergosteryl-acetat-maleinslure- anhydrids ansschliefilich in die Seitenkette, und es entsteht ein 22-Dihydro-ergoste1:yl-acetut-maleinsaureanhydrid. Bei der thermischen Spaltung verhllt sich diese Verbindung wie ihre nicht hydrierte Muttersubstanz, sie zerfallt glatt in ihre Komponenten und macht dadnrch das 22-Bihydro- eryostsrin (IV) zu einer ziemlich leicht zuglinglichen Substanz.

CH-CH-CH /\ I

CH, CH, CH CH, CH-CH, I

CH-CH, I

CH,

/\A/\ CH, CH,

I I CH, CH, (I: CH---CH, /\y\/ u

H,C I I

HOCK

III Dihydro-ergosterin 1.

Die Untersnchnng des 22-Bihydro-ergosterins schien nns eine interessante Aufgabe zu sein; bei den cbarakte- ristischsten Reaktionen des Ergosterins ist die Doppelbindung

1) A. 460, 232 (1928); 494, 116 (1932).

Ober das 22-Dihydro-eryosterin. 107

22 CH-CHS--C&

I I CH-CH,

CH, cH8 Cd'CH, CHI-CH, /\A/\ I yH* I

CH, I

\/\/ CH* CH

IV 22-Dihydro-ergosterin.

in der Seitenkette nicht beteiligt, nur bei der Ozonisiernng und bei der Anlagernng von 4 bzw. 6 Atomen Wasserstoff an Ergosterin wird sie in Mitleidenschaft gezogen; es sollte sich daher das 22-Dihydro-ergosterin in den meisten Eigen- schaften dem Ergosterin sehr ahnlich verhalten. Uas ist tatsachlich der Fall. Das 22-Dihydro-ergosterin zeigt an- nahernd dieselbe starke Linksdrehung wie Ergosterin nnd besitzt dasselbe charakteris tische Absorptionsspektrum zwischen 250-310 mp; fur die Lichtabsorption in diesem Bereich ist also die Doppelbindung in der Seitenkette ohne Be- aeutnng. Gegenuber ~~ale insaurean~i~dr id verhalt sich das 22-Dihydro-ergosteryl-acetat genan wie Ergosteryl-acetat. Anch gegeniiber Eosin am ficht zeigt das 22-Dihydro- derivat dasselbe sehr auffallende Verhalten wie Ergo- sterin l); bei Anwesenheit von Eosin und Sauerstoff liefert es ein krystallisiertes Peroxyd, das durch Zinkstaub nnd Kali- lauge zu einem Triola) aufgespalten wird. - Bei Abwesen- heit von SauerstoE wird das 22-Dihydro-ergosterin durch Eosin am Licht zu einem Pinahon dehydriert, das sich genau wie das Ergopinakon verhalt: es zerfallt beim Erhitzen unter Ahpallung von Methan in ein Dihydro-neo-eryosterin C,,H,,O, in welchem der Sechsring B oder C aromatischen Charakter angenommen hat.g) llieses Di~~ydro-neo-ergostetin (V) la&

I) A. 460, 225, 235 (1928). *) Dieeee Ergostentriol ist wahmcbeinlich ein Stereoiaomerea dee

friiher beaehriebenen Ergosten-triols [vgl. aueh A. 465, 156 (1928); 481, 130 (1930).] *) A. 497, 130 (1932).

108 Win da u s und La rig e r , sich auch durch vorsichtige katalytische Hydrieruny des Neo- ergosterins gewinnen.

2\;CH2-CH,

CH, CH, CH AH- CH, I

CB-CH, I

CH,

/ \ I / \ CH, C CH2

i I I CH-- -CH, CH, C

/\c/\L./ HO

I \/-\/

AObH b CH

CH, UH V Dihyd~o-~Ieo-er~osteriu,

Bei der Behandlung mit Chlorwasserstoff liefert das 22-Dihydro- ergosterin wie Ergosterin ein Qemisch von Isomeren l), aus denen sich das Behydro-ergostenol C,,H,,O isolieren lafit.

Dehydro-ergostenol ist fruher aus a-Ergostenol C28H480 und Benzopersaure iiber ein sehr unbestandiges Oxyd ge- wonnen worden.z)

Bei der katalytischen Hydrierung des 22 Dihydro-ergo- sterins erhalt man a-Ergostenol, Auch beim Behandeln mit Natrium + hhylalkohol (Propylalkohol) wird das 22-Dihydro- ergosterin hydriert. Hierbei entsteht aber ein y-Ergostenol, das uberraschenderweise von dem a- und P-Ergostenol ver- schieden ist; beim Schiitteln mit Platin- oder Palladiummohr geht es aber quantitativ i n a-Ergostenol iiber. Mit Chlor- wasserstoff wird das y-Ergostenol in ein Gemisch von Iso- meren verwandelt, aus denen sich das ,5-Ergostenol in Form seines Benzoats isolieren IaI3t.q &lit Mercuriacetat wird das y-Ergostenol in ein Dehydro-derivat ubergefuhrt , das noch nicht sorgfiiltig untersueht worden ist.

Bei der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht wird das 22-Dihydro-ergosterin ebenso schnell veriindert wie Ergo- sterin selbst; das rohe Bestrahlungsprodukt zeigt eine anti- racliitische Grenzdosis zwischen 0,5-1 y.

1) A. 488, 9t (1931). 8 ) A. 481, 125 (1930). Heilbron u. Wilkinson, SOC. 1932, 1708.

Uber das 22-Dih.ydro-ergosterin. 109

Wir glauben behanpten zu kgnnen, daS unser 22-Dihydro- ergosterin frei von Ergosterin war; denn das als Ausgangs- material verwendete Dihydro-ergosteryl-acetat-maleinsaure- anhydrid war mit Brom behandelt worden und hatte sich dabei als unangegriff'en erwiesen, wahrend das Ergosteryl- acetat-maleinsaureanhydrid glatt 1 Mol. Brom in der Seiten- kette addiert.l) Wir nehmen also an, daS dem bestrahlten 22 -Dihydro -ergosterin a19 solchem eine gewisse antirachi- tische Wirkung zukommt , die allerdings 30-40 - ma1 schwhher ist als diejenige des Vitamins D,.

Beschreibung der Versuche. 22 -Di h y d r o - e r go s t e.r y 1 - a c e ta t .

Das 22-Dihydro-ergosteryl-acetat-maleinsaureanhydrid wurde in Portionen von je 1,5 g etwa 1 Stunde im Vakuum der Wasserstrahlpumpe auf 260° erhitzt und dann im Hoch- vakuum destilliert. Das Destillat, das sich im Hals der Retorte angesammelt hatte, wurde aus Ather-Alkohol oder aus Essigester-Alkohol umkrystallisiert. Es wird so in prachtigen Tafeln gewonnen, die bei 157-158 O schmelzen.

4,259 mg Subst.: 12,79 mg CO,, 4,305 mg H,O. C,,H,,O, Ber. C 81,75 H 10,99 Gef. C S1,91 H 11,31.

30,5 mg Subst., 2 com Chloroform, E = 1 dm, a, = - l,t4O, [a];'= - 74,S0.

Wird 22-Dihydro-ergosteryl-acetat 4 Stunden mit Malein- saureanhydrid und Xylol auf 135O erhitzt, liefert es das Additionsprodukt Uihydro - ergosteryl- acetat - maleinsaure- anhydrid.

22 -L)i h y d r o-erg o s t e rin. Das Acetyl-derivat wurde in der ublichen Weise mi t

alkoholischer Kafilauge durch 2-stundiges Erwarmen im Stickstoffvtrom verseift und lieferte hierbei ein Reaktions- produkt, das nach den1 Umkrystallisieren aus Essigester- Nethanol in Nadeln vom Schmelzp. 152-153 O krystallisiert.

[.]Ag = - logo, Losungsmittel Chloroform.

I) Vgl. die vorstehende Arbeit von H. Inhoffen.

110 Windaus wtd L a n g e r ,

Beim Trocknen i. V. bei looo verliert es sein gesamtes Krystall wasser sehr langsam und liefert daher leicht etwas zu niedrige Kohlenstoffwerte bei der Verbreonung. In seinen LoslichkeitsverhLltnissen und in seinen Farbreaktionen gleicht das 22- Uihydro - ergosterin dem Ergosterin selbst. duch im chemischen Verhalten sind sich die beiden Ver- bindungen, wie schon hervorgehoben worden ist, sehr ahn- lich; der Hauptunterschied gegeniiber dem Ergosterin be- steht darin, daD das 22-Dihydro-ergosterin beim Behandeln rnit Ozon keinen Methyl-iso-propyl-acetaldehyd liefert.

22- Dihydro-ergosteryl- acetat-peroxyd. 3 g 22-Dihydro-ergosteryl-acetat wurden mit 3 mg Eosin

in 1 Liter Alkohol gelost und unter Durchleiten von Sauer- stoff 96 Stunden rnit einer 500 Watt-Lampe bestrahlt. Nach dem Einengen des Losungsmittels krystallisierten 1,2 g in s c h h e n Nadeln aus, nach dem Umkrystallisieren aus Essig- ester-Alkohol schmolz die Substanz bei 173O; sie ist dem Ergosteryl-acetat-peroxyd sehr ahnlich.

4,318 mg Subet. (5 Stunden i. Hochv. bei looo getr.): 12,05 mg CO,, 3,89 mg H,O. CsoH,80, Ber. C 76,21 H 10,24 Gef. C 76,08 H 10,08.

22,s mg Subst., 2 ccm Chloroform, I = 1 dm, aD = + 0,1lo, [a]hs= +- 9,7O.

Wird bei der photochernischen Oxydation statt des Acetylderivats der freie Alkohol verwendet, erhalt man das 22-Dihydro-ergosterin-pero~~~, das bei 1 7 1' schmilzt und in chloroformischer Losung fur [a]:' den Wert + 5,4O liefert.

Isom. Ergosten-triol. 0,8 g Peroxyd in 100 ccm 10-proc. alkoholischer Kali-

lauge wurden mit 8 g Zinkstaub 1 Stunde auf dem sieden- den Wasserbade erwarmt; die Losung wurde heiB filtriert und das organische Reaktionsprodukt durch Anspritzen rnit Wasser ausgefallt. Nach mehrfachem Umkrystallisieren aus Essigester-Alkohol bildet es Blattchen, die bei 218O unter Zers. schmelzen. I n Pyridinlbsung besitzt es keine sicher nachweisbare Drehung.

tfaer dao 22-Dihydro-ergosterin. 111

4,081 mg Subst.: 11,57 mg CO,, 4,06 mg H,O. C,,H,,O, Ber. C 77,70 H 11,19 Gef. C 77,31 H 11,13.

Der Stoff enthalt, wie die Zerewitinoff-Bestimmuag seigt, 3 Hydroxylgruppen: 13,19 mg Subst.: 2,13 ccm Methan 740 mm).

Ber. 30H 11,80 Cfef. 11,27.

Das Trio1 ist noch nicht genau untersucht worden.

22-Bihydro-ergopinakon-diaeetat. 0,9 g 22-Dihydro-ergosterylacetat und 0,9 g Eosin

wurden in einer luftfreien Mischung von 170 ccm Alkohol und 30 ccm Benzol gelijst und unter AusschlnB von Sauer- stoff 72 Stunden mi t einer 500 Wttttlampe bestrahlt; die in reichlicher Menge ausgeschiedenen voluminBsen Nadeln wurden abgesaugt und aus Benzol-Alkohol umkrystallisiert; sie sind leicht loslich in Pyridin, Chloroform und Benzol, fast unlijslich in Alkohol und schmelzen bei 200O.

4,597 mg Subst.: 13,77 mg CO,, 4,39 mg HsO. C,oH,,O, Ber. C 81,93 H 10,78 Gef. C 81,70 H 10,69.

22 mg Subst., 2 ccm Chloroform, 2 = 1 dm, a, = - 1,770, [a]bo = - 161 O.

Bei der Zerewitinoff-Bestimmung wird kein Methan erhalten. Verwendet man bei der Bestrahlung statt des Scetats das 22-r)ihydro-ergosterin, so erhalt man das Pinakon selbst; es schmilzt unter Zersetzung bei 197O, dreht fur [o;lb6 bei -204O; mit Pyridin und Essigsaureanhydrid wird es in das oben beschriebene Diacetyl-derivat verwandelt.

D i h y d r o - n e o - e r go s t e r i n a us d em D ih y d ro -pin a ko n. 0,6 g Dihydro-ergo-pinakon wurden bei 0,l mm 1 Stunde

auf 180' erhitzt und dann im Hochvakuum destilliert. Da das Bestillat zunSichst Slig blieb, wurde es mit Pyridin- Essigsaureanhydrid in das Acetyl-derivat ubergefuhrt und dieses aus Aceton umkrystalliaiert. Es bildet kleine Krystall- blattchen vom Schmelzp. 118'.

4,442 mg Subst.: 13,36 mg CO,, 4,17 mg H,O. C,,H,,O, Ber. C 82,OO H 10,45 Gef. C 82,02 H 10,51.

35 mg Subst, 2 cctm Chloroform, 2 = 1 dm, UD = - 0,06b0, [a]Ac = - 3,l O.

112 Windaus und A a n g e r ,

Bei der Titration mit Benzopersaure addiert das Di-

Bei der Verseifung rnit alkoholischer Kalilauge liefert hydro-neo-ergosteryl-acetat keinen Sauerstoff.

es ein Dihydro-neo-ergosterin vom Schmelzp. 150'.

Uih y d r o - ne o - er g o s t e r y l - a c e t a t a u s N eo - e r g o s t e r y l - a c e t a t.

0,2 g Neo-ergosteryl.acetat, aus Ergopinakon bereitet, wurdeu in A cetonlosung rnit Palladiummohr und Wasser- stoff geschuttelt; das Reaktionsprodukt, aus Aceton um- krystallisiert, bildete Blattchen vom Schmelzp. 118O, die rnit dem oben beschriebenen Dihydro-neo-ergosteryl-acetat keine Schmelzpunktserniedrigung gaben.

4,873 mg Subst.: 13,19 mg GO,, 3,91 mg HpO. C,,H,,O, Ber. C 82,OO H 10,45 Gef. C 82,24 10,Oo.

Durch Verseifung rnit alkoholischer Kalilauge wurde das A cetat in das Dihydro-neo-ergasterin iibergefuhrt, das bei 150' schmolz und rnit dem auf anderem Wege bereiteten Dihydro -neo- ergosterin keine Schmelzpunktserniedrigung zeigte.

Uml a g e r u n g d e s 22- D i h y d ro - e r go s t e r i n s mi t C h l o r w a s s er s t off.

0,40 g 22-Dihydro-ergosterylacetat wurden in 40 ccm trocknem Chloroform gelost; in die eisgekuhl te Losung wurde wahrend 2 Stunden Chlorwasserstoffgas eingeleitet; dann wurde die Chloroformlosung vorsichtig rnit iiber- schussiger Natriumbicarbonat-Losung durchgewhiittelt und eingedampft. Der Ruckstand bildete nach mehrfachem Um- krystallisieren aus Ather-Methylillkohol Blattchen, die bei 133O schmolzen und rnit dem bei 135' schmelzenden Dehydro- ergostenol-acetat keine Schmelzpunktserniedrigung gaben.

19,s mg Subst., 2 ccm Chloroform, 1 = 1 dm, an = - 0,29O, [a]X5 = .- 29,3O.

Fur Dehydro-ergostenol-acetat ist gefunden [alf" = - 28,5 O. Auch das Spektrum unseres Stoffes stimmte mit demjenigen des Dehydro- ergostenol-aoetats iiberein.

06er das 22-Bihydro-ergosterin . 113

H y d r i e r u n g d e s 2 2 - D i h y d r o - e r g o s t e r i n s zum G-Er g o s t enol.

0,3 g 22-Dihydro-ergosteryl-acetat wurden in Essigester rnit Palladiummohr und Wasserstoff hydriert; innerhalb 1 Stunde wurde die fur 1 Mol. berechnete Menge Wasser- stoff aufgenommen. Uas Reaktionsprodukt bildete Blattchen vom Schmelzp. l l O o ([u], = O o ) und gab rnit a-Ergostenol- acetat keine Schmelzpunktserniedrigung. Das verseifte Produkt zeigte die Eigenschaften des a-Ergostenols, es schmolz bei 130-131° und zeigte fur den Drehwert von + 11O. y-E r go s t e n o 1.

1,8 g 22-Dihydro-ergosterin wurden in der iiblichen Weise rnit Natrium und Propylalkohol 5 Stunden hydriert; nach Zusatz von Wasser wurde das Reaktionsprodukt rnit Ather ausgeschiittelt und nach dem Verdampfen des Athers aus Aceton oder aus Methylalkohol umkrystallisiert. Es wurden lange Nadeln erhalten, die bei 145-146 O schmolzen. Da das Material bei 280mp noch der Absorption des 22-Dihydro-ergosterins zeigte, wurde es in Acetonlijsung 5 Minuten rnit Kaliumpermanganat auf dem Wasserbad er- hitzt. Nach der Aufarbeitung wurde nunmehr ein Produkt erhalten, das bei 280 my keine Absorption mehr zeigte. Der Schmelzpunkt war dagegen kaum verandert; [u]:' = 04

C,,H,,O Ber. C 83,92 H 12,08 Gef. C 84,09 H 11,84. 4,365 mg Subst.: 13,460 mg CO,, 4,620 mg H,O.

Das in der iiblichen Weise bereitete Aeetylderiwut krystallisiert in Blattchen und echrnilzt bei 157O.

[a]:' = - 5,3" (Chloroform). Das y-Ergostenol-beirxoaI wurde mit Pyridin uud Benzoylchlorid

dargestellt; es bildet ails Beozol-Alkohol Blattchen, die bei 179O sehrnelzen; es besitzt keine nacbweisbare optivche Aktivitiit.

4,253 m g Subst. (i. V. bei l o O D getr.): 12,930 mg CO,, 3,890 mg H,O. C,,H,,O, Ber. C 83,27 H 10,39 Gef. C 82,90 H 10,32.

Das in Pyridinltisung mit 3,5-Dinitro-benzoyl-chlorid bereitete Dilaitro-benxoat bildet aus Chloroform-Alkohol gelbe Nadeln vom Schmclzp. 209-2 10 O.l)

l) Das Diaitro-benzoat des a-Ergostenole bildet aus Aceton schwach gelbe Nadeln vorn Schrnelzp. 196-197O.

7,42 mg Subst.: 0,304 ccm NP (23O, 767 mm). C,,H,,N,O, Ber. N 4,71 Gef. N 4,77.

Annalen der Chemie. 608. Band. &

114 Windaus und Aanger, Uber das 22-Dihydro-ergosterin.

7,62 mg Subst.: 0,306 ccm N, (el0, 760 mm). C,,H,,N,O, Ber. N 4,71 Gef. N 4,66.

Bei der Verseifung des Dinitro-benzoesaureesters wird das y-Ergostenol vom Schmelzp. 146 O zuruckgebildet. Beim Erhitzen des y-Ergostenols mit Maleinsaurean hydrid auf 135O bleibt das y-Ergostenol unverandert. Beim Schu tteln mi t Platin- oder Palladiummohr und Wasserstoff geht das y-Ergostenol quantitativ in a-Ergostenol iiber, das einwand- frei identifiziert wurde. Eine Wasserstoflaufnahme ist bei dieser Reaktion nicht mit Sicherheit erkennbar.

I s o m e r i s i e r u n g des y -Ergos t eno l s . 0,4 g y-Ergostenol-benzoat wurden in chloroformischer

Losung 3 Stunden bei O o mit Chlorwasserstoffgas behandelt; dann wurde die Chloroformlosung i. V. eingedampft und der Ruckstand aus Benzol-Alkohol umkrystallisiert. Hierbei stieg der Schmelzpunkt allmahlich von 133' auf 157O.

22,5 mg Subst., 2 ccm Chloroform, 1 = 1 dm, a, = + 0,22O, [a];* = f 204

Das nach derVorschrift von H e i l b r o n und Wilk inson ' ) aus a-Ergostenol- benzoat bereitete j3-Ergostenol- benzoat schmolz bei 157-158O und gab mit dem oben erwahnten Benzoat aus y- Ergostenol- benzoat keine Schmelzpunkts- depression, H e i l b r o n gibt fur =+ 18,3O an.

Der Notgemeinschaft der Deutsehen Wissemchaft, der 1. ci. Farben- industrie 8.-GL., Werk Elberfeld und der Chemisehen Fabrik E. Merck danke ich vielmals fur die Unterstutzung unserer Arbeiten uber Ergo- sterin. W i n d au s.

soc. 1952, 1708.

(Abgeschlossen am 6. Dezember 1933.)

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