CH638213A5 - Verfahren zur herstellung von 2,9-dioxatricyclo-(4,3,1,03,7)-decanen. - Google Patents

Verfahren zur herstellung von 2,9-dioxatricyclo-(4,3,1,03,7)-decanen. Download PDF

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CH638213A5
CH638213A5 CH971477A CH971477A CH638213A5 CH 638213 A5 CH638213 A5 CH 638213A5 CH 971477 A CH971477 A CH 971477A CH 971477 A CH971477 A CH 971477A CH 638213 A5 CH638213 A5 CH 638213A5
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Akiji Asai
Ivan Dr Ban
Samuel Dr David
Peter Willibrord Dr Thies
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Kali Chemie Pharma Gmbh
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 35 2,9-Dioxatricyclo[4,3,l,03-7]decanen der allgemeinen Formel
(I)
40
45
OAc,
(III)
50 in der Rô und R7 die obenangegebene Bedeutung haben, besonders gut kristallisieren und sich damit eine einfache Trennung der epimeren 10-Methyl-Verbindungen erreichen lässt.
Im Vergleich zu dem in der älteren Anmeldung beschrie-55 benen Verfahren besteht das Verfahren gemäss der hier vorliegenden Erfindung formal im wesentlichen darin, dass die Schritte der Aminolyse und Hydrierung in ihrer Reihenfolge vertauscht sind.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur 60 Herstellung von 2,9-Dioxatricyclo[4,3,1,03-7]decanen der allgemeinen Formel (I), in der die Reste Ri bis R7 die obenangegebene Bedeutung haben und das dadurch gekennzeichnet ist, dass man bei einem 3-Jodmethyl-4ß-acetoxy-10-me-thylen-2,9-dioxatricyclo[4,3,l,03'7]decan der allgemeinen 65 Formel (II), in der Ró und R7 die obenangegebene Bedeutung haben, die 10,11-Doppelbindung katalytisch hydriert, aus dem Reaktionsgemisch die epimeren 10-Methyl-Verbin-dungen isoliert, diese einer Aminolyse am C-3'-Atom unter-
638213
wirft und gegebenenfalls Umsetzungen am C-4-Àtom vornimmt.
Die Hydrierung kann mittels Wasserstoff an Platinoxid in einem neutralen Lösungsmittel in neutralem Medium erfolgen.
Aus dem Reaktionsgemisch wird zunächst die lOß-Methyl-verbindung isoliert, indem man den Katalysator aus dem Reaktionsgemisch abtrennt, das Lösungsmittel verdampft und den Rückstand aus Methanol umkristallisiert. Das Kri-stallisat wird dann noch einige Male aus Methanol umkristallisiert. Die lOa-MethylVerbindung wird dadurch erhalten, dass man die gesammelten Mutterlaugen zur Trockene eindampft, den Rückstand in Äther/Hexan 1:9 aufnimmt und an Kieselgel chromatographiert.
Die auf diese Weise gewonnenen reinen lOß- bzw. lOa-Ver-bindungen werden der Aminolyse mit sekundären Aminen, bevorzugt cyclischen Aminen, wie beispielsweise Piperidin, Morpholin, N'-substituierten Piprazin oder Pyrrolidin, unterworfen. Die Aminolyse kann von der 4ß-Acetoxy-Ver-bindung, aber auch von der entacetyclierten, freien 4ß-Hydroxy-Verbindung ausgehen. Soweit in den Ausgangs-rodukten der Aminolyse in 4-Stellung eine Acyloxygruppe vorhanden war, wird diese spätestens bei der Aufarbeitung des Aminolysereaktionsgemisches abgespalten, so dass in allen Fällen zunächst die 4ß-HydroxyVerbindung erhalten wird. Falls gewünscht, kann nach der Aminolyse eine weitere Umsetzung an dieser 4ß-Hydroxygruppe vorgenommen werden, etwa dadurch, dass man diese in an sich bekannter Weise in Acylate oder Carbamate überführt oder dass man die Hydroxygruppe vor der Aminolyse mittels der in der DT-OS 25 47 205 beschriebenen Weise in das 4-Decanon und dieses gegebenenfalls in die 4a-Hydroxyverbindung umwandelt und diese nach der Aminolyse in an sich bekannter Weise in Acylate oder Carbamate überführt.
Die Erfindung ist nachstehend am Beispiel des 3-Piperidi-nomethyl-4ß-hydroxy-8-methoxy-10-methyl-2,9-dioxatri-cyclo[4,3,1,03-7]decan-bitartrats näher erläutert, ohne jedoch auf diese Verbindung beschränkt zu sein.
Abgesehen von der unterschiedlichen Stellung der 10-Me-hylgruppe sind insbesondere die Substituenten an C-3' und C-4 in der vorstehend beschriebenen und an C-8 in der aus dem Stand der Technik bekannten (DT-OS 21 29 507) Weise variierbar.
Ausgangsmaterial für die Ausführungsbeispiele ist das nach Beispiel 2 der DT-OS 21 29 507 herstellbare 3-Jod-methyl-4ß-acetoxy-8-methoxy-10-methy len-2,9-dioxatri-cyclo[4,3,l,03-7]decan der Formel (IV)
ch30
10ß-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,l,03-7]decan (Va) aus 3-Jodomethyl-4ß-acetoxy-8-methoxy-10-methylen-2,9-dioxa-tricyclo[4,3,1,03-7]decan (IV).
Eine Lösung von 800 g (IV) in 31 Essigester wurde zu einer s Suspension von 35 g vorhydriertem Platinoxid in 300 ml Essigester gegeben. Es wurde bei Raumtemperatur und Normaldruck hydriert. Die Wasserstoffaufnahme war anfangs sehr schnell, gegen Ende verlief sie jedoch sehr langsam. Nach Aufnahme der theoretischen Menge an Wasserstoff io (47,21) wurde die Reaktionsmischung unter Stickstoff-Atmo-sphäre über Asbest filtriert. Nach Einengen erhielt man 804 g Rohprodukt (6100% d.Th.). Nach mehrmaligem Umkristallisieren aus Methanol erhielt man 542 g reines lOß-Epimeres (Va) [A 67% d.Th. bezogen auf (IV)].
15
25
(Va)
OAc
30 Summenformel: C13H19JO5 Molekulargewicht: 382.19 Fp.: 129°
[aß0: +24,5° (MeOH)
35 1.2 Herstellung von 3-Piperidinomethyl-4ß-hydroxy-8-methoxy-10ß-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,l,03-7]decan(VIa) aus 3-Jodomethyl-4ß-acetoxy-8-methoxy-10ß-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3, l,03-7]decan (Va).
54 g NaHCOs wurden in einer Lösung von 191g (Va) in 40 250 ml Piperidin suspendiert. Diese Suspension wurde unter starkem Rühren unter Rückfluss gekocht. Die leicht bewegliche Reaktionsmischung verwandelte sich innerhalb von 30 Min. in einen zähen Brei, der sich allmählich gelb färbte. Nach Ende der Aminolyse (ca. 4-5 Stunden) wurde das auf 45 Raumtemperatur abgekühlte Reaktionsgemisch in 500 ml Wasser aufgenommen, mit 200 ml 30%iger Natronlauge versetzt und viermal mit je 400 ml Äther extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden getrocknet, mit Aktivkohle geklärt und im Vakuum eingedampft. Das Rohprodukt so wurde über Kieselgel mittels n-Hexan/Diäthylamin gereinigt.
Ausbeute: 146,2 g (= 98,3% d.Th.)
55
OAc
(IV) CH
60 3
Beispiel 1
Herstellung von 3-Piperidinomethyl-4ß-hydroxy-8-me-thoxy-10ß-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,1,03J]decanhydro- 65 gentartrat.
1.1 Herstellung von 3-Jodomethyl-4ß-acetoxy-8-methoxy-
(VTa)
5
638213
Summenformel: C16H27NO4 Molekulargewicht: 297.4 Fp.: 60-61° (umkristallisiert aus Petroläther)
[afe0: -6,8° (MeOH)
1.3 Herstellung von 3-Piperidinomethyl-4ß-hydroxy-8-methoxy-10ß-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,1,03J]decan-hydrogentartrat (Vlla) aus 3-Piperidinomethyl-4ß-hydroxy-8-methoxy-10ß-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,1,03-7]decan (Vìa).
146,2 g (Via) wurden in 500 ml Äthanol gelöst und mit einer Lösung von 72 g L(+)Weinsäure in 1500 ml Äthanol unter starkem Rühren versetzt. Nach Ausfallen des Niederschlags wurde noch 1 Stunde bei 0° gerührt, filtriert und der Niederschlag mit kaltem Äthanol gewaschen. Die Substanz wurde im Vakuum bei 60° getrocknet.
Ausbeute: 213 g (495% d.Th.)
(Vb)
OAc
15
CH2-N
. COOH HC OH HOp
COOH
Summenformel: C13H19JO5 Molekulargewicht: 382,19 20 Fp.: 60-65°
[afe0: = +28,5 (MeOH)
2.2 Herstellung von 3-Piperidinomethyl-4ß-hydroxy-8-25 methoxy-10a-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,l,03-7]decan (VIb) aus 3 - J odomethyl-4ß-acetoxy-8-methoxy-1 Oa-methy 1-2,9-dioxatricyc!o[4,3,1,03-7]decan (Vb).
Die Aminolyse von (Vb) wurde nach dem im Beispiel 1.2 beschriebenen Verfahren ausgeführt.
30
Ausbeute: 40,8 g, d. s. 99% d.Th., bezogen auf 53 g (Vb).
(Vlla)
Summenformel: C20H33NO10 Molekulargewicht: 447.46 Fp.: 183°
[afe0: -6,5° in H2O [afe0:-11,6° in MeOH
Beispiel 2
Herstellung von 3-Piperidinomethyl-4ß-hydroxy-8-me-thoxy-10a-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,1,03J]decan-hy dro-gentartrat
2.1 Isolierung von 3-JodomethyI-4ß-acetoxy-8-methoxy-10a-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,l,03-7]decan (Vb) aus der Mutterlauge von 3-Jodomethyl-4ß-acetoxy-8-methoxy-10ß-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,1,03-7]decan (Va).
Die gesammelten methanolischen Mutterlaugen von (Va) aus Beispiel 1.1 wurden eingeengt. Der Rückstand, 250 g rotbraunes Öl, wurde in 700 ml MeOH gelöst und 24 Stunden bei 0°C stehen gelassen, wobei restliches (Va) auskristallisierte. Das abfiltrierte Kristallisat, 120 g [â 14,9% bezogen auf die eingesetzten 800 g (IV)], enthielt, NMR-spektroskopisch nachweisbar, etwa 10% CI0-a Epimeres (Vb). Diese 120 g Kristallisat werden hier nicht weiterverarbeitet.
Das Filtrat wurde eingeengt und der Rückstand, 130 g rotbraunes Öl, über die 25fache Menge Kieselgel mit Äther/ Hexan 1:9 als Elutionsmittel säulenchromatographisch gereinigt. Die einzelnen Fraktionen wurden durch DC auf Reinheit geprüft. Nach Vereinigen und anschliessendem Einengen der mit (Vb) angereicherten Fraktionen wurden 80 g hellgelbes Öl erhalten. Dieses öl wurde in H2O/Aceton 1:9 gelöst. Die gesättigte Lösung wurde auf 0° gekühlt und durch Anreiben mit einem Impfkristall zur Kristallisation gebracht. Nach zweimaligem Umlösen wurden 53 g [46,6% d.Th., bezogen auf (IV)] epimerenfreies (Vb) isoliert.
35 CH 0 3
CH2-N
(VIb)
50
Summenformel: C16H27NO4 Molekulargewicht: 297,4 Fp.: <0°
[afe0: -7,5° in MeOH
55
2.3 Herstellung von 3-Piperidinomethyl-4ß-hydroxy-8-methoxy-10a-methyl-2,9-dioxatricy clo[4,3,1,03J]decan-hydrogentartrat (Vllb) aus 3-Piperidinomethyl-4ß-hydroxy-60 8-methoxy-10a-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,1,03 7]decan (VIb).
Eine Lösung von 40 g (VIb) in 150 ml Äthanol wurde unter starkem Rühren mit einer Lösung von 20 g L(+)Weinsäure in 400 ml Äthanol tropfenweise versetzt. Nach beendeter «s Zugabe wurde die Reaktionsmischung eine Stunde bei 0° gerührt, danach filtriert und der Niederschlag mit kaltem Äthanol gewaschen. Das Kristallisat wurde im Vakuumtrok-kenschrank bei 60° getrocknet.
638213
HC OH
HOCH (Virb)
COOH
Ausbeute: 57 g (A 95% d.Th.)
Summenformel: C20H33NO10 Molekulargewicht: 447,46 Fp.: 182-185°
Md0: —11,9° in MeOH
B

Claims (10)

  1. 638213
    2
    PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von 2,9-Dioxatricyclo-[4,3,l,03"]decanen der allgemeinen Formel IA:
    3
    in welcher Ri einen tertiären Aminrest, R2 Wasserstoff, R3 Hydroxy, einer der beiden Reste R4 und Rs Wasserstoff und der andere Methyl, einer der beiden Reste Ró und R7 Wasserstoff und der andere Alkoxy oder Aralkoxy bedeuten, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einem 3-Jod-methyl-4ß-acetoxy-10-methylen-2,9-dioxatricyclo[4,3,1,03-7]decan der allgemeinen Formel II:
    OAc in welcher Ro und R7 die oben angegebene Bedeutung haben, die 10,11-Doppelbindung katalytisch hydriert, aus dem Reaktionsgemisch die epimeren 10-Methyl-Verbindungen isoliert und diese einer Aminolyse am C-3'-Atom und einer Verseifung der 4ß-Acetoxygruppe in beliebiger Reihenfolge unterwirft.
  2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mittels Wasserstoff in Gegenwart von Platinoxid hydriert.
  3. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man in Gegenwart eines Lösungsmittels, vorzugsweise Essigester, Methanol, Äthanol, Propanol, hydriert.
  4. 4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man aus dem Reaktionsgemisch als lOß-Methylverbindung durch mehrfache Kristallisation und die lOa-Methylverbindung durch Chromatographie der aus den Mutterlaugen der Kristallisation gesammelten Rückstände isoliert.
  5. 5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kristallisation in Methanol vornimmt.
  6. 6. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Chromatographie an Kieselgel in Äther/Hexan vornimmt.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung von Decanen der Formel IB:
    in welcher Ri, R4, Rs, Ró und R7 dieselbe Bedeutung wie in Patentanspruch 1 aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Verbindung der Formel II die 10,11 -Verbindung katalytisch hydriert, aus dem Reaktionsgemisch die epimeren 10-Methyl-Verbindungen isoliert, die 4ß-Acetoxy-gruppe zur 4ß-Hydroxygruppe verseift, die 4ß-Hydroxy-gruppe oxidiert und die erhaltene Verbindung der Aminolyse unterwirft.
  8. 8. Verfahren zur Herstellung von Decanen der Formel IC:
    R
    5
    OH
    in welcher Ri, R4, Rs, Re und R7 dieselbe Bedeutung wie in Patentanspruch 1 aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Verbindung der Formel II die 10,11 -Verbindung katalytisch hydriert, aus dem Reaktionsgemisch die epimeren 10-Methyl-Verbindungen isoliert, die 4ß-Acetoxy-gruppe zur 4ß-Hydroxygruppe verseift, die 4ß-Hydroxy-gruppe oxidiert, das 4-Decanon zur entsprechenden 4a-OH-Verbindung reduziert und die erhaltene Verbindung der Aminolyse unterwirft.
  9. 9. Verfahren zur Herstellung von Decanen der Formel ID:
    R,
    ■5
    [id]
    3
    in welcher einer der beiden Reste R' 2 und R' 3 Wasserstoff und der andere Acyloxy oder Carbamoyloxy darstellt und die Reste Ri, R4, Rs, Ró und R7 dieselbe Bedeutung wie in Patentanspruch 1 aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 1 eine Verbindung der Formel IA herstellt und die freie OH-Gruppe in 4-Stellung acyliert oder carbamoyliert.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    638213
  10. 10. Verfahren zur Herstellung von Decanen der Formel
    ID:
    CH2-R1
    ch2-r1
    (I)
    in der Ri einen tertiären Aminrest, einer der beiden Reste R2 und R3 Wasserstoff und der andere Hydroxy, Acyloxy oder Carbamoyloxy oder beide Reste R2 und R3 zusammen Sauerstoff, einer der beiden Reste R4 und Rs Wasserstoff und der andere Methyl, einer der beiden Reste Rs und R? Wasserstoff und der andere Alkoxy oder Aralkoxy bedeuten.
    Derartige Dioxatricyclodecane sind Gegenstand der älteren DE-OS 26 07 106.7. Sie zeichnen sich sowohl als freie Base als auch als Salz physiologisch unbedenklicher Säuren durch neuartige Wirkungen auf den Tiefschlaf und Parado-xalschlaf aus. Die Herstellung solcher Dioxatricyclodecane erfolgt gemäss der genannten älteren Anmeldung dadurch, dass man 3-Jodmethyl-4ß-acetoxy-10-methylen-2,9-dioxatri-cyclo[4,3,1,03-7]decane der allgemeinen Formel (II)
    (II)
    OAc cid]»
    in welcher einer der beiden Reste R' 2 und R' 3 Wasserstoff 20 und der andere Acyloxy oder Carbamoyloxy darstellt und die Reste Ri, R4, Rs, Ró und R7 dieselbe Bedeutung wie in Patentanspruch 1 aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch 8 eine Verbindung der Formel IC herstellt und die freie OH-Gruppe in 25 4-Stellung acyliert oder carbamoyliert.
    30
    in der Rô und R7 die obenangegebene Bedeutung haben, zunächst einer Aminolyse am C-3 ' - Atom unterwirft und danach die erhaltenen Amine an der 10,11-Doppelbindung hydriert und gegebenenfalls weitere Umsetzungen am C-4-Atom vornimmt.
    Bei der Hydrierung der 10,11-Doppelbindung der Amine entsteht ein Epimerengemisch, das zu etwa 90% aus der lOß-Methyl- und zu etwa 10% aus der lOa-Methyl-Verbin-dung besteht. Das Amin-Gemisch ist ein öliges, sehr schwer oder überhaupt nicht kristallisierendes Produkt, aus dem die reinen lOßbzw. 10a-Verbindungen nur schwer und unter Ausbeuteverlust isoliert werden können.
    Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass sich die 3-Jodmethyl-Verbindungen der Formel (II) selektiv an der 10,11-Doppelbindung hydrieren lassen, ohne dass das Halogen am C-3'-Atom oder der Acetoxy-Rest am C-4-Atom abgespalten wird und dass die C-lOß-epimeren 3-Jodmethyl-4ß-acetoxy-10ß-methyl-2,9-dioxatricyclo[4,3,1,03-7]decane der allgemeinen Formel (III)
CH971477A 1977-05-04 1977-08-08 Verfahren zur herstellung von 2,9-dioxatricyclo-(4,3,1,03,7)-decanen. CH638213A5 (de)

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