DE2725713A1 - Neue derivate von 3-alkyl-1,9-dihydroxy- und -1-hydroxy-9-keto-dibenzo eckige klammer auf b,d eckige klammer zu pyranen - Google Patents
Neue derivate von 3-alkyl-1,9-dihydroxy- und -1-hydroxy-9-keto-dibenzo eckige klammer auf b,d eckige klammer zu pyranenInfo
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Description
PFENNING - MAAS
EIN'.G-LEMKE-SPOTT
EIN'.G-LEMKE-SPOTT
SHEiMEaSTH. 299
BOOO MÜNCHEN 40
BOOO MÜNCHEN 40
X-4699
Neue Derivate von 3-Alkyl-1,9-dihydroxy- und -1-hydroxy-9-keto-dibenzo/b,d/pyranen
709851/0969
1-Hydroxy-9-keto-3-alkyl-dibenzo/b,d/pyrane oder 1,9-Dihydroxy-3-alkyl-dibenzo/b,d/pyrane
werden durch Fermentation mit dem Mikroorganismus Bacillus cereus NRRL B-8172 am vorletzten Kohlenstoffatom
der Alkylseitenkette oxidiert, wodurch neue Verbindungen gebildet werden.
Die US-PS 3 822 188, 3 808 234 und 3 864 492 zeigen die Fer-
q
mentation von Delta -THC (1-Hydroxy-3-n-pentyl-6,6,9-trimethyl-6a,7,10,10a-tetrahydrodibenzo/b,d/pyran) mit Mikroorganismen, wie Cunninghamella blakesleeana, Streptomyces viridoilavus, Mucor parasiticus, Aspergillus fonsecaeus, wobei die entsprechenden 4'-Hydroxyderivate erzeugt werden, d. h. Verbindungen, deren n-Pentylseitenkette durch die Wirkung des Mikroorganismus an ihrem vorletzten Kohlenstoffatom oxidiert wird. Die so erzeugten Verbindungen werden als antidepressiv wirksam
mentation von Delta -THC (1-Hydroxy-3-n-pentyl-6,6,9-trimethyl-6a,7,10,10a-tetrahydrodibenzo/b,d/pyran) mit Mikroorganismen, wie Cunninghamella blakesleeana, Streptomyces viridoilavus, Mucor parasiticus, Aspergillus fonsecaeus, wobei die entsprechenden 4'-Hydroxyderivate erzeugt werden, d. h. Verbindungen, deren n-Pentylseitenkette durch die Wirkung des Mikroorganismus an ihrem vorletzten Kohlenstoffatom oxidiert wird. Die so erzeugten Verbindungen werden als antidepressiv wirksam
bezeichnet. In der US-PS 3 897 306 wird über die Oxidation βίο
nes Isomeren (Delta -THC) durch Streptomyces lavendulae oder Peliculiaria filamentosa berichtet, bei der eine völlig andere
nes Isomeren (Delta -THC) durch Streptomyces lavendulae oder Peliculiaria filamentosa berichtet, bei der eine völlig andere
Verbindung gebildet wird, nämlich ein 7-Hydroxy-Delta -THC-derivat
durch Hydroxylierung des C7-Kohlenstoffatoms. Robertson,
et al. (Biomedical Mass Spektrometry, 1975(2) 266-271) haben gefunden, daß die Einwirkung des Pilzes Syncephalastrum racemasum
9 8
auf Delta -THC, Delta -THC, Cannabinol und Cannabidiol zu Produkten
führt, die am vorletzten Kohlenstoffatom eine Hydroxylgruppe tragen.
Eine Reihe von 1-Hydroxy-3-alkyl-6,,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-onen
haben sich als wertvolle antidepressive, Angstzustände verhütende oder lindernde, sedative und
analgetische Wirkstoffe erwiesen (vergl. US-PS 3 928 598). Verbindungen dieser Struktur wurden zuerst als Zwischenpro-
8 9
dukte für die Herstellung von Delta - oder Delta -THC synthetisiert
/J. Am. Chem. Soc, 88, 2078 (1966), 89, 5934 (1967); vergleiche auch US-PS 3 507 885 und 3 636 058/. Über die
8 9
gleiche Gruppe von Delta - und Delta -THC-Verbindungen wird auch in der US-PS 3 873 576 berichtet.
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-ST-
(o
1-Hydroxy-9-keto-3-alkyl-dibenzo/b,d^/pyrane oder 1,9-Dihydroxy-3-alkyl-dibenzo/b,d/pyrane
durch chemische Verfahren herzustellen, würde äußerst schwierig sein. Gegenstand dieser Erfindung
ist die Durchführung dieser Reaktion unter Verwendung eines
Mikroorganismus, Bacillus cereus NRRL B-8172.
Mikroorganismus, Bacillus cereus NRRL B-8172.
Ein Gegenstand der Erfindung sind neue Verbindungen der allgemeinen
Formel I
CH3-♦
1VVT1
CHa
: CH-(CHz)
worin bedeuten:
X und Y
einer der Reste des Paars R und R und
2 einer der Reste des Paars R und R
entweder beide Wasserstoffatome oder einer dieser Reste Hasserstoff
und der andere eine Methylgruppe,
Wasserstoff
und der jeweils andere dieser Reste
oder das Paar R und R
2 3 und das Paar R und R
eine Hydroxylgruppe
jeweils zusammen das Sauerstoffatom einer Ketogruppe und
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den Wert 1,2,3 oder
- IT-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer oxidierten Verbindung der Formel I, worin
12 3
X, Y, R, R , R , R und η die vorstehend angegebenen Bedeutungen
haben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der Formel II
-CH2-CH3
II
worin X und Y
entweder beide Wasserstoffatome oder einer dieser Reste Wasserstoff
und der andere eine Methy!gruppe bedeuten,
den Wert 1,2,3 oder hat und
einer der Reste R und R
Wassserstoff
und der andere dieser Reste oder beide Reste R und R zusammen
eine Hydroxylgruppe
das Sauerstoffatom einer Ketogruppe bedeuten,
mit Hilfe eines Stammes des Mikroorganismus Bacillus cereus
oxidiert wird.
Die oxidierende Wirkung der Species Bacillus cereus auf Dibenzo-
pyran-1-ol-9-on- oder Dibenzopyran-1,9-diol-Substrate kann unter
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den üblichen Bedingungen der submersen Kulturfermentation erfolgen,
oder die Zellen des wachsenden Mikroorganismus können gewonnen und erneut suspendiert und die erhaltene Suspension mit dem
Substrat versetzt werden.
Die bei der Fermentation gebildeten neuen Produkte der obigen Formel I werden durch übliche Extraktionsmaßnahmen isoliert
und durch Hochleistungs-Flüssigchromatographie und/oder präparative Dünnschichtchromatographie gereinigt. Die Strukturen
werden durch NMR-, Massen-, UV- und Infrarotspektroskopie bestimmt.
Zu auf diese Weise herstellbaren Verbindungen gehören die folgenden:
Aus trans-1-Hydroxy-3-(1 *,2'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on
a. trans-1,6',9-Trihydroxy-3-(1',2'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran;
b. trans-1,9-Dihydroxy-3-(1',2'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-6'-on;
c. trans-1,6'-Dihydroxy-3-(1',2'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on;
d. (+)-trans-1-Hydroxy-3-(1·,2'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl)-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-6',9-dion.
Aus trans-1-Hydroxy-3-(1',1'-dimethyloctyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on
a. trans-1,7',9-Trihydroxy-3-(1',1'-dimethyloctyl/-6,6-dimethy1-6,6a,7,8,10,10a-hexyhydro-9H-dibenzo/b,d/pyran;
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b. trans-1,9-Dihydroxy-3-(1',1'-dimethyloctyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-7'-on;
c. trans-1,7'-Dihydroxy-3-(1',1'-dimethyloctyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexyhydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on;
d. (+)-trans-i-Hydroxy-3-(1',1'-dimethyloctyl/-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,1O,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-7',9-dion.
Aus cis-1-Hydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9~on
a. cis-1,6',9-Trihydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,
6a, 7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzoj/b,d^/pyran;
b. cis-1,6'-Dihydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on;
c. cis-1,9-Dihydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro~9H-dibenzo/b,d/pyran-6'-on;
d. (+)-cis-1-Hydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-6',9-dion.
Aus trans-1-Hydroxy-3-(1',1'-dimethylpentyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on
a. trans-1,4',9-Trihydroxy-3-(1',1'-dimethylpentyl)-6,6-dimethy1-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/-pyran;
b. trans-1,9-Dihydroxy-3-(1',1'-dimethylpentyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/-pyran-4'-on;
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c. trans-1,4'-Dihydroxy-3-(1',1'-dimethylpentyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on;
d. (+)-trans-1-Hydroxy-3-(1', 1'-dimethylpentyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-4',9-dion.
Zu weiteren Verbindungen der oben angegebenen Formel I gehören folgende:
cis-1,51-Dihydroxy-1',1',2',6,6-pentamethyL-3-hexyl-6,6a,7,8,-10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on;
cis-1',2',6,6-Tetramethyl-3-hexyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-1,5',9-triol;
cis-1' ,2' ^,e-Tetramethyl-S-pentyl-ö^a,?^, 10, 10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-1,4',9-triol;
cis-1 ' ,2* ,Sje-Tetramethyl^-pentyl-e^a,?^, 10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-1,4'-diol-9-on.
Verbindungen der obigen Formeln I und II enthalten Asymmetriezentren
bei 6a und 10a, und wenn einer der Reste R und R eine Hydroxylgruppe und der andere Wasserstoff bedeutet, auch bei 9.
Außerdem können Asymmetriezentren in der Alkylseitenkette vorhanden sien, beispielsweise liegen, wenn diese Gruppe eine
1,2-Dimethylheptylgruppe ist, zwei Asymmetriezentren an C1 1 und
C-' in der Seitenkette vor. Nach der in J. Am. Chem. Soc, loc.
cit. beschriebenen Arbeitsweise, wobei eine Isomerisierung der Doppelbindung aus der Delta6a(1Oa)-Stellung in die Delta10(1Oa)-Stellung
stattfindet, wird ein Racemat gebildet, worin Cga
asymmetrisch ist, wobei sich der Wasserstoff oberhalb oder unterhalb der Ebene des Dibenzopyranringsystems befindet. Durch
Hydrierung der Delta -Doppelbindung mit beispielsweise
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einem aktiven Metall in flüssigem Ammoniak wird ein zweites Asymmetriezentrum an C„ erzeugt, aber der Wasserstoff, der
ι (ja
unter den Hydrierungs- oder Reduktionsbedingungen an diesen Kohlenstoff angelagert wird, geht gewöhnlich in die stärker
begünstigte trans-Konfiguration zu dem Wasserstoff an Cß , wobei
eine geringere Menge der Verbindung mit cis-Konfiguration gebildet wird. Reduktion der Ketogruppe an Cq ergibt eine
Mischung von Isomeren, worin die Hydroxylgruppe in axialer (9alpha) oder äquatorialer (9ß) Konfiguration vorliegt. Eine
Verbindung, deren Seitenkette kein Asymmetriezentrum enthält, zum Beispiel 1,9-Dihydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethy1-6,6a,7,8,10,1Oa-hexahydro-6H-dibenzo/b,d/pyran,
liegt somit in vier Racematen oder racemischen Paaren vor, was insgesamt
acht Stereoisomere ergibt. Verbindungen, wie 1,9-Dihydroxy-3-(1',2·-dimthylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,1Oahexahydro-6H-dibenzo/b,d/pyran,
die zwei weitere Asymmetriezentren in der Seitenkette enthalten, haben insgesamt fünf
Asymmetriezentren, nämlich bei 6a,9,10a und bei C1 1 und C2'
in der Seitenkette, woraus sich 32 mögliche Isomere und 16 verschiedene Racemate ergeben.
Verbindungen mit einer Ketogruppe an Cg haben selbstverständlich
ein Asymmetriezentrum weniger. So kommt beispielsweise 1-Hydroxy-3-(1·,1■-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10ahexahydro-6H-dibenzo/b,d/pyran-9-on
in Form von 4 Stereoisomeren statt 8 im Fall der analogen 9-Hydroxyverbindungen vor.
Außerdem wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn das
vorletzte Kohlenstoffatom der Alkylseitenkette hydroxyliert wird, ein weiteres asymmetrisches Kohlenstoffatom gebildet.
Es wird angenommen, daß diese Hydroxylierung stereoselektiv verläuft, d. h. eines der beiden möglichen Isomeren wird in
überwiegender Menge, wenn nicht praktisch ausschließlich, gebildet.
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-X-
Ist das Endprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Seitenkettenketon,
dann liegt kein weiteres asymmetrisches Kohlenstoffatom vor, und die Zahl der Stereoisomeren ist die
gleiche wie die der Stereoisomeren im Substrat. Die erfindungsgemäßen Fermentationsverfahren können auch zur Ausbildung
eines AsymmetrieZentrums an Cg durch Reduktion eines
C„-Ketons führen, das als Substrat verwendet worden ist, wodurch
die Anzahl der asymmetrischen Kohlenstoffatome um eines erhöht wird. Auch hier wird angenommen, daß diese Reduktion
hauptsächlich stereospezifisch verläuft und daß nur eines der Cg-Hydroxyisomeren gebildet wird, nämlich das 9S-Hydroxyisomere.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I werden folgendermaßen
hergestellt:
Eine lyophilisierte Kultur von Bacillus cereus NRRL B-8172
wird in einem vegetativen Medium gezüchtet, das Glucose, Mineralien und Hefeextrakt neben anderen Bestandteilen enthält. Die
Kultur wird dann in einen großen Kolben überführt, der das eben erwähnte Medium enthält, und der Organismus wird wiederum ein
bis zwei Tage inkubiert. Das ausgewählte Substrat kann der Kultur zu diesem Zeitpunkt zugesetzt werden. Man kann aber auch
durch Gewinnen der Zellen aus dem Züchtungsmedium und Suspendieren dieser Zellen in sterilem Puffer eine Zellsuspension
herstellen. Das Substrat wird gewöhnlich als äthanolische Lösung zugegeben, und die Fermentation wird dann 4 bis 8 Tage
geführt. Die Umwandlungsprodukte und noch verbliebenes Ausgangsmaterial werden durch Extraktion des Kulturmediums vor oder nach
Abfiltrieren der Zellen mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel,
wie Äthylacetat, gewonnen. Die so erhaltenen organischen Extrakte werden vereinigt, mit Puffer gewaschen, getrocknet,
filtriert und dann im Vakuum zur Trockne eingeengt. Die mit diesem Rückstand isolierten Fermentationsprodukte werden
dann durch Säulenchromatographie getrennt.
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Die in den Zellen enthaltenen Oxidations-Reduktions-Enzymsysteme
können aber auch durch Lyse der Zellen, Entfernen der Zellbruchstücke durch Filtrieren und Gewinnen der isolierten
Enzyme im Filtrat isoliert werden. Wie zuvor wird das Substrat zu dem umwandelnden System, in diesem Fall einem isolierten
Enzymsystem in entsprechenden Konzentrationen gegeben, und das Reaktionsgemisch wird geschüttelt, bis eine beträchtliche Menge
Produkt der Formel I gebildet ist.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.
Ein als Bacillus cereus NRRL B-8172 (A36659) bezeichnetes Bodenisolat
wird 48 bis 96 Stunden auf einer Schrägkultur bei einer Temperatur von 25 bis 30 0C unter Verwendung des folgenden
Mediums gezüchtet: 1,5 g Rindfleischextrakt, 6,0 g Pepton,
3,0 g Hefeextrakt, 20 g Agar, 1 Liter entionisiertes Wasser. Das Medium wird vor der Verwendung 15 Minuten in einem Autoklaven
auf 121 0C erwärmt. (Anfangsdruck 1 kg/cm2). Die Schrägagarkulturen
werden bei 4 0C aufbewahrt. Die Zellen von 48 bis
96 Stunden alten Schrägkult.uren werden lyophilisiert und bei 4 0C gelagert. Die lyophilisierten Zellen werden zum Inokulieren
eines Kolbens mit folgendem Medium verwendet:
Glucose 30,00 g
Hefeextrakt 1,00 g
(NH4J2SO4 10,00 g
Na2SO4 0,50 g
K3HPO4 5,00 g
MgSO4.7 H2O 0,40 g
FeSO4.7 H2O 0,02 g
MnSO4.4 H2O 0,02 g
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NaCl 0,02 g
H3BO3 0,50 mg
CuSO4.5 H3O 0,04 mg
Na2MoO4. 2 H2O 0,20 mg
ZnSO4.7 H3O 8,00 mg
CaCl2 0,05 mg
CoCl2.6 H3O 0,20 mg
deionisiertes H_0 1,00 1
Der pH-Wert des Mediums wird mit konzentrierter Salzsäure auf 7,0 eingestellt, worauf das Medium in Anteilen von 50 oder
1OO ml auf 250 oder 500 ml Erlenmeyer-Kolben verteilt und jeder Kolben mit einem Wattebausch verschlossen wird. Die mediumhaltigen
Erlenmeyer-Kolben werden, wie oben beschrieben, im Autoklaven behandelt, worauf die Beimpfung erfolgt. Nach dem Beimpfen mit
einer lyophilisierten Kultur von NRRL B-8172 werden die Kolben 24 bis 48 Stunden auf einer Rundschüttelvorrichtung (250 Umdrehungen
pro Minute, 6,35 cm Hubhöhe, 2,5 inch stroke) bei 30 0C inkubiert.
Aus diesen Fermentationsansätzen werden die Zellen durch Zentrifugieren
bei 2300 Umdrehungen je Minute bei 4 0C während 20 bis 30 Minuten und Abgießen der überstehenden Flüssigkeit abgetrennt.
Die Zellenpreßmasse wird mit 0,1 m Phosphatpuffer von pH 6 bis
gewaschen. Die gewaschenen Zellen werden dann in einem kleinen Volumen Puffer von pH 7,0 der gegebenenfalls auch 3 % Glucose
enthalten kann, wieder suspendiert. Die so erhaltene Suspension wird in Anteilen von 100 bis 125 ml auf sterile 500 ml
Erlenmeyer-Kolben verteilt. Dann wird jeder Kolben mit Zellsuspension mit einer Lösung von 80 mg dl-trans-1-Hydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on
in 1,5 ml Äthanol versetzt. Anschließend wird die Kultur 4 bis 8 Tage weiter inkubiert. Die
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inkubierten Kolbeninhalte werden vereinigt und viermal mit je einem halben Volumen Äthylacetat extrahiert. Die Äthylacetatextrakte
werden vereinigt, zweimal mit je 1/10 Volumen Wasser gewaschen, getrocknet und durch Eindampfen im Vakuum
vom Äthylacetat befreit. Der erhaltene Rückstand enthält unverändertes Ausgangsketon und eine Mischung von fünf, durch die
Fermentation gebildeten Oxidationsprodukten des Augangsketons. Dieser Rückstand wird einer Hochdruck-Flüssigchromatographie
in einer Säule unterworfen, die mit Kieselgel (Merck 60) gefüllt und in Chloroform unter einem Stickstoffdruck von 1,14
bis 1,42 kg pro cma äquilibriert ist. Hierzu wird der Rückstand
in einem kleinen Volumen Chloroform gelöst und in die Säule eingespritzt, die nacheinander mit mehreren Lösungsmittelgemischen
mit zunehmenden Konzentrationen an Äthylacetat entwickelt wird. Säulenfraktionen, deren Dünnschichtchromatographie zeigt, daß sie
die gleichen Ümwandlungsprodukte des Ketonsubstrats enthalten, werden miteinander vereinigt. Die darin enthaltenen ümwandlungsprodukte
werden durch präparative Dünnschichtchromatographie folgendermaßen weiter gereinigt: Der durch Eindampfen der vereinigten
Fraktionen zur Trockne erhaltene Rückstand wird in Äthylacetat gelöst, und die Äthylacetatlösung wird auf eine
Kieselsäuredünnschichtplatte aufgebracht, wobei 15 bis 20 mg Substanz je Platte verwendet werden. Die Platten werden in
enem Lösungsmittelsystem aus gleichen Teilen Benzol und Äthylacetat entwickelt und an der Luft getrocknet, und unter Ultraviolettlicht
werden die Bereiche, wo sich die ümwandlungsprodukte befinden, markiert. Diese Bereiche werden mit Chloroform
und Äthylacetat eluiert, wodurch die gereinigten Produkte erhalten werden.
Im folgenden werden weitere Versuche beschrieben, die nach der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise durchgeführt wurden.
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Versuch
Substrat: dl-trans-l-Hydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on
Menge: 160 mg
Inkubationsdauer: 5 Tage
Trennung | • • |
0, | Chromatographie an Ki | Elutionsmitte |
Produkte | • • |
0, | CHCl3 | |
Produkt | Rf | CHCl3, | ||
A | 500 | |||
C | 232 | |||
Gewicht
5,5 mg 10,1 mg
2 % C2H5OAc - 98 % CHCl3
D 179 10 % C2H5OAc - 90 % CHCl3 17,1 mg
Substrat und dl-trans-1,9-DJhydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran
(6aR,10aR,9R-Isomer), Produkt der Reduktion der Ketogruppe zu
einer alpha-Hydroxygruppe, werden gleichfalls isoliert. Die Verbindungen A, C und D werden als gelbe öle erhalten.
Versuch II Substrat: wie in I Menge: 320 mg
Inkubationsdauer: 5 Tage Trennung: wie in I
709851/0969
Produkte:
Produkt A, C, D- siehe I,
Produkt B, Rf 0,348, eluiert mit CHCl3, 17,5 mg.
Versuch III
Substrat:
wie in I
Menge:
800 mg
Inkubationsdauer: 5 Tage Trennung:
wie in I
Produkte:
Produkt A, B, C, D
sowie 1,9-Dihydroxyderivat,
Reduktionsprodukt des Substrats,
(+)-trans-3-(1', 1 *-Dimethylheptyl)-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-1-hydroxy-6,6-dimethyl-9H-dibenzo/b,d/pyran-6',9-dion
UV(EtOH) lambdamo„ 208, 230 (Schulter) und 280 mn (epsilon
= 38000, 100O0 und 200); IR (CHCl3) 3,04 (OH) und 5,88 μ (C=O);
1H NMR (CDCl3) delta 6,77 (s, 1H, Austausch mit D2O), 6,34,
6,30 (2d, je 1H, J=2Hz, H3 und H4), 4,08 (breites d, 1H,
J=14Hz, H1Oal ha), 3,03-1,02 (30H) besonders 2,35 (t, 2H,
J=7Hz, H5 1), 2,07 (s, 3H, CH3C=O), 1,47 (s, 3H, 6B-CH3),
1,20 (s, 6H, M gem di-CH3') und 1,11 ppm (s, 3H, 6alpha-CH3);
eine exakte Massenbestimmung ergibt m/e 386,2461 (für C24H34O4 berechnet 386,2457).
709851/0969
(+)-trans-3-(1',1'-Dimethylheptyl)-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-1,6'-dihydroxy-6,6-dimethyl-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on
UV(EtOH) lambda aw 207, 225 (Schulter) und 280 nm (epsilon
max
= 16800, 4200 und 80); IR (CHCl3) 3,03 (OH) und 5,90 μ (C=O);
1H NMR (CDCl3) delta 6,34 (s, 2H, H3 und H4), 4,08 (breites d,
1H, J=14Hz, H1Oalpha), 3,74 (m, 1H, Hg1), 3,02-1,02 (32H) besonders
1,47 (s, 3H, 6B-CH3), 1,20 (s, 6H, gem di-CHj), 1,15
(d, 3H, J=6Hz, CH-.C-OH) und 1,11 ppm (s, 3H, 6alpha-CH-J ;
25
/alpha/ D = + 46,3° (C3, CHCl3); eine exakte Massenbestimmung
ergibt m/e 388,2614 (für C34H36O4 berechnet 388,2613).
trans-3-(1',1'-Dimethylheptyl)-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-1,9-dihydroxy-6,6-dimethyl-9H-dibenzo/b,d/pyran-6'-on
UV(EtOH) lambda 208, 227 (Schulter) und 280 nm (epsilon = 19ΟΟΟ, 4600 und 80); IR (CHCl3) 2,98 (OH) und 5,88 μ (C=O);
1H NMR (CDCl3) delta 6,34, 6,28 (2d je 1H, J=2Hz, H3 und H4);
4,29 (breites s, 1H, Hg äquatorial), 3,27 (breites d, 1H,
J=15Hz, H10äquatorial), 3,0-1,02 (32H) besonders 2,96 (breites
S, 1H, H1Oa), 2,37 (t, 3H, CH3-C=O), 2,08 (s, 3H, CH3C=O),
1,39 (s, 3H, 6B-CH3), 1,19 (s, 6H, gern di-CH3) und 1,06 ppm
(s, 3H, 6alpha-CH,); eine exakte Massenbestimmung ergibt m/e 388,2614 (für C34H35O4 berechnet 388,2613).
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trans-3-(1',1'-Dimethylheptyl)-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-1,6',9-trihydroxy-6,6-dimethyl-9H-dibenzo/b,d/pyran
UV(EtOH) lambda 208, 225 (Schulter) und 275 nm (epsilon
= 32000, 73OO und 130); IR (CHCl3) 2,98 μ (OH); 1H NMR (CDCl3)
6,34, 6,31 (2d, je 1H, J=2Hz, H2 und H4), 4,28 (breites s, 1H,
Hg äquatorial), 3,74 (m, 1H, Hg1), 3,25 (breites d, 1H, J=15Hz,
H1 äquatorial), 3,02-1,02 (33H) besonders 2,96 (breites s,
1H, H1Oa), 1,37 (s, 3H, 6B-CH3), 1,19 (s, 6H, gem di-CH3),
1,15 (d, 3H, J=6Hz, CH3CH-OH) und 1,06 ppm (s, 3H, 6alpha-CH3);
eine exakte Massenbestimmung ergibt m/e 390,2769 (für C24H38O4 berechnet 390,2770).
Dieses Bakterium wird als ein Stamm von Bacillus cereus Frankland und Frankland klassifiziert. Es ist ein großer
sporenbildender Stab mit der durchschnittlichen Abmessung 4,7 χ 1,6 μ und tritt in kurzen Ketten auf. Es ist grampositiv
bis gramvariabel und anscheinend nicht motil. Die Endosporen sind elipsoid und treten grundsätzlich zentral bis
parazentral auf. Sporen werden auf Nähragar leicht innerhalb von 18 bis 24 Stunden gebildet. Ihre Abmessungen sind
0,95 χ 1,7 μ. Sporangien sind nicht geschwollen.
Kolonien sind schwach gerauht, unregelmäßig weißlich-opak mit gewellten Rändern. Die Kolonieoberfläche ist matt ohne einen
deutlichen Schein.
709851/0969
Die für das Wachstum optimale Temperatur liegt bei 30 0C.
Wachstum erfolgt zwischen 8 und 37 0C. Kein Wachstum erfolgt
bei 43 0C.
In einem Aitimoniumsalzmedium wird aus D-Glucose und D-Maltose
Säure aber kein Gas gebildet. Weder Säure noch Gas wird mit L-Arabinose, D-Mannit und D-Xylose gebildet. Das Bakterium bildet
weder Indol noch H-S. Gelatine wird innerhalb von 24 Stunden
rasch verflüssigt, Stärke wird hydrolysiert, Peptonisierung von Milch und Säurebildung sind langsam (6 Tage). Die Kultur
ist catalase-positiv und bildet Acetylmethylcarbinol.
Diese Kultur unterscheidet sich von Bacillus megaterium dadurch, daß sie Acetylmethylcarbinol bildet, und dadurch, daß sie aus
Mannit keine Säure bildet.
Wenn anstelle von (+)-trans-1-Hydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on
andere Substrate der Formel II, zum Beispiel ( + )-trans-3-(1 ' , 1 '-Dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-1,9-diol
bei der oben beschriebenen Fermentation eingesetzt werden, werden die analogen vier Produkte gebildet:
Produkte mit einer Keto- oder Hydroxylgruppe am vorletzten Kohlenstoffatom der Seitenkette und einer Keto- oder Hydroxylgruppe
in Stellung 9 des Dibenzo/bjd/pyranrings. Anstelle von Bacillus
cereus NRRL B-8172 können auch andere Organismen verwendet werden,
zum Beispiel Cumminghamella blakeselleeana, Cunninghamella elegans, Streptomyces cinnamonous und Mucor parasiticus.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind wertvolle Analgetika.
Ihre analgetische Wirksamkeit ergibt sich aus ihrer Fähigkeit, das Krümmen von Mäusen zu verhindern, das durch die intraperetoneale
Injektion von Essigsäure induziert ist. Die Krümmungsinhibition ist ein allgemein üblicher Laboratoriumstest auf
709851/0969
analgetische Wirksamkeit. Die ED5Q-Werte (zum Inhibieren von
50 % der Körperkrümmungen ausreichende Dosis) der obigen Verbindungen sind folgende: Verbindung A über 20 mg/kg, Verbindung
B 8,0 mg/kg, Verbindung C 4,2 mg/kg und Verbindung D 2,0 mg/kg.
Außer ihrer Brauchbarkeit als Analgetika eignen sich einige der erfindungsgemäßen Verbindungen als Zwischenprodukte zur
Herstellung anderer erfindungsgemäßer Verbindungen durch Reduktion
oder Oxidation. Beispielsweise kann die Verbindung A eine Verbindung, die Ketogruppen in Stellung 9 des Dibenzo-/b/d/pyranringsystems
und am vorletzten Kohlenstoffatom enthält, mit Natriumborhydrid zu der Verbindung D reduziert werden,
die Hydroxylgruppen an diesen beiden Kohlenstoffatomen
trägt. Auch die Verbindungen C und B können zur Verbindung D auf diese Weise reduziert werden.
Zur Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als Analgetika kann der Wirkstoff mit einem pharmazeutisch annehmbaren
Verdünnungsmittel oder Träger vermischt und die Mischung in leere ineinanderschiebbare Gelatinekapseln abgefüllt werden,
so daß jede Kapsel eine analgetisch wirksame Dosis des jeweiligen Wirkstoffs enthält. Eine Analgesie benötigende Person
kann dann eine bis vier dieser Kapseln 1 bis 4 Mal täglich je nach ärztlicher Verordnung einnehmen. Andere pharmazeutische
Formulierungen, zum Beispiel Tabletten und Suspensionen, können gleichfalls hergestellt werden.
709851/0969
ORIGINAL INSPECTED
Claims (9)
- PatentansprücheVerbindungen der allgemeinen Formel Ir 1V Γ¥ VSCHa(CHa) -C-CH3
ηworin bedeuten:X und Yeiner der Reste des Paars R und R und2 3 einer der Reste des Paars R und R entweder beide Wasserstoff atome oder einer dieser Reste Wasserstoff und der andere eine Methylgruppe,Wasserstoffund der jeweils andere dieser Resteoder das Paar R und R
und das Paar R und Reine Hydroxylgruppejeweils zusammen das Sauerstoffatom einer Ketogruppe undden Wert 1,2,3 oder 4,709851/0969 ORIGINAL INSPECTED - 2. Als Verbindung nach Anspruch 1 (+)-trans-1-Hydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,9,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-6',9-dion.
- 3. Als Verbindung nach Anspruch 1 trans-1,6'-Dihydroxy-3-(1·,1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on.
- 4. Als Verbindung nach Anspruch 1 trans-1,9-Dihydroxy-3-(1* ,1 '-dimethylheptyD-Sje-dimethyl-eiea,?^, 10, lOa-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-6'-on.
- 5. Als Verbindung nach Anspruch 1 trans-1,6',9-Trihydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9 H-dibenzo/b,d/pyran.
- 6. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der allgemeinen Formel IICHo709851/0369worin X und Y entweder beide Wasserstoffatome oder einer dieser Reste Wasserstoff und der andere eine Methylgruppe bedeuten,η den Wert 1,2,3 oderhat undeiner der Reste R und R Wasserstoff.und der andere dieser Reste eine Hydroxylgruppeoder beide Reste R und R zusammen das Sauerstoffatom einerKetogruppe bedeuten,mit Hilfe eines Stammes des Mikroorganismus Bacillus cereus oxidiert wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß als oxidierender Mikroorganismus Bacillus cereus NRRL B-8172 verwendet wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet , daß als Substrat (+)-trans-1-Hydroxy-3-(1',1'-dimethylheptyl)-6,6-dimethyl-6,6a,7,8,10,1Oa-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-9-on verwendet wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet , daß als Substrat (+)-trans-3-(1',1'-Dimethylheptyl)-6,6a,7,8,10,10a-hexahydro-9H-dibenzo/b,d/pyran-1,9-diol verwendet wird.709851/0969
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