DE2911617C2 - - Google Patents

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DE2911617C2
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Manfred Dipl.-Chem. Dr. Ddr 4090 Halle-Neustadt Dd Lischewski
Guenter Dipl.-Chem. Dr.Habil. Ddr 4020 Halle Dd Adam
Edward Prokofijevic Dr. Moskau/Moskva Su Serebryakov
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    • C07C62/00Compounds having carboxyl groups bound to carbon atoms of rings other than six—membered aromatic rings and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
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Description

Die Erfindung betrifft markierte Gibberellin-(7)-aldehyde und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Unter Gib­ berellin-(7)-aldehyden sind Gibberellin-Derivate zu ver­ stehen, die in Position 6 des ent-Gibberellan-Grundgerü­ stes eine Aldehydgruppe besitzen. Dabei ist das ent-Gib­ berellan-Grundgerüst intakt oder geringfügig verändert (z. B. seco-, homo- oder nor-ent-Gibberellan, gegebenen­ falls Mehrfachbindungen enthaltend) und gegebenenfalls in verschiedenster Weise substituiert. Als markierte Gib­ berellin-(7)-aldehyde werden solche Verbindungen defi­ niert, die tritiiert oder deuteriert sind.
Anwendungsgebiet der Erfindung
Gibberelline besitzen als Phytohormone multipler Wirkung großes biologisches Interesse. Insbesondere ist die Ver­ wendung markierter Gibberelline und ihrer Derivate auf vielen Gebieten bedeutungsvoll, z. B. bei biotechnologi­ schen und analytischen Verfahren, für Untersuchungen von Biosynthese, Metabolismus, Transport, Verteilung, Wir­ kungsweise und Struktur-Wirkungsbeziehungen dieser Phyto­ hormongruppe und ihrer partialsynthetischen Analoga als Grundlage für die Synthese neuer Wirkstoffe.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Einige markierte Gibberellin-(7)-aldehyde wurden bereits beschrieben. So wurde über die Darstellung von [6-³H]- bzw. [6-²H]-markiertem Gibberellin-A₁₂-aldehyd und Gibberellin-A₁₄-aldehyd berichtet (J. R. Bearder, J. MacMillan und B. O. Phinney, Phytochemistry 12, 2173, 2615 [1973]; J. H. Graebe, P. Hedden und J. MacMillan, J. chem. Soc. Chem. Commun. 1975, 161; P. Hedden, J. MacMillan und B. O. Phinney, J. chem. Soc., Perkin I 1974, 587). Dieses Verfahren ist jedoch nicht allgemein anwendbar. Insbesondere können alkaliempfindliche Gib­ berellin-(7)-aldehyde, wie z. B. Gibberellin-A₃-(7)-alde­ hyd oder Gibberellin-A₇-(7)-aldehyd nicht nach dieser Methode hergestellt werden.
Ziel der Erfindung
Es ist das Ziel der Erfindung, markierte Gibberellin-(7)- aldehyde bereitzustellen und ein allgemein anwendbares Verfahren zu ihrer Herstellung zu entwickeln. Insbeson­ dere soll das Verfahren auch für die Markierung alkali­ empfindlicher Gibberellin-(7)-aldehyde geeignet sein.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, markierte Gib­ berellin-(7)-aldehyde bereitzustellen, die an einer sol­ chen C-H-Bindung tritiiert oder deuteriert sind, welche in nahezu allen von natürlichen Gibberellinen und ihren Derivaten abgeleiteten Gibberellin-(7)-aldehyden unsub­ stituiert vorliegt. Das Herstellungsverfahren soll die Markierung an einem Kohlenstoffatom des ent-Gibberellan- Grundgerüsts unter solchen Reaktionsbedingungen ermög­ lichen, die alkaliempfindliche Strukturmerkmale nicht verändern, um eine große Anwendungsbreite zu gewährlei­ sten.
Erfindungsgemäß werden Gibberellin-(7)-aldehyde am Koh­ lenstoffatom 15 des ent-Gibberellan-Grundgerüsts mar­ kiert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Gibberel­ lin-(7)-aldehyd unter dem Einfluß von ultravioletter Strahlung gegebenenfalls nach Isolierung eines entste­ henden 7-Hydroxy-7,15-cyclobutan-Derivats in Gegenwart von Verbindungen mit Tritiumdonator- bzw. Deuterium­ donatoreigenschaften (im folgenden Tritium- bzw. Deu­ teriumdonatoren genannt) zum am Kohlenstoffatom 15 des ent-Gibberellan-Grundgerüsts markierten Gibberellin-(7)- aldehyd umgesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist als einstufiges oder zweistufiges Verfahren durchführbar. Beim einstufigen Verfahren wird ein Gibberellin-(7)-aldehyd in Gegenwart von Tritium- bzw. Deuteriumdonatoren unter dem Einfluß von ultravioletter Strahlung zum markierten Gibberellin- (7)-aldehyd umgesetzt. Dagegen wird beim zweistufigen Verfahren ein bei der photochemischen Umsetzung entste­ hendes unmarkiertes 7-Hydroxy-7,15-cyclobutan-Derivat als Zwischenprodukt isoliert, das in der zweiten Stufe in Gegenwart von Tritium- bzw. Deuteriumdonatoren zum markierten Gibberellin-(7)-aldehyd gespalten wird.
Die als Ausgangsstoffe eingesetzten Gibberellin-(7)- aldehyde wurden nach bekannten Verfahren auf chemischem (M. Lischewski und G. Adam, DD-PS 1 12 753, DD-PS 1 20 875, M. Lischewski und G. Adam, Tetrahedron Letters 1974, 2835; ibid. 1975, 2569; ibid. 1975, 3691; Z. Chem. 16, 486 [1976]) oder mikrobiellem Wege hergestellt (J. R. Bearder, J. MacMillan und B. O. Phinney, Phytochemistry 12, 2173 [1973]; J. R. Hanson and J. Hawker, J. chem. Soc., Chem. Comm. 1971, 208 und Phytochemistry 12, 1073 [1973]).
Die photochemische Umsetzung unter dem Einfluß von ultra­ violetter Strahlung wird entweder in einem Lösungsmit­ tel, z. B. in Benzol, Toluol, Essigsäuremethylester, Essigsäureäthylester, Tetrahydrofuran, Dioxan, Methylen­ chlorid, Methanol, tert-Butanol oder Wasser bzw. einem Lösungsmittelgemisch, z. B. in Benzol/Essigsäuremethyl­ ester, oder in wäßriger oder organischer Suspension durchgeführt, oder es wird ohne Lösungsmittel gearbei­ tet, wobei die Ausgangsstoffe in kristalliner oder in nichtkristalliner Form, wie z. B. als Film oder adsor­ biert an einen anorganischen oder organischen Träger, einsetzbar sind. Als Träger kommen beispielsweise Alumi­ niumoxid, Kieselgel, Florisil, Celite, Cellulose oder organische Polymere zur Anwendung.
Als Tritium- bzw. Deuteriumdonatoren sind die verschie­ densten Substanzen mit austauschfähigem Tritium bzw. Deuterium geeignet. Besonders vorteilhafte Tritiumdona­ toren sind beispielsweise ³H₂O, XO-³H und XS-³H, wobei für X eine Alkyl-, Aryl- oder Acylgruppierung steht, die substituiert oder unsubstituiert ist.
Analoges gilt für die Deuteriumdonatoren. Auch die fol­ genden Ausführungen über die Markierung mit Tritium sind entsprechend auf die Deuterierung anzuwenden.
Zur Erzielung einer hohen spezifischen Radioaktivität bzw. einer hohen Einbaurate ist der Einsatz von ³H₂O CH₃O-³H zweckmäßig. Aus dem gleichen Grunde ist es vor­ teilhaft, in den Gibberellin-Derivaten alle austauschfähi­ gen Wasserstoffatome zu substituieren, damit die gesamte spezifische Radioaktivität des Tritiumdonators zur ge­ zielten Markierung am Kohlenstoffatom 15 wirksam wird. Hieraus folgt, daß das erfindungsgemäße Verfahren Tritium­ markierungen ermöglicht, die bis zur spezifischen Radio­ aktivität von trägerfreiem Tritium reichen. Dies wird entweder durch Einsatz substituierter Gibberellin-(7)- aldehyde oder durch Substitution austauschfähiger Wasser­ stoffatome auf der Stufe des 7-Hydroxy-7,15-cyclobutan­ Derivats erreicht. Beispielsweise ist es günstig, vor der Spaltung des 7-Hydroxy-7,15-cyclobutan-Derivats den Wasserstoff der 7-Hydroxylgruppe durch eine Schutzgruppe zu ersetzen. Als Schutzgruppe wird vorzugsweise eine Acyl­ gruppe, z. B. die Acetyl-, Propionyl-, Butyryl-, Benzoyl- oder eine substituierte Benzoylgruppe, bzw. eine Silyl­ gruppe, insbesondere die Trimethylsilylgruppe, bzw. die Tetrahydropyranylgruppe eingesetzt.
Die Spaltung des 7-Hydroxy-7,15-cyclobutan-Derivats, gege­ benenfalls nach Substitution des Wasserstoffs der 7-Hydro­ xylgruppe durch eine Schutzgruppe, in Gegenwart eines Tritium- bzw. Deuteriumdonators erfolgt durch Basenzusatz. Dabei können die verschiedensten Basen eingesetzt werden, beispielsweise OR- oder SR-, wobei R für H, ³H bzw. ²H, Alkyl oder substituiertes Alkyl, Aryl oder substituiertes Aryl steht, stickstoffhaltige Basen, Carbanionen, Hydrid­ ionen, basische Ionenaustauscher. Die Umsetzung der 7-Hydro­ xy-7,15-cyclobutan-Derivate bzw. der 7-Acyloxy-7,15- cyclobutan-Derivate gelingt im allgemeinen bereits mit katalytischen Mengen von Basen, was für basenempfindliche Verbindungen von besonderem Vorteil ist.
Die Verbindung mit Tritiumdonator-Eigenschaften kann vor­ teilhaft gleichzeitig als Lösungsmittel, gegebenenfalls bereits für die photochemische Umsetzung, und in deproto­ nierter Form als Base für die Spaltung eingesetzt werden.
Sowohl für die photochemische Umsetzung zum 7-Hydroxy- 7,15-cyclobutan-Derivat als auch für die Spaltung spielt die Temperatur nur eine untergeordnete Rolle und kann in einem sehr weiten Bereich variiert werden. So ist die photochemische Reaktion bei -60°C ebenso wie bei +50°C durchführbar, wobei diese angegebenen Temperaturen noch keineswegs die Grenzwerte des Temperaturbereiches, in dem die Reaktion erfolgreich verläuft, darstellen. Das glei­ che gilt für die Spaltung zum markierten Gibberellin-(7)- aldehyd.
Die Aufarbeitung der Reaktionsprodukte erfolgt nach den üblichen Methoden, beispielsweise durch Säulenchro­ matographie unter Verwendung von organischen Lösungsmit­ teln.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist allgemein anwendbar. Alkaliempfindliche Strukturmerkmale werden nicht verändert. Die Markierung am Kohlenstoffatom 15 ist bei nahezu allen von natürlichen Gibberellinen und ihren Derivaten abgeleiteten Gibberellin-(7)-aldehyden möglich. Dadurch werden markierte Gibberellin-(7)-aldehyde zugäng­ lich, die bisher auf anderem Wege nicht hergestellt wer­ den konnten. Auch für die Darstellung von doppelt mar­ kierten Gibberellin-(7)-aldehyden ist das erfindungsge­ mäße Verfahren geeignet. Beispielsweise gewinnt man auf diese Weise [17-¹⁴C, 15-³H]-Gibberellin-A₃-(7)-aldehyd aus [17-¹⁴C]-Gibberellin-A₃-(7)-aldehyd und [1-³H, 15-³H]-Gibberellin-A₅-(7)-aldehyd aus [1-³H]-Gibberellin- A₅-(7)-aldehyd. Auch substituierte Gibberellin-Derivate sind darstellbar, wie z. B. [¹⁴C-Glucose]-O(3)-β-D- Glucopyranosyl-[15-³H]-gibberellin-A₃-(7)-aldehyd aus [¹⁴C-Glucose]-O(3)-β-D-Glucopyranosyl-gibberellin-A₃- (7)-aldehyd.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten markierten Gibberellin-(7)-aldehyde besitzen als Aus­ gangsstoffe für die Gewinnung markierter natürlicher Gib­ berelline und ihrer Derivate Bedeutung. Die Markierung befindet sich an einer Position, an welcher biochemische Veränderungen, z. B. bei Biosynthesestudien oder Untersu­ chungen zum Metabolismus, selten beobachtet werden. Wei­ tere Vorteile sind die stabile Markierung, die mit einer hohen spezifischen Radioaktivität erreichbar ist, und ihre leichte Nachweisbarkeit.
Ausführungsbeispiele Beispiel 1
330,4 mg (1 mMol) Gibberellin-A₃-(7)-aldehyd (Ia) werden in 15 ml abs. Benzol und 15 ml Essigsäuremethylester ge­ löst und in einem Quarzkolben unter Argon 19 Stunden mit einem Quecksilberhochdruckbrenner (THU 500 der Firma THELTA Elektroapparate, Zella-Mehlis) im Abstand von 6 cm unter Fönkühlung bestrahlt. Danach wird die Lösung i. Vak. eingeengt und der Rückstand an 20 g Kieselgel (Woelm) chromatographiert. Elution mit Chloroform/Essig­ säureäthylester 8 : 2 v/v liefert 63 mg unumgesetztes Gib­ berellin-A₃-(7)-aldehyd (Ia). Anschließend werden mit Chloroform/Essigsäureäthylester 1 : 1 v/v 217 mg 81% d. Th. ent-3α ,7ξ ,10,13-Tetrahydroxy-7,15-cyclo-20-norgib­ berella-1,16-dien-19-säure-19,10-lacton (Ib) erhalten (Ausbeute bezogen auf umgesetztes Ia). Das amorphe Iso­ merengemisch Ib hat folgende spektroskopische Daten: IR (Nujol): ν max 3400 (br.) und 1755 (q -Lacton-CO); MS: m/e 330 (M⁺).
217 mg Ib werden mit 10 ml einer Natriummethylatlösung (bereitet aus 10 ml CH₃O³H und 15 mg Na; spez. Radioak­ tivität von CH₃O³H = 18,5 MBq/mMol bei Raumtemperatur versetzt. Nach 10 Min. wird 1 ml Eisessig zugegeben und i. Vak. eingeengt. Nachfolgende chromatographische Rei­ nigung an 15 g Kieselgel (Woelm) liefert mit Chloroform/ Essigsäureäthylester 8 : 2 v/v 134,5 mg (62% d. Th.) [15-³H]-Gibberellin-A₃-(7)-aldehyd (1c): amorph; [α] +119,2° (c = 0,58, Äthanol); IR (CHCl₃): ν max 3610 (OH), 2820, 2725 und 1725 (Aldehyd), 1775 (γ -Lac­ ton-CO), 1665 (=CH₂) und 1635 cm-1 (-CH=CH-); MS: m/e 330 (M⁺); 100 MHz-NMR: δ3: 1,20 (s, 18-H₃), 2,79 (dd, J = 10,5 und J′ = 2,5 Hz, 6-H): 3,22 (d, J = 10,5 Hz, 5-H), 4,17 (d, J = 3,5 Hz, 3-H), 5,00 und 5,29 (m, 17-H₂), 5,91 (dd, J = 9,5 und J′ = 3,5 Hz, 2-H), 6,33 (d, J = 9,5 Hz, 1-H) und 9,81 ppm (d, J = 2,5 Hz, 7-H). Die spezifische Radioaktivität beträgt 16 MBq/ mMol.
Beispiel 2
Eine Lösung von 414,5 mg (1 mMol) O(3),O(13)-Diacetyl­ gibberellin-A₃-(7)-aldehyd (IIa) in 40 ml abs. Benzol wird 25 Stunden in einem Quarzkolben unter Stickstoff (Fönkühlung) bestrahlt (THU 500 der Firma THELTA Elek­ troapparate, Zella-Mehlis). Man engt danach i. Vak. ein und chromatographiert den Rückstand an 30 g Kieselgel (Woelm). Die Fraktionen 24-28 mit einem Gradienten von n-Hexan/Chloroform 3 : 7 v/v liefern 80 mg O(3),O(13)- Diacetylgibberellin-A₃-(7)-aldehyd (IIa) zurück. Mit dem gleichen Gradienten erhält man beim Zusammenfassen der Fraktionen 30-55 305 mg 91% d. Th. ent-3α , 13-Diacetoxy-7ξ ,10-dihydroxy-7,15-cyclo-20-norgibberel­ la-1,16-dien-19-säure-19,10-lacton (IIb) (Ausbeute be­ zogen auf umgesetzten IIa). Durch mehrfaches Umkristal­ lisieren aus Chloroform/n-Hexan kann das 7β -Epimere von IIb rein isoliert werden. Die physikalischen und spektroskopischen Daten von ent-3α - ,13-Diacetoxy-7β , 10-dihydroxy-7,15-cyclo-20-norgibberella-1,16-dien-19- säure-19,10-lacton sind: Schmp. 217-220°C (Nadeln aus Chloroform/n-Hexan); [α] +122,2° (c = 0,45, Äthanol); MS: m/e 414 (M⁺ bzw. M-); IR (CHCl₃): ν max 3610 (OH), 1778 (γ -Lacton-CO), 1740 (Ester-CO), 1668 (C=CH₂) und 1260 cm-1 (Acetyl); 100 MHz-NMR-Spektrum: δ3: 1,30 (s, 18-H₃), 2,10 und 2,14 zwei Acetyle, 3,03 (d, J = 7 Hz, 5-H), 468 (unscharfes Dublett, J = 7 Hz, 7-H), 4,86 (d, J = 2,25 Hz, 17-H), 5,24 (d, J = 2,75 Hz, 17-H), 5,36 (d, J = 3,5 Hz, 3-H), 5,87 (dd, J = 9,5 Hz und J′ = 3,5 Hz, 2-H), 6,41 (d, J = 9,5 Hz, 1-H).
Analoge photochemische Umsetzungen von O(3),O(13)- Diacetyl-gibberellin-A₃-(7)-aldehyd (IIa) wurden auch in anderen Lösungsmitteln, wie z. B. Toluol, Essigsäure­ äthylester, Tetrahydrofuran, Dioxan, Methylenchlorid, Methanol, tert-Butanol durchgeführt. Die erzielten Ausbeuten des 7-Hydroxy-7,15-cyclobutan-Derivats IIb, bezogen auf umgesetzte Aldehydverbindung, liegen zwi­ schen 80 und 92%.
Zu 414,5 mg (1 mMol) IIb, gelöst in 3 ml THF, gibt man 0,1 ml (5,55 mMol) ³H₂O (spez. Radioaktivität 111 MBq/ mMol). Nach 10 Min. fügt man bei Raumtemperatur 20 mg Lithiummethylat zu, läßt 15 Min. reagieren und bricht danach die Reaktion durch Zugabe von 0,5 ml Eisessig ab. Dann wird eingeengt und der Rückstand mit 4 ml abs. Pyridin und 4 ml Acetanhydrid versetzt. Nach 20 Min. engt man erneut ein und chromatographiert den Rückstand an 30 g Kieselgel (Woelm). Bei Elution mit Chloroform/ n-Hexan 6 : 4 v/v erhält man 265 mg 64% d. Th. [15-³H]-O(3),O(13)-Diacetylgibberellin-A₃-(7)-aldehyd (IIc) mit einer spezifischen Radioaktivität von 50 MBq/ mMol; Schmp.: 161-163°C (aus Äther/n-Hexan); [α] +205,5° (c = 0,51, abs. Dioxan); IR (CHCl₃): ν max 2820, 2725 und 1725 (Aldehyd), 1775 (γ -Lacton-CO), 1740 (Ester-CO), 1665 (C=CH₂) und 1255 cm-1 (Acetat); MS: m/e 414 (M⁺).
Die analoge Umsetzung von 414,5 mg IIb in 3 ml THF mit 0,1 ml ²H₂O (99,9%ige Reinheit) und 20 mg Lithiummethy­ lat liefert nach Acetylierung 257 mg 62% d. Th. [15-²H]-O(3),O(13)-Diacetylgibberellin-A₃-(7)-aldehyd (X): Schmp.: 160-164°C (aus Äther/n-Hexan); [α] +204,1° (c = 0,46, abs. Dioxan); MS: m/e 415 (M⁺). Entacetylierung von 143 mg X mit 3,5 ml einer 0,2 n-Natriummethylatlösung (4 Stunden, Raumtemperatur) liefert nach chromatographischer Aufarbeitung 78 mg 68% d. Th. [15-²H]-Gibberellin-A₃-(7)-aldehyd: amorph; [α] +119,0° (c = 0,60, Äthanol); MS: m/e 331 (M⁺).
Beispiel 3
Eine Lösung von 414,5 mg (1 mMol) O(3),O(13)-Diacetyl­ gibberellin-A₃-(7)-aldehyd (IIa) in 60 ml Chloroform wird im Quarzkolben i. Vak. eingeengt. Der zurückbleiben­ de Substanzfilm wird 70 Std. unter Rotation und Argon mit UV-Licht bestrahlt (Fönkühlung; THU 500 der Firma THELTA Elektroapparate, Zella-Mehlis). Danach wird das erhaltene Photoprodukt an 30 g Kieselgel (Woelm) chroma­ tographiert. Die Fraktionen 22-27 mit einem Gradienten von n-Hexan/Chloroform 3 : 7 v/v liefern 120 mg O(3),O(13)- Diacetylgibberellin-A₃-(7)-aldehyd (IIa) zurück. Mit dem gleichen Gradienten erhält man beim Zusammenfassen der Fraktionen 30-55 236 mg 80% d. Th. ent-3α ,13-Di­ acetoxy-7ξ ,10-dihydroxy-7,15-cyclo-20-norgibberella- 1,16-dien-19-säure-19,10-lacton (IIb) (Ausbeute bezogen auf umgesetztes IIa).
Zu 414,5 mg ent-3α , 13-Diacetoxy-7β ,10-dihydroxy-7,15- cyclo-20-norgibberella-1,16-dien-19-säure-19,10-lacton in 4 ml Pyridin gibt man 4 ml Acetanhydrid. Man läßt 1 Std. bei Raumtemperatur stehen und engt i. Vak. ein. Der Rückstand wird an 30 g Kieselgel (Woelm) chromato­ graphiert. Mit n-Hexan/Chloroform 6 : 4 v/v erhält man 389 mg 85% d. Th. ent-3a ,-7β ,13-Triacetoxy-10-hydro­ xy-7,15-cyclo-20-norgibberella-1,16-dien-19-säure- 19,10-lacton: Schmp.: 229-231°C (aus Äther), [α] +158,0° (c = 0,63, Äthanol); MS: m/e 456 (M⁺); IR (CHCl₃): ν max 1778 (γ -Lacton-CO), 1740 (Ester-CO), 1670 (C=CH₂) und 1260 cm-1 (Acetyl).
Zu 228 mg (0,5 mMol) ent-3α ,7β ,13-Triacetoxy-10-hydro­ xy-7,15-cyclo-20-norgibberella-1,16-dien-19-säure- 19,10-lacton gibt man 5 ml abs. THF und 0,05 ml ³H₂O (spez. Radioaktivität = 111 MBq/mMol). Man fügt portions­ weise innerhalb 1 Std. 112,2 mg (1 mMol) alkoholfreies Kalium-tert-butylat zu, rührt eine weitere Std. und fügt danach 0,3 ml Eisessig zu. Nach Einengen i. Vak. und Zugabe von 2 ml Pyridin und 2 ml Acetanhydrid wer­ den nach Aufarbeitung (vgl. Beispiel 2) 153 mg 67% d. Th. [15-³H]-O(3),O(13)-Diacetylgibberellin-A₃-(7)- aldehyd (IIc) erhalten (spezifische Radioaktivität = 55,5 MBq/ mMol).
Entacetylierung von 153 mg IIc mit 3,7 ml einer 0,2 n- Natriummethylatlösung liefert nach Chromatographie ent­ sprechend Beispiel 1 85 mg 70% d. Th. [15-³H]-Gib­ berellin-A₃-(7)-aldehyd (Ic) (spez. Radioaktivität = 55 MBq/ mMol).
Beispiel 4
Eine Lösung von 41,5 mg (0,1 mMol) O(3),O(13)-Diacetyl­ gibberellin-A₃-(7)-aldehyd (IIa) in 2 ml abs. THF wird mit 0,05 ml ³H₂O versetzt (spez. Radioaktivität = 111 MBq/ mMol) und 80 Std. in einem Pyrexkolben mit UV-Licht be­ strahlt (Fönkühlung; THU 500 der Firma THELTA Elektro­ apparate, Zella-Mehlis). Danach wird i. Vak. eingeengt, in Äther aufgenommen und mehrfach mit Wasser ausgeschüt­ telt. Der Rückstand der getrockneten und eingeengten Ätherphase wird an 2 g Kieselgel (Woelm) chromatogra­ phiert. Man erhält unter den gleichen Elutionsbedingun­ gen wie im Beispiel 2 17,4 mg 42% d. Th. [15-³H]- O(3),O(13)-Diacetylgibberellin-A₃-(7)-aldehyd (IIc) (spez. Radioaktivität = 4 MBq/mMol) und 20,7 mg 50% d. Th. ent-3α ,13-Diacetoxy-7ξ ,10-dihydroxy-7,15- cyclo-20-norgibberella-1,16-dien-19-säure-19,10-lacton (IIb).
Beispiel 5
374,5 mg (1 mMol) O(3)-Acetylgibberellin-A₁-(7)-alde­ hyd (IIIa) werden in 40 ml Toluol unter Stickstoff in einem Quarzkolben 26 Std. bei 25°C bestrahlt (THU 500 der Firma THELTA Elektroapparate, Zella-Mehlis). Nach dem Einengen i. Vak. wird der Rückstand an 25 g Kiesel­ gel (Woelm) chromatographiert. Mit n-Hexan/Chloroform 2 : 8 v/v erhält man 63 mg O(3)-Acetylgibberellin-A₁-(7)- aldehyd zurück. Mit Chloroform eluiert man anschließend 271 mg 87% des Isomerengemisches ent-3α-Acetoxy-7ξ , 10,13-trihydroxy-7,15-cyclo-20-norgibberella-16-en-19- säure-19,10-lacton (IIIb): IR (CHCl₃) ν max 3610 (OH), 1780 (γ -Lacton-CO), 1740 (Ester-CO), 1665 (C=CH₂) und 1260 cm-1 (Acetyl); MS: m/e 374 (M⁺).
Zu 271 mg IIIb, gelöst in 2 ml Methanol, gibt man 0,5 ml ³H₂O (spez. Radioaktivität = 111 MBq/mMol) und 150 mg was­ serfreies Natriumacetat und läßt 1½ Wochen bei Raum­ temperatur stehen. Danach wird die Mischung eingeengt, Äther zugefügt und die Ätherphase mehrfach mit Wasser ausgeschüttelt. Trocknung der Ätherlösung mit Natrium­ sulfat und Einengen i. Vak. liefert einen Rückstand, der mit 4 ml Pyridin und 4 ml Acetanhydrid versetzt wird. Nach 10 Min. wird i. Vak. wiederum eingeengt und der Rückstand an 20 g Kieselgel (Woelm) chromatographiert. Mit n-Hexan/Chloroform 2 : 8 v/v erhält man 184 mg 68% d. Th. amorphen [15-³H]-O(3)-Acetylgibberellin-A₁-(7)- aldehyd (IIIc): IR (CHCl₃): ν max 3610 (OH), 2725, 2820 und 1725 (Aldehyd), 1775 (γ -Lacton-CO), 1470 (Ester-CO), 1665 (C=CH₂), 1255 cm-1 (Acetat); MS: m/e 374 (M⁺ bzw. M-). Die spezifische Radioaktivität beträgt 8,5 MBq/ mMol.
Entacetylierung von 153 mg IIIc mit 2 ml einer 0,2 n-Na­ triummethylatlösung liefert nach Chromatographie 99 mg 73% d. Th. [15-³H]-Gibberellin-A₁-(7)-aldehyd: amorph; [α] +62,8° (c = 0,42, Äthanol); MS: m/e 332 (M⁺). Die spezifische Radioaktivität beträgt 7,4 MBq/mMol.
Beispiel 6
35,8 mg (0,1 mMol) (O(3)-Acetylgibberellin-A₄-(7)-aldehyd (IVa) werden in 5 ml Methylenchlorid unter Agron in einem Quarzkolben mit einem Quecksilberhochdruckbrenner (THU 500 der Firma THELTA Elektroapparate, Zella-Mehlis) 25 Stunden bestrahlt. Die Temperatur wird während der photochemischen Reaktion zwischen minus 30°C und minus 60°C gehalten. Anschließend wird die Lösung i. Vak. ein­ geengt und der Rückstand an 25 g Kieselgel (Woelm) chroma­ tographiert. Elution mit n-Hexan/Chloroform 4 : 6 v/v lie­ fert 7,2 mg unumgesetzten O(3)-Acetylgibberellin-A₄-(7)- aldehyd (IVa). Mit n-Hexan/Chloroform 3 : 7 v/v erhält man 17,5 mg 61% d. Th. (bezogen auf umgesetztes IVa) ent- 3α -Acetoxy-7ξ ,10-dihydroxy-7,15-cyclo-20-norgibberella- 16-en-19-säure-19,10-lacton (IVb): MS: m/e 358 (M⁺); IR (CHCl₃): ν max 3610 (OH), 1780 (γ -Lacton-CO), 1740 (Ester-CO) und 1260 cm-1) Acetyl).
17,9 mg IVb (0,05 mMol) werden zu einer auf 50°C erwärm­ ten tritiierten Natriumphenolatlösung gegeben (darge­ stellt aus 1 g C₆H₅O-³H [spez. Radioaktivität = 0,45 MBq/ mMol] und 3 mg Na). Nach 3 Stunden wird die Reaktion durch Zugabe von 0,2 ml Eisessig abgebrochen. Nachfol­ gende zweimalige Chromatographie an 2,5 g Kieselgel (Woelm) ist erforderlich, um das Phenol vom Gibberellin abzutrennen. Elution mit n-Hexan/Chloroform 2 : 8 v/v lie­ fert 8,6 mg 54% d. Th. amorphen [15-³H]-Gibberellin-A₄- (7)-aldehyd: IR (CHCl₃): n max 3610 (OH), 2725, 2820 und 1725 (Aldehyd) und 1775 cm-1 (γ -Lacton-CO); MS: m/e 316 (M⁺). Die spezifische Radioaktivität beträgt 0,37 MBq/ mMol.
Beispiel 7
314,4 mg (1 mMol) Gibberellin-A₅-(7)-aldehyd (Va) wer­ den in 50 ml tert-Butanol gelöst und danach 28 Stunden in einem Quarzkolben zwischen 30-50°C mit UV-Licht be­ strahlt (THU 500 der Firma THELTA Elektroapparate). Nach dem Einengen i. Vak. wird der Rückstand an 25 g Kiesel­ gel (Woelm) chromatographiert. Mit n-Hexan/Chloroform 1 : 9 v/v eluiert man 40 mg Gibberellin-A₅-(7)-aldehyd (Va). Anschließend erhält man bei Elution mit Chloroform 195 mg 71% d. Th. ent-7ξ,10,13-Trihydroxy-7,15-cyclo­ 20-norgibberella-2,16-dien-19-säure-19,10-lacton (Vb) (Ausbeuteberechnung bezogen auf umgesetzten Va): IR (CHCl₃): n max 3600-3610 (OH), 1770 (γ -Lacton-CO) und 1660 cm-1 (C=CH₂); MS: m/e 314 (M⁺).
195 mg Vb in 20 ml abs. THF werden unter Argon bei -78°C mit zwei Äquivalenten Lithiumdiisopropylamid in 20 ml abs. THF metalliert (Darstellung von Lithiumdiisopropylamid aus Diisopropylamin und Butyllithium). Danach gibt man 1 ml ³H₂O (spez. Radioaktivität = 111 MBq/mMol) zu und läßt die Mischung auf Raumtemperatur erwärmen. Durch Zugabe von 1 ml Eisessig wird die Reaktion abgebrochen. Anschlie­ ßend wird die Mischung eingeengt, mit Äther versetzt und die ätherische Lösung mehrfach mit Wasser ausgeschüttelt, getrocknet, eingeengt und der Rückstand an 15 g Kiesel­ gel (Woelm) chromatographiert.
Elution mit n-Hexan/Chloroform 1 : 9 v/v liefert 123 mg 63% d. Th. amorphen [15-³H]-Gibberellin-A₅-(7)-aldehyd (Vc): IR (CHCl₃): ν max 3600 (OH), 2725, 2820 und 1725 (Aldehyd) und 1775 (γ -Lacton-CO); MS: m/e 314 (M⁺). Die spezifische Radioaktivität von Vc beträgt 52 MBq/mMol.
Beispiel 8
31,4 mg (0,1 mMol) Gibberellin-A₇-(7)-aldehyd (VIa) wer­ den ohne Lösungsmittel in Kristallform in einem Quarz­ kolben 80 Std. unter Fönkühlung und Rotieren mit UV- Licht bestrahlt (THU 500 der Firma THELTA Elektroappa­ rate). Danach wird das Substanzgemisch an 1,5 g Kiesel­ gel (Woelm) chromatographiert. Mit n-Hexan/Chloroform 1 : 9 v/v erhält man 3,6 mg nichtumgesetzten VIa. Mit Chloroform werden 17 mg 61% d. Th. amorphes ent-3α , 7ξ ,10-Trihydroxy-7,15-cyclo-20-norgibberella-1,16-dien- 19-säure-19,10-lacton (VIb) eluiert (Ausbeuteberech­ nung bezogen auf umgesetzten VIa): IR (CHCl₃): ν max 3610 (OH), 1775 (γ -Lacton-CO) und 1660 cm-1 (C=CH₂); MS: m/e 314 (M⁺).
17 mg VIb werden in 2 ml Methanol gelöst und mit 0,1 ml ³H₂O versetzt (spez. Radioaktivität von ³H₂O = 111 MBq/ mMol). Diese Mischung wird durch Anionenaustauscher (Dowex, OH-Form) gegeben. Chromatographie des nach dem Einengen erhaltenen Rückstands an 1 g Kieselgel (Woelm) liefert mit n-Hexan/Chloroform 1 : 9 v/v 8,8 mg 52% d. Th. [15-³H]-Gibberellin-A₇-(7)-aldehyd (VIc): Schmp.: 183-187°C; IR (CHCl₃): ν max 3610 (OH), 2720, 2820 und 1725 (Aldehyd), 1775 (γ -Lacton-CO) und 1665 cm-1 (C=CH₂); MS: m/e 314 (M⁺). Die spezifische Radioakti­ vität von VIc beträgt 0,74 MBq/mMol.
Beispiel 9
Eine Lösung von 34,8 mg (0,1 mMol) Gibberellin-A₈-(7)- aldehyd (VIIa) in 6 ml THF wird 60 Stunden in einem Pyrexkolben mit UV-Licht bestrahlt (THU 500 der Firma THELTA Elektroapparate). Man engt danach i. Vak. ein und chromatographiert den Rückstand an 4 g Kieselgel (Woelm). Mit einem Gradienten von Chloroform/Essigsäureäthylester 4 : 6 v/v erhält man 16,2 mg unumgesetzten Gibberellin-A₈- (7)-aldehyd. Weitere Elution mit Chloroform/Essigsäure­ äthylester 2 : 8 v/v liefert 15,3 mg 82% d. Th. amorphes ent-2α ,3α ,7ξ ,10,13-Pentahydroxy-7,15-cyclo-20-norgib­ berella-1,16-dien-19-säure-19,10-lacton (VIIb) (Ausbeu­ teberechnung bezogen auf umgesetzten VIIa): IR (Nujol): ν max 3400 br. (OH) und 1775 c-1 (γ -Lacton-CO); MS: m/e 348 (M⁺).
Beispiel 10
In einem Quarzkolben werden zu 3 mg (0,01 mMol) Gib­ berellin-A₉-(7)-aldehyd (VIIIa), gelöst in 1 ml triti­ iertem tert-Butanol (spez. Radioaktivität von C₄H₉O-³H = 1,26 MBq/mMol), 3 mg Kalium-tert-butylat gegeben. Da­ nach wird die Lösung 23 Std. unter Fönkühlung mit ul­ traviolettem Licht bestrahlt (THU 500 der Firma THELTA Elektroapparate). Anschließend fügt man 0,1 ml Eisessig zu und engt i. Vak. ein. Nachfolgende Chromatographie an 0,5 g Kieselgel (Woelm) liefert mit n-Hexan/Chloroform 1 : 1 v/v 1,7 mg 57% d. Th. amorphen [15-³H]-Gibberel­ lin-A₉-(7)-aldehyd (VIIIc) (spez. Radioaktivität = 1,04 MBq/ mMol): IR (CHCl₃): ν max 2820, 2725 und 1725 (Al­ dehyd) und 1775 cm-1 (γ -Lacton-CO); MS: m/e 300 (M⁺).
Beispiel 11
Eine Lösung von 3,2 mg (0,01 mMol) Gibberellin-A₁₂-(7)- aldehyd (IXa) in 1 ml Essigsäureäthylester wird unter Argon im Quarzkolben mit einem Quecksilberhochdruckbren­ ner (THU 500 der Firma THELTA Elektroapparate, Zella-Meh­ lis) 32 Std. bestrahlt (Fönkühlung). Anschießend engt man i. Vak. ein und erhält nach dünnschichtchromatogra­ phischer Trennung an Kieselgel (Merk) 0,7 mg Gibberel­ lin-A₁₂-(7)-aldehyd (IXa) und 2,2 mg 88% d. Th. ent-7ξ-Hydroxy-7,15-cyclo-gibberella-16-en-19-säure (IXb) (Ausbeuteberechnung bezogen auf umgesetzten IXa): MS: m/e 316 (M⁺).
Zu 2,2 mg IXb gibt man 0,1 ml einer tritiierten Natrium­ methylatlösung (bereitet aus CH₃O-³H, spez. Radioaktivi­ tät 1,37 MBq/mMol, und 1 mg Na). Nach 20 Min. beendet man die Reaktion durch Zugabe von 0,1 ml Eisessig und engt anschließend i. Vak. ein. Nachfolgende Dünnschichtchro­ matographie an Kieselgel (Merck) liefert 1,3 mg 59% d. Th. [15-³H]-Gibberellin-A₁₂-(7)-aldehyd (IXc) (spez. Radioaktivität 1,3 Bq/mMol): IR (CHCl₃): ν max 2725 (CHO), 1710 br. (C=O) und 1658 cm-1 (C=CH₂); MS: m/e 316 (M⁺).

Claims (15)

1. [15-²H]- und [15-³H]-Gibberellin-(7)-aldehyde
2. [15-³H]-Gibberellin-A₁-(7)-aldehyd
3. [15-³H]-Gibberellin-A₃(7)-aldehyd
4. [15-³H]-Gibberellin-A₄-(7)-aldehyd
5. [15-³H]-Gibberellin-A₅-(7)-aldehyd
6. [15-³H]-Gibberellin-A₇-(7)-aldehyd
7. [15-³H]-Gibberellin-A₈-(7)-aldehyd
8. [15-³H]-Gibberellin-A₉-(7)-aldehyd
9. [15-³H]-Gibberellin-A₁₂-(7)-aldehyd
10. [15-³H]-O(3)-Acetylgibberellin-A₁-(7)-aldehyd
11. [15-²H]-O(3),O(13)-Diacetylgibberellin-A₃-(7)-aldehyd
12. [15-³H]-O(3),O(13)-Diacetylgibberellin-A₃-(7)-aldehyd
13. Verfahren zur Herstellung von am Kohlenstoff 15 des ent- Gibberellan-Grundgerüsts markierten Gibberellin-(7)-aldehyden, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Gibberellin-(7)-aldehyd unter dem Einfluß von ultravioletter Strahlung, gegebenenfalls nach Isolierung eines entstehenden 7-Hydroxy-7,15-cyclobutan- Derivats, in Gegenwart von Tritium- bzw. Deuteriumdonatoren umsetzt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die photochemische Umsetzung des Gibberellin-(7)-aldehyds gegebenenfalls in einem Lösungsmittel bzw. einem Lösungsmittel­ gemisch oder in Suspension durchführt.
15. Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß man das entstandene 7-Hydroxy-7,15-cyclobutan-Derivat, gegebenenfalls nach Substitution des Wasserstoffs der 7- Hydroxylgruppe durch eine Schutzgruppe, in Gegenwart von Tritium- bzw. Deuteriumdonatoren, mit Basenzusatz spaltet.
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