DE2911617C2 - - Google Patents
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C62/00—Compounds 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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⁺).
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).
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).
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.
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.
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.
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.
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⁺).
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⁺).
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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