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202 G. 0. SCHENCK, 0.-A. NEUMULLER und W. EISFELD Bh, 618 Zur photosensibilisierten Autoxydation der Steroide 1) As-STEROID-7a-HYDROPEROXYDE UND -7-KETONE DURCH ALLYLUMLAGERUNG VON A6-STEROID-5 a-HYDROPEROXYDEN2) von GUNTHER 0. SCHENCK, O.-ALBRECHT NEUMULLER und WOLFGANG EISFELD Herrn Professor Dr.phi1. Dr. rer. nat. h.c. Karl Ziegler zum 60. Geburtstag gewidmet Aus dem Organisch-Chemischen Institut der Universitat Gottingen Eingegangen am 30. September 1958 Cholesterin (I a) geht bei der durch Hamatoporphyrin in Pyridin photosensibili- sierten 02-Ubertragung zu 75 % d. Th. in das tertiare AWholesten-3 P-01-5 a- hydroperoxyd (I1a) iiber. Dagegen liefert die entsprechende Photooxydation in Chloroform das neue As-Cholesten-3 p-01-7 a-hydroperoxyd (111 a, 42 %d. Th.). - IIa und A6-Allopregnen-3p-01-20-011-5 a-hydroperoxyd (I1b) lagern sich in Chloroform sterisch einheitlich und fast quantitativ in IIIa bzw. As-Pregnen- 3 P-01-20-on-7a-hydroperoxyd (I11 b) um. D i e s neuartige Allylumlagerung von Hydroperoxyden, die in CHC13 durch Bestrahlen, Dibenzoylper- oxyd oder Kupferhalogenide beschleunigt und durch Hydrochinon gehemmt wird, erfolgt iiber radikalische Zwischenzustande. Durch Abspaltung von Wasser aus den Hydroperoxyden I11 und als Hauptprodukte der katalysierten Umwandlung der Hydroperoxyde 11 entstehen die entsprechenden As-Steroid- 7-ketone (V). PRAPARATIVE ALLYLUMLAGERUNGEN AWteroid-5 sc-hydroperoxyde zeigen in Chloroform eine polarimetrisch zu verfolgen- de Umwandlung 334). Wegen der glatt erfolgenden sauren Spaltung einiger tertiarer Allylhydroperoxyde zu Ketonens), und da Chloroform an vermuteten wir, da13 die genanntenveranderungen der Stero- id-hydroperoxyde auf einer der Ketonspaltung verwandten Reaktion beruhen. Hiernach sollte z. B. Cholesterin-hydro- peroxyd in ein Cyclodecanderivat VI iibergefuhrt werden. Luft, im Licht und inGegenwart von Peroxyden Saure bildet, 1) vgl. voranstehende Mitteilung: G. 0. SCHENCK und 0.-A. NEUMULLER, Liebigs Ann. 2) Vorlaufige Mitt. : G. 0. SCHENCK, 0.-A. NEUMULLER und W. EISFELD, Angew. Chem. 3) G. 0. SCHENCK, Angew. Chem. 69, 579 (1957). 4, 0.-A. NEUMULLER, Diplomarbeit Univ. Gottingen 1957. 5) G. 0. SCHENCK und K.-H. SCHULTE-ELTE, Liebigs Ann. Chem. 618, 185 (1958). Chem. 618, 194 (1958). 70, 595 (1958).

Zur photosensibilisierten Autoxydation der Steroide: Δ5-Steroid-7α-hydroperoxyde und -7-ketone durch Allylumlagerung von Δ6-Steroid-5α-hydroperoxyden

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202 G. 0. SCHENCK, 0.-A. NEUMULLER und W. EISFELD Bh, 618

Zur photosensibilisierten Autoxydation der Steroide 1)

As-STEROID-7a-HYDROPEROXYDE UND -7-KETONE DURCH ALLYLUMLAGERUNG

VON A6-STEROID-5 a-HYDROPEROXYDEN2)

von GUNTHER 0. SCHENCK, O.-ALBRECHT NEUMULLER und WOLFGANG EISFELD

Herrn Professor Dr.phi1. Dr. rer. nat. h.c. Karl Ziegler zum 60. Geburtstag gewidmet

Aus dem Organisch-Chemischen Institut der Universitat Gottingen Eingegangen am 30. September 1958

Cholesterin (I a) geht bei der durch Hamatoporphyrin in Pyridin photosensibili- sierten 02-Ubertragung zu 75 % d. Th. in das tertiare AWholesten-3 P-01-5 a- hydroperoxyd (I1 a) iiber. Dagegen liefert die entsprechende Photooxydation in Chloroform das neue As-Cholesten-3 p-01-7 a-hydroperoxyd (111 a, 42 %d. Th.). - I Ia und A6-Allopregnen-3 p-01-20-011-5 a-hydroperoxyd (I1 b) lagern sich in Chloroform sterisch einheitlich und fast quantitativ in IIIa bzw. As-Pregnen- 3 P-01-20-on-7 a-hydroperoxyd (I11 b) um. D i e s neuartige Allylumlagerung von Hydroperoxyden, die in CHC13 durch Bestrahlen, Dibenzoylper- oxyd oder Kupferhalogenide beschleunigt und durch Hydrochinon gehemmt wird, erfolgt iiber radikalische Zwischenzustande. Durch Abspaltung von Wasser aus den Hydroperoxyden I11 und als Hauptprodukte der katalysierten Umwandlung der Hydroperoxyde 11 entstehen die entsprechenden As-Steroid-

7-ketone (V).

PRAPARATIVE ALLYLUMLAGERUNGEN

AWteroid-5 sc-hydroperoxyde zeigen in Chloroform eine polarimetrisch zu verfolgen- de Umwandlung 334). Wegen der glatt erfolgenden sauren Spaltung einiger tertiarer

Allylhydroperoxyde zu Ketonens), und da Chloroform an

vermuteten wir, da13 die genanntenveranderungen der Stero- id-hydroperoxyde auf einer der Ketonspaltung verwandten Reaktion beruhen. Hiernach sollte z. B. Cholesterin-hydro- peroxyd in ein Cyclodecanderivat VI iibergefuhrt werden.

Luft, im Licht und inGegenwart von Peroxyden Saure bildet,

1) vgl. voranstehende Mitteilung: G. 0. SCHENCK und 0.-A. NEUMULLER, Liebigs Ann.

2) Vorlaufige Mitt. : G. 0. SCHENCK, 0.-A. NEUMULLER und W. EISFELD, Angew. Chem.

3) G. 0. SCHENCK, Angew. Chem. 69, 579 (1957). 4, 0. -A. NEUMULLER, Diplomarbeit Univ. Gottingen 1957. 5 ) G. 0. SCHENCK und K.-H. SCHULTE-ELTE, Liebigs Ann. Chem. 618, 185 (1958).

Chem. 618, 194 (1958).

70, 595 (1958).

1958 Allylumlagerung von A6-Steroid-5u-hydroperoxyden 203

Zur Prufung dieser Annahme losten wir As-Cholesten-3 p-01-5 whydroperoxyd (Ha) in Chloroform und arbeiteten nach Erreichen des Enddrehwertes ([a]B = - 120" nach 3 Tagen) vorsichtig auf. Das in guter Ausbeute isolierte Isomerisierungsprodukt erwies sich uberraschenderweise ebenfalls als ein Hydroperoxyd. Es schmolz bei 154- 156.5" und zeigte mit dem Ausgangsprodukt eine deutliche Schmelzpunkts- depression. Den Konstitutionsbeweis fuhrten wir entsprechend dem im folgenden Reaktionsschema gezeigten Weg.

R O & q,& OOH T , O & I I "'OOH

K A N E Y . Ni HZ Pyridin YI CHCI, oder

Pyr: in a: R = C8H17 R' = H b: c : R = O = 'OCH3 ,": 1 &,CO Katalysator & d: R = CloH19 R = CH3CO

R O V IV

Hiernach ist die von uns entdeckte Umwandlung von IIa (in Chloroform) eindeutig festgelegt als Bildung des bisher unbekannten ~-Cholesten-3/3-ol-7a-hydroperoxyds (IIIa) *). Es ist dies unseres Wissens das erste Beispiel einer Allylurnlagerung eines Hydroperoxyds.

Gleichartige Umwandlungen beobachteten wir auch bei As-Allopregnen-3 p-01- 20-on-5a-hydroperoxyd4) (I1 b), A6-Androsten-3 p-01- 17-0n-5a-hydroperoxyd-3-ace- tat8 (IIc) und A6~22-Stigmastadien-3P-ol-5a-hydroperoxyd-3-acetat6) (I1 d).

Naher untersucht haben wir bisher die Umwandlungen von IIa und IIb. Die neuen Verbindungen und ihre Ausgangsmaterialien sind in Tabelle 1 verglichen.

Die neuen Hydroperoxyde kristallisieren sehr gut aus waorigem Methanol oder aus Benzol, schmelzen unter Zersetzung und zeigen die fur Hydroperoxyde typischen Reaktionen: Jod-Ausscheidung mit KJ, Erwarmung bei Zugabe von Triphenyl- phosphin und von Bleitetraacetat (ohne 02-Entwicklung). Im U V-Spektrurn findet man lediglich Endabsorption, was Verunreinigungen durch die a$-ungesattigten Ketone ausschlieot. Die Verbindungen der b-Reihe weisen bei ca. 282mp die schwache Bande der C-20-Ketogruppe auf. Die IR-Spektren der Hydroperoxyde I1 zeigen die fur

* ) Nach freundlicher Privatmitteilung von Herrn B. LYTHCOE fanden B. LYTHGOE und S. TRIPPETT (J. chem. SOC. [London], im Druck) ebenfalls, da13 das Produkt unserer Umlage- rung I1 a ist. - S. BERGSTROM~~) hatte ein As-Cholesten-3 P-01-7-hydroperoxyd als Autoxy- dationsprodukt von I a angenommen, ohne es nachweisen zu konnen.

6 ) G. 0. SCHENCK und W. EISFELD, unveroffentlicht.

204 G . 0. SCHENCK. 0.-A. NEUMULLER und W. EISFELD Bd. 618

T d b e k I . Physikalische Daten und Ausbeuten von Steroid-hydroperoxyden 11, ihren Ausgangsverbindungen I und ihren Umlagerungsprodukten 111

~- ~ __ As-Cholesten-3P-ol A6-Cholesten-3P-ol- As-Cholesten-3P-ol-

Schmp. 147- 149" 145- 148" (Zers.) 154- 156.5" (Zers.) bEO (CHCh) -39.8" + 16" - 139"

Sa-hydroperoxyd (I1 a) 7ar-hydroperoxyd (111 a) ~~

(1 a)

Ausbeute (% d. Th.) - 75 % (I -+ 11) 77 % (I1 + 111)

As-Pregnen-3p-01- 20-on (I b)

Schmp. 188" . _ _ ~-~

[a]"," (CHCb) +24.5" Amax (log E ) Ausbeute (% d. Th.) -

284 mp (1.79)

A6-Allopregnen-3P-ol- 20-on-5 a-hydroperoxyd

(IIb)

157" (Zers.) +91.5"

282 mp (1.71) 66 "/, (I 4 11)

~

As-Pregnen-3P-01-20- on-7a-hydroperoxyd

(IIlb)

157" (Zers.) - 108.7"

282 mp (1.76) - 100% (I1 4 111)

5a-substituierte As-Steroide erwarteten Banden') ( 1 W - 1650, 827, 808, 798, 754 und 740 cm-I), wahrend die Absorptionen der As-Doppelbindung 899) in den Verbindun- gen I und 111 bei 1650- 1665, 840, 800 und 745 cm-1 liegen. Die fur Hydroperoxyde charakteristische Bande bei 1.45 p5) kann zum Nachweis der OOH-Gruppen nicht heran- gezogen werden, da die Hydroperoxyde 111 sich in Tetrachlorkohlenstoff nicht losen.

Die bei der Allylumlagerung I1 + 111 auftretenden Molrotationsdifferenzen 10)

(A [MI,) sind in Tabelle 2 zusammengefaBt.

Tabelle 2. Molrotationen und Molrotationsdifferenzen in CHCI3 ~~~~~~~~~~~~ . ~~~ ~~

Verbindung d b C

[MI, I - 154" + 89" -23" A W I u I + I1 t 2 2 1 " + 230" +272" [MID I 1 + 67 +319 + 249 &MID I1 4 111 - 648 - 697 -691 [MI 11 TI1 -581 --378 - 442 A[M]D I11 + IV +231 $286 [MI, IV -350 - 92

(- 149) * )

A[MI, I 4 I V - 196 -181 (-238)*)

[MI11 V -418 -237 -256**) A[MIu v 4 IV 3- 68 + 145

(+88)*) *) K . ABILDGAARD-ELLING* 1 J heschreibt As-Pregnen-3 p,7 p-diol-20-on (Schrnp. 178 - 180". [alo = -45") sowie

ein As-Cholesten-3 p,7 P-diol (Schrnp. 175- 177', [ a ] ~ = -84.1"); letzteres ist das 7a-Epimere (s. S.210). Der mo- lare Drehungsbeitrag der 7 p-Hydroxylgruppe betragt beim 7 8-Hydroxy-cholesterin + 182" 11). Wenn eine ,,vicinal action" der Acetylseitenkette vernachlassigt werden kann, soke As-Pregnen-3 B.7 8-diol-20-on eine Molrotation von etwa +271° statt der gefundenen von -149' (unser Produkt -92") aufweisen. * * J in Alkohol

7) H. B. HENBEST, G . D. MEAKINS und G . W. WOOD, J . chem. SOC. [London] 1954, 800. 8 ) R. N. JONES und F. HERLING, J . org. Chemistry 19, 1252 (1954). 9) H. HIRSCHMANN, J . Amer. chem. SOC. 74, 5357 (1952).

10) Zum Prinzip der Molrotationsdifferenzen siehe Zit.l3), dort S. 206ff. ' 1 ) W. KLYNE, Helv. chim. Acta 35, 1224 (1952).

1958 Allylumlagerung von h6-Steroid-5cr-hydroperoxyden 205

IIIa laBt sich in Pyridin mit RANEY-Nickel in einer Ausbeute von 87 % d. Th. oder durch Umsetzung mit Triphenylphosphin 12) quantitativ zu dem bekannten13) As- Cholesten-3 &7a-diol (IVa) reduzieren, das auch durch sein Diacetat und Dibenzoat charakterisiert wurde. Die Konstitution von 111 b wurde durch die entsprechenden Urnwandlungen zu IV b aufgeklart.

Die im folgenden Abschnitt zu besprechende, durch Cu-Salze beschleunigte Um- lagerung der Hydroperoxyde I1 lie13 in der Mehrzahl der Falle die As-Steroid-7- ketone V entstehen (Tab. 3). Inwieweit die Zwischenprodukte nur Hydroperoxyde sind, lien sich wegen analytischer Schwierigkeiten noch nicht entscheiden. Va bildete sich auch in der (spektroskopisch verfolgten) Dehydratisierung von IIIa mittels ZnC12 in Methanol. Dieser Befund und die unten angegebenen polarimetri- schen Beobachtungen machen es wahrscheinlich, dalj die Bildung der a. P-unge- sattigten Ketone V aus den Verbindungen I1 im wesentlichen iiber die Stufe der 7a-Hydroperoxyde 111 verlauft.

Tabelle 3. Allylumlagerung der Hydroperoxyde I I

Einge- setzt *)

11 b I1 a I1 a 1Ia IIC IId IIb I Ib 11 b I 1 b I 1 b l l b I 1 b 1Ia I1 a IIa I Ib I1 a I1 a 1Ia I I a

~~

Losungs- mittel* * )

Katalysator Reaktions- Nachweis***) Kurven- produ!ct tY P

CHC13 -

Dioxan KCN + CuCl Dioxan KCN+CuC12.2H20 CHC13 -

CHCI, ~

CHC13 -

CHCI3+5% Py - Pyridin ~

CHC13 CuCl

Tetrahydrofuran CuC12.2H20

CHC13 hv

CHC13 CUCI~ . 2H20

Pyridin KCN +CUCI~ . 2H20

Dioxan CuC12.2H20 Dioxan CUCI~ . 2H20 Pyridin CuClZ. 2H20 CHCI, Benzoylperoxyd + hv Dioxan ~

Dioxan CuCl Eis5ssig ~

Dimethylformamid ~.

111 b Schmp., UV, IR, KJ 1 111 a Schmp., KJ I IIIa (+Va?) Schmp., KJ 1 111 a Schmp., UV, IR, KJ 1 IIIC Schmp., UV, KJ I IIId nicht isoliert I 111 b + Vb Schmp., KJ I Vb Schmp., UV, IR I Vb Schmp., Derivat 2 Vb nicht isgliert 2 Vb nicht isoliert 2 Vb Schmp., UV, IR 2 Vb? nicht isoliert 2 (IIIa) + Va UV 2 IIIa + Va Schmp., UV, KJ 2 Va Schmp., UV 2 Vb uv 111 a Schmp., KJ ~

IIIa + Va nicht imliert - (VIa?) nicht isoliert ~

(IlIa,Va?) nicht isoliert ~

-

*) I -4-proz. Losungen **I Chloroform (p. a,, MERCK), Pyridin (reinst, S-frei), Dioxan (meist peroxydfrei), Tetrahydrofuran (per-

oxydfrei) und Dimethylformamid (MERCK). ***) In allen Fallen wurde Ialo zum Nachweis benutzt. Zwischen den Messungen wurden die Polarimeter-

rohre ( I dm, 7 - 15 ccm Inhalt) vor Licht geschiitzt. - KJ bedeutet Jod-Ausscheidung aus Kaliumjodid-Losung.

12) L. HORNER und W. JURGELEIT, Liebigs Ann. Chem. 591, 138 (1955). 13) L. F. FIESER und M. A. FIESER, Natural Products Related to Phenanthrene, 3. AufI.,

Reinhold Publ. Co., New York 1949, S . 180.

206 G. 0. SCHENCK, 0.-A. NEUMULLER und W. EISFELD Bd. 618

Der zeitliche Verlauf der Urnlugerung (I1 -+ 111 bzw. V) lieR sich in einfacher Weise mit Hilfe eines automatischen Zuckerpolarimeters14) (Firma CARL ZEISS *)) verfolgen, das die Drehungsmessung auch starker gefarbter Losungen erlaubte. Infolge der selbsttatigen Ein- stellung des MeRwertes blieben auch solche Reaktionen verfolgbar, bei denen innerhalb von 15 Minuten eine [a]~-hderung von etwa 90" eintrat.

0 5 10 15 20 Stdn. Abbildung I . Zeitliche Drehwertanderung von I1 b in Chloroform bei 20"

(1) - - - - - ohne Zusatz (2) - mit CuC12.2 H20

Bei der polarimetrischen Verfolgung der reinen Hydroperoxyd- Umlagerung (I1 + 111) beobachteten wir stets den Kurventyp (1). Die weiter zu den Ketonen fiihrenden katalytischen Reaktionen ergaben dagegen den Kurventyp (2) mit rasche- rem Abfall von [.ID bis zu einem Minimalwert, worauf die Drehung wieder bis zu dem der Ketonbildung entsprechenden Endwert anstieg. Der Kurvenverlauf ist nur durch die Annahme eines relativ stabilen Zwischenproduktes zu erklaren, das starker negativ als das Keton dreht und dessen endgiiltiges Verschwinden den Anstieg der Drehung bis zum Reaktionsende verursacht.

CHEMISMUS DER ALLYLUMLAGERUNGEN

Es sind folgende Argumente zu beriicksichtigen : 1) Die praktisch quantitativ ver- laufende Umlagerung der Hydroperoxyde I1 erfolgt sterisch einheitlich derart, daB die Hydroperoxygruppe in den Verbindungen I11 auf der gleichen, der C-lO-Methyl- gruppe abgewandten Seite der Ring-B-Ebene an C-7 placiert wird, wie sie vorher an C-5 stand. Hierdurch wird die Annahme eines cyclischen Zwischenproduktes nahe- gelegt. - 2) Die Umlagerung wird beschleunigt durch Bestrahlung, Dibenzoylperoxyd oder Kupferhalogenide. - 3) Hydrochinon hemmt die Umlagerung. - 4) Saure be-

* ) Wir mochten Herrn H. WENKING fur die leihweise Uberlassung des Gerates auch an

14) H. WENKING, Zeiss-Mitteilungen 1, 155 (1958). dieser Stelle herzlich danken.

1958 Allylumlagerung von A6-Steroid-5u-hydroperoxyden 207

schleunigt die Reaktion nicht. - 5 ) Ohne Zusatz folgt die Umlagerung dem Zeitgesetz erster Ordnung.

Nach 2) und 3) liegt eine radikalische Reaktion vor; nach 4) ist kein geschwindig- keitsbestimmender polarer TeilprozeS beteiligt. 3) spricht fur einen Radikalketten- chemismus, den 5 ) nicht ausschlieBt.

Fur die Allylumlagerung eines tertiaren Hydroperoxyds (VII) in ein sekundares (VIII) ist eine voriibergehende Abspaltung des Anions HOze (unter Ausbildung des mesomeren Kations IX) und dessen anschlienende Addition an IXb zu VIII wegen der Argumente 1) und 4) auszuscheiden. - 1) spricht auch gegen eine zur Entstehung des allylmesomeren Radikals X notwendige (ohnehin unwahrscheinliche), voriibergehende Abspaltung des Radikals HOp einschliel3lich dessen Wanderung und Addition an Xb.

C [ 7 H H C-C-C=C-C tt

fB a IX b

C [ 7 H H I H H ] a X b

C-C-C=C-C t--t C-C=C-C-C HO2*

Eine zwanglose Deutung aller bisherigen Beobachtungen ergibt sich, wenn man an- nimmt, daB VII mit einem geeigneten, zu univalentem Wasserstoff- oder Elektronen- Austausch befahigten Stoff Y zu Y -H und dem Radikal XIa reagiert. Die bekannte Additionstendenz der Peroxyradikale R - 0 2 sollte sich bei XI a durch Fixierung der 0-Radikalstelle an die raumlich unmittelbar benachbarte Doppelbindung (aus sterischen Griinden an C-7, da Addition an C-6 wegen der Bildung eines Vierring- p e r ~ x y d s ' ~ ~ ) unwahrscheinlich ist) aukrn . Hierdurch wiirde das energiearmere cyc- lische Peroxyd XIb mit einer Radikalstelle an C-6 entstehen. Dieses ginge dann, iiber XIc, durch Reaktion mit Y -H in das gegeniiber VII energetisch begiinstigte Hydro- peroxyd VIII iiber.

C I H H c-c-c=c-c VII I S 6 7 8

0-OH

+ Y I -YH ,

C I H H

VIII c-c=c-c-c 5 6 1 7 8

HO-0

t +YH 1 -Y

j . I

XIa XIb XIC 14a) R. CRIEGEE in HOUBEN-WEYL-MULLER, Methoden der organischen Chemie, 4. Aufl.,

Bd. 8, S. 12, Thieme-Verlag, Stuttgart 1952.

208 G. 0. SCHENCK, 0.-A. NEUMULLER und W. EISFELD Bd. 618

Die neu aufgefundene Allylumlagerung fiihrt zu interessanten Fragestellungen in der Chemie der Allylhydroperoxyde und bedeutet eine wertvolle Erweiterung der photosensibilisierten Synthese solcher Verbindungen. Wir beabsichtigen, die prapara- tiven Moglichkeiten und Chemismen der neuartigen Reaktion auch aul3erhalb der Steroidreihe eingehend zu erforschen.

Eine interessante Variante der Kombination beider Reaktionen fanden wir bei der photosensibilisierten Autoxydation des Cholesterins in Chloroform. Auch hier ent- steht zunachst das tertiare Hydroperoxyd (IIa). Wie erwartet, lagerte sich dieses je- doch anschlieljend um, so dalj wir direkt aus Cholesterin, durch Aufarbeitung der Photooxydationslosung nach 24 Stdn., das A~-Cholesten-3~-01-7a-hydroperoxyd (IIIa) in einer Ausbeute von 40% d. Th. isolieren konnten.

Fur die Forderung d x Untersuchung danken wir der DEUTSCHEN FORSCHUNGSGEMEIN- SCHAFT und den FARBWERKEN HOECHST AG, dort insbesondere Herrn Dr. RUSCHIG, fur die Uberlassung von Praparaten.

B E S C H R E I B U N G D E R V E R S U C H E

Die Schmelzpunkte wurden nach KOFLER bestimmt und sind korrigiert. Die Drehungen wurden, soweit nicht anders angegeben, in Chloroform bei 20 & 2" gemessen. Die UV- Absorptionen wurden in Methanol mit einem Gerat BECKMAN DK-2, die IR-Spektren in KBr mit einem BECKMAN IR-4 aufgenommen. A~-Cholesten-3~-ol-7a-hydroperoxyd (111 a). - a) durch Urnlagerung: 4.0 g As-Cholesten-

3 P-ol-5a-hydroperoxyd (I1 a) wurden im 100-ccm-MeRkolben in Chloroform suspendiert und bis zur vollstandigen Losung (30 Stdn.) im Dunkeln aufbewahrt. Eine Probe wurde polarimetriert. Nach 3 Tagen war [ a ] ~ = -1260" (konstant). Nach Entfernen des Chloro- forms i. Vak. betrug der Schmp. 137-146" (Zers.), = -125". Zwei Umkristallisationen aus Benzol/Petrolather (40-660") gaben 3.1 g (77 % d. Th.) feine Nadeln vom Schmp. 154 bis 156.5" (Zers.); Misch-Schmp. mit IIa 120-125" (Zers.). [a]bO = -139" (c = 2.4); [a]S =

- 138" ( c = 2.0, Pyridin); [a]b = - 134" (c = 2.2, Dioxan).

C27H4603 (418.6) Ber. C 77.45 H 11.08 Gef. C 77.43 H 10.98

b) durch Photooxydutionls): 3.0 g Cholesterin (Ia) in 100 ccrn Chloroform + 50 mg Proto- porphyrinmethylester nahmen in 90 Min. 195 ccm 0 2 (1.1 Mol) auf. Die Losung wurde nach 36 Stdn. i. Vak. zur Trockne gebracht. Kristallisation aus Benzol ergab 1.37 g (42 % d.Th.) IIIa in Nadelbuscheln vom Schmp. 150-152" (Zers.). [a]b0 = -135" (c = 1.1).

IIIa ist gut loslich in Pyridin, Chloroform, Dioxan und Dimethylformamid, maBig in Athanol, Methanol, Aceton und Benzol, praktisch unloslich in Wasser und Petrolather.

As-Cholesten-3~,7a-diol (IVa). - 0.30 g IIIu in 30 ccm Pyridin nahmen mit RANEY- Nickel bei - 20" und Normaldruck 1.03 Mol H2 auf. Das rohe Hydrierungsprodukt schmolz bei 150-157". Aus Chloroform/Petrolather (40-660") wurden 0.25 g (87 % d. Th.) Kristalle

15) vgl. G. 0. SCHENCK, K. GOLLNICK und 0.-A. NEUMULLER, Liebigs Ann. Chem. 603, 46 (1957).

1958 Allylumlagerung von A6-Steroid-5a-hydroperoxyden 209

vom Schmp. 158-161" (losungsmittelfrei) erhalten (Lit.WI6): 154-157"). = -90" (c = 1.7); Lit.13.16): [a];2 = -94.5", [a]= = -88".

C27H4602 (402.6) Ber. C 80.54 H 11.52 Gef. C 80.39 H 11.60

Hydrierung von IIIa in dthanol mit Pd/BaS04 ergab ebenfalls glatt IVa. 30 mg IIIa und 30 mg Triphenylphosphin wurden mit Chloroform zu 2 ccm gelost und

polarimetriert (zur Arbeitsweise vgl. Lit. 1)). [a;,] = -86" entsprechend IVa. Dibenzoat von IVa: Aus IVa + Benzoylchlorid in Pyridin bei Zimmertemperatur (24Stdn.)

dargestellt. Aus Aceton/Methanol erhalt man Nadeln vom Schmp. 156" (Lit. 16): 155 - 156.5", 158--159"), [a];: = -118" (c = 2.3); Lit.16): [a]b8 = -112.5".

C41H5404 (610.8) Ber. C 80.61 H 8.91 Gef. C 80.67 H 8.79

Diacetat von ZVa: Aus IVa 4- Acetanhydrid in Pyridin bei Zimmertemperatur (24 Stdn.) dargestellt. Aus Aceton/Wasser erhalt man Nadeln vom Schmp. 123-124" (Lit. 17): 123 bis 124"). [cr]L0 = -176.5" (c = 0.9); Lit.17): [or]b4 = -175".

C31H5004 (486.7) Ber. C 76.50 H 10.36 Gef. C 76.55 H 10.43

A~-Cholesten-3~-ol-7-on (Va). - 0.4 g I la , 2.5 mg CuC12.2H20 und 10 ccm Pyridin blieben 5 Stdn. stehen. Dann war [ a ] ~ konstant -80.5". Der vom Pyridin i. Vak. befreite Ruckstand wurde 12 Stdn. i. Vak. uber P205 getrocknet, in 10 ccm absol. Ather aufgenom- men und filtriert. Aus der dtherlosung fielen nach Zugabe von Petrolather (40-60") 0.24 g (63 % d. Th.) Nadeln vom Schmp. 173" (Lit.18): 170-1172). Amax = 238mp (log E = 4.19) (Lit.18): 238my, log E = 4.1, in Alkohol). [ar]AO = -103" (c = 1.5), [ar]kO =-84" (c = 1.6, Pyridin), [a]$0 = -91" (c = 1.4, Dioxan); Lit.18): [a]D = -104".

C27H4402 (400.6) Ber. C 80.94 H 11.07 Gef. C 80.60 H 11.10

IIIa (10-3 m in Methanol) gab mit ZnClp bei 20" nach 4 Tagen 12 % d. Th. an Va (spek- troskopisch bestimmt). A~-Pregnen-3~-ol-20-on-7a-hydroperoxyd (111 b). - 2 g A6-Allopregnen-3~-ol-20-ot1-5a-

hydroperoxyd (IIb) standen, in 40 ccm Chloroform suspendiert, bis zur Losung im ver- schlossenen Kolben 36 Stdn. im Dunkeln. AnschlieDend wurde i. Vak. zur Trockne gebracht. Der schaumig erstarrte Ruckstand blieb zur Kristallisation 12 Stdn. mit Petrolather (40 bis 60") bedeckt stehen. Filtration ergab 2.09 g I11 b, das, nach Kristallisation aus waRrigem Alkohol, lange Nadeln vom Schmp. 157" (Zers.) bildete (Misch-Schmp. mit I1 b 135 -140", Zers.). [cr]l,O = -108.7" (c = 1.3). A,,, = 282mp (log E = 1.76).

C21H3204 (348.5) Ber. C 72.38 H 9.26 Gef. C 72.74 H 9.30 I11 b ist gut loslich in Chloroform, Dioxan, Pyridin, Tetrahydrofuran, maBig in k h a n o l

und Aceton, wenig oder gar nicht loslich in Benzol, Petrolather und Wasser. Es halt or- ganische Losungsmittel und Wasser hartnackig fest. Kristallisation aus Benzol/Methanol liefert Prismen vom Schmp. 154", die nach Analyse 1 Mol Methanol enthalten.

C21H3204.CH30H (380.5) Ber. C 69.44 H 9.54 Gef. C 69.31 H 9.46

A5-Pregnen-3j3-01-7.20-dion (Vb). - 325 mg IIb wurden in 10 ccm Pyridin gelbst. Hiervon wurde 1 ccm polarimetriert. Anfangsdrehung + 119.8", nach 18 Stdn. -41.8" (konstant).

16) 0. WINTERSTEINER und J. R. RITZMANN, J. biol. Chemistry 136, 697 (1940). 17) L. RUZICKA, V. PRELOG und E. TAGMANN, Helv. chim. Acta 27, 1149 (1944). 18) S. BERGSTROM,A~~. Kem., Mineralog.Geol.,Ser. A. 16,Nr.10(1943)[C.A.38,5842(1944)].

Liebigs Ann. Chem. Bd. 618 14

210 A. WENZ, G. GOTTMANN und H. Koop Bd. 618

Die Losung wurde mit 1 ccm Methanol verdunnt und mit Wasser angespritzt. Es fielen 25 mg (73% d.Th.) Nadeln vom Schmp. 204-206" (Lit.19): 209-210"). [a]'," = -71.6" (c = 1.0); Lit.19): [a]D = -72" (Methanol). A,,, = 237.5 mp (log E = 4.13); Lit.19): A,,, = 238 mp (log E = 4.12).

C21H3003 (330.5) Ber. C 76.32 H 9.15 Gef. C 76.54 H 9.13 Acetat von V b : Aus Vb + Acetanhydrid in Pyridin bei -20" (ca. 12 Stdn.). Seidige Nadeln

= -74.6" (c = 1.2); Lit.20): [MID = -73.8". vom Schmp. 152.5" (Lit.20): 151-153"). A,,, = 234 mp (log E = 4.26); Lit.20): A,,, = 234.5 mp (log E = 4.26 mk).

C23H3204 (372.5) Ber. C 74.16 H 8.66 Gef. C 74.15 H 8.75 il5-Pregnen-SB,7a-diol-2O-on (IVb). - 560 mg IlIb in 40 ccm Pyridin nahmen mit RANEY-

Nickel 1.02 Mol HZ auf. Nach Entfernen des Katalysators und Konzentrieren i. Vak. blieb ein siruposer Riickstand, der nach Zugabe von 5 ccm Aceton kristallisierte. Ausbeute 430 mg (77 % d. Th.); Schmp. 173 - 178". Nach mehrmaliger Kristallisation aus Benzol/Essigester/ Petrolather (40-60") schmolz IVb bei 190". [a]: = -27.7". A,,, = 283 mp (log E = 1.68).

C21H32O3 (332.5) Ber. C 75.86 H 9.70 Gef. C 76.02 H 9.72 Das von K. ABILDGAARD-ELLING 21) beschriebene A5-Pregnen-3P,7P-diol-20-on vom Schmp.

178-180" und [U]D = -45" sprechen wir auf Grund seiner Molrotationsdifferenzen gegen- iiber I b und V b (s. FuDnote zu Tab. 2) als verunreinigtes 7a-Epimeres (IV b) an.

19) C. W. MARSHALL. R. E. RAY. I. LAOS und B. RIEGEL. J. Amer. chem. SOC. 79, 6308 (1957).

20) W. KLYNE, J. chem. Soc. [London1 1951, 3449. 21) K. ABILDGAARD-ELLING, Brit. Pat.-714624 v. 1. 9. 1954 [C. A. 49, 14042 (1955)l.

UBER COCARBOXYLASE-TETRAHYDRAT SOWJE SALZE DER COCARBOXYLASE

von ADOLF WENZ, GEORG GOTTMANN und HERMANN Koop

Herrn Professor Karl Ziegler in Verehrung zugeeignet

Aus den Laboratorien der Abteilung ,,Chemische Entwicklung" der E. Merck AG, Darmstadt Eingegangen am 24. September 1958

Das Verhalten der Thiamin-Phosphorylierungsprodukte an Ionenaustauschern wird untersucht. Cocarboxylase wird in Form eines bisher nicht beschriebenen Tetrahydrates der Betain-Form I in hoher Reinheit gewonnen. Salze der Co- carboxylase sowie des Thiamin-orthophosphorsaureesters werden beschrieben.

K.LOHMANN und PH. SCHUSTER~), die 1937 die Struktur der 1932 von E.AUHAGENZ) aufgefundenen Cocarboxylase als Pyrophosphorsaureester des Vitamins B 1 erkannten,

1) K.LOHMANN und PH. SCHUSTER. Biochcm. Z. 294, 188 (1937). 2) E.AUHAGEN, Hoppe-Seyler's Z. physiol. Chem. 204, 149 (1932); 209, 20 (1932).