Research Collection

Doctoral Thesis

Beitrag zur Kenntnis der photochemischen Umwandlungengekreuzt konjugierter Cyclohexadienone

Author(s): Ganter, Camille

Publication Date: 1963

Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-000109315

Rights / License: In Copyright - Non-Commercial Use Permitted

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ETH Library

Prom. Nr. 3384

Beitrag zur Kenntnisder photochemischen Umwandlungen

gekreuzt konjugierter Cyclohexadienone

Von derEIDGENÖSSISCHENTECHNISCHEN

HOCHSCHULE IN ZÜRICH

zur Erlangungder Würde eines Doktors der technischenWissenschaften

genehmigte

PROMOTIONSARBEIT

vorgelegt von

CAM1LLEGANTER

dipl. Ing.-Chem. E.T.H.

von Zürich

Referent: Herr Prof. Dr. O. JegerKorreferent: Herr Prof. Dr. V. Prelog

Juris-Verlag, Zürich

1963

Seite Leer/Blank [eaf

Meinen lieben Eltern in Dankbarkeit gewidmet,

die durch ihre Arbeit und Aufopferung mein Studium ermöglichten

Meiner lieben Braut mit Freude

Seite LeerBlank

Meinem sehr verehrten Lehrer,

Herrn Prof. Dr. O. Jeger,

spreche ich für die wertvolle Unterstützung und grosszügige Leitung dieser Arbeit,seine persönliche Anteilnahme und das mir stets erwiesene Wohlwollen meinen

herzlichsten Dank aus.

Danken möchte ich auch

Herrn Prof. Dr. D. Arigoni

, - und

Herrn Dr. K. Schaffner

für ihre zahlreichen, wertvollen Anregungen, sowie das freundschaftlicheInteresse,das sie mir stets zuteil werden Hessen.

Seite Leer/Blank leaf

INHALTSVERZEICHNIS

THEORETISCHER TEIL 9

A) PhotochemischeReaktionen von gekreuzt konjugiertenCyclohexadienonen 9

B) Zum Mechanismus der photochemischenUmwandlungen 24

C) Eigene Arbeiten über photochemische Umwandlungen von

O-Acetyl-1-dehydro-testosteron 35

I. UV. -Bestrahlung in Dioxan 35

1. Phenole B^ - B. 362. Keton Aj 36

3. Keton A2 384. Keton Ag 41

5. Keton A4 45

6. KetonA, und Phenol B^ 475 5

7. Keton A„ 49

H. UV. -Bestrahlung in siedender wässriger Essigsäure 52

IH. UV. -Bestrahlung in Eisessig 54

Zur Struktur des Photoproduktes aus 3-Oxo-10 Q-hydroxy-1*4

'

17/3-acetoxy- A ' -östradien 59

IV. UV. -Bestrahlung in Methanol 60

D) Eigene Arbeiten über photochemische Umwandlungen von

O-Acetyl-1 -dehydro-2-methyl-testosteron 61

1. Keton XXXI 622. Keton XXXH 64

3. Keton XXXHI 65

4. Keton XXXIV 67

5. Phenol XXV 68

E) NMR. -Spektren von isomeren Photoprodukten mit einem

Cyclopropanring 69

I. Keton A„ und Methyl-Homologevon A„ 69

H. KetonA4 und Methyl-HomologesXXXIV 71

EXPERIMENTELLERTEIL 73

A) UV.-Bestrahlungvon O-Acetyl-1-dehydro-testosteron 74

I. in Dioxan 74

II. in siedender wässriger Essigsäure 84

HI. in Eisessig 88

Zur Struktur des Photoproduktes aus 3-Qxo-10/3-hydroxy-1*4

17/3-acetoxy-A ' -östradien 93

IV. in Methanol 94

B) UV.-Bestrahlungvon l-Dehydro-17<x-methyl-testosteron 95

C) UV.-Bestrahlungvon O-Acetyl-l-dehydro-2-methyl-testosteron 96

ZUSAMMENFASSUNG 104

LITERATURVERZEICHNIS 105

THEORETISCHER TEIL

A) Photochemische Reaktionenvon gekreuzt konjugierten*)Cyclohexadienonen '

PhotochemischeProbleme in der organischen Chemie wurden seit dem letzten

Jahrhundert periodisch bearbeitet. Bei den ersten Bestrahlungsversuchen, die an

Naturprodukten mit einem chromophorenSystem ausgeführt worden sind, benützte

man die Sonne als Strahlungsquelle.Verbesserte experimentelle Methoden, die vermehrte Gelegenheit neuartige

chromophoreSysteme zu untersuchen und, nicht zuletzt, neue theoretische Erkennt¬

nisse über die Natur angeregter Zustände haben diesem Gebiet in den letzten zehn

Jahren zu grossem Aufschwungverholfen.Dies gilt auch für die UV. -Bestrahlung von gekreuzt konjugierten Cyclohexa-

dienonen, womit sich die vorliegende Arbeit im Speziellenbefasst. Eine Uebersieht

über dieses Gebiet findet man in den zusammenfassendenBeschreibungenvonD. H. R. Barton1' und P. De Mayo2' (Stand 1961)**', weshalb im folgendenauf eine vollständigeAufzählung der schon dort besprochenenLiteraturstellen, welche

photochemische Umwandlungen von gekreuzt konjugierten Cyclohexadienonen betref¬

fen, verzichtetwird.

Die ersten UV. -Bestrahlungen eines gekreuzt konjugierten Dienons sindbereits

1876 mit dem Sesquiterpen cx-Santonin (I) vorgenommen, jedoch erst in den letzten

Jahren von den Arbeitsgruppen D. H. R. Bar tona"

, G.Büchi ', O.Jeger ,

5) 6)W. Cocker und E.E. van Tamelen wieder aufgenommen worden. Unter

*) In diesem Abschnitt A werden auch die Resultate miteinbezogen, welche im Rah¬men dieser Promotionsarbeit erhalten wurden. Die Strukturbeweise der betref¬fenden Verbindungen werden in den anschliessenden Abschnitten ausführlichbe¬sprochen.

**) Vgl. dazu auch die neueren Literaturstellen, die im folgenden nicht aufgeführtwerden:D.H.R. Barton et al., J. chem. Soc. 1962, 3472.E.E. van Tamelen et al., Tetrahedron Letters 1962, 939.I. Satoda et al.,- TetrahedronLetters 1962, 331.E.Schott et al., Helv. 46, 307(1963).

10 -

verschiedenen Reaktionsbedingungen (variierende Lösungsmittel und Temperatur)erhält man verschiedene photochemische Umwandlungsprodukte,wobei an dieser

Stelle lediglich Lumisantonin (II) und Isophotosantonsäurelacton (IH, das auch in*) **)einer säurekatalysierten Dunkelreaktion aus Lumisantonin (H) gebildet wird )

erwähnt werden sollen

OH

X hv hv

HI

1. inDioxanoder C2H5OH 2. in AcOH/H20 bei Siedetemperatur3. säurekatalysierte Dunkelreaktion

Nach diesen Arbeiten an Santonin (I) war es naheliegend, den Verlauf der

UV. -Bestrahlung von anderen Verbindungen mit ähnlichem chromophorem Systemzu untersuchen.

Tatsächlich zeigt O-Acetyl-l-dehydro-4-methyl-testosteron (IV) , das in

Bezug auf das chromophore System im Ring A voll mit Santonin (I) übereinstimmt,bei der UV. -Bestrahlung ein analoges Verhalten. In Dioxanentsteht mehrheitlich

eine dem Lumisantonin (H) entsprechende Verbindung V und in siedender wässrigerEssigsäure ein dem Isophotosantonsäurelacton (HI) entsprechendes Produkt VE

(Bicyclo-(0,3,5)-decan Struktur) (ETH-Gruppe)8':

*) Barton und Mitarbeiter haben jedoch gezeigt, dass bei der lichtkatalysiertenUmwandlung von Santonin (I) in Isophotosantonsäurelacton (HI) das Lumisantonin(II) keine obligate Zwischenstufe darstellt 3b, d).

**) Die aus Formel IH ersichtlicheStereochemie wurde erst kürzlich auf röntgeno-graphischemWege bewiesen'), nachdem sie ursprünglich anhand reaktions¬mechanistischer Ueberlegungen und unter Bezugnahme der damals noch nichtbewiesenenStereoformel H des Lumisantonins postuliert worden ist 4).

***) Gleiches Verhalten gilt auch für O-Acetyl-l-dehydro-4-äthyl-testosteron^'.

11

T$OAc

hv

IV

OAc

hV hV/2

HO

OAcHO

OAcCH.

+ C22H32°4 +CH3HO

VH VI VHI DC

1. in Dioxan3. in AcOH/H20 bei 0°

2. in ACOH/H2O bei Siedetemperatur4. säurekatalysierteDunkelreaktion

Auch die von der gleichen Arbeitsgruppe untersuchte photochemische Umwand¬

lung von 0-Acetyl-l-dehydro-2,4-dimethyl-testosteron (X) in Dioxan führt zu einer8)

Verbindung XI des Lumisantonin-Typus(II) als Hauptprodukt '.

OAc

hVDioxan

O. I !

X5OAc

X XI

- 12

Die Ergebnisse der UV. -Bestrahlung von Santonin (I), O-Acetyl-l-dehydro-4-

methyl-testosteron (IV) und 0-Acetyl-l-dehydro-2,4-dimethyl-testosteron (X) ha¬

ben gezeigt, dass offenbar nicht der Lactonring des Santonins (I) oder die Ringe C

und D des Steroidgerüstes massgebend sind für den Verlauf der photochemischenUmwandlungen. Diese Feststellungwird gestützt durchweitere Untersuchungen von

Ring A-Dienonen.

Bestrahlt man O-Acetyl-1-dehydro-testosteron (XH) in Dioxanunter den glei¬

chen Bedingungenwie oben, so entsteht nicht nur ein Produkt des Lumisantonin-

Typus (H), sondern ein Gemisch von Verbindungen, welches in 6 ketonische, als

A1 - Afi bezeichnete und in 4 phenolische, als B^ - B. bezeichnete Isomere ge¬

trennt werden kann. Bei kurzer Bestrahlung entstehen vorwiegend ketonische Iso-10)*)

mere, bei längerer Bestrahlung hingegen hauptsächlich Phenole :

*) Sowie in der vorliegenden Arbeit.

13

OAc

XII

ih V Dioxan

O

A-L (XHI)O

A2 (XIV) Ag (XV)

A4 (XVI) A5 (XVII)

C21H28°3

a6 (xvm)

HO

B1 (XDC)

OH

B2 (XX) Bg (XXI)OH

B4 (XXH)

Zur Ermittlung der gegenseitigen photochemischenBeziehungenunterwarf man

die ketonischen Produkte erneut der UV. -Bestrahlung. Bei diesen orientierenden

VersuchenwurdendieselbenBedingungen angewandt, die zur Bildungder beschriebenen

*) Bei Bestrahlung mit annähernd monochromatischem Licht der Wellenlänge254 mu erhält man KetonA3 (XV) als Hauptprodukt in 62-proz. Ausbeute K

14 -

Photoprodukte aus O-Acetyl-1-dehydro-testosteron (XII) geführt hatten. Die Ergeb¬nisse sind im untenstehenden Formelschema zusammengestellt.

CH<,HO

B5(XXHI)

HO

O

XII

HO

35% 30%

13%O

31% 21%

OH

OHB4

15

Es muss hier aber ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die aus die¬

sem Schema ersichtlichenUmsetzungendas Resultat der Bestrahlung einzelner

reiner Photoprodukte sindund daher nicht den bei der Bestrahlung von O-Acetyl-1-dehydro-testosteron (XH) vorherrschenden Verhältnissen (hinsichtlich Konzentra¬

tion, Filterwirkung usw.) entsprechen können. Sie dürfen zudem nicht als direkte

Uebergängeangesehen werden. Als Beispiel sei lediglich die Bildung des Ketons A„

(XIV) aus Keton Aj (XIH) angeführt, welche sowohl auf direktem Weg wie auch über

Keton A4 (XVI) bzw. ein bisher nicht gefasstes, instabileres Isomeres als Zwischen¬

stufe ablaufen könnte. Es scheint hingegen festzustehen, dass sich die Phenole, so¬

bald sie ausgebildetsind, durch eine dem UV. -Licht gegenüber gesteigerte Stabilitätauszeichnen.

Das vorläufigeBild der Reihenfolge der Entstehung einzelnerIsomeren stellt

immerhin eine Stütze für die Annahme dar, dass die phenolischen IsomerenB1 -B,-über Zwischenstufen der ketonischen Produkte A, -A_ entstehen. Es ist dies ein

1 5bemerkenswerter Unterschied zu der bereits von mehreren Autoren untersuchten

*)Dienon-Phenol-Umlagerung . Bei der letzterensind die postuliertenspirocycli-schen Ziwschenprodukte kationischer Natur und entziehen sichdaher der Isolierung.Im Hinblick auf die Präzisierung der bei der photochemischenIsomerisierung be-

**)teiligten, angeregten Zustände verdienen die unterschiedlichen Resultate der Um¬

setzungen mit KetonA., (XIH) Beachtung. Während die säurekatalysiertewie auch

die thermische Reaktion unter Wanderung des stärker substituiertenKohlenstoff¬atoms (C-9) erwartungsgemäss die Ausbildung von Phenol B„ (XXI) bewirkt, ent¬

stand bei der Nachbestrahlung von Keton A1 (XIH) das Phenol B1 (XIX), dessen Bil¬

dung formell durch eine Wanderung des weniger substituiertenKohlenstoffatoms (C-6)gedeutet werden kann. Dass bei den photochemisch induziertenIsomerisierungen von

Dienonen zu Phenolen aber nicht immer das weniger substituierte Kohlenstoffatom

wandert und dass die oben erwähnte Beobachtung somit nicht verallgemeinert wer¬

den darf, zeigt die früher erwähnte photochemische Ueberführung des Methyl-Homo¬logen von Ag (V) in 17-0-Acetyl-l,2-dimethyl-östradiol (VII) ', bei welcher unter

diesen Bedingungen das stärker substituierte Kohlenstoffatom wanderte.

*) Vgl. z.B. 11' und die dort zitierten Literaturstellen.1?,**) Vgl. insbesondere die detaillierte Diskussion für einen ähnlichen Fall .

16 -

Ebenfalls ein anderes Verhalten als Santonin (I) bzw. O-Acetyl-l-dehydro-4-methyl-testosteron (IV) zeigt O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) bei der UV. -Be¬

strahlung in siedender wässriger Essigsäure . Das entstehende Photoprodukt

besitzt keine dem Isophotosantonsäurelacton (HI) entsprechende Struktur (Bicyclo-(0,3, 5)-decan), sondern weist die spirocyclischeStruktur XXIV auf. Als weiteres

Produkt entsteht bei dieser Belichtung Phenol Bg (XXI).

OAc

HOhV

OAc

XH

OAc

XXIV Bg (XXI)

\t$^OAc

Ag (XV)

OAc

XXV

1. in AcOH/H„0 bei Siedetemperatur3. in AcOH/2n H2S04

2. mit POCI3 in Pyridin oder konz. H2SO4in AcOH

4. inAcOH/konz. H2S04

Bei der Behandlung von Keton Ag (XV) mit Schwefelsäure-Eisessig-Gemischkonnte ebenfalls je nach Reaktionsbedingungen die Bildung der spirocyclischen Ver¬

bindung XXIV (mit 2n Schwefelsäure) bzw. des Anhydroderivates XXV (mit konz.

Schwefelsäure) nachgewiesen werden.

Die UV. -Bestrahlung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) in Eisessig

*) Sowie in der vorliegenden Arbeit.

17 -

13)*)bei Zimmertemperatur ergab ein weitaus komplexeresReaktionsbild . Nebst

unverändertemAusgangsmaterial konnten 11 Photoprodukte nachgewiesen werden.

Es entstehen u. a. sowohl Verbindungen des spirocyclischen Typus als auch Pro¬

dukte, die bereits bei der lichtinduzierten Isomerisierung in Dioxan gebildet worden

sind.

r4—<OAchV

AcOH

Al (XIH), Ag (XV), A4 (XVI),

3j — B4 (XDC — XXH), C2gHg205(XXVIH)XH

OAc

O

OAc

AcO

OAc

XXV XXVI XXVH

Schliesslicherhält man bei der UV. -Bestrahlung von O-Acetyl-1-dehydro-13) *)testosteron (XH) in Methanol eine rasche und spezifische Isomerisierung zu

den beiden phenolischen Produkten B, (XDC) und B. (XXII), von denen durch Ver¬

suche in Dioxanlösung gezeigt worden ist, dass sie Endprodukte der photochemischen

Umwandlung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) über ketonische Zwischenpro¬dukte darstellen.

*) Sowie in der vorliegenden Arbeit.

18 -

OAc

hVMeOH

XH Bj (XDC)

OH

B4 (XXH)

Diese Isomerisierung steht im Gegensatz zum photochemischenVerhalten von

Santonin (I) in alkoholischer Lösung, wo je nach Reaktionsbedingungen Lumisantonin

(II), Photosantonin oder Methyl- bzw. Aethylaether (C16H2204 und C17H2404)entstehen.

Der Einfluss auf das photochemische Verhalten des Chromophoren bei O-Acetyl-

l-dehydro-testosteron (XII) ist durch Einführung einer Methylgruppe am Kohlenstoff-

atom 2 weiter untersucht worden. Bei der UV. -Bestrahlung von O-Acetyl-1-dehydro-*)

2-methyl-testosteron (XXIX) in Dioxan ' entsteht ebenfalls ein Gemisch von mehreren

Verbindungen. Bisher ist es gelungen, 5 ketonische Isomere und ein phenolischesIsomeres nachzuweisen. Bei der Behandlung von O-Acetyl-l-dehydro-2-methyl-testosteron mit Säure (Dienon-Phenol-Umlagerung) entsteht das Phenoldiacetat

xxxvi14,15).

*) In dieser Arbeit.

- 19 -

OAc

xxrx

Ac20 AcO

OAc

XXXVI

hV Dioxan

O

C22H30°3 (XXX)

OAc

XXXI XXXH

XOAc OAc

XXXHI XXXIV

CH

CH

HO

OAc

XXXV

Das O-Acetyl-1-dehydro-l-methyl-testosteron (XXXVH) ist zur Zeit ein wei¬

terer Gegenstand der Untersuchungen in der ETH-Gruppe. Bei der UV. -Bestrahlungmit annähernd monochromatischem Licht der Wellenlänge 254 mu entsteht als Haupt-

20 -

Produkt eine dem Lumisantonin (II), bzw. Keton A, (XV), analoge Verbindung*)XXXVIII . Bei der UV. -Bestrahlung unter Verwendung einer Lichtquellemit kon¬

tinuierlichem Spektrum entsteht jedoch ebenfalls ein Gemisch von mehreren Ver¬

bindungen .

OAc

hvDioxan

OAc

XXXVH XXXVHI

Die UV. -Bestrahlung von Analoga des O-Acetyl-1-dehydro-testosterons (XH),die am angulären Kohlenstoffatom 10, an Stelle der Methylgruppe einen andern Sub¬

stituenten, z.B. eine Hydroxy- oder Acetoxy-Gruppetragen, führt wiederum zu

neuen Resultaten (ETH-Gruppe)18'19'.Bei der UV. -Bestrahlung von 3-Oxo-10|3,17ß-diacetoxy- A '4-östradien (XL)

in Dioxan entsteht unter reduktiver Abspaltung der 10 ß -Acetoxy-Gruppeals Haupt¬produkt 17-O-Acetyl-östradiol (XLI).

*) Verbindung XXXVHI wurde bereits früher durch Pyrolyse des PyrazolinderivatesXXXIX erhaltenl7).

OAc

XXXDC

21

AcOOAc

hVDioxan

HO

OAc

XLXLI

HOOAc ou±r

o=\^^^hVDioxan

OAc

XLH XLHI

Unter den gleichen Bedingungen liefert die UV. -Bestrahlung von 3-Oxo-10ß-1-4

hydroxy-17/3-acetoxy- A ' -östradien (XLH) das spirocyclische Hauptprodukt XLIH.

In geringerer Menge entsteht dabei auch 17-O-Acetyl-östradiol (XLI).Bei der Einführung einer Ketogruppe am Kohlenstoffatom 11 oder einer Dop¬

pelbindung zwischenden Kohlenstoffatomen 9 und 11 im Steroidgerüst, tretenbei

der UV.-Bestrahlungneue Verhältnisse auf. So erhielten D.H.R. Barton und20)

W. C . Taylor ' bei der Einwirkung von UV. -Licht auf 21-O-Acetyl-prednison(XLIV) in alkoholischer Lösung Lumiprednisonacetat (XLV) und Neoprednison-acetat (XLVI). In siedender wässriger Essigsäure entstand eine Verbindung XLVH

mit einer dem Isophotosantonsäurelacton (III) analogen Struktur und in heissem Dio¬

xan ein Phenol, dem nach Ansicht der Autoren die Struktur XLVHI oder IL zu¬

kommt.

22

O

XLIV

CHgOAc

XLVIH

OH

IL

JFCH2OAc^OOH

CH2OAcOH ^

hVOH

hV

hvXLV

CH2OAc^OOH

XLVH XLVI

1. in Dioxan bei Siedetemperatur2. in AcOH/H20 bei Siedetemperatur

in C2H5OHa) bei Zimmertemperaturb) bei Siedetemperatur

Diese Versuche zeigen, dass im Falle des 21-O-Acetyl-prednison (XLIV) die

Ketogruppe in Stellung 11 einen massgebenden Einfluss auf die sichbildenden Photo¬

produkte hat.

In diesem Zusammenhangist es interessant, dass bei der Einführung einer zu¬

sätzlichenDoppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen 9 und 11 bei O-Acetyl-1-

23

dehydro-testosteron (XH) ähnliche Verhältnisse auftretenwie bei 21-O-Acetyl-9 11

Prednison (XLIV). Die Carbonylgruppe in Stellung 11 und die A ' -Doppel¬

bindung sind offenbardem Dienonchromophornahe genug, um die Reaktionsfähig¬keit der entsprechenden angeregten Zustände auf gleiche Weise zu modifizieren.

1*4' 9So führt die UV.-Bestrahlungvon 3-Oxo-17ß-acetoxy-A ' ' -androstatrien

(L) zu analogen Verbindungen LI und LH

Prednison (XLIV).

21) wie die Belichtung von 21-O-Acetyl-

hv ^^XxJ/T=^ Dioxan

LI LH

24

B) Zum Mechanismus der photochemischen Umwandlungen

Bei der Fülle von möglichen Reaktionswegen ist eine Diskussion des detaillier¬

ten Mechanismus der für die Bildung der einzelnen Produkte verantwortlich ist, sehr

schwierig, da man meistens auf Vermutungenangewiesen ist, die noch einer experi¬mentellen Ueberprüfung bedürfen. Eine erste Einschränkung der Vielfalt von mög¬lichen Reaktionswegen ist nur in jenen Fällen möglich, in welchen die Stereochemie

des Eduktes und des Produktes festgelegt worden sind.

Als Illustration soll hier die Bildung von Keton Ag (XV) aus O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII) angeführtwerden. Die Stereochemie dieses Photoproduktes stimmt

mit derjenigen überein, die auf Grund einer Reorganisation der Bindungen im Ring A

des Eduktes nach dem Schema a —»¦ b zu erwarten ist.

O' °xa (XH) b (Ag, XV)

3)Dieses Schema, welches erstmals von D.H.R.Barton , ohne Berück¬

sichtigungder stereochemischen Verhältnisse, zur Deutung des photochemischenUebergangesSantonin (I) -»- Lumisantonin (H) vorgeschlagen wurde, setzt die hier

erforderliche Umkehrung der Konfigurationam quaternären Kohlenstoffatom des

Ausgangsmaterials voraus. Ausser für den hier diskutiertenFall liess sich bisher

eine solche Umkehrung der Konfiguration auch bei der photochemischenIsomerisie¬rung von 1-Methyl- (XXXVH), 2-Methyl- (XXIX), 4-Methyl- (IV) und 2,4-Dimethyl-O-acetyl-1-dehydro-testosteron (X) zu den strukturell Lumisantonin (H) und Keton

A„ (XV) entsprechenden Methylhomologen, sowie von Dehydroergosteryl-acetat22) 22)(LIII —•- LIV) und Dehydrolumisteryl-acetat (LV -» LVI) nachweisen.

25

\X-

J\ AcO... ^ X \AcO..

ACO-^^^ "*

LIH LIV LV LVI

Es sei hier ausdrücklich betont, dass die hier verwendetenFormelbilder keines¬falls eine Präzisierung der Natur der angeregten Zustände implizieren, sondern

lediglich als vorläufigesHilfsmittel für die Diskussion des interessierenden stereo-

chemischenProblems dienen. Die sich daraus ergebenden Schlussfolgerungen be¬wahren ihre Gültigkeit ungeachtet der wahren (radikalischenoder ionischen) Naturder angeregten Zustände.

Wie im folgenden gezeigt werden soll, besteht eine Parallelität zwischen dem

Verhaltendergekreuzt konjugierten Dienone O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH),Santonin (I) und O-Acetyl-l-dehydro-4-methyl-testosteron (IV) bei der Bestrahlungin wässriger Essigsäure und dem Verhalten der aus diesen Dienonen zugänglichenPhotoisomeren Keton Ag (XV), Lumisantonin (II) und der LumiverbindungVSäure gegenüber. Dieser Befund scheint nun darauf hinzudeuten, dass sowohl beider lichtinduzierten Reaktion der Dienone wie auch bei der

säurekatalysierten Reaktion ihrer Photoisomeren strukturellähnliche Zwischenstufenauftreten, und dass somit auch den

Zwischenstufender photochemischen Isomerisierung mindestensim formellen Sinn kationische Natur (z.B. Zwitterionen) zu¬

kommt .

Im Lichte der im vorangehenden Abschnitt A besprochenenUmwandlungen von

Santonin (I — II, III), Lumisantonin (II — HI) und O-Acetyl-l-dehydro-4-methyl-testosteron (IV — V, VI) und V (- VI) sind die Ergebnisse der UV. -Bestrahlungvon O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII) in siedender wässriger Essigsäure und

Eisessig.bei Zimmertemperatur recht bemerkenswert ' '. Zwar verläuft die photo-

*) Sowie in dieser Arbeit.

26

chemischeReaktion des gekreuzt konjugierten Dienons XH in siedender wässriger

Essigsäure (— XXIV) stöchiometrisch gleich wie in den zwei oben erwähnten Bei¬

spielen (I — IH, IV — VI) und führt auch hier zu einem Photoprodukt, das ebenfalls

durch säurekatalysierteUmwandlung des dem Lumisantonin (II) entsprechendenKetons Ag (XV) erhältlich ist. Doch besitzt diese Verbindung überraschenderweise

die neuartige Struktur XXIV (im folgenden als Typ B bezeichnet; spirocyclisch)und nicht die a priori zu erwartende Struktur eines Analogons von III und VI (Typ A;Bicyclo-(0,3, 5)-decan-System) '. Das komplexeReaktionsbild der UV. -Bestrah¬

lung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) in Eisessig bei Zimmertemperatur

deckt sichinsofernmit dem in siedender wässriger Essigsäure ausgeführtenVersuch, als

auch hier u. a. Verbindungen vom Typ B (XXV, XXVI und XXVII) entstehen. Als

Konkurrenzreaktion tritt aber auch lichtinduzierte Isomerisierung vonXH ein zu

den Ketonen A, (XIII), A„ (XV) und A. (XVI), sowie den Phenolen B.-B. (XDC-1 d 4 10r**f

XXH), die schon bei der UV. -Bestrahlung von XII in Dioxanlösung erhalten

worden sind.

Es muss hier betont werden, dass das Bild, welches sich aus den besprochenen

Experimentenergibt (vgl. die Zusammenstellungin der Tabelle 1) möglicherweise

zu stark vereinfacht ist. So ist prinzipiell nicht auszuschliessen, dass sowohl bei

den lichtinduziertenwie bei den säurekatalysierten Reaktionen jeweils nicht nur

eine einzelne Verbindung, sondern zusätzlichVertreter anderer Strukturtypen ent¬

standen sein können, die sich im Verlauf der Trennung der Reaktionsgemische dem

Nachweis entzogen. Darauf soll am Schluss dieses Abschnittes noch näher eingegangen

werden.

Beschränkt man die Diskussion auf die ketonischen Hauptprodukte der Bestrah¬

lungsversuche in wässriger Essigsäure, so ist es klar, dass der augenfälligeUnter¬

schied im Verhalten von Santonin (I) und O-Acetyl-l-dehydro-4-methyl-testosteron(IV) einerseitsund O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII) anderseits nur von der

An- bzw. Abwesenheit der Methylgruppe am Chromophor des bestrahltenDienons

herrührenkann: Verbindungen mit der Methylgruppe an C-4 (I und IV) liefern aus¬

schliesslich, oder mindestens vorwiegend, Produkte vom Typ A (Isophotosanton-säure-lacton (IH) bzw. VI), die Verbindung ohne Methylgruppe an C-4 (XII) ein Pro¬

dukt vom Typ B (3-Oxo-10 ß-hydroxy-17J3-acetoxy-A -1 (10 — 5)-abeo-5oc-andro-sten (XXIV).

23)*) Für analoge Resultate vgl.**) Sowie in dieser Arbeit.

27 -

Tabelle 1 Licht- bzw. Säurekatalysen-Umwandlungsprodukte

AusgangsstoffeTypA

Prod

Typ B

ukte

weitere Verbindungen

Santonin (I) *'

Lumisantonin (II) '

HI (34%)HI (40%)

Photosantonsäure (4%)

O-Acetyl-1 -dehydro-4-methyl-testosteron (IV) *'

MethylhomologesvonKeton A3 (V) **)

VI (44%)

VI (12%)Anhydrover¬bindung von

VI (48%)

Vffl(8%); IX (11%)

O-Acety1 -1 -dehydro -

testosteron (XH) *)Keton A3 (XV)**)

XXIV (15%)

XXIV (4%)Anhydrover¬bindung von

XXIV (39%)

XXI (52%)

21 -O-Acetyl-Predni¬son (XLIV)*) XLVH (13%)

*) UV. -Bestrahlung in siedender wässriger Essigsäure**) SäurekatalysierteUmwandlung

In diesem Zusammenhangsoll daran erinnert werden, dass 21-O-Acetyl -

prednison (XLIV), obwohl es keine Methylgruppe an C-4 besitzt, unter den gleichenBestrahlungsbedingungen dennoch eine Verbindung des Typus A (XLVII) liefert .

Die Verhältnisse dürfen hier aber nicht ohne weiteres mit denjenigen der oben be¬

sprochenen Beispiele verglichen werden, da bei 21-O-Acetyl-prednison (XLIV) die

Carbonylgruppe in Stellung 11 dem Dienon-Chromophor nahe genug ist, um die

Reaktionsfähigkeitder entsprechenden angeregten Zustände zu modifizieren. Beacht¬

lich wirkt dabei die Tastache, dass, vom Standpunkt der Produktenkontrolle, das

photochemische Verhalten von Ring-A-Dienonenvon einer Carbonylgruppe in Stel¬

lung 11 ähnlichwie von einer Methylgruppe in Stellung 4 bedingt werden kann.

- 28

Auf welchen Faktoren die Beeinflussung des Ablaufes der lichtinduziertenUm¬

wandlungdurchden Substitutionsgraddes Dienon-Chromophors beruht, ist zur Zeit

noch unbekannt.

Unter der Fülle der an sich möglichen Mechanismen sei illustrationshalber

eine Variante herausgegriffen, bei der, wie oben erwähnt, den Zwischenstufen der

photochemischenIsomerisierung mindestens im formellen Sinn kationischeNatur

(z.B. Zwitterion) zukommt.So ist z.B. denkbar, dass durch Angriff der Säure an der Carbonylgruppe

4 4eines der Photoisomerenc (H und IV: R = CH3; XV: R = H) ein Kation vom Typus d

entsteht, das nach dem Schema d (R4 = CHg) — e1 — i (Typ A), bzw. nach dem

Schema d (R4 = H) — e„ -» g1 (Typ B) stabilisiert werden kann. Anderseits lassen

sich photochemischaus den Dienonenh (I und IV: R =R = CHgj XII: R = H,R10 = CHg) über die dipolaren Grenzformen i^ für I, IV undXH Zwitterionen

(U und j9) erzeugen, die strukturell den Kationen e. und e2 nahestehen. Diese

Zwitterionen (jj und j„) haben ebenso wie die mit ihnen verwandtenKationen e^ und

e„ die Möglichkeit Wasser anzulagern unter Ausbildung der Produkte f (Typ A), bzw.

g1 (Typ B). Die in Abwesenheiteines polaren Lösungsmittels stattfindende Bildungvon Photoisomeren^ (H und V: R4 = R10 = CHg; XV: R4 = H, R10 = CHg) aus

den Dienonenh (I, IV und XII) Hesse sich ähnlich über die dipolaren Grenzformen ij(für I und IV: R4 = R10 = CH3; für XII: R4 = H, R1 = CHg) nach dem Schema

j _? k _ l im Sinne einer Umkehrung des säurekatalysierten Uebergangesc _? d —¦ e,, bzw. e„ formulieren. Das unterschiedliche Verhalten der Dienone

Santonin (I), O-Acetyl-l-dehydro-4-methyl-testosteron (IV) und O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) bei der UV. -Bestrahlung in wässriger Essigsäure, bzw. ihrer Photo-

isomeren H, V und XV bei der säurekatalysierten Umwandlung, wäre dadurch auf

verschiedenartige Reaktion der entsprechenden Zwitterionen j^ und J2, bzw. Ka¬

tionen e, und e0 zurückgeführt, die sich lediglich durchden Grad der SubstitutionA A

(sekundäre: R = H, bzw. tertiäre: R = CHg, Carboniumionen) unterscheiden.

Die Bildung des Photoproduktes g2 (XLIH) der UV. -Bestrahlung von 3-Oxo-

10|3-hydroxy-17|3-acetoxy-A1;4-östradien (XLII) ' ' lässt sich analog den oben

besprochenenBeispielen über die dipolare Grenzstruktur i^ (für XLII: R = H,R10 = OH) nach dem Schema J4 -»k2 (Carbinol)— g2 formulieren. Dies ist eine

wertvolle Erweiterung zu den oben besprochenenBeispielen (I, IV und XH).

29

OH

H OJ<tj 4^~-#HO

H-.

I©

OH ? /+ H© ife'*

OH

©r

°OH

Ä *#>

oJ

,10

O^ ^pT*u

fi1,10

- 30 -

Ueber die dipolare Grenzstruktur des gekreuzt konjugierten Dienons (vgl. i)lassen sich versuchsweiseauch die weiteren photochemischenIsomerisierungenvon O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) und von O-Acetyl-l-dehydro-2-methyl-testosteron (XXIX) formell ableiten, wobei jeweils mindestens eine C-C-Bindung

des Ringes B wandern muss.

In der Annahme, dass eine unmittelbare Beziehungbesteht zwischen O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) und Keton A^ (XIH), liesse sich die Bildung des

letzterennach dem Schema i2 -*¦ m^ formulieren, wobeiKeton A^ die in der For¬

mel o, wiedergegebeneStereochemie aufweisen würde.

Die Bildung von KetonA1 (XHI) kann aber auch nach dem Schema

i —m- j —*¦ k. —•- m0 formuliert werden, was zu einem mit n1 an der spirocycli-3 0 4 & A

sehen Verknüpfungsstelle diastereomerenProdukt n2 führen würde. Obwohl bisher

experimentell kein direkter Uebergang zwischen A^ (XIH) und Ag (XV) ermittelt

werden konnte, scheint auf Grund der Tatsache, dass beide Ketone bei der Nachbe¬

strahlung ein gemeinsames Produkt A4 (XVI) liefern, eine eindeutigestereochemi¬

sche Beziehungzwischendiesen Verbindungennaheliegend (vgl. n2 -- mg —•- o^—»

p1 (A4 ?), bzw. 12 (Ag) — m3 •—- ox — px (A4 ?)). Diese ergibt sich aus den

Uebergängen i„ — 12 und iq -"" n2 durchdie gemeinsame Zwischenstufe j&. Ueber

dieses Zwitterion j5 lassen sich die meisten photochemischenIsomerisierungspro-dukte von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) und O-Acetyl-l-dehydro-2-methyl-testosteron (XXIX) formell ableiten, was zu den folgenden stereochemischen Formeln

führen würde: n2 für Ax (XIH), t für Ag (XIV), 12 für Ag (XV) und px für A4(XVI); n„ ev. für XXX, r1 für XXXI, r„ für XXXII, 1„ für XXXIH und p1 für

XXXIV. Ausser 1, für Ag (XV) ' und rx für XXXI ' bedürfen sie jedoch noch

der experimentellen Ueberprüfung.Im formellen Zusammenhangzur bekannten Umwandlung A4 (pg ?) —¦- A2 (t ?)

liesse sich die experimentell noch nicht überprüfte Ueberführung von XXXIV -* XXXI

bzw. XXXH nach dem Schema p2(?) — qg —» Tj, bzw. p2(?) — q4— r2(?) for¬

mulieren.

*) Vgl. Abschnitt C.**) Vgl. Abschnitt D.

- 31 -

txfo o *

R'

e

!3

£VU '

7

rl

!

e /e\"^o

«O* CP1 —e-TV

R2 "3

°=^n2' kR "4

oMr'—ö r>

R =HR =CH3R=CH3

<v

VAJ b—? X)/ ®\

- 32 -

Die dipolaren Grenzformen J1 - J5 stellen die offene Form eines Cyclopro-

panons (u) dar. Somit sollten im Reaktionsgemisch der UV. -Bestrahlung der

Dienone I, IV und XH in Essigsäure, auch Verbindungen des Typus v oder w auf¬

treten (gleiches Ringsystemwie ein Cyclobutanepoxyd). Verbindungen des Typus v

und w sind auch bei der UV. -Bestrahlung der Dienone in Dioxan bei Anwesenheit

von Wasser zu erwarten. Der Nachweis solcher Verbindungenwäre sehr wünschens¬

wert, würde er doch eine grosse Stütze für den oben besprochenenReaktionsmecha¬

nismus darstellen.

O' T© HOOC

oderHOOC

1-5

Ein weiterer Hinweis für die Existenz eines Zwitterions vom Typus j könnte

erbracht werden, wenn eine Umlagerung des noch unbekannten ex-Brom-ketonsLVII

über ein Cyclopropanonj„ nach Favorskii und anschliessende Anlagerung von

Wasser am Kohlenstoffatom 10 unter Bildung des spiroeyclischen Produktes g1 ge¬

lingen würde.

H ,/OH

Br^b- ^-.JbOH

LVII

Die beiden Bestrahlungsprodukte von 21-O-Acetyl-prednison (XLIV): Lumi-

prednisonacetat (XLV; vgl. x) und Neoprednisonacetat (XLVI; vgl. z) lassen sich

strukturell ebenfallsüber das Zwitterion i4 erzeugen, nach dem Schema i4 —«¦ x,

bzw. nach dem Schema ig -•- y -*¦ z. Es ist aber dabei zu betonen, dass die auf

diesem Wege ableitbare Stereochemie der Photoprodukte nicht experimentell belegtist.

33 -

©

©o

r\

*5

Gleiches gilt für die Bildung der analogen Bestrahlungsprodukte LI und LH1*4*9(vgl. x und z) von 3-Oxo-17 ß-acetoxy- A ' ' -androstatrien (L), sowie die Bil¬

dung von Keton A, (XVII; vgl. z) aus O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH).

Bei der UV. -Bestrahlung der besprochenenDienone entstehen im Prinzip vier

Produktentypen:

Typ A: Santonin (I) —•- Isophotosantonsäurelacton (III)O-Acetyl-l-dehydro-4-methyl-testosteron (IV) -*>• VI

21-O-Acetyl-prednison (XLIV) —- XLVH

Typ B: O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII) — XXIV

¦)Typ C: Santonin (I) —• Lumisantonin (II)

O-Acetyl-l-dehydro-4-methyl-testosteron (IV) —*- V

O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII) -- XHI - XVI **'

TypD: 21-O-Acetyl-prednison (XLIV)—<- XLV - XLVI

3-Oxo-17p-acetoxy-A1;4'9-androstatrien(L)--LI - LH

*) Dasselbe gilt für 0-Acetyl-l-dehydro-2,4-dimethyl-testosteron (X).*) Dasselbe gilt für O-Acetyl-1-dehydro-l-methyl-testosteron (XXXVII) und für

O-Acetyl-l-dehydro-2-methyl-testosteron (XXDC).

34

Die Bildung dieser Produktentypen hängt spezifisch, sowohl von der Wahl des

Lösungsmittels, als auch vom Substitutionsgraddes Chromophors bzw. von der

An- oder Abwesenheit einer chromophoren Gruppe im Ring C ab.

So zeigt es sich, dass bei der UV. -Bestrahlung in wässriger Essigsäure9 11

4-Methyl-, 11-Oxo- und A ' -Dienone Produkte des Typus A, nicht substituierte

Dienone (O-Acetyl-l-dehydro-testosteron, XII) hingegen VerbindungendesTypus B

liefern.9 11

Bei der UV.-Bestrahlungin Dioxan liefern 11-Oxo- und A ' -Dienone Ver¬

bindungen des Typus D, während Dienone ohne chromophore Gruppen im Ring C

(O-Acetyl-1-dehydrotestosteron, sowie dessen 1-Methyl-, 2-Methyl-, 2,4-Dimethyl-,als auch 4-Methyl-Homologe)Verbindungen des Typus C liefern.

Dieses Bild ist aber sehr wahrscheinlich stark vereinfacht. Bei der UV. -Be¬

strahlung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII) in Dioxanentsteht u.a. in

kleiner Menge auch ein Produkt des Typ D (Keton A-, XVII). Daraus ist zu schlies-

sen, dass bei der UV. -Bestrahlung der Dienone in den verschiedenen Lösungsmitteln

jeweils nicht nur Verbindungendes einen Strukturtypus, sondern zusätzlichauch Ver¬

treter eines andernStrukturtypus entstehen können. So ist z.B. die Möglichkeit in

Betracht zu ziehen, dass das isomere Photoprodukt VIII,welches als Nebenpro¬

dukt (8%) bei der UV. -Bestrahlung von O-Acetyl-l-dehydro-4-methyl-testosteron(IV) in wässriger Essigsäure anfällt, ein Methylhomologesvom Typ B darstellen

kann. Ebenso ist es sehr wohl möglich, dass das Photoprodukt XXVIII, welches als

Nebenprodukt (5%) bei der UV. -Bestrahlung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron*)(XH) in Eisessig bei Zimmertemperatur anfällt, ein Produkt vom Typ A darstellt '.

*) Vgl. Abschnitt C, m.

- 35 -

C) Eigene Arbeiten über photochemische Untersuchungen von

O-Acetyl-l-dehydro-testosteron

I. UV. -Bestrahlung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII) in Dioxan

bei Zimmertemperatur

Das Gemisch der photoisomerenKetone Aj - Ag (XIH - XVHI) und Phenole Bj -

B4 (XIX - XXH), entstanden durch Bestrahlung von XH in Dioxanlösung bei Zimmer¬

temperatur mit einer Quecksilber-Hochdrucklampe, wurde durch Chromatographiean Aluminiumoxidbzw. Silicagel und darauffolgende fraktionierte Kristallisation ge¬trennt. Bei kurzer Bestrahlung vonXH entstehenvorwiegendketonische Isomere, bei

längerer Bestrahlung hingegen hauptsächlich Phenole. In Tabelle 2 sind die in einem

typischen Versuch erreichten Ausbeutenan reinen Verbindungen, sowie die UV. -Ab¬

sorptionen der einzelnen Produkte zusammengestellt.

Tabelle 2

Produkte Bestrahlungsdauer UV. -Absorptionen11/2 Std. 9 Std. "• max

Ausgangsmat. (XII) 12%Keton Aj (XIH) 18% 246 mp (4, 26)Keton A2 (XIV) 1% 310 mp (3,65)

Endabsorption bei 206 mp (4,02)Keton Ag (XV) 11% 238 mp (3,74)

Endabsorption bei 207 mp (3,76)Keton A4 (XVI) 2% 268, 231 mp (3,56, 3,81)

Endabsorption bei 206 mp (3,75)Keton A5 (XVII) 1% 243 mp (4,18)Keton Ag (XVIII) 2% 233 mp (3,81)

Endabsorption bei 210 mp (3, 65)Phenolgemisch 37%

Phenol Bx (XIX) 15%Phenol B2 (XX) 4% ca. 280 mp (ca. 3,2)Phenol Bg (XXI) 2% Endabsorption bei 208mp(ca. 4,4)Phenol B4 (XXII) 8%

36

Ueber die experimentell festgelegtenphotochemischenBeziehungenzwischen

O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII) und seinen isomeren Photoprodukten, die bei

der Bestrahlung in Dioxan entstanden sind, wurde bereits im Abschnitt A hingewie¬

sen. Dabei scheint es wahrscheinlich, dass alle Bestrahlungsprodukte von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) am Kohlenstoffatom 9 die gleiche Konfiguration be¬sitzenund dass diese mit derjenigen von C-9 des Ausgangsmaterials (XII) identisch

ist. Sieht man von der recht unwahrscheinlichen Möglichkeit ab, dass die photo¬

chemisch induzierte Phenolbildung eine stets in gerader Zahl auftretende Folge von

Konfigurationsumkehrungen am C-9 einschliesst, so wird diese Annahmedurch die

Tatsache gestützt, dass die Rotationsdispersionskurven der Phenole B„ (XXI) und24)*)

B4 (XXII) sowohl untereinander wie mit derjenigen von 17-O-Acetyl-östradiol**\

ähnlich sind

1. Phenole Bj - B4 (XIX - XXII)

Die Strukturen der bei der UV. -Bestrahlung entstandenen Phenole sind bereits

von H.Dutler , E.C.Utzinger 'und K.Weinberg festgelegt worden:

Phenol B. (XIX): 17-O-Acetyl-l-methyl-östradiolPhenol B2 (XX): l-Hydroxy-17ß-acetoxy-4-methyl-A ' ' ' -östratrien

Phenol B3 (XXI): 2-Hydroxy-17ß-acetoxy-4-methyl-A ' ' ' -östratrien

Phenol B4 (XXII): 4-Hydroxy-17ß-acetoxy-2-methyl-A ' ' ' -östratrien

2. Keton Ax (XIH)

Auf Grund der nachgewiesenenCyclohexadienon-Struktur von Keton A^ (XIH),sowie aus der Art und Anzahl der Substituentenam Ring A des Ausgangsmaterialsder Bestrahlung (XII) ergibt sich für Keton A. die Partialformel aa.

25)*) Bezüglich der 9 oi -Konfiguration des Oestradiols vgl.

**) Die Rotationsdispersionskurven wurden von Herrn Dr. Th.Bürer, physika¬lisch-chemisches Laboratoriumder ETH, aufgenommen.

37 -

OO

OAc

XHI

Einen ersten Hinweis auf die vollständigeStruktur XIH von Keton A.. lieferte

dessen NMR. -Spektrum(Fig. 1), aus welchem die Anordnung der Substituentenam

gekreuzt konjugierten Dienon-Sechsring ermittelt werden kann.

w CH3 0C0CH3

H H

H »CH3

ß-H «-W

n in

ppm aap so 6jo

«/"^*A_

CW,-S

~~**",A2,03 !97

HW\a/V.

Fig. 1 NMR. -Spektrumdes Ketons Aj (XIH)

Es lassen sich darin u.a. die Signale einer olefinisch gebundenen, zum Car-

bonyl ß-ständigen Methylgruppe sowie diejenigenvon zwei cx-ständigen Vinyl-protonen und einem /3-ständigenVinylproton feststellen. Das eine cx-ständigeVinylproton ( 6 = 6,10) erscheint als undeutlichstrukturiertes Multiplett, hervor¬

gerufen durch Kernspin-Kopplungmit den Protonen der an derselben DoppelbindunghaftendenMethylgruppe (Doublett bei & = 1,97; J = ca. 1 Hz) und dem zweiten

*)cx-ständigen Vinylproton ( 6 = 6,12; J = ca. 2 Hz) '. Letzteres gibt Anlass zu ins¬

gesamt 4 Linien, da es zusätzlich mit dem benachbarten ß-ständigen Vinylproton(Doublett bei 6 = 6,80; J = 10 Hz) koppelt.

Die Doublettstruktur dieses letzterenVinylprotons, sowie die Beständigkeitdes gekreuzt konjugierten Sechsring-Di enon-Systemsvon Keton A, setzt die Anwesen-heit von zwei Alkyl-Substituenten in ^-Stellung zum Carbonyl voraus , als welche

lediglich noch die Kohlenstoffatome 6 und 9 des ursprünglichen Steroidgerüstes in

Betracht kommen.

Zum Abbau von Keton A,, vgl. die Arbeiten von H . Dutler ' und E . C .

.,, . 27) 1

UtzingerDie Konfiguration des quaternären Kohlenstoffatoms des spriocyclischen Systems

bedarf noch der Aufklärung.

3. Keton A2 (XIV)

Das in nur 1-proz. Ausbeute isolierbare Keton A„ besitzt die charakteristi¬schenspektroskopischen Eigenschaften eines linear konjugierten, homoanularenCyclohexadienons ( ^max = 310 mp, log £ = 3,65; v = 1657, 1628, 1571 cm"1(KBr)). Der Verbindung A2 muss daher, unter Berücksichtigung ihrer Bildung aus

O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH), die allgemeine Partialformel bb zugeschrie¬ben werden.

*) Die zusätzliche kleine Aufsplitterungder beiden cx-ständigen Vinylprotonen desKetons A^ (XIII) entsprichtder "longe-range" Kernspin-Kopplung, wie sie zwi¬schen den <x- und ex'- bzw. ß- und /3'-Protonen zahlreicher gekreuzt kon¬jugierter, in p-Stellung asymmetrisch substituierterCyclohexadienon-Verbin-dungen anzutreffen ist.

**) Stabile Ketoformenvon Phenolen treten nur in jenen Fällen auf, in welchensterische Faktoren die Ausbildung des aromatischenSystems verhindern; vgl.dazu z.B. 29).

bb

39 -

OAc

O

XIV

Ph-CH=CH

OAc

LVHI

OR

OLDC: R = HLX: R = Ac

In Bestätigung der von H. Dut ler 'und E.C.Utzinger 'aufgestelltenFormel XIV von Keton A2, ergaben die Analysen der NMR. -Spektren von Keton A„und des Maleinsäureanhydrid-Adduktes (LVHI) einen klaren Einblick in die Sub¬

stitution des Cyclohexadienon-Systems.

)« CH3 OCOCH3H H

r—8

S-H r-Hn n

~*~»jMjL.ppm 637 607 5 90 -4,58

«T*9,

;7-ocochj

CH-j-ia

~sX I206 203 0,77 V

Fig. 2 NMR. -Spektrumvon Keton A2 (XIV)

40 -

Im NMR. -Spektrumvon Keton A2 erkennt man u.a. die Signale einer olefinisch

gebundenenMethylgruppe sowie von drei Vinylprotonen. Die Protonen der disubstituier-

ten Doppelbindung geben Anlass zu je einem Doublett ( 6 = 6,07 (r-Proton), 6,37 (&-Proton); J = 10 Hz). Die Signale des bei höherer Feldstärke auftretenden Doubletts

sind noch um einen Betrag von ca. 1,5 Hz in je zwei Linien aufgespalten, was auf zu¬

sätzliche Kopplungmit dem vier Bindungen entfernten, dritten Vinylproton (ex-Proton)an der trisubstituierten Doppelbindung zurückgeführt werden kann. Dieses koppeltseinerseits ebenfallsmit der benachbarten Methylgruppe (Doublett bei 6 = 2,06;J = ca. 1, 5 Hz) und erscheint daher als breites, nicht strukturiertes Signal bei

6= 5,90.Aus dem NMR. -Spektrum des Maleinsäureanhydrid-Adduktes von Keton A2

(LVHI), in welchem die Signale eines Vinylprotons (undeutlich strukturiertesMulti-

plett bei 6 = ca. 6,2) sowie einer an der Doppelbindung haftenden Methylgruppe(Doublett bei 4 = 1,82; J = 1,6 Hz) auftreten, geht das Vorliegen einer trisubstituier-

*)ten Doppelbindung im Maleinsäureanhydrid-Addukt (LVHI) hervor .

Aus den besprochenenNMR. -Daten von Keton A2 und dessen Derivat LVHI

folgt, dass die beiden von der homoanularenDienonstruktur bb geforderten Substituen-**)

ten in C-Stellung zum Carbonyl Ringglieder sein müssen und dass die Methyl¬gruppe sich nur in ß - oder j- -Stellung zu diesem befinden kann. Auf Grund der be¬

treffenden chemischenVerschiebungen im Spektrum von Keton A, dürfte dabei die

ß -Stellung der Methylgruppe zu bevorzugensein. Ein sicherer Entscheid zugunstendieser Variante lässt sich anhand der Beobachtung treffen, dass die basisch kataly¬sierte Behandlungvon Keton A„ mit Benzaldehyd zu einer öligen Benzalverbindung

(LDC; A = 242,331 mp; log 6 = 4, 29, 3,98) ' führte. Erwartungsgemässfehlt

im NMR. -Spektrumdes O-Acetyl-derivates dieser Verbindung(LX) das Signal der

olefinisch gebundenenMethylgruppe. Auf das Keton A„ muss daher die Strukturfor¬

mel XIV zutreffen. Auch hier bleibt noch die Konfiguration des quaternären Kohlen¬

stoffatoms des spirocyclischen Systems unbestimmt.

*) Die eingehende Untersuchungdes IR. -Spektrumsdes Adduktes LVIH Hess eineCH-Valenzschwingungbei 3048 cm-1 (in CC14) und eine "out of plane"-Defor¬mationsschwingungbei 834 cm-1 (in KBr) erkennen, die mit der Anwesenheitder Gruppierung >C=CH- vereinbar ist. Für die Aufnahme und die Diskussiondieses Spektrums sei Herrn Dr. K. Frei bestens gedankt. „..

**) Vgl. die Fussnote bei Keton A^ und die dort angegebene Literatur '.**) Zum UV. -spektroskopischen Nachweis von LIX vgl. 27)_

41

4. Keton Ag (XV)

Das Keton Ag stellt nebst dem Keton A1 (XIH) das Hauptprodukt der Bestrah¬

lung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) dar (vgl. Tabelle 2). Die Untersuchung

dieser Verbindung wurde dadurch erleichtert, dass die Ausbeute von Keton Ag we¬

sentlich verbessert werden kann (62% der Theorie) ', wenn die Bestrahlung mit*)

monochromatischem Licht der Wellenlänge 254 mp ausgeführt wird .

Die spektroskopischen Datenvon Keton Ag, sowie die experimentellen Befunde

von H.Dutler26' und E.C.Utzinger ' weisen darauf hin, dass es sich bei

diesem Isomeren mit grosser Wahrscheinlichkeit um ein Produkt der Partialformel

cc handelt , woraus sich die beiden Formeln dd und ee ableiten lassen.

Diese Annahmewird durch das NMR. -Spektrumvon Keton A3 gestützt, welches

in Abschnitt E näher besprochenwird (Fig. 4).

o^irOAc

«x^OAc

dd

Der experimentelle Beweis für die StrukturXV des Ketons Ag wurde, nach Vor¬

untersuchungen von H . Ryf , unter Vermeidung säurekatalysierter und pyrolyti-scher Reaktionen, die gleichzeitig Umlagerungen des Gerüstes hervorrufen könnten,

*) Gleiches gilt für die UV. -Bestrahlung von l-Dehydro-17o<-methyl-testosteron(LXI), wobei eine dem Keton Ag (XV) analoge Verbindung LXII entsteht (vgl.experimentellen Teil).

OH

-CH

OH

CH»vLXI LXII

**) Vgl. dazu die spektroskopischen Datendes Lumisantonins (II) und Dihydrolumi-santonins3), sowie der VerbindungenV und LXXVI°).

- 42

wie folgt erbracht: Ausgehendvom gesättigtenDihydroderivat (LXIH) Hess sichmittels Aethylformiat und Natriumhydrid in absolutem Benzol eine Hydroxymethylen-Verbindung (LXIV; Xmax = 306 (Schulter), 273 mp; log £=3,64, 4,16) bereiten,die mit alkalischer Wasserstoffperoxid-Lösung zur Hydroxy-dicarbonsäure C.nH„„Oc

1 19 28 5(LXV; vmax =3350, 1390, 1712, 1680 cm"1 (CHClg)) gespalten werden konnte.Der entsprechende ölige Dimethylester LXVI ging beim Behandeln mit Natrium-

äthylat in absolutem Methanol eine für 1, 5-Dicarbonyl-Verbindungen charakteristischeRetro-Michael-Reaktion ein unter Oeffnung des Cyclopropan-Ringes '. Es resul¬tierte ein ex, /3-ungesättigter Hydroxy-dicarbonsäure-dimethylester (LXVII; X'

max224 mu, log £ = 4,14), in dessenNMR. -Spektrumdas Singlett eines Vinylprotonsbei 6 = 5,69 auftritt.

OAc

53HOHC

LXHI: R = HLXXVI: R = CH„

LXIV

OH

ROOC--'\pROOCv^X,

LXV: R = HLXVI: R = CH

OR

OR„

RjOOC

LXX b : Rt = H, R2 = HLXXIb: Rx =H, R2 = AcLXXII : Ri =Ac, R2 = Ac

OAc

LXXIII

OR„

CH„OOC

CH„OOC

OR

LXTX : Ri = CH3,R2=AcLXXa : Rt = H, R2=HLXXIa: Ri = H, R2=AcLXXIViRi =CH3,R2=H

OAc

LXVH : R = HLXVIII: R = Ac

CHoOOC

LXXV LXXVH :RLXXVm:R

R'= 0= N-NH-C6H3(N02)2

*) Für eine ähnliche Spaltung des Dreiringes vgl, 30)

- 43

Ozonolyse des ex, ß>-ungesättigtenHydroxy-dicarbonsäure-dimethylesters LXVIIführte unter Verlust von drei Kohlenstoffatomen zu einem Diketosäure-methylesterC18H26°4 (LXXV11; Vmax = 1720 - 1740 (breit), 1710 cm"1). Im IR. -Spektrumist

keine Hydroxylbande und im NMR. -Spektrumkein Signal für ein CH-17 Proton vor¬

handen. Die bei der Ozonolyse stattgefundeneOxydation der 17-Hydroxy-zur Car-boxygruppe Hess sich auch durch die Bildung eines Bis-2,4-dinitrophenylhydra-zonderivates C30Hg4O10N8 (LXXVIII) nachweisen.

Zur Vermeidung dieser unerwünschtenOxydation überführte man den ex, ß -un¬

gesättigten Hydroxy-dicarbonsäure-dimethylester LXVH in das entsprechende O-Ace-tyl-Derivat LXVHI. Ozonolyse desselben führte zu einem Acetoxy-ketosäure-methyl-ester c20H3o°5 (LXK). Durch Hydrolyse dieser Verbindung mit methanolischer

Kaliumhydroxid-Lösungerhielt man eine Verbindung C, „H^O, (LXX: v = 3440_i 11 zo 4 ' max '

3220, 1746, 1702 (Schulter) cm"1 (Nujol); pK^cg = 7,22)**). Bei der Behandlung

*) Die leichte Oxydation einer sekundären Hydroxylgruppebei der Ozonolyse ist be¬reits früher, bei Arbeiten über die Grösse des Ringes D von Lanostadienol beob¬achtet worden, vgl. dazu31).

**) Die IR. - und pK* -Datender VerbindungLXX und deren 17-O-AcetylderivatsLXXI(vgl. gg; Vmax = 3600, 1765, 1723, 1705 (leichte Schulter), 1260cm-1;PKMCS = 7»05) sprechen dafür, dass beide Verbindungen ein Gemisch der offenenForm (LXXabzw. LXXIa; vgl. gg) und der tautomeren ^-Lactolform (LXXbbzw. LXXIb; vgl. ii und hh) bilden. Die mit LXXI (vgl. gg) an C-10 diastereo-mere Acetoxyketosäurejj, die durch Abbau von Testosteronzugänglich ist (vgl.experimenteller Teil), liegt in Lösung auf Grund der physikalischen Daten(vmax = 3600, 1777, 1725, 1260 cm-1; pK* = 8;10) hauptsächlich in der/¦-Lactolform kk vor. ML&

Eine einfache Analyse zeigt, dass im Falle der Ketosäure gg die konstellativenFaktoren einen Ringschlussnoch mehr als bei der diastereomerenVerbindung jjbegünstigen sollten. Das Ausbleibeneiner Lactolbildung scheint daher die Folgeeines mit dem Ringschlussverknüpften Spannungsaufbausdarzustellen. Dies würdesicher zutreffen für die Bildung des trans-syn-trans verknüpften Lactols hh, wo¬rin der Ring B in die Wannenkonstellation gezwungen wird. Mit Hilfe von Drei¬ding-Modellenlässt sich ferner erkennen, dass die cis-Anellierung des Lactol-ringes (vgl. ii) eine destabilisierende Verdrehung der zwei B/C-Ringverknüpfungs-stellen um die C(-8)-C(-9)-Bindunghervorrufenwürde. Interessanterweise erfolgtdiese Verdrehung in entgegengesetzter Richtungals diejenige, welche mit demUebergang der diastereomerenKetosäure jj in die entsprechendecis-verknüpfteLactolformkk verbunden ist.

_. HOOC'--^^T4/! 3

H'

OH

JHJ -*

HOOC^rJj z==S: o:

HOhh

OH

kk

- 44 -

mit siedendem Acetanhydrid und Natriumacetat lieferte diese nebst einem 0,0'-Di-acetylderivatC^HggOg (LXXH; Vmax = 1792, 1770, 1728, 1260, 1198, 1169 cm"1)einO-Acetyl-enol-i^-lacton ClgH2604(LXXin; Vmax = 1802, 1724, 1699,1258 cm ). Unter der Einwirkung von Natriummethylat in alkoholischer LösungHess

sich aus letzterem der ölige Hydroxyketosäure-methylester LXXIV gewinnen, dessen

Struktur sowohl durch Acetylierung zur bereits beschriebenen Verbindung LXIX wie

auch durch partielle Hydrolysederselben in gesättigter methanolischer Kaliumcar-

bonat-Lösungzu LXXIV gesichert wurde. Ebenso konnte das 0,0'-DiacetylderivatLXXH alkalischzur ursprünglichen Hydroxy-ketosäure LXX verseift werden.

Für das O-Acetyl-enol-j'-lacton lässt sich die Strukturformel LXXIH mit einer

dreifach substituiertenDoppelbindung aus dessen NMR. -Spektrum ableiten. Nebst

den Signalen der nicht äquivalenten Protonen an der zum Lactoncarbonyl cx-ständi¬

gen Methylengruppe(zwei Doublette bei 6 = 2,09 und 2, 58; J = 16 Hz) tritt in die¬

sem ein undeutlich strukturiertesSignal bei 6 = 5,35 auf, das einem Vinylprotonmit noch mindestens einem Proton am benachbarten Kohlenstoffatom entspricht.

Die besprocheneReaktionsfolge zeigt, dass die zwei Carboxylgruppen von LXV

gleichzeitig 1,5- und 1,6-Lage zueinander einnehmen. Sie stellt somit den Beweis

für das Vorliegen eines Cyclopropanringes im Isomeren Keton A3 dar. Daraus, so¬

wie aus den NMR. -Daten des O-Acetyl-enol- /--lactons LXXIH, lässt sich für Keton Agdie PartiaHormelff ableiten.

CHCH °xt5^

XV

Die Konstitutionund Konfiguration des Ketons Ag, speziell die ex-Lage der Methyl¬

gruppe 19, werden dadurch insofern festgelegt, als sich das Abbauprodukt LXXIH32)

von dem entsprechenden O-Acetyl-enol-r-lacton LXXV mit ß-Konfiguration der*)Methylgruppe am Kohlenstoffatom 10 eindeutigunterscheidet .

*) Dasselbe gilt auch für die Zwischenprodukte des Abbaus von Testosteron zum

O-Acetyl-enol-J--lacton LXXV, soweit sie denjenigen der KetonAg-Reihe(LXVn - LXXH) entsprechen (vgl. exper. Teil).

- 45

Auf Grund der so bewiesenenStruktur und Konfiguration von Keton A„ (XV)lässt sich auch der beobachtete, analoge Verlauf der Rotationsdispersionskurve1 '

des Dihydroketons A„ (LXIII) mit demjenigen des MethylhomologenLXXVI und des

Dihydrolumisantonins als ein weiteres, unabhängiges Argument auswertenzugunstender Konfiguration des Bestrahlungsproduktes V aus O-Acetyl-l-dehydro-4-me-thyl-testosteron(IV) und des Lumisantonins (H), einem der Bestrahlungsproduktedes Santonins (I). Auf die Bedeutungdieser stereochemischenVerhältnisse im Zu¬

sammenhangmit dem Mechanismus der Bildung dieses Verbindungstypus ist im Ab¬

schnitt B bereits näher eingegangen worden.

5. Keton A4 (XVI)

Für die Strukturaufklärung dieses vierten ketonischen Isomeren war vor allem

dessen UV.-Spektrum (X =231, 268 mu, log E =3,81, 3,56) aufschlussreich,max '

^ \

das praktisch identisch ist mit den Spektren des Umbellulons (LXXIX) und eines20)

unlängst von D . H . R . Barton und W.C.Taylor beschriebenen Bestrah¬

lungsproduktes von 21-O-Acetyl-prednison (XLIV), dem die spirocyclische Struktur

XLV zukommt. Die Hydrierung von A. in Gegenwartvon Palladiumkohle lieferte4 **)

eine gesättigte pentacyclische Dihydroverbindung C01H„nO„ (LXXX) ,welche die

20 33)erwarteten ' spektroskopischen Eigenschaften (X = 212 mp, log £ =3,68;V =1725, 1713, 1260 cm"1 (KBr)) aufweist.maX

CHg

LXXIX 11

Die Vermutung, dass A, eine ähnliche Struktur wie XLV besitzen könnte, wurde20)

bereits von D . H . R . Barton und W.C.Taylor geäussert, die gleichzeitigden Unterschied in den Drehungsverschiebungenbei den UebergängenXH -— A4 und

21-O-Acetyl-prednison (XLIV) —*¦ XLV als Resultat einer andersartigen sterischen

*) Ueber die UV. - und IR. -Spektren von Umbellulon (LXXDC) und Dihydroumbellulonvgl. 33).

**) Vgl. dazu °'.

46

Anordnungder Substituentenam Cyclopropanring der zwei Produkte gedeutet haben.

OAc OAcPh-CH=CH

LXXX XVI

OH

LXXXI

HOOC

OAcAcO

OAc .OAc

LXXXII LXXXHI LXXXIV

Die basisch katalysierteBehandlung von A4 mit Benzaldehydführte unter gleich¬zeitiger Hydrolyse der O-Acetylgruppe an C-17 zur Bildung einer kristallinen Ben-

zalverbindung C26H3()02 (LXXXI; \ =236, 337 mp, log£ = 3,94, 4,42). Das

Kohlenstoffgerüst dieser Benzalverbindung besitzt auf Grund der C-Methyl-Bestim¬mung nach Kuhn-Roth eine Methylgruppe weniger als das Keton A4. Dieses Er¬

gebnis lässt sich mit der in der Partialformel 11 wiedergegebenenAnordnung einer

zum Carbonyl ß -ständigen Methylgruppe vereinbaren. Die Haftstelle der Methyl¬gruppe 19 folgt auch unmittelbar aus den NMR. -Spektren von KetonA4 (Fig. 5)*)

*)und dessen Benzalderivat LXXXI '. Diese beiden Spektren lassen sich zudem noch

zugunsten der spirocyclischen Natur von A4 auswerten '.

Die Lage der Methylgruppe am chromophoren System von A4 wurde schliess¬

lich auch durch oxydative Abbauversuchenachgewiesen. Die Ozonisierung von A4 (XVI)

*) Zu den NMR. -Spektren vgl. Abschnitt E.

47

lieferte unter Verlust eines Kohlenstoffatoms eine Ketosäure C„nH„„0,- (LXXXH;Vmax =3420> 1740 " 1705 (breit), l680, 1255 cm"1 (Nujol); pK^g = 7,09). Die

Methylketon-Gruppierung von LXXXII konnte durchdie Bildung von Jodoformbeim

Abbau mit alkalischer Hypojodit-Lösung nachgewiesen werden. Erhitzte man ferner

die Ketosäure LXXXII mit Natriumacetat in Acetanhydrid, so entstand das O-Acetyl-derivat eines jf--Lactols (LXXXHI; V =1790, 1733, 1260 cm"1), welches be¬

reits bei 120 im Hochvakuum quantitativ in ein Enol-l"-lacton C„0H„fiO. umge¬

wandelt wurde. In Uebereinstimmungmit der dem letzterenzugeteiltenStrukturLXXXIV treten in dessen IR.-SpektrumBanden bei 1792, 1728, 1675 und 1262 cm"1auf.

Die auf Grund der bereits besprochenenspektroskopischen Daten abgeleiteteStrukturfornei XVI für A., die sich vom Bestrahlungsprodukt XLV aus 21-O-Acetyl-prednison (XLIV) mindestens bezüglich der Haftstelle der Methylgruppe 19 unter¬

scheidet, wird auch durch die photochemische Beziehung zwischen den Ketonen A.

und A, (XIV) gestützt, worauf in den Abschnitten A und B bereits näher eingegangenworden ist.

6. Keton A5 (XVH)

Die spektroskopischen Eigenschaftendes in ca. 1-proz. Ausbeute isolierbaren

KetonsA,-(X. = 243 mp, log£=4,18;v =1721, 1660, 1620, 1607,5 max r* b ' •

raax ' ' ' '

1260 cm'l) deuten darauf hin, dass diese Verbindung ein tetracyclisches, gekreuztkonjugiertes Cyclohexadienon darstellt. Auf Grund dieser Annahme, sowie aus der

Art und Anzahl der Substituentenam Ring A des Ausgangsmaterialsder Bestrahlung(XII) ergibt sich für Ar die Partialformel mm.

C

C

Einen ersten Hinweis auf die vollständigeStruktur von Keton A,- lieferte dessen

NMR. -Spektrum, aus welchem die Anordnungder Substituentenam gekreuzt konjugier-

48 -

ten Dienon-Sechsring ermitteltwerden kann. Es lassen sich darin u.a. die Signalevon zwei angulären Methylgruppensowie diejenigen von zwei cx-ständigen Vinyl-protonen und einem Q -ständigen Vinylproton feststellen. Das eine ex -ständige

Vinylproton ( 6 = 6,08) erscheint als breites Singlett, hervorgerufen durch die

Kernspin-Kopplungmit - vermutlich - CH-9, sowie dem zweiten cx-ständigen*)

Vinylproton (6 = 6,16; J = 1, 8 Hz) . Letzteres gibt Anlass zu insgesamt 4 Linien,da es zusätzlichmit dem benachbarten fl -ständigen Vinylproton (Doublett bei

b = 6, 75; J = 10 Hz) koppelt.Da KetonA- nicht mit dem bekannten O-Acetyl-1-dehydro-lOcx-testosteron

34)(LXXXV) identisch ist, hingegen mit dem aus dem Photoprodukt von 3-Oxo-17ß-

1*4*9acetoxy-A ' ' -androstatrien (L) durch totale Hydrierung und anschliessende De¬

hydrierung zu einem Ring A - Dienonerhaltenen 2-Oxo-5|-methyl-17ß-acetoxy-A ' ' -östradien (XVH), verbleiben noch die zwei möglichen Strukturen LXXXVI

und LXXXVH.

°x^ro-

LXXXV LXXXVI LXXXVH

UV. -Bestrahlung von Keton A& (XVH)

Die UV. -Bestrahlung von KetonA5 in Dioxanlösung bei Zimmertemperaturmit annäherndmonochromatischem Licht der Wellenlänge 254 mp führte zu einem

phenolischen Hauptprodukt B5 (XXHI), welches mit keinem der bereits bekannten

*) Vgl. Fussnote bei Keton A, (XHI), Seite 38.**) Vgl. dazu 21).

- 49

Phenole B, - B4 (XDC - XXH), die bei der photochemischenIsomerisierung von

O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) entstehen, identisch ist.

s^ccS^xxm

7. Keton Aß (XVIH)

Das ölige KetonAq entsteht in ca. 2-proz. Ausbeute. Die spektroskopischenEigenschaften von Ag ( Xmax = 269 (Schulter), 238 mp, log £ = 3,43, 3, 81;Vmax=1723, 1682, 1577, 1258, 821 cm"1) und von dessenkristallinem 17 ß-Hydroxy-dihydroderivat (XCI; \ = 218 mp, logt =3,80; V =3620, 1705,1690, 893, 884, 865 cm" ), erhalten durch die Hydrierungin Gegenwartvon Palla¬

diumkohle, weisendarauf hin, dass es sich bei diesem Isomeren mit grosser Wahr-*)scheinlichkeit um ein Produkt der Partialformel LXXXVHI handelt .

o^c _ „^LXXXVHI: 17-OAc XC: 17-OAcLXXXTX: 17-OH XCI: 17-OH

Diese Annahmewird auch durch das NMR. -Spektrumvon Keton Afi gestützt.Im besonderen lassen sich die Kernspin-Kopplungskonstanten der Vinylprotonen (jezwei Doubletts bei &= 5,73 (ex-Proton) und 6= 7,30 (ß-Proton)) und das Auf-

*) Vgl. dazu die entsprechenden spektroskopischen Daten von Keton A3 (XV),Keton A4 (XVI), Li

bindung V-3,10,20)Keton A4 QCVI),^Lumisantonin (II), Lumiprednisonacetat (XLV), sowie der Ver-

ig V3,I"

- 50 -

treten eines breiten Singletts bei & = 1,83 (Cyclopropylproton) gut mit einer Cyclo-pentenon-Teilstruktur des Typus LXXXVHI vereinbaren. Die zusätzlichekleine Auf¬

spaltung der Signale der Vinylprotonen um 1 Hz dürfte auf eine Kernspin-Kopplung**)

des Cyclopropyl-Protons mit dem ex- und dem ß -Vinylproton zurückzuführen sein .

Beide Methylgruppensind quaternär, ihre Signale erscheinen als Singlette bei

£> = 0,76 (CHg-18) und 6 = 1, 45 (CHg-19).Die alkalischeHydrolyse von A~ (XVHI) lieferte ein kristallines Produkt

C1QHofiO„ (LXXXIX; X = 269 (Schulter), 238 mp, log 6. = 3,36, 3, 73;V =3610, 1689, 1585, 821cm"1). Das durch Reacetylierung von LXXXLX er¬

haltene Keton Afi (XVin) konnte wiederum nicht zur Kristallisation gebracht werden.

Durch Hydrierung von Ag in Gegenwartvon Palladiumkohle erhielt man eine ölige

Dihydroverbindung XC, welche durch alkalischeHydrolyse in ein kristallines 17 ß-Hydroxyderivat C^Hp^O« (XCI) überführt werden konnte.

Auf Grund dieser Resultate können AR (XVIII) sowohl die dem Keton A„ (XV)analogen Strukturen nn, oo und pp, als auch eine dem Lumiprednisonacetat (XLV)analoge Struktur qq zugeordnet werden.

0^r o-

pp qq

Zwei der ersten drei Strukturvarianten dürften möglicherweise ebenfalls auf

photochemischem Wege zugänglich sein: So wäre es denkbar, dass durch UV. -Be¬

strahlung von O-Acetyl-l-dehydro-lOot-testosteron (LXXXV) die Verbirdung nn

entsteht und durch Nachbestrahlung von Keton Ac (XVII) — je nach der noch unbe¬

stimmten Konfiguration von C-5 — eines der beiden andern Produkte (oo oder pp).Die vierte Strukturvariante qq für KetonAß, die strukturell analog zu Lumi¬

prednisonacetat (XLV) und LI ist, dürfte hingegen wenigwahrscheinlich sein. Zwar

scheint die Vermutung naheliegend, dass O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) ein

*) Vgl. auch Abschnitt E.**) Diese Kernspin-Kopplungerinnert an das ähnliche Verhalten der Protonen an

C-2 und C-4 von 3-Oxo-4, 5-oxido-A^-Steroiden, vgl. dazu35).

51 -

Photoprodukt dieses Typs liefern könnte, entsprichtdoch Keton A,- (XVH) strukturell9 11

dem Neoprednisonacetat (XLVI) und LH (11-Oxo- bzw. A ' -Reihe), die ihrer¬

seits photochemische Folgeprodukte von XLV und LI sind.

Ein Vergleich der Differenzen der molekularen Drehungsverschiebungen

(AUL), die in der nachfolgenden Tabelle 3 zusammengefasstsind, sprechen aber

gegen die Zugehörigkeit von Keton Ag zum Strukturtypus qq.

Tabelle 3

Ausgangsmaterial Bestrahlungsprodukte AM-

O-Acetyl-l-dehydro-testosteron(XH) Keton A6 (XVHI)

1-Dehydro-testosteron 17/3-Hydroxy-KetonA„ (LXXXTX)

908u

+ 989

21-O-Acetyl-prednison(XLIV)1*4*9

3-Oxo-17/3-acetoxy-A ' ' -androstatrien (L)1*4

3,ll-Dioxo-17/J-acetoxy-A ' -androstadien

1*43,11,17-Trioxo-A ' -androstadien

Lumiprednisonacetat(XLV)

—? LI

—- vgl. qq

—? vgl. qq

1080

828

1025

1046

20)

21)

21)

20)

- 52

H. UV. -Bestrahlung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) in siedender

wässeriger Essigsäure-Lösung

Die UV. -Bestrahlung von XII in wässeriger Essigsäure-Lösungbei Siedehitze

lieferte ein komplexesRohgemisch, das acetyliert und darauf an Silicagel chromato-

graphiert wurde. Es Hessen sich so 2 Komponenten in reiner Form abtrennen:

1. 2,17ß-Diacetoxy-4-methyl-A1;3;5,1°-östratrien(XCH, O-Acetyl-phenolB„) in 52-proz. Ausbeute.ö

12. 3-Oxo-10ß-hydroxy-17ß-acetoxy-A -1(10 -»» 5)-abeo-5cx-androsten (XXIV)

in 15-proz. Ausbeute. Die Konstitutiondieser neuen Verbindung C„.H„rf>, wurde wie

folgt bewiesen: Auf Grund ihrer UV. - und IR. -Spektren (X = 232 mp, logt = 3,96;

Vmax=3620, 1720 (Schulter), 1710, 1675, 1588, 1260 cm-1) stellt die Verbindungeinen Acetoxy-alkohol mit ex, ß-ungesättigtem Ketoncarbonyl dar. Die katalytische

Hydrierung von XXIV und anschliessende alkalische Hydrolyse des anfallendenDihydro-produktes XCIII lieferte eine Dihydroxyverbindung mit gesättigtem fünfgliedrigemRingketon (XCIV; Vmax = 1733 cm" ). Im NMR. -Spektrumdes Photoproduktes XXIV

(Fig. 3) lassen sich u.a. die Signale der Methylgruppe 19 (Singlett bei i> = 0,96),der beiden isolierten, zur Ketogruppe ex- und ß-ständigen Vinylprotonen (2 Doublett-

Signalebei 6 = 6,13 und 7, 80; J = 6 Hz) und der ebenfalls isolierten, cx-ständigenMethylengruppe (2 Doublett-Signalebei 6 = 1,85 und 2,83; J = 19 Hz) erkennen. Die

tertiäre Natur der Hydroxylgruppe folgt aus dem Fehlen des Signals einer ^CH-O-Gruppierung im Bereich von & = 3,0-4,0. Sie entspricht zudem der Tatsache, dass

sich der Alkohol XXIV bei der Behandlung mit Acetanhydrid-Pyridin bei Zimmertem¬

peratur während 8 Tagen nicht verestern Hess. Hingegen wurde XXIV durch Behand¬

lung mit konz. Schwefelsäure in Eisessig oder mit Phosphoroxychlorid in Pyridin glattin eine AnhydroverbindungC91H0ßO„ übergeführt (XXV; X = 218, 265 mp,

log £ =4,09, 3,28 '; v = 1720 (Schulter), 1708, 1675, 1585, 1255 cm"1; 6 = 1,43(Singlett/CH„-19),keine zusätzlichen Vinylprotonen). Die neue Doppelbindung in

XXV konnte auch bei der energischen alkalischenHydrolyse zum 17-Hydroxy-DerivatXCV (X =217, 269 mp, log £ =4,04, 3,26) nicht in Konjugation mit der chro¬

mophoren Gruppe gebracht werden. Schliesslichlieferte die Ozonisation von XXIV ein

*) Die auffällige Aenderung des UV. -Spektrums beim Uebergang XXIV —»- XXV dürfteauf eine teilweiseUeberlappungder Tf-Orbitale der beiden Doppelbindungen von

XXV zurückzuführen sein, vgl. dazu36).

- 53

Aldehydo-j--lacton C2()H2805 (XCVI; vmax

= 2720, 1772, 1725, 1255 cm"1) mit

einer tertiär gebundenenAldehydgruppe (Singlett bei & = 9, 76).

HO

CH-, OCOCH-,

CH-1n

JL

CH-2n

JL780 Pfim 6,13

-r-

17-OCOCHj

jLL^-

CI-h-19

CH-i

Chh-IB

JL JLV283 2,05 ;g5 036 084

Fig. 3 NMR.-Spektrum von 3-Oxo-10ß-hydroxy-17ß-acetoxy-A -1(10-* 5)-abeo-5cx-androsten (XXIV)

Bei der Behandlung von Keton A3 (XV) mit Schwefelsäure-Eisessig-Gemischkonnte ebenfalls je nach Reaktionsbedingungen die Bildung der Verbindung XXIV (mit2n Schwefelsäure in sehr kleiner Ausbeute bzw. des Anhydroderivates XXV (mitkonz. Schwefelsäure in 39-proz. Ausbeute) nachgewiesen werden.

OAc OAc

HV^°^tr Ac

CHOXII XCII

XCVI

OR OAc

^KXjHO HO

o-=/r^^XCIII: R = AcXCIV: R = H

XXIV

A3 (XV)

OR

XXV: R = AcXCV: R = H

*) Für Einzelheiten der Isolierung und des Nachweises von XXIV bei dieser Reaktionvgl. den experimentellenTeil.

54

Die in den Formeln XXIV, XXV, XCHI - XCVI wiedergegebene Konfigurationdes quaternären Kohlenstoffatoms 5 ist durchdie bewieseneStereochemie des einen

Ausgangsproduktes - Keton Ag (XV) - festgelegt. Die leichte Abspaltbarkeit von

Wasser aus XXIV bei der Einwirkung von Schwefelsäure oder Phosphoroxychlorid,die unter Ausbildung der endocyclischen Doppelbindung von XXV verlief, spricht für

eine diaxiale trans-Elimination (vier koplanare Zentren: 9cx-H, C-9, C-10, lOß-OH)37)und damit für die axiale, ß -ständige Lage der tertiärenHydroxylgruppe von XXIV .

Ein Beweis für diese Konfigurationszuteilungsteht zur Zeit aber noch aus.

III. Bestrahlung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII) in Eisessig-Lösung

Im Rohgemisch, das bei der UV. -Bestrahlung von (XII) in Eisessig bei Zimmer¬

temperatur anfiel, konnten durch Chromatographiean Aluminiumoxidnebst unver¬

ändertem Ausgangsmaterial(8%) elf Photoprodukte nachgewiesen werden. Sieben die¬

ser Verbindungensind identischmit Produkten, die schon bei der photochemischenIsomerisierung von XII in Dioxanlösung erhalten worden waren :

1. Keton Al (XHI), Ausbeute ca. 12%.2. Keton A3 (XV), Ausbeute ca. 1%.3. Keton A4 (XVI), Ausbeute ca. 2%.4. 17-O-Acetyl-l-methyl-östradiol (XIX; Phenol Bj, Ausbeute ca. 20%.

1 • ^ • ^ 1 n -t^5. l-Hydroxy-17S-acetoxy-4-methyl-A ' ' ' -östratrien(XX; Phenol B2) ,

Ausbeute 1 < %.6. 2-Hydroxy-17ß-acetoxy-4-methyl-A1'3'5'1°-östratrien(XXI; Phenol Bg),

Ausbeute ca. 5%.7. 4-Hydroxy-17/3-acetoxy-2-methyl-A1'3'5'1°-östratrien(XXH; Phenol B4),Ausbeute ca. 12%.

Von den vier verbleibenden Photoprodukten konnten drei experimentell mit der

Verbindung XXIV in Beziehunggebracht werden, die durch UV. -Bestrahlung von

O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) in siedender wässeriger Essigsäure-Lösungerhalten wurde:

*) Diese Verbindungkonnte nur mittels DS. nachgewiesenwerden (vgl. exper. Teil).

55

3-Oxo-10ß.l7ß-diacetoxy-A1-l(10-»* 5)-abeo-5cx-androsten (XXVH). Aus¬beute ca. 16% (Xmax = 226, 5 mu, log £ = 4,09; V max = 1710-1730 (breit),1683, 1592, 1255 cm-1). Die katalytische Hydrierung dieser neuen Verbin¬

dung lieferte das gesättigte Dihydroprodukt XCVH (vmax = 1729 (breit),1260 cm-1). Durch Behandlung von XCVH mit Lithiumaluminiumhydrid wur¬

de ein 3| ,10ß, 17ß-Trihydroxy-Derivat(XCIX erhalten, das identisch istmit der Verbindung, die aus dem Dihydroderivat XCHI des PhotoproduktesXXIV durch die gleiche Reduktionsmethode zugänglich ist*).3-OXO-17ß-acetoxy-A1'9-l(10-» 5)-abeo-5cx-androstadien (XXV), Ausbeu¬te ca. 2%. Zur Darstellung dieser Verbindung aus XXIV durch Wasserab¬spaltung vgl. unter IL

AcO,

OAc OR

AcO HO

HO

,OH

XXVII XCVH : R = AcXCVHI : R = H

XCIX

OAc OH

3$*OAc

XXVI xcin

10. 3-0x0-17ß-acetoxyAusbeute ca. 3% (Xmax1684, 1640, 1590, 1260,

1;10,19 1(10 —>• 5)-abeo-5cx-androstadien (XXVI).= 224 mu log£ = 4,08; vmax = 1710-1725 (breit),900 cm"l). Die Verbindung besitzt eine exocycli-

Der Versuch, Verbindung XCVH bzw. XCVHI direkt durch alkalischeHydrolyseder tertiärenAcetoxygruppe mit Verbindung XCIV in Beziehungzu bringen, führteunter Autoxidation zu einem cx-Diketon (Bildung über ein Hydroperoxid; vgl. da¬zu W. von E . Doering38)), welches auf Grund seiner positiven FeClg-Probeund dem UV. -Spektrum (Xmax = 288 mp; log £ =3, 70) nachgewiesen werdenkonnte (vgl. exper. Teil).

56 -

sehe Methylengruppe (4=4,83 + 4,90; 2 breite Signale >C=CH2). Re¬duktion der mit dem Ketoncarbonyl konjugierten Doppelbindung von XXVImit Lithium und Ammoniak ergab unter gleichzeitigerHydrolyse der17 ß-Acetoxygruppedie noch einfach ungesättigteVerbindung C(""max = 3620, 1736, 1636, 902 cm-1). Dieses Produkt konnte auch ausdem Diacetoxyketon XCVH hergestellt werden, indem letzteres mit methano¬lischer Kaliumcarbonat-Lösungpartiell zum Acetoxy-ketoalkohol XCVHIhydrolysiert und dessentertiär gebundene Acetoxygruppe durch Erhitzen auf250° im Hochvakuum abgespalten wurde*).

Die oben besprochenenPhotoprodukte XXIV, XXV - XXVII und XCV, entstan¬

den durch UV. -Bestrahlung von O-Aeetyl-l-dehydro-testosteron zeigen in den

IR. -Spektren eine gemeinsame Erscheinung: Das Auftreten von zwei Bandenin der

Carbonylregion. Bei ca. 840 cm"1 erkennt man die Bande, welche der C-H Defor¬

mationsschwingungder Doppelbindung zugeschrieben werden kann. Der erste

"overtone" dieser C-H Deformationsschwingung fällt ziemlich genau mit der "car-**)

bonyl-stretching"-Frequenz zusammen . In Tabelle 4 sind die Verbindungenund ihre entsprechenden IR. -Absorptionsbanden zusammengestellt.

*) Ueber die thermische Zersetzung von tertiärenMethylcyclohexyl-acetaijn vgl. .

**) Aufgesplittete Carbonylbanden wurdenbereits von P. Yates40' an Verbindungendes Typus rr beobachtet. Das Verhältnis

-"*2 C H ihrer Intensitäten ist unabhängig von der Kon-R„_\_/ " 5 zentrationder Chloroform-Lösung. Diese- / u Aufsplittungwird auf eine Fermi-Resonanz

zwischen der Carbonylschwingung und einem"close-lying overtone" zurückgeführt.

OR£V^*

rr

57

Tabelle 4

Produkt aufgesplitteteCarbonylfrequenz

Doppel -

bindung

C-HDefor mations -

Schwingung derDoppelbindung

-\ -OAc

HO,vV 1710 1678 1588 z.B. 832, 855

0=\XXIV

~ -OAc

AcO,¦^1 1710 1683 1592 ca. 843

0=\XXVH

-\ -OAc

/*Zf 1711 1679 1585 841

°^XXV

-\^ -OH1 ^NzT 1710 1676 1585 836

°<xcv

~\. "OAc1 ^v,

¦

ZY 1716 1684 1590 840

°<XXVI

- 58

11. Das Photoprodukt C2gH3205 (XXVIII)

Dieses Photoprodukt lässt sich in 5-proz. Ausbeute isolieren (X 236 mp,logt =4,18; v 1725, 1688, 1612, 1260, 967, 952, 865 cm-1). Im NMR.

Spektrum erkennt man u.a. die Signale der Methylgruppe C-19 (Singlett bei & = 1,02),von zwei Acetoxygruppen(Singlette bei b = 2,00 und 2,04) und eines cx-ständigenVinylprotons ( &= ca. 5,95).

Partielle alkalischeHydrolyse mit methanolischer Kaliumcarbonat-LösungvonXXVHI führte zu einem ungesättigten Keto-acetoxy-alko'->ol CI. Die katalytischeHydrierung von XXVHI lieferte ein gesättigtes Dihydroprodukt CH ( V = 1740,1725, 1260 cm"1). Dieses wurde mit methanolischer Kaliumcarbonat-Lösungpartiellzum Acetoxy-keto-alkohol CHI hydrolysiert und dessentertiär gebundene Acetoxy-

o *)gruppe durch Erhitzen auf 225 im Hochvakuum abgespalten '. Die neue VerbindungCIV besitzt eine exocyclische Methylengruppe (v = 1642, 895 cm" ; Doublett

bei 6= 4,62 und Singlett bei 6= 4,98). Durch Acetylierung mit Acetanhydrid-Pyri-din erhielt man die 17ß-Acetoxy-VerbindungCV. Die Ozonisation von XXVHI ergabunter Verlust eines Kohlenstoffatoms eine Ketosäure CooHo„0„ (CVI; V = 3530,

1 * 22 32 7 ' max '

1725, 1711, 1260 cm"1; pKMCg = 6, 82; & =ca. 5,70 breites Signal-COOH).

OR

AcQ

XXVIII: R = AcCI: R = H

ORAcQ

OR

CII : R = AcCHI: R = H

CIV: R = HCV: R=Ac

AcQH.

OAc

HOOC

>5

\

O' H

CVI

Aco ^ch,

>\X Nc-

tt

/v

*) Zjt thermischenZersetzung vgl. 39)

59

Die vorliegendenexperimentellenUnterlagengestatten noch keine endgültige

Strukturzuteilungfür das Photoprodukt C2gHg205. Die in der Formel XXVHI wieder¬

gegebene Struktur, die dem Typ des Isophotosantonsäurelactons (III) entspricht, ist

noch als vorläufigzu werten. Immerhin lassen sich die bisherigen Ergebnisse ins¬

besondere mit dem Vorliegen der in XXVHI enthaltenenTeilstrukturen ss und tt

interpretieren.In den NMR. -Spektren von CI ( b = 4,36), CH ( 8 = 3, 75) und CIV sowie CV

(je 6 = 3,0) tritt jeweils ein breites Signal eines Protons auf, das auf Grund des

Strukturvorschlages XXVHI dem CH-1 in den betreffenden Verbindungen zuzuschrei¬

ben sein dürfte.

12. Die Struktur des Photoproduktes C20H26O4 (XLHI) von

3-Oxo-10ß-hydroxy-17ß-acetoxy-A1'4-östradien(XLH)

Auf Grund von spektroskopischen Eigenschaften wurde vermutet, dass das Photo¬

produkt XLIII, welches bereits früher bei der UV. -Bestrahlung von 3-Oxo-10ß -

hydroxy-17ß-acetoxy-A ' -östradien (XLII) erhalten wurde ', strukturell dem

spirocyclischenVerbindungstyp (XXIV-XXVH) entspricht. Deshalb wurde versucht,XLHI mit dem aus XXVI erhaltenen Dihydroderivat C experimentell zu verknüpfen.

OR _| ^.OAc ^| ^OAc

Ov

C: R = H CVHI XLHICVILR = Ac

Acetylierung von C zum Acetoxyderivat CVII und anschliessende Ozonisation

von CVH lieferte so eine Diketo-acetoxy-Verbindung (CVHI); vmax

= 1739 - 1706

(breit), 1257 cm" ), die identisch ist mit dem Dihydroderivat des PhotoproduktesXLHI.

60 -

IV. UV.-Bestrahlungvon O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) in Methanol-Lösung

Durch Chromatographiedes Gemisches, das bei der UV. -Bestrahlung von XHin Methanol-Lösungbei Zimmertemperatur erhalten wurde, konnten lediglich diebeiden phenolischen Isomeren Bj (XDC) und B4 (XXII) in einem Mengenverhältnisvon ca. 2:1 nachgewiesenwerden.

- 61

D) Eigene Arbeiten über photochemische Umwandlungenvon

O-Acetyl-1-dehydro-2-methyl-testosteron

Die Bestrahlung von O-Acetyl-1-dehydro-2-methyl-testosteron (XXLX) in Dio-

xanlösung bei Zimmertemperatur mit einer Quecksilber-Hochdrucklampeführt zu

einem Gemisch von Verbindungen, aus welchem bis jetzt vier ketonische (XXXI -

XXXIV) und ein phenolisches Isomeres (XXXV) in reiner Form isoliert werden

konnten. Die Zerlegung des Gemisches erfolgte vorteilhaft durch Chromatographiean Aluminiumoxidbzw. Silicagel und darauffolgende fraktionierte Kristallisation.

Die UV. -Bestrahlung wurde in verdünnterer Lösung (1%) vorgenommen als diejenigevon O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII, 4%), da bei gleicher Konzentration nur un¬

verändertes Ausgangsmaterial (XXLX) zurückgewonnenwerden konnte. Die anderen**)

Bedingungen (Zeit, Temperatur, Lösungsmittel etc.) blieben sich gleich .

Aus Tabelle 5 sind die in einem typischen Versuch erreichten Ausbeuten an

kristallinen Verbindungen, sowie deren UV. -Absorptionen ersichtlich.

Tabelle 5

Produkte Ausbeuten UV. -Absorptionen: X

XXXI 8% 322 mp (log£ =3,77)Endabsorption bei 210 mp(log£ = 4,12)

XXXII 10% 317 mp (logt = 3,73)Endabsorption bei 210 mp (log 6 =4,07)

XXXIH 10% .

269 (Schulter), 238mp (logt =3,40, 3,73)Endabsorption bei 210 mp (log £ =3,70)

XXXIV 4% 271, 242 mp (logt =3,54, 3,67)Endabsorption bei 210mp (log 6 =3,89)

XXXV ca. 10-15% 288 mp (log£ =3,24)Endabsorption bei 210 mp (log£ =4,40)

XXDC(Edukt)+XXX ca. 20%

*) Eine weitere, vermutlich auch ketonische Komponente (XXX), konnte bisher nur

dünnschichtchromatographisch nachgewiesen werden.**) Vgl. Abschnitt C (I.) und exper. Teil.

- 62 -

1. KetonXXXI (l-Oxo-3-methyl-17 ß-acetoxy- A2' 4-androstadien)

Das in 8-proz. Ausbeute isolierbareKeton XXXI besitzt die charakteristischen

spektroskopischen Eigenschaften eines linear konjugierten, homoanularenCyclohexa-dienons (Xmax = 322 mp, logt = 3,77; v =1725, 1660, 1626, 1580, 1258, 910845 cm ). Der Verbindung XXXI muss daher, unter Berücksichtigung ihrer Bildungaus O-Acetyl-l-dehydro-2-methyl-testosteron (XXDC), die allgemeine PartiaHormel

uu zugeschrieben werden.

Die Hydrierung von XXXI in Gegenwartvon Palladiumkohle lieferte ein gesättig¬tes Tetrahydroderivat (CDC), welches im IR. -SpektrumBanden bei 1720, 1692 und

1260 cm" aufweist. In Uebereinstimmungmit der spektroskopisch abgeleitetens-eis-Anordnung der zwei Doppelbindungen bildete XXXI mit Maleinsäureanhydridein Addukt C26Hg2Og (CX; ~vmax = iS65, 1842 (Schulter), 1785 cm"1). Ein Ein¬

blick in die Substitution des Cyclohexadienon-Systems von XXXI konnte durch die

Analyse seines NMR. -Spektrums und desjenigen des Maleinsäureanhydrid-AdduktesCX gewonnenwerden.

Im NMR. -Spektrumvon XXXI erkennt man u. a. die Signale von zwei angularen*\ *)(C-18 und C-20) > und nur einer olefinisch gebundenen Methylgruppe (C-19) , so¬

wie von zwei Vinylprotonen (breites Signal bei i = ca. 5,82). Im NMR. -Spektrumdes Maleinsäureanhydrid-Adduktes von XXXI (CX) erkennt man u. a. die Signaleeines Vinylprotons (undeutlich strukturiertesMultiplett bei & = 5,95), einer an der

Doppelbindung haftenden Methylgruppe (C-19; Doublett bei o=l,86, J = l,7Hz),sowie von zwei angulären Methylgruppen (C-18 und C-20).

Aus den besprochenenNMR. -Daten von XXXI und dessen Derivat CX folgt,dass einer der beiden von der homoanularenDienonstruktur geforderten Substituenten

**)in £ -Stellung zum Carbonyl ein Ringglied und der andere eine Methylgruppe (C-20)sein muss und dass die olefinisch gebundene Methylgruppe (C-19) sich nur in ß - oder

f-Stellung zum Carbonyl befinden kann. Auf Grund der betreffenden chemischenVer¬

schiebungen im Spektrum von XXXI dürfte dabei die ß -Stellung der Methylgruppe zu

bevorzugensein. Ein sicherer Entscheid zugunsten dieser Variante lässt sich anhand

*) Die Nummerierung bezieht sich hier und im folgenden auf die Methylgruppen imSteroidgerüst des Ausgangsmaterials XXIX.

"*) Vgl. Fussnote bei Keton A2, Abschnitt C (1,3) 29).

- 63

der Partialsynthese von XXXI aus l-Oxo-3-methyl-17ß-önanthoxy-A -androsten*)(CXI) treffen, die gleichzeitig auch die Stereochemie der angulären Methylgruppe

C-20 von XXXI festlegte. Durch Bromierung mit N-Brom-succinimidvon CXI und

anschliessender Debromierungvon CXII gelangteman zum 17-önanthoxy-Derivat des

Ketons XXXI, welches durch Hydrolyse und anschliessende Acetylierung der ent¬

standenen 17-Hydroxygruppe(CXIV) leicht in das Keton XXXI überführt werden konnte.

ex

20OR

XXXI : R = AcCXm : R = CO(CH„)cCH„CXIV : R = H

ä

OCO(CH2)5CHg

CXI : R = HCXH: R = Br

CX

OAc OAc

CDC

R1OOCvOR„

CXV : Rx = H; R„ = AcCXVI : R1 = CH3;R2=AcCXVH : Rx = R2 = H

*) Für die Ueberlassung dieser Substanz danke ich Herrn Prof. F. Bohlmann(Technische Universität, Berlin) bestens.

64 -

Die Ozonisation von XXXI führte ferner unter Verlust von vier Kohlenstoff¬

atomen zu einer Acetoxy-carbonsäure CXV. Der entsprechende Acetoxy-methyl-ester C. oH„g04 (CXVI) ist identischmit dem Methylester der Acetoxy-carbonsäure,welche durch Ozonisation von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XH) erhaltenworden

ist 42)*)

2. Keton XXXH

Die Kristalledes in 10-proz. Ausbeute isolierbaren Ketons XXXH sind gelb.Keton XXXH besitzt ebenso wie Keton XXXI die charakteristischen spektroskopi¬schen Eigenschaften eines linear konjugierten, homoanularen Cyclohexadienons(X =317mp, log £=3,73: V =1724, 1656, 1635, 1572, 1256, 849 cm"1).x max r' " ' ' max ' ' ' ' ' '

Der Verbindung XXXH muss daher, wie bei KetonXXXI, die allgemeine Partial-

formel uu zugeschrieben werden.

CXXI (17-OAc)

O"

-^ O

XXXH (17-OAc) CXXa,b (17-OAc) XXXHa

*) E . Caspi formuliert die Bildung von 3-Carboxy-3, 5a-dimethyl-6-hydroxy-as-hydrindacen (CXVH) aus dem 17ß-Hydroxy-l,5-seco-2,3,4-tris-nor-androstan-5-on-l-aldehyd (CXVHI) über ein cyclisches Peroxid der Formel CXDC43).

rfV -~^-\xr -H°^,^-"-~<'--""^'-^ o\*^ ^-"^

HOOC.

XH (17-OH) CXVHI(17-OH) CXIX (17-OH) CXVH

65 -

Die Hydrierung vonXXXH in Gegenwart von Palladiumkohle lieferte, auf Grund

der Analyse des NMR. -Spektrums, ein Gemisch von zwei gesättigten, offenbar

stereoisomeren, Tetrahydroderivaten (CXX a und b). In Uebereinstimmungmit der

spektroskopisch abgeleitetens-eis-Anordnung der zwei Doppelbindungen bildete

XXXH mit Maleinsäureanhydrid ein Addukt C2gHg206 (CXXI; Vmax = 1863, 1846

(Schulter), 1782 cm"1).Ein Einblick in die Substitution des Cyclohexadienon-Systems von XXXH

konnte durch die Analyse seines NMR. -Spektrums und desjenigen des Maleinsäure¬

anhydrid-Adduktes CXXI gewonnen werden. Beide Spektren weisen im wesentlichen

die gleichen Charakteristiken auf wie die bereits besprochenenvon Keton XXXI und

von dessen Derivat CX. Die sich daraus ergebenden Folgerungen der Struktur sind

in der allgemeinen FormelXXXH zusammengefasst.Auf Grund mechanistischer*)

Ueberlegungen dürfte dabei die FormelXXXHa zu bevorzugensein '.

3. Keton XXXIH

Das Keton XXXIH kann in einer Ausbeute von 10% isoliert werden. Die Aus¬

beute kann dadurchverbessert werden (ca. 40%), wenn die Bestrahlung mit mono¬

chromatischemLicht der Wellenlänge 254 mp ausgeführt wird. Diese Tatsache, so¬

wie die spektroskopischen Eigenschaften von XXXIH (X = 269 (Schulter), 238 mp,log £ =3,40, 3,73; v =1724, 1686, 1632, 1609, 1260, 896, 887 cm"1) und

von dessen Dihydroderivat (CXXH; Endabsorption bei 210 mp, logt =3,69;V =1725 (Schulter), 1710, 1258, 873 cm"1), erhalten durch Hydrierung in Ge¬

genwart von Palladiumkohle, weisendarauf hin, dass es sich bei diesem Isomeren

mit grosser Wahrscheinlichkeit um ein Produkt der Partiatformel w, mit einer dem

Keton Ag (XV) analogen Struktur, handelt. Diese Annahme wird auch durch das NMR. •

Spektrum von XXXHI gestützt, welches sichvon demjenigen des KetonAg (XV), her¬

gestellt durch UV. -Bestrahlung von O-Acetyl-l-dehydro-testosteron (XII), im wesent¬

lichen nur durch das Fehlen des Signals eines cx-Vinylprotons und dem Auftreten

des Signals einer Methylgruppe (C-20; Doublett bei b = 1,71, J = ca. 1,3 Hz) an

*)der Doppelbindung unterscheidet .

*) Vgl. Abschnitt B.

66

Auf Grund der besprochenenDaten wurde als Arbeitshypothese für das Isomere

XXXIII und dessen Dihydroderivat CXXH die in diesen Formeln dargestellteKonstitutionund Stereochemie angenommen. Ein sicherer Beweis dafür konnte durch

die folgenden experimentellen Befunde erbracht werden.

°ik19

*-C 2.0

XXXIH (17-OAc)

Hooc---'Vi^Y^ROC --^^

CXXIV R = H (17-OAc)CXXV R = OH (17-OAc)

>TO

CXXVI (17-OAc)

X ^H^OOC

CXXIICXXIII

17-OAc17-OH

"•S^--"'"

OCH3CXXVHI (17-OH)

C2H5OOCv_^

CXXVII (17-OH) LXHI (17-OAc)

Ozonisation von XXXIH ergab unter Verlust von zwei Kohlenstoffatomen eine*) **)

Aldehydosäure C20H2gO5 (CXXIV) '. Die Nachoxydation von CXXIV ' mit Natrium-

dichromat in Eisessig lieferte zu gleichen Teilen eine kristalline Dicarbonsäure

C20H28°6 (cxxv) und ein kristallines fünfgliedriges Anhydrid (CXXVI; v = 1850,1775 cm"l (KBr)). Beide Verbindungen sindidentischmit den bereits früher erhal-

27)tenen Abbauproduktenvon Keton Ag (XV) .

Ein zusätzlicher Beweis für die in Formel XXXIII dargestellteKonstitutionundStereochemie konnte durch Partialsynthesedes Dihydroderivates CXXII erbracht wer-

den '. Ausgehend von gesättigtem Dihydro-keton-A«(LXHI) liess sich mittels

*) Auf Grund der chromatographischen Trennung an Silicagel liegt die Aldehydo¬säure CXXIV etwa im Verhältnis 1:1 als Gemisch der offenen und geschlossenenForm vor (vgl. exper. Teil).

**) Gemisch der offenen und geschlossenen Form (1:1).***) Die Partialsynthese erfolgte in Anlehung an eine für die 2-Methylierung des

Testosterons ausgearbeitete Vorschrift44).

67

Diaethyloxalatund Natriumhydrid in absolutem Benzol eineAethoxalyl-VerbindungCXXVII bereiten, die mit Methyljodid in absolutem Acetonin Gegenwartvon wasser¬

freier Pottasche in die Aethoxalyl-methyl-Verbindung CXXVTH überführtwerden

konnte. Durch Behandlung von CXXVHI mit Natrium in absolutem Aethanol erhielt

man ein Methyl-dihydro-Keton A3, das nach Acetylierung der 17-Hydroxygruppeidentisch ist mit dem Dihydroprodukt CXXH, hergestellt aus Keton XXXIH.

4. Keton XXXIV

Das UV.-Spektrum (X = 271, 242 mp, logt =3,54, 3,67) des in 4-proz.

Ausbeute isolierbaren Ketons XXXIV zeigt eine grosse Uebereinstimmungmit dem

Spektrum von Keton A4 (XVI) D'. Die Hydrierung von XXXIV in Gegenwartvon

Palladiumkohle lieferte eine gesättigte pentacyclischeDihydroverbindung C22H32°3(CXXIX), welche die erwarteten spektroskopischen Eigenschaften (X = 220 mp,

logt =3,67; v = 1705-1725 (breit), 1257 cm"1) aufweist '.max

Ph-CH=CH

CXXIX (17-OAc) XXXIV (17-OAc) CXXX (17-OH)CXXXI (17-OAc)

Die Vermutung, dass XXXIV eine dem Keton A4 (XVI) analoge Struktur auf¬

weist, wird auch gestützt durch die Analyse des NMR. -Spektrumsvon XXXIV, so¬

wie desjenigen des Derivates CXXXI. Insbesondere lassen sich diese beiden Spektren

zugunsten der spirocyclischen Natur von Keton XXXIV und den Haftstellen der Me¬

thylgruppen (C-19 und C-20), sowie des Cyclopropyl-Protons auswerten '. Die

Haftstelle der Methylgruppe C-19 folgt auch unmittelbar aus dem Ergebnis der

basisch katalysiertenBehandlung von XXXIV mit Benzaldehyd, die unter gleichzei-

*) Vgl. die ausführliche Diskussion dieser NMR. -Spektren im Abschnitt E.

68 -

tiger Hydrolyse der O-Acetylgruppe an C-17, zur Bildung einer kristallinen Benzal-

verbindung CXXX führte. Acetylierung von CXXX lieferte das 17-Acetoxy-derivatC29H34°3 (CXXXI; -^max = 325, 234 mp, log £=4,29, 4,14).

5. Phenol XXXV

.OAc

»WT^CH3"fe^.)RO"^XXXV : R =HCXXXH : R = Ac

Für die Konstitutiondieses Phenols XXXV ist eine Anzahl von Formulierungenmöglich, die alle Derivate des 17S-Acetoxy-A ' ' ' -östratriens darstellen. Das

Phenol XXXV wurde noch nicht näher untersucht, es wurde lediglich dessen Diacetat(CXXXH) hergestellt. Auf Grund von Mischprobenund Vergleich der Drehungswertemit bereits bekannten Dimethyl-derivaten, könnenfolgende Phenole ausgeschlossenwerden: 17-0-Acetyl-l,2-dimethyl-östradiol (VII)14'15' und 17-0-Acetyl-l,4-di-methyl-östradiol (CXXXIH) 8' 45\

- 69

E) NMR. -Spektren von isomeren Photoproduktenmit einem

Cyclopropanring

I. Keton A3 (XV) und Methyl-Homologevon A3

H CH3

H H

H-^P

CHj 0C0CH3 17-0C0CH3

rn fl-H

¦v"V

_JL s*v^M^ mU,-*i->'-V•¦V-'W—M

CH3-19

CH,-»

V)/¥>""> 720

iL ll203 186 722 Ofl*

>>*vaumwL-

Fig. 4 NMR. -Spektrumvon Keton A3 (XV)

Im NMR. -Spektrumvon Keton A3 (Fig. 4) tritt bei 6 = 1, 86 ein nur leicht ver¬

breitertesSignal auf, das dem Proton am Cyclopropanring in cx'-Stellung zur Car¬

bonylgruppe zugeordnet werden kann.

In Tabelle 6 sind u. a. die Signale solcher Cyclopropylprotonen für Keton Ag(XV) und dessen Methyl-Homologe(LXII, V, XXXIH und XXXVHI) zusammengestellt.

Von besonderem Interesse ist bei Keton Ag (XV) die zusätzlichekleine Aufsplitte¬rung der Signale der beiden Vinylprotonen (vgl. Tab. 6) um 1 bzw. 0, 75 Hz. Das

Methyl-HomologeV, das an Stelle des Cyclopropoylprotons von Keton A3 eine Me¬

thylgruppe (C-20) in cx'-Stellung zum Carbonyl besitzt, zeigt hingegen keine Auf¬

spaltung des cx-Vinylprotons und nur eine deutlich kleinere des ß-Vinylprotons(Kopplung mit CH2-6, CH-9 oder CHg-20 ?). Die zusätzlicheAufsplitterungder

70

beiden Vinylprotonen von Keton Ag (XV) ist durchdiesen Vergleich mit dem NMR. -

Spektrum von V auf eine Kopplung dieser Protonen mit dem cx'-Cyclopropylproton*)zurückgeführt .

Tabelle 6

Verbindung CHg-19 Cyclopro-pyl-Proton cx-H /3-H

XV (Ag)R1=R2=R3=H

1,22/s 1,86breites s

5,82/2dJ=5, 5, 1 Hz

7,20/2dJ=5,5, 0,75 Hz

LXV (17oc-CHg17ß-OH

Rx=R2=Rg=H1,23/s 1,97

breites s

5,85/2dJ=5, 5, 1 Hz

7,21/2dJ = 5,5, 1 Hz

V

R1=R2=H, Rg=CHg1,13/s

— 5,86/2dJ=5,5 Hz

7,31/2dJ=5, 5, <0,5Hz

XXXIH

Rw =R.=H,R„=CHg1,15/s 1,89

breites s

— 6, 86/m

XXXVIH

R2=R3=H' R1=CH31,20/s 1,92

breites s

5,63/m—

OAc

*) Vgl. Fussnote Seite 50 35).

71

H. Keton A4 (XVI) und Methyl-HomologesXXXIV

w CHj OCOCH3» C"3 H r -) d-H

H H

f^Jy^^-^y^-536 46;

CM,-»

>

2 22 2,11 2,01

CHj-IS

M.0,76

J M*

Fig. 5 NMR. -Spektrumvon Keton A4 (XVI)

Das NMR. -Spektrumvon Keton A4 (Fig. 5) zeigt, dass von den beiden Methyl¬

gruppen dieser Verbindung nur eine angular (C-18; Singlett bei 6=0,76), die an¬

dere dagegen olefinisch (C-19; Doublett bei o = 2,11, J = ea. 1,5 Hz) gebundenist und dass die Doppelbindung lediglich ein Vinylproton ( 6 = 5,39) trägt. Zugunstender spirocyclischenStruktur XVI von A4 spricht das scharfe Signal bei 6=2, 22,das nur den beiden Protonen am Cyclopropanring in ex'- bzw. vinyloger oc-Stellung

zur Carbonylgruppe zugeordnet werden kann. Die Signale dieser beiden Protonen

besitzen die gleiche chemische Verschiebung im Spektrum von XVI, nicht aber im

Spektrum des sich aus XVI ableitenden Derivates LXXXI, wo sie als AB-System( b = 2,63 (A), 2,36 (B); J = 5 Hz) erscheinen, dessen B-Komponente eine zusätz¬

liche Splitterung um ca. 1 Hz durch das cx-ständige Vinylproton ( <S = 5,64;J = ca. 1 Hz) erfährt .

OR XVI: R^H, R2=CHg, Rg=AcLXXXI: R^H, R2=CH=CH-Ph,Rg =H

XXXIV: R1=CH3, R2=CH3, Rg=AcCXXXI: R1=CH3, R2=CH=CH-Ph, Rg =Ac

72 -

Auf der Basis der Interpretationdes NMR. -Spektrumsvon Keton A. (XVI)kann auch die Struktur des Methyl-HomologenXXXIV abgeleitet werden. So findetman bei b = 2,09 (Doublett, J = 1 Hz) und b = 1,47 (Singlett) die Signale einerolefinisch gebundenen (C-19) und einer am Cyclopropanring haftenden Methylgruppe(C-20). Bei i= 5,39 tritt das Signal des cx-Vinylprotons auf.

Im NMR. -Spektrumdes sich aus XXXIV ableitendenDerivates CXXXI er¬

scheintbei b = 2,45 das Singlett des Cyclopropylprotons und bei 4 = 5,61 dasjeni¬ge des cx-Vinylprotons.Die Beobachtung, dass die Signale des Cyclopropylprotonsin XXXIV und CXXXI, sowie des cx-Vinylprotons bei CXXXI, keine Aufsplitterungvon ca. 1 Hz zeigen wie die entsprechenden Signale in den Spektren von Keton A.

(XVI) und dessenBenzalverbindung LXXXI, scheint nur mit den Haftstellen der zu¬

sätzlichenMethylgruppe (C-20) und des Cyclopropylprotons in ex'- bzw. vinylogerex-Stellungzur Carbonylgruppe (vgl. XXXIV und CXXXI) vereinbar zu sein.

73 -

EXPERIMENTELLER TEIL

Die NMR. -Spektrenwurdenin CDClg-Lösungmit einem VARIAN-Spektrographen, Modell A-60, bei 60 Megahertz und einer Feldänderungs-geschwindigkeit von 1 Hz/s aufgenommen. Die Lage der Signale ist inS -Werten (ppm) angegeben, bezogen auf internes Tetramethylsilan(6 = 0).Zur Charakterisierungder Signale werden folgende Abkürzungen verwendet:s (Singlett), d (Doublett), m (Multiplett), b (breites, nicht strukturiertesSignal); die in Klammern angefügten Zahlen betreffen die durch elektroni¬sche Integration ermittelte, auf- bzw. abgerundeteProtonenzahl.

Die UV. -Spektrenwurden in C2H5OH gemessen. Die Absorptionsmaxi-ma sind als A max-Werte (mju) angegeben; die in Klammern angefügtenZahlen betreffen den log £ -Wert.

Die IR. -Spektrenwurden, falls nicht anders erwähnt, in CHCI3-Lösunggemessen. Die Lage der Absorptionsbanden ist in S> max-Werten (cm-1) an¬

gegeben.Die Smp. sind nicht korrigiert und wurdenin evakuiertenKapillaren

im Oelbad bestimmt.Die spez. Drehungen wurden, falls nicht anders erwähnt, in CHCI3-

Lösung in einem Rohr von 1 dm Länge gemessen.Wenn nicht näher beschrieben,wurde wie folgt aufgearbeitet: Aufnahme

des Reaktionsgemisches in Aether, Waschender organischen Phase mit Was¬ser bis zum Neutralpunktund Eindampfen der über wasserfreiem Na2*304 ge¬trockneten Aetherlösung im Rotationsverdampfer.

Falls nicht anders erwähnt, erfolgten die Filtrationen am neutralemAI2O3 (Akt. III) und die Kristallisationen aus Aceton-Hexan.

Bei den Dünnschichtchromatogrammen(DS.) gelangte als Träger Kie¬selgel G MERCK zur Anwendung. Als Fliessmittel diente Hexan-Aceton-(3:1)-Gemisch. Der Nachweis der Substanzflecke erfolgte durch Besprühen der ge¬trocknetenKieselgelschicht mit 50-proz. H2SO4.

Für die UV. -Bestrahlungsversuchewurde, falls nicht anders erwähnt,jeweils ein zylinderförmigesQuarzgefäss (Durchmesser 3 cm) verwendet,das für Bestrahlungenbei Zimmertemperaturzusätzlich mit einem Kühlfin¬ger versehen war. Die Entfernungder externangeordneten Lichtquelle(Hg-Hochdruckbrenner Biosol A, PHILIPS, 250 Watt) vom Reaktionsgefässbetrug 10 cm. Die Reaktionslösungwurde währenddes Versuchs mit einemMagnetrührer gut gerührtund darauf im Wasserstrahlvakuum zur Trockeneeingedampft.

74

A) UV. -Bestrahlung von

O-Acetyl-l-dehydro-testosteron(XII)

I. UV. -Bestrahlung in Dioxan bei Zimmertemperatur

Eine Lösungvon 3 g O-Acetyl-l-dehydro-testosteron(XII) in 75 mlabs. Dioxan wurden bei 15° während 11/2 Std. bestrahlt.

Das Rohgemischwurde in einem erstenChromatogramm an 90 g neu¬

tralem AI2O3 (Akt. II) vorgereinigt. 2, 5 1 Benzol eluierten 1,905 g einesketonhaltigen Gemisches, währendmit 300 ml Methanol 1,1 g phenolischeProdukte (37%) isoliert wurden.

Die ketonhaltige Fraktion (1,905 g) wurde wieder an 200 g neutralemAI2O3 (Akt. III) chromatographiert (Tab. 7).

Tabelle 7

Frak¬tionen Lösungsmittel ml Eluat

mg Zusammensetzung '

1 Petroläther-Benzol 9:1 400 510 viel Keton A32 Petroläther-Benzol 9:1 200 110

wenig Keton A4wenig Keton A3viel Keton A4

3 Petroläther-Benzol 9:1 400 210 viel Ketone Aj, A2 und Ag4 Petroläther-Benzol 9:1 200 100

wenig Ketone A4 und Agviel Keton Aj

5 Petroläther-Benzol 9:1*1Petroläther-Benzol 1:1J

2200 250wenig Ketone A2, A5 und AßKeton Ai

67

BenzolAether

1400500

265160

Keton Ai und AusgangsmaterialAusgangsmaterial

*) Wen ifizierung anhand des Duinschichtchroi natogramms.

Fraktion 4 wurdeumkristallisiert, wobei reines Keton A-[ erhaltenwurde. Die Mutterlauge wurde zusammen mit Fraktion3 nochmals an derlOOfachen Menge neutralem AlgOg (Akt. IH) chromatographiert (Tab. 8).

75

Tabelle 8

Lösungsmittel mlEluatmg

Zusammensetzung*)

Petroläther-Benzol2:3 40 6 Keton A4Petroläther-Benzol2:3 40 20 Ketone A2 und A4Petroläther-Benzol2:3 60 25 viel Ketone A2 und Aß

wenig Keton A5Petroläther-Benzol2:3 80 35

viel Keton A5Petroläther-Benzol1:4 wenig Ketone Ai, A£ und AgPetroläther-Benzol1:4 220Petroläther-Benzol1:9 ¦100 Keton A^Benzol 60Benzol-Aether 50:1 60

•

*) Identifizierung anhand des Dünnschichtchromatogramms

Durch Umlösenbzw. fraktionierte Kristallisation erhielt man aus die¬sen Eluaten die analysenreinenKomponenten.

Keton AI (XIII): 540 mg (18%). Smp. 157-158°. [cx]D = -15° (c =0,65).UV: 246 mp (4,26). IR: 1731, 1668, 1618, 1254 cm-1 (KBr7; 1722, 1659,1622, 1606 (Schulter), 1255 cm-1 (CHCI3). NMR (10%): 0,80/s (3) CH3-I8;1,97/d/J = ca. 1 Hz (3) CH3-I9; 2,03/s (3) 17-OCOCH3; ca. 4,6/b (1) CH-17;6,10/b (1) cx'-H; &,\2/2ä/3^ ^ = ca. 2 Hz, J^ o = 10 Hz (1) cx-H;6,80/d(l) /3-H (vgl. Fig. 1). '

C21H28°3 Ber- C 76'79 H8,59% Gef* C 76,76 H8,84%

Keton A2 XIV: 30 mg (1%). Smp. 148-149°. [cv]D = + 256° (c =0,85).UV: 310 mp (3,65). Endabsorbtionbei 206 mp (4,02). IR (KBr): 1736, 1657,1628, 1571, 1260 cm-1. NMR (8%): 0, 77/s(3) CH3-I8; 2, 03/s (3) 17-OCOCH3;2,06/d/J = ca. 1,5 Hz (3) CH3-19; ca. 4,58/b (1) CH-17; 5,90/b (1) o<-H;6,01/2d/3^ r= ca. 1,5 Hz, J-. 6

= 10 Hz (1) r- -H; 6,37/d (1) 6-H (vgl.Fig. 2).

C21H28°3 Ber. C 76,79 H 8,59 Gef. C 76,95 H 8,41 %

-145° (c =Keton A3 (XV): 330 mg (11%). Smp. 161-162". [<x]r, =

0,70). UV: 238 mp (3,74), Endabsorptionbei 207 mp (3,76). IR: 1739,1693, 1669, 1640, 1255 cm"! (KBr); 1720, 1686, 1575, 1260, 821 cm-1(CHCI3). NMR (13%): 0,81/s (3) CH3-I8; 1,22/s (3) CH3-19; 1,86/brei-tes s(l) Cyclopropylproton; 2,03/s (3) 17-OCOCH3; ca. 4, 59/b (1) CH-17;5,82/^/^ ^i =lHz, J^ o = 5,5Hz(l) cx-H; 7,20/2^/3^' o =

0,75 Hz (1) 'ß-H (vgl. Fig. 4).C21H28°3 Ber- C 76*79 H8,59% Gef. C 76,51 H 8,79 %

- 76 -

Keton A4 (XVI): 65 mg (2%). Smp. 174-175°. [ex] D = + 296°(c = 0,45). UV: 268, 231 mp (3, 56, 3, 81), Endabsorptionbei 206 mp(3,75). IR: 1734, 1686, 1663, 1612, 1250 cm-1 (KBr); 1724, 1678, 1610,1260, 889, 878, 861 cm"1 (CHCI3). NMR (10%): 0,76/s (3) CH3-I8;2,01/s (3) I7-OCOCH3; 2,11/d/J = ca. 1,5 Hz (3) CH3-19; 2,22/s (2)Cyclopropylprotonen;ca. 4,61/b (1) CH-17; 5,38/b(l) cx-H (vgl. Fig. 5).

C21H28°3 Ber- C 76'79 H 8>59% Gef* c 76>56 H 8-52%

Keton A5 (XVH): ca. 1%. Smp. 211-212°. [c*]D = -179° (c = 0,75).UV: 243 mp (4,18). IR: 1721, 1660, 1620, 1607, 1260 cm-1. NMR (8%):0,81/s (3) CH3-I8; 1,26/s (3) CH3-19; 2,05/s (3) I7-OCOCH3; ca. 4,65/b(1) CH-17; 6,08/breitess (1) cx'-H; 6,16/24/3-, ^.=1,8, J_ ß=10Hz(1) cx-H; 6, 75/d/j = 10 Hz (1) ß-H.

' 'P

C21H28°3 Ber* C 76'79 H 8>59% Gef* C 76*80 H 8,61 %

Keton Aß (XVin): ca. 2%. Nicht kristaUin. [ex] D = + 302°(c = 0,91). UV: 269 (Schulter), 238 mp (3,43, 3,81), Endabsorptionbei210 mp (3,65). IR: 1723, 1682, 1577, 1258, 821 cm"1. NMR (8%):0,76/s (3) CH3-I8; 1,45/s (3) CH3-19; 1,83/breites s(l) Cyclopropylpro-ton; 2,02/s(3) I7-OCOCH3; ca. 4,6/b(l) CH-17; 5,73/2(1/3^ • = 1 Hz,Jc*,ß=5-5Hz (D «-H; 7,30/2d/j , £

= lHz(l) ß-H.

Umsetzungen mit Keton A» (XIV)

Maleinsäureanhydrid-Addukt von Keton A2 (LVHI). Eine Lösung von

24 mg Keton A2 (XIV) und 55 mg frisch subl. Maleinsäureanhydridin 6 mlabs. Xylol wurde 17 Std. zum Siedenerhitzt und darauf im Wasserstrahl¬vakuum eingedampft.Der Rückstand wurde im Hochvakuumbei 70° von

überschüssigem Maleinsäureanhydridbefreit und wog nach 3 Std. 40 mg.Er enthielt nach DS. kein Ausgangsmaterial mehr. Bei der Chromatogra¬phie an 4 g Silicagel erhielt man mit Benzol-Aether-(20:1)bis -(9:1)-Ge-mischen 26 mg Kristalle, Smp. 239-240° nach zweimaliger Kristallisation(19 mg). [cx]D = -58° (c = 0, 58). UV: Endabsorption bei 210 mp (3,34).IR: 1870, 1845 (Schulter), 1785, 1721, 1649, 1255, 832 cm-1. NMR (5%):0,81/s (3) CH3-I8; 1,82/d/j = 1,6 Hz (3) CH3-19; 2,03/s (3) 17-OCOCH3;ca. 4,6/b (1) CH-17; ca. 6,2/m (1) ^-CH.C25H30°6 Ber- C 70'40 H7,09% Gef. C 70,36 H 7,11 %

Benzalverbindung von Keton A2 (LX). 62 mg Keton A2 (XIV) und1,4 ml frisch dest. Benzaldehyd wurden 6 Tage bei Zimmertemperaturin20 ml In methanolischer KOH-Lösung gehalten. Man goss darauf dieReaktionslösungauf Wasser und extrahierte mit Aether. Die organischePhase wurde mit 2n NaHS03- und ges. NaHC03-Lösung sowie mit Wassergewaschen. Es resultierten 133 mg eines noch stark mit Benzaldehyd ver¬unreinigten Oels, aus welchem durch Chromatographie an neutralem AI2O3

77

(Akt. III)undEluationmitBenzol-Aether-(4:l)-Gemisch35 mg gelbe Kri¬stalle (17-Desacetyl-Derivatvon LX) isoliert werdenkonnten, die nach DS.einheitlichwaren. UV: 331, 243 mp (4,29, 3,98), Endabsorptionbei210 mp (4,16).

Das Produkt wurde über Nacht in 7 ml Acetanhydrid-Pyridin-(1:1)-Gemischbei Zimmertemperaturacetyliert, das Gemisch darauf mit 5 mlMethanol versetzt und im Vakuum zur Trockne eingedampft. Chromato¬graphiedes Rückstandes (37 mg) an neutralem AI2O3 ergab mit Benzol12 mg gelbe Kristalle. UV: 243, 331 mp (3,98, 4,29), Endabsorptionbei210 mp (4,16). NMR (3%): u.a. 0,76/s (3) CH3-I8; 2,01/s (3) 17-OCOCH3.

Umsetzungen mit Keton A3 (XV)

Hydroxymethylen-Verbindung LXIV. In eine Lösung von 5,0 g Di-hydro-keton-A3 (LXHI) und 60 ml Aethylformiatin 500 ml abs. Benzol,die mittels eines Vibratorskräftig durchgerührtwurde, gab man unterStickstoffportionenweise 6 g NaH zu. Nach 14 stdg. Vibrierenbei Zim¬mertemperatur wurde das überschüssigeNaH durch Zugabe von 20 mlMethanol zerstört, das Gemisch in Aether aufgenommen und auf Eis ge¬gossen. Die Aetherschichtwurde mit eiskalter 2n NaOH extrahiert unddie wässerige Phase mit HCl schwach angesäuert. Die mit Aether ausge¬schüttelte kristalline Hydroxymethylen-Verbindung LXIV (4,65 g) schmolznach dreimaligem Umlösen aus Methanol bei 218-219°. FeCl3-Probe po¬sitiv. [cx]D = + 58° (c = 1,27 in C2H5OH). UV: 306 (Schulter), 273 mp(3,64,4,16). Endabsorptionbei 210 mp (3,62). IR (Nujol): 3150-2650(breit), 1695, 1620, 1605 cm-1.

C20H28°3 Ber- C 75'91 H 8>92% Gef* c 75>89 H 8,88%

Hydroxy-dicarbonsäure LXV. 1 g Hydroxymethylen-VerbindungLXIV wurde in 100 ml 2n NaOH gelöst, 70 ml Methanol und 25 ml 30-proz.Wasserstoffperoxidzugefügt und die Lösung über Nacht bei Zimmertempe¬ratur stehengelassen. Die eisgekühlte Lösung wurde darauf mit 50-proz.H2SO4 schwach angesäuertund mit Wasser auf 1 1 verdünnt. Die als weis¬ser Niederschlag ausfallende Säure wurde mit Aether ausgeschüttelt undaus der organischenLösung mit 2n Na2CÜ3 -Lösung ausgezogen. Durchvorsichtiges, schwaches Ansäuern des Na2C03-Auszugsmit eiskalter,50-proz. H2SO4 wurde ein weisser, kristalliner Niederschlag ausgefällt,der sofort in Aether aufgenommenund neutral gewaschen wurde. Es re¬sultierten 920 mg Kristalle vom Smp. 257° nach dreimaligem Umlösenaus Aether. [<x]D = + 70° (c = 0,90). pKMCS = 6,57, 9,93. UV: 215 mp(2,81). IR: 3350, 3190, 1712, 1680 cm-1.

C19H28Q5 Ber. C 67,83 H 8,39% Gef. C 67,61 H 8,42 %

- 78 -

Hydroxy-dicarbonsäure-dimethylesterLXVI. In eine Lösung von

4, 58 g Dicarbonsäure LXVin 11 Aceton wurde unter Eiskühlungfrischdest. CH2N2 eingetropft und die gelbe Lösung über Nacht bei Zimmertem¬peratur stehengelassen. Nach Abdampfendes Lösungsmittels resultierteein Oel, das in Aetherlösungdurch die 15fache Menge AI2O3 filtriert wur¬

de (5,05 g farbloses Oel). UV: 214 mp (2,95). IR: 3630, 1725 cm-1.NMR (9%): b = 0,78/s (3) CH3-I8; 1,23/s (3) CH3-19; 2,73 + 2,99/2d/J =

17,3 Hz (l+l)CH2-4*); 3,64 + 3,67/2s (3+3) 2- und 3-OCH3*); ca. 3,6/b(l)CH-17.

Ungesättigter Hydroxy-dicarbonsäure-dimethylesterLXVH. 2,80 gdes öligen Dicarbonsäure-dimethylestersLXVI wurdenin 45 ml abs. Me¬thanol gelöst und nach Zugabe von 2,24 g Natriumäthylaterst 3 Std. aufSiedetemperatur erhitzt und darauf über Nacht bei Zimmertemperaturste¬hengelassen.Die eisgekühlte Lösung wurde mit Wasser verdünntund mitAether extrahiert. Man erhielt 1,2 g neutrale, ölige Anteile. Die wässe¬

rige, alkalische Phase wurde mit 50-proz. H2SO4 angesäuert und wiedermit Aether ausgezogen. Es resultierten 1,5 g saure Anteile, die in Ace-ton-Lösung mit CH2N2 verestert wurden. Das so erhaltene Rohproduktwurde zusammenmit den zuerst erhaltenen neutralen Anteilen an der 30-fachenMenge neutralem AI2O3 (Akt. III) chromatographiert. Mit Benzolund Aether wurden 2,515 g Kristalle eluiert, Smp. 116-117° nach drei¬maligem Umlösen aus Aceton-Hexan. Tetranitromethan-Probe: gelb.[cxJD = + 38° (c =0,77). UV: 224 mp (4,14). IR: 3620, 1715-1720,1637 cm-1. NMR (12%): 0,77/s(3) CH3-I8; l,25/s(3) CH3-19; 2,68 +

2,92/2d/J = 13,5 Hz (1 + 1) CH2-I; 3, 58 + 3, 68/2s (3 + 3) 2-und 3-OCH3;ca. 3,6/b (1) CH-17; 5,69/s (1) CH-4.

C21H32°5 Ber- C 69'20 H8>85% Gef. C 69,08 H8,90%

Diketo-carbonsäure-methylesterLXXVH. In eine Lösung von 456mgungesättigtemHydroxy-dicarbonsäure-dimethylesterLXVII in 50 ml Essig¬ester wurde während30 Minuten bei -80° O3 (ca. 30 mg/Min.) eingeleitet.Nach dem Einengen der Reaktionslösungim Vakuum auf das halbe Volu¬

men, fügte man 100 ml Wasser hinzu und kochte 1V2 Std. unter Rückfluss.Die Aufarbeitungergab, neben 106 mg Na2C03 -löslichen Anteilen, 162 mgeines neutralenOeles, das in Aetherlösungdurch die 25fache Menge A1203filtriert wurde (145 mg Kristalle). Nach dreimaligem Umlösenbetrug derSmp. 87-88° (54 mg). [cx]D = + 89° (c = 0,80). IR: 1720-1740 (breit),1710 cm-1. NMR(8%): 0,93/s (3) CH3-I8; l,14/s(3) CH3-19; 2,48 +

2,98/2d/J = 14 Hz (1 + 1) CH2-1; 3,63/s (3) 2-OCH3.C18H26°4 Ber- c70>56% H8,55% Gef. C 70,60 H 8,60 %

Die Nummerierung folgt hier und im folgenden der für Steroide übli¬chen Konvention.

79 -

Bis-2,4-dinitrophenylhydrazonvon Diketo-carbonsäure-methylesterLXXVH (LXXVIII). 64 mg Diketo-carbonsäure-methylesterLXXVII wur-

den mit 3 ml salzsaurermethanolischerDinitrophenylhydrazin-Lösungversetzt. Das dreimal aus Methylenchloridumkristallisierte Produktschmolz bei 260-261° (48 mg). [cx]D = + 143° (c = 0,74). UV: 365, 255(Schulter), 231 mp (4,49, 4,18,4,36), Endabsorptionbei 210 mp (4, 23).IR (Nujol): 3320, 1738, 1727, 1625, 1616, 1592 cm"1.

C30H34°10N8 Ber. C 54,05 H 5,14 N 16,81%Gef. C 53,38 H 5,37 N 16,71%

Ungesättigter Acetoxy-dicarbonsäure-dimethylesterLXVIH. 750 mgdes Dimethylester LXVII wurden 6V2 Std. bei Zimmertemperaturin 15 mlPyridin-Acetanhydrid-(1:1)-Gemischacetyliert. Das resultierende Rohpro¬dukt (890 mg) wurde an der 30fachen Menge neutralem AI2O3 (Akt. II)chromatographiertund dabei mit Petroläther-Benzol-(3:l)-Gemisch,Ben¬zol und Benzol-Aether-(9:l)-Gemisch 788 mg Kristalle erhalten, vom

Smp. 68-69° (nach dreimaligerKristallisation aus Pentan; 555 mg).[cx]D = + 40° (c = 0,84). UV: 223,5 mp (4,21). IR: 1725, 1638, 1260 cm-1.NMR (11%): 0,81/s (3) CH-18; 1,24/s (3) CH3-19; 2,03/s (3) 17-OCOCH3;2,32 + 2,89/2d/J = 13,5 Hz (1 + 1) CH2-1; 3,56 + 3,67/2s (3 + 3) 2- und3-OCH3; ca. 4,6/b (1) CH-17; 5,67/s(l) CH-4.

C23H34°6 Ber- c 67*95 H 8,43 % Gef. C 68,05 H 8,46 %

Acetoxy-keto-carbonsäure-methylesterLXIX. 500 mg ungesättigterAcetoxy-dicarbonsäure-dimethylesterLXVIH wurdenbei -80° in 50 mlEssigesterozonisiert. Die Reaktionslösungwurde im Vakuum stark einge¬engt, mit 100 ml Wasser versetzt und 1 Std. zum Siedenerhitzt. Man er¬

hielt nach der Aufarbeitung386 mg eines neutralen Oels, aus dem chroma¬tographisch(30fache Menge neutrales AI2O3, Akt. II) mit Petroläther-Ben-zol-(l:l)-und Benzol-Aether-(9:l)-Gemischen 211mg Kristalle abgetrenntwerdenkonnten; Smp. 134-135° nach zweimaliger Kristallisation (195 mg).[cx]D =+4° (c =0,80). IR: 1700-1745, 1255 cm"1. NMR (10%): 0, 84/s (3)CH3-I8; l,ll/s(3) CH3-19; 2,04/s (3) I7-OCOCH3; 2,46 + 2,97/2d/J =

14 Hz (1 + 1) CH2-I; 3,60/s (3) 2-OCH3; ca. 4,6/b (1) CH-17.

C20H30°5 Ber- C 68'54 H 8*63 % Gef- C 68,57 H 8,73 %

Hydroxy-keto-carbonsaure LXX. 217 mg Acetoxy-keto-carbonsäure-methylesterLXIX wurden 2 Std. mit 12 ml siedender 5-proz. methanoli¬scher KOH-Lösung behandelt. Die Reaktionslösungwurde auf Wasser gegos¬sen, mit 50-proz. H2SO4 unter Eiskühlungangesäuertund mit Aether 204 mgKristalle extrahiert. Smp. 191-192° nach dreimaliger Kristallisation(152 mg). [cx]D =-12° (c =0, 55 in C2H5OH). pKMCS = 7,22. IR (Nujol):3440, 3220, 1746, 1702 (Schulter) cm-1.

C17H26°4 Ber" C 69>36 H 8>90% Gef. C 69,34 H 8,93 %

80

Acetoxy-keto-carbonsäure LXXI. 119 mg Hydroxy-keto-carbonsäureLXX wurden über Nacht bei Zimmertemperaturin je 1,2 ml Acetanhydridund Pyridin acetyliert. Das resultierende Rohprodukt wurde dreimal um¬kristallisiert. Smp. 177-178° (82 mg), [ex] D = -45° (c = 0,63). P^LCS =

7,05. IR: 3600, 1765, 1723, ca. 1705 (leichte Schulter), 1260cm-l.NMR (9%): 0,83/s (3) CH3-I8; 1,17/s (3) CH3-19; 2,04/s (3) 17-OCOCH3;2,27 + 2,82/2d/J = 16 Hz (1 + 1) CH2-I; ca. 4,6/b (1) CH-17.

C19H28°5 Ber- C 67'83 H 8-39 % Gef. C 67,82 H 8,42 %

Behandlung der Acetoxy-keto-carbonsäure LXXI mit Natriumacetatin Acetanhydrid. 89 mg Substanz und 60 mg Natriumacetatwurden unter N22 Std. mit 15 ml siedendem Acetanhydridbehandelt. Das Reaktionsgemischwurde auf Eiswasser gegossen, mit Aether extrahiert und die organischePhase mit NaHC03-Lösung und Wasser gewaschen. Das kristalline Rohge¬misch chromatographierte man an der 30fachen Menge neutralem AI2O3(Akt. III), wobei mit Petroläther-Benzol-(l:l)-Gemisch39 mg kristallinesQ-Acetyl-enol-j*-lactonLXXHI eluiert wurden, Smp. 122-123° nach ein¬maligem Umlösen (30 mg) und Sublimationim Hochvakuum bei 120°.Tetranitromethan-Probe: gelb, [ex] D = -23° (c = 0,82). UV: Endabsorp¬tion bei 210 mp (3,67). IR: 1802, 1724, 1699, 1258 cm-1. NMR (13%):0,83/s (3) CH3-I8; 1,27/s (3) CH3-19; 2,05/s (3) I7-OCOCH3; 2,09 +

2,58/2d/J = 16 Hz (1 + 1) CH2-1; ca. 4,6/b (1) CH-17; ca. 5,35/b (1)CH-6.

C19H26°4 Ber< C 71'67 H 8'23 % GeL C 71'81 H 8'09 %

Mit Benzol und Benzol-Aether-(19:l)-Gemisch erhielt man 17 mgkristallines Di-O-Acetyl-^-Iactol LXXH. Smp. nach zweimaliger Kri¬stallisation (15 mg): 211-212°. [ex] D = -62° (c = 0,66). IR: 1792, 1770,1728, 1260, 1198, 1169 cm-1. NMR (8%): 0,81/s (3) CH3-I8; 1,18/s (3)CH3-19; 2,04 + 2,10/2s (3 + 3) 5- und 17-OCOCH3; 2,16 + 2,68/2d/J =

17 Hz (1 + 1) CH2-l;ca. 4,6/b (1) CH-17.

C21H30°6 Ber- c 66*64 H7,99% Gef. C 66,72 H7,93%

Hydroxy-keto-carbonsäure-methylester LXXn.

a)__Aus_Acetoxy-keto-carbonsäure-methylester_LXDC.10 mg Sub¬stanz wurden 10 SfcT. bei Zimmertemperaturin 1 ml ges. methanolischerK2CO3-Lösung belassen. Nach der üblichen Aufarbeitung resultierten5 mg Oel, das nach DS. einheitlichwar. IR: 3590, 1730, 1707 cm-1.

b) Aus_0-Acetyl-enol-^--—lacton LXXIII. Eine Lösung von 37 mg Sub¬stanz in 1,1 ml abs. Methanof wurde mif 1, 7 ml einer Lösung von 87mgNa in 25 ml abs. Methanol versetzt und unter N2 21/2 Std. zum Sieden er¬hitzt. Die Reaktionslösungwurde auf Eis gegossen, rasch mit Aether extra¬hiert und die organische Phase mit Eiswasser neutral gewaschen. Man er¬

hielt 28 mg Oel, das nach DS. und IR. -Spektrum mit dem unter a) er¬

haltenen Produkt identisch war.

- 81

Acetylierungdes Hydroxy-keto-carbonsäure-methylestersLXXII.28 mg Substanz wurden 6 Std. bei Zimmertemperaturmit je 1 ml Acetan¬

hydrid und 1 ml Pyridinbehandelt. Nach Zugabe von etwas Methanol wur¬de die Reaktionslösungim Vakuum eingedampftund der Rückstand in Aether-

lösung durch Al203 filtriert. Nach Kristallisation des resultierenden Pro¬duktes (27 mg) betrugder Smp. 133-134°. Nach Mischprobe und IR. -

Spektrum lag Acetoxy-keto-carbonsäure-methylesterLXIX vor.

Zum Abbau von Testosteron zum O - Ac ety 1 - enol - tf- -

lacton LXXV32)

Die inzwischenvon Atwater beschriebeneVerbindung LXXVwurde, ausgehend von 2-Formyl-testosteron46),auf dem folgendenWeghergestellt:

17ß-Acetoxy-A4-2,3-seco-androsten-2,3-disäure-dimethylester.3 g Formyltestosteronwurden über Nacht bei Zimmertemperaturin 300 ml2n NaOH und 75 ml 30-proz. H202 gehalten. Nach der üblichen Aufarbei¬

tung wurdenim sauren Teil 2,5 g rohe Kristalle der 17 ß-Hydroxy- A4-2,3-seco-androsten-2,3-disäure4f-") erhalten.

Das gesamte Rohprodukt wurde direkt in 500 ml Aceton gelöst und mit

Diazomethan über Nacht bei Zimmertemperaturstehengelassen. Nachdem

Eindampfen der Lösung wurde der Rückstand in Aetherlösungdurch die 10-

fache Menge AI2O3 filtriert. Man erhielt 3,03 g rohen, kristallinen17 ß-Hydroxy-A4-2,3-seco-androsten-2,3-disäure-dimethylester47).

Nachder direkten Acetylierungdes rohen Kristallisates in je 30 ml

Pyridin und Acetanhydridwurde das angefallene Produkt an 100 g neutra¬lem AI2O3 (Akt. II) chromatographiert.Mit Petroläther-Benzol-(4:lundl:l)-Gemisch und mit Benzol wurden 1,455 g kristalliner 17ß-Acetoxy-A4-2,3-seco-androsten-2,3-disäure-dimethylestereluiert. Smp. nach

dreimaligerKristallisation: 111-111,5°. Die Mischprobe mit dem 10,*:-

EpimerenLXVIH zeigte Depression des Smp. [cx]D = + 79° (c = 0, 54).UV: 223,5 mp (4,10). IR: 1721, 1638, 1260 cm-1. NMR (9%): 0,83/s (3)CH3-I8; l,18/s(3) CH3-19; 2,04/s (3) I7-OCOCH3; 2,59/s(2) CH2-1;3,68/s (6) 2- und 3-OCH3; ca. 4,6/b (1) CH-17; 5, 74/breites s (1) CH-4.

C23H34°6 Ber- C 67'95 H 8'43 % GeL C 68'01 H 8'52 %

5-Oxo-17 ß-hydroxy-2,3-seco-3,4-bisnor-androstan-2-säure. Eine

Lösung von 500 mg 17 ß-Acetoxy- A4-2,3-seco-androsten-2,3-disäure-

dimethylesterin 50 ml Essigesterwurde 15 Min. bei -80° ozonisiert.Nach dem Einengen der Lösung im Vakuum auf das halbe Volumen wurden100 ml Wasser zugegeben und das Gemisch 2 Std. zum Siedenerhitzt. Die

Aufarbeitunglieferte 371 mg eines neutralen Oels, das an der 30fachen

Menge neutralem AI2O3 (Akt. III) chromatographiertwurde. Mit Petrol-

äther-Benzol-(2:l)-Gemischund Benzol erhielt man 159 mg öligen5-OXO-17 ß-acetoxy-2,3-seco-3 4-bisnor-androstan-2-säure-methylester.IR: 1725 (breit), 1706 (Schulter), 1260 cm-1.

Das ölige Produkt (114 mg) wurde direkt in 4,5 ml 5-proz. methano¬lischer KOH-Lösung 2 Std. in der Siedehitze verseift. Nach der Aufarbei¬

tung erhielt man 101 mg kristalline 5-Oxo-17 ß-hydroxy-2,3-seco-3,4-

82 -

bisnor-androstan-2-säure. Smp. nach zweimaliger Kristallisation: 178-179° (63 mg). [cx]D = + 24° (c =1,08 in C2H5OH). Lit.-Angaben46):Smp. 178-179°, [cx]D = + 27°.

5-OXO-17 ß-acetoxy-2,3-seco-3,4-bisnor-androstan-2-säure(Lactol-form). Acetylierungvon 100 mg der 17 ß-Hydroxy-Verbindung in je 1 mlAcetanhydridund Pyridinbei Zimmertemperaturwährend 6 Std. lieferteKristalle, Smp. 185-186° nach dreimaligem Umlösen (71 mg), [ex] d =+17°(c =0,75). pKMCS = 8,10, Aequivalentgewicht: ber. 336, gef. 344.IR: 3600, 1777, 1725, 1259 cm"l.

C19H28°5 Ber- C 67>83 H 8,39 % Gef. C 67,81 H 8,43 %

2-0x0-5};, 17ß-diacetoxy-3-oxa-4-nor-androstan. 76mg 5-Oxo-17ß-acetoxy-2,3-seco-3,4-bisnor-androstan-2-säurewurden in 15 ml Acetan¬hydridunter N2 in der Siedehitze 2 Std. mit 60 mg wasserfreiem Natrium¬acetat behandelt. Die Reaktionslösungwurde darauf in Eiswasser gegossenund mit Aether extrahiert. Nach der Filtration des resultierenden Rohpro¬duktes in Benzol-Lösung durch AI2O3 erhielt man 81 mg Kristalle. Smp.nach zweimaliger Kristallisation: 186-187° (47 mg). IR: 1792, 1751, 1725,1258, 1238, 1183, 1155, 1130 cm-1. NMR (8%): 0, 82/s (3) CH3-I8; 1,18/s(3) CH3-19; 2,06/s (6) 5-und 17-OCOCH3; 2,49/breites s (2) CH2-1;ca. 4,6/b (1) CH-17.

2-0x0-17 ß-acetoxy- A -3-oxa-4-nor-androsten(O-Acetyl-enol-j*-lacton LXXV). 33 mg 2-Oxo-5 ß, 17 8-diacetoxy-3-oxa-4-nor-androstanwurden dreimal hintereinander bei 220° im Hochvakuum pyrolysiert. DasSublimat stellte nach DS. ein binäresGemisch dar, das durch Chromato¬graphiean der 30fachen Menge neutralem AI2O3 (Akt. HI) mit Petroläther-Benzol-(l:l)-Gemisch in 8 mg reines O-Acetyl-enol-j/--lacton LXXV undmit Benzol-Aether-(19:l)-Gemisch in 5 mg unverändertes Ausgangsmaterialgetrennt werden konnte. Smp. der Verbindung LXXV: 124-125°. IR: 1803,1726, 1710, 1258 cm"1. Literatur-Werte32>:Smp. 108° und 123-125°,[cx]D = -76°.

Das IR. -Spektrum von LXXV ist nicht deckungsgleichmit demjenigendes O-Acetyl-enol-j*-lactonLXXIII, und die Mischprobe der beiden Prä¬parate ergab eine Depression von ca. 30°.

Umsetzungen mit Keton A4 (XVI)

Benzalverbindungvon 17-Desacetyl-keton-A4 (LXXXI). 50 mg Ke¬ton A4 (XVI) wurden in 15 ml In methanolischer KOH-Lösung gelöst undmit 1 ml frisch destilliertem Benzaldehyd versetzt. Nach einer Reaktions¬dauer von 24 Std. bei Zimmertemperaturwurde Wasser zugegeben, mitAether ausgeschüttelt und die ätherische Lösung mit 2n NaHS03-Lösung,ges. NaHC03-Lösung und Wasser gewaschen. Das noch viel Benzaldehydenthaltende Rohprodukt wurde an 6 g neutralem AI2O3 (Akt. IH) chromato¬graphiert, wobei mit Benzol und Benzol-Aether-(9:l)-Gemisch 42 mg Kri¬stalle eluiert wurden, Smp. 196-197° nach dreimaligem Umlösen (27 mg).[cx]D = + 325° (c = 1,05). UV: 236, 337 mp (3,94, 4,42), Endabsorptionbei 210 mp (3,98). IR: 3620, 1674, 1625, 1585, 1564 cm-1. NMr (6%):

83

0,76/s (3) CH3-I8; 2,36/2d/J = ca. 1,5 Hz (1) + 2,63/d/J = 5 Hz (1) Cyclo-propylprotonen; ca. 3,7/b (1) CH-17; 5,64/d/J = ca. 1 Hz (1) cx-H;7,11/s (2) Ph-CH=CH-; ca. 7,2-7,7/b (5) aromat. H.

C„„H„nO„ Ber. C 83,38 H 8,07 C-CH3 4,01 %Zb JU Z

Gef. C 83,40 H 8,18 C-CHg 2,24 %

(vgl. Keton A4 (XVI): C-CH3 Ber. 13,74%, Gef. 10,93%)

Ketosäure LXXXH. In eine Lösung von 150 mg Keton A4 (XVI) in30 ml Essigesterwurde 40 Min. bei -45° ein O3-Strom (ca. 30 mg/Min.)eingeleitet. Nach dem Einengen der Lösung im Vakuum auf das halbe Vo¬lumen wurde sie mit 20 ml Wasser versetzt und 2 Std. unter Rückflussgekocht. Die Aufarbeitungergab 130 mg NaHC03-lösliche Anteile, die an

12 g Silicagel chromatographiertwurden. Man erhielt mit Benzol-Aether-(50:1)-Gemisch 72 mg Kristalle, die nach Umlösen bei 132-133° schmol¬zen. [cx]D = + 33° (c = 0,74). pKMCS = 7,09. Aequivalentgewicht: ber. 348,gef. 349. IR (Nujol): 3420, 1740-1705 (breit), 1680, 1255 cm"l.

C20H28°5 Ber- C 68'94 H8>10% Gef. C 68,92 H7,84%

O-Acetyl-^-lactol LXXXIH. Man versetzte eine Lösung von 40 mgKetosäure LXXXHin 8 ml Acetanhydridmit 40 mg wasserfreiem Natrium¬acetat und erhitzte 90 Min. auf Siedetemperatur.Nachbeendeter Reaktiongoss man die Lösung auf Eiswasser und extrahierte mit Aether. Die in 2n

Na2C03-Lösungunlöslichen Anteile wurden in Aether durch Silicagelfiltriert, wobei man 39 mg Kristalle erhielt, Smp. 138-139° nach drei¬

maligemUmlösen (16 mg). [cx]D = -45° (c = 0,93). IR: 1790, 1733,1260 cm-1.

C22H30°6 Ber- C 67'67 H7-74% Gef* C 67,73 H7,63%

Enol-r-lacton LXXXIV. 27 mg des O-Acetyl-^-lactols LXXXIHwurden zweimal im Hochvakuumbei 110-120° unter anfänglicher Zersetzungsublimiert. Das Pyrolysenprodukt(20 mg) schmolz bei 159-160°. Tetra-nitromethan-Probe: gelb, [ex]D = -103° (c =0,98). UV: Endabsorptionbei210 mp (3, 88). IR: 1792, 1728, 1675, 1262 cm-1.

C20H26°4 Ber- C 72'70 H 7*93 % Gef* C 72,74 H7,96%

UV. -Bestrahlung von Keton A5 (XVII)

Eine Lösung von 18 mg Keton Ag (XVII) in 0,45 ml abs. Dioxan wur¬de 6 Std. bei Zimmertemperaturin einem zylinderförmigenQuarzgefäss(Durchmesser 2,5 mm) bestrahlt. Die externangeordnete Lichtquelle(Quecksilber-Niederdruckbrenner,NK 6/20, QUARZLAMPEN GmbH. ,

Hanau, 20 Watt) vom Reaktionsgefässbetrug 3 cm. Nach dem Eindampfender Reaktionslösungim WasserStrahlvakuum zur Trockene und anschlies¬sender Filtration in Aetherlösungdurch AI2O3, erhielt man 14 mg kristal¬lines Produkt. Nach Umlösungenerhielt man als Hauptprodukt ein bei 231-233

- 84

schmelzendes Phenol (B5, XXHI). UV: 286 mp (3, 28), Endabsorptionbei210 mp (4,30). Die Mischproben mit den bekannten Phenolen Bi - B4(XIX - XXII) ergaben alle Depressionen.

Umsetzungen mit Keton Ag (XVIII)

17-Desacetyl-keton-A6(LXXXDC). 20 mg öliges Keton A6 (XVIII)wurden 2 Std. bei Zimmertemperaturin 3 ml gesättigter methanolischerK2CO3-Lösung gehalten. Die Aufarbeitungergab nach dreimaligem Umlö¬sen 12 mg Kristalle vom Smp. 210°. [ex] D = + 372° (c = 0,44). UV: 269(Schulter), 238 mp (3,36, 3,73), Endabsorptionbei 210 mp (3,55).IR: 3610, 1689, 1585, 821 cm-1.

C19H26°2 Ber" c 79*68 H9,15% Gef. C 80,01 H 9,38 %

Dihydro-keton-Aß (XC). 21 mg öliges Keton Ag (XVIH) lieferte beider Hydrierung in 5 ml Aethanollösungin Gegenwart von 23 mg 5-proz.Palladiumkohleunter Aufnahme von 1 Mol H2, 18 mg eines nicht kristal¬linen Dihydroproduktes.

17-Desacetyl-dihydro-keton-A6(XCI). 18 mg Dihydro-keton Ag (XC)wurden 2 Std. bei Zimmertemperaturin 3 ml gesättigter methanolischerK2CO3-Lösung stehen gelassen. Die Aufarbeitunglieferte 14 mg Kristalle.Nach zweimaligemUmlösen betrugder Smp. 234-235° (10 mg), [ex] D =

+ 102° (c = 0,36). Rotationsdispersion(CHCI3): ex 260 mp= +7445°,

°<315mu = -2700°, ex 420 mu = + 160°*). UV: 218 mp (3,80). IR: 3620,1705, 1690, 893, 884, 865 cm-1.

II. UV. -Bestrahlung in siedenderwässriger Essigsäure

3 g Substanz wurden in 65 ml Eisessig-Wasser-(4:5^-Gemisch ge¬löst und bei Siedetemperatur 2 Std. bestrahlt. Man erhielt ein trübes Reak¬tionsgemisch, aus dem sich etwas Oel abgeschieden hatte. Das gesamteRohprodukt wurde in Aether aufgenommenund mit 2n Na2C03 -Lösung undWasser gewaschen. Das resultierende Rohprodukt acetylierte man mit je30 ml Pyridinund Acetanhydridbei Zimmertemperaturüber Nacht. Dasnachacetylierte Material (3,3 g) wurde an der 90fachen Menge Silicagelchromatographiert (Tab. 9).

*) Die Aufnahme dieser Rotationsdispersionskurveverdanke ich FräuleinH. Herrmann, Institut de Chimie, Universite de Strasbourg (France)

- 85

Tabelle 9 Chromatographie an Silicagel von in wässeriger EssigsäureUV. -bestrahltem O-Acetyl-l-dehydro-testosteron

Frak¬tionen Lösungsmittel 1

Eluatmg

*)Zusammensetzung '

1

2

3

Benzol-Aether 50:1

Benzol-Aether 9:1Benzol-Aether 4:1

Benzol-Aether 2:1Benzol-Aether 1:1Benzol-Aether 1:2Benzol-Aether 1:4

3,52,23,03,02,01,01,0

1565

823

455

0-Acetyl-phenol-B3 (XCII)öliges, komplexes Ge-Gemisch

Verbindung XXIV

*) Nach Dünnschichtchromatogramm

Fraktion 1 (Smp. 140-141°) wurde mittels Mischprobe, IR. - (1766,1732, 1603, 1255, 1195 cm-1 (KBr)) und UV.-Spektren (269 mp, log £ =

4,15) mit 2,17/3-Diacetoxy-4-methyl-Al;3;5,10-östratrien(XCH;O-Acetyl-phenol B3) identifiziert.

Fraktion3 wurde zur Analyse in Aether-Lösung durch AI2O3 filtriertund das Filtrat (3-Oxo-10 ß-hydroxy-17/3-acetoxy-a!-1(10 —-5)-abeo-5cx-androsten; XXIV) zweimal umkristallisiert (255 mg). Smp. 211-213°.

[cx]n = + 20° (c = 1,02). UV: 232 mp (3,96). IR: 3620, 1720 (Schulter),171Ö, 1678, 1588, 1260 cm-1. NMR (11%): 0,84/s (3) CH3-I8; 0,96/s(3)CH3-19; 2,05/s (3) 17-OCOCH3; 1,85 + 2,83/2d/J = 19 Hz (1 + 1) CH2-4;ca. 4,6/b (1) CH-17; 6,13/d/J = 6 Hz (1) CH-2; 7, 80/d/J = 6 Hz (1) CH-1(Fig. 3).

C21H30°4 Ber- C 72'80 H8>73% Gef. C 72,96 H8,76%

Umwandlungen der VerbindungXXIV

Ein Versuch der Acetylierungvon XXIV in Acetanhydrid-Pyridin-(l:l)-Gemischbei Zimmertemperaturwährend8 Tagen lieferte quantitativunverändertes Ausgangsmaterial zurück.

3-Oxo-10ß-hydroxy-17ß-acetoxy-l(10 —— 5)-abeo-5cx-androstan(XCHiy 94 mg des ungesättigten Acetoxy-ketoalkoholsXXIV wurden mit100 mg 5-proz. Palladiumkohlein 10 ml Aethanol hydriert. H2-Auf¬nahme: 8,6 ml in 10 Min. Die vom Katalysator abfiltrierte Lösung wurdeim Vakuum eingedampftund in Aetherlösung durch AI2O3 filtriert. Nachzweimaliger Kristallisation erhielt man 82 mg Kristalle vom Smp. 194-195°. [ex] D =+33° (c =0,71). IR: 3525, 1725 (breit), 1260 cm-1.

86

NMR (11%): 0,82/s (3) CH3-I8; 1,16/s (3) CHg-19; 2,04/s (3) 17-OCOCH3;ca. 4,6/b (1) CH-17.

C21H32°4 Ber- C 72'38 H9,26% Gef. C 72,37 H 9,27 %

3-Oxo-10ß,17ß-dihydroxy-l(10 -— 5)-abeo-5cx-androstan(XCIV).50 mg gesättigter AcetoxyketoalkoholXCIII wurden in 5 ml gesättigter me¬thanolischer K2CO3-Lösung 2 Std. bei Zimmertemperaturgehalten. DieAufarbeitunglieferte 44 mg Kristalle, Smp. 195-196° nach dreimaligemUmlösen. [cx]d = + 58° (c = 0,89). IR: 3620, 1733 cm"l.

C19H30°3 Ber* C 74'47 H9,87% Gef. C 74,40 H 9,90 %

3-Oxo-17/3-acetoxy-A1'9-l(10 —- 5)-abeo-5cx-androstadien(XXV).180 mg des ungesättigten Acetoxy-ketoalkoholsXXIV wurden in 9 ml Pyri¬din mit 0,9 ml POCI3 li/2 Std. auf 80° erwärmt. Die dunkelbraune Lösungwurde auf Eiswasser gegossen und mit Aether extrahiert. Die organischePhase wurde mit 2n HCl, ges.NaHCOq-Lösungund Wasser gewaschen. Manfiltrierte das kristalline Rohprodukt fl 57 mg) in Benzol-Lösung durch AI2O3und kristallisierte zweimal um (115 mg). Smp. 155-156°. [cx]q =-211°(c =1,11). UV: 218, 265 mp (4,09, 3,28). IR: 1720 (Schulter), 1708,1675, 1585, 1255 cm-1. NMR (13%): 0,93/s (3) CH3-I8; 1,43/leicht auf¬gesplittertes s (3) CH3-19; 2,05/s (3) I7-OCOCH3; 1,99 + 2,49/2d/J =

18,5 Hz (1 + 1) CH2-4; ca. 4,6/b (1) CH-17; 6,11/d/J = 5, 5 Hz (1) CH-2;7,43/d/J = 5,5 Hz (1) CH-1.

C21H28°3 Ber- C 76'79 H 8>59% Gef. C 76,82 H 8,69%

3-OXO-17 ß-hydroxy-A1;9-l(10 —- 5)-abeo-5cx-androstadien(XCV).Eine Lösungvon 120 mg zweifachungesättigtemAcetoxyketon XXV in8 ml 0, 5n methanolischer KOH-Lösung wurde 2*/4 Std. zum Sieden erhitzt.Man erhielt 94 mg Kristalle, die in Methylenchlorid-Lösungdurch AI2O3filtriert wurden und nach zweimaliger Kristallisation bei 232-233° (offeneKapillare) schmolzen (58 mg). [cx]D = -239° (c = 0,82). UV: 217, 269 mp(4,04, 3,26). IR: 3320, 1708, 1675, 1585 cm"1.

C19H26°2 Ber- C 79'68 H9,15% Gef. C 79,65 H 9,18 %

Acetoxy-aldehydo-f-lactonXCVI. 250 mg ungesättigter Acetoxy-keto-alkohol XXIV in 60 ml Essigesterwurden bei -50° 30 Min. mit einemO3-Strom (30 mg/Min.) behandelt. Die Lösung wurde darauf im Vakuumauf V2 Vol. eingeengt und mit 30 ml Wasser versetzt. Nach 2stdg. Kochenwurde mit Aether geschüttelt und aus der organischen Phase mit 2n Na2C03~Lösung die sauren Reaktionsprodukteabgetrennt. Man erhielt 172 mg einesneutralen Produktes, das an der lOOfachen Menge Silicagel chromatogra¬phiert wurde. Mit Benzol-Aether-(20:1)-und -(9:1)-Gemischenisolierteman 110 mg Kristalle. Smp. 178-179° nach dreifachem Umlösen (72 mg).TOLLENS-Probepositiv, [ex] D = -39° (c = 0,87). IR: 2720, 1772, 1725,1255 cm-1. NMR (12%): 0, 84/s (3) CH3-I8; 1,38/s (3) CH3-19; 2,03/s (3)I7-OCOCH3; 2,15+ 3,23/2d/j = 17 Hz (1 + 1) -COCH2-; ca. 4,6/b (1)CH-17; 9,76/s (1) - CHO.

C20H28°5 Ber- C 68>94 H8,l°% Gef. C 68,90 H 8,12%

87

Umwandlungen von Keton A3 (XV)

Umsetzungenvon Keton A3 (XV) in Eisessig und Schwefelsäure.

a) 3 g Substanz in 60 ml Eisessigund 6 ml 2n_H2§04 wurden 2 Std.bei 85° gehalten. Die gelbe Lösung wurde auf Eiswasser gegossen und mitAether extrahiert. Nach dem Waschender organischen Phase mit ges.NaHCÜ3-Lösung und Wasser wurde das anfallende Rohprodukt (3,0 g) an

90 g neutralem AI2O3 (Akt. HI) chromatographiert (Tab. 10).Kristallisation der Fraktion 1 lieferte 1,648 g Kristalle vom Smp.

161-162°, die nach Mischprobe und IR. -Spektrum als unverändertes Aus¬gangsmaterial identifiziert wurden.

Die ölige Fraktion 2 enthielt nach DS. ein komplexes Gemisch.Aus der Fraktion 3 erhielt man durch Umlösen 31 mg Kristalle vom

Smp. 223-225°, die nach Mischprobe, UV. - und IR. -Spektrum mit demzweifachungesättigten Hydroxyketon XCV identisch waren.

Tabelle 10 Chromatographie an AI2O3 des Umsetzungsproduktes von

Keton Ao in Eisessig + 2n H2SO4

Frak¬tionen Lösungsmittel ml

Eluatmg

Produkt

1 Petroläther-Benzol 1:1Petroläther -Benzol 1:4

500400

2287 Kristalle

2 Benzol-Aether 50:1 400 105 Oel3 Benzol-Aether 9:1 300 81 Kristalle4 Benzol-Aether 4:1 600 363 Kristalle5 Methanol 200 116 Oel

Die Fraktion4 bestand nach DS. aus 2 Verbindungen (ungesättigtemAcetoxy-ketoalkoholXXIV und 17-Desacetyl-keton-A3).Sie wurde in 32 mlAethanol mit 320 mg 5-proz. Palladiumkohlehydriert, wobei in 25 Min.34 ml H2 aufgenommenwurden. Die vom Katalysator abfiltrierte Lösungwurde im Vakuum eingedampftund der Rückstand an der 60 fachen Mengeneutralem AI2O3 (Akt. HI) chromatographiert. Mit Benzol und Benzol-Aether-(100:l)-Gemischwurden 118 mg Kristalle isoliert, die nach Umlösen bei194-195° schmolzen (104 mg) und nach Mischprobe und IR. -Spektrum ge¬sättigten Acetoxy-ketoalkoholXCIII darstellten. Mit Benzol-Aether-(50:1)-und -(1:1)-Gemischenerhielt man 157 mg eines Produktes (17-Desacetyl-dihydro-keton-A3), das nach zweimaliger Kristallisation bei 205-207°schmolz (123 mg; Xmax = 213 mp, log £ =3,82; V max

= 3620, 1700cm4)und nach Acetylierungin Acetanhydrid-Pyridin-(1:1)-Gemischbei Zimmer¬temperatur über Nacht quantitativ Dihydro-keton-A3 (LXHI; Smp. 189-171°)lieferte (identifiziert nach Misch-Smp. und IR. -Spektrum).

Die Fraktion 5 enthielt nach DS. hauptsächlich ein stark polaresPro¬dukt, das nicht näher untersuchtwurde.

b) 3 g Substanz wurden in 100 ml Eisessig und 1 ml konz. H2SO42V2 Std. bei 90° gehalten. Man arbeitete die braune Lösung"wie"unter~a)auf. Das Rohgemisch (3,13 g) wurde an 90 g neutralem AI2O3 (Akt. HI)chromatographiert. Petroläther-Benzol-(l:l)- und -(1:4)-Gemischeeluierten 2,521 g Kristalle, Smp. 149-150° nach einmaligem Umlösen(1,178 g). Nach Mischprobe, UV. - und ER. -Spektren handelt es sich umdas zweifach ungesättigte Acetoxyketon XXV.

Die polareren Fraktionen (241 mg) eluiert mit Benzol-Aether-(50:1)und -(9:1)-Gemischergaben nach der Behandlung mit Aktivkohle, Filtra¬tion in Aether-Lösung durch neutrales AI2O3 (Akt. III) und zweimaligerKristallisation 47 mg eines bei 134-135° schmelzenden Produktes(xmax=307, 233 (Schulter), 215 mp; V max = 1720, 1665, 1630,1250 cm-1), das nicht näher untersucht wurde.

III. UV. -Bestrahlung in Eisessig-Lösung

6 Ansätze von je 500 mg O-Acetyl-l-dehydro-testosteron(XII) in50 ml Eisessig wurden 30 Min. bei Zimmertemperaturbestrahlt und da¬rauf im Rotationsverdampfer zur Trockne eingedampft.Die Ansätze wur¬den vereint an 180 g neutralem AI9O0 (Akt. IH) chromatographiert(Tab. 11).

Die Fraktion 5 wurde durch nochmalige Chromatographie an der60fachen Menge neutralem AI2O3 (Akt. HI) in die Verbindung XXVI undPhenol B4 (XXII) getrennt.

Fraktionierte Kristallisation der Fraktionen 7 und 9 ergab PhenolB4(XXII) und Keton Ai (XIII).

Fraktion 12 wurde in Acetanhydrid-Pyridin-(1:1)-Gemischacetyliertund darauf an der lOOfachen Menge Silicagel chromatographiert.Man er¬

hielt so Trennung in Verbindung XXVII und ein Gemisch der O-Acetyl-derivate der Phenole B-| und B2.

Fraktion 14 wurde durch Chromatographie an der 60 fachen Mengeneutralem A1203 (Akt. III) in Phenol B3 (XXI; Smp. 203-204°) und Ver¬bindung XXVIII getrennt.

PhenolB2 (XX) sowiedie O-Acetylderivateder Phenole BiundB2wur¬den dünnschichtchromatographischidentifiziert, das Ausgangsmaterial(XII), die Ketone Ai (XIII), A3 (XV) und A4 (XVI), die Phenole Bl (XIX),B3 (XXI) und B4 (XXII) sowie die Verbindung XXV mittels Mischprobenund Vergleichder IR. - und UV. -Spektren.

89 -

Tabelle 11 Chromatographie an AI2O3 von in Eisessig UV. -bestrahltemO-A cetyl-1 -dehydro-testosteron

Frak¬tionen Lösungsmittel ml

Eluatmg

Smp.°C

Zusammensetzung

1 Petroläther-Benzol1:2 170 33 161-162 Keton A3 (XV)2 Petroläther-Benzol1:2 170 70 155-156 Verbindung XXV3 Petroläther-Benzol1:2 170 105 174-175 Keton A4 (XVI)4 Petroläther-Benzol1:2 340 107 168,5 Verbindung XXVI5 Petroläther-Benzol1:2 170 77 Gemischvon VerbindungXXVI

und Phenol B4 (XXII) *)6 Petroläther-Benzol1:2 170 95 170-171 Phenol B4 (XXII)7 Petroläther-Benzol1:2 170 86 Gemischvon Phenol B4 (XXH)

und Keton Ai (XHI)*)8 Petroläther-Benzol1:2 170 66 157-158 Keton Al (XHI)9 Benzol 170 86 Gemischvon Phenol B4 (XXII)

und Keton Ai (XHI)*)10 Benzol 170 205 149-150 O-Acetyl-l-dehydro-

testosteron (XII)11 Benzol 340 338 163 Verbindung XXVII12 Benzol 510 387 Gemischder Phenole B2 (XX)

und Bi (XIX) und von Ver¬

bindung XXVII*)13 Benzol 850

Benzol-Aether 50:1 510 677 175-176 Phenol Bl (XIX)Benzol-Aether 9:1 340

14 Benzol-Aether 9:1 340 248 Gemisch von Phenol B3 (XXI)und Verbindung XXVIII*)

15 Benzol-Aether 9:1Benzol-Aether 1:1

340170

109 197-198 Verbindung XXVHI

*) Na ch Dünnschichtchromatojjramnl

3-Oxo-lQ ß,17ß-diacetoxy-Al-l(10 — 5)-abeo-5cx-androsten(XXVII).Smp. 162-163°. [ex] D = + 14° (c = 0, 81). UV: 226, 5 mp (4,09). Ht: 1710-1730 (breit), 1683, 1592, 1255 cm-1. NMR (8%): 0, 84/s (3) CH3-I8;1,48/s (3) CH3-19; 2, 05 + 2,07/2s (3+3) 10-und 17-OCOCH3; 1,89 +

3,16/2d/J = 19 Hz (1 + 1) CH2-4; ca. 4,6/b (1) CH-17; 6,18/d/J = 6Hz (1)CH-2; 7,70/d/j = 6 Hz (1) CH-1.

Gef. C 70,79 H 8,40 %C23H32°5 Ber. C 71,10 H 8,30

90

3-OXO-17/3-acetoxy-A ' ' -1(10 —- 5)-abeo-5ex-androstadien(XXVI). Smp. 168,5° [cx1D = +147Q (c =0,56). UV: 224 mp (4. 08).IR: 1710-1725 (breit), 1684, 1640, 1590, 1260, 900 cm"!. NMR (8%):0,84/s (3) CH3-I8; 2,05/s (3) I7-OCOCH3; 2,08 + 3,00/2d/j = 18, 5 Hz (2)CH2-4; ca. 4,6/b (1) CH-17; ca. 4,83 + 4,90/2 breite s (1 + 1) CH2-19;6,01/d/j = 6 Hz (1) CH-2; 7,99/d/J = 6 Hz (1) CH2-1.C21H28°3 Ber' C 76'79 H8,59% Gef. C 76,77 H 8,54 %

Verbindung XXVIII. Smp. 197-198°. [cx]D = + 31° (c = 0, 60).UV: 236 mp (4,18). IR: 1725, 1688, 1612, 1260, 967, 952, 865 cm-1.NMR (7%): 0,83/s (3) CH3-I8; 1,02/s (3) CH3-19; 2,00 + 2,04/2s (3+3)2 -OCOCH3; ca. 4,2-4,8/b (2) CH-1 + CH-17; ca. 5,95/m (1) cx-H.

C23H32°5 Ber- C 71'10 H 8,30 % Gef. C 71,00 H 8,27%

Umwandlungen der VerbindungenXXVI und XXVII

3-0x0-10/3,17ß-diacetoxy-l(10 —»- 5)-abeo-5cx-androstan(XCVH).160 mg ungesättigtes DiacetoxyketonXXVII wurden in 10 ml Aethanolge¬löst und in Gegenwart von 160 mg 5-proz. Palladiumkohlehydriert.H2-Aufnahme: 10,5 ml in 15 Min. Die vom Katalysator befreite Lösungwurde eingedampftund in Aether durch AI9O3 filtriert. Smp. nach zwei¬maliger Kristallisation: 162-163° (136 mg), [ex] n = + 29° (c = 0, 74).IR: 1729 (breit), 1260 cm"1.C23H34°5 Ber- C 70>74 H8,78% Gef. C 70,80 H 8,79 %

3-Oxo-10jS-acetoxy-17/3-hydroxy-l(10-— 5)-abeo-5cx-androstan(XCVHI). Eine Lösung von 95 mg DiacetoxyketonXCVH in 9, 5 ml ge¬sättigtermethanolischer K2CO3-Lösung wurde 70 Min. bei Zimmertempe¬ratur stehengelassen, dann auf Eiswasser gegossen und aufgearbeitet. Manerhielt 68 mg Kristalle, Smp. 200-201° nach dreimaligem Umlösen (59 mg).[cx]^ = + 83° (c = 0,49). IR: 3620, 1720-1745 (breit), 1255 cm-1.NMR(9%): 0,78/s (3) CH3-I8; 1, 64/s (3) CH3-I9; 2,03/s (3) 10-OCOCH3;2,96/d/j = 19 Hz (1) CH(H)-4; ca. 3,65/b (1) CH-17.

C21H32°4 Ber- C 72'38 H9,26% Gef. C 72,26 H9,30%

Autoxidation von 3-Oxo-10ß-acetoxy-17 /3-hydroxy-l(10 —*- 5)-abeo-5cx-androstan(XCVHI). Eine Lösung von 25 mg XCVHI in 2, 5 ml ge-sättigter methanolischer K2CO3-Lösung wurde 45 Min. zum Sieden erhitzt,dann auf eisgekühlte gesättigte wässrige NaCl-Lösunggegossen und mitAether extrahiert. Man erhielt 14 mg eines einheitlichen oeligen Produk¬tes. FeCl3-Probe: positiv. UV: 288 mp (3,70), Endabsorptionbei 210 mp(3,54). ER: 3600, 1730, 1706, 1605 cm-1.

91

3£ ,10ß,17g-Trihydroxy-l(10 —- 5)-abeo-5cx-androstan(XCIX).a) Aus dem Acetoxy-ketoalkoholXCVIH. 78 mg Substanz wurdenmit

120 mg"LiXlH4 "in" 15 ml~Teträhydröfur"an""3"Std. in der Siedehitze unterRühren reduziert. Nach Zerstörung des überschüssigenReduktionsmittelsdurch Zugabe von wässeriger NaCl-Lösungwurde mit Aether extrahiert.Man erhielt 73 mg Kristalle, Smp. 203-204° nach dreimaligem Umlösenaus Aceton-Benzol (51 mg), [ex] D = +14° (c = 0, 54, in C2H5OH).Ht (Nujol): 3620, 3530, 3300 cm-1.

C19H32°3 Ber- C 73'98 H 10,46% Gef. C 73,99 H 10,46%

b) AusdemAcetoxy-ketoalkoholXCIII. Reduktion von 100 mg Substanzmit 15Ö mg LiAlH4~~in~ 20~mfTe'trahydröfüran unter den obigenBedingungenlieferte 94 mg Kristalle, Smp. 202-203° nach einmaligem Umlösen (81 mg).Sie warennach Mischprobe, IR. -Spektrum und Dünnschichtchromatogrammmit dem unter a) erhaltenen Präparat XCIX identisch.

3-Oxo-17ß-hydroxy-a1°,19-1(10—» 5)-abeo-5cx-androsten(C).•ilj^U!!AeiI1_Aci;i9-5Y:?Set_0^°l1°]_?cXll1*50 m& Substanzwurdenim

Hochvakuum 5 Mlnf auf 2 5Ö°~erhifz"t~ "wobei"Gasentwicklungeinsetzte.Filtrationdes Pyrolysatesin Benzol durch AI9O3 lieferte 43 mg Kristalle,Smp. 175° nach dreimaligem Umlösen (30 mg), [ex] rj = -98° (c = 0,76).IR: 3620, 1736, 1636, 902 cm-1.

C19H28°2 Ber- C 79'12 H9>79% Gef. C 78,80 H 9,71 %

b) Aus dem zweifachungesättigten Acetox3-kErton_XXVL Unter stetemRühren"wurden"zü"25 mI"f~lüssigem"NH3"5Ö"mg Li gegeben und darauf eine

Lösung von 100 mg Substanz in 4 ml Tetrahydrofuranzugetropft. Nach30 Min. Weiterrühren (Endtemperatur ca. -33°) gab man einige Kristalle

NH4CI und tropfenweise 30 ml Wasser zu. Nach der Aufarbeitungresultier¬ten 95 mg Rohprodukt, das ander 60fachen Menge AI2O3 (Akt. III) chroma¬tographiert wurde. Mit Benzol erhielt man 37 mg Kristalle. Smp. nach Um¬lösen: 174-174, 5°. Das Präparat war nach Mischprobe, IR. -Spektrum undDS. mit der unter a) erhaltenen Verbindung C identisch.

Mit Benzol-Aether-(9:l)-Gemischund Aether wurden weitere 26 mgKristalle eluiert, die nach DS. einheitlich waren. Smp. 214-216°.IR (Nujol): 3350, 1635 896 cm4. Wahrscheinlichhandelt es sich um ein

3i*,17ß-Dihydroxy-Ai°,l9-l(10 —•- 5)-abeo-5cx-androsten.

Umwandlungen von Verbindung XXVIII

Partielle alkalische Hydrolyse von XXVIII. Eine Lösung von 150 mgXXVHI in 22 ml gesättigter methanolischer K2CO3-Lösung wurde 90 Min.bei Zimmertemperaturstehengelassen. Die Aufarbeitungergab 127 mgRohprodukt. Nach dreimaligerKristallisation betrug der Smp. 217°

(CI;75mg).[cx]D =+ 56° (c =0,62). UV: 236 mp (4,25). Hl: 3635, 1724,1689, 1611, 1257, 864, 843, 831 cm-1. NMR (9,5%): 0,76/s (3) CH3-I8;1,03/s (3) CH3-19; 2,01/s (3) I7-OCOCH3; 3,65/b (1) CH-17; 4,36/b (1)CH-1; ca. 5,95/m (1) cx-H.

C21H30°4 Ber- C 72'80 H 8'73 % GeL C 72'54 H 8>78%

92

Hydrierung von XXVHI. 200 mg XXVHI wurden mit 200 mg 5-proz.Palladiumkohlein 15 ml Aethanol hydriert. H2-Aufnahme: 15,2 ml. Dievom KatalysatorabfiltrierteLösung wurde im Vakuum eingedampft und inBenzollösungdurch Al,03 filtriert (190 mg). Nach zweimaligemUmlösenerhielt man 122 mg Kristalle (CII) vom Smp. 159-160°. [ex] D = + 53°(c=l,ll). IR: 1740, 1725, 1260 cm"1. NMR (9%): 0, 84/s (3) CH3-I8;1,17/s (3) CH3-19; 1,97 +2,04/2s(3+3) 10-undl7-OCOCH3; ca. 3,75/b(1) CH-1; ca. 4,6/b (1) CH-17.

C23H34°5 Ber# C 7°'76 H8>78% Gef. C 70,84 H 8,68 %

Partielle alkalische Hydrolyse von CH. Eine Lösung von 80 mg CHin 13 ml gesättigter methanolischer K2C03-Lösung wurde 90 Min. beiZimmertemperaturstehengelassen, dann auf Eiswasser gegossen und auf¬gearbeitet. Man erhielt 73 mg kristallines Produkt CHI, das nach drei¬maligem Umlösenbei 156-157° schmolz (60 mg), [ex] D = + 68,5°(c=0,86). IR: 3622, 1735 (Schulter), 1723, 1260 cm-1. NMR (11%):0,78/s(3) CH3-I8; 1,17/s (3) CH3-19; l,98/s(3) IO-OCOCH3; ca. 3,4-3,9/b (1 +1) CH-1 + CH-17.

C21H32°4 Ber* C 72'38 H9*26% Gef. C 72,36 H 9,33 %

Pyrolyse von CHI. 70 mg CHI wurdenim Hochvakuum 5 Min. auf225° erhitzt, wobei Gasentwicklungeinsetzte. Man erhielt 61 mg öligesProdukt, das an der 60fachen Menge neutralem AI9O0 (Akt. IH)chroma~tographiert wurde. Mit Benzol, Benzol-Aether-(100:1,19:1 und 4:1)-Ge-mischen isolierte man 37 mg Kristalle (CIV), die bei 159-160° schmol¬zen. UV: Endabsorption bei 210 mp (3,29). IR: 3622, 1738, 1642, 895 cm"NMR (9,5%): 0,83/s (3) CH3-I8; ca. 3,0/b (1) CH-1; ca. 3,65/b (1)CH-17; 4,62/d/j = ca. 1,1 Hz + 4,98/s (1 + 1) CH2-19.

Mit Aether eluierte man noch 15 mg nicht pyrolysiertes Produkt.

Acetylierungdes Pyrolysenproduktes CIV. 35 mg CIV wurden mit je1 ml Acetanhydridund Pyridinwährend 9 Std. bei Zimmertemperaturace-tyliert. Das Rohprodukt wurde in Benzollösung durch AI2O3 filtriert(39 mg). Nach dreimaligem Umlösen erhielt man 34 mg kristallines Pro¬dukt CV, Smp. 119-120°. [o<]D = + 12° (c = 0,88). UV: Endabsorptionbei 210 mp (3,38). IR: 1720-1740 (breit), 1640, 1257, 896 cm"1.NMR (9%): 0,87/s (3) CHo-18; 2,05/s (3) 17-OCOCH3; ca. 3,0/b (1)CH-1; 4,63/d/j = ca. 1,0 Hz + 4,99/s (1 + 1) CH2-19.C21H30°3 Ber- C 76'32 H9,l5% Gef. C 76,30 H 9,17 %

Ozonolyse von XXVHI. 100 mg XXVHI in 20 ml Essigesterwurdenwährend 15 Min. bei -75° ozonisiert (ca. 30 mg 03/Min.). Die Reaktions¬lösung wurde im Vakuum auf das 1/2 Volumen eingedampft, mit 25 ml Was¬ser versetzt und 2 Std. zum Sieden erhitzt. Die Aufarbeitungergab 90 mgNa2CÜ3-lösliche Anteile, die an der 100fachen Menge Silicagel chromato¬graphiert wurden. Mit Benzol-Aether-(4:l)-Gemischund Aether eluierteman 67 mg Kristalle (CVI), die nach dreimaligem Umlösenbei 193-195°schmolzen (40 mg), [ex] D = + 94° (c = 0,74). pK^cs = 6,82.

93

Aequivalentgewicht: ber. 408, gef. 425. IR: 3530, 1725, 1711, 1260 cm"l.NMR (11,5%): 0,78/s (3) CH3-I8; 1,02/s (3) CHo-19; 2,03/s (3)17-OCOCH3; ca. 4,3 - 4,8/b (1 + 1) CH-17 + CH-1; ca. 5,70/b (1) -COOH.

C22H32°7 Ber- C 64'68 H 7'90 % GeL C 64''64 H 7'96 %

Die Struktur des Photoproduktes XLIII

3-Oxo-17ß-acetoxy-A10'19-l(10 -» 5)-abeo-5cx-androsten(CVII).68 mg der Verbindung C wurdenin je 0, 7 ml Acetanhydridund Pyridin6 Std. bei Zimmertemperaturacetyliert. Nach Zugabe von 1 ml Methanolwurde die Reaktionslösungim Vakuum eingedampftund der Rückstand in

Benzollösungdurch AI2O3 filtriert. Man erhielt 78 mg Kristalle, die nachdreimaligem Umlösenbei 126° schmolzen (49 mg). [ex] q =-112° (c =0,78).IR: 1738 - 1720 (breit), 1638, 1262, 903 cm-1. NMR (10%): 0,82/s(3)CH3-I8; 2,06/s (3) 17-OCOCH3; 2,63/d/j = 18 Hz (1) CH(H)-4; ca. 4,65/b(1) CH-17; 4,63 + 4,77/2s (1 + 1) CH2-19.C21H30°3 Ber" C 76'32 H 9'15 % GeL C 76'34 H 9'18 %

3,10-Dioxo-17/3-acetoxy-l(10—*¦ 5)-abeo-19-nor-5cx-androstan(CVHll! 100 mg CVH wurden in 20 ml Essigester 15 Min. bei -75u ozoni-siert. Die tiefblaue Lösung liess man auf Zimmertemperaturerwärmenund dampfte sie im Vakuum auf 1/2 Vol. ein. Nach Zugabe von 20 ml Was¬ser wurde das Gemisch 1^/2 Std. auf Siedetemperaturerhitzt. Nach übli¬cher Aufarbeitungerhielt man 96 mg Rohprodukt, das in BenzollösungdurchAI2O3 filtriert wurde. Nach zweimaliger Kristallisation des anfallendenPräparates betrug der Smp. 172 - 172, 5°. [ex] D = + 17° (c = 0,78).IR: 1739 - 1706 (breit), 1257 cm4. NMR (10%): 0, 79/s (3) CH3-I8;1,79 + 3,04/2d/J = 18 Hz (1 + 1) CH2-4; 2,03/s (3) 17-OCOCH3; ca. 4,65/b(1) CH-17.

C20H28°4 Ber- C 72,26 H 8'49 % GeL C 72'28 H 8'51 %

Die Verbindung CVHI ist nach Mischprobe, Vergleich der IR. -Spek¬tren und DS. identisch mit dem Dihydroderivatdes BestrahlungsproduktesXLIII.

94

IV. UV. -Bestrahlungin Methanol-Lösung

Eine Lösung von 500 mg O-Acetyl-l-dehydro-testosteron(XII) in50 ml Methanol wurde 11/2 Std. bei Zimmertemperaturbestrahlt. Nachdem Eindampfen der gelben Reaktionslösungim Vakuum wurde das öligeGemisch (530 mg) an 16 g neutralem Al,Oo (Akt. HI) chromatographiert(Tab. 12). l ä

Tabelle 12 Chromatographie an AI2O3 von in Methanol UV. -bestrahltemO-Acetyl-l-dehydro-testosteron

Frak¬tionen Lösungsmittel ml

Eluatmg Zusammensetzung '

1

2

3

Petroläther-Benzol1:1

Benzol

BenzolBenzol-Aether 50:1

9:1

125

35

555555

105

105

1006355

Phenol B4 (XXH)Phenole B. (XXII)und B1 (XIX)

Phenol Bx (XIX)

*) Nach Dünnschichtchromatogramm

Der Smp. der Fraktion 1 (105 mg) betrug nach zweimaligemUmlö¬sen aus Aceton-Hexan 165-166°. [ex] D = + 51° (c = 0,64). Nach Misch¬probe und IR. -Spektrum lag Phenol B4 (XXH) vor.

Fraktion 3 (218 mg) wurde ebenfalls zweimal umkristallisiert: Smp.170-171 . [cx]D = + 125° (c = 0,84). Nach Mischprobe und IR. -Spektrumhandelte es sich um Phenol Bl (XDC).

95

B) UV. -Bestrahlung von

1 -Dehydro-17ex-methyl-testosteron (LXI)

mit Quecksilber-Niederdruckbrenner(NN 15/44, QuarzlampenG.m.b.H., Hanau, 20 Watt)

Eine Lösung von 3 g l-Dehydro-17cx-methyl-testosteron(LXI) in75 ml abs. Dioxan wurde 24 Std. bei Zimmertemperaturin einem zylindri¬schen Quarzgefäss (Durchmesser 3 cm) mit magnetischer Rührungbestrahlt.Die Lichtquelle war extern, in einem Abstand von 10 cm, angeordnet. Nachdem Eindampfen der Reaktionslösungam Vakuum zur Trockene wurde derRückstand an der 30fachen Menge AI2O3 (Akt. HI) chromatographiert. AlsHauptprodukteluierte man 1,75 g kristallines Produkt LXII, das nach zwei¬maligem Umlösen aus Methanol bei 181-183° schmolz, [ex] -q =-151°(c=l,13). UV: 270 (Schulter), 238 mp (3,40, 3 68), Endabsorptionbei215 mu (3,79). IR: 3630, 1688, 1582, 821 cm-1. NMR (5,5%): 0,87/s(3)CH3-I8; 1,23/s (3 + 3) CH3-I9 + CH3-2O; 1,97/breites s (1) Cyclopropyl-proton; 5,85/2(1/3^ ^ = 1 Hz, J o •= 5, 5 Hz (1) cx-H; 7, 21/2d/Jcx*/-> =

0,75 Hz (1) /3-H.'/;> ''

C20H28°2 Ber- C 79>95 H 9,39 % Gef. C 79,84 H9,38%

96

C) UV. -Bestrahlung von O-Acetyl- 1-dehydro - 2-methyl-testosteron (XXIX) in Dioxan bei Zimmertemperatur

3 Ansätze von je 1 g O-Acetyl-1-dehydro-2-methyl-testosteron(XXDC)in 100 ml abs. Dioxan wurden je l!/2 Std. bei 15° bestrahlt. Die Ansätzewurden vereint und in einem ersten Chromatogramm an 90 g neutralem

AI9O3 (Akt. H) vorgereinigt. 2 1 Benzol eluierten 2,25 g eines vorwiegendkernhaltigen Gemisches, währendmit 500 ml Methanol 750 mg vorwiegendphenolischeProdukte isoliert wurden.

Die ketonhaltige Fraktion (2,25 g) wurde wieder an 200 g neutralem

A1203 (Akt. IH) chromatographiert (Tab. 13).

Tabelle 13

Frak¬tionen Lösungsmittel ml

Eluatmg

Zusammensetzung'

1 Petroläther-Benzol 5:3 1080 368 Keton XXXIH

2 Petroläther-Benzol 5:3 540 140 viel Keton XXXIVwenig Ketone XXXI und XXXIH

3 Petroläther-Benzol 5:3 920 198 Keton XXXI

4 Petroläther-Benzol 5:3Petroläther-Benzol 5:3,5 1400 191 Ketone XXXI und XXXH (1:1)

5 Petroläther-Benzol 5:3,5Petroläther-Benzol 5:4Petroläther-Benzol 1:1

2200 297 Keton XXXH

Petroläther-Benzol 1:3

6 Petroläther-Benzol 1:3 200 28 Ketone XXDC und XXXH

7 Petroläther-Benzol 1:3 1600 405 Ketone XXIX und XXX

8 Aether 500 405 viel Ketone XXIX und XXXwenig Phenol XXXV

*) Ide atifizierung anhand des Dünnschichtchromatogramms

Die phenolhaltige Fraktion (750 mg) wurde an der 100fachen MengeSilicagel chromatographiert, wobei mit Benzol und Benzol-Aether-(100:1,50:1 und 9:1)-Gemischen ca. 500 mg rohes Phenol XXXV eluiert werdenkonnte.

Durch Umlösenbzw. fraktionierte Kristallisation erhielt man aus

diesen Eluaten die analysenreinenKomponenten.

- 97 -

Keton XXXI (l-Oxo-3-methyl-17 ß-acetoxy-A2'4-androstadien) (8%):Smp. 181-182°. [cx]D =-418° (c =0,99). UV: 322 mp (3,77), Endabsorp¬tion bei 210 mp (4,12). IR: 1725, 1660, 1626, 1580, 1258, 910, 845 cm4.NMR (9%): 0,85/s (3) CH3-I8; 1,25/s (3) CH3-20; 2,00/d (3) CH3-19;2,03/s (3) 17-OCOCH3; ca. 4,5/b (1) CH-17; ca. 5, 82/b (1 + 1) cx-H +

<t-h.C22H30°3 Ber- C 77'15 H 8'83 % Gef* C 77'08 H 8>92%

Keton XXXH (10%): gelbe Kristalle. Smp. 185-186°. [cx]D=+268°(c = 0,51). UV: 317 mp (3,73), Endabsorptionbei 210 mp (4,07). IR: 1724,1656, 1635, 1572, 1256, 849 cm4. NMR (7%): 0,85/s (3) CH3-I8; 1,36/s(3) CH3-20; 2,02/d(3) CH3-19; 2,06/s(3) 17-OCOCH3; ca. 4,65/b (1)CH-17; 5,69/b (1) cx-H; 5,94/b(l) ^-H.C22H30°3 Ber- C 77'15 H8,83% Gef. C 77,14 H8,93%

Keton XXXIH (10%): Smp. 150-151°. [ex] = -95° (c = 0, 57).UV: 269 (Schulter), 238 mp (3,40, 3,73), Endaüsorption bei 210 mp (3,70).IR: 1724, 1686, 1632, 1609, 1260, 896, 887 cm4. NMR (9%): 0,81/s (3)CH3-I8; 1,15/s (3) CH3-19; l,71/d/J = ca. 1,3 Hz (3) CH3-20; 1,89/brei-tes s (1) Cyclopropylproton; 2,05/s (3) 17-OCOCH3; ca. 4,6/b (1) CH-17;6,86/b (1) CH-/3.C22H30°3 Ber- C 77'15 H 8>83 % Gef. C 77,12 H8,79%

Keton XXXIV (4%): Smp. 161-162°. [cx]D = + 220° (c = 0,63).UV: 271, 242 mu (3,54, 3,67), Endabsorptionbei 210 mp (3, 89). IR: 1727,1693 (Schulter), 1681, 1613, 1262, 853 cm4. NMR (10%): 0, 78/s (3)CH3-I8; 1,47/s (3) CH3-20, 2,03/s (3) 17-OCOCH3; 2,09/d/J = 1 Hz(3) CH3-19; ca. 4,6/b (1) CH-17; 5,39/m (1) cx-H.

C22H30°3 Ber- C 77'15 H8,83% Gef. C 77,06 H8,69%

Phenol XXXV (ca. 10-15%): Smp. 166-167°. [ex,]D = + 97° (c = 1,02).UV: 288 mp (3,24), Endabsorptionbei 210 mp (4,40). IR: 3620, 1722,1670, 1593, 1260, 865, 835 cm4.

C22H30°3 Ber< C 77'15 H 8,83 % Gef. C 77,02 H 8,81 %

Umsetzungen mit Keton XXXI

Tetrahydro-keton-XXXI (CIX). Die Hydrierung von 100 mg KetonXXXI in 10 ml Aethanol-Lösung in Gegenwart von 100 mg 5-proz. Palla¬diumkohle lieferte nach Aufnahmevon 2 Mol. H9 ein gegen Tetranitro-methan gesättigtes Präparat vom Smp. 128 - 129° (nach dreimaligerKri¬stallisation 82 mg). [cx]D = -105° (c=0,63). IR: 1720, 1692, 1260cm4.NMR (7%): 0,77/s (3) CH3-I8; 1,03/breites d/J = ca. 4 Hz (3) CH3-I9;

- 98 -

1,14/s (3) CHg-20; 2,04/s (3) I7-OCOCH3; ca. 4,6/b (1) CH-17.

C22H34°3 Ber' C 76'2G H9,89% Gef. C 76,09 H 9,85 %

Maleinsäureanhydrid-AdduktCX von Keton XXXI. Eine Lösung von95 mg Keton XXXI und 300 mg frisch subl. Maleinsäureanhydrid in 25 mlabs. Xylol wurde 9 Std. zum Sieden erhitzt und darauf im Wasserstrahlva¬kuum eingedampft. Der Rückstand wurde während3 Std. im Hochvakuumbei 80° von überschüssigem Maleinsäureanhydridbefreit. Bei der Chroma¬tographie an 20 g Silicagel eluierte man mit Benzol-Aether-(9:l)-GemischKristalle, die nach viermaliger Kristallisationbei 281 - 282° schmolzen(58 mg). [cx]D = + 33° (c = 0,85). UV: Endabsorption bei 210 mp (3,49).IR: 1865, 1842 (Schulter), 1785, 1722, 1652, 1258, 842 cm-1.NMR (9%): 0,79/s (3) CH3-I8; l,10/s(3) CH3-2O; 1, 86/d/J = 1, 7 Hz (3)CH3-19; 2,02/s (3) I7-OCOCH3; ca. 3,3 + ca. 3,4/2m (1 + 2) cx-H,ex cx-H, cxcx'-H; ca. 4, 5/b (1) CH-17; 5,95/m (1) tf- -CH.

C26H32°6 Ber- C 70'89 H 7'32 % GeL C 7°'74 H 7>04%

Partialsynthese von Keton XXXI. Eine Lösung von 300 mg l-Oxo-3-methyl-17 ß-önanthoxy-A2-androsten (CXI) und 142 mg N-Bromsuccinimidin 30 ml abs. Tetrachlorkohlenstoff wurde zum Sieden erhitzt. Nach Zugabevon wenig Benzoylperoxidbestrahlte man das Reaktionsgemisch von aussen*).Innert 20 Sek. wurde die farblose Lösung braun und wieder farblos. Nachsofortiger Kühlung wurde das ausgeschiedeneSuccinimid abfiltriert und dieLösung am Wasserstrahlvakuum eingedampft. Es resultierten 360 mgbromiertes Produkt CXH. UV: 236 mp (4,06).

Das gesamte Rohprodukt (360 mg) wurde direkt in 4 ml reinem Colli-din gelöst und 2 Std. unter N2 zum Sieden erhitzt. Nach der Aufarbeitungwurde der Rückstand zweimal in Petroläther-Benzol-(l:l)-Gemischdurchdie 10fache Menge AI2O3 filtriert. Man erhielt 266 mg debromiertesDienon CXHI. UV: 323 mp (3,61), Endabsorptionbei 210 mp (4,10).

Nach der direkten alkalischen Hydrolyse von 245 mg CXHI in 5 mlgesättigter methanolischer K2CO3-Lösungwährend 21/2 Std. bei 60°, wur¬

de das entstandeneReaktionsproduktan der 60 fachen Menge neutralemAI2O3 (Akt. IH) chromatographiert. Mit Benzol-Aether-(19:1)-Gemischeluierte man 40 mg kristallines l-Oxo-3-methyl-17 /3-hydroxy- A2-andro-sten. UV: 235 mp (4,05).

Mit Benzol-Aether-(19:l und 9:1)-Gemisch erhielt man 115 mg kri¬stallines l-Oxo-3-methyl-17 ß-hydroxy-A' -androstadien(CXIV).UV: 320 mp (3,77), Endabsorption bei 210 mp (4,13).

25 mg CXIV wurdenwährend 6 Std. bei Zimmertemperaturin je 0, 5 mlAcetanhydridund Pyridin acetyliert. Nach einmaliger Kristallisation aus Ace-ton-Hexan erhielt man 17 mg Kristalle, die nach Mischprobe, Hl. -Spektrumund DS. mit der bei der UV. -Bestrahlungvon O-Acetyl-1-dehydro-2-methyl-testosteron (XXDC) erhaltenenVerbindung XXXI identisch waren.

Gewöhnliche Glühbirne (150 Watt).

99 -

3-Carbomethoxy-3, 5a-dimethyl-6-acetoxy-as-hydrindacen(CXVI).a)__aus_ J^etpn_X3CKI_. In eine Lösung von 97 mgXXXI in 25 ml Essigesterwurde bei -8~Öö"~während 7 Min. O3 (ca. 30 mg/Min.) eingeleitet. Nachdem Einengen der Reaktionslösungam Vakuum auf V2 Vol. wurden 20 mlWasser zugefügt und 1 Std. unter Rückfluss gekocht. Die Aufarbeitunger¬gab 35 mg eines neutralen Oeles und 60 mg Na2CÜ3-lösliche Anteile, diein 15 ml Aceton mit frisch destilliertem CH2N2 über Nacht bei Zimmer¬temperatur verestert und an der 60fachen Menge neutralem AI2O3 (Akt. HI)chromatographiertwurden. Mit Petrolaether-Benzol-(l:l)-GemischundBenzol eluierte man 30 mg eines kristallinen Produktes CXVI, das nachzweimaliger Kristallisation aus Pentan bei 87° schmolz (24 mg).[cx]D = +26° (c = 0,56). IR: 1722, 1255 cm-1. NMR (4,5%): 0,80/s(3)CH3-5; 1,05/s (3) CH3-3; 2,05/s (3) 6-OCOCH3; 3,67/s (3) 3-OCH3;ca. 4,6/b (1) CH-6. Molekulargewicht(Massenspektrum): m/e 308.

¦2lA*l*l5i-42?tyirlr^hydro-testMosteron (XH) '. In eine Lösung von 1,74gÖ-A~cetyI-f-dehydro:t~es~tosterön"(XH)"in"3u"ml Essigesterwurde 1 Std. bei-10° ein 03-Strom (ca. 30 mg/Min.) eingeleitet. Nach Zugabe von 10 mlWasser und 2 ml 30-proz. H2O2 wurde das Reaktionsgemisch 2 Std. unterRückflussgekocht, mit Aether ausgeschüttelt und die ätherische Lösung mitWasser gewaschen. Man erhielt 1,64 g saure Anteile (CXV), die nach drei¬maliger Kristallisation aus Methanol-Wasser bei 192° schmolzen (603 mg).pKMCS = 7'95" Ae1uivalentgewicht: ber. 294, gef. 279.

94 mg der Säure CXV wurdenin Aetherlösungmit CH2N2 verestert(96 mg). NachzweimaligemUmlösenaus Aceton-Petroläthererhielt manKristalle vom Smp. 86 - 87°, die nach Mischprobe, DS. und IR. -Spektrummit dem unter a) erhaltenen Produkt identisch waren.

C18H28°4 Ber- c 7°,1° H 9,15 % Gef. C 69,85 H9,07%

Umsetzungen mit Keton XXXII

Tetrahydro-keton-XXXH (CXX). Die Hydrierung von 50 mg KetonXXXII in 10 ml Aethanol-Lösung in Gegenwart von 50 mg 5-proz. Palla¬diumkohle lieferte nach Aufnahmevon 2 Mol. H2 ein gegen Tetranitrome-than gesättigtes Präparat, welches an der 30fachen Menge neutralem AI2O3(Akt. IH) chromatographiertwurde. Mit Petrolaether und Petrolaether-Ben-zol-(9:l und 4:1)-Gemischen eluierte man 31 mg Kristalle. Auf Grund desNMR. -Spektrums lag ein Gemisch von zwei Verbindungen (CXXa und b) vor,welcheswederchromatographischnochdurchfraktionierte Kristallisation ge¬trennt werdenkonnte (Verhältnis a:bwie ca. 4:1). Smp. (Gemisch) 80-81°nach zweimaligem Umlösen aus Pentan (24 mg). JoOd (Gemisch) = + 14°(c=0,97). IR (Gemisch): 1721, 1697, 1256 cm-1. NMR (CXXa): 0,83/s (3)CH3-I8; l,02/d/j = 5Hz (3) CH3-19; 1,23/s (3) CH3-20; 2,04/s(3)I7-OCOCH3; ca. 4,6/b (1) CH-17. NMR (CXXb): 0, 77/s (3) CH3-I8;

) Diese Versuche wurden von M. Cereghetti ausgeführt .

Ber. C 76,26 H 9,89 %Gef. C 76,15 H 9,80%

100

1,04/d/J = 5 Hz (3) CH3-19; l,19/s(3) CH3-20; 2,02/s(3) 17-OCOCH3;ca. 4,6/b (1) CH-17.

C22H34°3 (Gemisch)

Maleinsäureanhydrid-Adduktvon Keton XXXH (CXXI). Eine Lösungvon 70 mg Keton XXXH und 200 mg frisch subl. Maleinsäureanhydridin20 ml abs. Xylol wurde 9 Std. zum Sieden erhitzt und darauf am Wasser¬strahlvakuum eingedampft.Der Rückstand wurde während 4 Std. im Hoch¬vakuum bei 75° von überschüssigem Maleinsäureanhydridbefreit. BeiderChromatographie an der 100fachen Menge Silicagel eluierte man mit Ben-zol-Aether-(50:l, 9:1 und 4:1)-Gemischen 73 mg Kristalle, die nach drei¬maligem Umlösen bei 217° schmolzen (50 mg), [ex] D = + 78° (c = 0,66).UV: Endabsorption bei 210 mp (3,62). IR: 1863, 184ff (Schulter), 1782,1725, 1644, 1257, 829 cm-1. NMR (7%): 0,85/s(3) CH3-I8; l,18/s(3)CH3-2O; 1,88/d/j = 1,7 Hz (3) CH3-19; 2,05/s (3) 17-OCOCH3; ca. 3,3 +

ca. 3,45/2m(2 + l) cxcx-H, cxcx'-H, cx-H; ca. 4,65/b (1) CH-17;6,29/m (1) <j-~-CH.C26H32°6 Ber- C 70'89 H 7>32% Gef* C 70>93 H 7>20%

Umsetzungen mit Keton XXXIII

Dihydro-keton-XXXIH (CXXII).a)_ aus Keton XXXHI. Die Hydrierung von 130 mg Keton XXXHI in 20 mlÄethanof-Lösung in Gegenwart von 130 mg 5-proz. Palladiumkohle liefertenach Filtration in Benzollösungdurch neutrales AI2O3 (Akt. H) und zwei¬maliger Kristallisation ein Produkt vom Smp. 154 - 155°. [cx]p = + 24,5°(c=0,72). UV: Endabsorptionbei 210 mu (3,69). IR: 1725 (Schulter),1710, 1258, 873 cm4.

C22H32°3 Ber' c 76>70 H9,36% Gef. C 76,65 H9,33%

Zur Stabilisierung der Lage der Methylgruppe C-20 wurde das obenerhaltene Dihydroderivatalkalisch hydrolysiert und anschliessendreacety-liert.

225 mg des obigenDihydroderivateswurden 11/2 Std. mit 7,5 mlsiedender 0,5n methanolischerKOH-Lösung behandelt. Die Aufarbeitungergab 190 mg kristallines Rohprodukt. NachzweimaligemUmlösenbetrugder Smp. von Desacetyl-dihydro-keton-XXXIH (CXXIH) 200-203° (130mg).UV: Endabsorptionbei 210 mp (3,85). IR: 3625, 1703 cm"1.

175 mg CXXIH wurden über Nacht bei Zimmertemperaturin je 5 mlAcetanhydridund Pyridin reacetyliert. Nach Filtration des Rohproduktes in

Benzollösung durch neutrales AI2O3 (Akt. II) und dreimaligem Umlösenbetrug der Smp. von Dihydro-keton-XXXIII (CXXII) 138-139° (68 mg).[cx]D = + 41° (c = 0, 50). UV: Endabsorption bei 210 mp (3, 52). IR: 1722(Schulter), 1708, 1260, 878 cm-1 (CHCI3); 1729, 1711, 1252, 878cm-1 (KBr)

C22H32°3 Ber' C 76'70 H 9,36 % Gef. C 76,57 H9,45%

- 101

b) aus Dihydroketon-A3(LXHI). Eine Lösung von 500 mg Dihydroketon-Ä3 (LXIH) in 30 ml abs. Benzolwurde nach Zugabe von 2, 5 ml Diäthyl-oxalat und 500 mg einer öligen Suspension von Natriumhydrid (50% Oel)während 24 Std. bei Zimmertemperatur vibriert. Nach ZerstörungdesüberschüssigenNatriumhydridsmit Methanol wurde das Gemisch in Aetheraufgenommen. Die Aetherschicht wurde mit eisgekühlter 2n NaOH extra¬hiert und die wässrige Phase mit 50-proz. H2SO4 schwach angesäuert.Das mit Aether extrahierte rohe cx-Aethoxalyl-17 ß-hydroxy-keton-Aa(CXXVH; 623 mg) war ölig. FeCl3-Probe: positiv.

Zur Methylierung wurde das rohe CXXVH (623 mg) in 30 ml abs.Acetongelöst und mit 1 g wasserfreier Pottasche sowie 3 g Methyljodid15 Std. unter Rückfluss gekocht. Das Reaktionsgemischwurde mit Wasser

verdünnt, in Aether aufgenommen und die organische Phase viermal mit 2nNaOH, dreimal mit 1 n Na2S203, zweimal mit 2 n NaOH ausgeschütteltund anschliessend mit Wasserbis zur Neutralitätgewaschen. Man erhielt400 mg rohes ex-Methyl- cx-äthoxalyl-17ß -hydroxy-keton-A3(CXXVHI).FeC^-Probe: negativ.

400 mg rohes CXXVHI wurden in einer Lösung von 200 mg Natriumin 15 ml abs. Aethanol 16 Std. zum Sieden erhitzt. Das Reaktionsgemischwurde mit Wasser verdünnt und in Aether aufgenommen. Die organischePhase wurde mit 2n NaOH und Wasser ausgeschüttelt. Es resultierten96 mg rohes cx-Methyl-17/3-hydroxy-keton-A3(CXXIH).

96 mg rohes CXXHI wurden mit je 5 ml Acetanhydridund Pyridinüber Nacht bei Zimmertemperatur acetyliertund an der 30fachen MengeneutralemAI2O3 (Akt. H) chromatographiert. Mit Petroläther-Benzol-(l:l)-Gemisch eluierte man 20 mg kristallines ex-Methyl-dihydro-keton-A3,das nach zweimaligem Umlösenbei 136 - 137° schmolz. [cx]-q = + 39, 5°(c=0,54). IR: 1728, 1711, 1252 cm4 (KBr). Das Produktwar nach Misch¬

probe, DS., IR.-Spektrum und spez. Drehung identisch mit dem unter a)erhaltenen Produkt.

AldehydosäureCXXIV. 107 mg KetonXXXIH wurden bei -75° in25 ml Essigester ozonisiert (ca. 30 mg 03/Min). Die Reaktionslösung wur¬

de im Vakuum auf das V2 Vol. eingeengt, mit 50 ml Wasser versetzt und11/2 Std. zum Sieden erhitzt. Nach der Aufarbeitung erhielt man 85 mgeines Na2C03-löslichenOeles, das an der 100fachen Menge Silicagel chro¬matographiert wurde. Dabei eluierteman mit Benzol-Aether-(9:l)-Gemischvorwiegend die geschlossene Form. IR: 3460, 1773, 1723, 1250 cm"1.

Mit Benzol-Aether-(4:l)-Gemischeluierteman sowohl die geschlos¬sene als auch die offene Form und mit Benzol-Aether-(l:l)-Gemischschliess¬lich vorwiegenddie offene Form. IR: 3350, 2630, 1715-1725, 1250 cm-1.Im Gesamten betrug das Verhältnis der geschlossenenzur offenen Form ca.

1:1.

Oxydation der Aldehydosäure (CXXIV). 85 mg (Gemisch der offenenund geschlossenenForm von CXXIV) wurden in 10 ml Eisessig gelöst undmit 100 mg Natriumbichromat 4 Tage bei Zimmertemperatur stehen gelas¬sen. Die Aufarbeitung lieferte 37 mg Kristalle eines neutralen Produktesund 34 mg eines kristallinen, Na2CÜ3-löslichenAnteils.

Nach zweimaligem Umlösenschmolz die neutrale VerbindungCXXVI(Anhydrid) bei 194 - 195° (25 mg). IR: 1850, 1775, 1730, 1250 cm-1 (KBr).

Die sauren Anteile CXXV (Dicarbonsäure) schmolzen nach zweimali¬gem Umlösen bei 183 - 186° (15 mg).