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Über die bildung von 5α-cholestan-3β-ol (4 ) bei der hydroxymercurierung-demercurierung von 5α-cholest-2-en (1 )
Tetrahedron Letters
No.
51, PP
4709-4710, 1976. Pergamon Press. Printed in Great Britain.
iiBER DIE BILDUNG
VON
Sri-CHOLESTAN-3R-OL
HYDROXYMERCURIERUNG-DEMERCURIERUNG W.Holtmeier, Abteilung
K.Hobert
fiir Chemie
Postfach
VON
der
102148,
(i) BEI DER
Sa-CHOLEST-2-EN
(1)
und P.Welzel Ruhr-UniversitSt
D-4630
Bochum
(deceived in Germany 20 October 1976; received in UK for publication 2 November 1976)
Cyclohexen-Derivate mit fixierter Konfonnation reagieren bei der Solvanercurierungzutransdiaxialen Addukten. Diese sind unter den Bildungsbedingungen nicht konfigurationsstabil; so Qxcksilber lager-nsich diaxiale Hydroxymercurierunqsprcdukte- in Geqenwart von iiberschiissigem (II)-acetatc&r
von MineralsZiuresoqar zianlich rasch - zu Iscxerenum,deren&mercurierung
squatoriale Alkohole liefert lf2). An Beispiel der Hydroxymercurierunq von 1 wurde
erstmds
untersucht, ob in den unter Gleichgewichtsbedingungengebildeten Additionsprcdukten Acyloxymercuri- und Hydroxyqruppe trans-diZquatorialcder (durch syn-Addition 3)) cis zueinarder stehen. 4) 1:2) in THF-HZ0 bei pH 3.5 =1 lieferte mit Qxcksilber(II)-trifluoracetat (?&lverh;-iltnis nach Natriumbxhydxid-Rfduktion iiberwiegenddie axialen Alkol-xole 2 (45%) und 6 (25%), danebenl% iurdl%
2; 26%Jwurden
zuriickerhalten. Wurde ein solcherliydroxymf~curieruysan-
satz 5 min vor der Reduktion durch Zugabe von lrifluoressigs&re auf pH 1.3 gebracht, ergab er nur noch 11% 3, 3% 4, 3% 4, 3% 2, stattdessen a&z- 79% 1: Die Gleichgewichtslage zwischen 1 ist denmach durch relativ Ausgangs- und Fdditionsprodukten bei der Sclvcmercurierung von 4) . - ZweiGgige Reaktion von L (0.1 r&ol) und stark beeinfluBbar
kleine pH-merungen
Hq(oCCCR3)2 (0.2 nMo1) in 'I#?-HZ0bei pH 2.1 ergab nach reduktiver Aufarbeitunq (NaBH4) 2% 2, 17% 2, 2% 5 und als Hauptprciiuktedie Zq-uatorialenAlkohole 2 (40%) urd 1 (26%). - 8,4,4 -D3] 5a) 5n-Cholest-2-en (2) wurde wie 1 2d solvanercuriert, dann wurde mit 2 proz. Natriumamalgam in 2N NaOH reduziert und der 3B-Alkohol z 5b) isoliert. Ii-n deuteriumentkoppelten 'H-NMRS,pektrur~ von $Jlieferte 3a-H @in mit 4.4 Hz aufgespaltenes Dublett bei fi= 3.55 ppn: Der bei der Reduktion an C-2 eingefiihrteWasserstoff muate danach u-konfiquriert sein. Da die reduktiv@ Genercurierunqmit Natriumama lqam unter Retention verlauft - dies ist fiirbi6) cyclische Systeme , a&r such fti das n-Hydroxymercurierungsproduktdes Cyclohexa M&F 7) gewiesenwxden , ist das trans-Addukt 2 das bei der Reduktion mxn Quatcrialen Alkohol 9
il
,1_fl}
H07zx}
PP
D 2: 3a-cx-i
=5: 2r-CH
4: 3a-OH =
5: 2R-OH
11
4709
H
2: R = HqX z:R=H
4710
No. 51
%H, #@ + /7&c zzg A_ ?‘&oH;
zgzw y14
$
(1)
~~~~~ HgX q
?t! fiihrerdeHydroxynxxcurierungsprcduktvon~.
2
P=
WX
Diese Rrgebnissekonnen anhandvon Schema (1) erkltitwerden.Die Solvawrcurierungist da-&n als iiberdie beiden in einern vorgelagerten Gleichgwicht gebildetenMercurinium-Ionen g ti 8,9) 2) E verlaufendformuliert , deren nucleophile1Sffnung produktbestimwndist . Rea?&iondes Nucleophilsan C-3 bei 12 die bei- und an C-2 bei 2 ergibt iibersesself&mige tfbergangszustande dendiaxialenAdditionsprodukte~undl&:;der zuz fiihrerdeAqriffdesNucleophilsvonder a-Seiteist aus sterischenGriinden bevorzugt10). Die diaxialenAddukte stehenunter den Reaktionsbsdingungen mit den Ausgangsprc&ktenim Gleichgewicht(dessenLage hier deutlichpH-gig
ist). J3-4 Ungerer Resktionszeit bilden sich deshalbdutch langsaanare Rsaktiondes
Nucleopbilsmit den Mercuriniumionen E
(anC-2) urd E
(anC-3) iibertwistartigef_tbergangs-
zust%de g und E urd aus diesen durch Konfom?ation&ndemng die unter den Reaktionsbedingungen stabilen (c&r jedenfallsstabileren)dimatorialen Addukteg U
=14; such bier ist der An-
griff von der a-Seiteher begiinstigt. Frau IXither dankenwir fiirgeschickteMitarbeit,Her-m Dr.W.Dietrich ti Frau L.Hermsdorffiir NMR-Spektren,Herrn Dr.D.Miiller fiirdie Massenspektren, der DsutschenForschungsganeinschaft und dan Fords der ChenuschenIndustriefiirfinanzielleF&x%ung dieser Arbeit und der ScheringAGfiirgro5tigigzurVerfiigungges~llteAusgangschemikdlien.
Literaturund Anw&ung
1) S.Hentham,P.Chaohsrzn und G.H.Witham,J.C.S.Chem.camrUn. 1970, 1528 =======.
J.A.Contarz,J.7%Chen.S&. 93, 6902 (1971) 2) D.J.Pastou-t-d
3) vgl. I.TbrriniundA.Raneo,TetrahedronLe~. 1975, 2605 4) W.Holtiier und P.Welzel,TetrahedronI&t. 1976.3423 4% D 5) Deuterierungqrad:a) 69% D , 25% D , 3% D ,3%D * b) 71% D R.~.E?eckl&,J.0rg.C&n!2~;34': T1472);o 6) F.R.Jensen,J.J.Miller,S.J?Cristi121und dort weitereLit. Can.J.Chern. 43, 1184 (1965) 7) S.klfe und P.G.Campbell, 8) Zur Diskussioniiberdas Auftretenvon &curinium-Ionen bei Solvawrcuriemngen vgl. H.C.Hrcwnurd J.H.Kawakaxni, J.Am.c1-9m.Scc.95, 8665 (1973)und die dort angegebeneLit. nicht 9) Die nachfolgendeDiskussiongilt entsprecherdsuch dann, wenn Mercurinium-Ionen als Zwischenstufen auftreten;vgl. dazu R.C.Faheyin E.L.Eliela N.L.Allinger (Herausg.), Topics in Sterecchemistry, Ed. 3., 5.237, IntersciencePublishers,New York 1968 1961, 758; vgl. D.N.Kirkund M.P.Hartshom, 10) J.Vallsund E. Tarananoff,Hull.Soc.Chim.Fr. "SteroidReactionMechanism",Elsevier, Amsts 1968
No.
51, PP
4709-4710, 1976. Pergamon Press. Printed in Great Britain.
iiBER DIE BILDUNG
VON
Sri-CHOLESTAN-3R-OL
HYDROXYMERCURIERUNG-DEMERCURIERUNG W.Holtmeier, Abteilung
K.Hobert
fiir Chemie
Postfach
VON
der
102148,
(i) BEI DER
Sa-CHOLEST-2-EN
(1)
und P.Welzel Ruhr-UniversitSt
D-4630
Bochum
(deceived in Germany 20 October 1976; received in UK for publication 2 November 1976)
Cyclohexen-Derivate mit fixierter Konfonnation reagieren bei der Solvanercurierungzutransdiaxialen Addukten. Diese sind unter den Bildungsbedingungen nicht konfigurationsstabil; so Qxcksilber lager-nsich diaxiale Hydroxymercurierunqsprcdukte- in Geqenwart von iiberschiissigem (II)-acetatc&r
von MineralsZiuresoqar zianlich rasch - zu Iscxerenum,deren&mercurierung
squatoriale Alkohole liefert lf2). An Beispiel der Hydroxymercurierunq von 1 wurde
erstmds
untersucht, ob in den unter Gleichgewichtsbedingungengebildeten Additionsprcdukten Acyloxymercuri- und Hydroxyqruppe trans-diZquatorialcder (durch syn-Addition 3)) cis zueinarder stehen. 4) 1:2) in THF-HZ0 bei pH 3.5 =1 lieferte mit Qxcksilber(II)-trifluoracetat (?&lverh;-iltnis nach Natriumbxhydxid-Rfduktion iiberwiegenddie axialen Alkol-xole 2 (45%) und 6 (25%), danebenl% iurdl%
2; 26%Jwurden
zuriickerhalten. Wurde ein solcherliydroxymf~curieruysan-
satz 5 min vor der Reduktion durch Zugabe von lrifluoressigs&re auf pH 1.3 gebracht, ergab er nur noch 11% 3, 3% 4, 3% 4, 3% 2, stattdessen a&z- 79% 1: Die Gleichgewichtslage zwischen 1 ist denmach durch relativ Ausgangs- und Fdditionsprodukten bei der Sclvcmercurierung von 4) . - ZweiGgige Reaktion von L (0.1 r&ol) und stark beeinfluBbar
kleine pH-merungen
Hq(oCCCR3)2 (0.2 nMo1) in 'I#?-HZ0bei pH 2.1 ergab nach reduktiver Aufarbeitunq (NaBH4) 2% 2, 17% 2, 2% 5 und als Hauptprciiuktedie Zq-uatorialenAlkohole 2 (40%) urd 1 (26%). - 8,4,4 -D3] 5a) 5n-Cholest-2-en (2) wurde wie 1 2d solvanercuriert, dann wurde mit 2 proz. Natriumamalgam in 2N NaOH reduziert und der 3B-Alkohol z 5b) isoliert. Ii-n deuteriumentkoppelten 'H-NMRS,pektrur~ von $Jlieferte 3a-H @in mit 4.4 Hz aufgespaltenes Dublett bei fi= 3.55 ppn: Der bei der Reduktion an C-2 eingefiihrteWasserstoff muate danach u-konfiquriert sein. Da die reduktiv@ Genercurierunqmit Natriumama lqam unter Retention verlauft - dies ist fiirbi6) cyclische Systeme , a&r such fti das n-Hydroxymercurierungsproduktdes Cyclohexa M&F 7) gewiesenwxden , ist das trans-Addukt 2 das bei der Reduktion mxn Quatcrialen Alkohol 9
il
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PP
D 2: 3a-cx-i
=5: 2r-CH
4: 3a-OH =
5: 2R-OH
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2: R = HqX z:R=H
4710
No. 51
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ist). J3-4 Ungerer Resktionszeit bilden sich deshalbdutch langsaanare Rsaktiondes
Nucleopbilsmit den Mercuriniumionen E
(anC-2) urd E
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zust%de g und E urd aus diesen durch Konfom?ation&ndemng die unter den Reaktionsbedingungen stabilen (c&r jedenfallsstabileren)dimatorialen Addukteg U
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Literaturund Anw&ung
1) S.Hentham,P.Chaohsrzn und G.H.Witham,J.C.S.Chem.camrUn. 1970, 1528 =======.
J.A.Contarz,J.7%Chen.S&. 93, 6902 (1971) 2) D.J.Pastou-t-d
3) vgl. I.TbrriniundA.Raneo,TetrahedronLe~. 1975, 2605 4) W.Holtiier und P.Welzel,TetrahedronI&t. 1976.3423 4% D 5) Deuterierungqrad:a) 69% D , 25% D , 3% D ,3%D * b) 71% D R.~.E?eckl&,J.0rg.C&n!2~;34': T1472);o 6) F.R.Jensen,J.J.Miller,S.J?Cristi121und dort weitereLit. Can.J.Chern. 43, 1184 (1965) 7) S.klfe und P.G.Campbell, 8) Zur Diskussioniiberdas Auftretenvon &curinium-Ionen bei Solvawrcuriemngen vgl. H.C.Hrcwnurd J.H.Kawakaxni, J.Am.c1-9m.Scc.95, 8665 (1973)und die dort angegebeneLit. nicht 9) Die nachfolgendeDiskussiongilt entsprecherdsuch dann, wenn Mercurinium-Ionen als Zwischenstufen auftreten;vgl. dazu R.C.Faheyin E.L.Eliela N.L.Allinger (Herausg.), Topics in Sterecchemistry, Ed. 3., 5.237, IntersciencePublishers,New York 1968 1961, 758; vgl. D.N.Kirkund M.P.Hartshom, 10) J.Vallsund E. Tarananoff,Hull.Soc.Chim.Fr. "SteroidReactionMechanism",Elsevier, Amsts 1968