DD147239A1 - Verfahren zur herstellung von azidogibberellinen - Google Patents

Abstract

Es ist das Ziel der Erfindung, solche Gibberellin-Derivate herzustellen, die eine veraenderte biologische Aktivitaet aufweisen und insbesondere eine fuer die Photoaffinity labelling-Technik geeignete Gruppierung enthalten. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, in Position 1 des ent-Gibberellan-Grundgeruests eine Azidogruppe einzufuehren. Erfindungsgemaesz wird ein Gibberellin-Derivat mit *&exp1!-3-Oxo-Strukturmerkmal mit Stickstoffwasserstoffsaeure in einem inerten Loesungsmittel umgesetzt und gegebenenfalls anschlieszend mit komplexen Metallhydriden, insbesondere mit Natriumboranat, reduziert. 1-Azidogibberelline werden bereits in guten Ausbeuten erhalten, wenn man bei Raumtemperatur arbeitet. Nebenprodukte wurden nicht gefunden.

Description

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Verfahren zur Herstellung von Azidogibberellinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Azidogibberellinen. Darunter sind Gibberellin-Derivate zu verstehen, die in Position 1 des ent-Gibberellan-Grundgerüsts eine Azidogruppe besitzen. Dabei ist das ent-Gibberellan-Grundgerüst intakt oder geringfügig verändert (z. B» seco-, homo- oder nor-ent-Gibberellan) und gegebenenfalls in verschiedenster Weise substituiert.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die biochemische Forschung, insbesondere die Erforschung der Regulation von Wachstumsund Differenzierungsprozessen in Pflanzen im Hinblick auf die Entwicklung neuer Wachstumsregulatoren für die landwirtschaftliche Praxis.

Die Azidogibberelline enthalten eine für die Photoaffinity labelling-Technik geeignete chromophore Funktion und sind somit für Rezeptorstudien als Phytohormonanaloga einsetzbar·

Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen dienen außerdem zur Synthese weiterer strukturmodifizierter Gibberelline bzw. als Ausgangsstoffe für die Gev;Innung trägerfixierter Gibberelline zur Affinitätschromatographie.

Charakteristik der bekannten techni&ohen Lösungen

Natürlich vorkommende Diterpenoide mit Gibban-Grundgerüst besitzen als Phytohormone multipler Wirkung (Gibberelline) gro-

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ße biologische Bedeutung. Es ist bekannt, daß eine Strukturmodifikation solcher Gibberelline zu Verbindungen mit veränderter biologischer Aktivität führt. Beispielsweise zeigen Desoxygibberellin C, Pseudogibberellin A^ sowie bestimmte fluorierte Vertreter gibberellin-antagonistische Eigenschaften«

Zahlreiche weitere strukturmodifizierte Gibberelline wurden auf partial- bzw. totalsynthetischem Wege dargestellt und auf ihre biologische Aktivität geprüft. So wurden z. B. durch säurekatalysierte Hydratisierung von 3-Dehydro-gibberellin A, mit 2 η Salzsäure in Tetrahydrofuran und anschließende Reduktion mit Natriumboranat 1ß-Hydroxy-gibberellin A^ und 1ß-Hydroxy-pseudogibberellin A^, synthetisiert (G. ADAM und Ph. D. HUNG, DDR-Patentschrift 112 439, C 0?d, 5/06j G. ADAM und Ph. D. HUNG, Tetrahedron Letters 1974, 3419) und durch photochemische oder alkalikatalysierte Umsetzung des 3-Dehydro-gibberellin A,-methylesters in Alkoholen 1-Alkoxygibberellin Α^,-methylester gewonnen (E. P. SEREBRYAKOV, N. S. KOBRINA, V. F. KUCIIEROV, G. ADAM und K. SCHREIBER, Tetrahedron 28 (1972), 3819; I. A. GURVICH, I. M. MILSTEIN und V. P. KQCHE¹ROV, Izvest. Akad. Nauk SSSR (Ser. Khim.) 1966, 184). Gibbere11in-Verbindungen, die in Position 1 des ent-Gibberellan-Grundgerüsts eine unsubstituierte oder substituierte Mercaptogruppe besitzen, wurden durch Umsetzung von Gibberellin-Derivaten mit ΖΛ -3-Oxo-Strukturmerkmal mit einer Verbindung R-SH, wobei R für H, Alkyl oder substituiertes Alkyl steht, in einem Lösungsmittel und gegebenenfalls in Anwesenheit einer organischen Base hergestellt (B. VOIGT und G. ADAM, DDR-Patentschrift 136 836, C 07 D 307/93).

Ziel der Erfindung ·

Es ist das Ziel der Erfindung, zu Gibberellin-Derivaten mit veränderter biologischer Aktivität zu gelangen, insbesondere zu solchen Gibberellin-Derivaten, die eine für die Photoaffinity labelling-Technik geeignete Gruppierung enthalten. .

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Gibberellin-Derivate herzustellen, die in Position 1 des ent-Gibberellan-Grundgerüsts eine Azidogruppe besitzen.

'Erfindungsgemäß-.wird ein Gibberellin-Derivat mit A -2-Oxo-Strukturmerkmal mit Stickstoffwasserstoffsäure umgesetzt und gegebenenfalls anschließend mit komplexen Metallhydriden reduziert.

Die Stickstoffwasserstoffsäure wird in einem inerten organischen Lösungsmittel, beispielsweise in ätherischer Lösung, eingesetzt.

Als Ausgangsstoffe geeignete Gibberellin-Derivate sind u. a. 3-Dehydro-gibberellin A^, 3-Dehydro-gibberellin A₁-,, 3-Dehydrogibberellin A,q, 3-Dehydro-gibberellin A^p oder die entsprechenden Methylester. Sie werden nach bekannten Verfahren hergestellt (vgl. z. B. P. J. KEAY, J. S. MOFFATT und T. P. C. MULHOLLAKD, J. ehem. Soc. 1805 (1965)5 N. S. KOBRINA, E. P. SEREBRYAKOV, V. P. KÜCHEROV, G. ADAM und B. VOIGT, Tetrahedron 2^ J425 (1973)).

Die Umsetzung wird in einem inerten Lösungsmittel, z. B. Tetrahydrofuran, Diäthyläther oder Methylenchlorid, durchgeführt. 1-Azidogibberelline werden bereits in guten Ausbeuten erhalten, wenn man bei Raumtemperatur arbeitet. Nebenprodukte wurden nicht gefunden. .

Um Stabilität, Wasserlöslichkeit sowie Aufnahme und Transport der Verbindungen in der Pflanze zu verbessern, ist es zweckmäßig, die Ketogruppe in Position 3 mit komplexen Metallhydriden, insbesondere Natriumboranat, zu reduzieren.

Die Isolierung der hergestellten Azidogibberelline erfolgt nach bekannten Methoden.

Die erfindungsgemäß hergestellten Azidogibberelline besitzen als wachstumsregulatorisch wirksame Substanzen biologisches Interesse und praktische Bedeutung für Photoaffinity labelling-Untersuchungen.

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Auch nach Reduktion der Ketogruppe in Position 3 bleibt eine Gibberellinwirkung erhalten, gegebenenfalls wird sie sogar verstärkt·

Die Erfindung soll durch die folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert werden:

Ausführungsbeispiele Beispiel 1:

1ß-Azido-3-dehydro~gibberellin A₁ (3) und 1# -Azido-3-dehydrogibberellin A₁ (4):

280 mg 3-Dehydro-gibberellin A^ (1) wurden in 30 ml absol. Tetrahydrofuran mit 5 ml einer ätherischen Lösung von Stickstoffwasserstoffsäure (aus 1 g NaN.,) versetzt und 2 Tage bei Raumtemp. stehen gelassen» Nach Abdestillieren des Lösungsmittels i. Vak. wurden 317 mg eines amorphen Gemisches von 3 und 4 im Verhältnis 2,8 ι 1 erhalten. IR (Nujol):^max 908 OC=CH₂), 1703 und 1719 (Carbonyl), 1782 (f -Lacton), 2103 und 2132 (Azid) und 3408 cm""¹ (Hydroxyl). UV (CH₃OH, c = 0,937): TSnax 286 nm, E_M = 259. MS: m/e 3^4 (M⁺-HNO₀ NMR: 1,09 (s, 18-H_$), 1,11 (s, 18-H₃), 2,27 (m, 2-H₂), 2,76 (d, J = 9 Hz, 6-H), 3,30 (d, J = 9 Hz, 5-H)₁ 4,45 (dd, J₁ = .8,5 Hz, J₂ = 2,5 Hz, 1ß~H), 4,71 (dd, J₁ = 6,5 Hz, J₂ = 1,5 Hz, K-H), 4,95 und 5,25 (<T ) ppm (17 -H₂).

Beispiel 2:

1ß-Azido-3~⁽i6b.ydro-gibberellin A₁-methylester (5) und 1äUAzido-3-dehydro-gibberellin A₁-methylester (6):

1*074 g 3-Dehydro-gibberellin A,-methylester ("2) wurden in 250 ml methanolfreiem Methylenchlorid mit 25 ml einer ätherischen Lösung von Stickstoffwasserstoffsäure (aus 3 g NaN,) 2 Tage bei Raumtemp. umgesetzt. Nach Abdestillieren des Lö- .. sungsmittels i. Vak. wurden 1,20 g eines amorphen Gemisches von 5 und 6 im Verhältnis 1,8 : 1-erhalten. IR:^max 907 ), 1176 (Estercarbonyl), 1723 (Carbonyl), 1779

?ⁿ

1 67

(y-Lacton), 2102 (Azid), 3078 (rc = CH₂) und 3400 cm""¹

y ₂

(Hydroxyl). UV (c = 0,910): ^inax 290 ma, E₁ 267. MS: m/e 358 (M⁺-HU₅). MMR: 1,02 (s, 18-H,), 1,06 (s, 18-H,), 2,15 (m, 2-H₂X, 2,81 (d, J =.9 Hz, 6-H), 3,51 (d, J = 9 Hz, 5-H), 3,72 (s, COOCH₃), 4,30 (ad, J₁ = 9 Hz, J₂ = 2,5 Hz, Iß-H), 4,72 (dd, J₁= 7 Hz, J₂ = 2 Hz, '1A.-H), 4,96 und 5,28 (if)ppm (17-H₂).

Beispiel 3? IB-Azido-gibberellin A₁ (7):

1,133 g 3 und 4 wurden in 200 ml Methanol mit 550 mg Natriumboranat innerhalb 30 Minuten unter Rühren bei Räumtemp. reduziert, iiach Ansäuern mit 10 ml 20 %iger Essigsäure wurde das Lösungsmittel i. Vak. weitgehend abdestilliert, die restliche Lösung mit 50 ml Wasser versetzt und 10 mal mit je 25 ml Essigester extrahiert. Die vereinigten Essigester-Extrakte wurden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und i. Vak. einrotiert: 1,27 g Rohprodukt, das an 2,5 g Celite gebunden und an 62 g Kieselgel (Woelm) ehromatographiert wurde (Fraktionen zu 30 ml). Elution mit Benzol/Äther 4 : 6 ^v/v lieferte in den Fraktionen 36 - 49 509 mg (40 %) 7 vom Schmp. ⁰C (Zers aus Aceton/nHexan) und ϋϊΐψ 625°

239 - 41 ⁰C (Zers., aus Aceton/n-Hexan) und ϋϊ-ΐψ 62,5

(c = 0,160; C₂H₅OH). IR: ^ max 906 (^ C = CH₂), 1704 (Carbonyl),

1762 (^-Lacton), 2113 (Azid) und 3^53 cm*"¹ (Hydroxyl). MS:

m/e 389 (M⁺). MR (100 MHz): 1,07 (s, 18-H,), 2,56 (d, J = 10 Hz, 6-H), 3,52 (d, J = 10 Hz, 5-H), 3,76 (dd, J₁ = 5 Hz, J₂ =2 Hz, 3-H), 4,08 (dd, J₁ = 5 Hz, J_£ s 2 Hz, 1-H), 4,86 % und 5,16 (<f) ppm (17-H₂) *

1ß-Azido~pseudogibberellin A₁ (8):

Elution mit Benzöl/Äther 2 : 8 ^v/v der für 7 beschriebenen Säulenchromatographie lieferte in den Fraktionen 5O-83 296 mg (23 % amorphes 8 mit £ctj^ - 11,9° (c = 0,311). IR: ^max C; C s CH₂), 1707 (Carbonyl), 1763

2102 (Azid), 3078 (^C = CH₂) und 3^20 cm""¹ (Hydroxyl). MS: m/e 389 (M⁺). MR (100i.Sz): 1,11 (s, 18-H,), 2,55 (d, J =

-ΟΙΟ Hz, 6-H), 2,69 (d, J· = 10 Hz, 5-H), 3,79 (dd, J₁ = 12 Hz, J₂ =6 Hz, 3-H), 4,17 (dd, J₁ = 6 Hz, J₂ = 2 Hz, 1-H), 4,85 und 5,18 (<f ) ppm

1<t-Azido-gibberellin A₁ (9)J

Weitere Elution mit Äther/Eisessig 98 : 2 ^v/v lieferte in den Fraktionen 95 - 115 306 mg (24 %) amorphes 9 mit Z«t7p²+45,3^O (c = 0,256). IR: ^max 907 OC = CH₂), 1706 (Carbonyl), 1762 Q'-Lacton), 2101 (Azid) und 3400 cm""¹ (breit, Hydroxyl). MSi m/θ· 389 (M⁺). IiMR (100 MHz): 1,08 (s, 18-H₃), 2,54 (d, J s 10 Hz, 6-H), 3.53 (d, J = 10 Hz, 5-H), 3,64 (t, J = 5 Hz,

5-H), 3,73 (dd, J₁ = 7 Hz, J₂ = 4 Hz, 1-H), 4,80 und 5,17 ppm

Analog wurden hergestellt: 1ß-Azido-gibberellin A₁-methylester (10): Schmp. 193-95 °C (Nadeln aus Aceton/n-Hexan) /7^/ψ - 66,9° (c = 0,329). IR: ^max 907 OC = CH₂), 1177 .(Estercarbonyl), 1657 OC= CH₂), 1733 (Carbonyl), 1758 (^-Lacton), 2118 (Azid), 3080 OC= CH₂), 3420 und 3460 cm"¹ (Hydroxyl). MS: m/e 402 (M⁺-I). MIR (100 MHz): 1,06 (s, 18-H,), 2,60 (d, J s 10 Hz, 6-H), 3,53 (d, J = 10 Hz, 5-H), 3,66 (s, COOCH₃), 3,78 (3-H), 4,07 (dd, J₁ = 5 Hz, J₂ = 2 Hz, 1-H), 4,72 (d, J = 4,5 Hz, H-Brücke), 4,83 und 5,14 (<ί) ppm (17-H₂). Ausb.: 39 %.

1ß-Azido-pseudogibberellin Αχ,-methylester (11): amorph, ßij^ - 10,2° (c = 0,304). IRpmax 906 (>C =

^ ₂

1174 (Estercarbonyl), 1655 Oc = CH₂), 1725 (Estercarbonyl)., 1772 ςτ-Lacton), 2098 (Azid), 3073 O C = CH₂) und 3420 cm"¹ (Hydroxyl). MS: m/e 403 .(M⁺). MR: 1,05 (s, 18-H_$), 2,63 (d, J = 10 Hz, 6-H), 2,88 (d, J = 10 Hz, 5-H), 3,71 (s, COOCH₃), 3,90 (3-H), 4,21 (dd, J₁ = 5 Hz, J₂ = 2 Hz, 1-H), 4,91 und 5,21 U) ppm (17-H₂)

Ausb.: 25 %»

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Claims (2)

-?- 2Ί έ Erfindungsanspruch ,,

1. Verfahren zur Herstellung von Azidogibberellinen, dadurch

gekennzeichnet, daß ein Gibberellin-Derivat mit A -J-Oxo-Strukturmerkmal mit Stickstoffwasserstoffsäure in einem inerten Lösungsmittel umgesetzt und gegebenenfalls anschließend mit komplexen Metallhydriden reduziert wird·

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Umsetzung des Gibberellin-Derivats mit Δ. -3-Oxo-Strukturmerkmal mit Stickstoffwasserstoffsäure mit Natriumboranat reduziert wird.