DE2727805A1 - Verfahren zur herstellung von oxynormorphon - Google Patents
Verfahren zur herstellung von oxynormorphonInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 7,8-Dihydro-14-hydroxy-normorphin (Oxynormorphon) der
Formel I
durch Oberführung einer Verbindung der allgemeinen Formel II
worin R1 Wasserstoff oder einen Niederalkylrest
mit 1 bis 4 C-Atomen, eine Aralkylgruppe mit 7 bis 9 C-Atomen oder einen Alkoxyalkylrest mit 2-6 C-Atomen oder eine
niedere aliphatische oder eine aromatische Acylgruppe und R_ Wasserstoff oder eine niedere
aliphatische oder eine aromatische Acylgruppe bedeuten.
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in eine Verbindung der allgemeinen Formel III
III
N-CO2CH2CCl3
worin R1 und R2 die obengenannte Bedeutung
haben
und anschließende Abspaltung der Gruppen R1 und R2, sofern
diese nicht Wasserstoff bedeuten, und der Gruppe -CO2CH-CCl,
in Position 17 in an sich bekannter Weise, dadurch gekennzeichnet, daß die überführung der Verbindungen II in die
Verbindungen III mittels 4 - 6fachem Überschuß an Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester
gegebenenfalls in Anwesenheit eines Säureakzeptors unter Verwendung von 1,2 Dichloräthan
als Lösungsmittel und bei einer Temperatur zwischen 25° C und 170° C erfolgt.
Bevorzugt werden solche Verbindungen der allgemeinen Formel II bzw. III als Ausgangsprodukte eingesetzt, in welchen R1 Wasserstoff
einen Methyl- oder Äthylrest, eine Benzylgruppe, eine Methoxymethylgruppe, einen Acetylrest und R2 Wasserstoff oder
einen Acetylrest darstellt. In den Verbindungen der allgemeinen Formel III kann jedoch R. und/oder R2 zusätzlich die
Bedeutung einer 2,2,2-Trichloräthoxycarbonylgruppe besitzen.
Die Verbindung der Formel I stellt eine wichtige Zwischenstufe zur Herstellung pharmakologisch wirksamer Verbindungen, insbesondere
von Morphinantagonisten, dar.
Oxynormorphon der Formel I wird bisher aus Oxymorphon (Formel II: R. = R2 = H) dadurch hergestellt, daß man Oxymorphondiacetat
(Formel II: R = R2 = Acetyl) einem v. Braun-Abbau
mit Bromcyan unterwirft und das erhaltene Cyanamid durch Erhitzen mit wäßriger Mineralsäure zum Oxynormorphon
(Formel I) hydrolysiert [ehem. Abstracts ^5, 8449 d, (1961)].
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Ein schwerwiegender technischer Nachteil des genannten Verfahrens ist die Verwendung des hochgiftigen Bromcyans, das
besondere, umständliche technische Vorkehrungen und Manipulationen erfordert, um Vergiftungsgefahren sicher auszuschließen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein umweltfreundliches, technisch durchführbares Verfahren
zur Herstellung von Oxynormorphon in hoher Ausbeute zu schaffen.
Die Demethylierung von tertiären Methylaminen mit Hilfe von Chlorameisensäure-2,2 2-trichloräthylester in Chloroform ist
erstmals von Montzka et al. [ Tetr. Lett. S. 1325 (1974)] beschrieben worden. Für diese Reaktion sind zwar gute Ausbeuten
bei der N-Demethylierung von Tropin, Acetyltropin und Morphin berichtet worden, jedoch konnten bei der übertragung
auf andere tertiäre Methylamine nur Ausbeuten um 40 %, [ J.Org.Chem. 40, S. 1850 (1975)] erzielt werden, so
daß, insbesondere zur Entmethylierung von Morphinen, andere Demethylierungsverfahren vorgezogen wurden [Org.Prep.and
Proc.Int. J3 (3) , S. 103 (1976)]. In allerjüngster Zeit wurde für
solche Entalkylierungsverfahren Vinyl-chlorameisensäureester
vorgeschlagen [Tetrahed. Lett. IJJ S. 1567 + 1568 (1977)].
Vergleichsversuche mit Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester ergaben, daß das erstere Agens praktisch quantitative
Rohausbeuten ergab [loc cit. S. 1569], während die Umsetzung mit dem zuletztgenannten Reagens am schlechtesten
abschnitt und nur zu Ausbeuten von 1O % führte.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß die Reaktion dann
ebenfalls praktisch 100 %ige Ausbeuten ergibt, wenn man neben einem 4 - 6fachen Überschuß Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester
als Reagenz, 1,2-Dichloräthan als Lösungsmittel
und ein Alkalibicarbonat als Säureakzeptor zugibt.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht es somit, den großtechnisch verfügbaren und wesentlich preiswerteren Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester
zu verwenden und diesen in überraschend kurzer Reaktionszeit mit Verbindungen der allgemeinen Formel II umzusetzen.
Die Reaktion erfolgt gegebenenfalls unter Druck bei Temperaturen von 25° bis 170° C,vorzugsweise bei 80 bis 100° C.
Man verwendet einen Oberschuß, vorzugsweise einen 4 - 6fachen Überschuß an Chlorameisensäuretrichloräthylester. Dadurch wird
erreicht, daß die Umsetzung bereits nach kurzer Zeit, gewöhnlich schon nach 1,5 - 2 h Reaktionszeit, beendet ist, so
daß die bisher störenden Nebenreaktionen praktisch vermieden werden.
Werden Verbindungen der Formel II mit R. und/oder R-, = H
eingesetzt, ist die Zugabe eines gegenüber dem Chlorameisensäuretrichloräthylester
inerten Säureakzeptors erforderlich. Hierzu sind besonders Natrium- oder Kaliumbicarbonat geeignet.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsvariante, die einen hohen Umsetzungsgrad der wertvollen Ausgangsprodukte
gewährleistet, geht von dem Diacetat (R1 = R_ = Acetyl) oder
dem Methoxyacetat (R1 = CH3, R2 = Acetyl) einer Verbindung
gemäß Formel II aus.
Bei Verwendung von Verbindungen der Formel II mit R1 und/oder
R2 = H, erfolgt zusätzlich zur N-Demethylierung Acylierung
der Hydroxylgruppen durch den Chlorameisensäuretrichloräthylester.
Nach beendeter Reaktion wird filtriert und das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen. Der überschüssige Chlorameisensäuretrichloräthylester
wird durch Destillation im ölpumpenvakuum zurückgewonnen und kann erneut in die Reaktion eingesetzt
werden.
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Dieses "Recycling" ist ein weiterer großer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber der Demethylierung
mittels Bromcyan, bei dem die Abtrennung von den Lösungsmitteln und die Rückgewinnung sehr aufwendig sind.
Aus dem Destillationsrückstand werden die reinen Verbindungen der allgemeinen Formel III entweder direkt durch Kristallisation
oder nach Reinigung mit Hilfe der laborüblichen Trennmethoden erhalten.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel III werden zur Abspaltung der Trichloräthoxycarbonylgruppe in an sich bekannter
Weise mit Zink in einer gleichzeitig als Lösungsmittel dienenden Carbonsäure oder Mineralsäure, vorzugsweise
in Essigsäure oder wäßriger Essigsäure, insbesondere in 90 %iger wäßriger Essigsäure, bei Temperaturen zwischen 0°
und 100° C, zweckmäßig bei Raumtemperatur, behandelt. Im Falle R- = Trichloräthoxycarbonyl der allgemeinen Formel III
erhält man bei der erfindungsgemäßen Reaktion direkt ein sekundäres Amin mit R_ = H.
Die saure Spaltung kann nach verschiedenen bekannten Methoden erfolgen. Zur sauren Hydrolyse der Diacetyl- oder Monoacetylverbindung
(R = R2 = Acetyl bzw. R. = H, R2 = Acetyl) sind
vor allem wäßrige oder alkoholisch-wäßrige Mineralsäuren geeignet. Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform besteht
darin, daß die Diacetylverbindung (R1 = R2 = Acetyl) oder die
entsprechende Monoace ty lverbindung (R.. = H, R2 = Acetyl) in
20 %iger wäßriger Salzsäure für 30 Minuten am Rückfluß erhitzt wird. Beim Abkühlen und Konzentrieren im Vakuum erhält
man in hoher Ausbeute Oxynormorphon in Form seines Hydrochloride.
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Die Spaltung der Acety!verbindungen kann auch alkalisch
nach üblichen Methoden erfolgen. Die Reaktionstemperatur ist dabei in weiten Grenzen variabel; sie liegt zweckmäßig
zwischen 20° und 100° C.
Zur Abspaltung der O-Alkyl-; O-Aralkyl und Alkoxyalkylgruppe
werden die an sich bekannten Methoden der Ätherspaltung sinngemäß angewendet. Dabei können gegebenenfalls
gleichzeitig auch etwa vorhandene 14-Acyloxygruppen zur
14-Hydroxygruppe gespalten werden, wie z.B. bei Verwendung
von Bromwasserstoffsäure. Die Ätherspaltung kann vor oder
nach der Hydrolyse der Acy!gruppen erfolgen.
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Beispiel 1
3,14-Diacetoxy-4,5a-epoxy-17-(2 ,2, 2-trichloräthoxy-carbonyl)~
morphinan-6-on
9 g (23.35 mM) 3,1 4-Diacetoxy-4,5ot-epoxy-1 7-methyl-morphinan-6-on
werden bei Raumtemperatur in 75 ml 1,2-Dichloräthan gelöst. Unter Rühren in einer ^-Atmosphäre läßt man zu dieser
Lösung 20 ml (145.3 mM) Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester
zutropfen. Im vorgeheizten Bad (90 - 100° C) wird 15 Minuten unter Rückfluß erhitzt, wobei sich die Lösung
nach ca. 5 Minuten trübt. Danach wird das Reaktionsgemisch mit 25 g Kaliumbicarbonat versetzt und 3 Stunden am Rückfluß
gehalten. Laut Dünnschichtchromatogranun ist bereits nach 2 Stunden der größte Teil des Ausgangsmaterials umgesetzt.
Nach Abkühlen wird abfiltriert, und der Rückstand mit 50 ml Chloroform gewaschen. Die vereinigten Filtrate werden im
Vakuum (35°C/1O Torr) eingeengt. Das vom Lösungsmittel befreite
Konzantrat wird mit 25 ml absolutem Äther versetzt und, nach
Animpfen, über Nacht kristallisieren gelassen. Man saugt die Kristalle ab, wäscht mit wenig kaltem Äther nach und trocknet
1 Stunde bei Raumtemperatur und 0.1 Torr. Man erhält 8.25 g 3,14-Diacetoxy-4, 5oc-epoxy-17- (2,2 ,2-trichloräthoxy-carbonyl) morphinan-6-on
als rosastichige Kristalle. Die Mutterlauge wurde bei 35°C/0.5 Torr unter Feuchtigkeitsausschluß eingedampft,
wobei ca. 15 ml reiner Chlorameisensäuretrichloräthylester
zurückerhalten wird. Durch Kristallisation des Rückstands aus wenig Äther wird eine weitere Fraktion (1.78 g)
gewonnen.
Gesamtausbeute: 10.03 g (78.5 % d.Th.), rosastichige Kristalle.
Schmp. 233 - 235° C
IR: 1768, 1710 - 1745 cm"1
NMR (CDCl3): S 2.15 und 2.33 (2 χ CH3CO2), 4.73 (CH2CCl3)
4.85 (5-H), 5.70 (9-H), 6.86 (1-H, 2-H) ppm.
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- 10 Beispiel 2
1 4-Acetoxy-4 , Soc-epoxyO-inethoxy-i 7- (2 , 2 , 2-trichloräthoxycarbonyl)-morphinan-6-on
2.0 g (5.59 mM) 1 4-Acetoxy-4 , 5cx-epoxy-3-methoxy-1 7-methylmorphinan-6-on
werden in 17 ml 1,2 Dichloräthan gelöst und mit 4.65 ml (7.16 g, 33.75 mM) Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester
versetzt. Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren in einer Schutzgasatmosphäre 15 Minuten unter Rückfluß erhitzt.
Nach Zugabe von 5.7 g Kaliumbicarbonat wird weitere 2.5 Stunden am Rückfluß gekocht. Laut Analyse des Dünnschichtchromatogramms
ist die Umsetzung nach dieser Zeit beendet. Man läßt abkühlen, filtriert und dampft das Filtrat nach Zusatz von
Methanol im Vakuum zur Trockne ein. Der feste Rückstand wird mit wenig Methanol versetzt. Das feste Produkt wird abgesaugt,
zur Entfernung des Nebenprodukts, mit Petroläther digeriert und wieder abgesaugt.
Ausbeute 1.92 g (66 % d.Th.) 14-Acetoxy-4, Sot-epoxy-S-methoxy-17-(2,2,2-trichloräthoxycarbonyl)-morphinan-6-on,
Fp
Die vereinigten Mutterlaugen werden im Vakuum eingedampft. Beim Aufnehmen in 2 ml Methanol kristallisiert weiteres Nebenprodukt,
das abgetrennt wird. Aus dem Mutterlaugenrückstand erhält man durch Kristallisation aus Äther/Petroläther noch 461,5 mg
Produkt.
Gesamtausbeute an kristallinem Produkt: 2.38 g (82 % d.Th).
Verg_le^chs£e:aktionjnit_Chloroform a_ls Ld5sungsm_it_te_l
357.4 mg ^-Acetoxy^^ot-epoxy-S-methoxy-^-methyl-morphinan-eon
werden in 25 ml absolutem Chloroform gelöst. Nach Zugabe von 1.4 ml Chlorameisensäure-2,2/2-trichloräthylester und 1.5 g
Kaliumbicarbonat wird das Gemisch in einer Schutzgasatmosphäre erst 20 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Laut DC-Analyse ist erst
zu diesem Zeitpunkt kein Ausgangsmaterial mehr vorhanden.
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Nach Filtration, Eindampfen im Vakuum und Aufnehmen des Rückstands
in wenig Methanol wird von einem kristallinen, alkaloidfreien Nebenprodukt abfiltriert (536 mg) im Vakuum erneut eingedampft.
Kristallisation aus Äther liefert die Titelverbindung als farbloses kristallines Material vom Schmp. 198 - 99° C.
Ausbeute 275 mg (53 % d.Th.)
IR: 1740, 1712 (breit) cm"1
IR: 1740, 1712 (breit) cm"1
NMR (CDCl3): S 2.15 (OAc), 3.94 (OCH3), 4.75 (OCH2CCl3),
4.87 (5-H), 5.73 (9-H), 6.77 (1-H, 2-H) ppm.
14-Acetoxy-4,5ot-epoxy-3-hydroxy-1 7- (2,2,2-trichloräthoxycarbonyl)-morphinan-6-on
Die Lösung von 2.39 g (6.2 mM) 3,14-Diacetoxy-4,5cC-epoxy-17-methyl-morphinan-6-on
in 25 ml absolutem Chloroform wird mit 5.75 ml (8.85 g 41,7 mM) Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester
und 7 g Kaliumbicarbonat versetzt und 2,5 Stunden in einer Schutzgasatmosphäre unter Rühren und Rückfluß erhitzt.
Man läßt noch 15 Minuten bei Raumtemperatur rühren und filtriert, wäscht mit Chloroform nach, versetzt die vereinigten
Filtrate mit ca. 25 ml Methanol und dampft im Vakuum zur Trockne ein, zuletzt bei 70°C/0.1 Torr. Chromatographie
des Rückstandes an Kieselgel mit Chloroform als Eluens ergibt 1.37 g (43.7 % d.Th.) 14-Acetoxy-4,5a-epoxy-3-hydroxy-17-(2,2,2-trichloräthoxycarbonyl)-morphinan-6-on
als gelblichen Schaum.
Die Verbindung kristallisiert aus Äther/Petroläther, Schm.
158° C
IR: 3445, 175O (Sch), 1712 (breit) cm"1
NMR (CDCl3): δ 2.14 (14-OAc), 4.73 (OCH2CCl3), 4.83 (5-H),
5.67 (9-H), 6.73 (1-H, 2-H) ppm.
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Beispiel 4
3-Acetoxy-17-acetyl-4,5cfe-epoxy-14-hydroxy-morphinan-6-on
Zu einer Suspension von 6.30 g 3,14 Diacetoxy-4, 5ofc-epoxy-17-(2,2,2-trichloräthoxycarbonyl)-morphinan-6-on
in 150 ml 90 %iger wäßriger Essigsäure werden unter Rühren bei Raumtemperatur 6,3 g
Zinkstaub in 5 Portionen innerhalb von 60 Minuten eingetragen. Nach ca. 30 Minuten ist alles Ausgangsmaterial in Lösung gegangen.
Der Verlauf der Reaktion wird mittels Dünnschichtchromatogramm verfolgt. Nach etwa 3 Stunden wird vom überschüssigen Zink
abfiltriert und mit ca. 50 ml Wasser nachgewaschen. Man extrahiert das Filtrat mit 4 χ 100 ml Chloroform/Äthanol (90:10, v/v),
trocknet über Natriumsulfat und dampft in Vakuum ein. Kristallisation aus Essigester liefert in zwei Fraktionen 2.6 g (60.8 %
d.Th.) 3-Acetoxy-17-acetyl-4,5oc-epoxy-14-hydroxy-morphinan-6-on
in Form farbloser Kristalle vom Schmp. 268 - 70° C. IR: 3370, 1770, 1728, 1620, 1440 cm"1
NMR (CDCl3) : (J 2.19 (14-0Ac) 2.36 (3-0Ac), 4.73 .(5-H), 5. to (9-H) ,
6,84 (1-H, 2-H) ppm.
Beispiel 5
17-Acetyl-4,5cc-epoxy-14-hydroxy-3-methoxy-morphinan-6-on
200 mg 14-Acetoxy-4,5a-epoxy-3-methoxy-17-(2,2,2-trichloräthylcarbonylHnorphinan-6-on
gemäß Beispiel 2 werden in 5 ml 90 %iger Essigsäure unter Rühren mit 4 χ 50 mg Zinkstaub im Verlaufe von
einer Stunde versetzt. Nach 2 Stunden wird abfiltriert, das Filtrat mit halbkonzentrxerter wäßriger Ammoniaklösung basisch
gestellt und mit Chloroform-Methanol (90:10, v/v) extrahiert, übliche Aufarbeitung des Extrakts und Kristallisation aus Aceton
liefern 60 mg kristallines 17-Acetyl-4,5cc-epoxy-14-hydroxy-3-methoxy-morphinan-6-on
vom Schmp. 250 - 3° C (45 % d.Th.).
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IR: 3280, 1728, 1615, 1430 cm"1
NMR (CDCl3): ί2.14 (COCH3) 3.90 (OCH3), 4.66 (5-H), 5.07 (9-H),
6.71 (1-H, 2-H) ppm.
MS: M+ 343
Beispiel 6
17-Acetyl-4,5a-epoxy-3,14-dihydroxy-morphinan-6-on
1,2 g (2,38 inM) 14-Acetoxy-4f 5a-epoxy-3-hydroxy-17- (2,2,2-trichloräthoxycarbonyl)-morphinan-6-on,
gemäß Beispiel 3, werden in 20 ml 90 %iger wäßriger Essigsäure unter Rühren bei Raumtemperatur mit
1,2 g Zinkstaub in Portionen zu je 200 mg im Verlaufe von 2 Stunden
versetzt. Nach Ausweis des Dünnschichtchromatogramms ist nach 4,5 Stunden praktisch kein Ausgangsmaterial mehr vorhanden. Man
filtriert ab, wäscht mit Chloroform nach und extrahiert die vereinigten Filtrate mit Chloroform/Äthanol 8:2 (v/v), übliche
Aufarbeitung des Extrakts und Kristallisation aus Aceton liefern 436 mg (55,7 % d.Th.) 17-Acetyl-4,5ot-epoxy-3,14-dihydro-morphinan-6-on
in Form farbloser Kristalle vom Schmp. 300 - 315° C (Zers.)
IR: 3460, 1712, 16OO, 1445 cm"1
NMR (DMSO): 2.03, 2,17 (14-0Ac), 4.80 (9-H, 5-H)
6.6 (1-H, 2-H) ppm.
MS: M+ 329
Beispiel 7
4, 5oC-Epoxy-3,14-dihydroxy-morphinan-6-on»HCl
2 g 3-Acetoxy-17-acetyl-4,5aC-14-hydroxy-morphinan-6-on gemäß
Beispiel 4 werden mit 40 ml 20 %iger Salzsäure versetzt und 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt. Man läßt die klare Lösung
abkühlen und nach Animpfen 15 Stunden im Eisschrank stehen.
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Man saugt die Kristalle ab und erhält nach Konzentrieren der Mutterlauge und erneute Kristallisation eine weitere Fraktion
an kristallinem Produkt.
Gesamtausbeute: 1,6 g (91,8 % d.Th.) 4,5cfc-Epoxy-3,14-dihydroxymorphinan-6-on«HCl
als farblose Kristalle
Schmp. >26O° C (Zers.)
IR: 2500 - 3450, 1728 cm-1
NMR (DMSO): 6 3.76 (9-H), 4.97 (5-H), 6.70 (1-H, 2-H) ppm.
809881/0277
Claims (4)
- 235 Gödecke AG 1OOO Berlin 10 SalzuferVERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON OXYNORMORPHONI. PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von TjB-Dihydro-i^hydroxy-normorphinon (Oxynormorphon) der Formel I0<durch überführung einer Verbindung der allgemeinen Formel IIworin R. Wasserstoff oder einen Niederalkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen, eine Aralkylgruppe mit 7 bis 9 C-Atomen oder einen Alkoxyalkylrest mit 2-6 C-Atomen oder eine niedere aliphatische oder eine aromatische Acylgruppe und R2 Wasserstoff oder eine niedere aliphatische oder eine aromatische Acylgruppe bedeuten,809881/0277in eine Verbindung der allgemeinen Formel IIIIII N-CO2CH2CCl3worin R1 und R2 die obengenannte Bedeutunghabenund anschließende Abspaltung der Gruppen R1 und R_, sofern diese nicht Wasserstoff bedeuten, und der Gruppe -CO2CH2CClin Position 17 in an sich bekannter Weise, dadurch gekennzeichnet, daß die überführung der Verbindungen II in die Verbindungen III mittels 4 - 6fachem Oberschuß an Chlorameisensäure-2,2,2-trichloräthylester gegebenenfalls in Anwesenheit eines Säureakzeptors unter Verwendung von 1,2 Dichloräthan als Lösungsmittel und bei einer Temperatur zwischen 25° C und 170° C erfolgt.
- 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsprodukte Verbindungen der allgemeinen Formel II bzw. III verwendet, in welchen R1 Wasserstoff, einen Methyloder Äthylrest, eine Benzylgruppe, eine Methoxymethylgruppe, einen Acetylrest und R2 Wasserstoff oder einen Acetylrest darstellt, wobei R1 und R- bei den Verbindungen III zusätzlich eine 2,2,2-Trichloräthoxycarbonylgruppe sein kann.
- 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsprodukte Verbindungen der allgemeinen Formel II verwendet, in welcher R1 und R2 einen Acetylrest oder R1 einen Methyl- und R2 einen Acetylrest bedeutet.
- 4. Verfahren gemäß Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur zwischen 80° C und 1OO° C gearbeitet wird.809881/0277
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