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Kurze Synthese von Cerebrosiden.

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endlicher Metallatomketten ist bei Verbindungen des Typs
MFe(C0)4 (M=Zn, Cd, Hg)kontrovers diskutiert worden.
Neuerdings nimmt man - ausgehend von einer Strukturanalyse an [CdFe(CO)4]4[(CH,)2CO]2- oligomere Baueinheiten fur diese Verbindungsklasse an[31.
Die Cu-Co-Ketten in l a sind aus einem schwach gewinkelten Ruckgrat aus Kupferatomen aufgebaut, in dem
jeweils zwei Cu-Atome unter Bildung von Cu-Co-Bindungen von einer Co(C0)4-Gruppe iiberbriickt sind. Es resultiert eine in [OlO] gewellte Metallatom-Zickzackkette entlang [OOl] (Abb. 1 und 2). Der Schwerpunkt eines jeden
Tabelle 1. Mittlere Atomabstilnde [pm] und Bindungswinkel
Ib ; V / Z = Volumen einer CuCo(CO)&inheit [lo6 pm'].
v/z
cu-co
cu.. -cu
(c-co-c)m".
cu-co-cu
co-cu-co
["I in la
la
lb
168.4
237.4
270.5
138.0
69.5
174.9
169.3
236.5
271.7
136.7
70.1
162.8
und
aufgeweitet (Tabelle 1, Abb. 2). Die Geometrie der
C ~ ~ ~ C o ( C O ) ~ - B a u sist
t e i-nabgesehen
e
von einer weitgehend
linearen Umgebung der Cu-Atome in l a - annlhernd dieselbe wie in l b ; dariiber hinaus haben beide Modifikationen ungefahr die gleiche Raurnerfullung (Tabelle 1).
Die Ausrichtung der Metallatomketten pragt die mechanischen Eigenschaften von l a : Die stark gest6rten Kristalle - Nadeln sind oft gebogen - sind senkrecht zu [OOl]
nicht spaltbar, sie zerfasern. Das Aussehen der zitronengelben, wasserklaren Kristalle gibt keinen Hinweis auf
eine Ladungsdelokalisierung entlang der Metallatomketten. Es zeigt sich hier die Nutzlichkeit der vereinfachenden
Vorstellung, in Carbonylmetallat( 1-)-Ionen groBe, nucleophile Pseudohalogenid-Ionen zu seheni4].
l a ist nach [ A ~ C O ( C O ) ~(isotyp
] ~ [ ' ~ mit WOFq16a1)ein weiteres Beispiel fur eine strukturelle Verwandtschaft zwischen Carbonylmetall-Verbindungen und Fluoriden: Polymerer Aufbau mit ahnlicher Geometrie wird fur MoOF, 2
beschrieben[6b1(a,, =c2, b,. =b2, c,, = 2 a 2 ) .
Eingegangen am 26. September 1984 [Z 10121
Abb. 1. Abstilnde [pm] (unten) und Winkel ["I (oben) in den beiden symmetrisch unabhiingigen Metallatomketten in l a . hojektion entlang
[OlO]. Links: Kette bei y-0: Cu(1) und Cu(3) in zentrosymmetrischer Lage.
Rechts: Y E 114, alle Atome in allgemeiner Lage. Winkel Cu-Cu-Cu an
Cu(2) 147.6(1), Cu(4) 145.7(1), Cu(5) 176.1(1).
Kupferatompaares der Kette liegt annahernd auf einer
zweizahligen Achse eines Co(CO),-Tetraeders. Die Tetraederkante, die dem Cu2-Fragmentzugewendet ist, ist stark
Q
[OOlI
111 P. Klufers, Angew. Chem. 96 (1984) 288; Angew. Chem. Inr. Ed. Engl. 23
(1984) 307.
b=2775.2(7),~=1036.0(5)pm,
121 l a : P2,/c,Z- 16C~Co(CO)~,a=9369(3),
p =90.40(5)", pber= 2.313 g .cm -';Kristallpliinchen aus Toluol/Pentan,
MoK,(m-2/33)-Scan (Enraf-Nonius CAD4). ? h + k f l , l " ~ 3 C 2 7 " .
11563 Reflexe, 5861 symmetrieunabhwgig, R,=0.033 nach Absorptionskorrektur (Kristall durch 8 FlBchen beschrieben); 2139 Reflexe mit
IR 26a(F), SHELX, Schweratome anisotrop, C und 0 isotrop, 205 Parameter, R =0.099, R , =0.050: maximale Restelektronendichte 1.18 e/106
pm'. Weitere Einzelheiten zur Kristallstrukturuntersuchungkonnen beim
Fachinfonnationszentrum Energie Phyrik Mathematik, D-7514 Eggenstein-Leopoldshafen 2, unter Angabe der Hinterlegungsnummer CSD
5 1 111, des Autors und des Zeitschriftenzitats angefordert werden.
[3] R. D. Ernst, T. J. Marks, J. A. Ibers, J. Am. Chem. SOC.99 (1977) 2090. zit.
Lit.; R. D. Ernst, T. J. Marks, Inorg. Chem. 17 (1978) 1477. Vgl. auch die
analog aufgebaute Struktur von [(q5-CH3CIH,)Mn(C0)2HgL:W. Giide,
E. Weiss, Angew. Chem. 93 (1981) 796; Angew. Chem. Inf . Ed. Engl. 20
(1981) 803.
14) J. E. Ellis, J . Organomer. Chem. 86 (1975) 1 .
[5] P. Klilfers. Z . Krisfallogr. Krisfallgeometrie Krisrallphys. Krisfallchem. 166
(1984) 143.
161 a) k J. Edwards, G. R Jones, J. Chem. Soc. A1968. 2074; b) A. J. Edwards, B. R. Steventon, ibid. 1968. 2503.
Kurze Synthese von Cerebrosiden**
Von Richard R . Schmidt* und Rudolf Klager
Cerebroside sind Hauptbestandteile der Membranen
von Gehirnzellen. Sie sind die einfachsten Glycosphingolipide und dienen als Modellsubstanzen fur komplexere LL
Q
Abb. 2. Struktur der [CuCo(CO)JKetten bei y EO im Kristall. Die Geometrie
der Ketten bei y a 1/4 ist nur wenig anders. Links: Projektion entlang [OlO]
wie in Abbildung 1 - Zickzackketten entlang [OOl]. Rechts: Kette urn 90" gegen den Uhrzeigersinn gedreht - Wellung der Zickzackketten in [OlO].
60
0 VCH Verlagsgesellschaft mbH. 0-6940 Weinheim, 1985
[*I Prof. Dr. R. R. Schmidt, R Klilger
[**I
Fakultilt fur Chemie der UniversitBt
Postfach 55 60, D-7750 Konstanz
Glywsylimidate, 15. Mitteilung. - Diese Arbeit wurde von der
Deutschen Forschungsgemeinschaft und vom Fonds der Chemischen
Industrie unterstiitzt. - 14. Mitteilung: G. Grundler, R. R. Schmidt, Carbohydr. Rep., im Druck.
0044-8249/85/0101-00 S 02.50/0
Angew. Chem. 97 (198s) Nr. I
pide dieser Art. AuSerdem werden ihnen wichtige Eigenschaften als Rezeptoren fur Hormone, Interferone und Toxine zugeschriebenl'l. Hier wird uber eine k u n e Synthese
von natiirlichem D-erythro-konfigurierten D-Glucosylcerebrosid berichteti2].
Nach der von uns entwickelten zweistufigen Synthese
fur erythro-Sphingo~ine[~]
haben wir D,L-CI8-Sphingosin 1D,L hergestellt. In Anlehnung an bekannte Verfahren''1
wurde daraus rnit Palmitoylchlorid das D,L-Ceramid 2D,LLS1
(77%) und durch nachfolgende Tritylierung die 1-0tritylierte Verbindung 3-D,L (60%) erhalten. 3-0-Benzoylierung rnit Benzoylchlorid/Pyridin (zu ~ - D , L , 92%) und
Detritylierung rnit BF, .0Et2 lieferte dann das 1-0-ungeschutzte Ceramid ~ - D , L(69%)14,61.
halten s~ulenchr~matographisch~~~.
Durch Behandlung von
~ - D Dund DL rnit Natriummethanolat/Methanol wurden die 0-ungeschiitzten Cerebroside 7-DDf61bzw. 7-DLI6l
quantitativ gebildet; beide Verbindungen sind fur biologische Untersuchungen von InteresseiZ1.
Zur Struktursicherung und zur direkten Synthese des naturlichen Cerebrosids 7-DD wurde das Racemat 3-D,L mit
L-0-Acetylmandelsaurechlorid in Anwesenheit von Pyridin an der 3-Hydroxygruppe acyliert. Die erhaltenen Diastereomere wurden chromatographisch getrennt und durch
Behandlung rnit Natriummethanolat/Methanol in die
enantiomeren Ceramide 3-D und 3-L aberfuhrt (Gesamtausbeute 70%). Diese Verbindungen lieferten wie oben be~
5-L, die
schrieben die bekannten Ceramide 5 - bzw.
durch Drehwertvergleich zugeordnet werden konnten["l.
AuBerdem wurde das natiirliche Isomer 5 - D iiber Verbindung ~ - D Dzum Cerebrosid 7-DD umgesetzt.
Eingegangen am 4. Oktober 1984 [Z 10261
1
[I] P. Tkaczuk, E. R. Thomton, J. Org. Chem. 46 (1981) 4393, zit. Lit.
[2] Synthesen von o-Glucocerebrosid mit C,,-Sphingosin aus naturlichem
Material, das noch Verunreinigungen anderer Sphingosine enthPlt, oder
mit D,L-erythro-C,,-Sphingosinsind bekannt: E. Freire, Biochemistry 19
3- D.L:
IIE?
(1980) 3662; T. Ariga, T. Murata, M. Oshima, M. Maezawa, T. Miyata4- D,L: R' = T r t , R Z = B z
ke, J. Lipid. Res. 21 (1980) 879; R. Skarjune, E. Oldfield, Biochemistry 21
5- D,L: R' = H, R2 = Bz
(1982) 3154; A. E. Gal, P. G. Pentchov, J. M. Massey, R. 0. Brady, Roe.
Natl. Acad. Sci. USA 76 (1979) 3083.
131 R. R. Schmidt, R. KIPger, Angew. Chem. 94 (1982) 215; Angew. Chem.
Int. Ed. Engl. 21 (1982) 210; Angew. Chem. Suppl. 1982.393; P.Zimmermann, Diplomarbeit, UniversitPt Konstanz 1984. - Alle enantioselektiven D-erylhro-Sphingosin-Synthesenerfordern sechs und mehr Reaktionsschritte: B. Bernet, A. Vasella, Tetrahedron Lett. 24 (1983) 5491.
[4] D. Shapiro, H. M. Flowers, J . Am. Chem. Soc. 83 (1961) 3327; D. Shapi10: Chemistry of Sphingolipids, Hermann, Pans 1969.
[5] D. E. Ong, R N. Brady, J. Lipid Res. 13 (1972) 819.
161 'H-NMR-Daten(250 MHz, CDCI,, TMS int.): 5-D,L: 8.04 (m,2H, Benzoyl), 7.6 (m, 1 H, Benzoyl), 7.47 (m,2H. Benzoyl), 6.05 (d, I H, NH.
5-8.8 Hz), 5.86 (td, 1 H, -CHI-CH=C, J - 14.7, J=6.7 Hz), 5.61 (dd,
~ - D L :R = Ac, R 2 = Bz
I H , -C=CH-CH,J=14.7,J-7.6
Hz), 5.53 (m,I H, -CH-OBz).4.29
7-DL: R = R Z= H
(m, 1 H, -CH-N), 3.72 (m,2H, -CH2-0). 2.9 (br. s, 1 H, OH), 2.2 (m.
2H, CO-CHI-), 2.05 (m, 2H, -CH,-),
1.7-1.15 (m,48H, -CHI-),
OR
0.88 (m, 6H, -CH+ - &DO: 8.0 (m, 2H, Benzoyl), 7.57 (m,1 H, BenzoOR2
yl),7.44(m,2H,Benzoyl),5.81 (m,2H, NH,CH2-CH=C),5.42(m,2H.
C=CH-CH-OBz)), 5.15 (dd, 1H, H-4, J=7.5,5=7.5 Hz), 5.01 (m,2H.
+
H-3, H-2). 4.47 (m. I H, CH-N), 3.39 (d, I H, H-I, J-7.9 Hz). 4.23 (dd,
I H, H-6, J = 12.2, 5-4.9 Hz), 4.04 (dd, I H, H-6'. J = 12.2, 5 ~ 2 . 1Hz),
0
3.9 (dd, 1 H, -CHI-0-, J-9.8, J=3.05 Hz), 3.68 (m,2H. -CHI-0, H5). 2.2-1.9 (m,16H, -CO-CH,,
-CO-CHI-,
-CHI-). 1.7-1.1 (m,
48H, -CH2-),0.86(m,6H, -CH,). - ~ D L 8.04(m,ZH,
:
Benzoyl),7.57
(m, 1 H, Benzoyl), 7.46 (m,2 H, Benzoyl), 5.85 (m,1 H, CH2-CH-C),
5.75 (d, 1 H, NH,1-8.2 Hz), 5.6-5.4(m, 2H,C=CH-CH-O-Bz),5.19
(dd, 1 H, H-4, J=9.5,1-9.5 Hz), 5.05 (dd, 1 H, H-3, J=9.5, J s 9 . 5 Hz),
4.97 (dd, I H , H-2, J = 9 , J = 9 Hz), 4.47 (m,2H, -CH-N, H-1, J=7.3
Hz). 4.2-3.9 (m, 3H). 3.65 (m. 2H). 2.2-1.95 (m, 16H, CO-CH,,
CO-CH2-, -CH2-), 1.7-1.2 (m.48H, -CH2-), 0.88 (m,6H. -CH,). Schema 1. Bei I-D,L,Z-D,L, ~ - D , L ,~ D . Iund
.
SD,L
sind nur die o-Isomere
7-OD: 7.51 (d, l H , NH, J=8.7 Hz), 5.52 (m,l H , -CHz-CH=C), 5.35
siehe Text. Bz = Benzoabgebildet. Katalysator Wr die Umsetzung von SD,L
(dd, I H , C-CH-,1-15.2,
5-6.5 Hz), 5.03 (d, I H , OH, 1 ~ 4 . Hz).
3
yl, TR = Trityl.
4.92 (m.3 H , OH), 4.5 (f 1 H, OH, 5-4.9 Hz), 4.09 (d, 1 H, H-I, J=8.2
Hz), 4.0-3.55 (m,4H), 3.45 (m, 2H), 3.15-2.9 (m,4H), 2.1-1.9 (m, 4H),
1.45 (m, 2H). 1.22 (m, 46H, -CH2-), 0.85 (m.6H, CH,). - ~ - D L :7.49
(d, IH. NH, 5-7.9 Hz), 5.51 (td, I H, -CHZ-CH=C, J-13.4. J-6.1
Hz), 5.34 (dd. 1 H, C = C H - , J = 13.4, J = 6 . 1 Hz), 4.93 (m, 4H,OH), 4.6
Fiir die Glycosylierung von ~ - D , bewtihrte
L
sich das von
(1 H, OH), 4.13 (d. 1 H, H-I, 5-7.3 Hz), 3.98-3.29 (m,6H), 3.2-2.88 (m,
uns entwickelte Trichlora~etimidat-Verfahren['~,das ohne
4H), 2.12-1.88 (m, 4H, CO-CHI-, -CHz-), 1.44 (m. 2H, -CH2-),
1.24 (m,46H. -CH2-), 0.88 (m.6 H , -CH3).
besondere Optimierung bessere Ausbeuten lieferte als Ce[7] R. R Schmidt, J. Michel, Angew. Chem. 92 (1980) 763; Angew. Chem.
rebrosidsynthesen nach dem Koenigs-Knorr- oder dem
Int. Ed. Engl. 19 (1980) 731; R R. Schmidt, J. Michel, M. Roos, Liebigs
Helferich-Wei~-Verfahren~'.~**'.
So wurden rnit 0-(2,3,4,6Ann. Chem. 1984. 1343.
Tetra-O-acetyl-a-D-glucopyranosyl)-trichloracetimidat in
[81 D. Shapiro, A. J. Acher, Chem. phys. Lipids 22 (1978) 197; R.Gigg, ibid.
26 (1980) 287, zit. Lit.
Dichlormethan bei Raumtemperatur rnit BF3.OEtz oder
191 DC (Silicagel, Toluol/Aceton-4:1) RF, 6-00: 0.55, ~ D L 0.54;
:
die
Trifluormethansulfonstiuretrimethylsilylester als KatalysasPulenchromatographische Trennung gelang rnit Silicagel ,,LiChroprep"
tor die diastereomeren D-Glucocerebroside ~ - D D [ ~und
'
6Si 60, KorngrUDe 40-60 pm der Firma Merck, Laufmittel Toluol/Aceton
DL~'] in 50-70% Ausbeute erhalten. Die Trennung der Dia9:l.
[lo] D. Shapiro, H. M. Flowers, J. Am. Chem. Soc. 84 (1962) 1047.
stereomere gelang trotz geringer Unterschiede im Laufver-
0
R 2 =H
R' = T r t , RZ = H
2-D.L:R1=
Angew. Chem. 97 (198s) Nr.
I
(C VCH Verlagsgesellschaji mbH, 0-6940 Weinheim. 1985
W44-8249/85/0101-0061$ 02.50/0
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