158 H . Morinioto, I . Iniada, M . Watunrrbe und Y. Nakuo

Liebigs Ann. Chem. 729, 15R--170 11969)

Bd. 129

Ubichinonc und vcrwnndte Substnnzen, X l l l 1 )

Uber Epoxy-ubichinone

von Hiroshi Morimoto, Isuke Imada, Masozuini Writatinbe und Yosliio Nnkao unter M itarbeit von Mitsuzo Kuno und Norichikn Matsimioto

Aus den Forschungslaboratorien fur Chemie und Mikrobiologic

der Takeda Chemische lnclustrie AG, Juso/Osaka. Japan

Eingegdngcn am 2. Mai 1969

Unter den Ubichinonen des Myzels von Psertdonionas rrlkunolytictr sind 1 a und 1 b die Haupt- vertreter, daneben kommen ihre Desmethoxy-Derivate 2 a und 2 b und ihre Mono-epoxide 3a, 4 a , 3 b und 4 b vor (Tab. I). 3 b erwies sich als Gemisch der neun Mono-epoxide von 1 b, deren Epoxid-Gruppe in verschiedenen Positionen der Isopren-Seitenkette liegen (Scliema 1. Tabb. 2 und 3). Im Herzmtiskel des Wnlti5ches wcrclen tihichinon-10 ( I c ) untl die ;inalogcn Mono-cpoxide 3 c iintl 4 c ;iufgefriiiden.

~hiqrrirrvtres trtrd Rrlrited Cot?rporrrrd~, xII/ I 1. ~ p o . \ - y l t h i ~ / l i t / i J / / C . ~

The main ubiquinones found in the cells of Pseuduniotius tr/kono/y/icu are l a and 1 b, their demethoxy (2a , 2b) and monoepoxy compounds (3a , 4a , 3b, 4b) are present as minor com- ponents (tab. I ) . 3 b was found lo be a mixture of nine monoepoxy compounds of I b, having the epoxide group at different positions in the isoprenoid side chain (churt 1, tab. 2, 3). Ubiquinone-I0 ( l c ) and its analogous monoepoxy compound< 3c , 4 c were obtained from the heart muscle of whale.

lm Myzel von fseudor?rorras alkamlytica (IFO-12319). das von Nakao und Mit- arbeiternzj in einer Erdprobe der Provinz Osaka/Japan entdeckt und im Kultur- medium aus Paraffinen als einziger Kohlenquelle aerobisch gut geziichtet werden kann, fanden wir Ubichinon-8 3 ) ( l a ) und Ubichinon-9 (1 b). Die daneben in kleineren Mengen vorkommenden Mono-epoxide wurden an der Kieselgelschicht in zwei Grup- pen, a und b, und diesedurch umgekehrte Diinnschichtchromatographie weiter in jezwei Gruppen aufgetrennt. Die so erhaltenen a- und P-Epoxy-ubichinone-8 (3a, 4a) sowie

1 ) XI I. Mitteilung: H. Morir!ro/o, 1. Irntrtkr, M. Wctrtinrrhr tint1 H. .Sr!gi/irrr(r, Liebigs Ann. Chem. 715, 146 (1968).

2) Takeda Chem. Ind. AG. (Erf. H. Mor i twto , I . Itntrdtr und Y. Ntrktru), Japan. Pat. 69 06626 (1969) v. 22. 3. 1969 [C. A. 71, Nr. 37487 (1969)].

3) Die Ziffer hinter dem Namen bedeutet die Zahl der Isopren-Einheiten; vgl. IUPAC-IUB Commission on Biochcmic;il Nomcnclat Lire, Hoppe Seylcr's Z. Physiol. Chem. 348, 266 (1967).

1969 Ubichinone und verwandte Substanzen, X l l l I59

a- und $-Epoxy-ubichinone-9 (3b, 4b) wurden spektroskopisch untersucht 21. Friis und Mitarbeiter-4) fanden auch in Rhodospirillunr rubrurir die funf Epoxid-Derivate von Ubichinon-10 (lc), von denen in den als C und D bezeichneten eine der Doppel- bindungen, auBer der dem Ring benachbarten, epoxydiert ist.

Wir haben nun gefunden, daI3 es sich bei 3b um ein Gemisch von neun Mono- epoxiden von 1 b handelt. Diese Ergebnisse und die iiber analoge Epoxid-Derivate von l c aus Walfisch werden in dieser Mitteilung beschrieben.

lsolierung aus Pseudomonus alkanolyricu

Der Lipoid-Anteil (S. 165) zeigte im Dunnschichtchromatogramm rnit Benzol/ Essigester (95 : 5 ; DC-I) nach Anfarbung mit Leukomethylenblau (S. 164) die fur Benzo- chinone charakteristischen blauen Flecke mindestens fur die Verbindungen 1 -4. Der Lipoid-Anteil wurde an einer Florisilsaule grob fraktioniert (Chromatographie I), dann jede Fraktion weiter saulen- sowie dunnschichtchromatographisch getrennt (Chromatographie 11). Damit konnten die Chinone 1 --6 erhalten werden, deren R,- Werte in Tabelle 1 aufgefiihrt sind.

Chinone

l a b

Z a b

3 a b

C

C

Tabelle I . Rp-Werte der Chinone (Losungsmittel S. 164) ~

DC-I DC-I1 Chinone DC-I ~ ~~~ ~~ ~-

0.77 0.22 4 a 0.47 0.79 0.12 b 0.48 0.82 0.06 C 0.50 0.69 0.30 5 0.43 0.71 0.21 6 0.23 0.55 0.44 15 0.44 0.57 0.38 16 0.40 0.6 I 0.28

DC-11

0.45 0.37 0.3 I

_ _

Ubichinone und Desmethoxy-ubichinone

Das Hauptchinon 1 bildete orangefarbene Kristalle und stimmte im R,-Wert rnit authentischem 1 b uberein. Da die Ubichinone durch Chromatographie im System DC-I hinsichtlich der Zahl (n) der Isopren-Einheiten nicht identifiziert werden konnen, wurdel auf einer paraffinierten Kieselgelplattes) mit 90proz. Aceton (DC-11) praparativ in die zwei Substanzen l a (RF = 0.22) und 1 b (0.12) getrennt, die nach physikochemi-

4) P . Friis, G. D. Drrve.! j r . und K . Folkers, Biochemistry [Washington] 6, 3618 (1967). 5 ) H. Wtrgnur, L. Horhummer und B. Dengler, J. Chromatogr. [Amsterdam] 7, 21 1 (1962);

H. Wcrgner und B. Dengler, Riochem. Z. 336, 380 (1962).

160 H. Morimoto, I . Imodu, M . Wniunnhe und Y. Nakao Bd. 129

schen Daten als Ubichinon-8 bzw. Ubichinon-9 erkannt wurden. 2 farbte sich auf einer Dunnschicht mit konz. Schwefelsaure gelb, wahrend 1 und 3 braun wurden. Im Chromatograrnm DC-11 von 2 erschienen die Chinone 2 a (RF =- 0.30) und2b (0.21 ), die praparativ als gelbe Blattchen von Schmp. 42’ bzw. 52” rein erhalten wurden. Die beiden zeigten ein UV-Maximum bei 270mp, fast gleiche 1R-Spektren und in den NMR-Spektren Signale eines Chinon-Protons bei T - 4.32 und eines Methoxyls bei 6.31. im Massenspektrum von 2 b traten der Molekul-Peak (M’”, m/e = 764) und Fragment-Peaks A (205) und B (167)6) auf, welche sich als die urn 30 m/e (CH20) verminderten Peaks von 1 b erwiesen. Dernnach handelt es sich bei 2 b urn Desniethoxy- ubichinon-9. Von den beiden moglichen lsomeren ist 2-Methoxy-5-methyl-6-nona- prenyl-benzochinon-( I .4) kurzlich in Psrudoromonas ovalis gefunden worden71. 2 b wurde durch Vergleich mit einern authentischen Praparat (von Dr. Serzoh, Insti- tute of Food Chemistry, Osaka/Japan) identifiziert. 2a kornmt geman UV-Maximum und Massenpeaks die Struktur von 2-Methoxy-5-rnethyl-6-octaprenyl-benzochinon- (1.4) zu. RqH3 $CH3 ~ H 3 ~ H 3 pHs 1 0 R‘ C H p CHzC\H>C@ ’ CHzCHO

OO\ OH OH 0 OH

A CH3 B C D 1: 11 = R‘ = OCH3; 2: R = H, H’ OCH3, 3: R , R‘ = -CH=CH-CH=CH-

Folkers iind Mitarbeiterg) haben kurzlich aus Rkodospirillrini rubruni 2 c (n = lo), ein biosynthetisches Zwischenprodukt von 1 c isoliert und daneben 2a und 2 b massen- spektrometrisch nachgewiesen.

1: H = OCH, 2 : R = H

$H3 a: n = 8 H3C0 (CH~CH=CCHZ), -H b: = g

c: n = 10 0

3, 4 (Isomere)

a: x+y = I (CH2CH=CCH2),-CH2C\H;CCH2-(CH2-(~~2~~=~~~2)y-~ b: X+Y = 8

0 0 c: x+y = 9

7 H3 7 H3

6 ) Vgl. H . hforiniofo, T. Sliirnn, I . Inicidu, A t . Sascilii und A. Ouchickr, Liebigs Ann. Chem. 702, 137 (1967); R . F. Muracu, J . S . Wliil1ick, G . D. Duves jr . , P . Friis und K . Folkers, J. Amer. chem. SOC. 89, 1505 (1967).

7) S. Irnamoro und S. Serroh, Tetrahedron Letters [London] 1967, 1237. 8) P. Friis, G. D. Drives j r . und K. Folkers, J. Amer. chem. SOC. 88, 4754 (1966).

1969 Ubichinone und verwandte Substanzen, XI11 161

a-Epoxy-ubichinone

3 verhielt sich bei DC-I einheitlich, trennte sich jedoch bei DC-I1 in die Substanzen 3a (RF = 0.44) und 3b (0.38), die praparativ als orangefarbene Ole rein erhalten wurden; sie zeigten ein UV-Maximum bei 275 mp, fast gleiche IR-Spektren wie die Ubichinone und im Massenspektrum die Molekiilmassen bei m/e = 742 bzw. 810 ( 1 6mehr als 1 a bzw. 1 b) sowie die Fragmente A (235) und B (197). Die NMR-Spektren der beiden Chinone zeigten die Signale fur eine 0 - C-CH3-Gruppe bei T = 8.85 (Singulett), zwei 0-C-CH2-Gruppen bei 8.75 (Multiplett) und ein O-C- Proton bei 7.54 (Triplett), welche bei den Ubichinonen nicht auftreten und ciner

Gruppierung / \I zugeordnet werden. Demnach sollte der Sauerstoff

als Epoxid in der Isopren-Seitenkette gebunden sein. Da von 3a und 3b aber zu wenig zur Verfugung stand, untersuchten wir als Modellsubstanz das 2-Methyl-3- [2.3-epoxy-3.7.11.15-tetramethyl-hexadecyl]-naphthohydrochinon-( 1.4)-diacetat (12), das aus dem Vitamin K1 durch reduktive Acetylierung und anschliefiende Perbenzoesaure-Oxydation zu erhalten war. 12 zeigte im Massenspektrum die fur Epoxid charakteristischen Fragmente C, D und ihre Acetate, ferner ergab Perjodat- Abbau die erwarteten Produkte, [1.4-Diacetoxy-2-methyI-naphthyl-(3)]-aceta~dehyd (13) und 6.10.14-Trimethyl-pentadecanon-(2)(14), in guter Ausbeute(Schema 2, S. 162).

3b bewirkte in Chloroformlosung keine optische Drehung und lieR sich mit Zink- staub, Acetanhydrid und Triathylamin in sein Hydrochinondiacetat 7 iiberfuhren, das katalytisch zum Perhydro-Derivat 8 hydriert wurde. Im Massenspektrum von 8 waren wider Erwarten keine fur das Epoxid charakteristischen Fragmente zu erkennen.

0 CH,

CH2CH -C-CHz

Schema 1

OAc

OAc

y H3 7 H3 + COCHz-( C H2C H2C HC H2)y-H

OA c 9 10

Liebigs Ann. Chem. Bd. 729 I 1

162 H. Morimoto, I. Imada, M. Wutiinnbe und Y. Nakao Bd. 729

8 wurde sodann rnit Perjodat wie 12 oxydiert; das Produkt enthielt neben dem Keton- Anteil 10, der chrornatographisch an Kieselsaure abgetrennt wurde (Sclicwra I), den Aldehyd 9 rnit dern UV-Maximum bei 268 rnp, den 1R-Absorptionen bei 2750 und 1730cm-1 und dern Signal fur ein Aldehyd-Proton bei T - 0.36 irn NMR-Spek- trum. - Das Keton 10 zeigte die charakteristischen 1R-Absorptionen bei 1720 und 1160 crn-1 und im NMR-Spektrum Protonen-Signale fur 0 C CH3 hei T 8.00 (Singulett), 0 C CH2 bei 7.74 (Triplett).

Schema 2

0

Vitamin K1 0

OAc

OAc 11

OAc O h c

C F13 V C H&\H-,kCH2- (CH2C Hzk HCHd3-H ' ' J Y ' C H2C HO

OA c 0 12 OAC 13 i-

7 H, y Il3 C OC H 2- ( C H H 2C HC H2)3 - I1 14

Bei der Diinnschichtchrornatographie mit Benzol/Essigester (93 : 7) zeigte 9, rnit Benzol zeigte 10 mehrere Flecke. Ferner zeigte 9 irn Massenspektrurn bei 120" die aus x = I - 4 stammenden vier Peak-Gruppen von M'", Ma CH3CO 1 I und M ~ 2CH3CO + 2 sowie bei 240" die aus x - 5 8 stammenden vier Peak-Gruppen mit relativ starker Intensitat (Tab. 2). Daraus wurde geschlossen, daf.3 jede Peak- Gruppe von je einern Aldehyd der Isoprenzahl x - I - -8 stamnit.

Tabelle 2. Massenpeaks (rn/e) des Aldehyds 9

Peak x - - I 2 3 4 5 6 7 8

M a 380 450 520 590 660 730 800 870 MW -CH3CO + I 338 408 478 548 618 688 758 828 Mq'-2CH,C0 I 2 296 366 4.36 506 576 646 716 786

Im Massenspektrum von 10 waren ebenfalls die sieben Gruppen der fur Methyl- ketone charakteristischen Peaks Ma, M i~ CH3, M HzO, M ' CHICO und M -

CH3COCH3 sichtbar, die ails y 2 8 starnrnen (Tab. 3).

I969 Ubichinone und verwandte Substanzen, XIII 163

Tabelle 3. Massenpeaks (m/e) des Ketons 10

Peak y = 8 7 6 5 4 3 - 7

M ' 618 548 478 408 338 268 198 Ma - CH3 603 533 463 393 323 253 183 Me- HzO 600 530 460 390 320 250 180 Ma CH3CO 575 505 435 365 295 225 155 M0'- (CH3)zCO 560 490 420 350 280 210 140

Aus der Kombination von Tabelle 2 und 3 folgt, daR 3b aus einem Gemisch der Mono-epoxide von 1 b bestand, in denen je eine der neun Doppelbindungen epoxi- diert ist.

P-Epoxy-ubichinone, y-Chinon und 6-Chinon

4 wurde ebenfalls praparativ (DC-11) in 4a (RF = 0.45) und 4b (0.37) getrennt. Beide zeigten die fur Epoxy-ubichinone charakteristischen UV-Maxima, IR-Absorp- tionen und NMR-Spektren. Die Molekul-Peaks (Me) sowie die Fragmente A und B hatten bei 4a m/e = 742, 235 und 197, bei 4b m/e = 810, 235 und 197. Demnach sind auch 4a und 4b Mono-epoxide von l a bzw. l b . In den R,-Werten (DC-I) unter- schieden sich 4a von 3a sowie 4b von 3b deutlich (Tab. 1). Danach konnte 4 ein sterisches Isomeres zu 3 sein, jedoch ist seine Struktur noch unklar.

Die in kleiner Menge erhaltenen Verbindungen y-Chinon und &Chinon wurden nach ihrer positiven Farbreaktion mit Leukomethylenblau und ihren UV-Maxima den Chinonen zugeschrieben, aber wegen zu geringer Menge nicht weiter untersucht.

Isolierung aus Herzmuskeln des Walfischs

Fur Untersuchungen uber tierische Ubichinone extrahierten wir die Herzmuskeln eines Walfischs (Buluenopteru) aus der Antarktis. Das Herz, welches innerhalb 36 Stdn. nach dem Fang herausgeschnitten und ca. 6 Monate eingefroren aufbe- wahrt worden war, wurde mit Athanol bei 60" extrahiert. Wegen des Wassergehalts (89% des Gewebes) im ersten Bthanolischen Extrakt wurden die Chinone im zweiten bis fiinften Extrakt herausgelost. Der daraus erhaltene Lipoid-Anteil bestand haupt- sachlich aus Verseifbarem. Da das Ubichinon, welches einen kleinen Bestandteil dieses Teils darstellt, gegen Alkali instabil ist, verseiften wir mit 1 Sproz. methanoli- scher Schwefelsaure (RuckfluR), um das Ubichinon von anderen Lipoiden moglichst Ieicht abtrennen zu konnen. Die dunnschichtchromatographischen Kontrollen zeig- ten dabei, daR sich freie Fettsaure und ihre Ester nach einer Stunde groBtenteils in Me- thylester umgewandelt hatten. Die Hexanauszuge des Verseifungsansatzes wurden an Florisil (Chromatographie Ill), deren Fraktion 4 weiter an Kieselsaure (Chromato- graphie IV) chromatographiert. Die Fraktionen 2 und 3 der Chromatographie IV wurden durch DC-I gereinigt. Dabei erhielt man Ubichinon-10 (1 e) als Hauptchinon

1 I *

164 H. Morimoto, I . Iniada, M. Wntanabe und Y. Nakao Bd. 729

und die vier Chinone 3c, 4c, 15 und 16 in kleinen Mengen. l c wurde durch NMR- und Massenspektren charakterisiert. Hiermit wurde zum erstenmal eindeutig bewie- sen, da8 der Walfisch Ubichinon-10 hat. 3c und 4c wurden nach dem UV-Maximum (275 mp), den fur die Epoxy-Gruppierung charakteristischen NMR-Signalen und besonders nach den Molekiilmassen bei m/e = 878 und den FrdgmentenA (235) und B (197) sowie nach den RF-Werten bei der DC-I (Tab. 1) dem monoepoxydiertenlc der Q- bzw. P-Gruppe zugeschrieben. Die Ubichinon-Verbindungen geben bekannt- lich bei DC-I1 rnit der Zahl n regelmiiflig abnehmende R,Wertes); deshalb unter- zogen wir die hier erhaltenen zwei Epoxy-chinone zusammen rnit 3a, 3b, 4a und 4b einer DC-11. Damit konnten 3c und 4c rnit grofler Wahrscheinlichkeit als a-Epoxy- bzw. (3-Epoxy-ubichinon-10 angenommen werden. e-Chinon (15) und <-Chinon (16) wurden nach den positiven Farbreaktionen auch den Chinonen zugeordnet, aber wegen ihrer geringen Mengen nicht weiter untersucht.

Die Mengen dieser Epoxy-chinone waren im Verhaltnis zu den Ubichinonen in bei- den Fallen sehr klein. 3b war optisch inaktiv und niehrfach epoxydiert; daher kann man es fur ein Artefakt der Isolierung ansehen. Bei unserer Massenproduktion des Ubichinons-7 beobachteten wir bisher keine solchen Epoxy-ubichinone. Die Frage, ob sie Naturprodukte sind, bleibt deshalb noch ungeklart (vgl. Lit.4)).

Wir mochten besonders Herrn K . Morinioto, dem Prasidenten des Direktoriums der Firma Takeda Chemische lndustrie AG, fur seine Anregung und Unterstutzung dieser Arbeit sowie Herrn Dr. T. Shibata, Taiyo Fishery Co., Ltd., Tokyo, fur die Beschaffung der Herzmuskeln des Walfisches und Herrn Dr. S. Senoh fur die Uberlassung der authentischen Probe unseren besten Dank aussprechen. Den Damen und Herren in der physikochemischen Abteilung dieser Firma sind wir fur die Elementaranalysen und die Aufnahme der Spektren zu Dank verpflichtet.

Beschreibung der Versuche Die Schmelzpunkte wurden auf dem Kofler-Heiztischmikroskop (Reichert, Wien) bestimmt

und sind unkorrigiert. - Die UV-Spektren wurden in Athanol rnit dem Beckman DK-2, die 1R-Spektren mit dem Hitachi-Spektrographen EPI-S 2, die N MR-Spektren mit dem Varian- Instrument HA-100 in CC14, falls nicht anders angegeben gegen Tetramethylsilan als inneren Standard, gemessen; nur die Protonen des Substituenten an den Ubichinonen wurden ange- geben. - Die Massenspektren wurden rnit dem doppelfokussierenden Massenspektrometer Hitachi RMU-6 D mit DirekteinlaO-System aufgenommen. Die Ionenquellentemperatur betrug 20O0, die lonisierungsenergie 70 eV. - Zur Durinschiclitchromarographie verwendete man 10 g Kieselgel G (Merck) auf 20 x 20 cm-Platten rnit Benzol/Essigester (95 : 5; DC-I), bzw. mit umgekehrter Phase, Kieselgel G, das mit 5prOZ. ather. Paraffin impragniert war, mit 90proz. Aceton (DC-11). Die Flecken wurden durch Bespruhen rnit Leukomethylenblau- Reagenzs), danach mit konz. Schwefelslure sichtbar gemacht.

9) B. 0. Linn, A . C. Page.fr., E. L. Wong, P . H . Gale, C. H. Schunk und K . Folkers, J. Amer. chem. SOC. 81, 4007 (1959); 100 mg Methylenblau in 100 ccm k h a n o l , vor Gebrauch mit 1 ccm Essigsaure und 1 g Zinkstaub versetzt.

1969 Ubichinone und verwandte Substanzen, XIII 165

Aufarbeitung des Myzels von Pseudomonas alkanofytico

Isolierung des Lipoid-Anteils: 9 I der Kulturlosung (622 g getrocknetes Myzel) von Pseudo- monas alkanolyrica (IFO-123 19) wurden mit 3 I I HCI auf p H 3 angesauert und bei 2500 U/Min. 15 Min. zentrifugiert. Das Myzel (3.3 I) wurde in 3.3 I Wasser suspendiert und zentrifugiert, dann wurde 5 ma1 mit 3 I Athanol unter Nz 30 Min. bei 65 -70” extrahiert und abgenutscht. Die khanolausziige wurden 4mal mit je 4 I n-Hexan ausgeschuttelt. Die Hexanauszuge wur- den mit Wasser gewaschen, uber Na2S04 getrocknet und i. Vak. eingedampft. Man erhielt 30 g Lipoid-Anteil als braunes 61.

Chromafographie I : 30 g Lipoid-Anteil wurden in 200 ccm n-Hexan gelost und an 100 g Florisil (Floridin, 100-200 mesh, Saule 3 x 27 cm) chromatographiert (Ubersicht).

Fraktion FlieDmittel VOl. Gewicht Bestandteile ~~

Paraffine n-Hexan 400 ccm n-HexanlChloroform (8 : 2) 250 n-Hexan)Chloroform (8 : 2) 550 1.268 ’ 1 n-Hexan/Chloroform (8 : 2) 600 1.050 1, 2 n-Hexan/Chloroform (6 : 4) 800 0.725 n-Hexan/Chloroform (4 : 6) 800 0.501) Chloroform 600 0.475 6 Chloroform/Methanol (7 : 3) 200 Methanol 500)

3, 4, 5

3.205

Chroniarographie II: 1.268 g der Fraktion 3 aus Chromatographie 1 ergaben nach Um- kristallisation aus Athanol 502 mg 1. Die Mutterlauge sowie die Fraktionen 4-6 aus Chro- matographie I wurden rechromatographiert (Tab. 4).

Tabelle 4. Rechromatographie der Fraktionen 3 -6 aus Chromatographie I

FlieR- Mutterlauge aus Fraktion 4 (1.05 g)a) Fraktion 5 und 6 mittel Fraktion 3 (0.766 g)”) (1.226 g)b)

n-Hexan/ Vol. Gew. Bestand- Vol. Gew. Bestand- Vol. Gew. Bestand- Ather teile teile teile

-

500 ccm 900 400

I20 1 400 23 1 - - - -

1OO:O 100ccm

9 5 : 5 - 93: 7 200 90: 10 400 80: 20 600 80: 20 - 70: 30 - - - -

0 : 100 400 91 1 --

- -

134mg -

109 1 290 1 , 2 c ) 125 1 , 2 c ) - -

I00 ccm -

- 300 700 300 500

-

374 mg 105

a) An 30 g Florisil (Saule 2 x 17 cm). b) An 20 g Florisil (Saule 2 x I I cm). c) Nach frennung durch DC-I 165 mg 1 und 152 mg 2 . dl Nach Trennung durch DC-I 32.7 mg 3 sowie wenig 4 und 5.

166 H . Morimoto, I. Iniudu, M . Wuttinobe und Y. Nukno Bd. 729

Ubicliinan-8 ( la) . - Rohes 1 (502 mg +234 my -1- 109 my 4- 165 mg aus den Chromato- graphie-Fraktionen) ergaben 0.9 g 1 nach Umkristallisation aus 100 ccni Athanol bei 3". Die erhaltenen orangefarbenen Kristalle (65 mg) wurden in 6 ccm Athano1 gelost und mittels DC-11 getrennt. l a wurde nach Waschen der Zone mit 3 ma1 30 ccm n-Hexan zur Entfernung des Paraffins 3mal mit je 30ccm Ather extrahiert. Das aus den Atherextrakten erhaltene gelbe 0 1 kristallisierte aus Athanol und ergab 70.5 mg l a als orangerote Blattchen voni Schmp. 36-38". - UV-Maximum (E;::,): Oxydicrte Form 275 (202); reduziertc Form 290 my (59.5). - IR-Absorptionen (Film): 1660, 1650, 1610 cm - 1 (Chinon). - NMR-Spek- trum: T = 8.40 (7 trans C=-CCH3), 8.32 (cis C==CCH3), 8.25 (truris C=CCH3), 8.02 (14 CH2, CH, am Chinon), 6.85 (CH2 am Chinon), 6.07 (2 OCH3), 4.95 (8 -CH). - Massenpeirks: C49H7404 (727.1) m/e- 728 (M-II2), 726 (M), 235 (A), 197 (B).

Ubichinori-Y ( lb) . - l b wurde aus der gleichen Platte von DC-11 wie l a extrahiert und crgab 42 mg I b als orangerote Blattchen von Schmp. 45 -46". - UV-Mrrxinruni (E,!!:): Oxydierte Form 275 (179); reduzierte Form 290 rnp (51 .O). - - IR-Absorptionen (KBr): 1660, 1650, 1610cm-1 (Chinon). -~ NMR-Spektruw: T : 8.40 (8 trans C==CCH3), 8.35 (cis

C=CCH3), 8.27 (trans C =-CCH3), 8.02 (16 CH2, CH3 am Chinon), 6.87 (CH? a m Chinon), 6.08 (2 OCHJ), 4.95 (9 = CH). --- Massenpeuks: C ~ J H ~ ? O ~ (795.2) m/e 2 796 (M -1- 2), 794 (M), 235 (A), 197 (B).

Desniethox,v-ubichinon-8 (2a). - 0.41 5 g der rechromatographierten Fraktionen wurdcn mittels DC-I gereinigt. Der beim RF = 0.69-0.71 erhaltene Ruckstand wurde weiter mittels DC-II getrennt. Die gelbe Zone bei RF = 0.30 ergdb nach der gleichen Aufarbeitung wie bei l a gelbe Blittchen vom Schmp. 42" (aus Athanol). - UV-Muxinirrm ( E i Z i ) : Oxydierte Form 270 (219); reduzierte Form 286 my (51); AE;:; (oxyd.-reduz., 270 mp) 196. ~~ IR-Absorp- tiorien (Film): 1670, 1650, 1610 cm-1 (Chinon). - NMR-Spektruni: r = 6.31 (OCH3), 4.32 (=CH in Chinon). - Mmwtipetrks: C J ~ H ~ ~ O ~ (697.1) m/e 2 698 (M I 2), 696 (M), 205 (A), 167 (B).

Desmetho~~~-rtbic/ii/io/i-Y (2b). - - Die Zone bei RF .- 0.21 dcr DC-I1 I'ur die Abtrennting von 2a ergab nach gleicher Aufarbeitung gelbe Blattchen vom Schmp. 52" (aus Athanol). --

UV-Maxinium (EiZi): Oxydierte Form 270 (199); reduzierte Form 284 my (44); L I E ~ : ~ (oxyd.-reduz., 270 mp) 176. - IR-Absorptionen (KBr): 1670, 1650, 1610 cm- 1 (Chinon). - NMR-Spektrrmi: T = 6.31 (OCH3), 4.32 ( = C H in Chinon). - Mrrss~~npeuks: Cs3H~oOj (765.2) m/e = 766 (M + 2), 764 (M), 205 (A), 167 (B).

u-Epoxy-ubichition-8 (38). - 0.479 g der rechromatographicrten Fraktionen wurden mittels DC-I gereinigt. Der aus der Zone mit RY := 0.55-0.57 erhaltene Ruckstand (32.7 mg) wurde weiter mittels DC-I1 getrennt. Die Zone rnit R F = 0.44 ergab ein orange- farbenes 61. -- UV-Maximum (E!L): Oxydiertc Form 275 (182); reduzierte Form 290 mp (49); AE::i (oxyd.-reduz., 275 mp) 157. - IR-Absorptionerr (Film): 1660, 1650, 1610 cm-1 (Chinon). - NMR-Spekrrrrnr: T = 8.85 ( C - - c ), 8.75 (2 CHIC-O), 7.54 (CH-C). -

\ /I '0' CH3

Mussenpenks: m/e = 744 (M i- 2), 742 (M), 235 (A), 197 (B).

C49H7405 (743.1) Ber. C 79.20 H 10.04 Gcf. C 78.66 H 10.02

I969 Ubichiirone und verwandte Substanzen, X l l l 167

a-~pos?.-rrbic/ti~iorr-9 (3b). - Die Zone mit RF = 0.38 der DC-I1 zur Abtrennung von 3a ergab 21.2 mg orangefarbenes 01. - UV-Maximrrni (I$%): Oxydierte Form 275 (172.5); reduzierte Form 290 my (51); AE:zi (oxyd.-reduz., 275 mp) 146. - ZR-Absorptionen (Film); 1660, 1650, 1610cm-1 (Chinon). - NMR-Spektruni: T = 8 . 8 5 ( c - c 1, 7.54 (CH-C),

8.75 (2 CHzC-0). - Mossenperikst m/e ~~ 812 (M . I 21, 810 ( M ) , 235 (A), 197 (B). \O' \ / I

0 CHJ

CSJH~?OS (81 1.2) Ber. C 79.95 H 10.19 Gef. C 79.98 H 10.21

H~~droc/ii~io,idiacetuf 7 : 30 mg 3 b wurden mit 30 mg Zink-Staub, 0.1 ccm Acetunhydrid und 0.2 ccrn Trilthylamin 20 Min. bei ca. 20" geriihrt, danach in Eis/Wasser gegossen und 3mal rnit 30 ccrn Ather ausgeschiittelt. Die Atherlosung wurde mit 5proz. NaHCOj-Losunfl, dann rnit Wasser gewaschen und nach dem Trocknen uber Na2S04eingedampft. Das zuruck- bleibende 01 (33 mg) wurde an 3 g Florisil (Saule 1 1.: 6 cm) chromatographisch gereinigt. Ausbeute 31 mg (93.4%) farbloses (51. - UV-Maximum: 269 mp. - IR-Absorptionen (Film): 1770, 1200 cm-1 (CH3C02). - NMR-Spekrrum: T = 7.81, 7.78 (2 CH3C02).

Perlt~~drok~~drockinorrdiaceta~ 8: 30 mg 7 in 5 ccrn Dioxan wurden rnit 48 mg Pi02 in 5 ccm Athanol bei Raumtemperatur bis zum Ende der HyAufnahme hydriert. Das nach der iiblichen Aufarbeitung erhaltene 01 (33 mg) wurde an 2g Kiese/saure(Mallinckrodt, IOOmesh, 31; H 2 0 enthaltend,Saule 1 x 4cm) mit Chloroformchromatographiert. Ausbeute26mg(85 %) farbloses 0 1 . - NMR-Spektrum: T = 9.20-9.10 (9 CCH-,), 8.90-8.70 (24 CH?, 8 CH, c-c ), 8.02 (CH3 am aromat. Ring), 7.81, 7.80 (2 CHjC02). 7.60 (CH-C, CH2 am

aromat. Ring), 6.32 (2 OCH3). P-€po.uy-ubichinon-B (4a). - 0.479 g der rechromatographierten Fraktionen wurden

mittels DC-I gereinigt. Der aus der Zone mit RF - 0.47-0.48 erhaltene Ruckstand wurde weiter mittels DC-I1 getrennt. Die gelbe Zone mit RF = 0.45 ergab ein orangefdrbenes 0 1 . - UV-Mnxirnum: 273 mp. - IR-Absorptionen (Film): 1660, 1650, 1610 cm-1 (Chinon). - NMR-Spektruni: T = 8.84 ( c - c ), 8.70 (2 CH2C-, 0)7.56(CH-c). - Mrrssenpcaks:

C49H7405 (743.1) m/e = 744 (M + 2), 742 (M), 235 (A), 197 (B). B-€pux~-itbichirion-9 (4b). - Die Zone rnit RF == 0.37 der DC-11 zur Abtrennung von 4a

ergab ein orangefarbenes 01. - UV-Muximum: 275 mp. - IR-Absorptionen (Film): 1660, 1650, 1610 em-1 (Chinon). - NMR-Spektruni: 7 = 8.88 ( c - c ) , 7.60 (CH-CC), 8.69

(7 CHlC--O).- Mossenpeuks: C54Hs~O5 (811.2) m/e y> 812 (M + 2), 810 (M), 235 (A), 197 (B).

y-Chition 5 . - 0.479g der rechromatographierten Fraktionen wurden mittels DC-I gereinigt. Die Zone rnit RF = 0.43 ergab ein orangefarbenes 0 1 . - UV-Maximum: 274 mp.

&Chinon 6. - 0.475 g der Fraktion 7 (Chromatographie I) wurden mittels DC-I gereinigt. Aus der Zone rnit RF = 0.23 wurde ein hellviolettes 0 1 erhalten. - UV-Maximum: 270 mp.

Perjodat-Abbau von 8: Eine Losung von 19 mg 8 in 3 ccm Dioxan wurde mit 0.1 ccm einer Perjodsuure-Losung, aus 2.29 g HJO4.2Hz0 in 10 ccm Wasser, versetzt und bei Raumtempe- ratur 3 Stdn. stehengelassen. Man gab 10 ccrn Wasser zu und schuttelte 3 ma1 mit 30 ccrn

\O/ \ / I 0 CH3

'O/ \ /I 0 CH3

'0' \ /I 0 CH3

168 H. Morimoto, I. Imada, M. Watanabe und Y. Nakao Bd. 729

Chloroform aus. Die Chloroformlosung wurde mit Wasser gewaschen und i. Vak. ein- gedampft. Das erhaltene hellgelbe i)l (24 mg) wurde an 2 g Kieselsuure (Saule 1 x 9 cm) rnit Chloroform in Fraktion 1 (15 ccm) und in Fraktion 2 (10 ccm) getrennt.

Aldehyd 9 : Fraktion 2 ( I 2 mg) wurde an 2 g Kieselsri’rrre (Saule 1 x 9 cm) rnit 15 ccm Chloroform chromatographiert und ergab 9 als farbloses 0 1 ( I 1 mg). - UV-Maximum: 268 mp. - IR-Absorptionen (Film): 2750,1730 (CHO), 1780, 1200 cm-l (CH3COz). - NMR- Spektrum: T = 7.76-7.50 (CHZ am aromat. Ring, CHzCO), 0.36 (CHO). - Massenpeuks in Tab. 2, S. 162.

Keton 10: Frakrion I (8 mg) wurde an 1 g Kieselsaure (Saule 1 :.’ 4.5 cm) mit I5 ccm n-Hexan, dann 20 ccm Chloroform chromatographiert. Das Chloroformeluat ergab 10 als farbloses 01 (6 mg). - IR-Absorptionen (Film): 1720, 1160 cm-1 (CO). - NMR-Spektrum: t = 8.00 (CH3CO). 7.74 (COCH2). - Massenpeaks in Tab. 3, S. 163. 2-Methyl-3-phytyl-naphrhohydrochinon-(I.4)-dincetar (11). - 2.024 g Vitamin K1 wurden

in 20 ccm Acetanhydrid suspendiert, mit 2.2 g Zink-Staub und 1.25 ccrn Pyridin 10 Min. unter Eiskiihlung, dann 30 Min. bei Raumtemperatur geruhrt. Nach Zusatz von 25 ccm Essigsaure wurde 10 Min. gekocht und filtriert. Der Ruckstand wurde 2mal rnit 5 ccrn heiRcr Essigsaure, dann mit 50 ccm heiBem Wasser gewaschen. Aus den vereinigten Filtraten schied sich beim Abkiihlen ein 0 1 aus, das 2mal mit 100 ccm Ather ausgeschuttelt wurde. Die b;therlosung wurde mit 2 n HCI, 2 n NazCO3 und Wasser gewaschen, iiber Na2S04 getrocknet, i. Vak. eingedampft und ergab 2.592 g rohes 11 als hellgelbes 0 1 .

2- Merhyl-3-[2.3-epoxy-3. 7.1 I . 15-ieirat~1etl1yl-Aex~rlecy11-napAthohydrochinot1-(1.4)-diacerat (12). - 1 g 11 wurde mit einer Losung von 257 mg Perbenzuesiirire in 5 ccm Chloro- form versetzt, irn Eisschrank 15 Stdn. stehengelassen, mit einer gesatt. waBr. Losung von 400 mg NaHC03 versetzt und 3mal mit 5 ccm Wasser gewaschen, uber Na2S04 getrock- net und i. Vak. eingedampft. Aus dem erhaltenen hellgelben 0 1 (1.08 g) wurden an 30 g Kieselsuure (Saule 2 x 17cm) mit Chloroform 150ccm (Fraktion 1) bzw. 200ccm (Fraktion 2) eluiert. Aus Fraktion 1 erhielt man 43 mg 11 zuriick. Das aus Frak- tion 2 erhaltene 01 (827 mg) ergab nach Umkristallisation aus Methanol 603 mg 12 als farb- lose Nadeln vom Schmp. 45-49”. - UV-Maxinirrm (Ei&): 287 (104). 278 mp (99). - IR-Absorptionen (Film): 1770, 1200, I170 cm-1 (CH3COp). ~ NMR-Spekrritm: T = 9.16 (4 CCH3), 8.81 (9 CHz), 8.71 ( c - c 1. 8.50 (3 CH), 7.76 (CH3 am aromat. Ring), 7.1 -7.4

(CH- c ) . - Massenpeaks: m/e = 5 5 2 (M), 327 (Diacetyl-C), 285 (Monoacetyl-C), 267 (Ace-

tyl-A), 258 (Monoacetyl-D), 243 (C), 229 (Monoacetyl-B), 225 (A), 216 (D), 187 (B).

\ / I 0 CH3

‘0’

C35H5205 (552.8) Ber. C 76.04 H 9.48 Gef. C 75.91 H 9.18

Perjodat-Ahbait von 12: Eine Losung von 20 mg 12 in 3 ccm Dioxan wurde mit einer gesatt. waBr. Losung von 82.5 mg HJ04 .2H20 versetzt und bei Raumtemperatur 23 Stdn. stehengelassen. Man gab 10 ccm Wasser zu und extrahierte die dabei ausgeschiedenen Nieder- schlage 3mal rnit 30 ccm Ather. Die Atherlosung wurde rnit Wasser gewaschen, uber NazS04 getrocknet und i. Vak. eingedampft. Aus dern erhaltenen hellgelben 01 (20 mg) wurden an 3 g Kieselsuure (Saule 1.5 :.’ 6 cm) mit Chloroform Fraktion 1 (ZOccm), Fraktion 2 ( 5 ccm) und Fraktion 3 (20 ccrn) gewonnen.

I969 Ubichinone und verwandte Substanzen, XI11 169

[1.4-Di~cetoxy-2-methyl-naphihyl-(3)]-acetaldehyd (13). - Das aus Fraktion 2 erhaltene 01 (10 mg) ergab nach Urnkristallisation aus Methanol farblose Nadeln vom Schmp. 118 bis 121". - UV-Maximum (E;Z): 287 (199), 278 mp (188). - IR-Absorptionen (KBr): 2750, 1720 (CHO), 1760, 1200, 1170 cm-1 (CH3COr). - NMR-Spekrrum (CDC13): T = 7.80 (= CH3 am aromat. Ring), 7.59, 7.57 (2 CH~COZ) , 6.36 (CH2 am aromat. Ring), 0.44 (CHO). - Massenpeaks: C17H1605 (300.3) m/e = 300 (M), 258 (M-CH3CO 4- l), 216

6.10.14-Trimethyl-peniadecanon-(2) (14). - Fraktion I ergab 5 rng 0 1 . - IR-Absorpiionen (Film): 1720, 1160 cm-1 (CO). - NMR-Spektrum: 7 = 9.13 (4 CCH3), 8.85-8.40 (8 CHz, 3 CH), 7.99 (CHJCO), 7.72 (COCH2). - Massenpeaks: C18H360 (268.5) rn/e = 268 (M), 253

IM-2CH3CO + 2).

(M-CH3), 250 (M-HzO), 225 (M-CH3CO), 210 (M-CH3COCH3).

Aufarbeitung von Henmuskeln des WaNschs

lsolierung des Lipoid-Anteils: 40 kg Herrmuskeln des Walfischs (Balaenopiera), die nach dem Fang ca. 6 Monate eingefroren aufbewahrt worden waren, wurden gehackt und 6mal rnit 80 I Athanol 1 Stde. bei 60" extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden i. Vak. auf 5 5 I ein- geengt. Die dabei ausgeschiedenen Niederschlage (1.8 kg) wurden nach Zentrifugieren als braune Paste erhalten. Diese wurde in 2.3 I Methanol gelost und 3mal mit 1.5 I n-Hexan aus- geschiittelt. Die Hexanlosung ergab nach Eindampfen i. Vak. einen Riickstand (650 9). Davon wurden 150 g (Gehalt an l c : 372 mg) in 150 ccm Methanol gelost und mit 150 ccm l5proz. methanol. Schwefelsaure 1 Stde. unter N? gekocht. Anschlieflend wurde 4mal rnit 200 ccrn n-Hexan ausgeschiittelt. Die vereinigte Hexanlosung wurde 2mal rnit 500 ccm 90proz. Methanol, d a m mit 300 ccrn Wasser gewaschen und iiber Na2S04 getrocknet.

Chromatographie III : Die Hexanlosung (Gehalt an 1 c: 366 mg) wurde an 250 g Florisil (Saule 5 . 5 i: 16 cm) chromatographiert:

Fraktion FlieBmittel VOl. Gewicht Bestandteile

1 n-Hexan 350 ccm 5 .5 g Fettsauremethylester 2 n-Hexan 300 57.0 Fettsauremethylester 3 n-Hexan 100 I .o Fettsaurernethylester 4 Benzol 1400 14.1 Chinone, Cholesterin 5 Benzol/Methanol (1 : I ) 500 14.5

Chromafographie IV: 14.0 g der Fraktion 4 in 140 ccm Athanol wurden 16 Stdn. bei -5" aufbewahrt und das dabei ausgeschiedene Cholesferirr (ca. 5 g) abgenutscht. Der aus der Mutterlauge erhaltene Ruckstand (9 g; Gehalt an l c : 300 mg) wurde in 10 ccm n-Hexan gelost und an 36 g Kieselsaure (50-100 mesh, Saule 2 :< 44 cm) chromatographiert:

Fraktion FlieBmittel Vol. Gewicht Bestandteile

1 n-Hexan 0.6 1 1.4 g Fettsauremethylester 2 n-Hexan 3 n-Hexan

1.2 5.2 i,:) lc, 3c, 4c, 15, 16

4 n-Hexan/Chloroform (8 : 2) 0.4 Cholesterin 5 Benzol 0.4 1

170 H. Muririro/u, I . Iiiicitlu, M . W i r i u r r t r h i ~ und Y. Nirhuo Bd. 729

Cliolcsteriri. - Das aus dcr Fraktion 4 (Chromatographic I l l ) erhaltcnc Rohprodukt crgab nach Zmaligeni Unikristallisicren aus Athanol 4.2 g farblosc Tafeln vom Schmp. 148". -

27), 9.12 (CH3-21). 9.03 (CH3-19), 6.72 (CH-3), 4.86 (CH-6). -- Mosseripeahs: m/e -: 386 [r]L2 = -38" (CHC13, c - 0.2). ~ NMR-Spek/r / /nr: 7 =~~ 9.35 (CH3-18), 9.15 (CH3-26,

(M), 371 ( M --CHj) , 368 ( M -- HrO), 353 ( M ~ - C H j ~ HzO), 301 ( M 255 (M - - C ~ I i l 7 - H ~ O ) , 213 (M-CsH17-Hz0-42).

CsH I)), 273 (M --CsH17),

Cz7Hlh0 (386.6) Bcr. C 83.87 H 11.99 Cicl. C X3.76 H 11.X2

Uhic/iiriu/r-fU (lc). - Die Fraktionen 2 und 3 (3.6 g B U S Chromatographie I V ) wurden i n 5 ccm n-Hexan gelost und diirch DC-I gctrennt. Die Zone rnit Ic wurde 3mal mit 10 ccm Athanol ausgeschuttelt. Die Athanollosung hinterliel3 beim Eindampfcn rohes 1 c, das nach Umkristallisation aus 1 1 ccm Athanol bei ~ lo' gelbe Tafelii vom Schnip. 47.5 - 48.5'' ergab. Ausbcutc 256 mg. -- UV-Moxinririii (E;&): Oxydierte Form 275 (160); reduzicrte Form 290 nip (42.6). ~ IR-Absorpfiuire/~ (KBr): 1660, 1650, 1610 ern 1 (Chinon). - NMR-SpeX- ~ T N M : T = 8.40 (9 / rum C =CCH3), 8.35 ( c i s C---CCH3), 8.27 (trans C - Y C C H ~ ) , 8.02 (18 C H l , CH, a m Chinon), 6.87 (CH2 a m Chinon), 6.08 (2 OCH3), 4.95 (10 .:~ CH). -- Mfisserr- peohs: m/e ~ 864 ( M -1 2), 862 ( M ) , 235 (A), 197 (B).

C S ~ H ~ , , O ~ (863.3) Ber. C 82.08 II 10.51 Gcf. C 82.05 H 10.42

,I 2

ri-Epu.\-?.-irhic/iino/r-l0 (3c) . - Die unterhalb 1 c liegcnden Zonen der beschriebenen DC-I wurden vereinigt und rnit 100 ccm Athanol ausgcschiittelt. Der Eindampfriickstand (200 mg) wurde nach DC-I auf 4 Kieselgel-Platten in die Zonen mit RF -: 0.61,0.50,0.44,0.40 getrennt. Die Zone rnit Rr - 0.61 ergab orangefdrbenes 0 1 . Dieses wurde in I ccm n-Hexan gelost und dunnschichtchromatographisch mit Petroliither/Athcr (6 : 4) gereinigt. Ausbeute 15 nig. - UV-Mowiriium (E!Zi ) : Oxydierte Form 275 (160): reduzierte Form 290 mjL (45); A E ; z (oxyd.-reduz., 275 mp) 137. -- IR-Ahsurp/ioirc~n (Film): 1660, 1650, 1610 cm-* (Chinon). --

NMR-Spc/ i /r /rr i~: T -= 8.82 (c--c ). 8.75 ( 2 CH2C -O), 7.50 (CH--C). -- Mnssenpeoks: 'o':H3 '0'

C ~ ~ H ~ : ) O Z , (879.3) iiijc -: 880 ( M 4 2 ) . 87X ( M ) , 235 (A), 197 (B).

p-Epus~~-irhic/ii/rori-/U (4c). - - Die Zone rnit KV 0.50 der DC-I a i r Abtrennung voii 3c ergab 2 mg orangefarbenes 0 1 . - UV-Moxi twrn: Oxydierte Form 275 mp. - IR-Absorp- tiorw/i (Film): 1660, 1650, 1610 em- I (Chinon). ~ - - - NMR-Spehtruni: T 1 8.85 oder 8.82 (C-C ), 7.50 (CH-C). - Mossrripcwks: C5~,HOl105 (879.3) m/e : 880 (M -1- 2), 878

(M) , 235 ( A ) , 197 (R ) . '0' \ / I

0 CH3

E-Chinon 15. - Aua dcr L o w niit RIO

<-Chinon 16. - Aus der Zone mit R P -5 0.40. Ausbeute 16 mg orangefarbcnes 0 1 .

0.44. Ausbcutc X mg orangcfarbenes 01.

[ 109/6!1]