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Verfahren zur Herstellung von Testosteronderivaten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer und therapeutisch wertvoller Derivate des Testosterons der allgemeinen Formel
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worin R ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe bedeutet. Die genannten Derivate sind somit das Chloralhalbacetal des Testosterons und dessen Ester. Es wurde festgestellt, dass diese Verbindungen in wässerigen Suspensionen eine androgene und anabole Wirkung ausüben, die wesentlich stärker ist als die des Propionsäure- und des Isobuttersäureesters des Testosterons.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird Testosteron mit Chloral oder Chloralhydrat umgesetzt, worauf man gegebenenfalls das gebildete Chloralhalbacetal des Testosterons mit einem reaktionsfähigen Derivat einer aliphatischen, aromatischen, heterocyclischen oder alicyclischen Carbonsäure umsetzt, deren Acylrest der Säure entspricht, mit der das Halbacetal verestert werden soll, und den Ester des Chloralhalbacetals des Testosterons isoliert. Unter den Reaktionsbedingungen reagieren Chloral und Chloralhydrat in gleicher Weise.
Das Chloralhalbacetal des Testosterons ist sehr schwer löslich in Wasser ; in Berührung mit Wasser zerfällt es in Testosteron und Chloral. Aus diesem Grunde eignen sich wässerige Suspensionen des Chloralhalbacetals des Testosterons nicht zum Verkauf als pharmazeutische Präparate. Wünscht man derartige Suspensionen für therapeutische Zwecke zu verwenden, so sollten diese vorzugsweise unmittelbar vor der Applikation hergestellt werden. Die Ester des Halbacetals sind ebenfalls sehr schwer löslich in Wasser, jedoch in Berührung mit Wasser stabil. Sie zeigen eine stärker verlängerte pharmakologische Wirkung der angegebenen Art als die Ester des Testosterons selbst. So zeigt beispielsweise in wässerigen Suspensionen das Acetat des Chlorhalbacetals des Testosterons eine stärker verlängerte androgene Wirkung als der Testosteronisobuttersäureester.
Die Anfangswirkungen sowie die verlängerten Wirkungen des Acetats des Propionats und des Isobuttersäureesters des Chloralhalbacetals nehmen in der genannten Reihenfolge ab.
Die Aktivitätsunterschiede zwischen dem Chloralhalbacetal des Testosterons und dem Testosteronpropionsäureester wurden nach Versuchen bestimmt, welche der von Eisenberg und Gordan in Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, Vol. 99 [1950], S. 38, beschriebenen Methode entspre- chen. Die Versuchstiere, kastrierte männliche Ratten, erhielten täglich acht Tage lang hintereinander eine subcutane Injektion einer wässerigen Suspension, die verschiedene Mengen der einen oder der andern der beiden zu prüfenden Verbindungen enthielt, worauf das Gewicht des M. levator ani sowie das der
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Prostata plus der vesiculae seminalis bestimmt und mit dem Gewicht der gleichen Teile von Kontrolltieren verglichen wurde.
Das Ergebnis der Versuche ist in der folgenden Tabelle angegeben, in der die Buchstaben in den Kolonnen A - E folgende Bedeutung besitzen : A Die Menge der beiden Verbindungen in mg täglich injiziert je kg Körpergewicht des Versuchstieres B Unterschied in mg zwischen dem Durchschnittsgewicht des M. levator ani von 10 Versuchstieren nach
Verabreichung von Testosteronpropionsäureester und dem Gewicht dieses Muskels von 10 Kontrolltie- ren C Unterschied wie in B nach Verabreichung von Chloralhalbacetal des Testosterons D Unterschied in mg zwischen dem Durchschnittsgewicht der Prostata plus vesiculae seminalis von
10 Versuchstieren nach Verabreichung von Testosteronpropionsäureester und dem Gewicht dieser Tei- le von 10 Kontrolltieren E Unterschied wie in D nach Verabreichung von Chloralhalbacetal des Testosterons.
Tabelle 1
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<tb>
<tb> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D <SEP> E
<tb> 20 <SEP> 21 <SEP> 37 <SEP> 113 <SEP> 231
<tb> 10 <SEP> 12 <SEP> 36 <SEP> 58 <SEP> 210
<tb> 5 <SEP> 10 <SEP> 24 <SEP> 33 <SEP> 110
<tb> 2, <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> - <SEP> 86 <SEP>
<tb> 1, <SEP> 25-3-33
<tb>
Androgen wirkende Steroidverbindungen werden vorzugsweise durch intramuskuläre Injektionen wässeriger Suspensionen der kristallinen Steroidverbindungen verabfolgt. Hiebei können verlängerte physiologische Wirkungen erhalten werden. Das Ausmass der Verlängerung hängt von der Kristallgrösse ab. Bei den im Handel erhältlichen wässerigen Suspensionen von kristallinem Testosteronisobuttersäureester sichert eine Teilchengrösse von 100 11 eine geeignete Anfangs-, Maximum-und verlängerte Wirkung.
Es wurde festgestellt, dass wässerige Suspensionen der Ester des Chloralhalbacetals des Testosterons, deren Teilchengrösse etwa 10 fl beträgt, neben einer befriedigenden. Anfangs- und Maximumwirkung eine stärker verlängerte Wirkung hervorrufen, als sie mit wässerigen Suspensionen von kristallinem Testosteronisobuttersäureester mit einer Teilchengrösse von 100 Mikron erhalten werden kann. Diese Überle- genheit der genannten Ester wurde durch Vergleichsversuche sichergestellt, bei denen die von Kupperman et al. in Acta Endocrinologica, Vol. 16 [1954], S. 109, beschriebene Methode angewendet wurde.
Bei dieser Methode ist die wachstumsfördernde Wirkung auf die akzessorischen DrUsen des Genitaltraktes von kastrierten männlichen Ratten ein Mass ftir die androgene Aktivität. Die Ratten wurden in Gruppen zu 10 Tieren eingeteilt und jedes Tier erhielt eine einzige Injektion von 2,0 mg Testosteronisobuttersäureester oder Acetat des Chloralhalbacetals des Testosterons, wobei beide Substanzen in Form wässeriger kristalliner Suspensionen vorlagen, in denen die Teilchengrösse 100 p bzw. 10 il betrug. Die Tiere wurden nach 4, 7,14 und 21 Tagen nach der injektion geopfert und das Gesamtgewicht der Prostata und der vesiculae seminalis als Durchschnittsgewicht der DrUsen aus jeder Gruppe von 10 Tieren bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
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<tb>
<tb> Gewicht <SEP> der <SEP> Prostata <SEP> + <SEP> vesiculae
<tb> seminalis <SEP> in <SEP> mg
<tb> Tage <SEP> 4 <SEP> 7 <SEP> 14 <SEP> 21
<tb> Testosteronisobuttersäureester <SEP> 90,3 <SEP> 131,9 <SEP> 229, <SEP> 1 <SEP> 87, <SEP> 9
<tb> Acetat <SEP> des <SEP> Chloralhalbacetals
<tb> des <SEP> Testosterons <SEP> 120, <SEP> 2 <SEP> 231,9 <SEP> 325,6 <SEP> 207,7
<tb> Kontrollversuch <SEP> 30, <SEP> 4 <SEP> 39,4
<tb>
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Bei Verwendung einer kleineren Teilchengrösse passieren die Suspensionen leichter die Kanüle und der Schmerz an der Injektionsstelle wird derartig vermindert, dass es möglich ist, den Zusatz eines Lokalanästhetikums zur Suspension wegzulassen.
Beispiel1 :ChloralhalbacetaldesTestosterons:
2,9 g Testosteron werden bei Zimmertemperatur mit einer Lösung von 1, 7 g wasserfreiem Chloral in 10 ml wasserfreiem Benzol vermischt. Durch Schütteln der Mischung wurde nach einigen Minuten eine klare Lösung erhalten und nach einigen weiteren Minuten erfolgte Kristallisation. Die Kristalle wurden abfiltriert, mit Benzol gewaschen und bei Zimmertemperatur getrocknet.
Ausbeute : 2,5 g ; Fp 194 bis 1960C. Nach Umkristallisation aus Äthylacetat schmolz das Chloralhalbacetal des Testosterons bei 200
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<tb>
<tb> e <SEP> = <SEP> 16300, <SEP> inBer. <SEP> : <SEP> C <SEP> 57, <SEP> 87% <SEP> ; <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 71% <SEP> ; <SEP> Cl <SEP> 24, <SEP> 41% <SEP> ; <SEP>
<tb> Gef. <SEP> : <SEP> C <SEP> 57, <SEP> 62ja, <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 70% <SEP> ; <SEP> Cl <SEP> 24, <SEP> 61%. <SEP>
<tb>
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2,9 g Testosteron wurden mit 1, 4 g wasserfreiem Äthanol, 10 ml wasserfreiem Benzol, 25 mg p-Toluolsulfonsäure und 4,5 g wasserfreiem Chloral vermischt, die Mischung zwei Stunden am Rückfluss gekocht und anschliessend auf Zimmertemperatur abgekühlt.
Hierauf wurden 5 ml einer 5% eigen wässerigen Kalilauge und 50 ml Benzol zugegeben und die wässerige Phase von der organischen Phase abgetrennt. Die organische Phase wurde dreimal mit Wasser gewaschen. Hiebei schieden sich 300 mg einer festen Substanz ab. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet und anschliessend auf einem Wasserbad unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der trockene kristalline Rückstand wurde mit Äthylacetat angerieben, die Mischung abfiltriert und der Filterrückstand bei Zimmertemperatur getrocknet. Ausbeute 1, 8 g Chloralhalbacetal des Testosterons vom Fp 189-190 C.
Beispiel 3 : 4,8 g Testosteron in 18 ml Chloroform wurden mit einer Lösung von 4,0 g Chloralhydrat und 120 mg Benzoylperoxyd in 13 ml Chloroform vermischt. Die Lösung wurde zwei Stunden am Rückfluss gekocht und anschliessend auf Zimmertemperatur abgekühlt. Hierauf wurde die Lösung dreimal mit verdünnter Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und auf einem Wasserbad unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der kristalline Rückstand wurde mit Äther angerieben und die Kristalle abfiltriert und bei Zimmertemperatur getrocknet. Ausbeute 1, 9 g Chloralhalbacetal des Testosterons, Fp 190-1930C.
Beispiel 4 : 4,8 g Testosteron in 18 ml Chloroform wurden mit einer Lösung von 3, 6 g wasserfreiem Chloral und 130 ml Benzoylperoxyd in 12 ml Chloroform vermischt, die Mischung zwei Stunden lang am Rückfluss gekocht und anschliessend auf Zimmertemperatur abgekühlt. Hierauf wurde die Lösung dreimal mit verdünnter wässeriger Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und auf dem Wasserbad unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der kristalline Rückstand wurde mit Äther angerieben, die Kristalle abfiltriert und bei Zimmertemperatur getrocknet. Ausbeute 2,6 g Chloralhalbacetal des Testosterons, Fp 192-1940C.
Beispiel 5 : Acetat des Chloralhalbacetals des Testosterons : 3, 0 g Chloralhalbacetal des Testosterons wurden in einer Mischung von 10 ml Essigsäureanhydrid und 10 ml Pyridin aufgelöst. Nach 16 Stunden Stehen bei Zimmertemperatur wurde die Lösung auf einem Wasserbad unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wurde mit Äther angerieben, die Kristalle abfiltriert, mit Äther gewaschen und getrocknet. Ausbeute 2,9 g, Fp 191-192 C. Nach Umkristallisation aus Äthylacetat stieg der Fp auf 192-1930C. Im UV-Spektrum trat ein Maximum
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<tb>
<tb> u, <SEP> e <SEP> Ber. <SEP> : <SEP> C <SEP> 57, <SEP> 810/0 <SEP> ; <SEP> H <SEP> 6,54%; <SEP> Cl <SEP> 22,26%;
<tb> Gef. <SEP> : <SEP> C <SEP> 57, <SEP> 69% <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 61% <SEP> ; <SEP> Cl <SEP> 22, <SEP> 46%. <SEP>
<tb>
Beispiel 6 : Propionsäureester des Chloralhalbacetals des Testosterons :
3,0 g Chloralhalbacetal des Testosterons wurden in einer Mischung von 10 ml Propionsäureanhydrid und 10 ml Pyridin gelöst. Nach dem Stehenlassen bei Zimmertemperatur für 16 Stunden wurde die Lösung auf einem Wasserbad unter vermindertem Druck eingedampft. Es hinterblieb ein öliges Produkt, das nach einiger Zeit kristallisierte. Nach Zugabe von Petroläther wurden die Kristalle abfiltriert und getrockner. Ausbeute 1, 9 g. Fp 150-1510C. Fp nach Umkristallisation aus Methanol 151-1520C.
Das
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<tb>
<tb> 240 <SEP> mjBer. <SEP> : <SEP> C <SEP> 58, <SEP> 60%; <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 76% <SEP> ; <SEP> Cl <SEP> 21, <SEP> 63% <SEP> ; <SEP>
<tb> Gef. <SEP> : <SEP> C <SEP> 58. <SEP> 55go; <SEP> H <SEP> 6, <SEP> 74% <SEP> ; <SEP> C121, <SEP> 59%. <SEP>
<tb>
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10 ml Pyridin gelöst, wurden 16 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen und anschliessend, wie in Beispiel 6 beschrieben, aufgearbeitet. Ausbeute 1, 8 g, Fp 126-127C. Nach Umkristallisation aus Methanol stieg der Fp auf 127-128 C. Im UV-Spektrum trat ein Maximum bei 242 mJ1, E = 17200, in Äthanol auf.
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<tb>
<tb>
Ber. <SEP> : <SEP> C <SEP> 59, <SEP> 35%; <SEP> H <SEP> 6,97%; <SEP> Cl <SEP> 21, <SEP> 03%;
<tb> Gef. <SEP> : <SEP> C59, <SEP> 41 <SEP> ; <SEP> H <SEP> 7, <SEP> 21% <SEP> ; <SEP> C121, <SEP> 03%. <SEP>
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Beispiel 8 : Formiat des Chloralhalbacetals des Testosterons :
2, 8 ml Ameisensäure wurden mit 7,5 ml Essigsäureanhydrid vermischt und das Gemisch 24 Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen. Hierauf wurde eine Lösung von 3,0 g Testosteronchloralhalbacetal in 15 ml wasserfreiem Pyridin zugegeben, die Mischung fünf Stunden bei Zimmertemperatur stehengelassen und anschliessend auf einem Dampfbad unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der feste Rückstand wurde mit Äther angerieben, die Kristalle abfiltriert, mit Äther gewaschen und getrocknet. Ausbeute 2,7 g, Fp 232 - 2340C Zersetzung. Nach Umkristallisation aus Aceton stieg der Schmelzpunkt auf 239-2410C.