AT224822B - Verfahren zur Herstellung von neuen, in 16-Stellung durch mindestens eine Alkylgruppe substituierten 3α, 17α-Dihydroxy-11, 20-pregnandionen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von neuen, in 16-Stellung durch mindestens eine Alkylgruppe substituierten   3a, 17 < y-Dihydroxy-l1, 20-pregnandionen    
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Verfahren- 21-acetatverbindungen überführen, die eine äusserst starke entzündungshemmende Aktivität besitzen und besonders wirksam für die Behandlung von Arthritis und damit verwandten Krankheiten sind, da sie zur Entfaltung ihrer cortisonartigen Wirkung nur in äusserst geringen Dosierungen verabfolgt zu werden brauchen, wodurch unerwünschte Nebenwirkungen auf ein Minimum herabgesetzt werden. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren bietet eine einfache Möglichkeit zur Einführung einer Hydroxygruppe in die 17-Stellung von sterisch gehinderten Steroiden, wie   16a-Alkylsteroiden   oder 16ss-Alkylsteroiden, bei denen die noramlen Methoden zur Einführung dieser Gruppe infolge der sterischen Hinderung versagen. 



   Zur Herstellung von   16&alpha;-Alkyl-3&alpha;,17&alpha;-dihydroxy-11,20-pregnandion   oder 168-Alkyl-3a, 17a-di-   hydroxy-ll, 20-pregnandion   verwendet man als Ausgangsstoff ein   16a-Alkyl-ll, 20-pregnandion,   bei welchem sich in der 3-Stellung eine Acyloxy- oder Hydroxygruppe befindet bzw. ein   16B-Alkyl-ll,     20-     - pregnandion,   bei welchem sich in der 3-Stellung eine Acyloxy- oder Hydroxygruppe befindet. Diese 
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 worin R die obige Bedeutung hat. 



   Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren gewonnene 16a-Alkyl-3a, 17a-dihydroxy-ll, 20-pregnandion oder   16ss-Alkyl-3&alpha;,17&alpha;-dihydroxy-11,20-pregnandion lässt   sich leicht in 16a-Alkyl-17a, 21-dihydroxy-1,4-pregnadien-3,11,20-trion bzw.   16ss-Alkyl-17&alpha;,21-dihydroxy-1,4-pregnadien-3,11,   20-trion überführen, und diese Verbindungen besitzen eine gesteigerte antiarthritische Aktivität.

   Zu diesem Zweck setzt man   16&alpha;-Alkyl-3&alpha;,17&alpha;-dihydroxy-11,20-pregnandion   mit Brom in Chloroform zu 16a-Alkyl- - 21-brom-3a, 17a-dihydroxy-ll, 20-pregnandion um und führt dieses durch Reaktion mit Natriumjodid in Aceton in   16&alpha;-alkyl-3&alpha;,17&alpha;-dihydroxy-21-jod-11,20-pregnandion über,   welches nicht isoliert zu werden braucht, sondern unmittelbar durch Umsetzung mit wasserfreiem Kaliumacetat in 16a-Alkyl- 
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 Nocardia blackwellii (American Type Culture Collection 6846) in   16a-Alkyl-17a-hydroxy-l, 4-pregna-   dien-3, 11, 20-trion   übergeführt.   



   Das folgende Beispiel soll die Erfindung   erläutern,   jedoch ihren Umfang nicht einschränken. 



     Beispiel :   3,18 g Natrium wurden tropfenweise mit 35   cn ? Metnanol   versetzt, wobei sich Wasserstoff entwickelte. Nach Zusatz des gesamten Methanols war alles Natrium in Lösung gegangen. Diese Lösung wurde mit 100 cm3 Toluol versetzt und das Methanol unter Verwendung einer Destillierkolonne abdestilliert, um das Übergehen von Toluol in das Destillat zu verhindern. Sobald der Siedepunkt des Toluols (110 C) erreicht war, wurde das Reaktionsgemisch auf   25 C   gekühlt. Das Reaktionsgemisch wurde dann mit 24, 2 g Diäthyloxalat versetzt und erforderlichenfalls gekühlt, um die Temperatur im Bereich von 20 bis   250C zu   halten. Dann wurden unter Rühren 10 g fein gepulvertes, nach der nachstehenden Vorschrift hergestelltes 3a-Acetoxy-16a-methyl-ll, 20-pregnandion zugesetzt.

   Das gesamte Gemisch wurde 18 h gerührt, wobei eineklare gelbe Lösung entstand, die   3&alpha;-Acetoxy-16&alpha;-methyl-11,20-dioxo-21-pre-     gnanglyoxyls äureäthylester   enthielt. 
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 Rückstand mit Petroläther gewaschen und getrocknet. 



   Um den   3&alpha;-Acetoxy-16&alpha;-methyl-11,20-dioxo-21-pregnangloxylsäurcäthylester zu hydrolysieren,   wurde der feste Stoff in 70 cm3 Methanol aufgeschlämmt und die Aufschlämmung langsam im Verlaufe von 20 min mit 280 cm3 0,5n-Natronlauge versetzt. Das Gemisch wurde 5 min bei   25 C gerührt. Hierauf   hatte sich eine trübe Mischung gebildet. Das trübe Reaktionsgemisch wurde mit 9 g Diatomeenerde versetzt und dann durch eine Schicht von Diatomeenerde filtriert. Das Filtrat wurde unter Rühren langsam mit 
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   Eine Aufschlämmung von 1, 0 g   3&alpha;-Hydroxy-16&alpha;-methyl-11,20-dioxo-21-pregnanglyoxylsäure   in 10 cm3 Essigsäureanhydrid wurde mit 30 mg 2, 4-Dinitrobenzolsulfonsäure versetzt. Nach etwa 15 min   war der feste Stoff vollständig in Lösung gegangen. Die Lösung wurde 2,5 h bei 25 C gerührt und dann im Vakuum auf dem Wasserbad bei 500C zu einem dicken Sirup eingeengt. Der Sirup wurde in 25 cm3   Benzol gelöst und zweimal mit je 10   cm3     2,   5n-Natronlauge und 10 cm3 Wasser gewaschen.

   Nach dem Trocknen der Benzollösung über Magnesiumsulfat wurde das Reaktionsgemisch im Vakuum zu 1, 2 g eines   amorphen festen Stoffes eingedampft, der ein Isomerengemisch von 3&alpha;,23-Diacetoxy-16&alpha;-methyl- -21-normethyl-11-oxo-17(20),22-choladien-24(20)¯-lacton war; #max (in Acetonitril) 2970, E 432.   
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In ähnlicher Weise kann   3&alpha;-Hydroxy-16ss-methyl-11,20-dioxo-21-pregnanglyoxylsäure   mit Essigsäureanhydrid in Gegenwart einer starken Säure als Katalysator zu einem Isomerengemisch von 3a, 23-Diacetoxy-16ss-methyl-21-normethyl-11-oxo-17 (20),   22-choladien-24 (20)-lacton   umgesetzt werden. 



   8, 5 g eines Isomerengemisches von   3&alpha;,23-Diacetoxy-16&alpha;-methyl-21-normethyl-11-oxo-17(20),22-     - choladien-24 (20)-lacton   wurden zu 110 cm3 einer Lösung von Perbenzoesäure in Benzol zugesetzt und 140 h bei   250C   stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf   150C   gekühlt und mit 50 cm3 Wasser gewaschen. Schliesslich wurde die überschüssige Säure durch dreimaliges Extrahieren mit je 50   cm3   10%iger Natrinmbicarbonatlösung und anschliessendes zweimaliges Waschen mit je 50 cm3 Wasser entfernt. 



  Die wässerige Schicht wurde zweimal mit je 25 cm3 Benzol ausgewaschen, und die vereinigten organischen Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und im Vakuum zu einem öligen Rückstand eingeengt. Dieser Rückstand kristallisierte leicht. Die Ausbeute war quantitativ. Zur Trennung von dem Benzoesäureäthylester wurde der kristalline Rückstand mit 160   cm3     Petroläther   am Rückfluss erhitzt und 
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    3a, 23-Diacetoxy-17 (20)-epoxydo-16a-acetoxy-17(20)-epoxydo-16&alpha;-methyl-21-normethyl-11-oxo-22-cholen-24(20)-lactons in   20 cm3 Äthanol suspendiert, und dieses Gemisch wurde tropfenweise unter Rühren mit 28 cm3 ln-Natronlauge versetzt. Die Reaktion verläuft exotherm, und das Gemisch muss gekühlt werden, um die Temperatur im Bereich von 25 bis   30 C   zu halten.

   Die Dauer des Zusatzes betrug 30 min, wobei der gesamte Feststoff in Lösung ging. Hierauf wurden weitere 100 cm3 In-Natronlauge zugesetzt, und die ganze Lösung wurde 18 h bei   250e gerührt.   Nach 2 h   schieden sich Kristalle von 3&alpha;,17&alpha;-Dihydroxy-16#-methyl-11,20-pregnandion   ab. Das Reaktionsgemisch wurde mit 2, 5n-Salzsäure angesäuert und dreimal mit je 50 cm3 Äthylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung gewaschen, um die überschüssige Säure zu entfernen. Nach dem Waschen mit Wasser wurde die Äthylacetatschicht über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, filtriert und auf   5 - 6 cm3 eingeengt,   bis Kristallisation erfolgte. Die Lösung wurde gekühlt, filtriert und der Filterrückstand mit kaltem Äthylacetat gewaschen.

   Nach dem 
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 Produktausbeute betrug also 71,   3%.   



   Analyse :   fülCHO   berechnet : C =   73, 90% ;   H =   9, 20% ;   gefunden : C = 73,27%; H =   9, 450/0.   



   In der gleichen Weise lässt sich ein Isomerengemisch von 3a,   23-Diacetoxy-17 (20)-epoxydo-16ss-me-   thyl-21 normethyl-11-oxo-22-cholen-24(20)-lacton zu   3&alpha;,17&alpha;-Dihydroxy-16ss-methyl-11,20-pregnan-   dion hydrolysieren. 

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   Das als Ausgangsstoff in dem obigen Beispiel verwendete   3&alpha;-Acetoxy-16&alpha;-methyl-11,20-pregnandion   wird aus dem bekannten   3a-Acetoxy-16-pregnen-ll,   20-dion nach dem folgenden Verfahren hergestellt :
Eine Lösung von 10,22 g Methyljodid in 50 cm2 Äther wird zu 1, 73 g Magnesium in 50 cm3 Äther zuzugesetzt. Die so erhaltene Ätherlösung von Methylmagnesiumjodid wird unter Stickstoff mit 0,045 g wasserfreiem Cuprochlorid versetzt. Zu diesem Gemisch gibt man im Verlaufe von etwa 1 h unter starkem Rühren eine Lösung von 5,6   g 3&alpha;-Acetoxy-16-pregnen-11,20-dion in 175 cm3   Äther, wobei das Reaktionsgemisch ungefähr auf Raumtemperatur gehalten wird. Während des Zuschatzes scheidet sich ein weisser körniger fester Stoff ab.

   Das Gemisch wird dann 2 h unter schwachem Rückfluss erhitzt, hierauf gekühlt und 
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 versetzt.waschen. Dann wird die Ätherschicht getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft. Das hiebei gewonnene braune zähflüssige Öl wird 15 min mit einem Gemisch von 25   ed   Essigsäureanhydrid und 25 cm3 Pyridin auf 60 - 70 C erhitzt und das Acetylierungsprodukt durch Chromatographie an mit Säure gewaschenem Aluminiumoxyd und   anschliessenddurch Umkristallisieren aus Petroläther gereinigt.   Man ererhält ungefähr 1, 5 g praktisch reines 3cc-Acetoxy-16a-methyl-ll, 20-pregnendion. 



   Das als Ausgangsstoff verwendete   3&alpha;-Acetoxy-16-methyl-11,20-pregnandion wird aus dem   bekannten   3a-Acetoxy-16-pregnen-11,   20-dion nach dem folgenden Verfahren hergestellt :
Ein Gemisch von 70 g   3&alpha;-Acetoxy-16-pregnen-11,   20-dion, 140   ?     Piperidin und 500cn Nitro-   methan wurde 65 h auf 25 C gehalten. Das Gemisch wurde im Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt und zweimal mit je 100 cm2 Toluol gespült. Der Rückstand wurde in   300 cl   Methylenchlorid aufgenommen und mit 50   cm   2,5n-salzsäure und dann mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Methylenchlorid durch Vakuumdestillation abgedampft.

   Der Rück stand wurde in 100   crn   heissem Benzol aufgenommen und noch warm filtriert. Zu dem warmen Filtrat wurden langsam 200   crn   Hexan   zugesetzt. Das Gemisch wurde auf 5 C gekühlt und das kristalline 3&alpha;-Acet-   
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Das Produktvon 2,883   kg/cnr   bei Raumtemperatur hydriert. Nachdem   92%   der theoretischen Wasserstoffmenge absorbiert waren, hörte die Wasserstoffaufnahme auf. Nach dem Abfiltrieren des Katalysators wurde das Filtrat auf ungefähr 10 cm3 eingeengt. Das Produkt,   3&alpha;-Acetoxy-16-dimethylaminomethyl-11,   20-pregnandion, wurde abfiltriert und mit Methanol gewaschen. 



     Ein Gemisch von 4,92 g 3&alpha;-Acetoxy-16-dimethylaminomethyl-11,20-pregnandion,   130   cm*   Methanol und 3,63 cm   ? 30% gem   Wasserstoffperoxyd wurde 256 h bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde der Überschuss an Wasserstoffperoxyd durch Zusatz einer geringen Menge Platinschwarz und mehrstündiges Rühren zersetzt. Der Katalysator wurde abfiltriert und das Filtrat im Vakuum eingeengt, wobei eine nahezu quantitative Ausbeute an   3&alpha;-Acetoxy-16-dimethylaminomethyl-11,200-pregnandion-N-oxyd   in Form eines amorphen Glases erhalten wurde. 



   1 grohes   3&alpha;-Acetoxy-16-dimethylaminomethyl-11,   20-pregnandion-N-oxyd wurde im Ölbad im Vakuum erhitzt. Die Temperatur wurde allmählich auf 150 C gesteigert und 1 h auf dieser Höhe gehalten. 



  Der Ruckstand wurde an Aluminiumoxyd chromatographiert, wobei 150 mg   3a-Acetoxy-16-methyl-   - 16-pregnen-ll, 20-dion gewonnen wurden. 



   Eine Lösung von 200 mg   3&alpha;-Acetoxy-16-methyl-16-pregnen-11,   20-dion in 20   cm   Methanol wurde mit 200 mg Katalysator, bestehend aus 251o Palladium auf Calciumcarbonat, versetzt. Das Gemisch wurde in Wasserstoff (1 at   250C) gerührt,   bis die Wasserstoffaufnahme beendet war. Das Gemisch wurde filtriert, das Filtrat zur Trockne eingedampft und der Rückstand aus einem Gemisch von Äther und Hexan umkristallisiert. Man erhielt 3a-Acetoxy-16 ss-methyl-11, 20-pregnandion. 
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 sich leicht nach demAceton versetzt. Dann erhitzt man 16 h unter Rühren zum Rückfluss, kühlt das Reaktionsgemisch, filtriert und wäscht den unlöslichen Rückstand mit Aceton.

   Die filtrierte Lösung wird im Vakuum eingedampft, wodurch die Lösungsmittel entfernt werden, und der Rückstand wird in Wasser aufgeschlämmt. Das wässerige Gemisch wird mit Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetatextrakt wird mit Wasser neutral gewaschen, getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft. Hiebei erhält man ein   Öl,   welches aus Äther umkristallisiert wird. Man gewinnt   3a,     17 a, 21-Trihydroxy - l6a-methyl-ll, 20- pregnandion-     - 21-acetat.    



   Man stellt eine Nährlösung aus den folgenden Bestandteilen her : 
Technische Dextrose (Cerelose) 68 g technisches digeriertes Lactalbumin (Edamin) 68 g 
Maisquellwasser 17   cms   mit destilliertem Wasser aufgefüllt auf 3400 cm 
Die Nährlösung wird mit Kaliumhydroxyd auf einen PH-Wert von 6,5 eingestellt, sterilisiert und mit 
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100 cm3einer Kultur des Mikroorganismus Nocardia blackwellii (American Type Culture Collection 684b)beimpft. Die beimpft Kultur wird dann 48 h bei   28lJC   unter Bewegung und Beluftung bebrütet. Dann setzt man der Kultur eine Lösung   von 0,32 g 3&alpha;,17&alpha;,21-Trihydroxy-16&alpha;-methyl-11,20-pregnandion-   - 21-acetat in Dimethylformamid zu. Die das Steroid enthaltende Kultur kann unter Bewegung und Belüftung weitere 24 h bei   28 C   bebrütet werden.

Claims (1)

1. Die Fermentationsbrühe wird mit Äthylacetat extrahiert und der Extrakt abgetrennt und zur Trockne eingedampft. Der Trockenrückstand wird zwischen Petroläther und 70o/oI. gem wässerigem Methanol verteilt ; die Petrolätherschicht wird verworfen. Das wässerige Methanol, welches das Produkt enthält, wird unter vermindertem Druck eingedampft, um das Methanol zu entfernen, Die so erhaltene wässerige Schicht wird mehrmals mit Äthylacetat extrahiert und die Äthylacetatschicht zur Trockne eingedampft.

   Hiebei erhält man 17ce, 21-Dihydroxy-16α-methyl-1,4-pregnadien-3,11,20-trion-21-acetat, PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von neuen, in 16-Stellung durch mindestens eine Alkylgruppe substituierten 3a, 17a-Dihydroxy-ll, 20-pregnandionen, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Oxalsäurealkylester mit einem in 16-Stellung durch mindestens eine Alkylgruppe substituierten 3a. -Acyloxy- oder Hydroxy- - 11, 20-pregnandion zu einem Alkylester einer in 16-Stellung durch mindestens eine Alkylgruppe substituierten 3α

   -Acyloxy-oder Hydroxy-11,20-dioxo-21-pregnanglyoxylsäure umsetzt, diesen Ester zu der entsprechenden 3a-Hydroxy-11, 20-dioxo-21-pregnanglyoxylsäure hydrolisiert, die letztere Verbindung in Gegenwart einer starken Säure als Katalysator mit einem Carbonsäureanhydrid zu einem Isomerenge- EMI7.3 einer Persäure in ein Isomerengemisch von in 16-Stellung durch mindestens eine Alkylgruppe substituierten 3a, 23-Diacyloxy-17 (20)-epoxydo-21-normethyl-11-oxo-22-choleno-24(20)-lactonen überführt und das letztere Gemisch hydrolisiert.