AT235476B - Verfahren zur Herstellung der neuen 11β,21-Dihydroxy-16α-alkyl-4,17(20)-pregnadien-3-one - Google Patents

Description

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   Verfahren zur Herstellung der neuen   11, 21-Dihydroxy-16a-alkyl-4,   17 (20) -pregnadien-3-one 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der neuen 118, 21-Dihydroxy-16a-alkyl-4, 17   (20)-   - pregnadien-3-one sowie der neuen   118,     17a, 21-Trihydroxy-16a-alkyl-4-pregnen-3, 20-dione,   welche eine wesentlich stärkere atiarthritische Wirksamkeit besitzen als das bekannte physiologisch aktive Corticosteroit   llss, 17ct, 21-Trihydroxy-4-pregnen-3, 11,   20-trion (Kendall'sche Verbindung F). 



   Für die Herstellung der neuen Verbindungen wird als Ausgangssubstanz   16a-Alkylprogesteron   der Formel 
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 worin R'Alkyl bedeutet, verwendet. 



   Dieses Steroid wird hydroxyliert, indem man es der Einwirkung eines durch Züchtung von Mikroorganismen erhältlichen sauerstoffübertragenden Enzymsystems unterwirft, wobei ein   16a-Alkyl-ll-hy-   droxy-progesteron mit folgender Struktur erhalten wird 
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 worin Reine a-Hydroxyl- oder eine 8-Hydroxylgruppe und R'Alkyl bedeutet. 

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   16&alpha;-Alkylprogesteron   gebildet wird. 



   Wird   16ct-Alkylprogesteron hingegen   der Wirkung eines durch Züchtung eines Stammes von Curvularia lunata erzeugten sauerstoffübertragenden Enzyms unterworfen, entsteht   11B-Hydroxy-16a : -alkyl-   - progesteron, das durch nachstehende Formel wiedergegeben werden kann : 
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   11&alpha;-Hydroxy- und 11ss-Hydroxy-16&alpha;-alkyl-progesteron   kann mittels Chromsäure in Essigsäure zum   1l-Keto-16a -alkyl-prpgesreron    
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 oxydiert werden, welches mit einem Alkyloxalat,   z. B.   Äthyloxalat und einer Base, z. B.

   Natriummethoxyd in Methanol umgesetzt wird unter Bildung des Alkalimetall-Enolats von ll-Keto-21-alkoxyoxalyl-   - 16a-alkyl-progesteron   mit folgender Formel 
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 worin R'eine Alkylgruppe, Rn eine Alkylgruppe und M Wasserstoff oder ein Alkalimetall bedeutet. 

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   DieobigeVerbindungbildetbeiBehandlungmiteinemHalogen11-Keto-21,21-dihalogen-21-alkoxy-   oxalyl-16a -alkyl-progesteron    
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   Die letztgenannte Verbindung ergibt bei Umsetzung mit einer Base, wie z. B. Natriummethoxyd in Methanol, einen 3,   l1-Diketo-16a-alkyl-4. 17 (20) -pregnadien-21-carbonsäure-alkylester   folgender Formel 
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 worin R Alkyl bedeutet. 



   Das 3-Keton wird durch Umsetzung mit Äthylenglykol in Gegenwart von   Toluolsulfonsäure   als Kata- 
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   Umsetzung dieser Verbindung mit einem Reduktionsmittel wie Lithium-Aluminiumhydrid oder einem andern   Alkalimetall-Aluminiumhydrid,   welches befähigt ist, einen Carbonsäureester und eine Ketogruppe in Hydroxylgruppen umzuwandeln, ergibt das 3-Äthylenglykolketal von   110, 21-Dihydroxy-16a-alkyl-   -5,17(20)-pregnadien-3-on, dem folgende Formel zukommt : i 
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Behandlung der letztgenannten Verbindung mit einem Acylanhydrid führt zur Bildung des entsprechenden 21-Acylats: 
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 Alkylgruppe bedeutet. 



   Dieses Ketal wird dann durch Hydrolyse, nämlich durch Behandlung mit einer geringen Menge von p-Toluolsulfonsäure in Aceton, in 11ss,   21-Dihydroxy-16a-alkyl-4,   17 (20)-pregnadien-3-on oder dessen 21-Acylesterübergeführt. 



   Durch Reaktion der letztgenannten 11ss,21-Dihydroxyverbindung bzw. ihres   21-Acylats   mit Osmiumtetroxyd und anschliessender Oxydation mit Wasserstoffperoxyd oder Peressigsäure wird llss,   17a,   21-Tri-   hydroxy-16a-alkyl-4-pregnen-3.   20-dion gebildet, z. B. das   16&alpha;-Methylderivat   der Kendall'sehen Verbindung F. 



   Zur Herstellung des als Ausgangsmaterial verwendeten   16&alpha;-Methylprogesteron   werden 7,2 g Magnesium mit 125 cm3 wasserfreiem Äther überschichtet und in der üblichen Weise mit 45 g Methyljodid   in 125 cm3 wasserfreiem Äther in das Grignard-Reagens übergeführt. Nach Zusatz von 0,125 g Kupfer (I) chlorid (wasserfrei) wird eine Lösung von 13,2 g A-Pregnenolonacetat in 425 cm3 wasserfreiem   Äther im Verlaufe 1 h zugegeben und die Mischung anschliessend 2   h unter Rückfluss   erhitzt. Die abgekühlte Reaktionslösung wird durch vorsichtige Zugabe von 300 cm3 gesättigtem Ammoniumchlorid zersetzt. Die wässerige Schicht wird abgetrennt und mit Äther extrahiert, der Extrakt mit Wasser bis zur 

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 Neutralität gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet.

   Abdampfen des Äthers am Dampfbad ergibt 8, 8 g rohes   16o : -Methylpregnenolon.   Das Infrarotspektrum dieses Rohproduktes zeigt die vollständige Entfernung der Acetatgruppe an. 



   1 g dieses Rohproduktes wird in 140 cm3 über Permanganat destilliertem Aceton gelöst. Die auf 0 bis   50C   abgekühlte Lösung wird mit   0, 9 cm3   Chrom-Schwefelsäure (26, 72 g Chromtrioxyd und 23 cm3 Schwefelsäure, mit Wasser auf 100 cm3 verdünnt) in einem versetzt. Dann wird die Mischung während 5 min gerührt und in 1   l   Wasser gegossen. Nach lstündigem Stehen im Kühlschrank wird die Mischung filtriert und mit Wasser gewaschen. Das getrocknete Produkt wird in heissem Methanol unter Zusatz von 2 Tropfen 2,5n-Natronlauge gelöst und während 5 min am Dampfbad erhitzt. Das Alkali wird mit   36% figer   Essigsäure neutralisiert ; sodann wird mit Wasser verdünnt. Die Mischung wird in den Kühlschrank gestellt, dann filtriert und mit Wasser gewaschen.

   Das getrocknete Produkt,   16o : -Methylprogesteron,   schmilzt bei 
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U. V. \0, 4 g rohes   16o : -Methylprogesteronwerden an   20 g mit Säure gewaschenem Aluminiumoxyd chromatographiert und mit Petroläther-Äthermischung eluiert. Die Mischung Petroläther/Äther = 20 : 80 sowie   lOOiger   Äther liefern 0, 2 g   16&alpha;-Methylprogesteron,   Fp. 135-137 C, das bei der Papierchromatographie nur einen einzigen Fleck ergibt. 



   Im folgenden Beispiel wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert. 



    Beispiel: a) 11&alpha;-Hydroxy-16&alpha;-methylprogesteron.   



   Ein Nährmedium folgender Zusammensetzung 
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<tb> 
<tb> Glucose <SEP> 20 <SEP> g <SEP> 
<tb> Enzymatisches <SEP> Verdauungsprodukt <SEP> 
<tb> von <SEP> Lactalbumin <SEP> (Edamin) <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Maisquellwasser <SEP> 5 <SEP> cm3 <SEP> 
<tb> Wasser <SEP> auf <SEP> 11
<tb> 
 wird in Anteilen von je 50 cm3 in geeignete Kulturgefässe verteilt. Das Medium wird mit 1m-Kalilauge auf 6, 5 eingestellt und dann bei 1200C während 12 min sterilisiert. 



   Hierauf wird das Medium in jedem der Gefässe mit einer wässerigen Suspension von Sporen eines Stammes von Rhizopus nigricans (ATCC Nr. 6227b) beimpft und dann während einer Inkubationszeit von 48 h auf einer rotierenden Schüttelmaschine bei   280C   gehalten. 



   10 mg   16a-Methylprogesteron,   gelöst in Dimethylformamid (100 mg/cm3), werden in jedes der Gefässe eingebracht. Man lässt die Umsetzung unter den gleichen Bedingungen wie sie während der Wachstumsphase eingehalten wurden, während   weiterer 24 h vor sich gehen. Dann wird die gesamte Brühe drei-   mal mit gleichen Volumina Äthylacetat extrahiert. Die vereinigten Extrakte werden eingeengt und das   ll < x-Hydroxy-16a-methylprogesteron   wird abfiltriert. 



   Die papierchromatographische Analyse ergibt nur wenig unverändertes Ausgangsmaterial, während die Hauptmenge aus   11&alpha;-Hydroxy-16&alpha;-methylprogesteron   besteht. Das letztere kann durch Behandlung mit Chromsäure in Essigsäure zum 11-Keto-16ct-methylprogesteron oxydiert werden. 



   Bei Verwendung von Aspergillus ochraceus (Northern Regional Research Laboratory 405) werden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt. Dagegen erhält man bei Verwendung von Curvularia lunata (NRRL 2434) unter den vorstehend beschriebenen Versuchsbedingungen   11ss-Hydroxy-16&alpha;-methylprogeste-   ron, welches durch Behandlung mit Chromsäure in Essigsäure zum   ll-Keto-16ct-methylprogesteron   oxydiert werden kann. b) Natriumenolat des   11-Keto-21-äthoxyoxalyl-16&alpha;-Methylprogesteron.   



   Eine Mischung von 1,7 cm3 3,4n-methanolischer Natriummethoxydlösung, 0,22 cm3 absolutem Äthanol und 10 cm3 trockenem Benzol wird destilliert, bis 4 cm3 Destillat übergegangen sind und hierauf abgekühlt ; dann wird sie mit   1,   1   cm3   Äthyloxalat und einer Lösung von 1, 64 g ll-Keto-16ct-methylprogesteron in 19 cm3 trockenem Benzol versetzt. Die Lösung trübt sich und es entsteht ein gelber Niederschlag. 



  Nach 19 min langem Rühren werden 27 cm3 Äther zugesetzt, worauf während 60 min weitergerührt und dann Äther in einer Menge von 65 cm3 zugegeben wird. Das ausgefällte Natriumenolat von   ll-Keto-16a-   - methylprogesteron wird abfiltriert, mehrmals mit je 25 cm3 Äther gewaschen und getrocknet. Der Waschäther enthält eine geringe Menge von nicht umgesetztem   ll-Keto-16a-methylprogesteron.   



   Durch Ansäuern einer wässerigen Lösung des Natriumenolats wird   ll-Keto-16a-methylprogesteron   ausgefällt, das abfiltriert werden kann. 

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 21-Acetat gewonnen. h)   118,     21-Dihydroxy-16a-methyl-4, 17 (20) -pregnadien-3-on-21-acetat.   



   Eine Lösung von 1, 2 g des oben genannten 21-Acetats in 80 cm3 Aceton wird mit 2 Tropfen konzentrierter Schwefelsäure in 20 cm3 Wasser versetzt und die Mischung während 2 hunter Rückfluss erhitzt. Die gekühlte Lösung wird durch Zusatz von verdünnter wässeriger Natriumbicarbonatlösung neutralisiert und dann das Aceton durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt. Das ausgefällte Produkt wird mit Methylenchlorid extrahiert und der Extrakt über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Nach Abdampfen des Methylenchlorids unter vermindertem Druck hinterbleibt im wesentlichen reines   llss,   21-Dihy-   droxy-16a-methyl-4,   17   (20)-pregnadien-3-on-21-acetat.   



   Durch Umsetzung von llss,   21-Dihydroxy-16a-methyl-4,   17 (20)-pregnadien-3-on oder eines seiner Ester in an sich bekannter Weise mit Osmiumtetroxyd, anschliessender Oxydation mit Kaliumchlorat oder einem andern äquivalenten Oxydationsmittel, z. B. Wasserstoffperoxyd, einem Dialkylperoxyd, einer organischen Persäure od. dgl. in einem Lösungsmittel wie Äther oder einem Alkohol,   z. B. tert.-Butyl-   alkohol oder Diäthyläther, und schliesslich Erhitzen mit wässeriger Natriumsulfitlösung wird   118,   17a, 21-   - Trihydroxy-16a -methyl-4-pregnen -3, 20-dion   erhalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung der neuen 118, 21-Dihydroxy-16a-alkyl-4, 17 (20) -pregnadien-3-one, dadurch gekennzeichnet, dass man 16a-Alkylprogesteron in an sich bekannter Weise auf mikrobiologischem Wege, z. B. durch Einwirkung eines durch einen Stamm von Rhizopus nigricans, oder durch einen Stamm von Aspergillus ochraceus bzw.

   einem Stamm Curvularia lunata erzeugten, sauerstoffübertragenden Enzyms in 11-Hydroxy-16a-alkyl-progesteron überführt, die letztere Verbindung zu 11-Keto-16a-alkyl-proge- steron, zweckmässig mit Chromsäure, oxydiert, dieses mit einer Base in Gegenwart von Alkoxyionen umsetzt, wobei ein Alkalimetallenolat von 11-Keto-21-alkoxyoxalyl-16a-alkyl-progesteron erhalten wird, welches man mittels Halogen in 11-Keto-21, 21-dihalogen -21-alkoxyoxalyl-16a-alkyl-progesteron überführt, wonach man die letztere Verbindung mit einer Base in Gegenwart von Alkoxyionen in einen EMI7.2