AT242874B

AT242874B - Verfahren zur Herstellung von neuen 1-Dehydro-testosteron-Derivaten

Info

Publication number: AT242874B
Application number: AT695662A
Authority: AT
Original assignee: Merck Ag E
Priority date: 1961-10-05
Filing date: 1962-08-30
Publication date: 1965-10-11

Description

Verfahren zur Herstellung von neuen l-Dehydro-testosteron-Derivaten Es wurde gefunden, dass I-Dehydro-testosteron-17-acylate der allgemeinen Formel I
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worin R = Kohlenwasserstoffrest mit 7-30 C-Atomen, der gegebenenfalls durch Alkoxygruppen mit 1 - 8 C-Atomen substituiert sein kann, besonders gute Arzneimittel mit anaboler Wirkung sind. Insbesondere besitzen diese Verbindungen bei parenteraler Applikation einen günstigen Index von anaboler zu androgener Wirkung.

Beispielsweise wurden im musc. levator ani-und Samenblasengewichtstest an Ratten bei subcutaner Verabreichung in der Dosierung von 200 y und 1 mg pro Tag Indices von anaboler zu androgener Wirkung in der Grössenordnung von etwa 1, 60 bis 2, 50 ermittelt (Vergleich : Testosteron-17-pro- pionat besitzt einen Index von 1, 00).

Darüber hinaus haben die neuen l-Dehydro-testosteron-17-acylate gegenüber allen im Handel befindlichen oral angewendeten Arzneimitteln mit anaboler Wirkung den Vorteil, dass sie keine 17 a- Me- thylgruppe besitzen und somit keine Leberschädigung bewirken. Gegenüber den ebenfalls im Handel befindlichen 19-Nor-testosteronestern besitzen die neuen Substanzen den Vorteil, keine progestativen Nebenwirkungen aufzuweisen. In klinischen Versuchen bewirkten die neuen Verbindungen eine gute Stickstoffretention.

Die Reste R in den Verbindungen nach der Erfindung können geradkettig oder verzweigt, gesättigt oder ungesättigt oder auch cyclisch sein. Sie können ferner ein-oder mehrfach durch Alkoxyreste substituiert sein, vorzugsweise dann, wenn R ein cyclische Kohlenwasserstoffradikal enthält.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von neuen 1-Dehydro- - testosteron-17-acylaten der Formel I
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worin R einen Kohlenwasserstoffrest mit 7-30 C-Atomen, der gegebenenfalls durch Alkoxygruppen mit 1-8 C-Atomen substituiert sein kann, bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man in beliebiger Reihenfolge Testosteron mit einer Säure der Formel R-COOH (R hat die angegebene Bedeutung) oder mit einem zur Veresterung geeigneten Derivat einer solchen Säure verestert und durch Behandeln mit 2, 3-Dichlor-
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5, 6-dicyan-p-benzochinon,terium.

Mycobacterium, Protaminobacter, Pseudomonas, insbesondere Bacillus sphaericus var. fusiformis, Corynebacterium simplex und Fusarium solani, oder durch Abspaltung von HX aus intermediär durch Einführung von X-Atomen, gegebenenfalls unter vorheriger Hydrierung, erhaltenen 2X-3-Keto-17ss-OCOR- -4-androstenen oden 2,4-Di-X-3-keto-17ss-OCOR-androstanen (X bedeutet Cl, Br oder J) mittels Protonenacceptoren, wie organische Basen oder Lösungen von Lithiunsalzen, in einem organischen Lösugsmittel in l, 2-Stellung dehydriert.

Die Veresterung nach der Erfindung kann nicht nur mit der freien Säure, sondern selbstverständlich auch mit dem zugehörigen Säurehalogenid oder-anhydrid durchgeführt werden, beispielsweise nach der Methode von Inhoffen et al., Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Band 73, S. 451-457,
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Es ist ferner möglich, an Stelle einer einfachen Veresterung eine Umesterung vorzunehmen, indem man entwedervon einem möglicherweise leitchtsr zugänglichen Testosteron-bzw. 1Dehydro-testosteron- - 17-acylat ausgeht und dieses mit einer Säure RCOOH, wobei R die angegebene Bedeutung hat, behandelt, oder indem man Testosteron bzw. 1-Dehydrotestosteron mit einem Ester, vorzugsweise einem niederen Alkylester, einer solchen Säure umsetzt.

Eine solche Umesterung führt man vorteilhaft so durch, dass eine der beiden entstehenden Reaktionskomponenten durch Kristallisation, Destillation oder andere geeignete physiko-chemische Massnahmen kontinuierlich aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird. Für die Veresterung bzw. Umesterung kommen z. B. die folgenden Säuren bzw. deren Derivate in Frage :
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Palmitoleinsäure, Ölsäure, EIaidinsäure, Petroselinsäure, Vaccensäure, Linolsäure,ren. wie z. B. p-Hexoxyphenylpropionsäure.

Die l, 2-Dehydrierung des Testosterons oder einer Verbindung der Formel n
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3-Dichlor-5. 6-dicyan-benzochinonEisessig, Benzol, Tetrahydrofuran, Aceton usw. Es ist vorteilhaft, dem Reaktionsgemisch geringe Mengen Nitrobenzol zuzumischen. Die Reaktionszeiten liegen zwischen 5 und 48 h, je nach verwendetem Lösungs- mittel und eingesetztem Ausgangsmaterial. Zweckmässigerweise wird die Umsetzung bei der Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels durchgeführt.

Bei Verwendung von Selendioxyd als Dehydrierungsmittel sind als Lösungsmittel tert.-Butanol, Essigsäureäthylester oder tert.-Amylalkohol. geeignet. Die Reaktion kann durch Zugabe von geringen Mengen Eisessig beschleunigt werden. Die Umsetzung gelingt in guter Ausbeute durch Kochen des Reaktionsgemi-

sches am Rückfluss. Die Umsetzung ist nach etwa 12 -. 48 h beendet. Das ausgefallene Selen wird abgetrennt und aus dem Filtrat das erhaltene 1, 2-Dehydrierungsprodukt isoliert.

Bei derSelendioxyddehydrierung kann sich als Nebenprodukt ein 6ss, 19-Seleno-l-dehydro-testosteron bzw. dessen 17-Acylat bilden. aus dem sich durch Selenabspaltung, z. B. durch Einwirkung von RaneyNickel, das erwünschte Endprodukt gewinnen lässt.

Für die mikrobiologische 1, 2-Dehydrierung können Mikroorganismen verwendet werden, die den folgenden Gattungen angehören :
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tomyxa, Vermicularia ;
Micromonospora, Nocardia, Streptomycesi
Alcaligenes, Bacillus, Corynebacterium, Mycobacterium, Protaminobacter, Pseudomonas.

Besonders geeignet sind Bacillus sphaericus var. fusiformis, Corynebacterium simplex und Fusarium solani.

Zur Dehydrierung wird das Ausgangsmaterial einer Submerskultur des betreffenden Mikroorganismus zugesetzt, die in einer geeigneten Nährlösung bei optimaler Temperatur und starker Belüftung nach den üblichen Methoden der Fermentationstechnik wächst. Statt wachsender Kulturen sind bei sonst gleicher Technik auch Aufschwemmungen der Mikroorganismen in Pufferlösung brauchbar. Die Umsetzung wird chromatographisch verfolgt und die Fermentationslösung nach restloser Umsetzung des Ausgangsmaterials z. B. mit Chloroform extrahiert.

Nach der Erfindung ist es ferner möglich, ein 2X-Testosteron, ein 2, 4-Di-X-3-keto-androstan-17ss-ol bzw. ein 2X-3-Keto-17ss-OCOR-4-androsten der Formel III oder ein 2, 4-Di-X-3-keto-17ss-OCOR-androstan der Formel IV durch Dehydrohalogenierung in 1-Dehydrotestosteron bzw. den erwünschten 1-Dehydro-testosteron-17-ester umzuwandeln.
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R hat die angegebene Bedeutung. X = Cl, Br oder J.

Die genannten Ausgangsverbindungen sind aus Testosteron durch Halogenierung, gegebenenfalls unter vorheriger Hydrierung und/oder Veresterung erhältlich. Halogenierung und Hydrierung können nach bekannten Methoden erfolgen.

Die Dehydrohalogenierung kann z. B. nach dem Verfahren von Inhoffen at al. (loc. cit.) durchgeführt werden. Es ist auch möglich, nach dem Verfahren von Inhoffen et al. in Berichte der Deutschen
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Als halogenwasserstoffabspaltendes Mittel verwendet man vorteilhaft eine organische Base, wie Pyridin, Lutidin oder Kollidin, oder auch Lithiumsalze, wie Lithiumbromid und/oder Lithiumcarbonat, die in einem Lösungsmittel, z. B. Dimethylformamid, angewendet werden.

Die neuen Ester sind insbesondere vorteilhaft als anabol wirksame Arzneimittel mit schnellem Wirkungseintritt und langanhaltender Wirkungsdauer. Als Depotpräparate für die Humanmedizin sind insbesondere solche Ester geeignet, worin R 7-16 C-Atome enthält. Ester, die eine höhere C-Atomanzahl bis etwa C 30 besitzen, eignen sich insbesondere für die Veterinärmedizin ; sie besitzen eine noch länger anhaltende Wirkung. Diese Verbindungen können z. B. Schlachttieren, wie Schweinen, Kälbern oder Hammen, einmalig in einer hohen Dosis eingespritzt werden.

Die neuen Verbindungen werden vorteilhaft in einem geeigneten flüssigen Träger, vorzugsweise in

einem pflanzlichen Öl, wie z. B. Sesamöl, Ricinusöl oder Erdnussöl, appliziert.

Die Dosierung beträgt in der Humanmedizin je nach Indikation 10-50 mg wöchentlich, in der Veterinärmedizin 1 - 4 mg/kg einmalig.

Sie können in Form von Ampullen mit einer Einzeldosierung von 1 - 50 mg. Injektionsgläsern usw. in den Handel gebracht werden. Insbesondere eignen sich die Verbindungen zur intramuskulären oder subcutanen Injektion. Die Substanzen sind als Therapeutica für alle diejenigen Indikationen geeignet, bei denen nach dem heutigen Stand der Medizin anabol wirksame Substanzen zur Anwendung gelangen.

Beispiel l : a) In einem Kleinfermenter werden 30 l einer Nährlösung aus 10/0 Basamin Bush (Hefeextraktpräparat) mit 800 ml Submerskultur von Bacillus sphaericus beimpft. Die. Kultur wächst unter starker Belüftung und Rühren bei 280C und erhält nach 8 h einen Zusatz von MgTestosteron in 400 ml Methanol. Der Umsatz wird dünnschichtchromatographisch verfolgt. Nach 24 h ist das Ausgangsmaterial restlos umgesetzt. Das gebildete 1-Dehydro-testosteron wird durch dreifache Extraktion mit Chloroform der Lösung entzogen und durch Chromatographie der benzolischen Lösung an Aluminiumoxyd gereinigt.

F. 1690. b) 5 g 1-Dehydro-testosteron werden in 25 ml Benzol mit 8,8 ml Hydrozimtsäurechlorid und 3 ml absolutem Pyridin 2 h auf 700C erwärmt. Dann gibt man den Ansatz über 50 g saures Aluminiumoxyd und eluiert mit 2, 5 l Benzol nach. Nach mehrfacher Umkristallisation der eluierten Substanz aus Äther/Pe-
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3 ml absolutem Pyridin mit 14 ml Octahydrozimtsäurechlorid 2h unter Rückfluss zum Sieden erhitzt. Man saugt das Pyridin-hydrochlorid ab und chromatographiert das Filtrat an Aluminiumoxyd"aktiv, neutral".
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;6 = 16700.

Beispiel3 :9g1-Dehydro-testosteron(erhaltenwieinbEispiel1)werdenmit25mlBenzol,3ml Pyridin und 6, 8 ml Caprylylchlorid wie in Beispiel 2 umgesetzt und gereinigt. Das gebildete 1-Dehydro- -testosteron-17-caprylylat it ölig. #max 243-244m , # -= 16800.

Beispiel 4 : 5g 1-Dehydro-testosteron (erhalten wie in Beispiel 1) werden mit 25 ml Benzol, 3 ml Pyridin und 7, 1 ml frisch destilliertem Undecylensäurechlorid 2 h auf 700C erwärmt und wie in Beispiel 2 aufgearbeitet und gereinigt. Das so erhaltene 1-Dehydro-testosteron-17-undecylenat ist ölig.

Àmax 243 - 244 mjl, E = 17000.

Beispiel 5 : 23, 3g 1-Dehydro-testosteron (erhalten wie in Beispiel 1) werden in 100 ml Benzol heiss gelöst, mit 15 ml absolutem Pyridin und 32 g Stearinsäurechlorid versetzt und 2 h unter Rückfluss zum Sieden erhitzt. Man lässt abkühlen, verdünnt mit 1,5 1 Äther und wäscht mit 5% iger Salzsäure, 5% iger Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser. Die mit Natriumsulfat getrocknete Ätherlösung wird filtriert und eingeengt. Dabei fällt eine kleine Menge Stearinsäure aus, die man abfiltriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck abgezogen, der Rückstand aus Benzin umkristallisiert. Das so erhaltene 1-Dehydro-testosteron-17-stearat schmilzt bei 62 C; [&alpha;]D24 + 30 9Chloroform); #mnax 244 m , # = 15100.

Beispiel 6 : 30 g Testosteron-17-stearat (erhalten aus Testosteron und Stearinsäurechlorid nach der Methode des Beispiels 5) werden in 600 ml tert. -Butanol gelöst und nach Zusatz von 10 g Selendioxyd und 6 ml Eisessig in einer Stickstoffatmosphäre 24 h unter Rückfluss gekocht. Nach 6 h gibt man weitere 10 g Selendioxyd zu. Man arbeitet mit Benzol und Wasser wie üblich auf, verdampft die organische Phase
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X4, 6 g 6ss,19-Seleno-1-dehydro-testosteron-17-stearat werden mit 46 g Raney-Nickel, das vorher durch Kochen mit Methyläthylketon desaktiviert wird, in 105 ml Methyläthylketon 5 h unter Rühren und Rückfluss zum Sieden erhitzt. Man lässt abkühlen, filtriert das Nickel ab und entfernt aus dem Filtrat das Lösungsmittel unter vermindertem Druck. Der Rückstand wird, wie oben beschrieben, mit Selendioxyd
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200 ml Toluol 6 h unter Rückfluss zum Sieden erhitzt. Man lässt abkühlen, verdünnt mit Äther und wäscht mit 120 ml n-Natronlauge und dann mit Wasser. Die organische Phase wird getrocknet und zum Rückstand verdampft.

Letzterer wird durh Aktivkohlebehandung in Äthanol gereinigt und schliesslich aus Äther/Petroläther umkristallisiert; 1-Dehydro-testosteron-17-(ss-phenyl)-propylonat vom Smp. 103OC, identisch mit der Substanz aus Beispiel 1.

Beispiel 8 : In einem Kleinfermeuter werden 15 l einer Nährlösung aus 1% Basamin Bush mit 400ml Submerskulturvon Bacillus sphaericus beimpft. Die Kultur wächst unter starker Belüftung und Rühren bei 280C und erhält nach 8 h einen Zusatz von 5 g Testosteron-17-(ss-cyclohexyl)-propinoat (erhalten aus Testosteron und Octahydrozimtsäurechlorid nach der Methode des Beispiels 2 in 200 ml Methanol. Der Umsatz wird dünnschichtchromatographisch verfolgt. 26 h nach dem Zusatz ist das Ausgangsmaterial restlos umgesetzt und nur noch 1-Dehydro-testosteron-17-(ss-cyclohexyl)-propionat nachzuweisen.

Die Kulturlösung wird dreimal mit dem gleichen Volumen Chloroform ausgerührt, die vereinigten Chloroformextrakte werden zur Trockne abgedampft, der Rückstand wird in Benzol anAluminiumoxyd chroma- tographier, das Eluat eingedampft und aus perroläther umkristallisiert; 1-Dehydro-testosteron-17-(ss-cyclohexyl)-propionat vom Smp. 980C, identisch mit der Substanz aus Beispiel 2.

Beispiel 9 : a) 50 g Testosteron werden in 500 ml Methanol in 5 g piger vorhydrierter Palladiumkohle bei 210C hydriert. Nach Aufnahme von 3, 527 I Wasserstoff wird die Hydrierung abgebrochen, der Katalysator abfiltriert und das Filtrat im Vakuum eingedampft. Das so erhaltene rohe Dihydro-17ss- - hydroxy-androstan-3-on wird mit Undecylensäurechlorid nach der Methode des Beispiels 4 verestert. b) 50g rohes 17ss-Hydroxy-androstan-3-on-17-undecylenat werden in 500 ml Eisessig gelöst und unter Rühren mit 10 ml einer gesättigten Lösung von Bromwasserstoff in Eisessig sowie einer Lösung von 17, 5
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ratur stehen und giesst das Gemisch in 10 l Eiswasser ein.

Das 2a, 4a-Dibrom-androstan-3-on-17ss-ol- - 17-undecylenat wird abfiltriert und getrocknet. c) Zu 90 ml Dimethylformamid werden 4, 6 g Lithiumbromid und 4 g Lithiumcarbonat gegeben. Unter Rühren und Einleiten von Stickstoff trägt man 6 g 2&alpha;, 4&alpha;-Dibrom-androstan-3-on-17ss-ol-17-unde- cylenat ein und kocht 1h unter Rückfluss. Man lässt abkühlen, rührt in 270 ml Eiswasser und 9 ml Eisessig ein und extrahiert mit Benzol. Die getrocknete Benzollösung wird über Aluminiumoxyd filtriert und ein-
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Der Rückstand enthält reines, öliges l-Dehydro-testosteron-17-undecylenat, \m = 16600.

Beispiel 10 : a) In einer Sticksioffatmosphärewird ein Gemisch von 50g Testosteron, 50 ml Oxal- säurediäthylester, 11 absolutem Benzol und 15 g Natriumhydrid 4 h gerührt. Man filtriert die ausgefallenen Natriumsalze ab, wäscht mit Benzol und Hexan und trocknet. Die Natriumsalze werden anschliessend portionsweise in ein Gemisch von 100 ml konzentrierter Salzsäure in 2 l Eiswasser eingetragen. Dann wird mit Methylenchlorid extrahiert, der Extrakt mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Das erhaltene rohe 2-Äthoxalyl-testosteron (59, 5 g) wird in 300 ml Methanol gelöst und mit 58 g wasserfreiem Natriumacetat versetzt.

Man kühlt auf -5OC, tropft langsam 80 ml einer 10% gen Lösung von Brom in Methanol zu und rührt das Reaktionsgemisch 1 h. Es wird in 3 l Eiswasser eingegossen. Das 2&alpha;-romtestosteron wird abfiltriert und getrocknet. b) 10 g 2&alpha;-Bromtestosteron werden in 25 ml Benzol und 5 ml absolutem Pyridin mit 6 ml Oenanthsäurechlorid 2 h zum Sieden erhitzt. Man saugt das Pyridinhydrochlorid ab und chromatographiert das Filtrat an Aluminiumoxyd. Die Benzoleluate werden eingedampft, der Rückstand wird aus Petroläther
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Sieden erhitzt. Man lässt abkühlen, verdünnt mit 150 ml Benzol und wäscht die organische Phase mit verdünnter Salzsäure und Wasser.

Das nach Trocknen unter Natriumsulfat und Entfernung des Lösungsmit- tels verbleibende Rohprodukt wird mit Petroläther/Benzol an neutralem Alminiumoxyd chromatographiert; das 1-Dehydro-testosteron-17-oenanthat kristallisiert spontan. Nach Abpressen auf Ton Smp. 57 C ; #max 243 -244 m ; E = 14500.

Beispiel 11: 10 g 1-Dehydro-testosteron-17-propionat (erhalten durch Veresterung von Testosteron mit Propionsäureanhydrid und Dehydrierung nach der Methode des Beispiels 6) werden mit 50 g Methylbehenat vermischt. Man destilliert unter hohem Rückflussverhältnis langsam über eine Kolonne das entstehende Methylpropionat ab. Anschliessend wird das überschüssige Methylbehenat im Vakuum in ein Kugelrohr abdestilliert. Der Destillationsrückstand wird durch Filtration in Benzol über Aluminiumoxyd gereinigt. Das 1-Dehydro-testosteron-17-behenat ist ein farbloses Öl. maux 244 rnbl, E = 16100.

Beispiel 12: 5g 1-Dehydro-testosteron (erhalten wie in Beispiel 1) werden mit 25 ml Benzol,

3 ml Pyridin und 9 ml Cyclopentylpropionsäurechlorid wie in Beispiel 2 umgesetzt und gereinigt. Das entstandene l-Dehydro-testosteron-n- (p-cyclopentyl)-propionathat \max 244 mj. e = 16900.

Claims

PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von neuen l-Dehydro-testosteron-17-acylaten der Formel I EMI6.1 worin R einen Kohlenwasserstoffrest mit 7-30 C-Atomen, der gegebenenfalls durch Alkoxygruppen mit EMI6.2 biger Reihenfolge Testosteron mit einer Säure der Formel R-COOH (R hat die angegebene Bedeutung) oder mit einem zur Veresterung geeigneten Derivat einer solchen Säure verestert und durch Behandeln mit 2, 3-Dichlor-5, 6-dicyan-p-benzochinon, Selendioxyd, in 1, 2-Stellung dehydrierend wirkenden Mi- EMI6.3 Bacillus, Corynebacterium, Mycobacterium, Protaminobacter, Pseudomonas. insbesondere Bacillus sphaericus var.

fusiformis, Corynebacterium simplex und Fusarium solani, oder durch Abspaltung von HX aus intermediär durch Einführung von X-Atomen, gegebenenfalls unter vorheriger Hydrierung, erhaltenen 2X-3-Keto-17ss-OCOR-4-androstenen oder 2, 4-Di-X-3-keto-17ss -OCOR-androstanen (X bedeutet Cl, Br oder J) mittels Protonenacceptoren, wie organische Basen oder Lösungen von Lithiumsalzen, in einem organischen Lösungsmittel in 1, 2-Stellung dehydriert.