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La présente invention est relative à une nouvelle classe de stéroïdes oxygénés. Plus particulièrement, elle concerne des stéroides de la série du prégnane comportant une fonction cétone dans le noyau D de la molécule. Plus particulièrement encore, l'invention concerne les 16,20- dicéto-17 # -hydroxy-stéroides de la série du prégnane, lesquels nouveaux composés ont la formule.de structure partielle
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Il est bien connu que l'activité pharmacologique ou physiologique des hormones adréno-corticales peut être modifiée ou augmentée, par certains changements structurels dans la molécule, notamment par l'introduction d'une double liaison dans les positions 1 : 2 du noyau stéroide ou par halogénation dans la position 9.
Les recherches en vue d'améliorer l'activité de ces hormones ont été difficiles et plusieurs modifications tentées dans la structure de stéroides physiologiquement actifs ont donné lieu à une perte ou diminution d'activité. On a cependant découvert à présent que l'introduction d'une fonction cétone dans la position 16 de 17 # -hydroxy-20céto-prégnanes conduit à de nouveaux composés ayant une activité anti-inflammatoire accrue, sans présenter à un degré substantiel des effets secondaires indésirables, , tels que la rétention de sodium.
La présente invention a dès lors pour objet une
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nouvelle série de stéroïdes de la série du prégnane, ces composés comportant un groupe cétone dans la position C-16. L'invention a encore pour objet des 16,20-dicéto' 17 # -hydroxy-stéroides de la série du prégnane, ainsi que des procédés pour la préparation de ces composés à partir de 16-2-céto-prégnanes. L'invention a aussi pour objet'un procédé synthétique pour la préparation de 16,20-dicéto-17 # -hydroxy-stéroïdes par traitement d'un 16-20-céto-stéroïde à l'aide d'un oxyde de métal et d'un composé peroxyde.
Ces 16-céto-stéroïdes de la série du prégnane sont eux-mêmes des composés physiologiquement actifs ayant une activité cortisonale améliorée et présentant de la valeur dans le traitement'des états inflammatoires et allergiques, tandis qu'ils constituent des intermédiaires importants dans la synthèse de 16-céto-prégnènes ou prégnadiènes physiologiquement actifs. Un objet plus particulier de l'invention est la synthèse de 16,20-dicéto-17 #-hydroxy stéroïdes par réaction d'un 16-20-céto-stéroïde avec un oxyde de métal, tel que le tétroxyde d'osmium, et avec un composé peroxydé, tel que' le peroxyde d'hydrogène. D'autres objets de l'invention ressortiront de la description détaillée suivante de l'invention.
Les nouveaux composés suivant la présente invention peuvent être obtenus par traitement d'un 16-20-céto stéroide avec un oxyde de métal et un composé peroxydé, selon le schéma suivant :
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La particularité structurelle critique de la ma- tière de départ pour préparer les 16,20-dicéto-17 # -hydro- xy stéroides de la série du prégnane est la partie 16-20- céto. Le molécule peut être substituée ou non substituée dans d'autres parties de la molécule et peut aussi être non saturée.
Ainsi, des 1-, 4- ou 9(11)-stéroïdes ou des composés comportant des substituants tels que des groupes céto, hydroxy, hydroxy estérifiés, chlore, brome, fluor et/ou méthyle sur les atomes de carbone nucléaires ou les atomes de carbone en 21 constituent des réactifs appropriés. Les doubles liaisons (autres que la liaison 16) qui se trouvent dans des parties empêchées ou blo- quées de la molécule, notamment 'dans la position 9(11) ou qui sont¯conjuguées avec un groupe carbonyle, sont iner- tes dans les conditions du présent procédé. Toutefois, d'autres doubles liaisons sont aptes à réagir avec le té- troxyde d'osmium et le peroxyde d'hydrogène et doivent être protégées ou bloquées chimiquement ayant la réaction, pour empêcher des réactions secondaires indésirables.
Comme oxyde de métal, on préfère utiliser dans le présent procédé du tétroxyde d'osmium, bien que d'au- tres oxydes métalliques qui s'ajoutent 4Ûne double liaison carbone à carbone, tel que le trioxyde de tungstène, puis- sent aussi être employés. Le composé peroxydé préféré est
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le peroxyde d'hydrogène, d'autres peroxydes appropriés étant les peroxydes d'alcoyle, tels que l'hydrpperoxyde de t. -butyle, ou les peracides, tels que les acides pera- cétique, perbenzoïque ou perphtalique. L'oxydation est exécutée dans un solvant inerte dans les conditions de la réaction.
Des solvants appropriés sont les alcanols ter- tiaires, tels que le butanol tertiaire et l'alcool amyli- que tertiaire, les hydrocarbures halogénés, telq que le tétrachlorure de carbone, le bichlorure d'éthylène, le chlorure de méthylène, ainsi que l'éther éthylique, le benzène, le dioxane, l'acétate d'éthyle et analogues. '
Dans ce procédé, seuls des pourcentages relati-' vement petits de l'oxyde de métal, sur la base. du.stérol- . de total, sont reconnus. Pour obtenir.des résultats opti- ma, on emploie environ 0,01 à 0,25 mole et, de préférence,'' environ 0,1 mole de tétroxyde d'osmium par mole de composé de prégnane. Toutefois, un excès de composa peroxyde est désirable.
Ordinairement, on utilise un excès d'environ 100%, par rapport au stéroïde, pour obtenir les meilleurs résultats, bien que des excès allant d'environ 10 % à en- viron 200 % soient satisfaisants.
Pour exécuter l'oxydation, un des réactifs est mélangé à une solution du réactif stéroïde et une solu- tion du second réactif dans un solvant y est ajoutée len- . tement. On préfère ajouter lentement une solution de tétroxyde d'osmium à un mélange de composé de prégnane et de peroxyde d'hydrogène. Toutefois, le composé désiré de 16,20-dicéto-17 # -hydroxy prégnane est produit avec un bon rendement par l'autre méthode consistant à ajouter le peroxyde d'hydrogène à la solution de stéroïde et de té- troxyde d'osmium. Dans l'un et l'autre cas, la 16-cétone résultante peut être isolée par les mêmes techniques cou- rantes.
Aux températures de réaction préférées d'environ 20 à 45 C, des rendements optima en composés désirés
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de 16,20-dicéto-17 # -hydroxy prégnane sont obtenus en environ 1 à 48 heures et, de préférence, en 3 à 10 heures, bien que des durées de réaction considérablement plus longues ne paraissent pas affecter défaborablement la réaction et puissent être appliquées, si on le désire.
Lorsque la réaction est achevée, le mélange est ordinairement traité avec une petite quantité d'un agent réducteur, tel que le sulfite de sodium ou l'hydrogène sulfuré, pendant une courte période, après quoi le 16,20dicéto-17 o(-hydroxy-stérolde désiré'est récupéré, sous forme sensiblement pure par des méthodes bien connues des spécialistes. L'extraction par un solvant organique ou la cristallisation dans ce solvant ou dans un mélange de solvants, avec ou sans purification chromatographique constituent des techniques satisfaisantes pour isoler les nouveaux stéroïdes.
La discussion précédente du procédé suivant l'invention pour la préparation de 16,20-dicéto-17 # -hydroxystéroïdes de la série du prégnane à partir de 16-20-cétostéroïdes n'est pas restreinte à des éléments spécifiques de la série, car la réaction d'oxydation est d'application générale et ne dépend pas pour son succès, de la présence ou de l'absence de substituants fonctionnels ou d'une insaturation dans d'autres parties de la molécule. Pour obtenir des rendements optima dans le procédé suivant l'invention, on préfère que des stéroïdes comportant un groupe 21-hydroxy soient estérifiés dans cette position, de préférence par formation d'un ester avec un acide carboxylique organique.
Comme acides typiques pouvant être utilisés à cette fin, on peut citer les acides acétique, propioni que, butyrique, t. -butylacétique, stéarique, benzoïque, oxalique, succinique, tricarballytique, phénylacétqiue,
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phtalique, diméthylacétique, triméthylacétique et analogues. De même, l'ester en C-21 peut être formé à partir d'un acide inorganique, tel que l'acide sulfurique ou l'acide phosphorique. Dans ces cas, le 21-ester de 16,20dicéto-17 c( -hydroxy-prégnane correspondant est produit.
Sont d'une importance particulière les 16,20dicéto-17 o(-hydroxy-stéroides non saturés dans le noyau A dans les positions 1 : 2 et/ou 4 : 5 et ayant les substituants fonctionnels montrés dans la formule 1 suivante :
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dans laquelle X est un substituant contenant de l'oxygène, Y est un halogène et R est un groupe hydroxy ou hydroxy estérifié. L'ester est, de préférence, un ester de l'alcool de prégnane avec un acide carboxylique aliphatique inférieur, tel que l'acide acétique, l'acide propionique et l'acide butyrique, bien que d'autres acides organiques, tels que les acides benzoique, oxalique et phénylacétique, et des acids inorganiques, tels que les acides sulfurique et phosphorique, 'puissent être utilisés pour
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former l'ester.
Ces 16,20-dicéto-17 0( -hydroxy-stéroides, qui sont obtenus à partir des composés 16-20-céto-stéroides correspondants ont une activité cortisonale prononcée.
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Des--16,20-dicéto-17 d -hydroxy stéroïdes de la
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série du prégnane, qui peuvent être obtenus par le procé-
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dé suivant la présente invention à partir de /\ -20-cétostéroïdes sont les suivants : '-prégnêne-11 ,17 o( ,21triol-3,16,20-trione; 21-acétate de ,'-prégnène-11 !j 17 c( /21-triol-3,16,20-trione; 21-benzoate de 4¯prégnène' 11 f3 ,17 cl ,21-triolÔ3,16,20-trione; 21-t-butyl acétate da '-prégnène-11 %3 , 17 0( ,21-triol-3,16y,20-trione; .
21-acétate de 9 0( -rfluoro- '.-prégnène-11 /3, 17 c( , 21- triol-3 ,16 , 20-trione; 21-propionate de 9 'fluoro-4prégnène-11, .,y 17 c( '21-.triol-3,l6,20-trione; 9 0( -fluord ,'-prégnènell 3 , 17 c( -triol-3,16,20-trione; 21-acétate de 9 o( -fluoré-ls'-prégnadiène-11 3 , 1? d 21-trio9' 3,16,20-trione; 9 -fluoro-,.''-prégnâdiène-11 /3, i7 0( 21-triol-3,16,20-trione; 21-phénylacétate de 9 d- fluoron 114-prégnadiène-11 3 17 0( , 21-triol 3,16,20ètrione; 21-propionate de 9 o( -fluoro-,l'*-prégnadiène-11 17 o( 21-triol-3,16,20-trione; 21-cyclopentylpropionate de 9 0( -fluoro-1''-prégnadiéne.-il , 7.7 cl 21-triol-3 ,16 .20-trione; 21-acétate de 9 d -flu-oro-,âl'4-prégnadiène-, 17 0( ,2l-di1-3,ll,16,20-tétrone; 21-butyrate àe ±±4-prégnéne-1? ol ,2l-diol-3,ll,16,20-tétrone; 21-acétate de -prégnène17 '21-diol-3,1116,0-tétrone;
4¯prégnèn.e-3,l6$20-trione; 21-acétate de 4¯prégnène- 17 0( , 21diol-3,16,20-trione; 3t2ih-diacétate de 5-prégnène-3,17 c( ,2lÔtriol-16,20-dione, et 21-acétate de 9 c(-chloro- '-prégnène-11 , 17 c( , 21-trioi-3,16,20-trione.
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Les spécialistes comprendront que lors de la
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synthèse de l6,20-dicéto-17 cl -hydroxyèprégnanes fonction-
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nellement substitués ou non saturés dans d'autres parties de la molécule, la partie 16-céto-17 c( -hydroxy fonction- ' nelle peut être introduite au cours du dernier stade de la synthèse à partir du /\ -composé approprié, ou bien
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elle peut être intégrée dans la molécule à un stade antérieur et d'autres groupes fonctionnels désirés, tels que des doubles liaisons en 1 : 2 et/ou en 4 : 5, des groupes 11-oxygénés, des substituants 9-halo, des groupes 21-hy- droxy ou des groupes 21-esters peuvent être introduits par des réactions connues dans le composé 16-céto-17 d,hydroxylé.
Ainsi, lors de la synthèse du composé physiologiquement actif qu'est le 21-acétate de 9 # -fluoro-
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1'-prégnadiène-11 , 17 d , 21-triol-3,16,20-trione, on peut employer dû 21-acétate de 9 .d -fluoro- 1,4,16prégnatriène-11 ss , 21-diol-3,20-dione comme intermédiai- re, auquel cas le composé désiré est obtenu directement par le procédé décrit dans le présent mémoire.
En variante, lorsque la réaction à l'aide de tétroxyde d'osmium et de peroxyde d'hydrogène est exécutée sur du 21-acétate
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de 9 d -fluoro-4,16¯prégnadiène, Il;8 , 21-diol-3,20dione ou sur du 21-acétate de À:16-prégnadiène 11;3, z diol-3,20-dione, le composé désiré ne sera pas obtenu directement, mais peut être aisément obtenu à partir du produit 16-$céto-17 # -hydroxylé par introduction d'une double liaison 1 : et par introduction du substituant 9 # -fluoro.
Une seconde forme d'exécution de la présente invention est un procédé de synthèse de 16,20-dicéto-17 # -
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hydroxy-téroïdes impliquant l'oxydation d'un 16 c( , 17 c( ' dihydroxy-20-é6to-stéroide. Comme agent oxydant,on préfè- re utiliser du trioxyde de chrome, mais d'autres agents tels que le bichromate de sodium, la N-bromosuccinimide et la N-bromacétamide, peuvent aussi être employés. Dans ce procédé, l'agent oxydant agira sur d'autres groupes oxydables de la molécule, ainsi que sur le groupe 16-hydroxy, de façon..que ces autres fonctions soient bloquées ou
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protégées de manière appropriée, notamment par estérification, avant l'oxydation.
En appliquant ce procédé, on a par exemple préparé du 21-acétate de 4-prégnène-17 # ,
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2l..dio1-3,1116,20-tétrone (acétate de 16-céto cortisone) à partir de 21-acétate de '-prégnène-16 0( , 17 d , 21triol-3,11,20-trione (acétate de l6hydroxy.-cortisone) .
L'oxydation au trioxyde de chrome est exécutée, de préférence, au sein d'un solvant avantageusement inerte, tel que l'acide acétique ou la pyridine, à une.température d'environ 20 G à environ 35 C. A ces températures, des rendements optima en 16-cétones sont obtenus en 5 à 20 heures environ et habituellement en 5 à 15 heures. A des températures plus élevées, les durées de réaction peuvent évidemment être réduites.
Les nouveaux 16,20-dicéto-17 # -hydroxy stérol- des physiologiquement actifs peuvent être administrés par la bouche sous forme de tablettes ou de capsules comme agents anti-inflammatoires ou être appliqués topiquement sous forme de lotions ou de crèmes. Une tablette appropriée peut présenter la composition suivante :
Grammes
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- 21-acétate de 9 col -f1uoro-1,4¯pré- gnadiène-11 ss, 17 # ,21-triol-
3,16,20-trio'ne 0,075 - lactose 0,025 - amidon de maïs 0,022 - sucrose -0,020 - acacia (mucilage à 10 %) 0,002 - stéarate de magnésium 0,002 Le stéro#de, le lactose, l'amidon de maïs et le sucrose , sont mélangés et humidifiés avec l'acacia.
La masse est alors amenée à passer à travers un tamis n 8 et séchée.
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Les granules séchés sont tamisés sur un tamis n 12. Ces granules sont mélangés au stéarate de magnésium et compri- més en tablettes en utilisant un poinçon à cuvette de 9/32è de pouce de profondeur. Si on le désire, les tablet tes peuvent être revêtues de sucre par des techniques standards.
Un onguent topique contenant un des nouveaux 16-séto-stéroïdes physiologiquement actifs peut être pré- paré en mélangeant 0,025 gramme de stéroide à environ 0,1 g de propylène glycol, en broyant la-pâte résultante et en y ajoutant encore 0,2 gramme de propylène glycol. Ce mélange est alors ajouté à environ 0,42 gramme de polyethy- lène glycol broyé, après quoi on ajoute environ 0,5 ml d'eau. Le mélange est alors agité et du stéarate de zinc en poudre y est incorporé jusqu'à ce que la masse soit partiellement figée. L'onguent est alors malaxé.
Certains composés de 16,20-dicéto-17 o(-hydroxy prégnane suivant la présente invention sont utilisables principalement comme intermédiaires pour la préparation de composés 16-cétoniques hautement actifs. Ils sont ob- tenus par introduction, par des procédés connus, d'une double liaison 4 : 5, d'un substituant 9-halo, d'une fonc- tion 11-oxygénée, d'un groupe 21-hydroxy ou d'un groupe
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3-céto dans des 16,20-dicéto-17 d-hydroxy stéroides hau- tement actifs de la série du prégnane.
Les exemples suivants sont donnés à titre illus- tratif et non limitatif.
EXEMPLE 1
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21-Acétate de 9 c( "-fluoro-,6,4,16¯prégnadiène -11 ,21- , diol-3,20-dione.
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.1 g. de 21-acétate de 9 c( -fluoro-4¯prégnène- 11 f3 ' 17 t( ; 21-triol-3,20-dione est dissous dans 25 ml.
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de méthanol et 5 ml. de diméthylformamide dans une atmos- phère d'azote. A la solution résultante on ajoute une pâte de 1,35 g. de chlorhydrate de semicarbazide et 0,74 g. de bicarbonate de sodium dans 3 ml. d'eau. Le mélange réactionnel est agité à la température de reflux pendant 3 1/2 heures, puis à 40 - 45 C pendant 16 heures. La 3,20-disemicarbazone résultante de la matière de départ est précipitée par refroidissement et addition de 200 ml d'une solution saturée de chlorure de sodium. Elle est isolée par filtration, levée à l'eau-et séchée.
1 g. de la 3,20-disemicarbazone obtenue ci-des- sus, 20 ml d'acide acétique et 1 ml d'anhydride acétique sont chauffés au reflux sous une atmosphère d'azote pen- dant 1 heure. On obtient ainsi une solution de la 3,20-
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disemicarbazone de 21-acétate de 9 0( -fluoro-d,'16-prégnadiène-11 fi , 21-diol-3,20.-dione. Sans isolement de cette matière, le mélange réactionnel est concentré sous vide jusqu'à 10 ml et traité avec 5 ml d'eau et 3 ml d'acide pyruvique. Le mélange est laissé au repos à température ambiante pendant environ 24 heures, après quoi on y ajoute de l'eau et on extrait au chloroforme. L'extrait chloroformique est lavé avec de l'eau et une solution de bicarbonate de potassium, puis séché sur du sulfate de magnésium.
La solution chloroformique est chromatographiée sur environ 25 g d'alumine neutre et du 21-acétate de 9 # -
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fluoro - 1 ll.)16-prégnadiène-11 21-diol-3,20-dione sont obtenus par concentration des fractions éluées au benzène et au chloroforme.
EXEMPLE 2
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21-Acétate de 9 c( -fluoro-'-prégnadiène-21-ol-3,11,20. trione.
0,5"iô de 21-acétate de 9 cl -fluoro-6.4¯prégnène-
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1? cl ,21-diol-3,11,20-trione dans 10 ml. de méthanol et 3 ml. de diméthylacétamide est mélangé, sous une atmosphère d'azote à une solution de 0,8 g. de chlorhydrate de semicarbazide et 0,4 g de bicarbonate de sodium dans 1 ml d'eau. Le mélange réactionnel est chauffé au reflux pendant 3 heures et à 40 C pendant 10 heures. La 3,20-di- semicarbazone résultante de la matière de départ est précipitée par addition d'eau et par refroidissement dans un bain de glace. Elle est isolée par filtration et séchée.
La disemicarbazone obtenue-plus haut est chauffée au reflux pendant 1 heure dans une atmosphère inerte avec 10 ml d'acide acétique et 1 ml d'anhydride acétique.
Le mélange réactionnel est alors concentré jusqu'à la moitié environ de son volume et traité avec de l'eau et avec 2 ml d'acide pyruvique. Au bout de 15 heures à 25 C on ajoute encore de l'eau et on extrait le mélange à 'l'aide de benzène. L'extrait benzénique est lavé avec de l'eau et une solution de bicarbonate de sodium, et séché.
.Par chromatographie sur 12 g d'alumine neutre, on obtient dans les fractions éluées au benzène du 21-acétate de
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9 ol -fluoro-,f16-prégnadiène-21-ol-3,11,20-trione.
EXWIPLE 21-Acétate de '-prégnéne-11 17 0( , 21-triol-3,16,20.r trione.
A une solution agitée de 116 mg. de 21-acétate
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de 0*16-prégnadiène-11 /5 2l-diol-3,20-dione et de 3 mli de t-butanol, on ajoute 1,63 ml. de peroxyde d'hydrogène 0,37 M dans du t-butanol et 8 mg. de tétroxyde d'osmium dans 1 ml. de t-butanol. L'addition est exécutée goutte à goutte. La réaction est admise à progresser pendant 48 heures à température ambiante, après quoi on ajoute de l'eau et on extrait le mélange avec du chloroforme. L'ex-
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trait chloroformique est concentré sous vide et le résidu est dissous dans 10 ml de méthanol. 100 mg de sulfite de sodium dans 2 ml d'eau sont ajoutés à la solution mé- thanolique et le mélange est chauffé au reflux pendant 30 minutes..
Après refroidissement et addition d'un supplé-, ment d'eau, le mélange est extrait avec du chloroforme.
Le chloroforme est à nouveau chassé par distillation et le résidu est traité à température ambiante pendant 5 heures avec 0,5 ml d'anhydride acétique dans 1 ml de pyridine.
10 ml d'eau sont alors ajoutés au mélange réactionnel de re-acétylation et le stéroïde désiré est extrait avec du chloroforme. L'extrait chloroformique est chromatographié , sur environ 3 g. d'alumine neutre. Par élution de la co- lonne avec un mélange de benzène et de chloroforme et par concentration des éluats résultants, on obtient du 21-acé-
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tate de ' il-prégnène-11 lu o( , 21-triol-3,16,20-trioner EXEMPLE 4
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21-Acétate de l-prégnëne-17 0( , 21-diol-3,11,16,20- tétrone.
A une solution de 200 mg de 21-acétate de
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1,16-prégnadiène-21-ol-3,11,20-trione dans 10 ml de t- butanol, on ajoute 5 gouttes de pyridine et 5 mg. de tétroxyde d'osmium dans 5 ml. de t-butanol. 5 ml d'une solution 0,4 M de peroxyde xx d'hydrogène du t-butanol sont alors ajoutés lentement en l'espace de 45 minutes. Le mélange résultant est alors agité pendant encore 30 minutes à température ambiante. Au bout de cette période, 300 mg de sulfite de sodium dans 15 ml d'eau sont ajoutés et le mélange résultant est agité pendant environ 10 minutes.
Il est ensuite concentré jusqu'à environ 1/3 de son volume sous vide et extrait avec du chloroforme. L'extrait chloroformique est lavé à l'eau et séché, après quoi il
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est chromatographié sur 5 g. d'alumine neutre. Par élution de la colonne avec du benzène et du chloroforme, on
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trouve dans l'éùuat du 21-acétate de ,'-prêgnène-17 d , 21-diol-3,11,16,20-tétrone, qui peut être isolé par concentration sous vide.
EXEMPLE 5
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,'.-prégnène-11 , 17 0( , 21-triol-3,16,20-trione. A une solution agitée de 100 mg de 21-acétate
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de Li 4 -prégnène-ll f ' 17 0( ,21-triol-3,16,20-trione dans 40 ml. de méthanol 'à 90 %, on ajoute à 20 C, 2 ml. de HC1 concentré. Le mélange est laissé au repos à environ 25 C pendant 6 heures, puis additionné de 150 ml d'eau.
La suspension résultante est refroidie et la 4-prégnène- 11 ss, 17 o(, 21-triol-3,16,20-trione est filtrée, lavée à l'eau et séchée sous vide.
EXEMPLE 6
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21-t-butyl acétate de 9 do. -fluoro-Ll4¯prGgnène-ll p , 17 ci. 21-triol-3,16,.20-trione.
Le 21-acétate de 9 cI.-fluoro-Li4,16¯prégnadiène- 11 ss, 21-diol-3,20-dione de l'exemple 1 est converti en l'alcool libre correspondant par traitement avec de l'acide chlorhydrique méthanolique à température ambiante, comme décrit dans l'exemple 5. A partir de cet alcool libre, on
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obtient le 21-t-butyl-acétate de 9 do. -fluoro-Li4,16¯prégna- diène-11 ss , 21-diol-3,20-dione, par traitement du premier
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composé avec un excès de chlorure de t-butyl-acétyle, "en présence de pyridine à température ambiante.
A une solution agitée de 121 mg de 21-t-butyl-
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acétate de 9 0( -fluoro-''16-prégnadiène-11 3 , 21-diol- 3,20-dione et de 3 ml de t-butanol, on ajoute 1,63 ml de peroxyde d'hydrogène 0,37 M dans du t-butanol.
8 mg de
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tétroxyde d'osmium dans l.ml de t-butanol sont ajoutés au stéroïde goutte à goutte en l'espace d'environ 30 minutes.
Le mélange réactionnel est laissé au repos à température ambiante pendant 38 heures et, au bout de cette période, on ajoute de l'eau et on extrait le stéroïde avec du chloroforme, comme décrit dans l'exemple'3. En suivant le procédé d'isolement décrit dans l'exemple 3, on obtient
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du 21-t-butyl-acétate de 9 --fluoro-'.-pré;nène-11 j3 , 17 cl , 21-triol-3,16,20-.trione.
EXEMPLE 7 ,1'-prégnadiène-11 j , 17 0( , 21-triol-3,16,20-trione et son 21-acétate.
50 ml d'un milieu nutritif de composition sur- vante sont préparés :
Cérélose 1 g.
Edamine 1 g.
Liqueur de macération de mais 0,25 ml
Eau distillée q.s.ad. 50 ml
Ce milieu est ajusté à un pH de 6,5 à l'aide d'hydroxyde de potassium, stérilisé et inoculé avec enviror.
2,5 à 5 ml d'une culture de Bacillus sphaericus (MB 431) et la culture inoculée est alors incubée à une températu- re de 280 C, en agitant, pendant 24 heures. A la culture résultante, on ajoute une solution contenant 10 mg. de
EMI15.2
21-acétate de *-prégnène-11 , 17 o( . 21-triol-3,16,20- trione dissous dans 0,2 ml de diméthylformamide. La culture contenant le composé stéroïde est incubée, en agitant, pendant 24 heures environ à 28 C.
Le bouillon de fermentation est extrait avec quatre fonctions de 50 ml d'acétate d'éthyle et les ex-' traits à l'acétate d'éthyle sont combinés et évaporés jusqu'à siccité sous vide. La matière résiduelle est dis-
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soute dans de l'acétone et traitée avec du charbon de bois et de la terre à diatomées pour éliminer les impuretés colorées. La solution acétonique décolorée est.alors étalée sur des chromatogrammes en papier, qui sont dévelop pés en utilisant de la formamide comme phase stationnaire et du chloroforme comme phase mobile.Leà bandes supérieures sont éliminées et extraites avec du méthanol et l'extrait méthanolique est à nouveau chromatographié sur papier.
La bande supérieure est découpée, séchée et extraite avec du méthanol et l'extrait méthanolique est concentré jusqu'à siccité sous vide. Le résidu est cristallisé dans un mélange d'acétate d'éthyle et d'éther de pétrole,
EMI16.1
en sorte qu'on obtient de la jl'-prégnadiène-11 3 , 17 # , 21-triol-3,16,20-trione.
EMI16.2
La 1,4¯prégnadiène-ll jJ 17 o( , 21-triol- 3,16,20-trione obtenue ci-dessus est convertie en son 21-acétate, par traitement avec de l'anhydride acétique, en présence d'une petite quantité de pyridine.
EXEMPLE 8
EMI16.3
9 0( -fluoro-Lj,l' '-prégnadiène-17 0( , 21-diol-3,11,16,20- tétrone.
50 ml d'un milieu nutritif de composition suivante sont préparés :
Cérélose 1 g.
Edamine 1 g.
Liqueur de macération de mais 0,25 ml
Eau distillée q. s.ad 50 ml.
Ce milieu est ajusté à un pH de 6,5 à l'aide d'hydroxyde de potassium, stérilisé et inoculé avec environ 2,5 à ,
EMI16.4
5 ml d'une culture de Bacillus sphaericus (riIB .31), et la culture inoculée est alors incubée à une température de 28 C, en agitant, pendant 24 heures. A la culture résul-
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tante on ajoute une solution contenant 10 mg de 21-acéta-
EMI17.1
te de 9 c( -fluoro-'-prégnène-l'7 0( , 21-diol-3,11,16,20- tétrone dissous dans 0,2 m1 de diméthylformamide. La culture contenant le composé dtéroide est incubée,, en agitant, pendant une période supplémentaire d'environ 24 heures à 28 C.
Le bouillon de fermentation est alors extrait à l'aide de trois fractions de 60 ml d'acétate d'éthyle et
EMI17.2
la 9 d -fluoro.-l''-prégnadiène-17 0( , 21-dioi-3,11,16, 20-tétrone est isolée de l'extrait à'l'acétate d'éthyle, en suivant le mode opératoire de l'exemple 7. , EXEMPLE 9
EMI17.3
9 d. -fluoro-1,4¯prégnadiène-11/3 , 17 0( , 21-triol- 3,16,20-trione.
100 ml d'un milieu nutritif de composition suivante sont préparés :
Cérélose 2 g.
Edamine 2 g.
Liqueur de macération de mais 0,5 ml
Eau distillée q.s.ad 100 ml Ce milieu est ajusté à un pH de 6,5 à l'aide d'hydroxyde de potassium, stérilisé et inoculé avec environ 5 à 10
EMI17.4
ml d'une culture de Bacillus sphaericus (1SB .31) et la culture inoculée est alors incubée à une température de 28 U, en agitant, pendant 24 heures. A la culture résultante, on ajoute une solution contenant 20 mg de 9 # -
EMI17.5
fluoro-,'-prégnène-11 , 17 0( , 21-triol-3 ,16 , 20-trio- ne dissous dans 0,4 ml de diméthylformamide. La culture contenant le composé stéroïde est incubée, en agitant, , pendant une période supplémentaire d'environ 24 heures à 28 C.
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Le bouillon de fermentation est extrait à l'aide de quatre fractions de 100 ml d'acétate d'éthyle et les extraits à l'acétate d'éthyle sont combinés et évaporés jusqu'à siccité sous vide. La matière résiduelle est dissoute dans de l'acétone et traitée avec du charbon de bois et de la terre à diatomées pour éliminer les impuretés colorées. La solution acétonique décolorée est alors étalée sur des chromatogrammes, qui sont développés en utilisant de la formamide comme phase stationnaire et du chloroforme comme phase mobile. Les 'bandes supérieures sont séparées et extraites avec du méthanol et l'extrait méthanolique est à nouveau chromatographié sur papier.
La bande supérieure est découpée, séchée et extraite avec du méthanol et l'extrait méthanolique est concentré jusqu'à siccité sous vide. Le résidu est cristallisé dans un mélange d'acétate d'éthyle et d'éther de pétrole, en sorte
EMI18.1
qu'on obtient de la 9 cl -fluoro-Al 1,4-prégnadiène-11 /3 , 17#, 21-triol-3,16,20-trione.
Le 21-acétate correspondant du produit ci-dessus mentionné est obtenu par chauffage au reflux du stéroide pendant 45 minutes avec 6 ml d'acide acétique et 0,5 ml d'anhydride acétique. Le mélange réactionnel chaud est alors refroidi et concentré jusqu'à un petit volume et trai té avec 5 ml d'eau. Le 21-acétate de 9 # -fluoro-1,4-
EMI18.2
prégnadiène-11 3 , 17 c( , 21-triol-3,16,20-trione est iso- lé par extraction du mélange avec du chloroforme et par élimination du chloroforme par distillation.
D'autres esters, tels que le t-utyl-acétate, le propionate, le phényl-acétate, le benzoate, less, ssdiméthylglutarate, l'oxalate et analogues, sont préparés
EMI18.3
à partir de la 9 ci -fluoro-G,el''-prégnadiène-11 j , 17 c( , 21-triol-3.,1,20-trïone par chauffage avec le chlorure
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d'acide approprié et sont isolés en suivant le mode opératoire décrit ci-avant.
Le substrat stéroïde employé dans le stade de fermentation de tet exemple est aisément préparé à partir de son 21-acétate correspondant par traitement de l'acétate avec de l'acide chlorhydrique méthanolique à température ambiante, comme décrit dans l'exemple 5.
EXEMPLE 10
EMI19.1
21-acétate de '-prégnène-17 c( , 21-diol-3,11,1620- tétrone.
Une solution de 105 mg de 21-acétate de 4prégnène-16 ci , 17 # , 21-triol-3,11,20-trione -préparés par le procédé décrit dans J.Chem.Soc. 4383 (1955) dans 2 ml d'acide acétique est traitée à l'aide de 16,7 mg de trioxyde de chrome dans 0,1 ml d'acide acétique. Le mélange réactionnel est laissé au repos à 25 C pendant 16 heures, après quoi on ajoute de l'eau et on extrait le stéroïde avec du chloroforme. La chromatographie sur papier, en utilisant un système benzène-formamide, montre que le produit principal de la réaction est le 21-acétate
EMI19.2
de '-pr2gnène-17 ci , 2l-diol-3,11,16,20-tétro?e. Une matière sensiblement pure est obtenue par chromatographie de l'extrait chloroformique sur de l'alumine neutre.
La 16-cétone désirée est isolée des éluats benzène-chlorofor-' me et a un point de fusion de 178 - 180 C.
EXEMPLE 11
EMI19.3
21-acétate de 9 0( fluoro-.1*-prégnadiêne-11 17 ci , 21-triol-3,16,20-trione.
8 ml de peroxyde d'hydrogène 0,2 M dans de l'alcool t-amylique sont ajoutés lentement à un mélange de
EMI19.4
210 mg de 21-acétate de 9 c( -fluoro-bl,4,16¯prégnatriène...
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11 ss , 21-diol-3,20-dione et de 14 mg de tétroxyde d'osmium dans 10 ml d'alcool t.-amylique. Le mélange réac- tionnel est agité à environ 30 C pendant 10 heures. Au bout de cette période, on ajoute de l'eau et on extrait le mélange avec deux fractions de 10 ml de chloroforme.
Le chloroforme est éliminé par distillation et la matière résiduelle est dissoute dans 15 ml de méthanol. On fait barboter un excès d'hydrogène sulfuré dans la solution méthanolique pendant 15 minutes. On ajoute de l'eau et on extrait le mélange à l'aide de chlorôforme frais.
Les extraits chloroformiques sont lavés à l'eau, séchés sur sulfate de magnésium et versés sur 5 g. d'alu- mine. Par élution de l'alumine avec du benzène et du chloroforme et par élimination des solvants organiques sous vide, on obtient du 21-acétate de 9 # -fluoro- 1,4-
EMI20.1
prégnadiène-ll;8 , 17 d , 21-triol-3,16,20-trione sensiblement pur.
Le 21-acétate de 9 . -fluoro-Lil,4,16¯prégnatriène-llj3 , 21-diol-3,20-dione utilisé dans cet exemple est préparé à partir de 21-acétate de 9 # -fluoro-1,4- prégnadiène-11 ss , 17 #, 21-triol-3,0-dione par formation d'une 30,20-bis-semicarbazone, par déshydratation à l'aide d'acide acétique et décomposition de la semicarbazone, comme décrit dans l'exemple 1.
D'une manière similaire, du 21-benzoate de 9 # -
EMI20.2
chloro- le4-pr6-nadiène-11 17 0( , . 21-triol-3 ,Í6''''20''' trione, de la 9 c( -fluoro-"l''-prégnadiène-l'7 ci , 21diol-3,11,16,2à-tétrone et'de la 9 -fluoro-1''-prégnadiène-11 %3 , 17 cl -diol-3,16J20-trione sont préparés par traitement des 16-composés correspondants avec du tétroxyde d'osmium et du peroxyde d'hydrogène.
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EXEMPLE 12
EMI21.1
21-acétate de 12 ci -fluoro1,4¯prégnadiène-ll/3 , 17 21-triol-3,16,20-trione.
2 ml de pyridine et 7 mg de tétroxyde d'osmium dans 7 ml d'alcool t.-amylique sont ajoutés à une solution
EMI21.2
de 300 mg de 21-acétate de 12 ci f1uoro-1,,16¯prégna- diène-11 ss , 21-diol-3,20-dione dans 15 ml d'alcool t.-amy- lique. A ce mélange, on ajoute 10 ml d'une solution
0,035 M de peroxyde d'hydrogène dans de l'alcool t.-amyli que goutte à goutte en l'espace de 2'heures. Le mélange réactionnel est alors agité à 25 C pendant 40 minutes supplémentaires, après quoi on fait barboter de lthydrogè- ne sulfuré dans la solution pendant 20 minutes.
Le mélange est alors extrait avec deux fractions de 10 ml de chloroforme et les extraits chloroformiques sont combinés, lavés à l'eau et séchés. L'extrait est concentré sous vide jusqu'à un petit volume et chromato- graphié sur 7 g. d'alumine neutre. La colonne est éluée aisée du benzène et du chloroforme et les éluats sont con- centrés jusqu'à siccité, ce qui donne un résidu de 21-acé-
EMI21.3
tate de 12 d -fluoro-6,1,4¯prégnadiène-ll fi , 17 0( , 21- triol-3,16,20-trione.'
D'une manière similaire, du 21-acétate de 12 # -
EMI21.4
chloro-*-prégnëne-17 c( ,21-diol-3,11,1620-tétrone, du 21-t.-butyl-acétate de 12 ci -fluoro-L4¯prégnène,-11 f3, 17 o( 21-triol-3 ,16 , 20-trione et de la 12 o( -fluoro- /j'''--prégnadiène-17 c( ;21=diol=3;1116;
2Utétrone sont obtenus à partir des 6* -composés correspondants. Dans le cas des 21-alcools libres il est préférable d'exécuter ,l'oxydation sur un 21-acétate et d'éliminer subséquemment la fonction ester par la méthode de l'exemple 5. Les 16-stéroïdes de départ sont préparés par le procédé de
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l'exemple 1 à partir des 17 # -hydroxy-stéroides cor.respon- dants.
REVENDICATIONS
EMI22.1
1.. 17 c -hydroxy-20-céto-stéroâ.des de la série du prégnane comportant un substituant céto dans la position C-16.
2. 17 # -hydroxy-20-céto-stéroides de la série du prégnane.ayant dans le noyau D la structure suivante:
EMI22.2
dans laquelle R est un groupe méthyle, méthylol et méthylol estérifié.
3. 16-céto-stéroïde de la série du prégnane non saturé dans le noyau A et-ayant la formule :
EMI22.3
dans laquelle X est un substituant contenant de l'oxygène et Y est de l'hydrogène ou un halogène, et les 21-esters de ces stéroïdes.
EMI22.4
4. 4¯prégnène-ll 3 , 17 , 2l-triol-3,l6,20-
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EMI23.1
trione et ses 21-acylates.
EMI23.2
.. 4 -pregnene-17 c( ,21-diol-3',11,16,20-.têtrone
EMI23.3
et ses 21-acylates.
EMI23.4
6. 9 ci. -halo-%,¯;'-prégnène-.11 j , 17 c( , 21-triol-
EMI23.5
3,16,20-trione et ses 21-acylates.
EMI23.6
7. 1''-prëgnadiène-113, 17 ci., 21-triol-3,16,20-
EMI23.7
trione et ses 21 acylates.
EMI23.8
$. Z 114-prégnadiène-17 o( ,21-diol-3,11;16,20-
EMI23.9
tétrone et'ses 21-acylates.
EMI23.10
9. 9 0( -ha1G-L11,4 -prégnadièn.e-11 f ' 17 c( ,21triol-3,16,z0-trioneet ses 21 acylates.
10. 9 o( -halol''-prégnadiène-17 a{ ,21-dio1- ,
EMI23.11
3,11,16,20-tétrone et ses 21-acylates.
EMI23.12
11. '-prégnène-11 3 , 17 o( , 21-tr iol-3 ,16 , 20-
EMI23.13
trione.
EMI23.14
12. 21-acétate de L.4¯prégnène-11! ' 17 0( , 21triol-3 ,.l6p20-trione.
13. 21-tert.butyl acétate de 4¯prégnèn-11;B , -17 c( , 21-triol-3,16,20-trione.
14' '-prégnène-1'7 c( , 21-diol-3 ,11,16 , 20-tétrone .
15. 9 ci -fluoro-f-prégnène-11 3 , 17 0( , 21-triol- 3,16,20-trione.
16. 21-acétate de 9 ci. -fluoro-,'-prégnène-11 fi , 3i7 os , 21-triol-3,16,20-trione.
17. 21-acétate de 1,4¯prégnadiène-17 c( 21-diol- 3,11,16,20-tétrone.
10. L,r,'''-prégnadiène-11 3 , 17 o , 21-triol-
EMI23.15
3,16,20-trione.
EMI23.16
19. 21-acétate de '''-prégnadiène-11 /j , 17 0( ,
EMI23.17
21-triol-3,16,20-trione.'
EMI23.18
20. 9 0( -fluoro-,1''-prégnadiène-11 /3 , 17 c( z' 21trio1-3,16,20-trion;. '
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EMI24.1
21. 21-acétate de 9 ci -fluoro-Lil,4¯prégnadiène- 11 jJ , 17 0( , 21-triol-3,16,20rtriono.
22. 21-t-butyl acétate de -9. c( -fluoro-L.1,4 -prégna- diène-11 17 # , 21-triol-3,16,20-trione.
23. Procédé dans lequel on traite un 16-20-cétostéroïde de la série du prégnane avec du tétroxyde 'd'os- mium, en présence d'un composé peroxydé, de manière à produire un 16,20-dicéto-17 # -hydroxy-stéroide de la série du prégnane.
24. Procédé dans lequel on traite un 16-20-cétostéroïde de la série du prégnane avec un quantité catalytique de tétroxyde d'osmium, en présence d'un composé peroxydé, de manière à produire,un 16,20-dicéto-17 # - hydroxy-stéroïde de la série du prégnane.
25. Procédé dans lequel on traite un 16-20-cétostéroïde de la série du prégnane avec un quantité catalyti que de tétroxyde d'osmium en présence de peroxyde d'hydrogène, de manière à produire un 16,20-dicéto-17 o(-hydroxy- stéroïde de la série du prégnane.
26. Procédé dans lequel on traite un 3,20-dicéto-
EMI24.2
il-Oxygéné-16¯pré6nène non saturé dans le noyau A avec du tétroxyde d'osmium et du peroxyde d'hydrogène, de manière à former un 3,16,20-tricéto-11-oxygéné-17 # -hydroxy stéroïde de la série du prégnane non saturé dans le noyau A.
27. Procédé dans lequel on traite un 9 #-halo-3,20-
EMI24.3
dicéto-11-oYygéné-16-prégnène non saturé dans le noyau A avec du tétroxyde d'osmium et du peroxyde d'hydrogène, de .
EMI24.4
manière à former un 9 4 -halo-3,]6,20-tricéto-17 ( -hydro- xy-stéroide de la série du prégnane non saturé dans le noyau A.
28. Procédé dans lequel on traite du 21-acétate de ,
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EMI25.1
(''16-prégnadiène-11 /3 , 21-diol-3,20-dione avec du té- troxyde d'osmium et du peroxyde d'hydrogène, de manière
EMI25.2
à produire du 21-acétate de ±±4-prégnène-11 f , 17 d , 21-triol-3,16,20-trione.
29. Procédé dans lequel on traite du 21-acétate de 9 0( -fluoro-f''1 -prégnadiène-11 f3 , 21-diol-3,20-dione avec du tétroxyde d'osmium et du peroxyde d'hydrogène, . de manière à produire du 21-acétate de 9 #-fluoro-4-
EMI25.3
prégnène....ll f3 ' 17 0( , ?1-triol-3,16,20-trione.
30. Procédé dans lequel on traite du 21-t-butyl-acétate de 9 o( -fluoro-''prégnadiène-11 f3, 21-diol- 3,20-dione avec du tétroxyde d'osmium et du peroxyde d'hydrogène, de manière à produire du 21-t-butyl-acétate de
EMI25.4
9 o( -fluoro-D,.4¯prégnène-ll f3 ' 17 ci. -triol-3,16,20- trione.
31. Procédé dans lequel on traite du 21-acétate de
EMI25.5
L",l,l,l6-prégnatriène-11 f3 ' 21-diol-3,20-dione avec du tétroxyde d'osmium et du peroxyde d'hydrogène, de manière produire du 21-acétate de J, 1,4-prégnadiène-11 17 c( 21-triol-3,16,20-trione 2. Procédé dans lequel on traite un 3,20-dicéto-
EMI25.6
11-oxygéné-16,17 o(-dihydroxyprégnane non saturé dans le noyau A avec du trioxyde de chrome, de manière à produire un 3,16,20-trie6to-117oxygéné-17 c( -hydroxy-prégnane non daturé dans le noyau A.
33. Procédé dans lequel on traite du 21-acétate de
EMI25.7
9 c( -fluoro-1',16-prégnatriène-11 , 21-diol-3,20- dione avec du tétroxyde d'osmium et du peroxyde d'hydrogène, de manière à produire du 21-acétate de 9 c( -fluoro-
EMI25.8
l''-prégnadièns-11 , 17 c( -21-triol..
34. lo-céto-stro5¯d:; de lé, n5riEJ du prâ::;né,n<; non saturé dans le noyau A et ayant la formule :
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EMI26.1
dans laquelle X est un substituant-contenant de l'oxygène et Y est de l'hydrogène ou un halogène, au moins un des groupes Y étant de l'hydrogène, ainsi que les 21-esters de ces stéroïdes.
35. Procédé dans lequel on traite un composé de formule :
EMI26.2
dans laquelle X est un substituant contenant de l'oxygène, Y est de l'hydrogène ou un halogène, au moins un groupe Y étant de l'hydrogène, et R est de l'hydrogène ou un groupe acyle, ledit composé étant non saturé dans le noyau A, avec du tétroxyde d'osmium et du peroxyde d'hydrogène, de manière à produire un stéroïde de la série du prégnane non saturé dans le noyau A et ayant la formule :
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EMI27.1
dans laquelle X, Y et R ont la signification indiquée plus haut.
36. Nouveaux composés et procédés, en substance, tels que décrits plus haut, notamment dans les exemples.
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The present invention relates to a new class of oxygenated steroids. More particularly, it relates to steroids of the pregnane series comprising a ketone function in the D ring of the molecule. More particularly still, the invention relates to the 16,20-diketo-17 # -hydroxy-steroids of the pregnane series, which novel compounds have the partial structural formula.
EMI1.1
It is well known that the pharmacological or physiological activity of adrenocortical hormones can be modified or increased, by certain structural changes in the molecule, in particular by the introduction of a double bond in positions 1: 2 of the steroid nucleus or by halogenation in the 9 position.
Research to improve the activity of these hormones has been difficult and several attempted modifications in the structure of physiologically active steroids have resulted in loss or decrease in activity. However, it has now been found that the introduction of a ketone function in the 16 position of 17 # hydroxy-20 keto-pregnans leads to new compounds with increased anti-inflammatory activity, without exhibiting side effects to a substantial degree. unwanted, such as sodium retention.
The present invention therefore relates to a
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new series of steroids of the Pregnane series, these compounds having a ketone group in the C-16 position. A further subject of the invention is 16,20-diketo '17 # -hydroxy-steroids of the pregnane series, as well as processes for the preparation of these compounds from 16-2-keto-pregnans. The invention also relates to a synthetic process for the preparation of 16,20-diketo-17 # -hydroxy-steroids by treatment of a 16-20-keto-steroid using a metal oxide and of a peroxide compound.
These 16-keto-steroids of the pregnan series are themselves physiologically active compounds with enhanced cortisone activity and of value in the treatment of inflammatory and allergic conditions, while they are important intermediates in the synthesis. physiologically active 16-keto-pregnenes or pregnadienes. A more particular object of the invention is the synthesis of 16,20-diketo-17 # -hydroxy steroids by reaction of a 16-20-keto-steroid with a metal oxide, such as osmium tetroxide, and with a peroxide compound, such as hydrogen peroxide. Other subjects of the invention will emerge from the following detailed description of the invention.
The new compounds according to the present invention can be obtained by treating a 16-20-keto steroid with a metal oxide and a peroxide compound, according to the following scheme:
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EMI3.1
The critical structural feature of the starting material for preparing the 16,20-diketo-17 # -hydro-xy steroids of the pregnane series is the 16-20-keto moiety. The molecule can be substituted or unsubstituted in other parts of the molecule and can also be unsaturated.
Thus, 1-, 4- or 9 (11) -steroids or compounds having substituents such as keto, hydroxy, esterified hydroxy, chlorine, bromine, fluorine and / or methyl groups on nuclear carbon atoms or atoms carbon at 21 are suitable reagents. Double bonds (other than the 16 bond) which are found in hindered or blocked parts of the molecule, especially in the 9 (11) position or which are conjugated with a carbonyl group, are inert in conditions of the present process. However, other double bonds are capable of reacting with osmium tetoxide and hydrogen peroxide and must be protected or chemically blocked during the reaction, to prevent unwanted side reactions.
As the metal oxide, it is preferred to use in the present process osmium tetroxide, although other metal oxides which add a carbon to carbon double bond, such as tungsten trioxide, can also be used. employees. The preferred peroxide compound is
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hydrogen peroxide, other suitable peroxides being alkyl peroxides, such as t-hydrpperoxide. -butyl, or peracids, such as peracetic, perbenzoic or perphthalic acids. The oxidation is carried out in a solvent inert under the reaction conditions.
Suitable solvents are tertiary alkanols, such as tertiary butanol and tertiary amyl alcohol, halogenated hydrocarbons, such as carbon tetrachloride, ethylene dichloride, methylene chloride, as well as methylene chloride. ethyl ether, benzene, dioxane, ethyl acetate and the like. '
In this process, only relatively small percentages of the metal oxide, on the basis. of.sterol-. of total, are recognized. For optimum results, about 0.01 to 0.25 moles and preferably about 0.1 moles of osmium tetroxide are employed per mole of pregnane compound. However, an excess of compound peroxide is desirable.
Usually, about 100% excess of the steroid is used for best results, although excesses of from about 10% to about 200% are satisfactory.
To carry out the oxidation, one of the reagents is mixed with a solution of the steroid reagent and a solution of the second reagent in a solvent is added thereto. definitely. It is preferred to slowly add a solution of osmium tetroxide to a mixture of pregnant compound and hydrogen peroxide. However, the desired compound of 16,20-diketo-17 # -hydroxy pregnane is produced in good yield by the other method of adding hydrogen peroxide to the solution of steroid and osmium tetoxide. In either case, the resulting 16-ketone can be isolated by the same common techniques.
At preferred reaction temperatures of about 20 to 45 C, optimum yields of the desired compounds
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of 16,20-diketo-17 # -hydroxy pregnane are obtained in about 1 to 48 hours and preferably in 3 to 10 hours, although considerably longer reaction times do not appear to adversely affect the reaction and can be achieved. applied, if desired.
When the reaction is complete, the mixture is ordinarily treated with a small amount of a reducing agent, such as sodium sulfite or hydrogen sulfide, for a short time, after which the 16,20-diketo-17 o (-hydroxy the desired steroid is recovered, in substantially pure form by methods well known to those skilled in the art. Extraction with an organic solvent or crystallization from this solvent or from a mixture of solvents, with or without chromatographic purification constitute satisfactory techniques for isolating new steroids.
The foregoing discussion of the process according to the invention for the preparation of 16,20-diketo-17 # -hydroxysteroids of the pregnane series from 16-20-ketosteroids is not restricted to specific elements of the series, since the oxidation reaction is of general application and does not depend for its success on the presence or absence of functional substituents or unsaturation in other parts of the molecule. In order to obtain optimum yields in the process according to the invention, it is preferred that steroids having a 21-hydroxy group are esterified in this position, preferably by formation of an ester with an organic carboxylic acid.
As typical acids which can be used for this purpose, mention may be made of acetic, propionic, butyric, t. -butylacetic, stearic, benzoic, oxalic, succinic, tricarballytic, phenylacetic,
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phthalic, dimethylacetic, trimethylacetic and the like. Likewise, the C-21 ester can be formed from an inorganic acid, such as sulfuric acid or phosphoric acid. In these cases, the corresponding 16,20-diketo-17 c (-hydroxy-pregnane 21-ester is produced.
Of particular importance are 16,20-diketo-17 o (-hydroxy-steroids unsaturated in ring A in the 1: 2 and / or 4: 5 positions and having the functional substituents shown in the following formula 1:
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wherein X is an oxygen-containing substituent, Y is halogen and R is hydroxy or esterified hydroxy. The ester is preferably an ester of pregnane alcohol with a lower aliphatic carboxylic acid, such as acetic acid, propionic acid and butyric acid, although other organic acids, such as benzoic, oxalic and phenylacetic acids, and inorganic acids, such as sulfuric and phosphoric acids, 'can be used for
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form the ester.
These 16,20-diketo-17 0 (-hydroxy-steroids, which are obtained from the corresponding 16-20-keto-steroids compounds, have a pronounced cortisonic activity.
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Des - 16,20-diketo-17-hydroxy steroids
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Pregnane series, which can be obtained by the process
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According to the present invention from / \ -20-ketosteroids are the following: '-pregnene-11, 17 o (, 21triol-3,16,20-trione; 21-acetate,' - Pregnene-11! j 17 c (/ 21-triol-3,16,20-trione; 4¯pregnene 21-benzoate 11 f3, 17 cl, 21-triolÔ3,16,20-trione; 21-t-butyl acetate da '-pregnene -11% 3.170 (, 21-triol-3,16y, 20-trione ;.
9 O (-rfluoro- '.-Pregnene-11/3, 17 c (, 21-triol-3, 16, 20-trione; 9' fluoro-4prregnene-11,., Y 21-propionate) 17 c ('21-. Triol-3, 16,20-trione; 9 0 (-fluord, '- pregnenell 3, 17 c (-triol-3,16,20-trione; 21-acetate 9 o (- fluorinated-ls'-pregnadiene-11 3, 1? d 21-trio9 '3,16,20-trione; 9 -fluoro -, .''- pregnadiene-11/3, i7 0 (21-triol-3,16 , 20-trione; 9 d-fluoron 21-phenylacetate 114-pregnadiene-11 3 17 0 (, 21-triol 3,16,20etrione; 9 o (-fluoro-, l '* - pregnadiene-11 17 o (21-triol-3,16,20-trione; 9 0 (-fluoro-1 '' -pregnadiene 21-cyclopentylpropionate), 7.7 cl 21-triol-3, 16 .20-trione; 21- 9 d -flu-oro-, αl'4-pregnadiene-, 17 0 (, 2l-di1-3,11,16,20-tetrone; 21-butyrate α ± ± 4-pregnadiene-1? ol, 2l -diol-3,11,16,20-tetrone; -pregnene-21-acetate-17,21 -diol-3,1116,0-tetrone;
4¯Pregnene-3, 16 $ 20-trione; 21-acetate of 4¯Pregnene- 17 0 (, 21diol-3,16,20-trione; 3t2ih-diacetate of 5-pregnene-3.17c (, 2lOtriol-16,20-dione, and 21-acetate of 9 c (-chloro- '-pregnene-11, 17 c (, 21-trioi-3,16,20-trione.
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Specialists will understand that when
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synthesis of 16,20-diketo-17 cl -hydroxyepregnans function-
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nally substituted or unsaturated in other parts of the molecule, the functional 16-keto-17 c (-hydroxy part) can be introduced during the last stage of the synthesis from the appropriate compound, or well
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it can be integrated into the molecule at an earlier stage and other desired functional groups, such as 1: 2 and / or 4: 5 double bonds, 11-oxygen groups, 9-halo substituents, groups 21-hydroxy or 21-ester groups can be introduced by known reactions in the 16-keto-17 d, hydroxy compound.
Thus, during the synthesis of the physiologically active compound which is 9 # -fluoro- 21-acetate
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1'-Pregnadiene-11, 17 d, 21-triol-3,16,20-trione, 9 .d -fluoro-1,4,16-prregnatriene-11 ss, 21-diol-3-acetate can be used. , 20-dione as an intermediate, in which case the desired compound is obtained directly by the process described herein.
Alternatively, when the reaction using osmium tetroxide and hydrogen peroxide is carried out on 21-acetate
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of 9 d -fluoro-4,16¯pregnadiene, II; 8, 21-diol-3,20dione or on 21-acetate of λ: 16-pregnadiene 11; 3, z diol-3,20-dione, the compound desired will not be obtained directly, but can be easily obtained from the 16- $ keto-17 # -hydroxylated product by introduction of a 1: double bond and by introduction of the 9 # -fluoro substituent.
A second embodiment of the present invention is a process for the synthesis of 16,20-diketo-17 # -
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hydroxy teroids involving the oxidation of a 16 c (, 17 c ('dihydroxy-20-eto-steroid. As the oxidizing agent, it is preferred to use chromium trioxide, but other agents such as chromium dichromate. sodium, N-bromosuccinimide and N-bromacetamide, can also be used. In this process, the oxidizing agent will act on other oxidizable groups in the molecule, as well as on the 16-hydroxy group, so that these other functions are blocked or
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suitably protected, in particular by esterification, before oxidation.
By applying this process, for example, 4-pregnene-17 # 21-acetate was prepared,
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2l..dio1-3,1116,20-tetrone (16-keto cortisone acetate) from 21-acetate of '-pregnene-16 0 (, 17 d, 21triol-3,11,20-trione (acetate of hydroxy.-cortisone).
The oxidation with chromium trioxide is preferably carried out in an advantageously inert solvent, such as acetic acid or pyridine, at a temperature of about 20 G to about 35 C. At these temperatures, optimum yields of 16-ketones are obtained in about 5 to 20 hours and usually in 5 to 15 hours. At higher temperatures the reaction times can obviously be reduced.
The new physiologically active 16,20-diketo-17 # hydroxy sterols can be administered by mouth in tablet or capsule form as anti-inflammatory agents or applied topically as lotions or creams. A suitable tablet may have the following composition:
Grams
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- 9 col-21-acetate -f1uoro-1,4¯pr-gnadiene-11 ss, 17 #, 21-triol-
3,16,20-trio'ne 0,075 - lactose 0,025 - corn starch 0,022 - sucrose -0,020 - acacia (10% mucilage) 0,002 - magnesium stearate 0,002 Stero #, lactose, corn starch and sucrose, are mixed and moistened with the acacia.
The mass is then passed through a No. 8 sieve and dried.
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The dried granules are sieved through a No. 12 sieve. These granules are mixed with the magnesium stearate and compressed into tablets using a 9/32 inch deep cup punch. If desired, the tablets can be sugar coated by standard techniques.
A topical ointment containing one of the new physiologically active 16-setosteroids can be prepared by mixing 0.025 grams of steroid with about 0.1 g of propylene glycol, grinding the resulting paste and adding a further 0.2 grams to it. of propylene glycol. This mixture is then added to about 0.42 grams of ground polyethylene glycol, after which about 0.5 ml of water is added. The mixture is then stirred and powdered zinc stearate is incorporated therein until the mass is partially set. The ointment is then kneaded.
Certain 16,20-diketo-17 o (-hydroxy pregnane compounds according to the present invention are useful mainly as intermediates for the preparation of highly active 16-ketone compounds. They are obtained by introduction, by known methods, of a 4: 5 double bond, a 9-halo substituent, an 11-oxygen function, a 21-hydroxy group or a group
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3-Keto in highly active 16,20-diketo-17 d-hydroxy steroids of the pregnan series.
The following examples are given by way of illustration and without limitation.
EXAMPLE 1
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21-Acetate 9c ("-fluoro-, 6,4,16¯pregnadiene -11, 21-, diol-3,20-dione.
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.1 g. of 21-acetate of 9 c (-fluoro-4¯pregnene-11 f3 '17 t (; 21-triol-3,20-dione is dissolved in 25 ml.
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of methanol and 5 ml. of dimethylformamide in a nitrogen atmosphere. To the resulting solution is added a paste of 1.35 g. of semicarbazide hydrochloride and 0.74 g. of sodium bicarbonate in 3 ml. of water. The reaction mixture is stirred at reflux temperature for 3 1/2 hours, then at 40-45 C for 16 hours. The resulting 3,20-disemicarbazone from the starting material is precipitated by cooling and adding 200 ml of saturated sodium chloride solution. It is isolated by filtration, leavened with water and dried.
1 g. of the 3,20-disemicarbazone obtained above, 20 ml of acetic acid and 1 ml of acetic anhydride are refluxed under a nitrogen atmosphere for 1 hour. We thus obtain a solution of 3,20-
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9 O 21-acetate disemicarbazone (-fluoro-d, 16-prregnadiene-11 fi, 21-diol-3,20.-dione. Without isolation of this material, the reaction mixture is concentrated in vacuo to 10. ml and treated with 5 ml of water and 3 ml of pyruvic acid The mixture is left to stand at room temperature for about 24 hours, after which water is added and extracted with chloroform. is washed with water and a solution of potassium bicarbonate, then dried over magnesium sulfate.
The chloroform solution is chromatographed on approximately 25 g of neutral alumina and 9 # 21-acetate -
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fluoro-11.) 16-pregnadiene-11 21-diol-3,20-dione are obtained by concentration of the eluted fractions with benzene and chloroform.
EXAMPLE 2
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21-Acetate 9c (-fluoro -'-Pregnadiene-21-ol-3,11,20. Trione.
0.5 "i6 of 9 cl -fluoro-6.4¯pregnene- 21-acetate
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1? cl, 21-diol-3,11,20-trione in 10 ml. of methanol and 3 ml. of dimethylacetamide is mixed, under a nitrogen atmosphere, with a solution of 0.8 g. of semicarbazide hydrochloride and 0.4 g of sodium bicarbonate in 1 ml of water. The reaction mixture is heated at reflux for 3 hours and at 40 ° C. for 10 hours. The resulting 3,20-di-semicarbazone from the starting material is precipitated by adding water and cooling in an ice bath. It is isolated by filtration and dried.
The disemicarbazone obtained above is heated under reflux for 1 hour in an inert atmosphere with 10 ml of acetic acid and 1 ml of acetic anhydride.
The reaction mixture is then concentrated to about half of its volume and treated with water and with 2 ml of pyruvic acid. After 15 hours at 25 ° C., more water is added and the mixture is extracted with benzene. The benzene extract is washed with water and sodium bicarbonate solution, and dried.
By chromatography on 12 g of neutral alumina, the fractions eluted with benzene are obtained from 21-acetate
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9 ol -fluoro-, f16-pregnadiene-21-ol-3,11,20-trione.
EXWIPLE 21-Acetate of '-Pregne-11 17 0 (, 21-triol-3,16,20.r trione.
Has a stirred solution of 116 mg. from 21-acetate
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of 0 * 16-pregnadiene-11/5 2l-diol-3,20-dione and 3 ml of t-butanol, 1.63 ml are added. of 0.37 M hydrogen peroxide in t-butanol and 8 mg. of osmium tetroxide in 1 ml. of t-butanol. The addition is carried out dropwise. The reaction is allowed to proceed for 48 hours at room temperature, after which water is added and the mixture is extracted with chloroform. The ex-
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The chloroform mark is concentrated in vacuo and the residue is dissolved in 10 ml of methanol. 100 mg of sodium sulphite in 2 ml of water are added to the methanol solution and the mixture is heated under reflux for 30 minutes.
After cooling and adding more water, the mixture is extracted with chloroform.
The chloroform is again distilled off and the residue is treated at room temperature for 5 hours with 0.5 ml of acetic anhydride in 1 ml of pyridine.
10 ml of water are then added to the re-acetylation reaction mixture and the desired steroid is extracted with chloroform. The chloroform extract is chromatographed on approximately 3 g. neutral alumina. By eluting the column with a mixture of benzene and chloroform and concentrating the resulting eluates, 21-acetate is obtained.
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il-pregnene-11 lu o (, 21-triol-3,16,20-trioner tate EXAMPLE 4
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21-Pregenene-17 0 acetate (, 21-diol-3,11,16,20-tetrone.
Has a solution of 200 mg of 21-acetate
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1,16-Pregnadiene-21-ol-3,11,20-trione in 10 ml of t-butanol, 5 drops of pyridine and 5 mg are added. of osmium tetroxide in 5 ml. of t-butanol. 5 ml of a 0.4 M solution of xx hydrogen peroxide of t-butanol are then added slowly over 45 minutes. The resulting mixture is then stirred for a further 30 minutes at room temperature. At the end of this period, 300 mg of sodium sulfite in 15 ml of water is added and the resulting mixture is stirred for about 10 minutes.
It is then concentrated to about 1/3 of its volume under vacuum and extracted with chloroform. The chloroform extract is washed with water and dried, after which it
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is chromatographed on 5 g. neutral alumina. By eluting the column with benzene and chloroform, we
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Found in the state of 21-acetate, '-Pregnene-17 d, 21-diol-3,11,16,20-tetrone, which can be isolated by concentration in vacuo.
EXAMPLE 5
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, '.- Pregnene-11,17 0 (, 21-triol-3,16,20-trione. To a stirred solution of 100 mg of 21-acetate
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of Li 4 -Pregnene-11 f '17 0 (, 21-triol-3,16,20-trione in 40 ml. of 90% methanol', 2 ml of concentrated HCl are added at 20 ° C. is left to stand at about 25 C for 6 hours, then added with 150 ml of water.
The resulting suspension is cooled and the 4-pregnene-11 ss, 17 o (, 21-triol-3,16,20-trione is filtered, washed with water and dried in vacuo.
EXAMPLE 6
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9 DO 21-t-butyl acetate. -fluoro-Ll4¯prGgnene-ll p, 17 ci. 21-triol-3,16, .20-trione.
The 21-acetate of 9 cI.-fluoro-Li4,16¯pregnadiene-11 ss, 21-diol-3,20-dione of Example 1 is converted to the corresponding free alcohol by treatment with hydrochloric acid. methanolic at room temperature, as described in Example 5. From this free alcohol, it is
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obtains the 21-t-butyl-acetate of 9 do. -fluoro-Li4,16¯pregnadiene-11 ss, 21-diol-3,20-dione, by treatment of the first
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compound with an excess of t-butyl-acetyl chloride, "in the presence of pyridine at room temperature.
To a stirred solution of 121 mg of 21-t-butyl-
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acetate of 9 0 (-fluoro - '' 16-pregnadiene-11 3, 21-diol-3,20-dione and 3 ml of t-butanol, 1.63 ml of 0.37 M hydrogen peroxide are added in t-butanol.
8 mg of
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Osmium tetroxide in 1 ml of t-butanol are added to the steroid dropwise over the course of about 30 minutes.
The reaction mixture is left to stand at room temperature for 38 hours and at the end of this time water is added and the steroid is extracted with chloroform, as described in Example 3. By following the isolation process described in Example 3, we obtain
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9 -fluoro -'.- pre, 21-t-butyl-acetate; nene-11j3, 17cl, 21-triol-3,16,20-.trione.
EXAMPLE 7 1'-Pregnadiene-11j, 170 (, 21-triol-3,16,20-trione and its 21-acetate.
50 ml of a nutrient medium of surviving composition are prepared:
Cerelose 1 g.
Edamine 1 g.
Corn maceration liqueur 0.25 ml
Distilled water q.s.ad. 50 ml
This medium is adjusted to a pH of 6.5 using potassium hydroxide, sterilized and inoculated with enviror.
2.5 to 5 ml of a culture of Bacillus sphaericus (MB 431) and the inoculated culture is then incubated at a temperature of 280 ° C., with shaking, for 24 hours. To the resulting culture is added a solution containing 10 mg. of
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21-acetate of * -pregnene-11, 17 o (. 21-triol-3,16,20-trione dissolved in 0.2 ml of dimethylformamide. The culture containing the steroid compound is incubated, with shaking, for about 24 hours. at 28 C.
The fermentation broth is extracted with four functions of 50 ml of ethyl acetate and the ethyl acetate extracts are combined and evaporated to dryness in vacuo. The residual material is dissipated
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bunker in acetone and treated with charcoal and diatomaceous earth to remove colored impurities. The decolorized acetone solution is then spread on paper chromatograms, which are developed using formamide as the stationary phase and chloroform as the mobile phase. The higher bands are removed and extracted with methanol and the methanolic extract is at again chromatographed on paper.
The upper strip is cut, dried and extracted with methanol and the methanolic extract is concentrated to dryness in vacuo. The residue is crystallized from a mixture of ethyl acetate and petroleum ether,
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whereby jl'-pregnadiene-11 3, 17 #, 21-triol-3,16,20-trione is obtained.
EMI16.2
The 1,4-prregnadiene-11 jJ 17 o (, 21-triol-3,16,20-trione obtained above is converted to its 21-acetate, by treatment with acetic anhydride, in the presence of a small amount of pyridine.
EXAMPLE 8
EMI16.3
90 (-fluoro-Lj, l '' -Pregnadiene-17 0 (, 21-diol-3,11,16,20-tetrone.
50 ml of a nutrient medium of the following composition are prepared:
Cerelose 1 g.
Edamine 1 g.
Corn maceration liqueur 0.25 ml
Distilled water q. s.ad 50 ml.
This medium is adjusted to a pH of 6.5 with potassium hydroxide, sterilized and inoculated with about 2.5 to,
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5 ml of a culture of Bacillus sphaericus (riIB .31), and the inoculated culture is then incubated at a temperature of 28 ° C., with shaking, for 24 hours. To the resulting culture
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aunt a solution containing 10 mg of 21-aceta-
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te of 9 c (-fluoro -'- pregnene-7 0 (, 21-diol-3,11,16,20-tetrone dissolved in 0.2 ml of dimethylformamide. The culture containing the dteroid compound is incubated ,, with stirring, for an additional period of about 24 hours at 28 C.
The fermentation broth is then extracted using three fractions of 60 ml of ethyl acetate and
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9 d -fluoro-l '' - pregnadiene-17 0 (, 21-dioi-3,11,16,20-tetrone is isolated from the ethyl acetate extract, following the procedure of Example 7., EXAMPLE 9
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9 d. -fluoro-1,4¯pregnadiene-11 / 3,17 0 (, 21-triol-3,16,20-trione.
100 ml of a nutrient medium of the following composition are prepared:
Cerelose 2 g.
Edamine 2 g.
Corn maceration liqueur 0.5 ml
Distilled water q.s.ad 100 ml This medium is adjusted to a pH of 6.5 using potassium hydroxide, sterilized and inoculated with approximately 5 to 10
EMI17.4
ml of a culture of Bacillus sphaericus (1SB .31) and the inoculated culture is then incubated at a temperature of 28 U, with shaking, for 24 hours. To the resulting culture is added a solution containing 20 mg of 9 # -
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fluoro -, '- Pregnene-11, 17 0 (, 21-triol-3, 16, 20-trione dissolved in 0.4 ml of dimethylformamide. The culture containing the steroid compound is incubated, with shaking, for a period of time. additional period of approximately 24 hours at 28 C.
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The fermentation broth is extracted with four 100 ml portions of ethyl acetate and the ethyl acetate extracts are combined and evaporated to dryness in vacuo. The residual material is dissolved in acetone and treated with charcoal and diatomaceous earth to remove colored impurities. The decolorized acetone solution is then spread on chromatograms, which are developed using formamide as the stationary phase and chloroform as the mobile phase. The upper bands are separated and extracted with methanol and the methanolic extract is again chromatographed on paper.
The upper strip is cut, dried and extracted with methanol and the methanolic extract is concentrated to dryness in vacuo. The residue is crystallized from a mixture of ethyl acetate and petroleum ether, so
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9 cl -fluoro-Al 1,4-pregnadiene-11/3, 17 #, 21-triol-3,16,20-trione is obtained.
The corresponding 21-acetate of the above-mentioned product is obtained by heating the steroid under reflux for 45 minutes with 6 ml of acetic acid and 0.5 ml of acetic anhydride. The hot reaction mixture is then cooled and concentrated to a small volume and treated with 5 ml of water. 9 # -fluoro-1,4- 21-acetate
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Pregnadiene-11 3, 17 c (, 21-triol-3,16,20-trione is isolated by extracting the mixture with chloroform and removing the chloroform by distillation.
Other esters, such as t-utyl-acetate, propionate, phenyl-acetate, benzoate, less, ssdimethylglutarate, oxalate and the like are prepared.
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from 9 ci -fluoro-G, el '' - pregnadiene-11 d, 17 c (, 21-triol-3., 1,20-trion by heating with the chloride
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of appropriate acid and are isolated by following the procedure described above.
The steroid substrate employed in the fermentation step of this example is easily prepared from its corresponding 21-acetate by treating the acetate with methanolic hydrochloric acid at room temperature, as described in Example 5.
EXAMPLE 10
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21-acetate, '-Pregnene-17 c (, 21-diol-3,11,1620-tetrone.
A solution of 105 mg of 21-acetate of 4pregnene-16 ci, 17 #, 21-triol-3,11,20-trione -prepared by the method described in J.Chem.Soc. 4383 (1955) in 2 ml of acetic acid is treated with 16.7 mg of chromium trioxide in 0.1 ml of acetic acid. The reaction mixture is left to stand at 25 ° C. for 16 hours, after which water is added and the steroid is extracted with chloroform. Chromatography on paper, using a benzene-formamide system, shows that the main product of the reaction is 21-acetate
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of '-pr2gnene-17, 2l-diol-3,11,16,20-tetro? e. Substantially pure material is obtained by chromatography of the chloroform extract on neutral alumina.
The desired 16-ketone is isolated from the benzene-chloroform eluates and has a melting point of 178 - 180 C.
EXAMPLE 11
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90 (fluoro-.1 * -pregnadiene-11 17 ci, 21-triol-3,16,20-trione) 21-acetate.
8 ml of 0.2 M hydrogen peroxide in t-amyl alcohol are slowly added to a mixture of
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210 mg of 9c 21-acetate (-fluoro-bl, 4,16¯pregnatriene ...
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11 ss, 21-diol-3,20-dione and 14 mg of osmium tetroxide in 10 ml of t.-amyl alcohol. The reaction mixture is stirred at about 30 ° C. for 10 hours. At the end of this period, water is added and the mixture is extracted with two 10 ml portions of chloroform.
The chloroform is removed by distillation and the residual material is dissolved in 15 ml of methanol. An excess of hydrogen sulfide is bubbled through the methanolic solution for 15 minutes. Water is added and the mixture is extracted with fresh chloroform.
The chloroform extracts are washed with water, dried over magnesium sulfate and poured onto 5 g. of aluminum. By eluting the alumina with benzene and chloroform and removing the organic solvents in vacuo, 9 # -fluoro-1,4- 21-acetate is obtained.
EMI20.1
Pregnadiene-11; 8, 17 d, 21-triol-3,16,20-trione substantially pure.
The 21-acetate of 9. -fluoro-Lil, 4,16¯pregnatriene-11j3, 21-diol-3,20-dione used in this example is prepared from 9 # -fluoro-1,4-pregnadiene-11 ss 21-acetate, 17 #, 21-triol-3,0-dione by formation of a 30,20-bis-semicarbazone, by dehydration with acetic acid and decomposition of the semicarbazone, as described in Example 1.
Similarly, 9 # 21-benzoate
EMI20.2
chloro-4-pr6-nadiene-11 17 0 (,. 21-triol-3, Í6 '' '' 20 '' 'trione, 9 c (-fluoro- "l' '- pregnadiene-7 ci , 21diol-3,11,16,2α-tetrone and 9 -fluoro-1 '' - pregnadiene-11% 3, 17 cl -diol-3,16J20-trione are prepared by treating the corresponding 16-compounds with osmium tetroxide and hydrogen peroxide.
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EXAMPLE 12
EMI21.1
12-ci -fluoro1,4¯pregnadiene-11 / 3,17 21-triol-3,16,20-trione 21-acetate.
2 ml of pyridine and 7 mg of osmium tetroxide in 7 ml of t.-amyl alcohol are added to a solution
EMI21.2
of 300 mg of 21-acetate of 12 ci-fluoro-1,, 16¯pregnadiene-11 ss, 21-diol-3,20-dione in 15 ml of t.-amyl alcohol. To this mixture is added 10 ml of a solution
0.035 M hydrogen peroxide in t.-amyl alcohol dropwise over 2 hours. The reaction mixture is then stirred at 25 ° C. for a further 40 minutes, after which hydrogen sulfide is bubbled through the solution for 20 minutes.
The mixture is then extracted with two 10 ml fractions of chloroform and the chloroform extracts are combined, washed with water and dried. The extract is concentrated in vacuo to a small volume and chromatographed on 7 g. neutral alumina. The column is easily eluted from benzene and chloroform and the eluates are concentrated to dryness giving a residue of 21-ac-
EMI21.3
12d -fluoro-6,1,4¯pregnadiene-11,17 0 (, 21-triol-3,16,20-trione.
Similarly, 12 # 21-acetate
EMI21.4
chloro - * - pregnene-17 c (, 21-diol-3,11,1620-tetrone, 12-ci -fluoro-L4¯pregnene 21-t.-butyl-acetate, -11 f3, 17 o (21- triol-3, 16, 20-trione and 12 o (-fluoro- / j '' '- pregnadiene-17 c (; 21 = diol = 3; 1116;
2Utetrone are obtained from the corresponding 6 * -compounds. In the case of the free 21-alcohols it is preferable to carry out the oxidation on a 21-acetate and subsequently to eliminate the ester function by the method of example 5. The starting 16-steroids are prepared by the process of
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Example 1 from the corresponding 17 # -hydroxy-steroids.
CLAIMS
EMI22.1
1 .. 17 c-hydroxy-20-keto-steroids of the pregnane series having a keto substituent in the C-16 position.
2. 17 # -hydroxy-20-keto-steroids of the Pregnane series having in the D ring the following structure:
EMI22.2
wherein R is methyl, methylol and esterified methylol.
3.16-keto-steroid of the Pregnane series unsaturated in ring A and having the formula:
EMI22.3
wherein X is an oxygen-containing substituent and Y is hydrogen or halogen, and the 21-esters of these steroids.
EMI22.4
4. 4¯Pregnene-11 3, 17, 2l-triol-3, 16,20-
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EMI23.1
trione and its 21-acylates.
EMI23.2
.. 4 -pregnene-17 c (, 21-diol-3 ', 11,16,20-. Tetron
EMI23.3
and its 21-acylates.
EMI23.4
6. 9 ci. -halo -%, ¯; '- pregnene-.11 d, 17 c (, 21-triol-
EMI23.5
3,16,20-trione and its 21-acylates.
EMI23.6
7.1 '' - prenadiene-113, 17 ci., 21-triol-3,16,20-
EMI23.7
trione and its 21 acylates.
EMI23.8
$. Z 114-Pregnadiene-17 o (, 21-diol-3,11; 16,20-
EMI23.9
tetrone and its 21-acylates.
EMI23.10
9. 9 0 (-ha1G-L11,4 -pregnadien.e-11 f '17 c (, 21-triol-3,16, z0-trion and its 21 acylates.
10. 9 o (-halol '' - pregnadiene-17 a {, 21-dio1-,
EMI23.11
3,11,16,20-tetrone and its 21-acylates.
EMI23.12
11. '-Pregnene-11 3, 17 o (, 21-tr iol-3, 16, 20-
EMI23.13
trione.
EMI23.14
12. L.4¯pregnene-11 21-acetate! '17 0 (, 21triol-3, .l6p20-trione.
13. 4¯Pregnen-11 21-tert.butyl acetate; B, -17 c (, 21-triol-3,16,20-trione.
14 '' -Pregnene-1'7 c (, 21-diol-3, 11,16, 20-tetrone.
15. 9 ci -fluoro-f-pregnene-11 3,17 0 (, 21-triol-3,16,20-trione.
16. 21-acetate of 9 ci. -fluoro -, '- Pregnene-11%, 317 os, 21-triol-3,16,20-trione.
17. 1,4¯Pregnadiene-17 c 21-acetate (21-diol-3,11,16,20-tetrone.
10. L, r, '' '- Pregnadiene-11 3, 17 o, 21-triol-
EMI23.15
3,16,20-trione.
EMI23.16
19. 21-acetate of '' '-Pregnadiene-11 / d, 17 0 (,
EMI23.17
21-triol-3,16,20-trione. '
EMI23.18
20. 9 0 (-fluoro-, 1 '' - pregnadiene-11/3, 17 c (z '21trio1-3,16,20-trion ;.'
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EMI24.1
21. 9 Ci -fluoro-Lil, 4¯pregnadiene-11 jJ, 17 0 (, 21-triol-3,16,20rtriono) acetate.
22. 21-t-butyl acetate -9. c (-fluoro-L.1,4-prregnadiene-11 17 #, 21-triol-3,16,20-trione.
23. A process in which a 16-20-ketosteroid of the Pregnane series is treated with osmium tetroxide, in the presence of a peroxide compound, so as to produce a 16,20-diketo-17 # - Pregnane series hydroxy-steroid.
24. A process wherein a 16-20-ketosteroid of the pregnane series is treated with a catalytic amount of osmium tetroxide, in the presence of a peroxide compound, so as to produce a 16,20-diketo-17 # - hydroxy-steroid of the pregnane series.
25. A process in which a 16-20-ketosteroid of the Pregnane series is treated with a catalytic amount of osmium tetroxide in the presence of hydrogen peroxide, so as to produce a 16,20-diketo-17 o ( -hydroxy- steroid of the Pregnane series.
26. Process in which a 3,20-diketo is treated
EMI24.2
il-Oxygenated-16¯prenene unsaturated in the ring A with osmium tetroxide and hydrogen peroxide, so as to form a 3,16,20-triketo-11-oxygenated-17 # -hydroxy steroid of the series of pregnan unsaturated in ring A.
27. Process in which a 9 # -halo-3,20- is treated
EMI24.3
diketo-11-oYygene-16-pregnene unsaturated in ring A with osmium tetroxide and hydrogen peroxide,.
EMI24.4
so as to form a 9 4 -halo-3,] 6,20-triketo-17 (-hydro-xy-steroid of the pregnane series unsaturated in ring A.
28. A process in which 21-acetate is treated,
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EMI25.1
('' 16-prregnadiene-11/3, 21-diol-3,20-dione with osmium tetoxide and hydrogen peroxide, so
EMI25.2
to produce ± ± 4-Pregnene-11 f, 17 d, 21-triol-3,16,20-trione 21-acetate.
29. A process in which 9 0 (-fluoro-f''1 -pregnadiene-11 f3, 21-diol-3,20-dione 21-acetate is treated with osmium tetroxide and hydrogen peroxide, . so as to produce 9 # -fluoro-4- 21-acetate
EMI25.3
Pregnene ... 11 f3 '17 0 (,? 1-triol-3,16,20-trione.
30. A process in which 9 o (-fluoro - '' pregnadiene-11 f3, 21-diol-3,20-dione 21-t-butyl-acetate is treated with osmium tetroxide and hydrogen peroxide. , so as to produce 21-t-butyl-acetate
EMI25.4
9 o (-fluoro-D, .4¯Pregnene-11 f3 '17 ci. -Triol-3,16,20-trione.
31. Process in which 21-acetate is treated
EMI25.5
L ", l, l, l6-prregnatriene-11 f3 '21-diol-3,20-dione with osmium tetroxide and hydrogen peroxide, so as to produce 21-acetate of J, 1,4- Pregnadiene-11 17 c (21-triol-3,16,20-trione 2. Process in which a 3,20-diketo is treated
EMI25.6
11-oxygenated-16,17 o (-dihydroxypregnane unsaturated in ring A with chromium trioxide, so as to produce 3,16,20-trie6to-117oxygen-17 c (-hydroxy-pregnane not dated in ring AT.
33. Process in which 21-acetate is treated
EMI25.7
9 c (-fluoro-1 ', 16-pregnatriene-11, 21-diol-3,20-dione with osmium tetroxide and hydrogen peroxide, so as to produce 9 c (- fluoro-
EMI25.8
l '' - Pregnadien-11, 17 c (-21-triol ..
34. lo-keto-stro5¯d :; of le, n5riEJ of the prâ ::; born, n <; unsaturated in ring A and having the formula:
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EMI26.1
wherein X is an oxygen-containing substituent and Y is hydrogen or halogen, at least one of the Y groups being hydrogen, as well as the 21-esters of these steroids.
35. A process in which a compound of the formula is treated:
EMI26.2
wherein X is an oxygen-containing substituent, Y is hydrogen or halogen, at least one Y group being hydrogen, and R is hydrogen or an acyl group, said compound being unsaturated in ring A, with osmium tetroxide and hydrogen peroxide, so as to produce a steroid of the Pregnane series unsaturated in ring A and having the formula:
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in which X, Y and R have the meaning given above.
36. New compounds and processes, in substance, as described above, especially in the examples.