Verfahren zur Darstellung von Iietoderivaten der Cholansliure. Die Oxy cholansätrrerr sind bekanntlich in Wasser praktisch unlöslich. Ihre Oxydation zu Ketocholansäuren mit Hilfe von Chrom säure trat 'narr bisher stets in der Weise durchgeführt, dass man die Oxycholansäuren, zum Beispiel Cholsäure, in Essigsäure gelöst hat und die Chromsäure in essigsaurer Lö- strng auf die Oxycholansäuren einwirken liess.
Hierbei lassen jedoch, vermutlich infolge wei terer Oxydation des Reaktionsproduktes, die Ausbeuten zu wünschen übrig. Weiterhin leidet das Verfahren unter dein Nachteil, dass grosse Mengen von Eisessig verwendet wer den müssen, welche nur auf umständliche und kostspielige Mteise und nur mit grosser' Ver lusten zurückgewonnen werden können. Auch die Reinigung des Endproduktes stösst auf Schwierigkeiten, da bei der Umkristallisation aus Alkohol teilweise Esterbildung stattfindet und die Reinigung über die Salze eine Ver schlechterung der Ausbeute bedeutet.
Versuche, die Oxycholansäuren ohne An wendung eures Lösungsmittels in wässeriger Lösung zu oxydieren, führte') zunächst nicht zum gewünschten Ziel. Die Oxydation setzt erst bei relativ hohen Temperaturen ein, wo durch ein grosser Teil der entstehenden Keto- säurerr weiter oxydiert wird, während ander seits, wie sich zeigte, ein beträchtlicher Teil der Oxycholansäuren überhaupt nicht ange griffen wird.
Es wurde nun gefunden, dass man auch bei Anwendung wässeriger, an Stelle essig saurer, Chrornsäurelösungen zu sehr guten Resultaten gelangt, wenn man bei der Her stellung von Ketoderivaten der Cholansäure durch Oxydation von Derivaten der Cholan- säure, welche die Gruppe CHOR enthalten, mittelst Chromsäure das zu oxydierende Pro dukt wässerigen Chromsäurelösungen - wor unter auch das sogenannte Chromsäurege- misch verstanden wird - in grosser Ober fläche darbietet.
Alsdann gelingt, wie sich zeigte, die Oxydation bereits bei niedrigen Temperaturen, welche bei ca. 30-40 liegen. Sorgt man dafür, dass das Reaktionsgemisch sich zweckmässig nicht über 40 o erwärmt, so kann man auf die angegebene Weise zu aus gezeichneten, praktisch der Theorie entspre chenden Ausbeuten gelangen. - Die Erzielung der grossen Oberfläche kann auf mannigfache Art und Weise geschehen, so zum Beispiel kann man eine zu oxydie rende Säure fein gepulvert in einem indiffe renten wasserunlöslichen Mittel, wie zum Bei spiel Xylol, verrühren. Gibt man hierzu ver dünnte Schwefelsäure und schliesslich eine kleine Menge der zur Oxydation nötigen Chromatlösung, so bildet sich eine typische Emulsion.
Zu dieser .gibt man dann allmäh lich den Hauptteil der Chromatlösung. Zu führung von Wärme ist hierbei nicht nötig. Zweckmässig leitet man aber die Oxydation durch Erwärmen auf 35-40o ein und führt sie bei ca.<B>301'</B> zu Ende. Nach Beendigung der Oxydation treibt man das Xylol vorteil haft mit Wasserdampf ab, trennt das Oxy dationsprodukt, zum Beispiel iin Falle der Oxydation von Cholsäure die Dehydrochol- säure, von der Lösung und von anhaftenden Cbroniverbindungen,
wodurch man ohne wei teres mit vorzüglicher Ausbeute zu einer praktisch reinen Säure gelangt.
Man kann die feine Verteilung einer zu oxydierenden Säure auch in der Weise erzie len, dass man sie nicht in einem flüssigen, sondern auf einem festen indifferenten Mittel fein verteilt, indem man sie auf Trägern, welche unter den in Frage kommenden Re aktionsbedingungen nicht angegriffen werden, wie zum Beispiel Kieselgur etc., niederschlägt. Es ist nicht nötig, diese Arbeitsweise in zwei getrennten Stufen durchzuführen, vielmehr kann man in einem einzigen Arbeitsprozess zunächst die Aufbringung von zum Beispiel Oxycholansäuren auf den Träger und sofort daran anschliessend ihre Oxydation durch Chromsäure bewirken.
Zu besonders günsti gen Resultaten gelangt man, wenn man die Fällung der Oxycholansäure auf dem Träger bereits in Gegenwart von zum Beispiel Al- kalibichromat vornimmt, was die Einwirkung der später frei gemachten Chromsäure an scheinend noch erleichtert. Die als Träger verwendeten Materialien sind nach Extraktion des Oxydationsproduktes wieder für neue Ansätze verwendbar.
Schliesslich kann man den zu oxydieren den Cholansäurederivaten; namentlich Estern, auch dadurch eine grosse Oberfläche verleihen; dass man sie, statt sie in einem indifferenten Mittel zu suspendieren, in einem solchen auf löst.
Eine besonders hohe Ausbeute erhält man, wenn man als Lösungsmittel ein sol ches wählt, in welchem der entstehende Ketocholansä ureester schwer löslich ist, wie dies zum Beispiel bei Herstellung des Tri- ketocholansäuremethylesters in Xylollösung der Fall ist, wobei sich dieser in dem Masse, wie er sich bildet, bei der Oxydation aus der Lösung abscheidet.
Die auf diese Weise ge wonnenen Ketocholansäureester lassen sich sehr leicht reinigen und alsdann in bekannter Weise verseifen, ohne ddss dabei, wie infolge der Empfindlichkeit der Ketosäuren gegen Alkali zu befürchten gewesen wäre, störende Nebenreaktionen eintreten.
Die Verfahrensprodukte finden für thera peutische Zwecke Verwendung.
<I>Beispiel</I> 50 gr Cholsäure werden mit 120 cm' Xylol und 350 gr 20 o/oiger Schwefelsäure übergos sen; dann lässt man im Verlaufe von 3-4 Stunden bei einer Temperatur von 30-35 0 unter gutem Rühren eine Lösung von 48 gr Natriumbichromat (krist.) in 100 cm' Wasser zutropfen. Die ersten Anteile der Chromat- lösung werden langsam verbraucht.
Hat die Oxydation aber einmal eingesetzt, so bildet sich eine gute Emulsion und die weitere Oxy dation geht schneller von statten. Ist alle Bichromatlösung zugetropft, so rührt man noch 1 - 2 Stunden weiter, setzt etwas Bi- sulfatlauge (38 B6) zu und treibt das Xylol mit Wasserdampf ab. Nach dem Erkalten wird abgesaugt, gewaschen, das Oxydations produkt zur Entfernung von Chromresten in verdünnter Sodalösung gelöst, vom Chrom schlamm abfiltriert und aus dem Filtrat die Dehydrocholsäure mit verdünnten Mineral säuren ausgefällt.
Durch Erwärmen auf 80 bis 100 0 wird die zunäelist amorphe Säure kristallinisch, sie wird abgesaugt, gewaschen und getrocknet. Ausbeute 41- 44 gr vom F. 232-234 ; durch Unikristallisation kann sie gegebenenfalls vollkommen gereinigt wer den.
<I>Beispiel 2:</I> 500 gi# Cholsäiire werden mit 400 gr 15 %iger Natronlauge gelöst. Die Lösung wird finit 2000 gr Wasser verdünnt und mit 400 gr Kieselgur gut verrührt.
Unter Rühren lässt nian nun eine Lösung von 400 gr Na triumbichromat in 1500 gr Wasser zufliessen, und nunmehr erfolgt die eigentliche Auftra- gung der Cholsäure auf die Kieselgur dadurch, dass mau langsam eine erkaltete Mischung von 100 gr konzentrierter Schwefelsäure und 500 gr Wasser bei gewöhnlicher Temperatur in obige Natriumeholatlösung einlaufen lässt.
Zur Oxydation erwärmt :nan unter Rühren das Ganze bis 400 und lässt nun eine erkal tete Mischung von 1700 gi# konz. Schwefel säure + 1000 gr Wasser langsam zulaufen. Die Temperatur wird dabei durch Regulierung des Zulaufes und durch Kühlung auf 38-40 0 gehalten. Nachdem alle Schwefelsäure einge laufen ist, lässt man noch etwa 1/2 Stunde bei 40' rühren. Die Temperatur fällt nach be endeter Reaktion. Das Ganze wird mit Was ser verdünnt, nachdem das unverbrauchte Biohroinat durch Zusatz von schwefliger Säure reduziert ist.
Die Säure wird abfiltriert, mit Wasser möglichst chromfrei gewaschen und dann in üblicher Weise mit Soda umgelöst.
Die Kieselgur wird abfiltriert und ge waschen. Man erhält eine Rohsäure vom F.222-226 und nach Umkristallisieren aus Essigsäure bis zu 85 % reine Dehydrochol- säure vom F. 233-235 0.
<I>Beispiel 3:</I> 85 gi- Cholsäureniethylester, hergestellt nach Hoppe-Seyler's Zeitschrift für physiolo gische Chemie, Bd. 10, S. <B>193,</B> werden mit 600 cm3 Yylol und 1 kg 300%iges, Schwefel- säure übergossen.
Unter gutem Rühren lässt man nun icn Verlaufe von 2-3 Stunden bei einer Temperatur von 30-40o eine Lösung von- '80 gr Natriiimbichromat in ea. 300 eins Wasser zutropfen. Nach dein Erkälten saugt man den auskristallisierten Dehydrocholsäure- methylester ab, wäscht mit Wasser und trocknet. Der erhaltene Rohester (ca. 80 gr) wird durch Umkristallisieren vollständig ge reinigt.
Zwecks Verseifung suspendiert man 41,6 gr des Esters in 200 eins Alkohol, setzt 28 eins 15%iger wässeriger Natronlauge zu und erwärmt auf dem Wasserbad bis Lösung eingetreten ist und auf Zusatz von Wasser keine Trübung mehr erfolgt. Dann nimmt man mit etwa 200 cm3 Wasser auf und zersetzt das dehydrocholsaure Natrium durch schwaches Ansäuern. Beim Erkalten kristalliert die Säure in feinen Nädelchen vom P. 234 0 aus.
Process for the preparation of iietoderivaten of cholanic acid. The Oxy cholansätrerr are known to be practically insoluble in water. Their oxidation to ketocholanic acids with the help of chromic acid has hitherto always been carried out in such a way that the oxycholanic acids, for example cholic acid, are dissolved in acetic acid and the chromic acid is allowed to act on the oxycholanic acids in an acetic acid solution.
In this case, however, the yields leave something to be desired, presumably as a result of further oxidation of the reaction product. Furthermore, the process suffers from the disadvantage that large amounts of glacial acetic acid have to be used, which can only be recovered in a laborious and costly manner and only with great losses. The purification of the end product also encounters difficulties, since ester formation sometimes takes place during recrystallization from alcohol and purification via the salts means a deterioration in the yield.
Attempts to oxidize the oxycholanic acids in aqueous solution without using your solvent initially did not lead to the desired goal. Oxidation only sets in at relatively high temperatures, where a large part of the keto acid produced is further oxidized, while on the other hand, as has been shown, a considerable part of the oxycholanic acids is not attacked at all.
It has now been found that, even when using aqueous, instead of acetic acidic, chromic acid solutions, very good results are obtained if, in the preparation of keto derivatives of cholanic acid, by means of oxidation of derivatives of cholanic acid which contain the group CHORUS Chromic acid, the product to be oxidized, offers a large surface area in aqueous chromic acid solutions - which is also understood as the so-called chromic acid mixture.
Then, as has been shown, the oxidation succeeds even at low temperatures, which are around 30-40. If it is ensured that the reaction mixture expediently does not heat up above 40 o, it is possible in the manner indicated to obtain yields that are practically theoretically corresponding. The large surface area can be achieved in many ways, for example an acid to be oxidized can be finely powdered in an indifferent water-insoluble agent, such as xylene, for example. If you add diluted sulfuric acid and finally a small amount of the chromate solution necessary for oxidation, a typical emulsion is formed.
The main part of the chromate solution is then gradually added to this. It is not necessary to add heat here. However, it is advisable to initiate the oxidation by heating to 35-40 ° and bring it to an end at approx. <B> 301 '</B>. After the end of the oxidation, the xylene is advantageously driven off with steam, the oxidation product, for example in the case of the oxidation of cholic acid, the dehydrocholic acid, is separated from the solution and from adhering carbon compounds,
whereby one arrives at a practically pure acid easily with excellent yield.
The fine distribution of an acid to be oxidized can also be achieved in such a way that it is finely distributed not in a liquid but on a solid, inert medium by placing it on supports which are not attacked under the reaction conditions in question , such as diatomaceous earth, etc., precipitates. It is not necessary to carry out this procedure in two separate stages; rather, one can first effect the application of, for example, oxycholanic acids to the carrier and then their oxidation by chromic acid in a single working process.
Particularly favorable results are obtained if the precipitation of the oxycholanic acid on the carrier is already carried out in the presence of, for example, alkali dichromate, which apparently facilitates the action of the chromic acid released later. The materials used as carriers can be used again for new batches after extraction of the oxidation product.
Finally, one can oxidize the cholanic acid derivatives; especially esters, also giving them a large surface; that instead of suspending it in an indifferent medium, one dissolves it in one.
A particularly high yield is obtained if one chooses a solvent in which the resulting ketocholanic acid ester is sparingly soluble, as is the case, for example, in the preparation of the methyl tricetocholanate in xylene solution, this being the same as it forms, separates out of the solution during oxidation.
The ketocholanic acid esters obtained in this way can be purified very easily and then saponified in a known manner without the occurrence of troublesome side reactions, as would have been feared due to the sensitivity of the keto acids to alkali.
The process products are used for therapeutic purposes.
<I> Example </I> 50 grams of cholic acid are doused with 120 cm of xylene and 350 grams of 20% sulfuric acid; then a solution of 48 g of sodium dichromate (crystalline) in 100 cm of water is added dropwise over the course of 3-4 hours at a temperature of 30-35 ° with thorough stirring. The first portions of the chromate solution are slowly used up.
However, once the oxidation has started, a good emulsion is formed and further oxidation takes place more quickly. When all the bichromate solution has been added dropwise, stirring is continued for 1 - 2 hours, some bisulfate liquor (38 B6) is added and the xylene is driven off with steam. After cooling, it is filtered off with suction, washed, the oxidation product is dissolved in dilute soda solution to remove chromium residues, the chromium sludge is filtered off and the dehydrocholic acid is precipitated from the filtrate with dilute mineral acids.
By heating to 80 to 100 0, the amorphous acid becomes crystalline; it is filtered off with suction, washed and dried. Yield 41-44 g, mp 232-234; if necessary, it can be completely cleaned by unicrystallization.
<I> Example 2: </I> 500 g of cholic acids are dissolved with 400 g of 15% sodium hydroxide solution. The solution is finely diluted 2000 g water and mixed well with 400 g kieselguhr.
While stirring, Nian now lets a solution of 400 grams of sodium bichromate in 1500 grams of water flow in, and the actual application of the cholic acid to the kieselguhr takes place by slowly adding a cooled mixture of 100 grams of concentrated sulfuric acid and 500 grams of water with normal Temperature can run into the above sodium hydroxide solution.
Heated for oxidation: nan the whole thing to 400 while stirring and now leaves a cold mixture of 1700 gi # conc. Sulfuric acid + 1000 grams of water slowly run in. The temperature is kept at 38-40 0 by regulating the feed and by cooling. After all the sulfuric acid has run in, the mixture is left to stir for about 1/2 hour at 40 '. The temperature drops after the reaction has ended. The whole thing is diluted with water after the unused biohroinate has been reduced by adding sulfurous acid.
The acid is filtered off, washed with water as free from chromium as possible and then redissolved with soda in the usual way.
The kieselguhr is filtered off and washed ge. A crude acid of F.222-226 is obtained and, after recrystallization from acetic acid, up to 85% pure dehydrocholic acid with a melting point of 233-235 °.
<I> Example 3: </I> 85 gi- cholic acid ethyl ester, produced according to Hoppe-Seyler's magazine for physiological chemistry, vol. 10, p. 193, are mixed with 600 cm3 of yylene and 1 kg of 300 % sulfuric acid poured over it.
A solution of 80 grams of sodium dichromate in about 300 liters of water is then added dropwise over a period of 2-3 hours at a temperature of 30-40 °, with thorough stirring. After you have cooled down, the crystallized methyl dehydrocholate is suctioned off, washed with water and dried. The crude ester obtained (approx. 80 g) is completely purified by recrystallization.
For the saponification, 41.6 grams of the ester are suspended in 200 liters of alcohol, 28 liters of 15% strength aqueous sodium hydroxide solution are added and the mixture is heated on a water bath until solution has occurred and the addition of water no longer causes turbidity. Then about 200 cm3 of water are taken up and the sodium dehydrocholic acid is decomposed by weakly acidifying. When cooling down, the acid crystallizes from P. 234 0 in fine needles.