Verfahren zur Herstellung von a,ss-ungesättigten Ketonen der Steroidgruppe Es wurde kürzlich gefunden, dass die Ein führung einer Sauerstoffunktion in die 11 Stellung von Steroiden dadurch erreicht wer den kann, dass die Steroide der Einwirkung gewisser oxydierender Pilze oder oxydierender Enzyme solcher Pilze ausgesetzt werden.
Die entstehenden oxydierten Stoffe, welche in der 11-Stellung eine Sauerstoffunktion besitzen, sind wertvolle Zwischenprodukte für die Her- @aellung von Nebennierenrindenhormonen, wie Cortison, Hydrocortison und ähnlichen. Un glücklicherweise werden auch andere Stellun gen, wie z. B. die 6-Stellung, ähnlich wie .die 11-Stellung oxydiert. Dabei entstehen z. B.
Dioxy verbindungen, aus welchen dann nach- t.räglieh die zweite Oxygruppe wieder entfernt werden muss. Wird z. B. Progesteron der Ein wirkung eines passenden Pilzes oder eines ent sprechenden Enzyms eines solchen Pilzes aus gesetzt, so erhält man neben dem gewünschten 11-Ilydroxy-progesteron eine Dioxyverbin- dung, nämlich 6,
11-Dihydroxy-progesteron. Im weiteren ist bis jetzt keine befriedigende Me thode zur reduktiven Entfernung der Oxy- gruppe aus a,f-ungesättigten y-Hy droxy-keto- nen der Steroidreihe, wie z.
B. 6,11-Dihydroxy- progesteron, ohne gleichzeitige Reduktion der Doppelbindung oder der Ketogruppe bekannt, das heisst., es war bis jetzt nicht möglich, 6,11- 1)ihyclroxy-progesteron direkt in 11-Hydroxy- progesteron umzuwandeln. lach dem Verfah ren gemäss der vorliegenden Erfindung ge- lingt es nun, a,ss-ungesättigte,
in y-Stellung eine freie oder veresterte Oxygruppe aufwei sende Ketone der Steroidreihe direkt zu den entsprechenden in y-Stellung ungesättigten ,ss-ungesättigten Ketonen der Steroidreihe zu reduzieren.
Es wurde nämlich gefunden, dass a,ss-ungesättigte y-Oxy- oder y-Acyloxy-ketone der Steroidreihe mit Zink in Gegenwart einer Säure selektiv zu den entsprechenden in y- Stellung unsubstituierten Steroiden reduziert werden können. Andere reduzierbare Funk tionen des Steroidmoleküls, wie z. B. die Dop pelbindung und die Ketogruppe, werden da bei, wie sich zeigte, nicht angegriffen, und die gewünschten ungesättigten Ketone werden in ausgezeichneten Ausbeuten gewonnen.
Die Reduktion erfolgt. im allgemeinen zweckmässig unter leichter Erwärmung -der Reaktionsmischung, da in diesem Fall kürzere Reaktionszeiten erforderlich sind. Als Säuren kommen vor allem niedere aliphatische Car- bonsäuren, wie z. B. Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure und ähnliche oder Mischungen dieser Säuren in Betracht; es können aber auch nicht oxydierende Mineralsäuren, wie Salzsäure, verwendet werden. Wird eine Mi neralsäure, wie z.
B. Salzsäure, verwendet, so wird, wie gefunden wurde, am besten unge fähr ein Äquivalent der Säure verwendet, um jede Reduktion der Doppelbindung und/oder anderer reduzierbarer Substituenten des Ste- roids auszuschliessen.
Im allgemeinen wird vorgezogen, die Re duktion in Gegenwart einer niederen alipha- tischen lIonoearbonsäure, vor allem Essig säure, auszuführen, da. die Menge solcher Säu ren keinen Einfluss ausüben und keine uner- wünsehten Reduktionen selbst bei starken Reaktionsbedingungen erfolgen. Die Reduk tionszeit hängt. ausser von der verwendeten Säure u. a. von der Reaktionstemperatur und dem Ausgangsstoff ab.
Im allgemeinen ist. es bei Verwendung von Essigsäure wünsehens- wert, die Reaktionsmischung auf eine Tempe ratur von 50-125 C zu erhitzen. Bei diesen Temperaturen benötigt die Reduktion je nach Ausgangsstoff 2-15 Stunden.
Nach der Reduktion kann das a,ss-ungesät- tigte Keton leicht in üblicher Weise aus dem resultierenden Reaktionsgemiseh isoliert wer den. Es kann so z. B. die Reaktionsmischung mit. Wasser verdünnt werden und das End produkt durch Extraktion mit einem wasser unlöslichen Lösungsmittel für diese Produkte, wie z. B. Äther und ähnliche, gewonnen wer den.
Die durch die Reduktion zu entfernende Oxy- oder Aeyloxygruppe kann sowohl in a wie auch in ss-Stellung sein.
Ungesättigte ;,-Oxy- oder ;-Acyloxy-ketone der Steroidreihe, welche nach der vorliegenden Erfindung zu den entsprechenden a,ss-ung@e- sättigten Ketonen reduziert werden können, sind u. a.:
d4-3,20-Diketo-6ss, 21-dihydroxy- pregnen, d4-3,20-Dilzeto-6ss, 21-aeetoxy-pre- gnen, d-1-3,20-Diketo-6ss, 17a,21-trihydroxy- pregnen, A-1-3,20-Diketo-6ss, 21-diproprionyl- oxy-17a-hydroxy-pregnen, 6,11-Dihydroxy- progesteron, 6,11-Diacetoxy-progesteron, d4-3- Iieto-6ss-hydroxy-cholesten,
d4-3-Keto-6ss-acet.- ox,y-cholesten, 44-3-Keto-6a-hydroxy-eholesteti, 4-1-3-Keto-6a-acetoxy-eholesten, d4-3,20-Di- keto-6a, 21-diaeetoxy-11-hydroxy-pregnen, 6a Hydroxy-eortieosteron, 6ss-Hydroxy-eortieoste- ron, _1-1-3,20-Diketo-6ss, 17a-dihydroxy-21-aeet- oxy-pregnen, d4-3-Hydroxy-6-keto-cholesten, d-i-3-Acetoxy -6-Keto-cholesten,
d-1-3-Keto-6- hydroxy-ätiocholensäure und d-l-3-Keto-6-a.eet- oxy ätiocholensäure. Wie bereits erwähnt, ist eine besonders wichtige Anwendung der erfindungsgemässen Verfahren die Umwandlung von 6,lla-Di- hydroxy-progesteron, das durch Einwirkung der Enzyme von Pilzen der Gattung Rhizopus auf Progesteron erhalten wird, in das lla- Hydroxy-progesteron,
welches durch Oxyda tion der 11-Hydroxygruppe zu einer 11-Keto- gruppe und durch Einführung von Hydroxyl- gruppen an den C-Atomen 17 und 21 in be kannter Weise in Cortison übergeführt wer den kann.
<I>Beispiel 1</I> Reduktion von d-I-Cholesten-6j3-ol-3-on-6- acetat zu A-I-Cliolesten-3-on.
500 mg d4-Cholesten-6ss-ol-3-on-6-aeetat vom Schmelzpunkt 99 C wurden 15 Stunden mit 500 mg Zinkstaub in 10 ml Essigsäure am Rückfloss gekocht. Nach dieser Zeit wurde die Reaktionsmisehung mit Wasser verdünnt, mit. Äther extrahiert und die Ätherlösung zur Trockne konzentriert. Die Umkristallisation des Rückstandes aus Methanol ergab d-I-Cho- lesten-3-on in langen Nadeln. Schmelzpunkt 80-81 C.
EMI0002.0083
Analyse
<tb> berechnet <SEP> für <SEP> C2711.1-10: <SEP> C <SEP> 84,31/11<B>11,53</B> <SEP> ,
<tb> gefunden <SEP> C <SEP> 84,08/1111,48 <SEP> 1<B><I>70</I></B> Der Schmelzpunkt wurde durch llisehun- mit reinem d4-Cholesten-3-on nicht erniedrigt. <I>Beispiel</I> Reduktion von d4-Cholesten-6ss-ol-3-on zti d4-Cholesten-3-on.
Eine Mischung von 1 g d-I-Cholesten-6ss-ol- 3-on mit 2 g Zinkstaub und 25 ml Essigsäure wurde während 15 Stunden am Rüekfluss ge- koeht. Die Mischung wurde dann filtriert, mit Wasser verdünnt und mit Äther extrahiert. Der kristalline Körper, der durch Konzentra tion des Ätherextraktes erhalten wurde, wurde aus Methanol umkristallisiert. Es war Chole- sten-3,6-dion vom Schmelzpunkt 170-172 C.
Chromatographie der methanolisehen Mut terlösung mit Aluminium und Elution mit Petroläther ergab J-I-Cliolesten-3-on. Der Schmelzpunkt und lIisehschmelzpunkt war 80-82 C. Beispiel <I>3</I> Reduktion von d-I-Cholesten-6a-ol-3-on-6- aeetat zu JI-Cholesten-3-on.
430 mg J-I-Cholesten-6a-ol-3-on-6-aeetat wurden mit 1 g Zinkstaub und 25 ml Essig säure während 15 Stunden am Rückfluss ge kocht. Die Mischung wurde dann mit Wasser verdünnt, filtriert und mit Äther extrahiert. Die Chromatographie des ätherischen Extrak tes an Aluminium und die Edition mit Petrol- äther ergab in dem Petroläthereluat d4-Cho- lesten-3-on mit dem Schmelzpunkt 80,5 bis 81,5 C.
Das gleiche Produkt -lude isoliert, wenn als Auso-angsmaterial J-I-Cholesten-6a- ol-3-on verwendet wurde.
<I>Beispiel</I> Reduktion von 6,lla-Dihydroxy-progeste- ron zu 17.a-Hydroxy-progesteron.
10 mg 6,11a-Dihydroxv-p.rogesteron, das durch Oxvdation mit einem Pilz aus der Gat tung Rhizopus gewonnen worden war, und 5 0 mg Zinkstaub in 3 ml Eisessig wurden unter Rühren während 3 Stunden auf 700C erwärmt. Die Reaktionsmischung wurde dann abgekühlt und filtriert. Nachher wurde Was ser zug-eceben und mit Chloroform extrahiert. Der Chloroformextrakt wurde anschliessend für Trockne eingedampft.
Ein Teil dieses Rückstandes wurde wieder in frischem Chlo roform gelöst und dann papierchromatogra- pliiert. Als stationäre Phase wurde Formamid- 1lethano@ und als mobile Phase Benzol ver wendet. Auf diese Art wurde nachgewiesen, dass sieh lla-Hydx-oxy--progesteron in der Reaktionsmischung befand (Vergleich mit einer bekannten Probe des reinen Stoffes).
<I>Beispiel 5</I> Reduktion von 3a-Acetoxy-lla-hvdroxy-7- keto-_ls-eholensäure-methylester zu 3a-Acet- oxv-7-keto-4s-eholensäuremethviester.
Eine Mischung von 70 mg 3a-Aeetoxy- l l a-hydroxy -7-lketo-ds-cholensäuremethylest er, 0,2 g Zinkstaub, 5 ml Essigsäure und 0,5 ml Wasser wurde auf einem Dampfbad während 2 Stunden erwärmt. Filtration und Verdün- nung mit. Wasser ergaben einen festen Kör per, der nach der Rekristallisation aus --Xl:etha- nol 33 mg 3a-Acetoxy-dg-7-keto-cholensä-Lire- methylester vom Schmelzpunkt 181 C ergab.
Der Mischschmelzpunkt mit der reinen Sub stanz ergab keine Depression.
Der 3a-Acetoxy -11a-hydroxy-7-keto-d$- eholensäuremethylester wurde durch Behand lung von 3a-AcetoXy-d7,at11>-choladiensäure- methylester mit N-Bromsuccinamid in ter tiärem Butylalkohol und in Gegenwart einer kleinen Menge Schwefelsäure hergestellt. Die Reaktionsmischung wurde während einer Stunde auf 0 C belassen und dann 20 Stun den bei 25 C gerührt.
Die Mischung wurde nachher mit Natriumbisulfit in Wasser be handelt., mit Äther extrahiert und der Rück stand aus dem ätherischen Extrakt in Benzol gelöst. Durch Chromatographie an Aluminium und Elution mit Benzol/Äther wie 1/1 wurde das gewünschte Produkt erhalten. Nach der Rekr istallisation aus Methanol ergab sich ein Schmelzpunkt von 169-170 C, aD = + 3,2 (Chloroform).
<I>Beispiel 6</I> Reduktion von 6,lla-Dihydroxy-progeste- ron zu lla-Hydroxy-progesteron.
52 mg reines 6,11a-Dihydroxy-progesteron, das durch Oxydation von Progesteron durch einen Pilz der Gattung Rhizopus erhalten wurde, 100 mg Zinkstaub und 3 ml Eisessig wurden am Rückfluss während 21/.1 Stunden gekocht. Die Reaktionsmischung wurde dann auf Zimmertemperatur abgekühlt und 5 ml Wasser wurden zugegeben. Das Steroid wurde anschliessend zweimal mit je 5 ml Chloroform extrahiert, die kombinierten Extrakte mit 3 ml Wasser gewaschen und über Natriumsulfat ge trocknet. Das Lösungsmittel wurde anschlie ssend verdampft und Spuren von Essigsäure im Vakuum entfernt.
Dieser Rückstand wurde nun in 0,3 ml warmem Äthylacetat gelöst. Beim Abkühlen kristallisierte ein weisser Kör per aus mit einem Schmelzpunkt von 162 bis 166 C (Mieroblock) und einer Drehung von [al D = + 172,5 (c = 0,374 % in Chloro form). Diese Daten entsprechen dem ge- wünschten Produkt. Der Vergleich der Infra- rotspektren mit einem authentischen Spek trum ergaben keine Unterschiede. Es handelte sich also um 11a-Hydroxy-progesteron.