Verfahren zur Reduktion von Epoxyketonen
Es ist bekannt, dass die gärende Hefe auf einige Verbindungen, die in ihrem Molekül eine Ketogruppe enthalten, eine reduzierende Wirkung ausübt, indem die Ketogruppe zu einer Oxygruppe reduziert wird.
Bei Steroiden war ausser dieser Wirkung bisher keine Wirkung der gärenden Hefe bekannt.
Es ist ferner bekannt, dass bisher kein Progesteron-oder Pregnenolonderivat, welches der Wirkung der gärenden Hefe unterzogen wurde, Verände- rungen erfahren hat. Eine Reduktion des Carbonyls in C3 zur Oxygruppe war nur in gesättigten Derivaten bekannt. Im besonderen war niemals eine Reduktion in der Seitenkette-COCH3 oder einer ähnlichen mit Hilfe des oben genannten Verfahrens erzielt worden.
Es wurde nun gefunden, dass, wenn man Verbindungen, welche in ihrem Molekül eine ketonische und eine epoxydische Funktion enthalten, der Wirkung von gärender Hefe aussetzt, die Ketogruppe wie auch die Epoxygruppe zu Oxygruppen umgewandelt werden und dass, trotz dem reduzierenden Milieu, die Einführung einer weiteren Oxygruppe stattfindet.
Das Endprodukt enthält daher drei Oxygruppen an Stelle der Carbonyl-und der Epoxygruppe der Ausgangssubstanz. Falls die strukturellen und sterischen Verhältnisse günstig sind, geht die Umwandlung weiter, indem eine Oxygruppe in Form eines Wassermoleküls abgespalten wird. Das Endprodukt enthält dann zwei Oxygruppen und eine Doppelbindung an Stelle der Carbonyl-und der Epoxygruppe des Ausgangsmaterials.
Wie weiter gefunden wurde, tritt eine Wirkung der gärenden Hefe im beschriebenen Sinne bei den a, 4-Epoxyketo-Steroiden der Reihe des Pregnans und der Suprarenalen ein, wobei Produkte gewonnen werden, welche eine veränderte therapeutische Wirkung haben.
Gegenstand des Patentes ist nun ein Verfahren zur Reduktion von Epoxyketonen, dadurch gekennzeichnet, dass man diese der Wirkung von gärender Hefe aussetzt, wobei die Keto-wie auch die Epoxygruppe zu Oxygruppen umgewandelt werden, so dass man im Endprodukt drei neue Oxygruppen erhält.
Eine Wirkung der gärenden Hefe im oben genannten Sinne tritt z. B. bei 4, 5-Epoxy-pregnan-3, 20dion auf, wobei die neue Verbindung Pregnan-3, 4, 5triol-20-on entsteht. Bei der Reaktion von 16, 17 Epoxy-progesteron mit gärender Hefe erreicht man die Reduktion des Ketons in C-20 zum Alkohol.
Aus dem Vergleich der Verbindung, die aus 16, 17 Epoxy-X5-pregnen-3-ss-ol-20-on durch Gärung mit Hefe entsteht, mit einer Substanz, die man dadurch erhält, dass man dieselbe Ausgangsverbindung auf chemischem Wege reduziert, wurde die Struktur des Reaktionsproduktes bestätigt.
Von anderer Seite wurden gleiche Umlagerungen mit Androstanderivaten und Steroiden der Estronreihe beschrieben. Diese Umlagerungen wurden chemisch mit sehr energischen Mitteln, in stark wasserabspaltendem Milieu vorgenommen. Es ist daher sehr überraschend, dass sie-in dem hier beanspruchten Verfahren-in der wässrigen Lösung der Hefe stattfinden.
Der Hauptvorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht hauptsächlich in der Selektivität der ihm zugrunde liegenden Reaktionen, das heisst in der Möglichkeit, durch eine einzige Massnahme eine Verbindung zu erzielen, welche in bestimmten Stellungen Oxygruppen aufweist, ohne dal3 andere eventuell im Molekül vorhandene funktionelle Gruppen angegriffen werden.
Die neuen Derivate könnten als Zwischenprodukte zur Herstellung von Verbindungen des Aldosterontyps dienen (z. B. von Elektrocortin, einem neuen Hormon, welches kürzlich aus suprarenalen Drüsen isoliert worden ist), insofern die Doppel- bindung in 13-Stellung die Einführung einer Aldehydgruppe in jener Position des Moleküls gestatten könnte.
1. 1, 3-Diphenylglycerol Beispiele
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Mit einer sterilen Lösung aus 40 g gewöhnlichem Zucker in 300 cm3 Brunnenwasser wurden 20 g Press- hefe zu Brei angerührt, welcher in einen mit Blasenzähler ausgestatteten Erlenmeyerkolben geschüttet wurde. Man liess bei 32 eine Stunde in einem Thermostat stehen. Dann wurde eine Lösung von n 0, 5 g Epoxybenzalacetophenon (Schmp. 90 ) in 15 cm3 absolutem Athanol zugesetzt und 40 Stunden bei 32 gären gelassen.
Nach dieser Zeit wurden neuerdings 20 g mit einer Lösung von 40 g Zucker in 300 cm3 Wasser zu Brei gerührter Hefe zugesetzt und die Operation noch dreimal in Zeitabständen von 48 Stunden wiederholt.
Nach insgesamt 10 Tagen wurde das Gemisch filtriert und die Flüssigkeit mit Athylacetat extrahiert.
Der Äthylacetat-Auszug wurde mit verdünnten wäss- rigen Lösungen von Säuren und Basen und anschlie- ¯end mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Es blieb ein öliger Rückstand von 0, 45 g.
Die Hefe wurde bei 80 getrocknet und mit Äthylacetat im Soxhlet extrahiert. Der organische Auszug wurde mit Säuren, Basen und Wasser gewaschen, getrocknet und destilliert. Man gewann 240 mg einer nicht kristallisierenden Substanz. Der Extraktionsrückstand des Filtrates wurde mit Ather aufgenom men. Man erzielte kleine Prismen, Schmelzpunkt 127 bis 128 .
Analyse : gefunden"/. : C 73, 49 H 6, 62 für Cj5Ht603 berechnet : 73, 75 6, 60
In Mischung mit einem authentischen Muster von 1, 3-Diphenylglycerol (Schmelzpunkt 128 ) bleibt der Schmelzpunkt unverändert. Auch die Absorptionsspektren im Infrarot sind identisch. Das auf die übliche Weise hergestellte Triacetat schmilzt bei 129 bis 130 und ist identisch mit dem Triacetat des 1, 3-Diphenyl-glycerols.
2. Pregnan-3, 4, 5-triol-20-on
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Man geht vor wie beim Beispiel 1, wobei man der gärenden Hefe eine Lösung von 0, 5 g 4, 5-Epoxypregnan-3, 20-dion (Schmelzpunkt 133-135 ) in 15 cm3 Athanol zusetzt. Nach 10tägiger GÏrung extrahiert man auf die übliche Weise mit Äthylacetat.
Aus dem Filtrat und aus der Hefe gewinnt man insgesamt 200 mg Pregnan-3, 4, 5-triol-20-on, Schmp.
233-239 .
3. 17¯-Methyl-18-nor-?4,13-17α-pregnadien-16α,20-diol-3-on.
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Man geht vor wie im Beispiel 1, wobei der gären- den Hefe eine Lösung von 0, 5 g 16, 17-Epoxyprogesteron (Schmelzpunkt 204-206 ) in 15 cm3 Athanol zugesetzt wird.
Nach lOtägiger Gärung extrahiert man auf die übliche Weise mit ¯thylacetat. Aus der Hefe werden ungefähr 0, 1 g Ausgangsprodukt zurückgewonnen. Aus dem Filtrat erhält-man 300 mg Rohprodukt, das, aus Methanol umkristallisiert, 170 mg 17¯ Methyl-18-nor-z4, i3-17a-pregnadien-16a, 20-diol-3-on, Schmelzpunkt 172-175¯, (a) 26 D = - 15¯ ¯ 4¯ ' (c = 1, 14 in Chloroform),?max 240 mÁ, ? = 16. 700 (in Athanol), liefert.
Analyse : gefunden /o : C 76, 28 H 9, 43 für C21H30O3 berechnet : 76, 32 9, 15
0, 1 g der neuen Substanz wurden mit 0, 5 cm3 Pyridin und 0, 2 cm3 Acetanhydrid während 16 Stunden bei Raumtemperatur behandelt. Nach Eiszusatz, wurde der Niederschlag abfiltriert und nach der Trocknung aus Ather umkristallisiert. Man erzielte hexagonale Kristalle von 17¯-Methyl-18-nor-?4,13 17a-pregnadien-16a, 20-diol-3-on-diacetat ; Schmelzpunkt 132-134¯, (α)20 D = -21¯¯ 4¯ (in Chloroform), ?max 240 mÁ, ? = 17.400 (in ¯thanol).
Analyse : gefunden /o : C 72, 45 H 8, 36 für C25H34O5, berechnet : 72, 43 8, 27 4. 17¯-Methyl-18-nor-?5,13-17α-pregnadien- 3¯,16α,20-triol
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Man geht vor wie beim Beispiel 1, wobei man der gärenden Hefe eine Lösung von 0, 5 g 16, 17 Epoxy-?5-pregnen-3¯-oxy-20-on, Schmelzpunkt 189 bis 190 in 15 cm3 Athanol zusetzt. Nach zehntägiger Gärung extrahiert man auf die übliche Weise mit Athylacetat. Aus der Hefe werden ungefähr 0, 3 g Ausgangssubstanz zurückgewonnen.
Aus dem Filtrat erzielt man ungefähr 100 mg Produkt, welches, aus Methanol-Aceton umkristallisiert, in glänzenden Prismen anfällt ; Schmelzpunkt 202-204 , (a) 25 =-189 4 (in Äthanol). Analyse : gefunden"/. : C 75, 80 H 9, 76 für C21H32O3 berechnet : 75, 86 9, 70
0, 25 g der Verbindung wurden mit Pyridin und Acetanhydrid bei Raumtemperatur acetyliert. Durch Umkristallisieren aus Petroläther gewann man 270 mg 17fl-Methyl-1 8-nor-J5, 13-17a-pregnadien-3fl, 16a, 20triol-triacetat, Schmelzpunkt 124-126 , (a) 2D5 =-157 4 (in Chloroform).
Analyse : gefunden % : C 70, 64 H 8, 42 berechnet : 70, 71 8, 35 5. 17¯-Methyl-18-nor-?13-17α-pregnen-16α,20-diol-3-on
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Man geht vor wie im Beispiel 1, wobei man der gärenden Hefe eine Lösung von 0, 5 g 16, 17-Epoxypregnan-3, 20-dion (Schmelzpunkt 170-172 ) zusetzt.
Aus dem Filtrat erzielt man ungefähr 100 mg der im Titel dieses Beispiels erwähnten Verbindung, Schmelzpunkt 223-225 .
6. 17¯-Methyl-18-nor-?5,13-17α-pregnadien-3¯,16α,20,21-tetrol-21-acetat
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Man geht vor wie im Beispiel 1, wobei man der gärenden Hefe eine Lösung von 0, 5 g 16, 17-Epoxy d5-pregnen-3B', 21-diol-20-on-21-acetat (Schmelzpunkt 185-190 ) in 20 cm3 Athanol zusetzt. Aus dem Filtrat gewinnt man 200 mg der im Titel dieses Beispiels erwähnten Verbindung, Schmelzpunkt 205 bis 210 .