Procédé de préparation de dérivés du prégnane ou de l'alloprégnane La présente invention a pour objet un procédé de préparation de 17a-hydroxy-20-céto-prégnanes ou alloprégnanes substitués en position 16 (a ou (3) par un radical alcoyle inférieur, comportant une fonction oxygénée en position 3, mais non oxygénés en posi tion 11.
Ces corps sont des composés intermédiaires utiles pour la préparation de stéroïdes 16-alcoylés physiologiquement actifs, notamment les homologues 16-alcoylés de la cortisone, de l'hydrocortisone, de la prednisone, de la prednisolone, de leurs 21-esters et de leurs dérivés 9a-halogénés,
et plus spécialement 9a-fluorés. Ces homologues sont doués de propriétés anti-inflammatoires et diurétiques remarquables, et sont utilisables pour le traitement de l'arthrite rhu- matoïde et d'autres états justifiant une thérapie adré- nocorticoïde.
Les plus simples parmi les produits du présent procédé répondent à la formule générale suivante
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dans laquelle X représente un groupe hydroxy ou alcanoyloxy, R représente de l'hydrogène, un groupe hydroxy ou alcanoyloxy, et Z représente un radical alcoyle inférieur. Les lignes ondulées dans les posi tions 5 et 16 indiquent que le substituant peut avoir la configuration a ou S.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on traite un 20-céto-prégnane ou alloprégnane, substitué en position 16 (a ou (3) par un radical alcoyle inférieur, comportant une fonction oxygénée en position 3, mais non oxygénée en position 11, par un anhydride d'acide alcanoïque inférieur en présence d'un catalyseur fortement acide, en ce que l'on fait réagir le.
dérivé 417(2 )-déhydro-20-acyloxy ainsi formé avec un peroxy-acide, et en ce que l'on hydrolyse le dérivé 20-acyloxy-17,20-époxydique obtenu.
On a en effet constaté que l'on peut aisément convertir le groupe 20-céto dudit prégnane ou allo- prégnane en acétate d'énol par chauffage au reflux avec de l'anhydride acétique et un acide fort comme l'acide p-toluène-sulfonique. Il est préférable de ne pas isoler l'acétate d'énol mais plutôt de faire réagir
cette substance <I>in situ</I> avec un peroxy-acide tel que l'acide peracétique, ce qui donne un second produit intermédiaire non isolé, savoir le 17,
20-époxyde. Le traitement du mélange réactionnel au moyen d'une base hydrolyse l'époxyde <I>in situ</I> en formant le dérivé 17-hydroxy-20-cétoprégnane ou alloprégnane cor- respondant. D'autres acides forts comme l'acide per chlorique sont également efficaces comme catalyseur dans la production de l'acétate
d'énol intermédiaire. Comme peroxy-acide, on peut utiliser l'acide per- acétique, l'acide perbenzoïque, l'acide monoperphta- lique, l'acide per-trifluoro-acétique, etc.
On peut supplémentairement introduire un groupe 21-alcanoyloxy de la manière habituelle, par exemple par bromuration du groupe méthyle C21, suivie de réaction du bromo-dérivé avec de l'acétate ou pro pionate de sodium ou de potassium.
Le cas échéant, on peut ensuite oxyder un groupe 3-hydroxy en groupe céto, au moyen de bromacét- amide ou autre agent oxydant équivalent, puis intro- duire une double liaison AI dans le noyau A par bromuration de manière connue, suivie de débrom- hydratation du bromo-dérivé également de manière connue,
par exemple par réaction avec la semi- carbazide suivie d'hydrolyse de la 3-mono-semicar- bazone résultante, ou par chauffage au reflux avec de la diméthylformamide, éventuellement en présence de chlorure de lithium, ou par chauffage au reflux avec une base organique telle que la collidine. On peut ensuite introduire encore une double liaison A' par oxydation microbiologique, par exemple par le procédé décrit dans le brevet belge N 540748,
ou par réaction avec du bioxyde de sélénium ou du chloranil, à chaud.
D'autre part, on peut introduire deux doubles liaisons AM par dibromuration en position 2,4, suivie de débromhydratation à l'aide de diméthylformamide. Les prégnadiènes ainsi obtenus peuvent être hydr- oxylés microbiologiquement en position 11, par exemple en présence des organismes Curvularia lunata (NRRL 2380) ou Rlaizopus nigricans (ATCC 6227B).
Après avoir protégé le groupe 21-hydroxy par estérification, on peut oxyder le groupe 11-hydr- oxy en groupe céto. On peut, d'autre part, déshydra ter le groupe 11-hydroxy au moyen de chlorure de p-toluène sulfonyle, pour former une double liaison en position 9(11), sur laquelle on peut additionner une molécule d'acide hypobromeux, formant ainsi la bromhydrine correspondante, que l'on peut transfor mer en 9r),
1 I p-époxyde par traitement par l'acétate de sodium dans le méthanol, puis on peut convertir cet époxyde en dérivé 9u-fluoro, l l o-hydroxy corres pondant par traitement par l'acide fluorhydrique anhydre.
Le procédé selon l'invention et les traitements subséquents mentionnés ci-dessus peuvent conduire notamment aux stéroïdes intermédiaires ou thérapeu- tiquement actifs suivants 16a-méthyl-alloprégnane-3 (3,17a-diol-20-one ; 16u-méthyl-prégnane-3 ,17u-diol-20-one ; 21-alcanoate inférieur de 16u-méthyl-alloprégnane- 3(3,17a,21-triol-20-one ;
21-alcanoate inférieur de 16a-méthyl-prégnane-3u, 17u,21-triol-20-one ; 21-alcanoate inférieur de 16a-méthyl-prégnane-17a, 21-diol-3,20-dione ; 21-alcanoate inférieur de 16a-méthyl-alloprégnane- 17u,21-diol-3,20-dione ; 21-alcanoate inférieur de 16u-méthyl-4-prégnène- 17u,21-diol-3,20-dione ;
21-alcanoate inférieur de 16a-méthyl-1,4-prégnadi- ène-17u,21-diol-3,20-dione ; 16u-méthyl-1,4-prégnadiène-17a,21-diol-3,20-dione.
Les stéroïdes de départ du procédé selon l'inven tion peuvent provenir de sources naturelles. Ainsi, la diosgénine peut être convertie de manière connue en 16-déhydro-prégnènolone. De façon analogue, la ticogénine peut être convertie en 16-déhydro-allo- prégnanolone,
et la similagénine ou la sarsasapo- génine peuvent être converties en 16-déhydro-pré- gnanolone. Ces 16-déhydro-stéroïdes peuvent alors être alcoylés en position 16 par l'une des méthodes suivantes Un groupe alcoyle peut être introduit en position 16a par réaction d'un 16-déhydro-stéroïde avec un réactif de Grignard, comme suit
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Cette réaction, décrite dans J.
Am. Chem. Soc. 1280-1281 (1942) conduit à un dérivé substitué en position 16u (IIIa). Si le stéroïde soumis à la réaction ci-dessus est non saturé en position 5, cette double liaison est saturée par hydrogénation après la réaction de Grignard. L'hydrogénation est, de préférence, effectuée catalytiquement, en présence de palladium sur charbon de bois.
Pour préparer les stéroïdes de départ méthylés en position 16(3, on peut faire réagir le A'6 prégnène avec du diazométhane et pyrolyser la 16,17-pyraz- oline ainsi obtenue à son point de fusion ou au- dessus, pour la convertir en dérivé 16-méthyl-16- déhydro. Par exemple, la réaction de la 16-déhydro- prégnènolone avec du diazométhane suivie de pyro lyse,
fournit la 16-méthyl-5;16-prégnadiène-3a-ol-20- one. La double liaison présente en position 16, et éventuellement en position 5, peut alors être saturée par hydrogénation catalytique.
<I>Exemple 1</I> <I>Préparation de la matière de</I> départ On réduit une solution de 0,5 g de 16a-méthyl- prégnènolone dans 15 ml d'acide acétique avec de l'hydrogène à pression atmosphérique et 0,3 g de catalyseur consistant en palladium à 5 % sur du charbon de bois. La réaction cesse après absorption d'une mole d'hydrogène. On sépare le catalyseur par filtration et l'on verse le filtrat dans de l'eau.
On sépare par filtration le solide qui précipite et on le cristallise dans un mélange acétone-hexane, obtenant ainsi 0,3 g de 16a-méthyl-alloprégnane-3p-ol-20-one.
De manière analogue, on réduit la 16(3-méthyl- prégnènolone en 16p-méthyl-alloprégnane-3(3-ol-20- one à l'aide d'hydrogène et de catalyseur au palla dium.
De même, en partant de 16a-tert.butyl-prégnèn- olone et de 16(3-éthyl-prégnènolone dans la réduction ci-dessus, on prépare respectivement la 16a-tert. butyl-alloprégnane-3(3-ol-20-one et la 16a-éthyl-allo- prégnane-3(3-ol-20-one.
<I>Mise en</I> ceuvre <I>du procédé</I> On maintient à 100,) C pendant 6 h une solution de 3,5 g de 16a-méthyl-alloprégnane-3p-ol-20-one dans 100 ml d'anhydride acétique contenant<B>2,O g</B> d'acide p-toluènesulfonique. Pendant ce temps, on enlève environ 8 ml de distillat chaque demi-heure en mettant sous vide. On dissout le résidu huileux dans 50 ml de benzène et on le lave trois fois à l'eau, puis avec une solution de 1,0 g d'acétate de sodium dans 15 ml d'eau.
On agite ensuite la couche benzé nique pendant 18 h à température ordinaire avec un mélange de 0,25 g d'acétate de sodium dans 6 ml d'acide peracétique commercial à 40 %. On détruit l'acide peracétique en excès par addition goutte à goutte d'une solution de 8 g de sulfite de sodium dans 25 ml d'eau, à une température d'environ 10- 20 C.
On ajoute encore 1 g de sulfite de sodium et l'on agite le mélange pendant la nuit, jusqu'à ce que l'épreuve au papier iodo-amidonné soit négative. On sépare la couche benzénique, on la lave trois fois à l'eau et on l'évapore. On dissout le résidu dans 200 ml de méthanol et 30 ml d'eau contenant 2,7 g d'hydroxyde de sodium, et l'on chauffe le mélange à reflux pendant 15 minutes. Après neutralisation avec 3 ml d'acide acétique, on concentre la solution sous pression réduite jusqu'à un volume d'environ 30 ml et on la verse dans un mélange glace-eau.
On sépare par filtration le solide précipité et on le cris tallise dans un mélange méthanol-eau, obtenant ainsi 2,5 g de 16a-méthyl-alloprégnane-3(3,17a-diol-20- one. De manière semblable, en partant de la 1613- méthyl-alloprégnane-3(3-ol-20-one, on obtient la 1613 méthyl-alloprégnane-3 P,17a-diol-20-ône.
<I>Exemple 2</I> <I>Préparation de la matière de départ</I> <I>A.</I> 3-acétate <I>de</I> 16-méthyl-16-prégnène-3a-ol-20-one. On ajoute une solution de 3,71 g de 3-acétate de 16-prégnène-3a-ol-20-one dans 5 ml de chlo rure de méthylène à une solution d'environ 1 g de diazom6ethane dans 70 ml d'éther qui a été refroidi à -100 C.
On maintient le mélange à 00 C pendant 4 h, puis on le laisse revenir à la température ordinaire. La pyrazoline résultante cristallise directement dans le mélange réaction nel, et on la chauffe sous pression réduite à envi ron 210 C jusqu'à cessation du dégagement d'azote.
On refroidit l'huile résultante jusqu'à la température ordinaire, puis on la cristallise par addition d'éther. On filtre et sèche le précipité, ce qui fournit 2,12 g de 3-acétate de 16-méthyl- 16-prégnène-3a-ol-20-one. <I>B.</I> 3-acétate <I>de</I> 16(3-nzéthyl-prégnane-3a-ol-20-one. On hydrogène une solution de 12,
0 g du 16- prégnène préparé sous A ci-dessus dans 250 ml d'acide acétique glacial, en présence de 3,0 g de palladium à 101% sur charbon de bois comme catalyseur, à la température ordinaire et à la pression atmosphérique.
Lorsque la réduction est terminée (environ 1,5 h), on sépare le catalyseur par filtration et l'on concentre le filtrat sous pres sion réduite jusqu'à environ 100 ml. On verse le résidu dans de l'eau et l'on filtre le solide pré cipité, on le lave et on le sèche, obtenant ainsi 11,4g de 3-acétate de 16ri-méthyl-prégnane-3a- ol-20-one impur. Après recristallisation dans un mélange acétone-hexane, on obtient 8,40 g de ce composé.
<I>Mise eh</I> ceuvre <I>du procédé</I> On traite une solution de 3,5 g de 3-acétate de 16p-méthyl-prégnane-3a-ol-20-one dans 100 ml d'an hydride acétique contenant 2,0 g d'acide p-tohlène- sulfonique, et l'on procède de la manière décrite à l'exemple 1. On obtient ainsi la 16(3-méthyl-prégnane- 3a,17a-diol-20-one.
On décrit ci-après l'exécution d'une opération supplémentaire d'hydroxylation microbiologique en C11 effectuée sur ce composé On cultive une culture de Curvularia lunata (NRRL-2380) dans des flacons de secoueuse, pen dant 48 h à 280 C,
sur un milieu à l'extrait de malte- saccharose-sel. On utilise 100 ml de cette préparation pour ensemencer 2000 ml d'agar nutritif (composé de 6 g d'extrait Bacto-beef , 10 g de Bacto- peptone , 16 g de chlorure de sodium, 30 g d'agar .et 200 ml d'eau de conduite). On agite le milieu rapide ment en aérant, pendant 22 h à 28o C.
On filtre le bouillon résultant et l'on ajoute 50 g du mycélium humide ainsi obtenu à 2000 ml d'eau et 0,5 g de 16p-méthyl-prégnane-3a,17a-diol-20-one. On agite la suspension comme décrit ci-dessus pendant 22h à 28o C, après quoi on extrait le mélange au chloro forme. On concentre les extraits chloroformiques et l'on chromatographie le résidu sur un système chro- matographique décrit par G.
M. Shull, Abstracts of Papers of the 126th Meeting of the American Che- mical Society, December 12-17, 1954, page 9a, mémoire No 24. On obtient ainsi la 16(3-méthyl-pré- gnane-3 a, l l 5,17a-triol-20-one.
De façon semblable, mais en employant le cham pignon Rhizopus nigricans (ATCC 6227b) et des conditions analogues à celles de Peterson et Collab., J. Am. Chem. Soc. 75, 412 (1953), on peut préparer le dérivé 11 a-hydroxylé correspondant.