Procédé pour la préparation de l'a-estradiol Selon la position qu'occupe l'hydroxyle en 17 dans l'espace, l'estradiol se présente sous forme de deux isomères :
le (i-estradiol, F. = 178o C, [a]D _ -I- 77 à -f- 79o (c = 1 %, dioxane), facilement accessible par les méthodes classiques de réduction de l'estrone ou par cracking de la 17(3-hydroxy-Ol,4- androstadiène-3-one, d'un fort pouvoir estrogène, com mercialisé sous forme de différents dérivés, et l'a- estradiol, F.
= 2250 C, [a]D = -f- 52,90 1 (c = 0,9 % dioxane), pratiquement dépourvu de pou voir estrogène et d'une obtention très laborieuse à partir du produit de réduction de l'estrone qui en renferme généralement de faibles quantités.
Il a été trouvé que les composés 17-tosylés du (3-estradiol ou de ses dérivés, de formule
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dans laquelle R représente de l'hydrogène ou un groupement acyle, par exemple benzoyle ou tosyle, lorsqu'ils sont soumis à un traitement par un acétate alcalin, en présence de diméthylformadide, subissent une acétolyse avec inversion de l'hydroxyle en 17.
Selon la durée de réaction et la température, cette réaction est plus ou moins quantitative et l'on obtient après saponification du dérivé 17-acétylé, l'a-estradiol pur et des quantités variables de produit non détosylé facile à séparer.
La présente invention a donc pour objet un pro cédé pour la préparation de l'a-estradiol, lequel est caractérisé en ce qu'on tosyle le a-estradiol ou un ester de celui-ci de formule
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dans laquelle R représente de l'hydrogène ou un groupement acyle, en ce qu'on fait réagir sur le com posé 17-tosylé un acétate de métal alcalin en pré sence de diméthylformamide à chaud, en ce qu'on isole le produit d'acétoxylation brut et le saponifie.
En pratique, pour obtenir les dérivés tosylés en 17, on tosyle le S-estradiol, pour aboutir au dérivé 3,17-ditosylé, ou l'un de ses 3-monoesters, le 3-ben- zoyl-(3-estradiol commercial par exemple, pour abou tir à un dérivé 3-acylé-17-tosylé. On peut aussi pré parer le 17-tosyl-(3-estradiol en saponifiant le 3-acé- tyl-17-tosyl-(3-estradiol.
Pour l'exécution pratique du procédé, on peut donc faire réagir le chlorure de tosyle en présence d'une base tertiaire, comme la pyridine ou la méthyl- éthylpyridine, sur le (3-estradiol ou sur l'un de ses dérivés 3-acylés, comme le 3-benzoyl-(3-estradiol, isole le dérivé 3,17-ditosylé ou le dérivé 3-acylé-17-tosylé, selon les procédés habituels, et soumet ce dérivé à l'acétolyse par action d'un acétate alcalin en présence de diméthylformamide,
isole le produit acétoxylé en 17 selon les procédés habituels et le soumet, sans purification spéciale, directement à la saponification. L'acidification du produit saponifié fournit directe ment l'a-estradiol.
Cet isomère, obtenu par le procédé selon l'inven tion, trouve son application en médecine humaine ou vétérinaire comme frénateur de l'action du lobe anté rieur de l'hypophyse. Dans les exemples les points de fusion sont des points de fusion instantanée déterminés sur bloc de Maquenne.
Exemple 1 <I>Préparation du</I> 3-benzoyl-17-tosyl-p-estradiol 20 g de 3-benzoyl-estradiol sont dissous dans 55 cm3 de pyridine anhydre. On ajoute en une fois 20 g de p-toluène-sulfochlorure sous agitation. Il y a dissolution avec échauffement. Après quinze minu tes, on observe un début de cristallisation. On chauffe au bain-marie pendant trente minutes à 45-550 C. Il y a prise en masse.
On laisse refroidir à la tempé rature ambiante et dissout dans 100 cm3 de chloro forme en tiédissant, puis on lave le chloroforme d'abord à l'eau puis à l'acide chlorhydrique pour enlever la pyridine et, finalement, à l'eau jusqu'à neutralité. On sèche sur sulfate de sodium et évapore le chloroforme. Le résidu cristallise. On le triture avec de l'alcool, essore et lave à l'éther. Après sé chage, on obtient 26,3 g de 3-benzoyl-17-tosyl-(3- estradiol, F. = 181() C (soit un rendement de 93 0/0).
Le produit est suffisamment pur pour être soumis à l'acétolyse. Par recristallisation en acétone, le point de fusion monte à 184o C.
Acétolyse <I>du</I> 3-benzoyl-17-tosyl-p-estradiol 20 g du produit obtenu sont portés au reflux avec 16 g d'acétate de potassium fondu, 150 em3 de dimé- thylformamide et 15 cm3 d'eau pendant six heures.
Après refroidissement, on verse le mélange réaction- tel dans un litre d'eau ; le produit gommeux préci pité est repris par 250 em3 de chloroforme et la solution chloroformique est lavée d'abord à l'acide chlorhydrique N/2 puis à l'eau jusqu'à neutralité. Après séchage, sur sulfate de sodium et filtration, on évapore le chloroforme et obtient une huile fluide jaune orangé constituée par le produit 17a-acétoxylé et le dérivé 17p-tosylé non transformé.
<I>Préparation du</I> 17a-estradiol <I>par saponification du</I> <I>produit</I> 17-acétoxylé Le produit huileux obtenu est dissous dans 200 cm3 d'alcool à 95%. On ajoute une solution de 12g de potasse dans l0 cm8 d'eau et l00 cm3 de méthanol et fait bouillir deux heures à reflux sous courant d'azote.
On concentre ensuite sous pression réduite d'azote presque à sec, laisse refroi dir et ajoute 500 cm3 d'eau. Après acidification par l'acide chlorhydrique jusqu'à virage net du papier au rouge Congo, on refroidit et glace. II se sépare un précipité mi-gommeux mi-cristallin que l'on tri ture au mortier à plusieurs reprises avec de l'eau jusqu'à ce que l'eau de lavage soit neutre, sèche à l'étuve et dissout dans le<U>minim</U>um de benzène bouil lant (environ 100 volumes). On filtre à chaud, con centre à moitié du volume et laisse cristalliser.
Après essorage et séchage, on obtient, avec un bon rende ment, l'a-estradiol brut, les eaux mères de cristallisa- tion étant constituées par un mélange d'a-estradiol, de 17-tosyl-(3-estradiol et d'un peu de produit déshy draté en 16-17. Par concentration des eaux mères et nouvelle extraction au benzène, on aboutit à un deuxième jet d'a-estradiol impur.
L'a-estradiol brut, F. = 215-218 C, est recristal- lisé dans le benzène et l'on obtient, après une à deux recristallisations, le produit pur, F. = 2259 C, @a]p = -f- 52,90 1 (c = 0,9 0/0, dioxane). Le com posé est soluble dans l'alcool, l'acétone et les alcalis aqueux, soluble dans plus de 100 volumes de ben zène bouillant, peu soluble dans l'éther et le chloro forme, insoluble dans l'eau et les acides dilués .aqueux.
Exemple 2 <I>Préparation du</I> 3,17-ditosyl-p-estradiol A 10 g de (3-estradiol dissous dans 50 cm-; de pyridine anhydre, on ajoute 20 g de p-toluène-sulfo- chlorure. La température du mélange monte à 40o C environ. On l'abandonne vingt-quatre heures à la température ordinaire puis on le verse dans 100 cm3 de chloroforme qui le dissout intégralement. La solu tion chloroformique est lavée à plusieurs reprises à l'eau, puis à l'acide chlorhydrique 2N et, finalement, à l'eau jusqu'à neutralité.
On sèche la solution chloro- formique sur sulfate de soude, filtre et évapore à sec. On ajoute au résidu<B>100</B> cm3 d'éther isopropyli- que et chauffe au reflux. Le ditosylate d'estradiol cristallise à chaud tandis que le chlorure de tosyle éventuellement non éliminé par les lavages reste dis sous. On filtre à chaud et lave le 3,17-ditosyl-0- estradiol à l'éther isopropylique chaud, puis au mé thanol glacé.
Après essorage et séchage, on obtient 15,5 g de dérivé ditosylé cherché (soit un rendement de 72%), F. = 1550 C. Par recristallisation dans deux volumes d'acétate d'éthyle, on obtient le produit pur, F.
= 1570 C, qui se présente en aiguilles inco lores, solubles en acétone, méthyléthyl-cétone, ben zène, chloroforme, tétrahydrofuran, peu solubles en méthanol, éthanol, éther, acétate d'éthyle, insolubles en éther isopropylique, hexane, cyclohexane ; [a]2 _ -i- 19 1 (c = 1%,, dioxane).
Acétolyse <I>du</I> 3,17-ditosyl-p-estradiol <I>et saponification</I> <I>du produit</I> acétoxylé <I>en</I> a-estradiol A 10 g de 3,17-ditosyl-(3-estradiol, F. = 157e C, on ajoute 10 g d'acétate de potassium fondu et 70 em3 de diméthylformamide et chauffe au bain d'huile à 170-175,) C après addition de 5<I>ce</I> d'eau. On arrête le chauffage après six heures et laisse refroidir et verse dans 250 cm3 d'eau.
Le précipité gommeux formé est extrait par 100 ce de chloro forme dans lequel il se dissout facilement. La solu tion chloroformique est décantée, lavée à l'eau, séchée sur sulfate de magnésium puis évaporée à sec. Le résidu constitué par une huile brun clair est saponifié au" bain-marie bouillant sous courant d'azote après addition de 50 cm3 d'éthanol, 5 g de potasse dissoute dans 5 cmU d'eau et 20 cmî@ de méthanol pendant une heure. On évapore à sec sous vide.
Le résidu solide cireux, jaunâtre est agité avec 300 cm3 d'eau et la solution laiteuse est acidifiée par addition d'acide chlorhydrique concentré jusqu'à virage du papier au rouge Congo. Il se forme un précipité rose pâle qu'on essore et lave par empâtage à l'eau chaude.
On essore sèche et dissout dans 300 em@ de benzène bouillant, passe au noir végétal à chaud et laisse cristalliser. Après essorage et séchage, on obtient 1,5 g d'a-estra- diol pratiquement pur, F. = 223o C. Les eaux mères de cristallisation fournissent par addition de cyclo- hexane un deuxième jet de faible importance qu'on purifie par recristallisation dans le benzène.
Exemple 3 Acétolyse <I>du</I> 17-tosyl-(3-estradiol <I>et</I> saponification <I>du</I> <I>produit</I> acétoxylé On tosyle le 3-acétyl-(3-estradiol ou le 3-benzoate de 0-estradiol, décrits dans la littérature, en position 17 selon le mode opératoire décrit dans l'exemple 1 et on soumet le dérivé tosylé à la saponification en 3. Le 17-tosyl-(3-estradiol ainsi obtenu est purifié par recristallisation répétée en benzène jusqu'à ce que son point de fusion atteigne 193,5 C.
0,185 g de 17-tosyl-p-estradiol pur, F.=193,5 C, est chauffé à reflux pendant six heures avec 0,2 g d'acétate de potassium fondu, 2 c<I>e</I> de diméthylfor- mamide et 0,2 cm' d'eau. Le mélange réactionnel est versé dans 20 cm8 d'eau et l'on extrait au chloro forme. L'extrait chloroformique est lavé à l'acide chlorhydrique puis à l'eau jusqu'à neutralité. On sèche sur sulfate de soude, filtre et évapore la solu tion chloroformique à sec.
Le résidu constitué par le produit acétoxylé est saponifié par ébullition à reflux pendant une heure avec une solution de 0,1 g de potasse dissoute dans 20 ce d'alcool auxquels on a ajouté quelques gouttes d'eau. On évapore l'alcool sous vide et reprend le résidu par environ 20 cm3 d'eau, filtre pour éliminer un peu de résine et préci pite 1'u-estradiol de sa solution alcaline par acidifica- tion à l'acide chlorhydrique. Après filtration, lavage à l'eau, séchage et recristallisation en benzène, on obtient l'a-estradiol identique à celui décrit dans les exemnle% nrécédems.
Process for the preparation of α-estradiol Depending on the position of the hydroxyl at 17 in space, estradiol is in the form of two isomers:
(i-estradiol, F. = 178o C, [a] D _ -I- 77 to -f- 79o (c = 1%, dioxane), easily accessible by conventional methods of estrone reduction or by cracking 17 (3-hydroxy-Ol, 4- androstadiene-3-one, with a strong estrogenic power, marketed in the form of various derivatives, and α-estradiol, F.
= 2250 C, [a] D = -f- 52.90 1 (c = 0.9% dioxane), practically devoid of estrogen power and very laborious to obtain from the reduction product of estrone which usually contains small amounts.
It has been found that 17-tosyl compounds of (3-estradiol or its derivatives, of formula
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in which R represents hydrogen or an acyl group, for example benzoyl or tosyl, when they are subjected to a treatment with an alkali metal acetate, in the presence of dimethylformadide, undergo acetolysis with inversion of the hydroxyl in 17.
Depending on the reaction time and the temperature, this reaction is more or less quantitative and, after saponification of the 17-acetyl derivative, pure α-estradiol and variable amounts of non-detosylated product which are easy to separate are obtained.
The subject of the present invention is therefore a process for the preparation of α-estradiol, which is characterized in that the α-estradiol or an ester thereof of formula is tosylated.
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in which R represents hydrogen or an acyl group, in that an alkali metal acetate is reacted with the 17-tosyl compound in the presence of dimethylformamide when hot, in that the product is isolated from crude acetoxylation and saponifies it.
In practice, to obtain the tosylated derivatives at 17, the S-estradiol is tosylated, to result in the 3,17-ditosylated derivative, or one of its 3-monoesters, the commercial 3-benzoyl- (3-estradiol for example, to add a 3-acyl-17-tosyl derivative, 17-tosyl- (3-estradiol can also be prepared by saponifying 3-acetyl-17-tosyl- (3-estradiol).
For the practical execution of the process, it is therefore possible to react tosyl chloride in the presence of a tertiary base, such as pyridine or methyl-ethylpyridine, with (3-estradiol or one of its 3- derivatives. acylated, such as 3-benzoyl- (3-estradiol, isolates the 3,17-ditosyl derivative or the 3-acyl-17-tosyl derivative, according to the usual methods, and subjects this derivative to acetolysis by the action of a alkaline acetate in the presence of dimethylformamide,
isolates the product acetoxylated at 17 according to the usual methods and subjects it, without special purification, directly to saponification. Acidification of the saponified product directly provides α-estradiol.
This isomer, obtained by the process according to the invention, finds its application in human or veterinary medicine as a moderator of the action of the anterior lobe of the pituitary gland. In the examples, the melting points are instantaneous melting points determined on a Maquenne block.
Example 1 <I> Preparation of </I> 3-benzoyl-17-tosyl-p-estradiol 20 g of 3-benzoyl-estradiol are dissolved in 55 cm3 of anhydrous pyridine. 20 g of p-toluene-sulfochloride are added all at once with stirring. There is dissolution with heating. After fifteen minutes, the start of crystallization is observed. It is heated in a water bath for thirty minutes at 45-550 C. There is solidification.
Allowed to cool to room temperature and dissolved in 100 cm3 of chloroform while warming, then the chloroform is washed first with water then with hydrochloric acid to remove the pyridine and, finally, with water until 'to neutrality. Dried over sodium sulfate and the chloroform evaporated. The residue crystallizes. It is triturated with alcohol, drained and washed with ether. After drying, 26.3 g of 3-benzoyl-17-tosyl- (3-estradiol, mp = 181 () C (ie a yield of 93%) are obtained.
The product is sufficiently pure to be subjected to acetolysis. By recrystallization in acetone, the melting point rises to 184o C.
<I> Acetolysis of </I> 3-benzoyl-17-tosyl-p-estradiol 20 g of the product obtained are brought to reflux with 16 g of molten potassium acetate, 150 em3 of dimethylformamide and 15 cm3 of ' water for six hours.
After cooling, the reaction mixture is poured into one liter of water; the above gummy product is taken up in 250 em3 of chloroform and the chloroform solution is washed first with N / 2 hydrochloric acid and then with water until neutral. After drying over sodium sulphate and filtration, the chloroform is evaporated and an orange-yellow fluid oil is obtained consisting of the 17a-acetoxylated product and the unconverted 17p-tosylated derivative.
<I> Preparation of </I> 17a-estradiol <I> by saponification of the </I> <I> product </I> 17-acetoxylated The oily product obtained is dissolved in 200 cm3 of 95% alcohol. A solution of 12 g of potassium hydroxide in 10 cm8 of water and 100 cm3 of methanol is added and the mixture is boiled for two hours at reflux under a stream of nitrogen.
Then concentrated under reduced nitrogen pressure almost to dryness, allowed to cool and add 500 cm3 of water. After acidification with hydrochloric acid until the paper turns clear to Congo red, it is cooled and ice. A semi-gummy, semi-crystalline precipitate separates which is sorted with a mortar several times with water until the washing water is neutral, dries in an oven and dissolved in < U> minim </U> um of boiling benzene (about 100 volumes). It is filtered hot, with the center at half the volume and allowed to crystallize.
After draining and drying, crude α-estradiol is obtained with a good yield, the crystallization mother liquors consisting of a mixture of α-estradiol, 17-tosyl- (3-estradiol and d. a little dehydrated product in 16-17 Concentration of the mother liquors and further extraction with benzene, the result is a second jet of impure α-estradiol.
Crude α-estradiol, mp = 215-218 C, is recrystallized from benzene and the pure product is obtained after one or two recrystallizations, mp = 2259 C, @a] p = - f- 52.90 1 (c = 0.9%, dioxane). The compound is soluble in alcohol, acetone and aqueous alkalis, soluble in more than 100 volumes of boiling ben zene, sparingly soluble in ether and chloroform, insoluble in water and dilute acids. aqueous.
Example 2 <I> Preparation of </I> 3,17-ditosyl-p-estradiol To 10 g of (3-estradiol dissolved in 50 cm-; of anhydrous pyridine, 20 g of p-toluene-sulfochloride are added The temperature of the mixture rises to about 40 ° C. It is left for twenty-four hours at room temperature and then poured into 100 cm3 of chloroform which dissolves it completely. The chloroform solution is washed several times with water , then with 2N hydrochloric acid and, finally, with water until neutral.
The chloroform solution is dried over sodium sulfate, filtered and evaporated to dryness. To the residue is added <B> 100 </B> cm3 of isopropyl ether and heated to reflux. The estradiol ditosylate crystallizes when hot while the tosyl chloride, possibly not removed by the washings, remains under. It is filtered hot and the 3,17-ditosyl-0-estradiol is washed with hot isopropyl ether, then with ice-cold methanol.
After draining and drying, 15.5 g of the desired ditosyl derivative are obtained (i.e. a yield of 72%), F. = 1550 C. By recrystallization from two volumes of ethyl acetate, the pure product is obtained, F.
= 1570 C, which is in colorless needles, soluble in acetone, methyl ethyl ketone, ben zene, chloroform, tetrahydrofuran, sparingly soluble in methanol, ethanol, ether, ethyl acetate, insoluble in isopropyl ether, hexane, cyclohexane; [a] 2 _ -i- 19 1 (c = 1%, dioxane).
Acetolysis <I> of </I> 3,17-ditosyl-p-estradiol <I> and saponification </I> <I> of the product </I> acetoxylated <I> to </I> a-estradiol A 10 g of 3,17-ditosyl- (3-estradiol, F. = 157e C, 10 g of molten potassium acetate and 70 em3 of dimethylformamide are added and heated in an oil bath at 170-175,) C after addition of 5 <I> this </I> of water. The heating is stopped after six hours and allowed to cool and poured into 250 cm3 of water.
The gummy precipitate formed is extracted with 100 cc of chloroform in which it dissolves easily. The chloroform solution is decanted, washed with water, dried over magnesium sulfate and then evaporated to dryness. The residue consisting of a light brown oil is saponified in a water bath boiling under a stream of nitrogen after addition of 50 cm3 of ethanol, 5 g of potassium hydroxide dissolved in 5 cmU of water and 20 cm3 of methanol for one hour. It is evaporated to dryness under vacuum.
The waxy, yellowish solid residue is stirred with 300 cm3 of water and the milky solution is acidified by adding concentrated hydrochloric acid until the paper turns Congo red. A pale pink precipitate forms, which is drained and washed by mashing with hot water.
It is drained and dried and dissolved in 300 em @ of boiling benzene, passes to hot vegetable black and allows to crystallize. After filtering off and drying, 1.5 g of practically pure α-estradiol are obtained, m.p. = 223 ° C. The mother liquors of crystallization give, on addition of cyclohexane, a second stream of small magnitude which is purified by recrystallization from benzene.
Example 3 Acetolysis <I> of </I> 17-tosyl- (3-estradiol <I> and </I> saponification <I> of the </I> <I> product </I> acetoxylated. The 3- is tosylated. acetyl- (3-estradiol or 0-estradiol 3-benzoate, described in the literature, in position 17 according to the procedure described in Example 1 and the tosyl derivative is subjected to saponification in 3. The 17-tosyl - (3-estradiol thus obtained is purified by repeated recrystallization from benzene until its melting point reaches 193.5 C.
0.185 g of pure 17-tosyl-p-estradiol, m.p = 193.5 C, is heated at reflux for six hours with 0.2 g of molten potassium acetate, 2 tsp <I> e </I> of dimethylformamide and 0.2 cm 3 of water. The reaction mixture is poured into 20 cm8 of water and extracted with chloroform. The chloroform extract is washed with hydrochloric acid and then with water until neutral. Dried over sodium sulfate, filtered and the chloroform solution evaporated to dryness.
The residue consisting of the acetoxylated product is saponified by boiling under reflux for one hour with a solution of 0.1 g of potassium hydroxide dissolved in 20 cc of alcohol to which a few drops of water have been added. The alcohol is evaporated off in vacuo and the residue is taken up in about 20 cm3 of water, filtered to remove a little resin and the u-estradiol precipitates from its alkaline solution by acidification with hydrochloric acid. After filtration, washing with water, drying and recrystallization from benzene, the α-estradiol is obtained identical to that described in the examples above.