CH364776A - Process for making 16-20 keto steroids - Google Patents

Process for making 16-20 keto steroids

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CH364776A
CH364776A CH5185757A CH5185757A CH364776A CH 364776 A CH364776 A CH 364776A CH 5185757 A CH5185757 A CH 5185757A CH 5185757 A CH5185757 A CH 5185757A CH 364776 A CH364776 A CH 364776A
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CH
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semicarbazone
water
keto
split
oxy
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CH5185757A
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German (de)
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L Slates Harry
L Wendler Norman
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Merck & Co Inc
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J7/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J75/00Processes for the preparation of steroids in general

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Description

  

  Verfahren zur Herstellung von     416-20-Keto-steroiden       Die vorliegende Erfindung betrifft     ein.    Verfahren  zur Herstellung von     d16-20-Keto-steroiden    der     Preg-          nanreihe.     



  Die     416-20-Keto-pregnene    sind wertvolle Aus  gangsmaterialien für die Herstellung von     Adrenocor-          tiealhormonen.     



  Frühere Versuche zur direkten Herstellung von       416-20-Keto-pregnenen    aus     17a-Oxy-20-keto-preg-          nanen    verliefen unbefriedigend wegen der schlechten  Gesamtausbeuten, der Unzugänglichkeit der Aus  gangsmaterialien und infolge     unerwünschter    Reak  tionen an     andern    Stellen des Steroidmoleküls.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den wich  tigen Vorteil, dass es die Erzielung grösserer Aus-    beuten gestattet und auf eine     grössere        Anzahl    von  Verbindungen anwendbar ist, als es bei den bisher       bekannten    Verfahren der Fall war.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung  von     d16-20-Keto-steroiden    der     Pregnanreihe    ist da  durch     gekennzeichnet,    dass man ein     17a-Oxy-20-          keto-steroid    der     Pregnanreihe    mit     Semicarbazid    zum       20-Semicarbazon    umsetzt, dieses     unter    Abspaltung  von Wasser durch Behandlung mit einer organischen  Säure in das     416-20-Semicarbazon    überführt     und    in  diesem den     Semicarbazonrest    abspaltet.  



  Diese Reaktionen können wie folgt dargestellt  werden:  
EMI0001.0029     
    In diesen Formeln kann R Wasserstoff, eine       Hydroxyl-    oder eine     Acyloxygruppe    bedeuten. Das  erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch  aus, dass andere     Substituenten    in den Ringen A, B  und C, wie     Hydroxyl-,        Keto,    und     Acyloxygruppen,     sowie Doppelbindungen durch die genannten Reak  tionen nicht beeinflusst werden.  



  Für die Bildung des     Semicarbazon-Derivates     entsprechend dem ersten     Schritt    des     erfindungsge-          mässen    Verfahrens eignet sich die     Methode    von       Jones    und     Robinson    [J.     Org.        Chem.,    21, 586 (1956)].  Die     Wasserabspaltung    aus dem     Semicarbazon-Derivat     wird zweckmässig bei einer Temperatur zwischen 50    und 150  C in einem geeigneten Lösungsmittel durch  geführt. Als Lösungsmittel eignen sich hierbei nied  rige     aliphatische    Säuren.

   Vorzugsweise wird die Reak  tion in Essigsäure unter     Rückfluss    durchgeführt. Die  Reaktionsdauer kann zwischen 15     Minuten    und  24 Stunden liegen, je nach der Art .der verwendeten  Verbindung. Unter Anwendung der     erwähnten    be  vorzugten Reaktionsbedingungen ist die Reaktion       gewöhnlich    innert 1 bis 4 Stunden beendet. Das  Reaktionsprodukt     kann    leicht gewonnen werden  durch     Entfernung    des     Semicarbazonrests    durch Aus  tausch     mit        Brenztraubensäure    oder durch saure  Hydrolyse.

        <I>Beispiel 1</I>  Man     behandelte    eine Lösung von 525 mg     3a-          Acetoxy-17a-oxy-pregnan-11,20-dion    in 30     cm3     Methanol mit einer Lösung von 300 mg     Semicarbazid     und 200 mg     Semicarbazid-hydrochlorid        in    einer mini  malen Wassermenge und     erhitzte    4     Stunden    auf       Rückfluss.    Man     konzentrierte    das Reaktionsgemisch  im Vakuum, gab Wasser zu zur     Kristallisation    und       isolierte    das     3a-Acetoxy-17a-oxy-pregnan-11,

  20-          dion-20-semicarbazon,    welches in einer Menge von  550 mg anfiel, durch Filtrieren.  



  Eine Lösung von 0,55 g     3a^Acetoxy-17a-oxy-          pregnan-11,20-dion-20-semicarbazon    in 30     cm3    Es  sigsäure wurde 16 Stunden auf     Rückfluss    erhitzt. Man       konzentrierte    das     Reaktionsgemisch    im Vakuum auf  ein Volumen von etwa 6     cm3,    behandelte mit 3     cm3     Wasser und 1,5     cms        Brenztraubensäure,    liess     dann     während 18 Stunden bei     Zimmertemperatur    stehen  und     erhitzte        schliesslich    2 Stunden auf 60  C.

   Nach  Verdünnen mit Wasser     extrahierte    man das Produkt  mit     Chloroform,        wusch    die     chloroformische    Lösung  mit Wasser, 5     11/eiger        Natriumbicarbonatlösung    und  nochmals mit Wasser und trocknete über Magnesium  sulfat.

   Man entfernte das Lösungsmittel im Vakuum  und     chromatographierte    den Rückstand auf neutraler  Tonerde, wobei man mit Gemischen aus     Petroläther,     Benzol und Chloroform     eluierte.    Die Fraktionen mit       Petroläther-Benzol    1 : 1     lieferten,    nach Kristallisieren  aus Äther, 200 mg     3a-Acetoxy-d1b-pregnen-11,20-          dion,        Schmelzpunkt    167 bis 169  C,
EMI0002.0044  
   235     na     E = 9500.  



  Aus den     Chloroform-Benzol-Fraktionen    mit 1       bis        51%        Chloroform        erhielt        man        155        mg        3a-Acetoxy-          17a-oxy-pregnan-11,20-dion,    welches in das 20  Semicarbazon     übergeführt    und in den Kreislauf     zu-          rückgeführt    werden kann.  



  <I>Beispiel 2</I>  Man     behandelt;.    eine Lösung von 950 mg 3a,21  Diacetoxy-17a-oxy-.pregnan-11,20-dion in 60     cm3          Methanol    mit einer Lösung von 600 mg     Semicarbazid     und 400 mg     Semicarbazid@hydrochlorid    in einer mini  malen Wassermenge und erhitzte 4 Stunden auf Rück  fluss. Man konzentrierte das Reaktionsgemisch im  Vakuum, fügte Wasser bei zur Kristallisation und       isolierte    durch Filtrieren 1,0 g     3a,21-Diacetoxy-17a-          oxy-pregnan-11,20-dion-20-semicarbazon.     



  Eine Lösung von 1,0 g     3a,21-Diacetoxy-,17a-          oxy-pregnan-11,20-dion-20-semicarbazon    in 60     cm3     Essigsäure wurde     eine    Stunde lang auf     Rückfluss    er  hitzt. Das     Reaktionsgemisch    wurde dann wie in Bei  spiel 1 beschrieben weiterbehandelt. Man erhielt  200 mg     3a,21-Diacetoxy-A'6-pregnen-11,20-dion,          Schmelzpunkt    131 bis 132 C, A
EMI0002.0075  
   237 mit,  E = 9900.  



  <I>Beispiel 3</I>  Man behandelte eine Lösung von 5,0 g     Cortison-          acetat    in 200     cm3    Methanol mit 3 g     Semicarbazid    und  2 g     Semicarbazid-hydrochlorid    in     einer        minimalen     Wassermenge und erhitzte 4 Stunden unter Rück-         fluss.    Man     konzentrierte    das Reaktionsgemisch im  Vakuum und isolierte das     Cortison-acetat-3,20-bis          semicarbazon,    welches in einer Menge von 6,1 g  anfiel,     durch    Filtrieren.  



  Eine Lösung von 5,0 g     Cortison-acetat-3,20-bis-          semicarbazon    in 100     cm3    Essigsäure wurde 1 Stunde  auf     Rückfluss    erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde       dann    wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt. Man  erhielt 1,37 g     21-Acetoxy-.4-1.16-pregnadien-3,11,20-          trion,        Schmelzpunkt    186 bis 187  C, i
EMI0002.0096  
   237 bis  238     m/t,    E = 25200.  



  <I>Beispiel 4</I>  Man     behandelte    eine Lösung von 200 mg     3a-          Acetoxy-.17a-oxy-d5-pregnen-20-on        [Hegner         & Reich-          stein,        Helv.,    24, 828 (1941)] in 15     cm3    Methanol       mit    einer Lösung von 120 mg     Semicarbazid    und  100 mg     Semicarbazid-hydrochlorid    in einer minimalen  Wassermenge und erhitzte 4 Stunden unter Rück  fluss.

   Man     konzentrierte    das Reaktionsgemisch im  Vakuum, fügte Wasser zu zur Kristallisation und       isolierte    das     3a-Acetoxy-17a-oxy-45-pregnen-20-on-          20-semicarbazon,    welches in einer Menge von 110 mg  anfiel, durch Filtrieren.  



  Eine Lösung von 100 mg     3a-Acetoxy-,17a-oxy-          45-pregnen-20-on-20-semicarbazon    in 6     cm3    Essig  säure wurde eine Stunde lang auf     Rückfluss        erhitzt.     Das Reaktionsgemisch wurde dann wie in Beispiel 1  beschrieben weiterbehandelt. Man erhielt 37 mg     3a-          Acetoxy-45.16_pregnadien-20-on,        Schmelzpunkt    173  bis 175  C.  



  Die letztere Substanz wurde durch Behandeln mit       Piperidin    und wässerigem     Kaliumhydroxyd    in 16a  Piperidino-3a-oxy-d5-pregnen-20-on     übergeführt,    eine  Verbindung, welche blutdruckerniedrigende sowie  auch     bradycrotische    und spezifisch beschleunigungs  hemmende Wirkung besitzt.



  Process for the preparation of 416-20-keto-steroids The present invention relates to a. Process for the production of d16-20 keto steroids of the Pregnan series.



  The 416-20-keto-pregnene are valuable starting materials for the production of adrenocortical hormones.



  Earlier attempts to prepare 416-20-keto-pregnenes directly from 17a-oxy-20-keto-pregnenanes were unsatisfactory because of the poor overall yields, the inaccessibility of the starting materials and as a result of undesired reactions at other points on the steroid molecule.



  The method according to the invention offers the important advantage that it allows greater yields to be achieved and can be applied to a larger number of compounds than was the case with the previously known methods.



  The process according to the invention for the preparation of d16-20-keto-steroids of the pregnane series is characterized in that a 17a-oxy-20-keto-steroid of the pregnane series is reacted with semicarbazide to form the 20-semicarbazone, with elimination of water by treatment with an organic acid converted into the 416-20-semicarbazone and split off the semicarbazone residue in this.



  These reactions can be represented as follows:
EMI0001.0029
    In these formulas, R can be hydrogen, a hydroxyl or an acyloxy group. The process according to the invention is characterized in that other substituents in rings A, B and C, such as hydroxyl, keto, and acyloxy groups, and double bonds are not influenced by the reactions mentioned.



  For the formation of the semicarbazone derivative in accordance with the first step of the process according to the invention, the method of Jones and Robinson [J. Org. Chem., 21, 586 (1956)]. The elimination of water from the semicarbazone derivative is expediently carried out at a temperature between 50 and 150 ° C. in a suitable solvent. Suitable solvents are low aliphatic acids.

   The reaction is preferably carried out in acetic acid under reflux. The reaction time can be between 15 minutes and 24 hours, depending on the type of compound used. Using the preferred reaction conditions mentioned, the reaction is usually complete within 1 to 4 hours. The reaction product can easily be obtained by removing the semicarbazone residue by exchanging it with pyruvic acid or by acid hydrolysis.

        <I> Example 1 </I> A solution of 525 mg of 3a-acetoxy-17a-oxy-pregnane-11,20-dione in 30 cm3 of methanol was treated with a solution of 300 mg of semicarbazide and 200 mg of semicarbazide hydrochloride in one mini paint amount of water and refluxed for 4 hours. The reaction mixture was concentrated in vacuo, water was added for crystallization and the 3a-acetoxy-17a-oxy-pregnane-11 was isolated,

  20-dione-20-semicarbazone, which was obtained in an amount of 550 mg, by filtration.



  A solution of 0.55 g of 3a ^ acetoxy-17a-oxy-pregnane-11,20-dione-20-semicarbazone in 30 cm3 of acetic acid was refluxed for 16 hours. The reaction mixture was concentrated in vacuo to a volume of about 6 cm3, treated with 3 cm3 of water and 1.5 cms of pyruvic acid, then left to stand for 18 hours at room temperature and finally heated to 60 ° C. for 2 hours.

   After dilution with water, the product was extracted with chloroform, the chloroformic solution was washed with water, 5 liters of sodium bicarbonate solution and again with water and dried over magnesium sulfate.

   The solvent was removed in vacuo and the residue was chromatographed on neutral alumina, eluting with mixtures of petroleum ether, benzene and chloroform. The fractions with petroleum ether-benzene 1: 1 gave, after crystallization from ether, 200 mg 3a-acetoxy-d1b-pregnen-11,20-dione, melting point 167 to 169 C,
EMI0002.0044
   235 na E = 9500.



  From the chloroform-benzene fractions with 1 to 51% chloroform, 155 mg of 3a-acetoxy-17a-oxy-pregnane-11,20-dione were obtained, which can be converted into the semicarbazone and returned to the circulation.



  <I> Example 2 </I> One treats ;. a solution of 950 mg 3a, 21 diacetoxy-17a-oxy-.pregnan-11,20-dione in 60 cm3 of methanol with a solution of 600 mg of semicarbazide and 400 mg of semicarbazide hydrochloride in a minimal amount of water and heated for 4 hours on back River. The reaction mixture was concentrated in vacuo, water was added for crystallization, and 1.0 g of 3a, 21-diacetoxy-17aoxy-pregnane-11,20-dione-20-semicarbazone was isolated by filtration.



  A solution of 1.0 g of 3a, 21-diacetoxy-, 17a-oxy-pregnane-11,20-dione-20-semicarbazone in 60 cm3 of acetic acid was refluxed for one hour. The reaction mixture was then treated further as described in Example 1. 200 mg of 3a, 21-diacetoxy-A'6-pregnen-11,20-dione, melting point 131 to 132 ° C., were obtained
EMI0002.0075
   237 with, E = 9900.



  <I> Example 3 </I> A solution of 5.0 g of cortisone acetate in 200 cm3 of methanol was treated with 3 g of semicarbazide and 2 g of semicarbazide hydrochloride in a minimal amount of water and heated under reflux for 4 hours. The reaction mixture was concentrated in vacuo and the cortisone acetate-3,20-bis semicarbazone, which was obtained in an amount of 6.1 g, was isolated by filtration.



  A solution of 5.0 g of cortisone acetate-3,20-bis-semicarbazone in 100 cm3 of acetic acid was refluxed for 1 hour. The reaction mixture was then treated as described in Example 1. 1.37 g of 21-acetoxy-.4-1.16-pregnadiene-3,11,20-trione, melting point 186 to 187 ° C., i
EMI0002.0096
   237 to 238 m / t, E = 25200.



  <I> Example 4 </I> A solution of 200 mg 3a-acetoxy-.17a-oxy-d5-pregnen-20-one [Hegner & Reichstein, Helv., 24, 828 (1941)] in 15 cm3 of methanol with a solution of 120 mg of semicarbazide and 100 mg of semicarbazide hydrochloride in a minimal amount of water and heated under reflux for 4 hours.

   The reaction mixture was concentrated in vacuo, water was added for crystallization and the 3a-acetoxy-17a-oxy-45-pregnen-20-one-20-semicarbazone, which was obtained in an amount of 110 mg, was isolated by filtration.



  A solution of 100 mg 3a-acetoxy-, 17a-oxy-45-pregnen-20-one-20-semicarbazone in 6 cm3 acetic acid was heated to reflux for one hour. The reaction mixture was then treated further as described in Example 1. 37 mg of 3a-acetoxy-45.16_pregnadien-20-one, melting point 173 to 175 ° C. were obtained.



  The latter substance was converted into 16a-piperidino-3a-oxy-d5-pregnen-20-one by treatment with piperidine and aqueous potassium hydroxide, a compound which has antihypertensive as well as bradycrotic and specific acceleration-inhibiting effects.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von J16-20-Keto- steroiden der Pregnanreihe, dadurch gekennzeichnet, dass man ein 17a-Oxy-20-keto-steroid der Pregnan- reihe mit Semicarbazid zum 20-Semicarbazon um setzt, dieses unter Abspaltung von Wasser durch Behandlung mit einer organischen Säure in das 416- 20-Semicarbazon überführt und in diesem den Semi- carbazonrest abspaltet. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM Process for the production of J16-20-keto steroids of the Pregnan series, characterized in that a 17a-oxy-20-keto-steroid of the Pregnan series is converted with semicarbazide to form 20-semicarbazone, this with elimination of water by treatment converted with an organic acid into the 416-20 semicarbazone and split off the semicarbazone residue in this. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man das 17a-Oxy-20-keto-pregnan in einem Lösungsmittel mit Semicarbazid erhitzt zur Bildung,des 20-Semicarbazons, dass man das Reak tionsgemisch konzentriert und das 20-Semicarbazon abtrennt, Process according to claim, characterized in that the 17a-oxy-20-keto-pregnane is heated in a solvent with semicarbazide to form the 20-semicarbazone, that the reaction mixture is concentrated and the 20-semicarbazone is separated off, dass man das 20-Semicarbazon mit einer organischen Säure behandelt zur Abspaltung von Wasser unter Bildung des A16-20-Semicarbazons und dass man den Semicarbazonre.st durch Behandeln mit Brenztraubensäure abspaltet zur Bildung des d1b-20- Keto-pregnens. 2. that the 20-semicarbazone is treated with an organic acid to split off water to form the A16-20-semicarbazone, and that the semicarbazone residue is split off by treatment with pyruvic acid to form the d1b-20-keto-pregnancies. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man das 17a-Oxy-20-keto-pregnan in einem Lösungsmittel mit Semicarbazid erhitzt, das entstehende Reaktionsgemisch konzentriert und mit Wasser versetzt, um ein Auskristallisieren des gebil deten 20-Semicarbazons zu bewirken, die Kristalle abtrennt und zusammen mit einer organischen Säure erhitzt zur Abspaltung von Wasser unter Bildung des entsprechenden dls-20-Semicarbazons, A process according to claim, characterized in that the 17a-oxy-20-keto-pregnane is heated in a solvent with semicarbazide, the resulting reaction mixture is concentrated and water is added to cause the 20-semicarbazone formed to crystallize, the crystals separated and heated together with an organic acid to split off water with formation of the corresponding dls-20-semicarbazone, das Reaktions gemisch wiederum konzentriert und mit Wasser und Brenztraubensäure versetzt zur Abspaltung des Semi- carbazonrests unter Bildung des dis-20-Keto-preg- nens. 3. Verfahren<I>nach</I> Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man zur Wasserabspaltung Essig säure verwendet. the reaction mixture is again concentrated and water and pyruvic acid are added to split off the semicarbazone radical with the formation of the dis-20-keto-pregenens. 3. The method <I> according to </I> claim, characterized in that acetic acid is used to split off water.
CH5185757A 1956-11-02 1957-10-22 Process for making 16-20 keto steroids CH364776A (en)

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