Verfahren zur Herstellung neuer wasserlöslicher Steroidverbindungen Im Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Derivate des Hydrocortisons be schrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Hydrocortison durch Umsetzung mit dem Pyridin-Schwefeltrioxyd-Addukt oder Pyridin-Chlor- sulfonsäure und anschliessende Behandlung mit einer organischen oder anorganischen Base in das Hydro- cortison-21-Hemisulfat überführt.
Im 1. Zusatzpatent hat man bereits vorgeschlagen, das obengenannte Verfahren auf Prednisolon zu über tragen, das heisst, wasserlösliche Derivate des Predni- solons dadurch herzustellen, dass man das Prednisofon in analoger Weise in physiologisch vertretbare Salze, insbesondere das Natriumsalz, seines 21-Hemisulfats überführt.
Die therapeutisch verwertbaren Verfahrenspro dukte des Hauptpatentes und des 1. Zusatzpatentes zeichnen sich gegenüber den ihnen zugrunde liegenden Steroiden durch unvorhersehbare Vorteile, vor allem bei lokaler Applikation, aus.
Es wurde nun gefunden, dass diese Vorteile der Überführung von Steroiden in wasserlösliche Salze ihrer 21-Hemisulfate noch bei weiteren 21-Hemi= sulfaten von Steroiden ebenfalls in Erscheinung tre ten, nämlich bei bestimmten Substitutionsprodukten des Hydrocortisons und des Prednisolons, die der allgemeinen Formel
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entsprechen, worin X Wasserstoff oder Halogen, insbesondere Fluor, Y Wasserstoff, Hydroxyl oder Methyl,
Z eine freie oder funktionell abgewandelte (1-Hydroxymethylen- oder Ketogruppe, W die 1,2- ständigen Gruppen -CH.- CH2 oder CH = CH- des A-Ringes und Me das Kation einer physiologisch vertretbaren anorganischen oder organischen Base bedeuten, wobei X und Y jedoch für den Fall, dass Z eine il-Hydroxymethylengruppierung ist, nicht gleichzeitig Wasserstoff sein dürfen.
Das Ausmass der oben erwähnten Vorteile, wel che die erfindungsgemässen Hemisulfatsalze gegen über den ihnen zugrundeliegenden freien Steroid alkoholen insbesondere bei lokaler Applikation auf weisen, geht zum mindesten bei einigen von ihnen ganz erheblich über das Erwartete hinaus.
Da die Wirksamkeit des Hydrocortisons zu der jenigen des Prednisolons bei peroraler Applikation der freien Alkohole sich ungefähr wie 1 : 3 bis 1 :
5, bei lokaler Applikation der 21-Hemisulfatnatrium- salze in lotio dagegen nur wie 1 :2 verhält, konnte man aus der Tatsache, dass Dexamethason (9a-Fluor- 16a-methyl-prednisolon) im Vergleich zum Predni- solon bei peroraler Verabreichung der freien Alko hole nur eine etwa 7 Mal stärkere Wirksamkeit zeigt, bei lokaler Anwendung der Hemisulfatnatriumsalze dieser Alkohole in lotio günstigenfalls ein ähnliches Wirkungsverhältnis erwarten.
In Wirklichkeit kommt man jedoch bei lokaler Applikation des Dexamethason-21-hemisulfätnatrium- salzes als Lotio zur Erzielung einer sicheren klinischen Wirkung mit einer 25 Mal niedrigeren Konzentra tion aus als beim Prednisolon-21-hemisulfatnatrium.
Durch die Überführung der Ausgangssteroide in wasserlösliche und dazu in wässriger Lösung bestän dige Derivate werden also ihre pharmakologischen Wirkungen am Ort der lokalen Applikation bedeu tend verstärkt. Gleichzeitig -ist jedoch die Gefahr einer unerwünschten Beeinflussung des allgemeinen Stoffwechsels auf ein Minimum herabgedrückt.
Die Herstellung der erfindungsgemässen neuen 21-Hemisulfate geschieht in vollkommener Analogie zum Verfahren des Haupt- bzw. 1. Zusatzpatentes aus den zugrunde liegenden Steroiden: <I>Beispiel 1</I> Triäthylammoniumsalz des 9a-Fluor-16a-methyl- prednisolon-21-hemisulfats.
220 mg flüssiges Schwefelsäureanhydrid (S03) werden im Stickstoffstrom in 10 ml Pyridin (trocken) verdampft, welches eine Temperatur von -5 bis -10 hat.
Zu der entstandenen Suspension lässt man 1,04 g 9a-Fluor-16a-methyl-prednisolon, gelöst in 5 ml Pyri- din und auf -5 gekühlt, zufliessen und spült mit 5 ml kaltem Pyridin nach. Etwa 10 Minuten nach Zugabe der Substanz entsteht eine klare Lösung.
Die Reak tionsmischung wird 68 Stunden bei 0 bis -2 auf bewahrt. Anschliessend destilliert man das Pyridin im. Vakuum bei 30 Badtemperatur unter Stickstoff ab und erhält nach Trocknen im Exsiccator über konzentrierter Schwefelsäure und Phosphorpentoxyd einen schaumigen Rückstand von 1,76 g.
Den Rück stand löst man in 6 ml n-Propanol auf und fügt 4 ml Triäthylamin bis zu einer beginnenden schwachen Trübung zu. Darauf setzt die Kristallisation ein. Man lässt die Kristallsuspension weitere 2 Stunden stehen, kühlt zum Schluss auf 0 ab und trennt die Kristalle auf der Nutsche ab. Sie werden mit 5 ml Gemisch n-Propanol/Triäthylamin 1:1 gewaschen und getrocknet.
Ausbeute an Triäthylammoniumsalz: 1,183 g. Fp.: 199/200-201 (schwaches Gasen).
MG: 573,71.
Bruttoformel: C.8H4408SNF.
Das Salz ist klar und leicht in Wasser und Me thanol löslich.
UV-Absorption: a238: 14 920. Das Natriumsalz des 9a-Fluor-16a-methyl-predni- solon-21-hemisulfats kann folgendermassen aus dem Triäthylammoniumsalz hergestellt werden:
500 mg des Triäthylammoniumsalzes von 9a-Fluor- 16a - methyl - prednisolon - 21- hemisulfat werden in 10 ml Methanol gelöst und mit 0,5 n alkoholischer Natronlauge bis zum Äquivalentspunkt titriert (pH: 10,4).
Die etwas trübe Lösung wird filtriert, im Stickstoffstrom auf etwa 8 ml eingeengt und mit 100 ml Äther überschichtet. Nach Fällung des weissen Niederschlages wird dieser abgesaugt, mit Äther ge waschen und im Vakuumexsiccator über Phosphor- pentoxyd getrocknet.
Ausbeute: 422,9 mg.
Fp.: 182/182,5 (Zersetzung). [a]D: -I-64 in Wasser.
pH der wässrigen Lösung: 7,0.
Das Natriumsalz löst sich klar in Wasser. <I>Beispiel 2</I> Natriumsalz des 16a-Hydroxy-prednisolon- 21-hemisulfats 160 mg (100,311/o. bezogen auf eingesetztes 16a- Hydroxy-prednisolon)
flüssiges Schwefelsäureanhydrid werden im Stickstoffstrom in 10 ml auf -5 bis -10 abgekühltes Pyridin eindestilliert. Zu der entstande nen Suspension fügt man 750 mg 16a-Hydroxy- prednisolon in 5 ml Pyridin gelöst hinzu und spült mit weiteren 4 ml eiskalten Pyridins nach.
Die Reak tionsmischung lässt man bei 0 bis -2 41/., Tage ste hen und destilliert danach das Pyridin unter Stick stoff bei 30 Badtemperatur im Vakuum ab. Der Rückstand wird im Exsiccator über konzentierter Schwefelsäure und Phosphorpentoxyd getrocknet.
Ausbeute: 1,25 g schaumige Substanz.
Das erhaltene Reaktionsprodukt wird in 14 ml Methanol gelöst und unter Stickstoff und Rühren mit etwa 0,5 n Natronlauge in n-Propanollösung bis zum pH-Wert 10,3 titriert.
Den ausgeschiedenen anorganischen Niederschlag entfernt man durch Filtration und wäscht mit wenig Methanol nach. Das Filtrat wird auf etwa 5 ml unter Stickstoff im Vakuum eingeengt und mit 30 ml Äther überschichtet. Nach Stehen über Nacht saugt man den weissen Niederschlag ab und wäscht mit Äther nach. Nach dem Trocknen erhält man 573 mg weisses Pul ver vom F.: 200 (Zersetzung).
MG: 478,49.
Bruttoformel: C.1H.,,09SNa.
Das Salz ist im Wasser klar löslich.
pH der 0,50/eigen wässrigen Lösung: 6,5. [a]D: +66 in Wasser (c = 0,5).
Aus der Analyse ergibt sich, dass nur eine Hy- droxylgruppe im Molekül verestert ist. Aus den IR- Spektren geht hervor, dass die veresterte Hydroxyl- gruppe sich am C-21 befindet.
UV-Absorption: a.38: <B>13900,</B> bei einem Wasser- gehalt von 5%. <I>Beispiel 3</I> Salze des Prednison-21-hemisulfats <I>a)</I> Pyridiniumsalz 680 mg flüssiges Schwefelsäureanhydrid (S03) (101,51/o" bezogen auf die eingesetzte Substanz) wer den im Stickstoffstrom in 10 ml auf -5 bis -10 ge kühltes Pyridin eindestilliert und zu der entstande nen Suspension 3,
00 g Prednison (nicht restlos in 15 ml Pyridin gelöst) hinzugefügt und mit 10 ml Pyridin nachgespült. Innerhalb einer Stunde lässt man die Temperatur auf etwa 20 ansteigen und erhält dabei eine fast klare Lösung. Das Reaktionsgemisch wird weitere 41 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen. Die Lösung färbt sich schwach gelb.
Man destilliert anschliessend das Pyridin im Vakuum unter Stickstoff bei 30 Badtemperatur ab und erhält einen im Exsiccator über konzentrierter Schwefel säure getrockneten schaumigen Rückstand von 4,98 g (schwach gelb gefärbt). Die schaumige Masse wird mit 20 ml n-Propanol übergossen, worauf die Sub stanz zu kristallisieren beginnt. Die entstandenen Kristalle werden nach 4 Stunden abgesaugt und mit 8 ml n-Propanol gewaschen und getrocknet.
Ausbeute: 3,82 g Pyridinsalz von Prednisonsulfat. F. 160 , Trübung bei 173 , Gasen bei 186 .
Das Produkt ist in Wasser und Methanol klar und leicht löslich.
UV-Absorption: 8,41: 15 730. (Der Extinktions- wert wird durch das Pyridin im Molekül um ungefähr 2000 erhöht.) Im IR-Spektrum sind alle bekannten Merkmale für die Konstitution der Verbindung vor handen. <I>b)</I> Triäthylammonillmsalz 3,72 g Pyridiniumsalz von Prednison-21-hemi- sulfat werden in 12 ml Methanol gelöst, filtriert und mit etwas Methanol nachgewaschen. Man lässt unter Rühren Triäthylamin zufliessen.
Unter schwacher Er wärmung tritt Kristallisation ein. Nach Stehen über Nacht saugt man die entstandenen Kristalle des Tri- äthylammoniumsalzes ab, wäscht mit einer Mischung Methanol/Triäthylamin 1 : 1 nach und trocknet im Vakuum über konzentrierter Schwefelsäure und Phosphorpentoxyd.
Ausbeute: 3,33 g.
F.: 201-202 (Gasen).
Das Produkt ist in Wasser und Methanol leicht und klar löslich.
<I>c)</I> Natriumsalz <I>aus dem</I> Triäthylammoniumsalz 1000,6 mg des Triäthylammoniumsalzes vom Prednison-21-hemisulfat werden in 10 ml Methanol gelöst und mit etwa 0,5 n methanolischer Natron lauge bis zum Äquivalentspunkt titriert (pH: 10,3).
Die methanolische Lösung wird im Vakuum bei 30 Badtemperatur im Stickstoffstrom auf etwa 8 ml eingeengt, 20 ml n-Propanol hinzugefügt und das Methanol im Vakuum abdestilliert, bis die gesamte Menge der Lösung etwa 10 ml beträgt. Anschliessend überschichtet man die Propanollösung mit 50 ml Äther, saugt den leicht gelb aussehenden Nieder schlag ab und wäscht ihn mit 50 ml n-Propanol:
Athergemisch <B>1:</B> 4. Nach dem Trocknen Ausbeute: 789,1 mg.
Fp.: 158-161 (Zersetzung).
[a]D: -I-138 in Wasser (c = 0,5). pH der 0,5o/oigen Lösung: 7,2. <I>Beispiel 4</I> Triäthylammoniumsalz des 9a-Fluor-hydrocortison- 21-hemisulfats In eine Suspension von Schwefelsäure-Pyridin- Addukt in 20 ml Pyridin, die bei -5 unter Rühren durch Einleiten von 520 mg Schwefelsäureanhydrid hergestellt worden war, trägt man die Lösung von 2,
62 g 9a-Fluorhydrocortison in 20 ml Pyridin ein und spült mit 5 ml kaltem Pyridin nach. Die Lösung wird etwa 10 Minuten nach Herstellung der Reak tionsmischung fast klar. Man lässt das ReaktioDs- gemisch weitere 72 Stunden bei -4. bis 0 - stehen und destilliert anschliessend das Pyridin bei 30 Bad temperatur unter Stickstoff im Vakuum ab.
Der im Exsiccator über konzentrierter Schwefel säure getrocknete Rückstand (Pyridiniumsalz vom 9a-Fluor-hydrocortison-21-hemisulfat) ist schaumig und etwas gelb gefärbt.
Ausbeute 4,13 g.
Der Rückstand wird in 6 ml Methanol gelöst und unter Rühren langsam 9,1 ml Triäthylamin bis zur beginnenden schwachen Trübung hinzugefügt. Nach einigen Minuten setzt Kristallisation ein. Man lässt die Lösung über Nacht bei 0 stehen und saugt danach das Triäthylammoniumsalz des 9a-Fluor- Hydrocortison-21-hemisulfats ab und trocknet es. Ausbeute: 3,01 g.
F. 202-203 (Zersetzung).
[a]D: 104,3 in Wasser (c =. 0,5 0/0). UV: e239. = 16 750.
Im IR-Spektrum sind die Banden klar aufgelöst. Die Umkristallisation aus n-Propanol-Alkohol- Gemisch ergibt einen e-Wert, der praktisch identisch mit dem vom direkt gewonnenen Salz ist.
Das Natriumsalz des 9a-Fluor-hydrocortison-21- hemisulfats kann folgendermassen erhalten werden: Das erhaltene Pyridiniumsalz vom 9a-Fluor- hydrocortisonsulfat wird in Methanol gelöst und mit 1 n methanolischer Natriumhydroxydlösung bis zum Äquivalentspunkt titriert. Die etwas trübe Lösung filtriert man und engt die Lösung im Vakuum unter Stickstoff bei 30 Badtemperatur ein.
Nach Zugabe von Äther erhält man einen weissen Niederschlag, der abgesaugt, mit Äther gewaschen und getrocknet wird.
F.: 190 (Zersetzung). Das Natriumsalz ist in Wasser klar und leicht löslich.
[a]D: -I-118,2 in Wasser (c = 0,5 %). pH der 0,5 o/aigen Lösung: 7,4.
UV: E239: 15 820, bei 5 % Wassergehalt, der ge- messenen Substanz.
IR-Spektrum bestätigt die Konstitution der ge nannten Verbindung. Die Beständigkeit der wäss- rigen Lösung des Natriumsalzes ist gut:
Beständigkeit einer ungepufferten, bei 100 eine Stunde sterilisier ten 0,5 /uigen Lösung vom Natriumsalz des 9a- Fluor-hydroxycortison-21-hemisulfats.
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50o <SEP> Raumtemperatur
<tb> PH <SEP> <B>(</B>u<B>)</B>D <SEP> Aussehen <SEP> pH <SEP> <B><U>(</U></B> <B><U>)</U></B>D <SEP> Aussehen
<tb> Beginn <SEP> 7,4 <SEP> + <SEP> 118 <SEP> farblos, <SEP> klar <SEP> 7,4 <SEP> + <SEP> 118 <SEP> farblos, <SEP> klar
<tb> nach <SEP> 5 <SEP> Monaten <SEP> 5,0 <SEP> + <SEP> 114 <SEP> schwach <SEP> gelblich <SEP> + <SEP> 116 <SEP> farblos, <SEP> klar
<tb> gefärbt, <SEP> klar <SEP> 6,6