CH384574A - Process for the preparation of 9a-oxysteroids - Google Patents

Process for the preparation of 9a-oxysteroids

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CH384574A
CH384574A CH8042659A CH8042659A CH384574A CH 384574 A CH384574 A CH 384574A CH 8042659 A CH8042659 A CH 8042659A CH 8042659 A CH8042659 A CH 8042659A CH 384574 A CH384574 A CH 384574A
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CH
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steroid
dioxy
series
dione
cis
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CH8042659A
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German (de)
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Raymond Hanze Arthur
Charles Murray Herbert
Corners Hickory
Karel Sebek Oldrich
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Upjohn Co
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Description

  

      Verfahren    zur     Herstellung    von     9a- xysteroiden       Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren  zur mikrobiologischen Oxydation von Steroiden und  den so     erzeugten    neuartigen Verbindungen.

   Insbeson  dere bezieht sie sich auf ein Verfahren zur Umwand  lung eines     9a-Wasserstoff-1        1-oxysteraids    der     Pregnan-          reihe    oder der     Allopregnanreihe    zu einem 9a     Hy-          droxy-steroid    durch die oxydierende Aktivität einer  Art von     Pilzen    der Gattungen     Cunninghamella    und       Helicostylum.     



  Vorzugsweise werden     11ss,21-        Dioxy    -     4,17(20)-          pregnadien    - 3 - an oder ein     21-Kohlenwasserstoff-          carbonsäureester    hiervon (USA-Patent Nr. 2 844 604)  mit den oxydierende Eigenschaften besitzenden     Pilz-          arten    der     Gattungen        Cunninghamella    oder     Helico-          stylum    behandelt, wobei 9a,21     Dioxy-4,17(20)-          pregnadien-3,11-dion    gebildet wird.

   Diese Verbin  dung kann in das bekannte     physiologisch        aktive          9a-Oxycortisonacetat    umgewandelt werden     (Fried    et       a1.,    J. Am.     Chem.        Soc.    79, 1130 [1957]), durch     oxy-          dative        Oxylierung,    nach Umwandlung in sein       21-Acetat,        mit        Osmiumtetroxyd    und einem Oxyda  tionsmittel gemäss dem Verfahren der USA-Patente       Nrn.    2 769 823 und 2 769 825 und den nach  stehend angeführten Beispielen.  



  Die oxydierenden     Pilze,    die in dem Verfahren  dieser Erfindung verwendet werden, sind Arten der  Gattung     Cunninghamella    aus der Familie     Choane-          phoraceae    und der Ordnung     Mucorales,    und Arten  der Gattung     Helicostylum    aus der     Familie        Thanni-          diaceae,    ebenfalls aus der Ordnung     Mucorales.     Diese Gattungen sind gut definiert, und typische  Arten können von Kultursammlungen, wie z B.

   der       American    Type     Culture        Collection,    bezogen werden.  Pilzarten, die indem Verfahren dieser     Erfindung    ver  wendet werden können, umfassen C.     blakesleeana,       C.     elegans,    C.     verticullata,    C.     echinulata,    C.     bertholle-          tia    und H.     piriforme.     



  Die Verwendung dieser     Pilze    bei der     mikrobiolo-          gischen    Umwandlung gewisser Steroide ist bereits be  kannt. Im USA-Patent Nr. 2 602 769 wird ein Bei  spiel einer     Hydroxylierung    eines 11     Methylensteroids     mit     Cunninghamella        blakesleeana    angeführt.     USA-          Patent    Nr.

   2 812 286 beschreibt die     11a        Hydroxy-          lierung    eines     11-Methylensteroids    mit     Cunning-          hamella        echinulata.    Ein Beispiel einer 8- und einer  14 -     Hydroxylierung    eines 11-     Methylensteroids        mit          Helicostylum        piriforme    wird in den USA-Patenten       Nm.    2 703 806, 2 602 769 und 2 670 358 bekannt  gemacht.

   Die 9     Hydroxylierung        eines        11-Oxysteroids     mit einem     Pilz,    wie er im Verfahren dieser     Erfindung     verwendet wird, war bisher unbekannt. Diese Pilze  sind innerhalb der Ordnung der     Pilze,    die im Ver  fahren vom USA-Patent Nr 2 602 769 verwendet  werden, aber ihr Gebrauch zur Bioumwandlung eines       11-Oxysteroids    um     9a-Oxy-ll-ketosteroid    herzustel  len, ist darin nicht beschrieben.

   Das vorliegende Ver  fahren liefert eine     Methode,    um das physiologisch  aktive     9a-Oxycortison    und seine 21 Ester oder Zwi  schenprodukte für die Herstellung derselben darzu  stellen, ohne das verhältnismässig teure     Hydrocortison-          acetat    als Zwischenprodukt zu verwenden.     Statt     dessen kann J     1ss,21        Dioxy-4,17(20)-pregnadien-3-on     und seine Ester,     die    nun einfach aus Progesteron dar  gestellt werden können     (USA-Patent    Nr. 2 844 604),  verwendet werden.  



  Ausgangsmaterialien für das     Verfahren    dieser  Erfindung sind:     9a-Wasserstoff-11-oxysteroide    der       Pregnan-oder        Allopregnanreihe,    vorzugsweise Steroide  der     llss-Oxypregnanreihe.    Besonders bevorzugt sind  d4-3     Ketö-9-Wasserstoff-1lss-oxysteroide    der Pregnan-      reihe. Die Ausgangssteroide können z. B. die in den  Ecken sitzenden     Methylgruppen,    die für die meisten  Steroide charakteristisch sind, enthalten, eine     Me-          thylgruppe    in den 2-, 6-, 7-, 16-, 17- und     21-Stel-          lungen,    Halogen, z.

   B. ein     Fluoratom    in den 2-, 4-,  6-, 16- und     21-Stellungen,    eine     Hydroxy-    oder     Acyl          oxygruppe    in den 1-, 3-, 5-, 6-, 7-, 8-, 12-, 14-, 15-,       16-,    17- und     21-Stellungen,    eine     Ketogruppe    in den  3-, 6-, 7-, 12-, 16- und     20-Stellungen,    eine Doppel  bindung     in    den 1-, 4-, 5-, 6-, 7-, 14-, 16-,     17(20)

  -          und        20-Stellungen    und andere     Gruppen    in     andern     Stellungen des Moleküls, wie z. B. Cyan,     Alkoxy-,          Maleinsäureanhydrid-Addukt,        Epoxy-,        Carboalkoxy-,          Carboxy-,        Vinyl-,        Äthinyl-,        aldehydische    und     Lakton-          gruppen.     



  Die als Ausgangsmaterialien verwendeten Steroide  der     Pregnanreihe,    die 9a     Wasserstoff-11-oxygruppe     besitzen, umfassen die     Progesterone,        Pregnenolone,          Pregnane,        Pregnene,        Pregnadiene    und     Pregnatriene.     Bevorzugt sind die     44-3-Ketopregnene.    Die l     lss-Oxy-          steroide    sind die bevorzugten Ausgangsmaterialien,  die in den meisten Fällen im Verfahren dieser Er  findung zu     11-Ketosteroiden        oxydiert    werden.

   Die       9ss-Oxy-11-oxydierten    Produkte des Verfahrens die  ser Erfindung umfassen eine grosse     Anzahl    physiolo  gisch aktiver Vertreter (siehe     brit.    Patent Nr. 777 996,  USA-Patente     Nrn.    2 840 572, 2 840 578, 2 840 599  und 2 840 580), z. B.     9a-Hydroxycortison,    die ent  zündungshemmende     Wirksamkeit    besitzen. Andere       Verbindungen,    wie sie in diesem Verfahren herge  stellt werden, z.

   B. solche ohne die     44-3-Ketogruppe     oder     20-Ketogruppe    in der     Pregnanreihe,    können in  Verbindungen der     Progesteronreihe,    z. B.     d4-3,20-          Diketo-progesteron,    durch die bekannten Reaktionen  umgewandelt werden.

   Bei der     Ausführung    des Ver  fahrens dieser     Erfindung    wird das ausgewählte     Aus-          gangssteroidsubstrat,    welches 9a     Wasserstoff-11-oxy-          steroid    wie oben beschrieben     umfasst    und im wesent  lichen frei von     11-Methylensteroid    ist, der oxydieren  den Aktivität einer Kultur von Pilzen der Gattung       Cunninghamella    oder     Helicostylum,    vorzugsweise  unter     Bedingungen    einer     aeroben,    bewegten, unter  getauchten     Gärung    in einem Nährmedium,

   welches       assimilierbaren    Stickstoff,     Kohlenwasserstoffe    und  vorzugsweise auch Phosphor enthält, ausgesetzt.  



   Steroidsubstrat      bedeutet    das zugefügte     Steroid     und     umfasst    nicht diejenigen Steroide, die von dem       Pilz    auf natürliche Weise erzeugt werden. Man lässt  den     Pilz    vorzugsweise einige Zeit, z. B. 24-48 Stun  den, wachsen, bevor man das Steroidsubstrat     hinzu-          fügt.    Nach der Zugabe des     Steroids    werden die Gä  rungsbedingungen, vorzugsweise     während        einiger     Stunden, z. B. 24     Stunden    und mehr, beibehalten,  bevor die     Steroidumwandlungsprodukte    abgetrennt  werden.

   Eine vollständige Diskussion verschiedener       Gärungsbedingungen    findet sich im USA-Patent  Nr. 2 602 769.  



  Die     Steroidumwandlungsprodukte    werden mit       Vorteil    durch Extraktion des     Gärungspilzkörpers    und    des Mediums mit einem Lösungsmittel isoliert. Zum  Beispiel wird das     Mycel        filtriert    und mit Aceton ge  waschen, und das Medium wird mit     Methylenchlorid     oder einem andern mit Wasser nicht mischbaren  Lösungsmittel extrahiert. Gewöhnlich findet man den  grössten Teil des     Steroidumwandlungsproduktes    im       Pilzkörper.     



  Die extrahierten Steroide können dann durch die  bekannten Verfahren, z. B. fraktionierte Kristallisa  tion oder     Chromatographie,    gereinigt werden.    <I>Beispiel 1</I>         9a,21-Dioxy-4,17(20)-(cis)-pregnadien-3,11-dion     Ein Gärapparat, der 100 Liter eines sterilen Me  diums bei einem     pH    von 4,9, das aus handelsüblicher  Dextrose (10 g pro Liter) und     Corn        steep-Feststoffen     (20 g pro Liter) hergestellt wurde, enthält, wurde  mit 5 Liter einer vegetativen Kultur von     Helico-          stylum        piriforme        Bain    (A. T. C. C. 8992) geimpft.

    Nach 24 Stunden kräftigen     Rührens    und Belüftung  mit einem Volumen von 2,0 Liter pro Minute wur  den 20,0 g von     llss,21-Dioxy-4,17(20)-(cis)-pregna-          dien-3-on    (USA-Patent Nr. 2 844 604) als Lösung  in 500 ml Aceton hinzugefügt und die     Gärung    48  Stunden lang unter den gleichen Bedingungen fort  gesetzt. Die     Umwandlungsprodukte    wurden nach der  Methode von D. H.     Peterson    et     a1.,    J.

   Am.     Chem.          Soc.    74, 5933 (1952) extrahiert und ergaben etwa  42 g halbkristallinen Niederschlag, der in etwa  1 Liter trockenem     Methylenchlorid    aufgelöst wurde  und über 2 kg     Magnesiumsilikat        (Florisil)        chromato-          graphiert    wurde.

   Die Kolonne wurde mit sechs       2-Liter-Portionen    von jedem der folgenden     Lösungs-          mittelkompositionen    entwickelt:       Hexane        (Skellysolve    B) plus     180/9    Aceton,       Hexane        plus        20%        Aceton,          Hexane    plus     2511/o    Aceton und       Hexane    plus 500/a Aceton.  



  Die Rückstände der Fraktion 9-21, die     Methy-          lenfraktion    mitgezählt, wurden vereinigt, in heissem  Aceton aufgelöst, mit 2 g Holzkohle     (Darco    G-60)       entfärbt,    filtriert und das Filtrat     konzentriert,    bis  reichliche Kristallisation einsetzte. Die Mischung  wurde in einem Kühlschrank 2-3 Stunden lang ge  kühlt und dann filtriert, wobei 10,33 g von     9a,21-          Dioxy-4,17(20)-(cis)-pregnadien-3,11-dion    mit einem       Schmelzpunkt    von 217-219  erhalten wurden.

   Zu  sätzliche Mengen an     Kristallen    wurden gesammelt,  bis 12,31 g erhalten wurden, die aus Aceton um  kristallisiert wurden und     9a,21-Dioxy-4,17(20)-(cis)-          pregnadien-3,11-dion    ergab, das bei 219,5-221  C       schmolz    und  einen WD von     +    173  C in     Dioxan,     einen     .?        mäh    von 238,5     mu        (a,%,    15,725),     ----          vNuioi    3440, 3330, 1700, 1640 und 1605 cm-'       max     und die folgende Analyse aufwies:

    
EMI0002.0150     
  
    Berechnet <SEP> für <SEP> C21H2804: <SEP> C <SEP> 73,22 <SEP> H <SEP> 8,19
<tb>  Gefunden: <SEP> C <SEP> 73,32 <SEP> H <SEP> 8,30         <I>Beispiel 2</I>       9a,21-Dioxy-4,17(20)-(cis)-pregnadien-3,11-dion     12 Liter eines sterilen Mediums, das aus     1,211/o          Corn        steep        solids-Festkörpern    und     1,011/a    handels  üblicher Dextrose     (Cerelose)    besteht und ein     pH    von  4,7 aufwies, wurde mit 600     ml    einer 72 Stunden  alten Kultur von     Cunninghamella        blakesleeana     (A. T. C.

   C. 8688a), die im gleichen Medium ge  wachsen war, geimpft. Die Gärungsmischung wurde  in einer Geschwindigkeit von 0,5 Liter Luft pro  Minute belüftet und mit drehenden     Schaufeln    ener  gisch gerührt. Nach 24 Stunden war das     pH    4,4.  Dieser Mischung wurden 3,0 g l     lfl,21-Dioxy-4,17(20)-          (cis)-pregnadien-3-on    in 30     ml    heissen     Propylengly-          kols    zugegeben und die Belüftung und Rührung  während 24 Stunden fortgesetzt. Dann wurde der  Inhalt des Gärbottichs mehrmals     mit        Methylen-          chlorid    extrahiert.  



  Das     9a,21-Dioxy-4,17(20)-(cis)-pregnadien-3,11-          dion    wurde aus dem Bierextrakt auf die gleiche  Weise wie im Beispiel 1 beschrieben isoliert und  seine Identität mit dem     9a,21-Dioxy-4,17(20)-(cis)-          pregnadien-3,11-dion,    das gemäss der Methode des  Beispiels 1 erhalten worden war, bewiesen.  



  Gemäss dem Verfahren der Beispiele 1 und 2  wird       11/3,21-Dioxy-4,17(20)-(trans)-pregnadien-3-on     in 9a,21     Dioxy-4,17(20)-(trans)-pregnadien-          3,11-dion,     11     a-Oxyprogesteron     in     9a,lla-Dihydroxyprogesteron,          11f-Hydroxyprogesteron     in     9a-Oxy-11-ketoprogesteron,          11,B,21        Dihydroxyprogesteron-21-acetat     in     9a,21-Dioxy-11-ketoprogesteron     umgewandelt.  



       Hydrocortisonacetat    wird  in 9a     Hydroxycortison,          11f,17a-Dihydroxyprogesteron     in     9a,17a-Dioxy-11-ketoprogesteron,          11ss-Oxypregnan-3,20-dion     in     9a-Oxypregnan-3,11,20-trion,          3a,11i3,17a-Trioxypregnan-20-on     in     3a,9a,17a-Trioxypregnan-11,20-dion,          3/3,11/:,17a-Trioxypregnan-20-on     in     3a,9a,17a-Trioxypregnan-11,20-dion     umgewandelt.  



       11ss,17a,21-Trioxyallopregnan-3,20-dion    wird  in     9a,17a,21-Trioxyallopregnan-3,11,20-trion,     l     lss,21-Dioxyallopregnan-3,20-dion     in     9a,21-Dioxyallopregnan-3,11,20-trion,     11     ss,17a-Dioxyallopregnan-3,20-dion     in     9a,17a-Dioxyallopregnan-3,11,20-trion    und  3 a,11     ss,21-Trioxyallopregnan-3,20-dion     in     3a,9a,21-Trioxyallopregnan-3,11,20-trion          umgewandelt.     



  Das erhaltene     9a,21-Dioxy-4,17(20)-(cis)-pregna-          dien-3,11-dion        kann    folgendermassen verestert werden:    Zu einer Lösung von 5,0 g     9a,21-Dioxy-4,17(20)-          (eis)-pregnadien-3,11-dion    in 15     ml    trockenem     Pyri-          din    von 20  C wurden 15 ml     Essigsäureanhydrid    zu  gegeben. Nach 17 Stunden bei     Zimmertemperatur     wurde die Lösung in 450 ml einer Eiswasser  mischung gegossen. Das kristalline Produkt, das  dabei ausfiel, wurde gut     mit    Wasser gewaschen und  getrocknet.

   Man erhielt 5,53 g     9a,21-Dioxy-4,17(20)-          (cis)-pregnadien-3,11-dion-21-acetat,    das bei 172,5  bis 177  C schmolz. Die     Umkristallisierung    dieser  Kristalle aus heissem Aceton, das     filtriert    und dann  bis zum Einsetzen der     Kristallisation    auf einem  Dampfbad konzentriert wurde, erhöhte den Schmelz  punkt auf 188,5-190  C.

   Diese     Kristalle        besassen     
EMI0003.0073     
  
     und die folgende Analyse:  
EMI0003.0074     
  
    Berechnet <SEP> für <SEP> <B>C23H3,05:</B> <SEP> C <SEP> 71,48 <SEP> H <SEP> 7,82
<tb>  Gefunden: <SEP> C <SEP> 71,42 <SEP> H <SEP> 8,19       Das 21 Acetat kann folgendermassen in das       9a,17a,21-Trioxy-4        pregnen-3,11,20@-trion        21-acetat     übergeführt werden:

    Zu einer eiskalten Lösung von 387 mg (1     mM.)          9a,21-Dioxy-4,17(20)-(eis)        pregnadien-3,11-dion-21-          acetat    in 18,5 ml     tertiären        Butylalkohols,    der 0,93     ml          Pyridin    und 0,185     ml    Wasser enthielt, wurden 370 mg  N -     Methylmorpholinoxyd,    800 mg     Phenyljodoso-          acetat    und 4,0 mg     Osmiumtetroxyd    zugegeben.

   Die       Aufschlämmung    wurde 2 Tage lang bei     0-5     C ge  rührt, 600 mg Filtersubstanz     (Magnesoi)    wurde zu  gefügt, gefolgt von einer Lösung von 150 mg Na  triumsulfit in 10     ml    Wasser.

   Die sich ergebende Mi  schung wurde 15 Minuten lang bei Zimmertempera  tur     gerührt.    Die Mischung wurde filtriert und das       Filtrat    unter     vermindertem        Druck    konzentriert, bis  die erste Spur     einer        Fällung        einsetzte.    Die Lösung  wurde mit einem Minimum an tertiärem     Butylalkohol          geklärt    und bei     Zimmertemperatur    1 Stunde     gerührt.     Der sich ausscheidende Niederschlag wurde     abfil-          triert,

      mit     tert.        Butylalkohol    und Wasser gewaschen  und dann getrocknet. Man erhielt 245 mg     9a,17a,21-          Trihydroxy-4-pregnen-3,11,20-trion        21-acetat,    das  bei 233-236  C     schmolz.    Eine polymorphe Modifika  tion wurde erhalten, welche bei 212-214  C     schmolz.     Umkristallisation aus einer Mischung von Aceton  und     Hexanen    erhöhte den     Schmelzpunkt    auf 237 bis  239  C.  
EMI0003.0117     
  




      Process for the Preparation of 9Axysteroids This invention relates to a process for the microbiological oxidation of steroids and the novel compounds so produced.

   In particular, it relates to a process for converting a 9a-hydrogen-11-oxysteraids of the Pregnan series or the Allopregnan series to a 9a hydroxy-steroid by the oxidizing activity of a type of fungus of the genera Cunninghamella and Helicostylum.



  Preference is given to 11ss, 21-dioxy - 4,17 (20) - pregnadiene - 3 - an or a 21-hydrocarbon carboxylic acid ester thereof (US Pat. No. 2,844,604) with the oxidizing properties of the fungus species of the genera Cunninghamella or Helico-stylum treated, whereby 9a, 21 dioxy-4,17 (20) - pregnadiene-3,11-dione is formed.

   This compound can be converted into the known physiologically active 9a-oxycortisone acetate (Fried et al., J. Am. Chem. Soc. 79, 1130 [1957]), by oxidative oxylation, after conversion into its 21-acetate, with osmium tetroxide and an oxidizing agent according to the method of US Pat. Nos. 2,769,823 and 2,769,825 and the examples below.



  The oxidizing fungi used in the method of this invention are species of the genus Cunninghamella from the family Choanephoraceae and the order Mucorales, and species of the genus Helicostylum from the family Thannidiaceae, also from the order Mucorales. These genera are well defined, and typical species can be found in cultural collections such as

   the American Type Culture Collection. Species of fungi that can be used in the method of this invention include C. blakesleeana, C. elegans, C. verticullata, C. echinulata, C. bertholle- tia, and H. piriforme.



  The use of these mushrooms in the microbiological conversion of certain steroids is already known. U.S. Patent No. 2,602,769 gives an example of hydroxylation of an 11 methylene steroid with Cunninghamella blakesleeana. USA patent no.

   2,812,286 describes the 11a hydroxylation of an 11-methylene steroid with Cunninghamella echinulata. An example of 8- and 14- hydroxylation of an 11-methylene steroid with Helicostylum piriforme is given in U.S. Patents Nm. 2 703 806, 2 602 769 and 2 670 358.

   The 9 hydroxylation of an 11-oxysteroid with a fungus as used in the method of this invention was heretofore unknown. These mushrooms are within the order of the mushrooms used in the United States Patent No. 2,602,769, but their use to bioconvert an 11-oxysteroid to produce 9a-oxy-II-ketosteroid is not described therein.

   The present process provides a method to represent the physiologically active 9a-oxycortisone and its 21 esters or intermediates for the production of the same without using the relatively expensive hydrocortisone acetate as an intermediate. Instead, J 1ss, 21 dioxy-4,17 (20) -pregnadien-3-one and its esters, which can now be easily made from progesterone (US Pat. No. 2,844,604), can be used.



  Starting materials for the process of this invention are: 9a-hydrogen-11-oxysteroids of the pregnane or allopregnan series, preferably steroids of the llss-oxypregnan series. Particularly preferred are d4-3 keto-9-hydrogen-lss-oxysteroids of the pregnan series. The starting steroids can e.g. B. contain the methyl groups in the corners, which are characteristic of most steroids, a methyl group in the 2-, 6-, 7-, 16-, 17- and 21-positions, halogen, e.g.

   B. a fluorine atom in the 2-, 4-, 6-, 16- and 21-positions, a hydroxy or acyl oxy group in the 1-, 3-, 5-, 6-, 7-, 8-, 12- , 14-, 15-, 16-, 17- and 21-positions, a keto group in the 3-, 6-, 7-, 12-, 16- and 20-positions, a double bond in the 1-, 4- , 5-, 6-, 7-, 14-, 16-, 17 (20)

  - and 20 positions and other groups in other positions of the molecule, e.g. B. cyano, alkoxy, maleic anhydride adduct, epoxy, carboalkoxy, carboxy, vinyl, ethynyl, aldehydic and lactone groups.



  The steroids of the pregnan series used as starting materials, which have 9a hydrogen-11-oxy group, include the progesterones, pregnenolones, pregnans, pregnenes, pregnadienes and pregnatrienes. The 44-3 ketopregnenes are preferred. The lss-oxy steroids are the preferred starting materials which in most cases are oxidized to 11-keto steroids in the process of this invention.

   The 9ss-oxy-11-oxidized products of the process of this invention comprise a large number of physiologically active agents (see British Patent No. 777,996, U.S. Patent Nos. 2,840,572, 2,840,578, 2,840,599 and 2) 840 580), e.g. B. 9a-hydroxycortisone, which have anti-inflammatory effectiveness. Other compounds, as they are Herge in this process, z.

   B. those without the 44-3-keto group or 20-keto group in the pregnane series can be used in compounds of the progesterone series, e.g. B. d4-3,20-diketo-progesterone, can be converted by the known reactions.

   In practicing the method of this invention, the selected starting steroid substrate, which comprises 9a hydrogen-11-oxysteroid as described above and is essentially free of 11-methylene steroid, will oxidize the activity of a culture of fungi of the genus Cunninghamella or Helicostylum, preferably under conditions of aerobic, agitated, submerged fermentation in a nutrient medium,

   which contains assimilable nitrogen, hydrocarbons and preferably also phosphorus.



   Steroid substrate means the steroid added and does not include those steroids that are naturally produced by the fungus. The mushroom is preferably left for some time, e.g. B. 24-48 hours before adding the steroid substrate. After the addition of the steroid, the fermentation conditions, preferably for a few hours, e.g. B. 24 hours and more, before the steroid conversion products are separated.

   A full discussion of various fermentation conditions can be found in U.S. Patent No. 2,602,769.



  The steroid conversion products are advantageously isolated by extracting the fermentation fungus body and the medium with a solvent. For example, the mycelium is filtered and washed with acetone, and the medium is extracted with methylene chloride or some other water immiscible solvent. Most of the steroid conversion product is usually found in the mushroom body.



  The extracted steroids can then be prepared by known methods, e.g. B. fractional crystallization or chromatography, be purified. <I> Example 1 </I> 9a, 21-Dioxy-4,17 (20) - (cis) -pregnadiene-3,11-dione A fermentation apparatus that can produce 100 liters of a sterile medium at a pH of 4.9 , which was produced from commercial dextrose (10 g per liter) and corn steep solids (20 g per liter) was inoculated with 5 liters of a vegetative culture of Helico-stylum piriforme Bain (ATCC 8992).

    After 24 hours of vigorous stirring and aeration with a volume of 2.0 liters per minute, 20.0 g of llss, 21-dioxy-4,17 (20) - (cis) -pregnadien-3-one (USA -Patent No. 2 844 604) was added as a solution in 500 ml of acetone and fermentation continued for 48 hours under the same conditions. The conversion products were determined by the method of D. H. Peterson et al., J.

   At the. Chem. Soc. 74, 5933 (1952) and gave about 42 g of semicrystalline precipitate, which was dissolved in about 1 liter of dry methylene chloride and chromatographed over 2 kg of magnesium silicate (Florisil).

   The column was developed with six 2 liter portions of each of the following solvent compositions: hexanes (Skellysolve B) plus 180/9 acetone, hexanes plus 20% acetone, hexanes plus 2511 / o acetone and hexanes plus 500 / a acetone.



  The residues of fraction 9-21, including the methylene fraction, were combined, dissolved in hot acetone, decolorized with 2 g of charcoal (Darco G-60), filtered and the filtrate concentrated until abundant crystallization began. The mixture was chilled in a refrigerator for 2-3 hours and then filtered to give 10.33 g of 9a, 21-dioxy-4,17 (20) - (cis) -pregnadiene-3,11-dione having a melting point from 217-219 were obtained.

   Additional amounts of crystals were collected until 12.31 g was obtained which was recrystallized from acetone to give 9a, 21-dioxy-4,17 (20) - (cis) - pregnadiene-3,11-dione, which melted at 219.5-221 C and a WD of + 173 C in dioxane, a. mäh of 238.5 mu (a,%, 15.725), ---- vNuioi 3440, 3330, 1700, 1640 and 1605 cm- 'max and showed the following analysis:

    
EMI0002.0150
  
    Calculates <SEP> for <SEP> C21H2804: <SEP> C <SEP> 73.22 <SEP> H <SEP> 8.19
<tb> Found: <SEP> C <SEP> 73.32 <SEP> H <SEP> 8.30 <I> Example 2 </I> 9a, 21-Dioxy-4.17 (20) - (cis) -pregnadien-3,11-dione 12 liters of a sterile medium, which consists of 1.211 / o corn steep solids solids and 1.011 / a commercial dextrose (cerelose) and had a pH of 4.7, was mixed with 600 ml of a 72 Hour old culture of Cunninghamella blakesleeana (ATC

   C. 8688a), which had grown in the same medium, inoculated. The fermentation mixture was aerated at a rate of 0.5 liters of air per minute and vigorously stirred with rotating paddles. After 24 hours the pH was 4.4. To this mixture, 3.0 g of 1 liter, 21-dioxy-4,17 (20) - (cis) -pregnadien-3-one in 30 ml of hot propylene glycol were added and the aeration and stirring continued for 24 hours. The contents of the fermentation vat were then extracted several times with methylene chloride.



  The 9a, 21-dioxy-4,17 (20) - (cis) -pregnadiene-3,11- dione was isolated from the beer extract in the same way as described in Example 1 and its identity with the 9a, 21-dioxy- 4,17 (20) - (cis) - pregnadien-3,11-dione, which was obtained according to the method of Example 1, proved.



  Following the procedure of Examples 1 and 2, 11 / 3,21-Dioxy-4,17 (20) - (trans) -pregnadien-3-one in 9a, 21 Dioxy-4,17 (20) - (trans) - pregnadiene 3,11-dione, 11 a-oxyprogesterone in 9a, lla-dihydroxyprogesterone, 11f-hydroxyprogesterone in 9a-oxy-11-ketoprogesterone, 11, B, 21 dihydroxyprogesterone-21-acetate in 9a, 21-dioxy-11- converted to ketoprogesterone.



       Hydrocortisone acetate is in 9a hydroxycortisone, 11f, 17a-dihydroxyprogesterone in 9a, 17a-dioxy-11-ketoprogesterone, 11ss-oxypregnan-3,20-dione in 9a-oxypregnan-3,11,20-trione, 3a, 11i3,17a- Trioxypregnan-20-one converted into 3a, 9a, 17a-trioxypregnan-11,20-dione, 3 / 3,11 / :, 17a-trioxypregnan-20-one into 3a, 9a, 17a-trioxypregnan-11,20-dione .



       11ss, 17a, 21-trioxyallopregnan-3,20-dione is converted into 9a, 17a, 21-trioxyallopregnan-3,11,20-trione, lss, 21-dioxyallopregnan-3,20-dione in 9a, 21-dioxyallopregnan 3,11,20-trione, 11 ss, 17a-dioxyallopregnan-3,20-dione in 9a, 17a-dioxyallopregnan-3,11,20-trione and 3 a, 11 ss, 21-trioxyallopregnan-3,20-dione converted to 3a, 9a, 21-trioxyallopregnan-3,11,20-trione.



  The 9a, 21-dioxy-4,17 (20) - (cis) -pregnadiene-3,11-dione obtained can be esterified as follows: To a solution of 5.0 g of 9a, 21-dioxy-4,17 (20) - (eis) -pregnadiene-3,11-dione in 15 ml of dry pyridine at 20 ° C., 15 ml of acetic anhydride were added. After 17 hours at room temperature, the solution was poured into 450 ml of an ice-water mixture. The crystalline product that precipitated was washed well with water and dried.

   5.53 g of 9a, 21-dioxy-4,17 (20) - (cis) -pregnadiene-3,11-dione-21-acetate, which melted at 172.5 to 177 ° C., were obtained. Recrystallization of these crystals from hot acetone, which was filtered and then concentrated on a steam bath until crystallization began, raised the melting point to 188.5-190 C.

   Owned these crystals
EMI0003.0073
  
     and the following analysis:
EMI0003.0074
  
    Calculated <SEP> for <SEP> <B> C23H3.05: </B> <SEP> C <SEP> 71.48 <SEP> H <SEP> 7.82
<tb> Found: <SEP> C <SEP> 71.42 <SEP> H <SEP> 8.19 The 21 acetate can be converted into the 9a, 17a, 21-trioxy-4 pregnen-3,11,20 @ - trion 21-acetate are converted:

    To an ice-cold solution of 387 mg (1 mM.) 9a, 21-dioxy-4,17 (20) - (ice) pregnadiene-3,11-dione-21-acetate in 18.5 ml of tertiary butyl alcohol containing 0, Containing 93 ml of pyridine and 0.185 ml of water, 370 mg of N-methylmorpholine oxide, 800 mg of phenyl iodoso acetate and 4.0 mg of osmium tetroxide were added.

   The slurry was stirred for 2 days at 0-5 C, 600 mg of filter substance (Magnesoi) was added, followed by a solution of 150 mg of sodium sulfite in 10 ml of water.

   The resulting mixture was stirred at room temperature for 15 minutes. The mixture was filtered and the filtrate concentrated under reduced pressure until the first trace of precipitation began. The solution was clarified with a minimum of tertiary butyl alcohol and stirred at room temperature for 1 hour. The precipitate which separated out was filtered off,

      with tert. Washed butyl alcohol and water and then dried. 245 mg of 9a, 17a, 21-trihydroxy-4-pregnen-3,11,20-trione 21-acetate, which melted at 233-236 ° C., were obtained. A polymorphic modification was obtained which melted at 212-214C. Recrystallization from a mixture of acetone and hexanes raised the melting point to 237-239 C.
EMI0003.0117
  


 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von 9a-Oxysteroiden der Pregnan- oder Allopregnanreihe, dadurch gekenn zeichnet, dass ein 9a-Wasserstoff-11-oxysteroid der Pregnan- bzw. PATENT CLAIM Process for the production of 9a-oxysteroids of the pregnan or allopregnan series, characterized in that a 9a-hydrogen-11-oxysteroid of the pregnan or Allopregnanreihe der Oxydation einer Kultur von Pilzen der Gattung Cunninghamella oder Helicostylum ausgesetzt wird und die so erzeugten 9a-Oxysteroide, die in 11-Stellung Sauerstoff auf weisen, aus den Umwandlungsprodukten abgetrennt werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Allopregnan series is exposed to the oxidation of a culture of fungi of the genus Cunninghamella or Helicostylum and the 9a-oxysteroids thus generated, which have oxygen in the 11-position, are separated from the conversion products. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Pilz ein Helicostylum verwen det wird, und das Ausgangssteroid ein Steroid der 44-3-Ketopregnanreihe ist. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Pilz ein Cunninghamella und das Ausgangssteroid ein Steroid der 44-3-Keto- pregnanreihe ist. A method according to claim, characterized in that a Helicostylum is used as the fungus, and the starting steroid is a steroid of the 44-3 ketopregnane series. 2. The method according to claim, characterized in that the fungus is a Cunninghamella and the starting steroid is a steroid of the 44-3-keto-pregnane series. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Pilz Helicostylum piriforme und das Ausgangssteroid ein Steroid der 44-3-Keto- pregnanreihe ist. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Pilz Cunninghamella-blakes- leeana und das Ausgangssteroid ein Steroid der 44-3-Ketopregnanreihe ist. 5. 3. The method according to claim, characterized in that the fungus Helicostylum piriforme and the starting steroid is a steroid of the 44-3-keto-pregnane series. 4. The method according to claim, characterized in that the fungus is Cunninghamella-blakes- leeana and the starting steroid is a steroid of the 44-3 ketopregnane series. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass 1 l@ss, 21 - Dioxy - 4,17 (20) - (cis)- pregnadien-3-on der Wirkung einer Kultur von Helicostylum-piriforme unterworfen wird und das so erzeugte 9a,21-Dioxy-4,17(20)-(cis)-pregnadien- 3,11-dion abgetrennt wird. 6. Method according to claim, characterized in that 1 l @ ss, 21 - Dioxy - 4,17 (20) - (cis) - pregnadien-3-one is subjected to the action of a culture of Helicostylum piriforme and the 9a produced in this way, 21-Dioxy-4,17 (20) - (cis) -pregnadiene-3,11-dione is separated. 6th Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass 11,B,21- Dioxy - 4,17(20) - (cis)- pregnadien-3-on der oxydierenden Wirkung einer Kultur von Cunninghamella-blakesleeana ausgesetzt wird und das so erzeugte 9a,21-Dihydroxy-4,17(20)- (cis)-pregnadien-3,11-dion abgetrennt wird. Method according to claim, characterized in that 11, B, 21-Dioxy - 4,17 (20) - (cis) - pregnadien-3-one is exposed to the oxidizing effect of a culture of Cunninghamella blakesleeana and the 9a produced in this way, 21-dihydroxy-4,17 (20) - (cis) -pregnadiene-3,11-dione is separated.
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