Verfahren zur Herstellung von Steroiden Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer, in 17a-Stellung durch einen niedrigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest substi tuierten 6 -Fluor - 17,ss - oxy-1,4-androstadien-3-onen und 6-Fluor-östradiolen sowie deren 17-Acylaten.
Die neuen, erfindungsgemäss herstellbaren Steroid- verbindungen der nachfolgend aufgezeichneten For meln II und III weisen wertvolle therapeutische Eigenschaften auf. So besitzen insbesondere die eine 17a-ständige Alkylgruppe enthaltenden Verbindungen die Fähigkeit, die Absonderung von Gonadotropinen zu verändern. Ausserdem weisen sie androgene, ana- bolische und das Zentralnervensystem steuernde Wirksamkeit auf.
Die Verbindungen der Formeln 1I und III mit einer 17a-C-CR-Gruppe beeinflussen die Ausscheidung von Gonadotropinen und steuern dadurch die Ovulation sowie die endometrische und placentare Entwicklung, wobei sie, insbesondere in Verbindung mit androgenen Stoffen, z. B.
9a-Fluor-1 lss-oxy-17-methyltestosteron, die Fruchtbarkeit herabsetzen und so zur Behandlung von Dysmenorrhöe, Amenorrhöe, Endometriose, drohendem Abort und damit verbundenen gynäkolo gischen Störungen geeignet sind. Die Verbindungen der Formel III besitzen ausserdem östrogene Wir kung und greifen die Blutlipoide an, was sie zu ge eigneten antiarteriosklerotischen Mitteln macht.
Die Steroide der Formeln, II und III können in den üblichen Dosierungsformen verabreicht werden, für die orale Anwendung z. B. in Form von Pillen, Tabletten, Kapseln, Sirups oder Elixieren, ferner in flüssiger Form, wie sie für injizierbare natürliche und synthetische Steroidhormone üblich ist.
Die Steroide werden erfindungsgemäss nach fol gendem Reaktionsschema hergestellt:
EMI0001.0042
in dem R1 die Methylgruppe oder Wasserstoff, R2 Wasserstoff oder den Acylrest einer organischen Carbonsäure mit vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen und R3 einen Alkyl'rest mit 1-6 C-Atomen, wie den Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl-, Hexyl ,
Isopropyl- und 3-Methylpentylrest oder einen Alki- nylrest der Struktur -C-CR darstellt, in der Wasser- Stoff oder einen Alkylrest mit 1 bis einschliesslich 4 C-Atomen bedeutet, z. B. den Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl- oder tert. Butyl- rest.
Die Wellenlinie in der 6-Stellung besagt, dass dass dort befindliche F-Atom sowohl a- als auch P-Konfi- guration besitzen kann. Die Herstellung der Ausgangssteroide für das erfindungsgemässe Verfahren, das heisst der 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-4-androsten-3-one und 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-4-androsten- 3-one sowie deren 17 Acylaten ist im Schweiz. Patent Nr.<B>381668</B> beschrieben.
Nach einer Ausführungsform des erfindungs gemässen Verfahrens werden die Ausgangssteroide der Formel I (in der R1 die Methylgruppe bedeutet), das heisst die 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl 4-androsten-3-one und deren 17-Acylate fermentativ oder chemisch zu 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien- 3-onen der Formel 1I und deren 17-Acylaten dehydriert.
Für die fermentative Dehydrierung werden Mikro organismen der Gattung Septomyxa, Corynebacte- rium Fusarium und dergleichen verwendet. Die an gewandten Fermentationsbedingungen sind z. B. aus der USA-Patentschrift Nr. 2 602 769 bekannt.
Wenn als Ausgangssteroid ein solches mit einer -C-R Gruppe in 17a-Stellung und als dehydrie render Mikroorganismus ein solcher der Gattung Septomyxa verwendet wird, setzt man dem Substrat und Medium vorteilhaft einen Promotor in Form eines Steroids wie Progesteron, 3-Ketobisnor-4-cholen-22-al, 3-Ketobisnorcholensäure, l lss,21-Dioxy-1,4,17(20)-pregnatrien-3-on und dergleichen zu.
Gewöhnlich werden für die fermentative Dehy- drierung die freien Alkohole als Ausgangsmaterial verwendet, da die fermentative Dehydrierung ge wöhnlich zu einer Verseifung der 17-ständigen Estergruppe führt. Dennoch können die 17-Acylate, z. B. die 17-Acetate, die 17-Propionate und derglei chen der 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl 4-androsten-3-one als Ausgangsmaterial verwendet werden.
Die durch fermentative Dehydrierung von Verbindungen der Formel I (in der R Methyl ist) erhaltenen Produkte sind 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien- 3-one (die Verbindungen der Formel II), die gegebenenfalls in die entsprechenden 17-Acylate übergeführt werden können.
Die Acylierung wird in bekannter Weise durch geführt, indem man die 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien- 3-one mit dem Anhydrid einer organischen Carbonsäure mit vorzugsweise 1-12 C-Atomen umsetzt, z.
B. einer gesättigten, geradkettigen, aliphatischen Säure, wie Essig-, Propion-, Butter-, Valerian-, Capron- und Laurinsäure; einer gesättigten, . verzweigtkettigen, aliphatischen Säure, wie Trimethylessig-, Isobutter- und Isovaleriansäure; einer cycloaliphatischen, gesättigten Säure, wie Cyclohexancarbonsäure;
einer Alkarylsäure, wie Benzoe-, Phenylessig-, 2-Phenylpropion- und o-, m- oder p-Toluylsäure; einer gesättigten, zweibasischen Säure (die in wasser lösliche, z. B. Natriumsalze, übergeführt werden kann), wie Bernstein- und Adipinsäure; einer einbasischen, ungesättigten Säure, wie Acryl-, Croton-, Undecylen-, Propiol- und Zimtsäure; einer zweibasischen, ungesättigten Säure (die in wasserlösliche, z.
B. Natriumsalze, übergeführt wer den kann), wie Malein- und Zitrakonsäure.
Ist das entsprechende Acylierungsmittel fest, so kann ein. inertes Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol oder Dioxan zugefügt werden, um eine Lösung zu bewirken und ein flüssiges Veresterungsmedium zu erhalten.
Die chemische Dehydrierung der Verbindungen der Formel I (in der R Methyl ist) kann in bekannter Weise mit Selendioxyd durchgeführt werden.
Die fermentative Dehydrierung der Verbindungen der Formel I (in der R Wasserstoff ist), wie der 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-4-androsten- 3-one und deren 17-Acylate wird in der gleichen Weise durchgeführt.
Die durch fermentative Dehydrierun:g hergestellten Verbindungen der Formel 1I (in der R Wasserstoff ist), wie die 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-1,4-andro- stadien-3-one sind unbeständig und lagern sich sofort in die Ver bindungen der Formel III um,
das heisst in 6-Fluor- 17a-alkyl-östradiole. Bei Verwendung der 17-Acylate der 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-4-androsten- 3-one als Ausgangsstoffe tritt im allgemeinen eine Versei fung der 17-ständigen Estergruppe ein.
Die 17-Acylate der 6-Fluor-17a-alkylöstradiole werden dadurch erhalten, dass man die 6-Fluor-17a- alkylöstradiole nach dem für die Acylierung der 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien- 3-one beschriebenen Verfahren behandelt.
Die erhaltenen 3,17ss-Diacylate werden dann nach dem in Beispiel 2 der USA-Patentschrift Nr. 2<B>611733</B> beschriebenen Verfahren unter selektiver Verseifung der 3-ständi- gen Acyloxygruppe in 6-Fluor-17a-alkylöstradiol-17-acylate umgewandelt.
Die chemische Dehydrierung der Verbindungen der Formel I (in der R Wasserstoff ist), zu den Ver bindungen der Formel III wird in gleicher Weise durchgeführt wie die chemische Dehydrierung der Verbindungen der Formel I, in der R Methyl ist.
Wie bei der fermentativen Dehydrierung, sind auch hier die Verbindungen der Formel 1I (in der R Wasser stoff ist), das heisst die 6-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-1,4-andro- stadien-3-one und deren 17-Acylate unbeständig und lagern sich sofort in die Verbindungen der Formel III, das heisst 6-Fluor-17a-alkylöstradiole und deren 17-Acylate um.
Die Verbindungen der Formeln I, Il und III enthalten sämtliche in 6-Stellung ein Fluoratom, das sowohl 6a- als auch 6ss-Konfiguration besitzen kann. Verwendet man nämlich das entsprechende 6ss-Fluor- steroid als Ausgangsmaterial und hält in den einzel nen Verfahrensstufen die Reaktionsbedingungen etwa neutral, so wird als Produkt der einzelnen Stufen jeweils das entsprechende 6ss-Epimere erhalten.
Wird als Ausgangsstoff das 6ss-Epimere oder ein Gemisch verwendet, in dem dieses vorherrscht, so kann das Produkt jeder Stufe als 6ss Epimeres oder als Ge misch aus 6a- und 6ss-Epimeren isoliert werden.
Die Epimerisierung zum 6a-Produkt kann dadurch er reicht werden, dass man das 6ss-Epimere oder ein Gemisch aus 6a- und 6ss-Epimerem bei 0 oder leicht darüber- oder darunterliegenden Temperaturen in einem organischen Lösungsmittel, wie Chloroform, Methylenchlorid, Äther und dergleichen, in Gegen wart eines Protonen liefernden Mittels, wie von Alkoholen, organischen Säuren und dergleichen mit einer Mineralsäure, wie Chlorwasserstoff, behandelt.
Während der Zugabe der Säure sollte das Gemisch vorteilhaft eine Temperatur von 0 haben, obwohl auch etwas höhere oder niedrigere Temperaturen angewendet werden können. Das Reaktionsgemisch kann dann nacheinander mit verdünntem Alkali und Wasser gewaschen und dann unter vermindertem Druck getrocknet und eingedampft werden. Die 6a- Fluorprodukte können aus dem rohen Reaktions produkt durch Umkristallisation gereinigt werden.
Die Epimerisierung kann auch mit Alkali erreicht werden. Dabei wird das 6ss-Epimere in einem orga nischen Lösungsmittel, wie Methanol, gelöst und unter Bildung des 6a-Epimeren mit Basen, z. B. Lö sungen von Natriumhydroxyd und Kaliumhydroxyd, behandelt.
<I>Beispiel 1</I> 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on (II) (Fermentative Dehydrierung) Fünf 250 cms fassende und je 100 cm3 Nähr- medium aus 1% Glukose, 2% Maisquellwasser (601/o Feststoffe)
und Leitungswasser enthaltende Erlenmeyerkolben werden auf einen pH-Wert von 4,9 eingestellt, dann 45 Minuten bei einem Druck von 1,05 kg/cm2 sterilisiert und anschliessend mit einer 1-2 Tage alten vegetativen Kultur von Septo- myxa affinis A. T. C. C. 6737 geimpft. Die Erlen- meyerkolben werden drei Tage bei Raumtemperatur (etwa 26-28 ) geschüttelt.
Nach Ablauf dieser Zeit werden die gesamten 500 cm3 als Impfstoff -für 10 1 des gleichen Glukose-Maisquellwasser-Mediums ver wendet, das zusätzlich 5 cm3 eines Antischaummittels (ein Gemisch aus Specköl und Oktadekanol) enthält.
Der Gärbehälter wird in ein Wasserbad von 28 gestellt, sein Inhalt wird kräftig gerührt (300 U.Imin) und belüftet (0,2 1 Luft/Minute, 10 1 Gärmedium). Nach 20stündiger Inkubationszeit, wenn sich ein gutes Wachstum entwickelt hat, wird 1 g 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-4-androsten-3-on (I) in 16 cm3 Dimethylformamid zugefügt. Die fer- mentative Dehydrierung wird bei der gleichen Tempe ratur (28 )
und Belüftung während 36 Stunden durch geführt (endgültiger pH-Wert 8,3). Das Mycel wird abfiltriert und dreimal mit je 200 cm3 Aceton extra hiert. Die Gärlösung wird dreimal mit je einem Liter Methylenchlorid extrahiert. Darauf werden die Aceton- und Methylenehloridextrakte vereinigt, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und einge dampft.
Der erhaltene Rückstand wird über eine Säule aus synthetischem, wasserfreiem Magnesium- silikat chromatographiert. Bei der Eluierung mit Hexankohlenwasserstoffen + 7% Aceton und nach- folgenden Verdampfung des Lösungsmittels werden feste Rückstände erhalten.
Sie werden vereinigt und aus Hexankohlenwasserstoffen enthaltendem Methy- lenchlorid umkristallisiert, wobei kristallines 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl 1,4-androstadien- 3-on (1I) erhalten wird.
Anstelle von Mikroorganismen der Gattung Septomyxa können zur Einführung der Doppelbin dung in die 1(2)-Stellung von 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-4-androsten-3-on auch Arten anderer Gattungen, wie Corynebakterium, Didymella, Calonectria, Alternaria, Colletotrichum, Cylindrocarpon, Ophiobolus, Fusarium, Listeria, Erysipelothrix, Mycobakterium,
Tricothecium, Lepto- sphaeria, Cucurbitaria, Nocardia und Enzyme von Pilzen der Familie Tuberculariaceae verwendet werden.
Ebenso können auch andere 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-4-androsten-3-one, z. B.
6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthyl-4-androsten-3-on, als Ausgangsstoffe verwendet werden, die man auch durch deren 17-Ester ersetzen kann, z. B. die 17- Acetate, 17-Propionate, 17 Butyrate, 17-Isobutyrate und dergleichen, wobei die Estergruppe im allgemei nen jedoch während der fermentativen Dehydrierung verseift wird.
Das erhaltene 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on kann, folgendermassen zu seinem 17 Acetat verestert werden: 1g 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on wird in 9 em3 Essigsäureanhydrid gelöst und etwa eine halbe Stunde unter Rückfluss erwärmt.
Das Re- aktionsgemisch wird darauf unter vermindertem Druck zur Entfernung des nichtumgesetzten Essig säureanhydrids destilliert. Der nach der Destillation zurückbleibende kristalline Stoff wird aus wässrigem Methanol umkristallisiert, wobei Kristalle aus 6a Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on-17-acetat (1I) erhalten werden.
In ähnlicher Weise können durch Umsetzung von 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on mit geeigneten Carbonsäureanhydriden, z. B. bei Temperaturen zwischen etwa 120 und 150 andere 17-Acylate des 6a-Fluor-17P-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-ons hergestellt werden, wie das 17-Propionat, Butyrat, -Valeriat, -Hexanoat, -Lauriat, -Trimethylacetat, -Isobutyrat,
-Isovaleriat, -Cyclohexancarboxylat, -Benzoat, -Phenylacetat, -Phenylpropionat, o-, m- oder p-Toluat, -Hemisuccinat, -Hemiadipat, -Acrylat, -Crotonat, -Undecylenat, -Propiolat, -Cinnamat, -Maleat und -Citraconat.
Wenn das entsprechende Acylierungsmittel fest ist, kann zur Erzielung einer Lösung und eines flüssi gen Veresterungsmediums ein inertes Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol oder Dioxan, zugefügt werden.
Für die Acylierung mit den Carbonsäureanhydri- den lassen sich auch die obengenannten 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien- 3-one verwenden, in denen die Alkylgruppe eine andere als die Methylgruppe ist.
<I>Beispiel 2</I> 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on (11) (Chemische Dehydrierung) Eine Lösung von 704 mg 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl 4-androsten- 3-on (I) in 13,5 cms tert. Butylalkohol und 0,135 cm3 Essig säure wurde unter Rühren mit 293 mg Selendioxyd 51/2 Stunden unter Rückfluss erhitzt.
Anschliessend wurden 90 mg Selendioxyd zugefügt und das Ge misch weitere 12 Stunden unter Rühren und unter Rückfluss erhitzt. Dann wurde gekühlt, zur Entfer nung des Selendioxydes filtriert und eingedampft. Der Rückstand wurde in 50 cm3 Methylenchlorid gelöst, mit Wasser gewaschen, dann viermal mit einer gesättigten Natriumbikarbonatlösung und dann wieder mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrock net und zur Trockne eingedampft.
Der erhaltene Rückstand wurde in 50 cm3 Benzol gelöst und über 75 g synthetisches Magnesiumsilikat chromatogra- phiert. Die chromatographische Säule wurde mit 45-cm3-Fraktionen der folgenden Zusammensetzun gen eluiert:
Fraktion 1-22 Hexankohlenwasserstoffe + 511/o Aceton, Fraktion 23-45 Hexankohlenwasserstoffe + 611/o Aceton, Fraktion 46-68 Hexankohlenwasserstoffe + 711/o Aceton, Fraktion 69-91 Hexankohlenwasserstoffe 8 0/11 Aceton.
Die Rückstände der Fraktionen 63-81 wurden vereinigt (195 mg Produkt) und aus Methylenchlorid- Hexankohlenwasserstoffen umkristallisiert, wobei man 141 mg 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on (1I) vom Schmelzpunkt 161-163 erhielt.
Analyse: Berechnet für C2oH.,7FOz: C 75,43 H 8,55 Gefunden: C 75,47 H 8,74 Das Infrarot Absorptionsspektrum (Nujol mull) wies Banden bei 348 cm-1 (Oxy), 1669 cm-1 (a,ss-ungesättigtes Keton) und 1626, 1614 cm-, (Doppelbindung) auf. In gleicher Weise können andere 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-4-androsten-3-one, z. B.
6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthyl-4.-androsten-3-on, dehydriert werden.
<I>Beispiel 3</I> 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on-17-acetat (II) (Chemische Dehydrierung) Die Verwendung von 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-4-androsten- 3-on-17-acetat (und anderer 6a-Fluor-17P-oxy-17a-alkyl-4-androsten- 3-on-17-acylate) anstelle von 6a Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-4-androsten- 3-on in dem in Beispiel 3 beschriebenen Verfahren ergibt 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,
4-androstadien- 3-on-17-acetat (und andere 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-andro- stadien-3-on-17-acylate).
<I>Beispiel 4</I> 6a Fluor-17a-methylöstradiol (I11) (Fermentative Dehydrierung) Fünf 250 cm3 fassende, je 100 cm3 Nährmedium aus 111/o Glukose, 2% Maisquellwasser (60% Fest- stoffe) und Leitungswasser enthaltende Erlenmeyer- kolben wurden auf einen pH-Wert von 4,9 einge stellt,
45 Minuten bei einem Druck von 1,05 kg/cm2 sterilisiert, dann mit einer ein bis zwei Tage alten vegetativen Kultur von Septomyxa affinis A. T. C. C. 6737 geimpft und anschliessend drei Tage bei Raum temperatur (etwa 26-28 ) geschüttelt. Nach Ablauf dieser Zeit wurden die 500 cm3 als Impfstoff für 101 des gleichen Mediums aus Glukose und Maisquell wasser verwendet, das zusätzlich 5 cm3 eines Anti- Schaummittels (ein Gemisch aus Specköl und Okta- dekanol) enthielt.
Der Gärbehälter wurde in ein Wasserbad von 28 gestellt und sein Inhalt kräftig gerührt (300 U.(min) und belüftet (0,2 1 Luft/Minute, 10 1 Gärmedium). Nach 20-stündiger Inkubation, wenn sich ein, gutes Wachstum entwickelt hat, wurde 1g 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4- androsten-3-on (I) in 16 cm3 Dimethylformamid zugefügt.
Die Dehy- drierung wurde bei der gleichen Temperatur (28 ) und Belüftung 36 Stunden lang durchgeführt (end gültiger pH-Wert 8,3).
Das Mycel wird abfiltriert und dreimal mit je 200 cm3 Aceton extrahiert. Die Gärlösung wird dreimal mit je einem Liter Methylen- chlorid extrahiert. Darauf werden die Aceton- und Methylenchloridextrakte vereinigt, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und eingedampft.
Der er haltene Rückstand wird über eine Säule aus synthe tischem wasserfreiem Magnesiumsilikat chromatogra- phiert. Die Eluierung mit Hexankohlenwasserstoffen, die steigende Mengen Aceton enthalten, und Ver dampfung des Lösungsmittels ergibt feste Rückstände.
Die in 10%igem wässrigem Natriumhydroxyd lös- lichen Fraktionen werden vereinigt und aus Äthyl acetat-Hexankohlenwasserstoffen umkristallisiert, wo bei festes kristallines 6a-Fluor-17a-methylöstradiol (III) erhalten wird.
Anstelle von Mikroorganismen der Gattung Septomyxa können auch Arten anderer Gattungen, z. B. die in Beispiel 1 beschriebenen zur Dehydrie- rung des 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4- androsten-3-ons und andere 6a-Flnor-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-4- androsten-3-one, z.
B. des 17a-Äthyl-Derivates, ver wendet werden, ferner deren 17-Acylate, die während der fermentativen Dehydrierung im allgemeinen je doch verseift werden.
<I>Beispiel 5</I> 6a-Fluor-17a-methylöstradiol (III) (Chemische Dehydrierung) Eine Lösung von 100 mg 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4- androsten-3-on (II) in 6 cm3 tert. Butylalkohol und 0,55 cm3 Essig säure wird mit 3.0 mg Selendioxyd unter Rühren etwa 24 Stunden auf annähernd 75 erwärmt.
Darauf wer den nochmals 30 mg Selendioxyd zugefügt und das Gemisch unter Rühren etwa weitere 24 Stunden er wärmt. Dann wird gekühlt, vom Selendioxyd filtriert und eingeengt. Der erhaltene Rückstand wird wie in Beispiel 5 gereinigt, worauf man kristallines 6a-Fluor-17a-methylöstradiol (III) erhält.
In ähnlicher Weise können andere 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-4-androsten- 3-one behandelt werden, in denen die 17a-ständige Alkyl- gruppe z. B. die Äthylgruppe ist.
<I>Beispiel 6</I> 6a-Fluor-17a-methylöstradiol-17-acetat (III) (Chemische Dehydrierung) Die Verwendung von 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4- androsten-3-on-17-acetat (sowie anderer 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor- 4-androsten-3-on-17-acylate) anstelle von 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4- androsten-3-on in dem in Beispiel 6 beschriebenen Verfahren,
ergibt 6a-Fluor-17a-methylöstradiol-17-acetat (sowie andere 6a-Fluor-17a-alkylöstradiol-17-acylate). <I>Beispiel 7</I> 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-on (1I) (Fermentative Dehydrierung) Fünf 250 cm?, fassende Erlenmeyerkolben, die je 100 cm3 Nährmedium aus 19/o Glukose,
2% Mais- quellwasser (601/o Feststoffe) und Leitungswasser enthielten, wurden auf einen pH-Wert von 4,9 ein gestellt, dann 45 Minuten bei einem Druck von 1,05 kg/cm2 sterilisiert und mit einer ein bis zwei Tage alten vegetativen Kultur von Septomyxa affinis A. T. C. C. 6737 geimpft. Die Erlenmeyerkolben wurden bei Raumtemperatur (etwa 26-28 ) drei Tage geschüttelt.
Nach Ablauf dieser Zeit wurden die ge samten 500 cm3 als Impfstoff für<B>10</B> 1 des gleichen Mediums aus Glukose und Maisquellwasser verwen det, das zusätzlich 5 cm3 eines Antischaummittels (ein Gemisch aus Specköl und Oktadekanol) enthielt. Der Gärbehälter wurde darauf in ein Wasserbad von 28 gebracht, sein Inhalt kräftig gerührt (300 U./min) und belüftet (0,2 1 Luft/Minute, 10 1 Gärlösung).
Nach 20stündiger Inkubation, wenn sich ein gutes Wachstum entwickelt hat, werden 1 g 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-4-androsten- 3-on (I) und 0,5 g 3-Ketobisnor-4-cholen-22-al in 16 cm3 Dimethylformamid zugefügt und die Inkubation 36 Stunden bei der gleichen Temperatur (28 ) und Be lüftung durchgeführt (endgültiger pH-Wert 8,3). Das Mycel wird abfiltriert und dreimal mit je 200 cm3 Aceton extrahiert.
Die Gärlösung wird dreimal mit je 1 1 Methylenchlorid extrahiert. Die Aceton- und Methylenchloridextrakte werden vereinigt, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und einge dampft.
Der erhaltene Rückstand wird über eine Säule aus wasserfreiem synthetischem Magnesium- Silikat chromatographiert. Bei der Eluierung mit 7-10%. Aceton in Hexankohlenwasserstoffen enthal- tenden Fraktionen und Verdampfung des Lösungs mittels werden feste Rückstände erhalten. Die Rück stände werden vereinigt und aus Aecton-Hexan- kohlenwasserstoffen
umkristallisiert, worauf man kristallines 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-on (1I) erhält. Anstelle von Mikroorganismen der Gattung Septomyxa können auch Arten anderer Gattungen, z. B. die in Beispiel 1 beschriebenen, für die Ein führung der Doppelbindung in 1(2)-Stellung verwen det werden.
Ebenso können anstelle des 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-4-androsten-3-ons andere 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-alkinyl-4-androsten-3-one verwendet werden, in denen die 17-ständige Alkinyl- gruppe z. B. die Methyläthinylgruppe ist. In. gleicher Weise sind die 17 Ester der genannten Verbindun gen verwendbar, z. B. das 17 Acetat, -Propionat, -Butyrat, Asobutyrat und dergleichen. Hierbei wird die Estergruppe jedoch im allgemeinen verseift.
Das erhaltene 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-on kann folgendermassen zu seinem 17-Acetat verestert werden: 1g 6a Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,
4-androstadien- 3-on wird in 9 cm3 Essigsäureanhydrid gelöst und etwa eine halbe Stunde unter Rückfluss erhitzt. Das Re aktionsgemisch wird dann zur Entfernung des nicht umgesetzten Essigsäureanhydrids unter vermindertem Druck destilliert. Der nach der Destillation zurück bleibende kristalline Stoff wird aus wässrigem Me thanol umkristallisiert, worauf man kristallines 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,
4-androstadien- 3-on-17-acetat (II) erhält. In ähnlicher Weise werden durch Umsetzung des 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-ons mit geeigneten Carbonsäureanhydriden, z. B. bei Temperaturen zwischen etwa 120 und 150 , andere 17-Acylate erhalten, z.
B. das 17-Propionat, 17- Butyrat, 17 Valeriat, 17-Hexanoat, 17-Lauriat, 17- Trimethylacetat, 17-Isobutyrat, 17-Isovaleriat, 17- Cyclohexancarboxylat, 17-Benzoat, 17-Phenylacetat, 17-(ss-Phenylpropionat), 17-o-, m- oder p-Toluat), 17-Hemisuccinat, I7-Hemiadipat,
17-Acrylat, 17- Crotonat, 17-Undecylenat, 17-Propiolat, 17-Cinnamat, 17-Maleat und 17-Citraconat.
Wenn das entsprechende Acylierungsmittel fest ist, kann zur Herbeiführung einer Lösung und eines flüssigen Veresterungsmediums ein inertes Lösungs mittel, wie Toluol, Xylöl oder Dioxan zugefügt wer den.
Die Acylierung kann selbstverständlich auch mit 6a Fluor-17ss-oxy-17a-alkinyl-1,4-androstadien- 3-onen durchgeführt werden, in denen die 17a-ständige Alkinylgruppe eine andere als die Äthinylgruppe ist.
<I>Beispiel 8</I> 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-on (1I) (Chemische Dehydrierung) Eine Lösung von 100 mg 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-4-androsten- 3-on (I) in 6 cm3 tert. Butylalkohol und 0,55 cm3 Essigsäure wird mit 30 mg Selendioxyd unter Rühren etwa 24 Stunden auf etwa 75 erwärmt. Dann werden nochmals 30 mg Selendioxyd zugefügt, worauf das Gemisch unter fortlaufendem Rühren weitere 24 Stunden erwärmt wird.
Das Gemisch wird gekühlt, zur Entfernung des Selendioxydes filtriert und ein gedampft. Der Rückstand wird wie in Beispiel 8 be schrieben gereinigt. Man erhält reines, kristallines 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-on (1I).
In gleicher Weise können andere 6a-Fluor-17P-oxy-17a-alkinyl-4-androsten- 3-one behandelt werden, in denen die 17a-ständige Alkinyl- gruppe z. B. die Methyläthinylgruppe ist.
<I>Beispiel 9</I> 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-on-17-acetat (II) (Chemische Dehydrierung) Die Verwendung von 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-4-androsten- 3-on-17-acetat (sowie anderer 6a -Fluor - 17ss - oxy -17a - alkinyl-4- androsten-3-on-17-acylate) anstelle von 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-4-androsten- 3-on im Verfahren des Beispiels 10 ergibt 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,
4-androstadien- 3-on-17-acetat (sowie andere da -Fluor- 17ss - oxy-17a-alkinyl-1,4- androstadien-3-on-17-acylate). <I>Beispiel 10</I> 6a-Fluor-17a-äthinylöstradiol (11I) (Fermentative Dehydrierung) Fünf 250 em3 fassende Erlenmeyerkolben, die je 100 cm3 Gärmedium aus 1 D/o Glukose, 2% Mais quellwasser (600/u Feststoffe) und Leitungswasser enthielten,
wurden auf einen pH-Wert von 4,9 ein gestellt, 45 Minuten bei einem Druck von 1,05 kgicm2 sterilisiert und darauf mit einer ein bis zwei Tage alten vegetativen Kultur von Septomyxa affinis A. T. C. C. 6737 geimpft. Die Erlenmeyerkolben wur den drei Tage bei Raumtemperatur (etwa 26-28 ) geschüttelt. Nach Ablauf dieser Zeit wurden die ge samten 500 cm3 als Impfstoff für 10 1 des gleichen Mediums aus Glukose und Maisquellwasser verwen det, das jedoch zusätzlich 5 cm3 eines.
Antischaum mittels (ein Gemisch aus Specköl und Oktadekanol) enthielt. Der Gärbehälter wurde in ein Wasserbad von 28 gestellt, sein Inhalt kräftig gerührt (300 U.IImin) und belüftet (0,2 1 Luft/Minute, 10 1 Gärlösung). Nach 20stündiger Inkubation, wenn sich ein gutes Wachstum entwickelt hat, werden 1 g 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-19-nor- 4-androsten-3-on (I) und 0,5 g 3-Ketobisnor-4-cholen-22-al in 16 cm3 Dimethylformamid zugefügt.
Die Inkubation wird darauf bei der gleichen Temperatur (28 ) und Be lüftung 36 Stunden fortgesetzt (endgültiger pH-Wert 8,3). Das Mycel wird abfiltriert und dreimal mit je 200 cm3 Aceton extrahiert. Die Gärlösung wird dreimal mit je 1 1 Methylenchlorid extrahiert. Die Aceton- und Methylenchloridextrakte werden ver einigt, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und eingedampft.
Der erhaltene Rückstand wird über eine Säule aus synthetischem, wasserfreiem Magnesiumsilikat chromatographiert. Bei der Eluie- rung mit Hexankohlenwasserstoffen, die zunehmende Mengen Aceton enthalten und Verdampfung des Lösungsmittels werden feste Rückstände erhalten. Die in 10111/aigem, wässrigem Natriumhydroxyd lösli chen Fraktionen werden vereinigt und aus Aceton- Hexankohlenwasserstoffen umkristallisiert.
Man er hält kristallines 6a-Fluor-17a-äthinylöstradiol (III).
Anstelle von Mikroorganismen der Gattung Septomyxa können auch Arten anderer Gattungen, z. B. die in Beispiel 1 beschriebenen, für die Um wandlung des 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-19-nor- 4-androsten-3-ons in 6a-Fluor-17a-äthinylöstradioi (1I1) verwendet werden. In gleicher Weise können andere 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-alkinyl-19-nor- 4-androsten-3-one, in denen die 17a-ständige Alkinylgruppe z. B. die Methyläthinylgruppe ist, sowie deren 17-Acylate, z.
B. die 17-Acetate, 17-Propionate, 17 Butyrate, 17-Isobutyrate und dergleichen, behandelt werden. In diesen Fällen wird jedoch während des Gärungs vorganges die Estergruppe verseift.
<I>Beispiel 11</I> 6a-Fluor-17a-äthinylöstradiol (III) (Chemische Dehydrierung) Eine Lösung von 100 mg 6a-Fluor-17fl-oxy-17a-äthinyl-19-nor- 4-androsten-3-on (I) in 6 cm3 tert. Butylalkohol und 0,55 cm3 Essigsäure wird mit 30 mg Selendioxyd unter Rühren etwa 24 Stunden auf etwa 75 erwärmt. Darauf werden noch mals 30 mg Selendioxyd zugefügt, worauf das Ge misch weitere etwa 24 Stunden unter Rühren er wärmt wird.
Das Gemisch wird gekühlt, vom Selen dioxyd filtriert und eingedampft. Der Rückstand wird wie in Beispiel 12 beschrieben gereinigt und er gibt reines kristallines 6a-Fluor-17a-äthinylöstradiol (III). Auf ähnliche Weise können andere 6a Fluor-17ss-oxy-17a-alkinyl-4-androsten- 3-one behandelt werden, die in 17a-Stellung eine andere Alkinylgruppe als die Äthinylgruppe, z. B. die Me- thyläthinylgruppe, enthalten.
<I>Beispiel 12</I> 6a-Fluor-17a-äthinylöstradiol-17-acetat (11I) (Chemische Dehydrierung) Die Verwendung von 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-19-nor- 4-androsten-3-on-17-acetat (sowie anderer 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-alkinyl-19-nor- 4-androsten-3-on-17-acylate)
anstelle von 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-19-nor- 4-androsten-3-on im Verfahren des Beispiels 13 ergibt 6a-Fluor-17a-äthinylöstradiol-17-acetat (sowie andere 6a -Fluor -17a - alkinylöstradiol-17- acylate). <I>Beispiel 13</I> Die 6ss-Epimeren A.
Verwendet man als Ausgangsmaterial in Bei spiel 1 6ss-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-4-androsten-3-on (bzw. dessen 17 Acylate), so erhält man in diesem Beispiel sowie in den nachfolgenden Beispielen 2-4 bei Einhaltung etwa neutraler Bedingungen als Pro dukt das entsprechende 6ss-Steroid, z. B.
6fl-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on (Beispiele 1 und 3) und 6ss-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on-17-acetat (und andere 17-Acylate) (Beispiele 2 und 4). B. Die Verwendung von 6ss-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor- 4-androsten-3-on und dessen 17-Acylaten in Beispiel 5 ergibt bei Einhaltung etwa neutraler Bedingungen in den Bei spielen 5-7 als Produkt die entsprechenden 6ss Steroide, z.
B. 6ss-Fluor-17a-methylöstradiol (Bei spiele 5 und 6) und 6ss Fluor-17a-methylöstradial- 17-acetat (und andere 17-Acylate) (Beispiel 7).
C. Ebenso werden bei Verwendung von 6ss-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-4-androsten-3-on als Ausgangsstoff in Beispiel 8 bei Einhaltung etwa neutraler Bedingungen in den Beispielen 8-11 die entsprechenden 6ss-Steroide erhalten, z. B.
6ss Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-on (Beispiele 8 und 10) und 6ss Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on-17-acetat (und andere 17 Acylate) (Beispiele 9 und 11). D. Die Verwendung von 6ss-Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl 19-nor- 4-androsten-3-on und dessen 17-Acylaten als Ausgangsmaterial in Bei spiel 12 ergibt bei Einhaltung etwa neutraler Bedin gungen in den Beispielen 12-14 ebenfalls die ent sprechenden 6ss-Steroide, z. B.
6ss Fluor-17a-äthinylöstradiol (Beispiele 12 und 13) und 6ss Fluor-17a-äthinylöstradiol-17-acetat (und andere 17 Acylate) (Beispiel 14).
Die erhaltenen 6ss-Fluorsteroide können zu den entsprechenden 6a Fluorsteroiden isomerisiert wer den: Eine Lösung von 1 g 6ss Fluor-17ss-oxy-17a-methyl 1,4-androstadien- 3-on in 100 cm3 Chloroform und 0,1 cm3 Alkohol wird in einem Eis-Salz-Bad auf etwa -10 gekühlt.
Darauf wird langsam wasserfreier Chlorwasserstoff etwa 21/2 Stunden durch die Lösung geleitet, wobei man die Temperatur zwischen etwa -5 und -15 hält. Die Lösung wird dann mit verdünnter Natrium- bikarbonatlösung und Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Die Umkristalli sation des Rückstandes aus Aceton-Hexankohlen- wasserstoffen ergibt 6a-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on (Beispiel 1).
In ähnlicher Weise können andere 6ss-Fluor- steroide, z. B.
6ss-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on-17-acylate und 6ss-Fluor-17/:-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-on (und dessen 17-Acylate) in die entsprechenden 6a- Analogen umgewandelt werden.
Process for the preparation of steroids The present invention relates to a process for the preparation of new 6-fluorine-17, ss-oxy-1,4-androstadien-3-ones and 6-fluoro-3-ones and 6-fluoro-substituted in the 17a-position by a lower aliphatic hydrocarbon radical estradiols and their 17-acylates.
The new steroid compounds of the formulas II and III that can be prepared according to the invention have valuable therapeutic properties. In particular, the compounds containing a 17a-alkyl group have the ability to change the secretion of gonadotropins. They also have androgenic, anabolic and central nervous system control effects.
The compounds of the formulas 1I and III with a 17a-C-CR group influence the excretion of gonadotropins and thereby control ovulation as well as endometric and placental development, whereby they, especially in connection with androgenic substances, e.g. B.
9a-fluoro-1 lss-oxy-17-methyltestosterone, reduce fertility and are therefore suitable for the treatment of dysmenorrhea, amenorrhea, endometriosis, threatened abortion and related gynecological disorders. The compounds of formula III also have estrogenic effects and attack the blood lipids, which makes them suitable anti-arteriosclerotic agents.
The steroids of the formulas II and III can be administered in the usual dosage forms, for oral use e.g. B. in the form of pills, tablets, capsules, syrups or elixirs, also in liquid form, as is common for injectable natural and synthetic steroid hormones.
According to the invention, the steroids are produced according to the following reaction scheme:
EMI0001.0042
in which R1 is the methyl group or hydrogen, R2 is hydrogen or the acyl radical of an organic carboxylic acid with preferably 1 to 12 carbon atoms and R3 is an alkyl radical with 1-6 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, butyl -, amyl, hexyl,
Isopropyl and 3-methylpentyl radical or an alkynyl radical of the structure -C-CR represents in which hydrogen or an alkyl radical with 1 to 4 carbon atoms inclusive, z. B. the methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl or tert. Butyl residue.
The wavy line in the 6 position means that the F atom located there can have both a and P configuration. The preparation of the starting steroids for the process according to the invention, i.e. the 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-4-androsten-3-ones and 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-4- androsten- 3-one and their 17 acylates are in Switzerland. Patent No. <B> 381668 </B>.
According to one embodiment of the process according to the invention, the starting steroids of the formula I (in which R1 denotes the methyl group), that is to say the 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl 4-androsten-3-ones and their 17-acylates, are fermentative or chemically dehydrated to 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien-3-ones of the formula 1I and their 17-acylates.
Microorganisms of the genus Septomyxa, Corynebacterium Fusarium and the like are used for fermentative dehydration. The fermentation conditions applied are z. Known from U.S. Patent No. 2,602,769.
If a starting steroid with a -CR group in the 17a position and a dehydrating microorganism of the genus Septomyxa is used, the substrate and medium are advantageously promoted in the form of a steroid such as progesterone, 3-ketobisnor-4-cholen -22-al, 3-ketobisnorcholenic acid, lss, 21-dioxy-1,4,17 (20) -pregnatrien-3-one and the like.
Usually the free alcohols are used as starting material for fermentative dehydrogenation, since fermentative dehydrogenation usually leads to saponification of the 17-position ester group. Nevertheless, the 17-acylates, e.g. B. the 17-acetates, the 17-propionates and derglei chen the 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl 4-androsten-3-ones can be used as starting material.
The products obtained by fermentative dehydrogenation of compounds of the formula I (in which R is methyl) are 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien-3-ones (the compounds of the formula II), which optionally can be converted into the corresponding 17-acylates.
The acylation is carried out in a known manner by reacting the 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien-3-ones with the anhydride of an organic carboxylic acid having preferably 1-12 carbon atoms, e.g. .
B. a saturated, straight-chain, aliphatic acid such as acetic, propionic, butyric, valeric, caproic and lauric acid; a saturated,. branched chain aliphatic acids such as trimethyl acetic, isobutyric and isovaleric acids; a cycloaliphatic saturated acid such as cyclohexanecarboxylic acid;
an alkaryl acid such as benzoic, phenyl acetic, 2-phenylpropionic and o-, m- or p-toluic acid; a saturated dibasic acid (which can be converted into water-soluble, e.g. sodium salts) such as succinic and adipic acid; a monobasic unsaturated acid such as acrylic, crotonic, undecylenic, propiolic and cinnamic acids; a dibasic, unsaturated acid (which is soluble in water, e.g.
B. sodium salts, who can be transferred), such as maleic and citric acid.
If the corresponding acylating agent is solid, a. inert solvent such as toluene, xylene or dioxane can be added to cause a solution and to obtain a liquid esterification medium.
The chemical dehydrogenation of the compounds of the formula I (in which R is methyl) can be carried out in a known manner with selenium dioxide.
The fermentative dehydrogenation of the compounds of the formula I (in which R is hydrogen), such as the 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-4-androsten-3-one and their 17-acylates, is carried out in the same way Way done.
The compounds of the formula 1I (in which R is hydrogen) produced by fermentative dehydrogenation, such as the 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-1,4-androstadien-3-ones, are unstable and immediately relocate to the compounds of formula III,
that is to say in 6-fluoro-17a-alkyl-estradiols. When using the 17-acylates of the 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-4-androsten-3-ones as starting materials, the 17-position ester group is generally saponified.
The 17-acylates of the 6-fluoro-17a-alkyl estradiols are obtained by using the 6-fluoro-17a-alkyl estradiols according to the method used for the acylation of the 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadiene 3-one described procedure is dealt with.
The 3,17ss-diacylates obtained are then according to the process described in Example 2 of US Pat. No. 2 611733 with selective saponification of the 3-position acyloxy group in 6-fluoro-17a-alkyl estradiol 17-acylate converted.
The chemical dehydrogenation of the compounds of the formula I (in which R is hydrogen) to give the compounds of the formula III is carried out in the same way as the chemical dehydrogenation of the compounds of the formula I in which R is methyl.
As with fermentative dehydrogenation, the compounds of the formula 1I (in which R is hydrogen), i.e. the 6-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-1,4-androstadiene- 3-ones and their 17-acylates are unstable and rearrange immediately into the compounds of the formula III, that is to say 6-fluoro-17a-alkyl estradiols and their 17-acylates.
The compounds of the formulas I, II and III all contain a fluorine atom in the 6-position, which can have both the 6a and 6ss configuration. If the corresponding 6ss fluorosteroids are used as the starting material and the reaction conditions are kept approximately neutral in the individual process steps, the corresponding 6ss epimer is obtained as the product of the individual steps.
If the 6ss epimer or a mixture in which this predominates is used as the starting material, the product of each stage can be isolated as 6ss epimers or as a mixture of 6a and 6ss epimers.
The epimerization to the 6a product can be achieved by adding the 6ss epimer or a mixture of 6a- and 6ss epimers at 0 or slightly above or below temperatures in an organic solvent such as chloroform, methylene chloride, ether and the like , treated with a mineral acid such as hydrogen chloride in the presence of a proton donating agent such as alcohols, organic acids and the like.
During the addition of the acid, the mixture should advantageously have a temperature of 0, although slightly higher or lower temperatures can also be used. The reaction mixture can then be washed successively with dilute alkali and water and then dried under reduced pressure and evaporated. The 6a fluoroproducts can be purified from the crude reaction product by recrystallization.
Epimerization can also be achieved with alkali. The 6ss epimer is dissolved in an orga African solvent such as methanol and formed with bases such. B. solutions of sodium hydroxide and potassium hydroxide, treated.
<I> Example 1 </I> 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien-3-one (II) (fermentative dehydration) Five 250 cms and 100 cm3 nutrient medium from 1 % Glucose, 2% corn steep liquor (601 / o solids)
Erlenmeyer flasks containing and tap water are adjusted to a pH value of 4.9, then sterilized for 45 minutes at a pressure of 1.05 kg / cm2 and then inoculated with a 1-2 day old vegetative culture of Septomyxa affinis A.T.C. 6737. The Erlenmeyer flasks are shaken for three days at room temperature (about 26-28).
At the end of this time, the entire 500 cm3 are used as a vaccine for 10 1 of the same glucose-corn steep water medium, which also contains 5 cm3 of an antifoam (a mixture of lard oil and octadecanol).
The fermentation tank is placed in a 28 water bath, its contents are stirred vigorously (300 rpm) and aerated (0.2 l air / minute, 10 l fermentation medium). After an incubation period of 20 hours, when good growth has developed, 1 g of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-4-androsten-3-one (I) in 16 cm3 of dimethylformamide is added. The fermentative dehydrogenation is carried out at the same temperature (28)
and aeration performed for 36 hours (final pH 8.3). The mycelium is filtered off and extracted three times with 200 cm3 of acetone each time. The fermentation solution is extracted three times with one liter of methylene chloride each time. The acetone and methylene chloride extracts are then combined, dried over anhydrous sodium sulfate and evaporated.
The residue obtained is chromatographed on a column of synthetic, anhydrous magnesium silicate. Solid residues are obtained on elution with hexane hydrocarbons + 7% acetone and subsequent evaporation of the solvent.
They are combined and recrystallized from methylene chloride containing hexane hydrocarbons, crystalline 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl 1,4-androstadien-3-one (1I) being obtained.
Instead of microorganisms of the genus Septomyxa, species of other genera, such as Corynebacterium, Didymella, can also be used to introduce the double bond in the 1 (2) position of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-4-androsten-3-one Calonectria, Alternaria, Colletotrichum, Cylindrocarpon, Ophiobolus, Fusarium, Listeria, Erysipelothrix, Mycobacterium,
Tricothecium, Leptosphaeria, Cucurbitaria, Nocardia and enzymes from fungi of the family Tuberculariaceae can be used.
Likewise, other 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-4-androsten-3-ones, z. B.
6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethyl-4-androsten-3-one, can be used as starting materials, which can also be replaced by their 17-ester, e.g. B. the 17-acetates, 17-propionates, 17-butyrates, 17-isobutyrates and the like, but the ester group is saponified in general NEN during the fermentative dehydrogenation.
The 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien-3-one obtained can be esterified to its 17 acetate as follows: 1g 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4- androstadien-3-one is dissolved in 9 cubic meters of acetic anhydride and refluxed for about half an hour.
The reaction mixture is then distilled under reduced pressure to remove the unreacted acetic anhydride. The crystalline substance remaining after the distillation is recrystallized from aqueous methanol, crystals of 6a fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien-3-one-17-acetate (1I) being obtained.
Similarly, by reacting 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien-3-one with suitable carboxylic acid anhydrides, e.g. B. at temperatures between about 120 and 150 other 17-acylates of 6a-fluoro-17P-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien-3-one, such as 17-propionate, butyrate, valerate, - Hexanoate, laurate, trimethylacetate, isobutyrate,
Isovalerate, cyclohexanecarboxylate, benzoate, phenyl acetate, phenylpropionate, o-, m- or p-toluate, hemisuccinate, hemiadipate, acrylate, protonate, undecylenate, propiolate, cinnamate, maleate and - Citraconate.
If the corresponding acylating agent is solid, an inert solvent such as toluene, xylene or dioxane can be added to obtain a solution and a liquid esterification medium.
The abovementioned 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien-3-ones, in which the alkyl group is different from the methyl group, can also be used for the acylation with the carboxylic anhydrides.
<I> Example 2 </I> 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-one (11) (chemical dehydration) A solution of 704 mg 6a-fluoro-17ss-oxy- 17a-methyl 4-androsten-3-one (I) in 13.5 cms tert. Butyl alcohol and 0.135 cm3 acetic acid were heated under reflux with stirring with 293 mg selenium dioxide for 51/2 hours.
90 mg of selenium dioxide were then added and the mixture was heated under reflux for a further 12 hours while stirring. It was then cooled, filtered to remove the selenium dioxide and evaporated. The residue was dissolved in 50 cm3 of methylene chloride, washed with water, then washed four times with a saturated sodium bicarbonate solution and then again with water, dried over sodium sulfate and evaporated to dryness.
The residue obtained was dissolved in 50 cm3 of benzene and chromatographed over 75 g of synthetic magnesium silicate. The chromatographic column was eluted with 45 cm3 fractions of the following compositions:
Fraction 1-22 hexane hydrocarbons + 511 / o acetone, fraction 23-45 hexane hydrocarbons + 611 / o acetone, fraction 46-68 hexane hydrocarbons + 711 / o acetone, fraction 69-91 hexane hydrocarbons 8 0/11 acetone.
The residues of fractions 63-81 were combined (195 mg of product) and recrystallized from methylene chloride-hexane hydrocarbons, giving 141 mg of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien-3-one (1I) from Melting point 161-163.
Analysis: Calculated for C2oH., 7FOz: C 75.43 H 8.55 Found: C 75.47 H 8.74 The infrared absorption spectrum (Nujol mull) showed bands at 348 cm-1 (Oxy), 1669 cm-1 ( a, ss-unsaturated ketone) and 1626, 1614 cm-, (double bond). In the same way, other 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-4-androsten-3-ones, e.g. B.
6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethyl-4.-androsten-3-one, be dehydrated.
<I> Example 3 </I> 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-on-17-acetate (II) (chemical dehydration) The use of 6a-fluoro-17ss- oxy-17a-methyl-4-androsten- 3-one-17-acetate (and other 6a-fluoro-17P-oxy-17a-alkyl-4-androsten-3-one-17-acylate) instead of 6a fluoro-17ss -oxy-17a-methyl-4-androsten- 3-one in the procedure described in Example 3 gives 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,
4-androstadien-3-one-17-acetate (and other 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-1,4-androstadien-3-one-17-acylates).
<I> Example 4 </I> 6a fluoro-17a-methylestradiol (I11) (fermentative dehydration) containing five 250 cm3 nutrient medium, each 100 cm3, made from 111 / o glucose, 2% corn steep water (60% solids) and tap water Erlenmeyer flasks were adjusted to a pH of 4.9,
Sterilized for 45 minutes at a pressure of 1.05 kg / cm2, then inoculated with a one to two day old vegetative culture of Septomyxa affinis A.T.C.C. 6737 and then shaken for three days at room temperature (about 26-28). At the end of this time, the 500 cm3 were used as a vaccine for 101 of the same medium made from glucose and corn steep liquor, which additionally contained 5 cm3 of an anti-foaming agent (a mixture of lard oil and octadecanol).
The fermentation vessel was placed in a 28 water bath and its contents were vigorously stirred (300 rpm) and aerated (0.2 1 air / minute, 10 1 fermentation medium). After incubation for 20 hours, if good growth develops 1 g of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4-androsten-3-one (I) in 16 cm3 of dimethylformamide was added.
The dehydration was carried out at the same temperature (28) and aeration for 36 hours (final pH 8.3).
The mycelium is filtered off and extracted three times with 200 cm3 of acetone each time. The fermentation solution is extracted three times with one liter of methylene chloride each time. The acetone and methylene chloride extracts are then combined, dried over anhydrous sodium sulfate and evaporated.
The residue obtained is chromatographed on a column of synthetic anhydrous magnesium silicate. Elution with hexane hydrocarbons containing increasing amounts of acetone and evaporation of the solvent gives solid residues.
The fractions soluble in 10% aqueous sodium hydroxide are combined and recrystallized from ethyl acetate-hexane hydrocarbons, where solid crystalline 6a-fluoro-17a-methylestradiol (III) is obtained.
Instead of microorganisms of the genus Septomyxa, species of other genera, e.g. B. those described in Example 1 for the dehydrogenation of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4-androsten-3-one and other 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-19 -nor-4- androsten-3-one, e.g.
B. the 17a-ethyl derivative, are used ver, also their 17-acylates, which are generally saponified during fermentative dehydration.
<I> Example 5 </I> 6a-fluoro-17a-methylestradiol (III) (chemical dehydration) A solution of 100 mg 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4- androsten-3- on (II) in 6 cm3 tert. Butyl alcohol and 0.55 cm3 acetic acid are heated with 3.0 mg selenium dioxide with stirring to approximately 75 hours for about 24 hours.
Then who added another 30 mg of selenium dioxide and the mixture was heated for another 24 hours while stirring. It is then cooled, filtered from selenium dioxide and concentrated. The residue obtained is purified as in Example 5, whereupon crystalline 6a-fluoro-17a-methylestradiol (III) is obtained.
In a similar manner, other 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor-4-androsten-3-ones in which the 17a-alkyl group z. B. is the ethyl group.
<I> Example 6 </I> 6a-fluoro-17a-methylestradiol-17-acetate (III) (chemical dehydration) The use of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4- androsten- 3-on-17-acetate (as well as other 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkyl-19-nor- 4-androsten-3-one-17-acylate) instead of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a- methyl-19-nor-4-androsten-3-one in the method described in Example 6,
produces 6a-fluoro-17a-methylestradiol-17-acetate (as well as other 6a-fluoro-17a-alkylestradiol-17-acylates). <I> Example 7 </I> 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethinyl-1,4-androstadien-3-one (1I) (fermentative dehydration) Five 250 cm? Erlenmeyer flasks, each containing 100 cm3 of nutrient medium from 19 / o glucose,
Containing 2% corn steep water (601 / o solids) and tap water were adjusted to a pH of 4.9, then sterilized for 45 minutes at a pressure of 1.05 kg / cm2 and with a one to two day old inoculated vegetative culture of Septomyxa affinis ATCC 6737. The Erlenmeyer flasks were shaken at room temperature (about 26-28) for three days.
After this time, the entire 500 cm3 was used as a vaccine for <B> 10 </B> 1 of the same medium made from glucose and corn steep liquor, which also contained 5 cm3 of an antifoam (a mixture of lard oil and octadecanol). The fermentation tank was then placed in a 28 water bath, its contents stirred vigorously (300 rpm) and aerated (0.2 1 air / minute, 10 1 fermentation solution).
After 20 hours of incubation, when good growth has developed, 1 g of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethinyl-4-androsten- 3-one (I) and 0.5 g of 3-ketobisnor-4-cholen- 22-al in 16 cm3 dimethylformamide was added and the incubation was carried out for 36 hours at the same temperature (28) and ventilation (final pH value 8.3). The mycelium is filtered off and extracted three times with 200 cm3 of acetone each time.
The fermentation solution is extracted three times with 1 liter of methylene chloride each time. The acetone and methylene chloride extracts are combined, dried over anhydrous sodium sulfate and evaporated.
The residue obtained is chromatographed on a column of anhydrous synthetic magnesium silicate. When eluting with 7-10%. Acetone in fractions containing hexane hydrocarbons and evaporation of the solvent, solid residues are obtained. The residues are combined and made from Aecton hexane hydrocarbons
recrystallized, whereupon crystalline 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethinyl-1,4-androstadien-3-one (1I) is obtained. Instead of microorganisms of the genus Septomyxa, species of other genera, e.g. B. those described in Example 1, for the introduction of the double bond in 1 (2) position are used.
Likewise, instead of the 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-äthinyl-4-androsten-3-one, other 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkynyl-4-androsten-3-ones, in which the 17 alkynyl group z. B. is the methylethinyl group. In. the 17 esters of the compounds mentioned can be used in the same way, e.g. B. the 17 acetate, propionate, butyrate, asobutyrate and the like. In this case, however, the ester group is generally saponified.
The 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien-3-one obtained can be esterified to its 17-acetate as follows: 1g 6a fluoro-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,
4-androstadien-3-one is dissolved in 9 cm3 acetic anhydride and refluxed for about half an hour. The reaction mixture is then distilled under reduced pressure to remove the unreacted acetic anhydride. The crystalline substance remaining after the distillation is recrystallized from aqueous methanol, whereupon crystalline 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethinyl-1,
4-androstadien-3-on-17-acetate (II) is obtained. Similarly, by reacting the 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien-3-one with suitable carboxylic anhydrides, for. B. at temperatures between about 120 and 150, other 17-acylates obtained, e.g.
B. 17-propionate, 17-butyrate, 17-valerate, 17-hexanoate, 17-laurate, 17-trimethylacetate, 17-isobutyrate, 17-isovalerate, 17-cyclohexanecarboxylate, 17-benzoate, 17-phenyl acetate, 17- (see p -Phenylpropionate), 17-o-, m- or p-toluate), 17-hemisuccinate, I7-hemiadipate,
17-acrylate, 17-crotonate, 17-undecylenate, 17-propiolate, 17-cinnamate, 17-maleate and 17-citraconate.
If the corresponding acylating agent is solid, an inert solvent, such as toluene, xylene oil or dioxane, can be added to bring about a solution and a liquid esterification medium.
The acylation can of course also be carried out with 6a fluoro-17ss-oxy-17a-alkynyl-1,4-androstadien-3-ones, in which the 17a-alkynyl group is different from the ethynyl group.
<I> Example 8 </I> 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethinyl-1,4-androstadien- 3-one (1I) (chemical dehydration) A solution of 100 mg 6a-fluoro-17ss-oxy- 17a-äthinyl-4-androsten- 3-one (I) in 6 cm3 tert. Butyl alcohol and 0.55 cm3 acetic acid are heated with 30 mg selenium dioxide with stirring to about 75 hours. A further 30 mg of selenium dioxide are then added, whereupon the mixture is heated for a further 24 hours while stirring continuously.
The mixture is cooled, filtered to remove the selenium dioxide and evaporated. The residue is purified as described in Example 8 be. Pure, crystalline 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethinyl-1,4-androstadien-3-one (1I) is obtained.
In the same way, other 6a-fluoro-17P-oxy-17a-alkynyl-4-androsten-3-ones in which the 17a-alkynyl group z. B. is the methylethinyl group.
<I> Example 9 </I> 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethinyl-1,4-androstadien- 3-on-17-acetate (II) (chemical dehydration) The use of 6a-fluoro-17ss- oxy-17a-äthinyl-4-androsten- 3-one-17-acetate (as well as other 6a -fluoro-17ss - oxy -17a - alkynyl-4- androsten-3-one-17-acylate) instead of 6a-fluoro 17ss-oxy-17a-äthinyl-4-androsten- 3-one in the procedure of Example 10 gives 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,
4-androstadien- 3-on-17-acetate (as well as other da -fluor- 17ss-oxy-17a-alkynyl-1,4-androstadien-3-one-17-acylate). <I> Example 10 </I> 6a-fluoro-17a-äthinylestradiol (11I) (fermentative dehydration) Five 250 em3 Erlenmeyer flasks each containing 100 cm3 fermentation medium from 1 D / o glucose, 2% corn spring water (600 / u solids ) and contained tap water,
were adjusted to a pH value of 4.9, sterilized for 45 minutes at a pressure of 1.05 kgicm2 and then inoculated with a one to two day old vegetative culture of Septomyxa affinis A. T. C. C. 6737. The Erlenmeyer flasks were shaken for three days at room temperature (about 26-28). At the end of this time, the entire 500 cm3 were used as a vaccine for 10 1 of the same medium made from glucose and corn steep liquor, but with an additional 5 cm3 of one.
Antifoam means (a mixture of lard oil and octadecanol) contained. The fermentation tank was placed in a water bath of 28, its contents stirred vigorously (300 U.IImin) and aerated (0.2 l air / minute, 10 l fermentation solution). After 20 hours of incubation, when good growth has developed, 1 g of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-äthinyl-19-nor- 4-androsten-3-one (I) and 0.5 g of 3-ketobisnor- 4-cholen-22-al in 16 cm3 dimethylformamide was added.
Incubation is then continued for 36 hours at the same temperature (28) and ventilation (final pH 8.3). The mycelium is filtered off and extracted three times with 200 cm3 of acetone each time. The fermentation solution is extracted three times with 1 liter of methylene chloride each time. The acetone and methylene chloride extracts are combined, dried over anhydrous sodium sulfate and evaporated.
The residue obtained is chromatographed on a column of synthetic, anhydrous magnesium silicate. Solid residues are obtained on elution with hexane hydrocarbons containing increasing amounts of acetone and evaporation of the solvent. The fractions soluble in 10111 / aigem, aqueous sodium hydroxide are combined and recrystallized from acetone-hexane hydrocarbons.
He holds crystalline 6a-fluoro-17a-äthinylestradiol (III).
Instead of microorganisms of the genus Septomyxa, species of other genera, e.g. B. those described in Example 1, for the conversion of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-äthinyl-19-nor-4-androsten-3-ons in 6a-fluoro-17a-äthinylöstradioi (1I1) can be used. In the same way, other 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkynyl-19-nor-4-androsten-3-ones, in which the 17a-alkynyl group z. B. is the methylethinyl group, and their 17-acylates, e.g.
The 17-acetates, 17-propionates, 17-butyrates, 17-isobutyrates and the like can be treated. In these cases, however, the ester group is saponified during the fermentation process.
<I> Example 11 </I> 6a-fluoro-17a-äthinylestradiol (III) (chemical dehydration) A solution of 100 mg 6a-fluoro-17fl-oxy-17a-äthinyl-19-nor- 4-androsten-3- on (I) in 6 cm3 tert. Butyl alcohol and 0.55 cm3 acetic acid are heated with 30 mg selenium dioxide with stirring to about 75 hours. Then another 30 mg selenium dioxide are added, whereupon the Ge mixture is warmed for another 24 hours while stirring.
The mixture is cooled, filtered from the selenium dioxide and evaporated. The residue is purified as described in Example 12 and it gives pure crystalline 6a-fluoro-17a-äthinylestradiol (III). In a similar manner, other 6a fluoro-17ss-oxy-17a-alkynyl-4-androsten-3-ones can be treated which have an alkynyl group other than the ethynyl group in the 17a position, e.g. B. the methylethinyl group contain.
<I> Example 12 </I> 6a-fluoro-17a-äthinylestradiol-17-acetate (11I) (chemical dehydration) The use of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethinyl-19-nor- 4-androsten- 3-on-17-acetate (as well as other 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-alkynyl-19-nor- 4-androsten-3-one-17-acylate)
instead of 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-ethinyl-19-nor-4-androsten-3-one in the procedure of Example 13 gives 6a-fluoro-17a-ethinylestradiol-17-acetate (as well as other 6a -fluoro-17a - alkynyl estradiol-17-acylate). <I> Example 13 </I> The 6ss epimers A.
If the starting material used in Example 1 is 6ss-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-4-androsten-3-one (or its 17 acylates), this is obtained in this example and in the following examples 2-4 at Compliance with approximately neutral conditions as a product, the corresponding 6ss steroid, z. B.
6fl-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-one (Examples 1 and 3) and 6ss-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-one- 17-acetate (and other 17-acylates) (Examples 2 and 4). B. The use of 6ss-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-19-nor-4-androsten-3-one and its 17-acylates in Example 5 results in approximately neutral conditions in the case of play 5-7 as Product the corresponding 6ss steroids, e.g.
B. 6ss-fluoro-17a-methylestradiol (Examples 5 and 6) and 6ss-fluoro-17a-methylestradial-17-acetate (and other 17-acylates) (Example 7).
C. Likewise, when using 6ss-fluoro-17ss-oxy-17a-äthinyl-4-androsten-3-one as the starting material in Example 8 if approximately neutral conditions are maintained in Examples 8-11, the corresponding 6ss steroids are obtained, e.g. . B.
6ss Fluor-17ss-oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-one (Examples 8 and 10) and 6ss Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-one-17- acetate (and other 17 acylates) (Examples 9 and 11). D. The use of 6ss-fluoro-17ss-oxy-17a-äthinyl 19-nor- 4-androsten-3-one and its 17-acylates as starting material in Example 12 results in compliance with approximately neutral conditions in Examples 12- 14 also the corresponding 6ss steroids, z. B.
6ss fluoro-17a-ethinylestradiol (Examples 12 and 13) and 6ss fluoro-17a-ethinylestradiol-17-acetate (and other 17 acylates) (Example 14).
The 6ss fluorosteroids obtained can be isomerized to the corresponding 6a fluorosteroids: A solution of 1 g of 6ss fluorine-17ss-oxy-17a-methyl 1,4-androstadien-3-one in 100 cm3 of chloroform and 0.1 cm3 of alcohol is used Chilled to about -10 in an ice-salt bath.
Anhydrous hydrogen chloride is then slowly passed through the solution for about 21/2 hours, the temperature being kept between about -5 and -15. The solution is then washed with dilute sodium bicarbonate solution and water, dried over anhydrous sodium sulfate and evaporated under reduced pressure. Recrystallization of the residue from acetone-hexane hydrocarbons gives 6a-fluoro-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien-3-one (Example 1).
Similarly, other 6ss fluorosteroids, e.g. B.
6ss-Fluor-17ss-oxy-17a-methyl-1,4-androstadien- 3-one-17-acylate and 6ss-Fluor-17 /: - oxy-17a-äthinyl-1,4-androstadien- 3-one ( and its 17-acylates) are converted into the corresponding 6a analogs.