Procédé de préparation de 2a-cyana-3-oxo-stéroïdes La présente invention se rapporte à la préparation 2-cyano-stéroïdes. On a découvert qu'une nouvelle classe de composés, les 2-cyano-4,4-dialcoyl-3-oxo-45- stéroïdes comportant de 17 à 23 atomes de carbone dans la partie stéroïde en dehors des radicaux ester, ont des propriétés d'inhibition adrénale.
La nature exacte de la moitié stéroïde de la molé cule n'est pas critique et elle peut provenir de n'im porte quel stéroïde du type général, connu pour avoir des propriétés hormonales ou d'autres propriétés phar macologiques ou endocrinologiques. Ces moitiés sté roïdes contiennent de 17 à environ 23 atomes de car bone, sans compter la teneur en carbone provenant du groupe hydroxy estérifié. Les hydroxy-stéroïdes estéri fiés entrent également dans le cadre de l'invention, mais la teneur en carbone que fournit la moitié acide de l'ester n'est pas considérée comme faisant partie de la teneur essentielle en carbone du stéroïde.
La moitié stéroïde peut représenter n'importe quel membre du groupe que forment l'estrane, l'andro- stane, l'étiocholane, le pregnane ou l'allo-pregnane. Ces composés peuvent porter une ou plusieurs dou bles liaisons et également un ou plusieurs substi- tuants, par exemple des radicaux hydrocarbone ou des groupes fonctionnels habituellement présents dans des composés stéroïdes.
A titre représentatif des sté roïdes, qui peuvent participer à la formation des com posés conformes à l'invention, on cite ceux qui por tent en position 17 un radical hydroxy, acyloxy, oxo ou à la fois un radical hydroxy et un radical alcoyle inférieur, qui caractérisent les stéroïdes androgènes et anaboliques ou des radicaux alkényl inférieurs, alky- nyl inférieurs, acétyl, hydroxy acétyl,
2,3-dihydroxy- éthyl, 1- hydroxyéthyl, etc., qui caractérisent les sté roïdes de gestation et adrénaux-corticaux. J.,a moitié stéroïde peut également porter un ou plusieurs subs- tituants dans les autres positions du noyau, par exem ple des radicaux hydroxy, acyloxy ou oxo dans les positions 6, 7, 11, 12, 14 ou 16 ; des atomes d'halo gène, de préférence de fluor, de chlore ou de brome, par exemple en position 6, 7, 9, 12, 16, 17 ou 21 ;
enfin, des groupes alcoyle inférieurs, par exemple en position 5, 6, 7, 11 ou 16. Habituellement, la partie stéroïde possède des groupes méthyl angulaires en Clo et C13, bien que les norstéroïdes 18 et 19 et les 18, 19-bisnorstéroïdes qui sont privés de l'un ou des deux groupes méthyl en C13 et Clo, respectivement, entrent également dans le cadre de l'invention.
Les moitiés stéroïdes normales, 19-norstéroïdes et 18,19-bis-norstéroïdes des composés conformes à l'invention contiennent 19, 18 ou 17 atomes de car bone qui peuvent être augmentées par des atomes de carbone provenant d'un ou plusieurs substituants du noyau jusqu'à un total de 23 atomes de carbone, en dehors des radicaux ester.
Quand des radicaux acyloxy sont présents dans la moitié stéroïde, ces radicaux acyl dérivent de pré férence d'acides carboxyliques contenant 1 à environ 10 atomes de carbone et ayant un poids moléculaire inférieur à environ 200.
On cite comme radicaux acyl représentatifs qui peuvent être présents : les radicaux alkanoyl inférieurs, par exemple formyl, acétyl, pro- pionyl, butyryl, isobutyryl, caproyl, heptanoyl, octa- noyl, triméthylacétyl, etc. ;
des radicaux carboxy al- kanoyl inférieurs, par exemple succinyl ((1-carboxy- propionyl) ; des radicaux cycloalkyl-alkanoyl infé rieurs, par exemple (3-cyclopentylpropionyl, P-cyclo- hexylpropionyl, etc. ;
des radicaux aryl monocarbocy- cliques, par exemple benzoyl, p-toluyl, p-nitro- benzoyl, 3,4,5-triméthoxybenzoyl, etc. ;
des radicaux arylalkanoyl inférieurs ou alkénoyl inférieurs mono- carbocycliques tels que phénylacétyl, (3-phénylpropio- nyl, cinnamoyl, etc., et des radicaux aryloxy-alkanoyl inférieurs monocarbocycliques, par exemple para- chlorophénoxyacétyl, etc.
Le procédé de préparation des 2 -cyano-3-oxo- stéroïdes conformes à l'invention consiste à scinder un stérôïdo [2,3-d]-isoxazol par une base forte selon l'équation: -
EMI0002.0020
Dans les -formules ci-dessus, Q représente le reste de la moitié stéroïde.
Quand il s'agit des stéroïdes de la série de l'androstane ou des A4- ou A5-stéroïdes, le groupe 2-cyano a la configuration a ; au cas des sté roïdes de la série de l'étiocholane, il a la configura tion (3.
Pour effectuer .la conversion de l'isoxazol au cyanocétone, n'importe quelle base forte peut être utilisée. On préfère les alcoxydes des métaux alkali et un milieu anhydrique.
Les stéroïde [2,3-d]-isoxazols sont préparés par réaction d'un 2 - (1- hydroxyméthylidène) - 3 - oxo - sté - roïde sur l'hydroxylamine ou un sel acide de celle-ci selon l'équation
EMI0002.0042
Dans les formules ci-dessus, Q représente le reste de la moitié stéroïde décrite ci-dessus.
La condensation de l'hydroxylanïïne .avec le 2-hy- droxy- alcoylidèrie- 3 - oxo -stéroïde est effectuée en chauffant le stéroïde avec au moins .un équivalent moléculaire d'hydroxylamine ou d'un sel acide de celle-ci dans un solvant inerte à une température com prise entre environ 500 et 1500.
Le solvant inerte est de préférence un alkanol inférieur tel que le méthanol ou l'éthanol, un acide alkanoïque inférieur, par exem ple l'acide acétique ou l'acide propionique,- ou un mé lange d'un alcool et d'un acide. On catalyse la réaction en ajoutant un acide faible ou modéré comme l'acide acétique, car si on ajoute un acide fort cela peut pro duire une déshydratation d'un groupe hydroxy en position 17 et des modifications profondes du noyau stéroïde.
Quand on utilise un sel d'addition d'hydroxyl- amine avec un acide, tel que le ,chlorhydrate, on ajoute une quantité approximativement équivalente d'un sel d'une base forte et d'un acide faible, par exemple de l'acétate de sodium pour transformer l'acide fort d'un sel d'addition en un acide faible et éviter ainsi la déshydratation et le regroupement. On peut également protéger les groupes hydroxy -en posi tion 17 par estérification avant la formation de l'isoxazol.
Les composés décrits ci-dessus peuvent être modi fiés selon plusieurs méthodes avant la réaction con formément à l'invention. Par exemple, un stéroïdo- [2,3-d]-isoxazol portant un groupe hydroxy dans la position 17 du noyau peut être oxydé pour obtenir le composé 17-oxo -correspondant. Dans un autre cas, on peut oxyder un stéroïdo-[2,3-d]-isoxazol ayant un radical 1-hydroxyéthyle en 17 pour préparer le com posé 17-acétyle correspondant.
On peut préparer les 2-hydroxyalcoylidène-3-oxo- stéroïdes intermédiaires en condensant un 3-oxo-sté- roïde, un 3-oxo-A4-stéroïde ou un 3-oxo-A4,6-stéroïde avec un alcoyle alkanoate inférieur RCOOR"', où R est de l'hydrogène ou un groupe alcoyle inférieur et R"' également un groupe alcoyle inférieur, en pré sence d'une base forte et dans des conditions anhy dres.
La base forte est. de préférence un alkoxy de ou amide inférieur d'un métal alcalin (voir brevet des Etats-Unis d'Amérique No 2281622) ou encore un hydrure. Un groupe acyle se fixe alors en .position 2 avec élimination d'une molécule d'un alcool
EMI0002.0089
Un groupe des composés particulièrement préfé rés qui peuvent être obtenus à partir des matières de départ disponibles ont la formule suivante
EMI0003.0001
où R' est de l'hydrogène ou un radical alcoyle infé rieur, alkényl inférieur, alkynyl inférieur, acétyl,
hy- droxyacétyl, 1,2-dihydroxyéthyl ou 1-hydroxyéthyl ; X est choisi dans le groupe que forment H2, (H) (OH) et O ; Y et Y' représentant de l'hydrogène ou un radical méthyl ;
Z de l'hydrogène ou un radical hydroxy, ce Z étant limité au radical hydroxy quand R' représente de l'hydrogène ou un radical alcoyle inférieur, alkényl inférieur ou alkynyl inférieur, et, si l'on désire R' et Z à la fois, forment un groupe oxo. Un groupe particulièrement préféré est représenté par les composés comportant un substituant alcoyle, par exemple méthyle, dans les positions 2 et 4, et une double liaison dans la position 5(6).
Des autres composés conformes à l'invention sont les esters d'acides carboxyliques des 2-cyano-3-oxo- stéroïdes comportant des groupes hydroxy libres. Les esters dérivés d'acides carboxyliques contenant 1 à 10 atomes de carbone sont employés d'habitude pour la préparation des dérivés stéroïdes. Ils sont préparés par des méthodes conventionnelles, par exemple par traitement de l'alcool stéroïde par l'halogénure ou l'anhydride de l'acide correspondant.
D'autres com posés conformes à l'invention sont les esters énoliques du groupe 3-oxo ayant la formule
EMI0003.0026
où Ac est un radical acyle. On peut préparer les esters énoliques en chauffant le composé 2-cyano-3-oxo avec l'anhydride correspondant en présence de pyri- dine. D'autres exemples de composés conformes à l'invention sont les sels des composés ci-dessus, dans lesquels R représente un radical alcoyle inférieur, alcoényle inférieur ou alcoynyle inférieur,
contenant 1 à environ 4 atomes de carbone, comme par exemple les groupes méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, bu tyle, isobutyle, tert. butyle, vinyle, 1-propényle, 2- propényle, éthynyle, propargyle, etc.
Les 2-cyano-3-oxo-stéroïdes sont des substances acides; elles portent un atome d'hydrogène actif à la position 2 et forment ainsi des sels avec des bases fortes comme les hydroxydes ou alcoxydes des métaux alcalins. En scindant l'isoxazol, un sel du 2-cyano-3- oxo-stéroïde-se produit d'abord qui est transformé en 2-cyano-3-oxo-stéroïde par acidification.
Le procédé conforme à l'invention permet d'ob- tenir des produits qu'on peut disperser en suspension aqueuse ou dissoudre dans les émulsions appropriées d'huile ou d'huile et eau pour leur utilisation, ou encore incorporer à des comprimés.
La mise en oeuvre du procédé de l'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples non limitatifs suivants <I>Exemple 1:</I> <I>(a)</I> 17[3-hydroxy-4,4,17a-triméthyl-5-androsténo [2,3-d)-isoxazol On place dans un ballon de 500 ce à trois tubu lures comportant un agitateur étanche du type Hersh- berg, un condenseur à reflux et un bouchon, une solu tion de 4,5 g de 2-hydroxyméthylène-4,4-17a-triméthyl- 5-androstène-17(3-ol-3-one dans 300 om3 d'éthanol à 95 0/0.
On met l'agitateur en route et on ajoute une suspension de 1,03 g d'acétate de sodium fondu et 0,91 g de chlorhydrate d'hydroxylamine .dans 150 ce d'acide acétique glacial. On chauffe le mélange au reflux modéré sur un bain-marie pendant 1 1/2 h. 15 minutes après le début de la réaction, le mélange donne une réaction négative au chlorure ferrique.
On chasse la plus grande partie de l'éthanol et de l'acide acétique par distillation sous vide, on ajoute au pro duit concentré 300 ce d'eau et 300 ce d'éther et on secoue le mélange. On sépare les couches, on ex trait la couche aqueuse avec de l'éther frais et on lave à l'eau les extraits éthérés combinés, puis on sèche les extraits combinés sur du sulfate de sodium anhy dre, on filtre et on évapore sous vide jusqu'à siccité.
Le produit brut est chromatographié sur gel de silice dans le benzène, on élue avec du benzène contenant 5 % d'éther. Après recristallisation dans l'éthanol on obtient le 17(3-hydroxy-4,4,17a-triméthyl-5-androsténo- [2,3-d]-isoxazol, point de fusion 177,6-180,80 (torr.), [ ]D = -66,9 0,1)
(à 1 /o dans l'éthanol à 95 @/o) ; maximum dans l'ultraviolet à 229 m#t (E = 6,200).
Analyse: Calculé pour C23H33N02 C 77,70 H 9,36<B>0</B> 9,00 Trouvé : C 77,71 H 9,l7<B>0</B> 9,30 (b) 2a-cyano-4,4,17a-triméthyl-5-androstène-17(3- ol-3-one On place dans un flacon Erlenmeyer de 250 ce équipé d'un tube contenant du chlorure de calcium et d'un agitateur magnétique une solution de 11,7 g (0,0330 mole) de 17p-hydroxy-4,4,17-triméthyl-5-an- drosténo-[2,3-d]-isoxazol dans 50 ce de tétrahydro- furane. On met l'agitateur en marche et on ajoute 3,6 g (0,0667 mole)
de méthoxyde de sodium. Après quelques minutes, le sel de sodium du produit com mence à se précipiter de la solution claire. On ajoute 20 ce de tétrahydrofurane et agite le mélange pen- dant une heure. On ajoute 200 cmg d'éther et extrait avec 250 cm3 et 100 cm3 d'eau. Les couches aqueu ses sont acidifiées avec de l'acide chlorhydrique à la température ambiante.
Après filtration on sèche le produit solide à 600 et on obtient 11,5 g de 2a-cyano- 4,4,17a-trirnéthyl-5-androstène-17a-ol-3-one, p.f. 225 2300 (non corr.). Ce composé était purifié en dissol vant 187 g dans 1 litre de tétrahydrofurane chaud, filtration de la solution, et addition d'un litre d'acé tate d'éthyl chaud au filtrat.
Puis on évapore la solu tion jusqu'à un volume de 1200 cm3 et on le laisse reposer dans un appareil frigorifique pendant 17 heu res. Le -produit séparé est isolé .par filtration. On con centre le liquide-mère jusqu'à un volume de 400 cm3 et on obtient une deuxième partie. Le rendement était 119 g, p.f. 222,8-228,20 (corr.) ; [ ]=-34,9o (à 1% D dans le chloroforme), maximum dans l'ultraviolet 238 ml. (E = 7,300).
Le 2-cyano-4,4,17a-triméthyl-5-androstène-17a-ol- 3-one administré aux animaux normaux ne produit pas d'effets prononcés, -tandis qu'il est très actif à renverser les effets d'une hyperfonction .adrénalo-corti- cale causée par l'ACTH. On a constaté que ce com posé contrarie la synthèse du corticostérone et par conséquence exerce un effet avantageux sur des con ditions pathologiques causées par une trop grande acti vité des glandes adrénales. De plus, on a trouvé qu'une seule dose de 2,5-10 mg/kg de 2-cyano-4,4,
17a-trimé- thyl-5-androstène-.17a-ol-3-one diminue la tension (20 28 mm Hg) de rats ayant une hypertension rénale. Une injection sous-cutanée du composé (5mg/kg/jour) pendant 4 jours 1 aboutit à une action hypotensive permanente (10-40 mm Hg): La toxicité de 2a-cyano- 4,4,17a-triméthyl-5-androstène-17p-ol-3-one est très basse. La LD50 ne .pouvait pas être déterminée parce que 8000 mg/kg étaient tolérables.
Des expériments avec des ,singes pendant 5 jours (100 mg/kg) n'ont pas montré d'effets contraires.
Exemple <I>2:</I> 2-cyano-3-(a-cyclohexylpropionoxy)-4,4,17 - triméthyl-2,5-androstadiène-17a-ol (ester énolique a-cyclohexylpropionique du 2a.-cyano- 4,4,17a-triméthyl-5-androstène-17a-ol-3-one) Un mélange de 8,6g (0,0242 mole) de 2a-cyano- 4,4,17a-triméthyl-5-androstène-17a-ol-3-one, 21,4g (0,0726 mole) de l'anhydride a-cyclohexylpropionique et 50 cm3 de pyridine est chauffé au- reflux pendant 3 heures.
On verse le mélange dans un mélange d'eau et de glace et on laisse reposer pendant 17 heures. On extrait avec de l'éther, lave les extraits avec de la solu tion de soude à 5 0/0, sèche sur du sulfate de sodium anhydrique et concentre sous vide. On soumet le résidu à la chromatographie en solution de pentane dans une colonne d'oxyde d'aluminium neutre. On élutionne la colonne avec du pentane qui contient des quantités croissantes d'éther et puis avec de l'éther pur.
Le produit cristallin après recristallisation dans un mélange pentane-éther donne 4,2 g de 2 -cyano- 3 - (a - cyclohexylpropionoxy) -4,4,17a-triméthyl-2,5-an- drostadiène-17a-ol, p.f. 106,2-109,40 (corr.), [(x]25 = -49,80 (à 1% dans le chloroforme),
maximum dans l'ultraviolet à 2,88 ; 3,43 ; 4,50 ,<B><I>5,65; 6,01</I></B> et 6,89 m#t (ce qui indique la présence d'un groupe hydroxy et l'absence d'un groupe carbonyle).
On a constaté que l'activité pharmacologique du 2a - cyano - 3 - (a - cyclohexylpropionoxy)-4,4,17a-trimé- thyl-2,5-androstadiène-17(3-o1 est analogue à celle du 2a-cyano-4,4,17a-triméthyl-5-androstène-17a-ol-3- one.
<I>Exemple 3:</I> <I>(a)</I> 17a-hydroxy-4,4-diméthyl-5-androsténo-(2,3-d]- isoxazol était préparé à partir -d'hydroxylamine et de 2 - hydroxyméthylène - 4,4 - diméthyl -4-androstène-17 a ol-3-one (p.f. 148-15411, préparé à son tour â partir de 4,4 - diméthyl - 4 - androstène -17a-ol-3-one,
et de for- miate d'éthyle en présence de méthoxyde de sodium dans de la pyridine) ; après recristallisation dans un mélange d'éther et de pentane @le point de fusion était 192,6-195,4 (corr), [ ID = -39,6o (à 1 % dans du chloroforme).
(b) 2a-cyano-4,4-diméthyl-5-androstène-17a-ol- 3-one On prépare ce composé en scindant du 17a-hy- droxy-4,4-diméthyl-5-androsténo-[2,3-d]-isoxazol par moyen d'une base.<B>PI</B> 215,0-218,2o (corr., après re- cristallisation dans l'alcool isopropylique), [#]D = -23,51)
(à 1% dans de la pyridine).
On a trouvé que le 2a-cyano-4,4-diméthyl-5-andro- stène-17a-ol-3-one a des propriétés pharmacologiques similaires à celles du 2a-cyano-4,4,17a-triméthyl-5-an- drostène-17a-ol-3-one.
<I>Exemple 4:</I> <I>(a)</I> 17a-(a-cyclohexylpropionoxy)-4,4,17a-tri- méthyl-5-androsténo-[2,3-:d]-isoxazol On chauffe au reflux pendant 7 heures un mélange de 17a-hydroxy-4,4,17a-triméthyl-5-androsténo-[2,3- d]-isoxazol avec un excès d'anhydride a-cyclohexyl- propionique .dans de la pyridine. Le produit ainsi obtenu avait un point de fusion de 121-1240 (non corn).
(b) 2a-cyano-4,4,17a-triméthyl-17(3-((3-cyclo- hexylpropionoxy)-5-androstène-3-one Préparé à partir du composé indiqué sous 4 (a), le produit avait, après recristallisation dans de l'acé tone, un point de fusion de 168-171 (non corn).
<I>Exemple 5:</I> (a) Le 17a <I>-</I> hydroxy <I>- 4,4 -</I> diméthyl -17a-éthynyl-5- androsténo-[2,3-d]-isoxazol était préparé à partir d'hy= droxylamine et de 2-hydroxyméthylène-4,4-diméthyl- 17a-éthynyl-4- androstène-17a-ol-3-one. Point de fu- sion :
211-2210 (non corr., après recristallisation dans le méthanol), maximum dans l'ultraviolet à 229 m#t (E = 5,840).
(b) Le 2a-cyano-17a-éthynyl-4,4-diméthyl-5-an- drostène-17S-ol-3-one était préparé à partir de 17[i- hydroxy - 4,4 -diméthyl -17a-éthynyl-5-androsténo-[2,3- d]-isoxazol par moyen d'une base.
<I>Exemple 6:</I> 2a-cyano-4,4-diméthyl-5-pregnène-3,20-dione Préparé à partir du 20-oxo-4,4-diméthyl-5-pre- gnéno [2,3-d]-isoxazol.