Verfahren zur Herstellung neuer Pyrazolo-steroide
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von neuen Pyrazolo-steroiden der Formel
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in welcher M eine gegebenenfalls geschützte Oxogruppe, X Wasserstoff, Chlor oder Fluor, R1 Hydroxyl oder Acyloxy, R2 Hydroxyl, Acyloxy oder zusammen mit R1 Alkylidendioxy, R3 Wasserstoff, .sc-Methyl, P-Methyl oder zusammen mit R3 einen Alkylidendioxyrest, R4 Wasserstoff, Chlor oder Fluor, Y die Carbonylgruppe oder die Gruppe
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bedeuten, worin R5 Hydroxyl oder Chlor, wobei R4 und R5 die gleiche Bedeutung haben, wenn R5 ein Chloratom darstellt, und R8 Wasserstoff, Phenyl, Chlorphenyl, Fluorphenyl, Methoxyphenyl oder Methylphenyl bedeutet, wobei die Hydroxylgruppen geschützt sein können.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein 3-Keto-A4-steroid der Formel
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in welcher alle Symbole obige Bedeutung besitzen, mit einem Ameisensäureester in Gegenwart eines alkalischen
Kondensationsmittels umsetzt und die erhaltene 2-Hy droxymethylenverbindung mit einem Hydrazin der For mel
H2N-NH-R8 III in welcher R8 obige Bedeutung besitzt, bei erhöhter Temperatur reagieren lässt.
Beispielsweise behandelt man die 3-Keto-A4-verbindungen der Formel II mit Ameisensäureäthylester und Natriumhydrid unter Bildung der entsprechenden 2-Hydroxymethylenzwischenprodukte. Werden diese Zwischenprodukte mit einem Hydrazin der Formel NH2 UHR5, worin R8 obige Bedeutung besitzt, vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre, z.B. einer Stickstoffgasatmosphäre, bei erhöhten Temperaturen, z.B. bei einer Temperatur, bei welcher Äthanol siedet, behandelt, so erhält man die entsprechenden 4-Pregneno-f3 ,2-c] -pyrazole.
Bei der Durchführung des Verfahrens schützt man die Hydroxygruppen bzw. die 20-Oxogruppe der Ausgangsverbindung vorzugsweise durch Bildung von Ace taten oder Tetrahydropyranyläthern bzw. Ketalen. Für die Verbindungen, welche das 17:c,21-llihydroxy-20-keto- system tragen, besteht der bevorzugte Schutz in der 17z,20;20,21-Bis-methylendioxygruppe. Eine 11p-Hydro- xygruppe wird vorzugsweise zu einer Ketogruppe oxydiert, ehe man zur vorgenannten Umwandlung schreitet.
Diese Ketogruppe kann hierauf nach der Pyrazolbildung, jedoch vor der allfälligen Hydrolyse eines Bismethylendioxygruppen aufweisenden Steroids wieder reduziert werden. Werden freie Hydroxylgruppen während der Bildung des 2-Hydroxymethylens nicht- geschützt, so sollte ein etwa gebildeter Ameisensäureester nach der Pyrazolbildung durch Behandlung mit Natriummethylat in Methanol bei Zimmertemperatur während ca. 10 Minuten hydrolysiert werden.
Hat R8 eine andere Bedeutung als Wasserstoff, so erhält man häufig eine Mischung von verschiedenen Mengen an 2'-substituierten Pregneno-[3,2-c]-pyrazolen und l'-substituierten Pregneno-,[3,2-c]-pyrazolen, wobei man diese beiden Komponenten durch Chromatographie trennen kann.
In den obigen Formeln bedeuten die wellenförmigen Linien sowohl die z- als auch die p-Konfigurationen.
Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbindungen besitzen corticoide und entzündunghemmende Wirkung und eignen sich für die Behandlung von Entzündungen, wie z.B. Kontaktdermatitis, Allergien usw. Sie können z.B. oral, parenteral oder topisch angewendet werden.
Die Herstellung der Ausgangsprodukte (II) kann dadurch erfolgen, dass man ein 3-Keto-A4,6-dien-steroid der Formel
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mit einem Reaktionsmittel behandelt, welches eine Gruppe der Formel =CHX, worin X Wasserstoff, Chlor oder Fluor bedeutet, zu erzeugen vermag, wobei diese Gruppe CHX sich an die 6,7-Stellung addiert.
Zur Einführung einer ankondensierten Methylengruppe wird das Ausgangsprodukt (IV) beispielsweise in einem inerten, organischen Lösungsmittel mit Dimethylsulfoxonium-methylid behandelt.
Diese Umsetzung erfolgt vorzugsweise bei oder in der Nähe der Zimmertemperatur, d.h. bei ca. 15 bis ca.
300C. Auch niedrigere Temperaturen bis OOC oder noch weniger sind anwendbar, doch benötigt man in diesen Fällen meist eine verhältnismässig lange Zeit und/oder eine spezielle Ausrüstung, um das Reaktionsgemisch in flüssigem Zustande zu halten. Ähnlich verhält es sich bei Verwendung von Temperaturen bis 1000C oder mehr, welche ebenfalls zur Anwendung gelangen können, die aber im allgemeinen unnötig sind, um die Reaktion aufrecht zu erhalten. Eine bequeme Methode zur Durchführung der Umsetzung besteht darin, dass man bei Zimmertemperatur während mehr als 20 Stunden umsetzt und hierauf die Reaktionstemperatur beispielsweise auf ca. 500C erhöht und einige weitere Stunden aufrechterhält.
Die genannte Umsetzung erfolgt ferner vorzugsweise in einem inerten Gas, z.B. in Stickstoff, Argon und dergleichen, und im allgemeinen bei normalem Atmosphärendruck.
Geeignete organische Lösungsmittel für die Herstellung der genannten Ausgangsstoffe sind vorzugsweise Dialkylsulfoxyde, wie z.B. Dimethylsulfoxyd, Tetramethylensulfoxyd, Diäthylsulfoxyd usw. Andere geeignete, inerte, organische Lösungsmittel sind die cyclischen Äther, wie z.B. Tetrahydrofuran und Dioxan.
Im allgemeinen verwendet man einen molaren über schuss an Dimethylsulfoxonium-methylid, nachstehend als Ylid bezeichnet. Mengen von ca. 0,9 bis ca. 5,0 Mol (eYlid pro Mol des als Ausgangsmaterial verwendeten Steroids können verwendet werden. Ein leichter Überschuss an Ylid , z.B. 2 Mol pro Mol Steroid, wird bevorzugt.
Das Dimethylsulfoxoniummethylid - Reaktionsmittel kann man erhalten, indem man Trimethylsulfoxoniumchlorid oder -jodid, vorzugsweise in Gegenwart von Dimethylsulfoxyd, mit einem Alkalihydrid, z.B. Kaliumoder Natriumhydrid, in Gegenwart eines inerten Gases, z.B. Stickstoff, umsetzt. Im allgemeinen wird man das Dimethylsulfoxoniummethylid in situ bilden, d.h. im eigentlichen Reaktionsgemisch (in welchem die kondensierte Methylengruppe addiert wird) unmittelbar vor der Zugabe des als Ausgangsmaterial verwendeten Steroids bilden. Dies kann man leicht dadurch veranlassen, dass man ungefähr gleiche molare Mengen an Trimethylsulfoxoniumhalogenid und Alkalihydrid in beispielsweise Dimethylsulfoxyd unter Stickstoff unter Rückfluss erhitzt.
Nach der anschliessenden Zugabe des als Ausgangsmaterial dienenden Steroids wird man das Reaktionsgemisch vorzugsweise so lange rühren, bis die Umsetzung beendet ist, worauf das Produkt isoliert und nach an sich üblichen Methoden, wie z.B. durch Chromatographie, gereinigt wird.
Die Einführung einer ankondensierten Monohalogenmethylengruppe in die C-6.7-Stellung des Steroidkernes führt zu den besonders wichtigen entsprechenden Monochlormethylen- und Monofluormethylenverbindungen.
Beispielsweise behandelt man dazu die 3-Keto-A4,6- -dien-Ausgangsverbindungen mit einem molaren Überschuss eines Alkalimetallsalzes oder Erdalkalimetallsalzes einer Dihalogenessigsäure der Formel W-CHXCOOH, worin W ein Chlor-, Jod- oder Bromatom und X ein Chlor- oder Fluoratom bedeuten. Geeignete Säuren sind Bromchloressigsäure, Dichloressigsäure, Chlorfluoressigsäure u. dgl. Das Kation des Salzes ist vorzugsweise ein Alkalimetallkation, z.B. das Natrium-, Kalium- oder Lithiumkation.
Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur, oberhalb welcher das verwendete spezielle Salz in einem inerten, nicht wässrigen Lösungsmittel genügender Polarität, um das Halogensäurereaktionsmittel zu lösen, zersetzt wird. Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Dimethoxyäthan, Dimethyldiäthylenglykoläther, Dimethyltriäthylenglykoläther, Dimethylformamid, Dioxan, Dimethylsulfoxyd usw. Im allgemeinen erfolgt die Umsetzung bei normalem Atmosphärendruck.
Man verwendet die üblichen Isolierungsmethoden nach
Beendigung der Reaktion, die durch wiederholte Bestimmung des Verlustes an ketokonjugierter Nichtsättigung mittels Ultraviolettabsorptionsspektren festgestellt werden kann.
Bei der Anlagerung der Methylengruppen und Mo nohalomethylengruppen gemäss den oben erwähnten Verfahrensweisen liegt die resultierende, ankondensierte Gruppierung sowohl in der !a-Konfiguration als auch in der ,8-Konfiguration in verschiedenen Mengenverhältnissen vor. Das aus isomeren Produkten bestehende Gemisch kann nach den üblichen Methoden aufgetrennt werden, z.B. mittels der Chromatographie, der fraktionierten Kristallisation usw., wodurch die la- und die p- Isomeren kraft ihrer verschiedenen physikalischen Eigenschaften voneinander getrennt werden. Jedes Isomere bzw. jedes isomere Gemisch kann hierauf einer weiteren Aufarbeitung unterworfen werden je nachdem, ob andere Stellen des Moleküls weiter abzuwandeln sind.
In gewissen Fällen wird ein Isomeres von bestimmter Konfiguration im Reaktionsgemisch vorherrschen.
So wird beispielsweise durch die Anwesenheit einer Hydroxylgruppe in llp-Stellung die C-6,7-Methylengruppe vorwiegend nach der p-Konfiguration orientiert werden, doch wird dadurch das übliche Verhältnis von a- zur p -Konfiguration in der Monohalogenmethylenreihe nicht verändert. Eine Anlagerung in p-Stellung in der Monohalogenmethylenreihe wird durch Anwesenheit eines 9OG- Halogensubstituenten begünstigt.
Hydroxylgruppen, welche - zum Schutz während der Reaktionen - verestert wurden, können leicht durch kurze alkalische Hydrolyse von den Schutzgruppen befreit werden. Andererseits kann man Hydroxylgruppen z.B. durch Bildung eines Essigsäureesters, eines Tetrahydropyranyläthers oder, sofern dies als wünschenswert erscheint, eines Ketals, wie z.B. die Isopropylidendioxyoder Bismethylendioxyderivate, schützen. Diese Gruppen können hierauf durch Einwirkung von Fluorwasserstoffsäure abgespalten werden.
Beispiel I
In eine Lösung von 3 g 6p,7p-Methylen-16x-methyl- -17a,20;20,21-bis-methylen-dioxypregn-4-en-3,11-dion in 60 cm3 wasserfreiem Benzol wird unter Rühren und Kühlen und in einer Stickstoffatmosphäre eine Suspension von 3 cm3 Äthylformiat und 1,3 g Natriumhydrid in Mineralöl gegeben. Das Gemisch wird während 24 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und hierauf so lange mit Hexan versetzt, bis eine vollständige Ausfällung eingetreten ist. Das gebildete, feste Material wird gesammelt, im Vakuum getrocknet und in wässriger Salzsäure suspendiert. Diese Suspension wird während einer halben Stunde bei Zimmertemperatur gerührt und hierauf filtriert.
Das so gesammelte, feste Material wird mit Was ser gewaschen und getrocknet und liefert dann das 2 -Hydroxymethylen - 6ss.7p - 6P.7P- methylen-16a-methyl - 17a,20;- 20,21 - bis - methylen - dioxypregn-4-en-3,1 1-dion, welches man aus einem Gemisch von Methylenchlorid und Hexan umkristallisieren kann.
Eine Lösung von 1 g 2-Hydroxymethylen-6ss,7p-me- thylen-1 6x-methyl-17a,20;20,21 -bis-methylen-dioxypregn -4"en-3,11-dion in 10,1 cm3 absolutem Äthanol wird mit
0.3 cm3 p-Fluorphenylhydrazin-hydrochlorid behandelt.
Das Gemisch wird während 40 Minuten in einer Stick stoffatmosphäre unter Rückfluss erhitzt, gekühlt und filtriert. Das so gesammelte, feste Material wird aus einer Mischung von Aceton und Hexan umkristallisiert, wobei man das 6,7p-Methylen-1 1-keto-16s-methyl-17,- 2020,21 - bismethylendioxy 2' - (4 - fluorphenyl)-pregn-4 -eno-[3,2-cl-pyrazol erhält.
In ähnlicher Weise gelangt man zur entsprechenden {3,2-c]-Pyrazolverbindung, welche die 6a,71a-Methylen- gruppe enthält, sofern man von der C-6,7-a-isomeren Verbindung ausgeht.
Beispiel 2
Verwendet man eine äquivalente Menge Phenylhydrazinhydrochlorid und Hydrazinhydrat (oder ein anderes, in Frage kommendes Hydrazin) anstelle von Fluorphenylhydrazinhydrochlorid und arbeitet gemäss Beispiel 1, so erhält man das 2'-Phenylpregn-4-eno [3,2-c]-pyrazol und Pregn-4-eno-[3,2-c]-pyrazol (oder ein anderes entsprechendes Pyrazol).
Das Ausgangsprodukt kann folgendermassen hergestellt werden:
Eine Lösung von 5 g 16x-Methylpregn-4-en-170s,21- -diol-3,11,20-trion in 200cm3 Chloroform wird mit 40 cm3 37%igem wässrigem Formaldehyd und 5 cm3 konzentrierter Salzsäure versetzt. Das Gemisch wird während 48 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und beide Schichten hierauf getrennt. Die wässrige Schicht wird mit Chloroform extrahiert und die organische Schicht und die Chloroformextrakte miteinander vereinigt und mit Wasser neutral gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Dabei erhält man 16,a-Methyl-17!a,20;20,21-bismethylen-dioxy- pregn-4-en-3,11-ldion, das man aus einer Mischung von Methanol und Äther umkristallisiert.
Eine Mischung von 1 g 16a-Methyl-17ss.20,20,21-bis- methylendioxypregn-4-en-3,11-dion, 2 g Chloranil und 10 cm3 Xylol wird in einer Stickstoffatmosphäre während 16 Stunden unter Rückfluss zum Sieden erhitzt.
Das Gemisch wird dann gekühlt, mit einer kalten, 10%igen Natriumhydroxydlösung und hierauf mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird auf neutralem Aluminiumoxyd chromatographiert und hierauf durch Umkristallisieren aus einer Mischung von Aceton und Hexan weiter gereinigt, wobei man das 16a -Methyl - 17a,20; 20,21 -bismethylendioxypregha-4,6-dien- -3,11-dion erhält.
Eine Lösung von 0,5 g 16a-Methyl-17,a,20;20,21-bis- methylendioxy-pregna-4,6-dien-3,11-dion in 5 cm3 Dimethylsulfoxonium-methylid in Dimethylsulfoxyd, erhalten nach den Angaben von Corey et al., J. A. C. S. 87,
1353 (1965), zugegeben. Das Gemisch wird unter Stickstoff während 20 Stunden bei Zimmertemperatur und hierauf während 7 Stunden bei 500C gerührt. Dann versetzt man mit 50 cm3 Wasser und extrahiert das erhaltene Gemisch 4mal mit je 50 cm3 Äthylacetat. Die vereinigten Extrakte werden mit Wasser und mit gesättigter, wässriger Natriumchloridlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft.
Dieser Rückstand wird dann auf Siliciumdioxyd chromatographiert, mit einer Mischung von Äther und Methylenchlorid im Mischungsverhältnis von 1: 9 eluiert und liefert dann das 6,ss,7,8-Methylen-16a-methyl-17a,20;- 20921-bismethylendioxy-pregn-4-en-3,11-dion, sowie das entsprechende 6a,7la-Methylen-16a-methyl-17a,20;20,21- -bismethylendioxy-pregn-4-en-3,11-dion.