CH617442A5

CH617442A5 -

Info

Publication number: CH617442A5
Application number: CH657874A
Authority: CH
Inventors: John Joseph Partridge Jr; Milan Radoje Uskokovic
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1973-05-21
Filing date: 1974-05-14
Publication date: 1980-05-30
Also published as: NL172956C; JPS5614679B2; DE2424498C3; GB1445237A; AT343294B; NL7406748A; FR2236854A1; BE815252A; GB1445236A; FR2236854B1; DE2424498A1; DE2424498B2; ATA416374A; JPS5018458A; NL172956B; US3822254A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des 3ß,25-Dihydroxy-cholest-5-ens der Formel

CH. OH

CH

CH'

IXa

HO,

4

S

IO

15

20

25

30

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55

fil)

5

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worin R5 Hydroxy oder nieder Alkanoyloxy darstellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man a) eine Verbindung der Formel

CH'

CH.

CH

CH.

CH-

worin R1 Hydroxy, nieder Alkoxy, Phenyl-nieder-alkoxy, nieder Alkanoyloxy oder Benzoyloxy darstellt,

mit Ozon in einem inerten organischen Lösungsmittel zu einem Ozonid umsetzt, dieses Ozonid mit einem Komplexmetallhy-drid-Reduktionsmittel in eine Verbindung der Formel

CH

OH

CH

IV

worin R1 die obige Bedeutung hat,

überführt,

b) die Verbindung der Formel IV in eine Verbindung der

CH

in der R1 die obige Bedeutung hat und Y Brom, Jod, nider Alkyisulfonyloxy, Phenyisulfonyloxy oder substituiertes Phenyisulfonyloxy darstellt,

umwandelt,

c) die Verbindung der Formel V mit einer Verbindung der Formel

CH3 I

M-CsC-C-Z VI

I

CH3

worin M Natrium, Kalium, Lithium oder Magnesium/2 und Z OM oder eine Gruppe der Formel

R2 I

R4-O-C -O-

I

R3

darstellt, in der R2 Wasserstoff oder nieder Alkyl, R3 und R4 unabhängig voneinander nieder Alkyl oder R3 und R4 zusammen nieder Alkylen mit 3 bis 6 C-Atomen bedeuten,

in einem aprotischen inerten organjschen Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur zu einer Verbindung der Formel

CH

CH-;

CH.

VII

umsetzt,

worin Z' Hydroxy oder eine Gruppe der Formel

R2

I

R4-0-C-0-I

R3

darstellt und R', R2, R3 und R4 die obige Bedeutung haben, d) die Verbindung der Formel VII zu einer Verbindung der

Formel

CH.

CH

CH-

VIII

worin R1 und Z' die obige Bedeutung haben,

hydriert, und e) die Verbindung der Formel VIII durch Abspaltung einer gegebenenfalls anwesenden 25-Schutzgruppe und retro-i-Umlagerung mittels einer starken Säure in wässerigem Medium in die Verbindung der Formel IXa überführt. Die Erfindung betrifft ferner ein

Verfahren zur Herstellung von 3ß,25-Dihydroxycholest-5-enen der Formel

S

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V5

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worin R5 nieder Alkanoyloxy darstellt,

welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Verbindung der Formel VIII durch Abspaltung einer gegebenenfalls anwesenden 25-Schutzgruppe und retro-i-Umlagerung mittels einer nieder -Alkancarbonsäure der Formel R5H, worin R5 die obige Bedeutung hat, in einem Lösungsmittel in eine Verbindung der Formel IXb überführt.

Der hier verwendete Ausdruck «Alkylgruppe» bezieht sich auf geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen mit 1-20 C-Atomen. Beispiele sind Methyl, Aethyl, n-Propyl, Isopropyl, tert.-Butyl, Hexyl und Octyl. Eine Alkylengruppe kann 1-20 C-Atome enthalten und geradkettig oder verzweigt sein. Beispiele sind Methylen, Aethylen und Propylen. Beispiele von Alkoxy-gruppen sind Methoxy, Aethoxy, Isopropoxy und tert.-Butoxy. Beispiele von Phenylalkoxygruppen sind Benzyloxy, 2-Phenyl-äthoxy und 4-Phenylbutoxy. Beispiele von Alkanoyloxygruppen sind Formyloxy, Acetoxy, Butyryloxy und Hexanoyloxy. Ein substituierter Phenylrest kann einen oder mehrere Alkyl-, Halogen- (Fluor, Chlor oder Jod) Nitro-, Cyan- oder Trifluor-methyl-Substituenten enthalten. Der Ausdruck «nieder» bezeichnet Gruppen mit 1-8 vorzugsweise mit \-A C-Atomen.

Die Strukturformeln geben die Verbindungen in ihrer absoluten stereochemischen Konfiguration wieder. Da sowohl das Ausgangsmaterial, Stigmasterin, und das Endprodukt, 25-Hydroxy-cholesterin, natürlich vorkommende Verbindungen sind, existieren sie in einer einzigen hier angegebenen absoluten Konfiguration. Das erfindungsgemässe Verfahren soll jedoch gleichermassen auf die Synthese von Steroiden der unnatürli- A chen und racemischen Reihe, d.h. auf die Synthese von Enantio-meren der hier dargestellten Verbindungen und Gemischen von beiden Anwendung finden.

Die Ausgangsverbindungen der Formel II können wie in der deutschen Offenlegungsschrift 24 24 498 beschrieben hergestellt werden.

Die Verbindungen der Formel II werden in den 22-Alkohol der Formel

GEL 3

CH. :'£>H ki

IV

handelsüblichen Ozonisatoren erzeugt. Gewöhnlich verwendet man eine dem zu ozonisierenden Steroids äquivalente Menge Ozon. Es ist aber vorzuziehen, einen geringen Ozonüberschuss, beispielsweise einen 10-30%igen Überschuss einzusetzen, um ï eine völlige Ozonolyse der gehinderten 22,23-Doppelbindung zu erreichen. Die Ozonolyse wird zweckmässig in einem organischen Lösungsmittel, das gegenüber Ozon inert ist, durchgeführt. Solche Lösungsmittel sind halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Tetrachlorkohlenstoff oder ) Chloroform; oder gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan oder Heptan.

Vorzugsweise enthält das Reaktionsmedium eine katalyti-sche Menge (z.B. 0,1 bis 1 Aequivalent) eines organischen Amins wie Pyridin oder Triäthylamin. Die Ozonolyse kann im ; Temperaturbereich von etwa —78 bis etwa +20° C durchgeführt werden. Bevorzugt ist ein Temperaturbereich von —40 bis 78° C.

Das so erhaltene Ozonid wird reduktiv zum Alkohol der Formel IV zerlegt. Diese reduktive Zerlegung wird durch ' Behandlung des Ozonids mit einem Komplexmetallhydrid-Reduktionsmittel erreicht. Als komplexes Metallhydrid verwendet man hierbei ein solches das gewöhnlich zur Reduktion von Carbonylgruppen zu Alkoholgruppen benützt wird. Beispiele sind Alkalimetallborhydride wie Natriumborhydrid und ' Lithiumborhydrid, Mono-, Di- oderTri-(nieder Alkoxy)alkali-metallborhydride wie beispielsweise Natrium-bis(äthoxy)borhy-drid ; Alkalimetallaluminiumhydride wie Lithiumaluminiumhydrid und Natriumaluminiumhydrid, Mono-, Di- oder Tri-(nie-der Alkoxy)alkalimetallaluminiumhydrid wie beispielsweise 1 Lithium-tris(tert.-butoxy)aluminiumhydrid, Mono-, Di- oder Tri-(nieder alkoxy-nieder-alkoxy)alkalimetallaluminiumhy-dride wie beispielsweise Natrium-bis(2-methoxy-äthoxy)alumi-niumhydrid; Aluminiumhydrid; Danieder Alkyl)-aluminium-hydride, beispielsweise Diisobutylaluminiumhydrid.

Zweckmässig verwendet man ein komplexes Metallhydrid, das verhältnismässig löslich in einem inerten organischen Lösungsmittel ist und das in Lösung dem Ozonid zugesetzt werden kann. Ein besonders geeignetes komplexes Metallhydrid für diesen Zweck ist Natrium-bis(2-methoxyäthoxy)aIumi-1 niumhydrid, das in Benzollösung im Handel erhältlich ist. Das komplexe Metallhydrid kann in äquivalenter Menge zum Ozonid eingesetzt werden, vorzugsweise verwendet man einen Überschuss, beispielsweise einen molaren Überschuss an komplexem Metallhydrid.

Die Zersetzung des Ozonids wird zweckmässig bei einer Temperatur zwischen —78° C und Raumtemperatur ausgeführt. Das komplexe Metallhydrid wird geeigneterweise zu einer kalten Lösung des in situ gebildeten Ozonids zugegeben. Man kann dann das Reaktionsgemisch sich aufwärmen lassen, beispiels-' weise auf Zimmertemperatur. Man kann aber auch das komplexe Metallhydrid bei höherer Temperatur, beispielsweise bei 0° C bis etwa Zimmertemperatur, zu dem Ozonid geben.

Während der reduktiven Zersetzung kann eine 6-Alkanoyloxy oder Benzoyloxy-gruppe R1 teilweise zum entsprechenden ' Alkohol hydrolysiert werden. Die Alkoholgruppe kann in den nachfolgenden Reaktionsschritten so wie sie ist mitgeführt werden; sie kann aber auch in üblicher Weise in einer späteren Stufe nach Entfernung der 22-Alkoholfunktion reacyliert werden.

' Der Alkohol der Formel IV wird anschliessend in ein Halid oder Sulfonat der Formel worin R' die obige Bedeutung hat,

durch Ozonolyse der 22,23-Doppelbindung und anschliessende Reduktion des gebildeten Ozonids überführt. ,,s

Im ersten Reaktionsschritt wird, wie gesagt, die Verbindung der Formel II ozonisiert. Das Ozon wird geeigneter Weise in einem Sauerstoffstrom eingeleitet und wird durch einen der

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Cil

3-,

CHv

Vii

H ì H

worin Y Brom, Jod, nieder Alkyisulfonyloxy, Phenyisulfonyloxy oder substituiertes Phenyisulfonyloxy bedeuten und R1 die obige Bedeutung hat,

umgewandelt.

Zur Herstellung einer Verbindung der Formel V, in der Y eine substituierte Sulfonyloxygruppe darstellt, setzt man zweckmässig eine Verbindung der Formel IV mit dem entsprechend substituierten Sulfonylhalogenid in an sich bekannter Weise wie oben für die Herstellung von Verbindungen der Formel III beschrieben um. Die Herstellung von Verbindungen der Formel " V, worin Y Brom oder Jod darstellt, kann entweder durch direkte Umwandlung des Alkohols der Formel IV mittels Halo-genierungsmitteln wie beispielsweise Phosphortribromid, in an sich bekannter Weise bewerkstelligt werden oder kann durch Umsetzung eines Sulfonats der Formel V mit einer Halogenid-ionen enthaltenden Verbindungen erfolgen. Beispielsweise kann man eine Verbindung der Formel V mit Y = Tosyloxy mit einem Alkalibromid oder -jodid, beispielsweise Kaliumbromid oder Kaliumjodid, zu einer Verbindung der Formel V mit Y = 5 Brom bzw. Jod umsetzen. Alle diese Herstellungsmethoden für die Verbindungen der Formel V entsprechen denjenigen für die Herstellung von primären Alkylhalogeniden und Sulfonaten aus primären Alkoholen.

Im nächsten Reaktionsschritt wird eine Verbindung der A Formel V mit einem Metallacetylid der Formel

CH3 I

M-C=C-C -Z I

CH3 VI

worin M Natrium, Kalium, Lithium oder Magnesium/2 und Z OM oder eine Gruppe der Formel in der Z' Hydroxy oder eine Gruppe der Formel

R2 I

R4-0-C -O-

I

R3

darstellt und R1, R2, R3 und R4 die obige Bedeutung haben, umgesetzt. Die Verbindung der Formel VII enthält alle C-Atome des Cholesteringerüstes und in 25-Stellung eine geschützte Hydroxygruppe.

Die Verbindung der Formel VI kann aus 3-Methyl-l-butin-3-01 hergestellt werden. Wenn Z eine Gruppe der Formel

R2 I

R4-0-C -O-I

R3

darstellen soll, wird die Hydroxylgruppe zunächst als Acetal oder Ketal geschützt, was beispielsweise durch Umwandlung in einen Tetrahydrofuran-2-yl-oder Tetrahydropyran-2-yl-äther eine Methoxy-methyläther oder einen 2-(2-MMethoxy)-isopro-pyläther in an sich bekannter Weise geschehen kann. Der geschützte Alkohol wird dann mit einem entsprechenden metallorganischen Reagens in das Metallacetylid überführt. Beispielsweise kann das Lithiumsalz durch Umsetzung des freien Acetylens mit n-Butyllithium erhalten werden. Das Magnesiumderivat kann durch Umsetzung des freien Acetylens mit einem nieder-Alkyl-Grignardreagens wie beispielsweise Methylmagnesiumchlorid erhalten werden, wobei man das entsprechende Grignard-Derivat erhält, das sich im Gleichgewicht mit dem Diacetylen-Magnesiumderivat der Formel

:R2Mg + MgX2 Via

R2 I

r4_0-c-0-I

R3

worin R2 Wasserstoff oder nieder Alkyl, R3 und R4 unabhängig voneinander nieder Alkyl, oder R3 und R4 zusammen nieder Alkylen mit 3 bis 6 C-Atomen darstellen,

zu einer Verbindung der Formel

2RMgX—^—: befindet, wobei R

CH3 I

-C=C-C-Z

I

CH,

ist und Z die obige Bedeutung hat.

Wenn Z OM sein soll, wird die Hydroxygruppe des 3-()0 Methyl-l-butin-3-ols gleichzeitig mit der Metallierung der Ace-tylengruppe metalliert.

Wie oben erwähnt wird das Metallderivat der Formel VI mit einem Halogenid oder Sulfonat der Formel V zur aikylierten Verbindung der Formel VII umgesetzt. Diese Reaktion kann in ()5 einem aprotischen inerten organischen Lösungsmittel wie Äthern, z.B. Diäthyläther, Tetrahydrofuran oder Dioxan oder Amiden, z.B. Diäthylformamid und Hexamethylphosphor amid; oder in Dimethylsulfoxyd ausgeführt werden. Wenn man

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ein Alkalimetallderivat der Formel VI verwendet (d.h. M = Natrium, Kalium oder Lithium) ist häufig die Anwesenheit von etwas Alkalimetallhalogenid im Reaktionsgemisch unvermeidlich. Beispielsweise würde man für die Herstellung einer Lithiumverbindung VI normalerweise ein Lithiumalkyl n-butyl-lithium verwenden. Handelsübliche n-Butyllithium-präparate enthalten wesentliche Mengen von Lithiumchlorid, das dann in die anschliessende Alkylierung eingeschleppt wird. Es wurde gefunden, dass die Anwesenheit eines Alkalimetallhalogenides insbesondere eines Chlorids oder Bromids, bei der Alkylierung zur Verdrängung der Abgangsgruppe in 22-Stellung der Verbindung V führen kann, wobei man beispielsweise eine Verbindung der Formel V mit einem 22-Chlor-Substituenten erhält, der mit einer Verbindung der Formel VI nicht ohne weiteres reagiert. i

Zwecks Vermeidung der Bildung derartiger Nebenprodukte verwendet man bei der Alkylierung zweckmässig ein Lösungsmittel, das mit Alkalimetallhalogeniden Komplexe bildet und sie so aus der Reaktion heraushält. Bevorzugte Lösungsmittel für diesen Zweck sind Dioxan und Dimethylsulfoxyd. Die Ver- ; wendung von Dioxan als Lösungsmittel ist besonders bevorzugt, wenn das Magnesiumderivat der Formel Via eingesetzt wird, da Magnesiumhalogenide, die auch im Gleichgewicht mit dem Grignard-Reagens sind, weitgehend komplex gebunden werden können. :

Die Reaktion zwischen den Verbindungen V und VI wird zweckmässig bei erhöhter Temperatur, etwa zwischen 40 und 150° C durchgeführt. Ein bevorzugter Temperaturbereich ist 80-120° C. Das Reaktionsprodukt der Formel VII kann mit den üblichen Mitteln wie Chromatographie und Umkristallisation isoliert werden und dabei von unerwünschten Reaktionsprodukten, wie beispielsweise dem oben erwähnten 22-Chlorid oder möglichen Kupplungsprodukten aus zwei Molekülen des Acetylens der Formel VI, abgetrennt werden.

Im nächsten Reaktionsschritt wird die Acetylenverbindung der Formel VII mit zwei Moläquivalenten Wasserstoff hydriert, wobei man die Verbindung der Formel VIII erhält.

Die Hydrierung kann in an sich bekannter Weise ausgeführt werden. Man verwendet einen der allgemeinen üblichen Metall- A Hydrierungskatalysatoren. Geeignete Metall-Katalysatoren sind Nickel und Edelmetall wie Platin, Palladium und Rhodium. Der Katalysator wird üblicher Weise in fein verteiltem Zustand eingesetzt und kann auf einem geeigneten inerten Träger aufgebracht werden. Beispiele solcher Träger sind Kohle, Asbest, Diatomeenerde, Bariumcarbonat, Calciumcarbonat, Strontium-carbonat und Aluminiumoxyd.

Auf die Menge des verwendeten Katalysators kommt es nicht besonders an, sie kann von etwa 1 bis 50 Gew.-% (einschliesslich Träger, bezogen auf die zu hydrierende Verbindung) variieren. Im allgemeinen ist die Verwendung von 5 bis 15 Gew.-% Katalysator zu bevorzugen. Bei Trägerkatalysatoren kann der Katalysator auf dem Träger in einer Menge von etwa 2 bis 20 Gew.-% anwesend sein. Ein besonders bevorzugter Katalysator ist Palladium auf Kohle.

Als Lösungsmittel für die Hydrierung kommen Aether wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran und Dioxan, Alkohole wie Methanol oder Aethanol, Ester wie Aethylacetat in Betracht. Die Hydrierung wird vorzugsweise in Gegenwart einer geringen Menge Base im Reaktionsgemisch ausgeführt, um eine Spaltung der 25-Hydroxy-Schutzgruppe oder retro-i-Umlagerung zu vermeiden, die durch von einer Verunreinigung oder vom Lösungsmittel herrührenden Säure ausgelöst werden kann. Geeignete Basen für diesen Zweck sind Alkalimetallbicarbonate, wie Natriumbicarbonat, und organische Amine, wie Pyridin oder Triäthylamin.

Temperatur und Druck sind für die Hydrierung keine kritischen Parameter. Zweckmässig führt man die Reaktion bei etwa

Atmosphärendruck und leicht erhöhtem Druck durch. Man kann aber auch bei wesentlich höherem Druck arbeiten. Die Temperatur kann zwischen 0 und 100° C variieren. Je nach Art des verwendeten Lösungsmittels und des angewandten Druckes. . Der Bequemlichkeit halber hydriert man vorzugsweise bei Raumtemperatur.

Die Verbindung der Formel VIII kann in 25-Hydroxy-cholesterin der Formel IXa oder dessen 3-nieder Alkanoyloxy-Derivat der Formel IXb durch Spaltung der gegebenenfalls ) anwesenden 25-Schutzgruppe und retro-i-Umlagerung übergeführt werden. Die Umwandlung kann entweder in einstufiger Reaktion oder, falls Z' in der Verbindung VIII nicht Hydroxy ist, in zweistufiger Form erfolgen. Beispielsweise kann 25-Hydroxycholesterin direkt aus einer Verbindung der Formel ; VIII durch Behandlung mit einer starken Säure in wässerigem Medium erhalten werden. Geeignete starke Säuren für diesen Zweck sind Mineralsäuren, wie Salzsäure oder Schwefelsäure, und organische Sulfonsäuren, wie p-Toluolsulfonsäure. Das wässerige Medium kann ein mit Wasser mischbares Lösungsmit-i tel enthalten, welches hilft, die organischen Reaktionspartner in Lösung zu halten, beispielsweise einen Aether wie Tetrahydrofuran oder Dioxan oder ein Keton wie Aceton. Die einstufige Reaktion, die sowohl Spaltung der 25-Schutzgruppe (falls anwesend) wie auch die retro-i-Umlagerung umfasst, verläuft i bei einer Temperatur zwischen etwa 20 und 150° C. Vorzugsweise führt man die Umlagerung bei 80 bis 120° C, am besten beim Siedepunkt des Reaktionsgemisches, aus. Wenn man ein 3-Alkanoyloxy-Derivat von 25-Hydroxycholesterin herstellen will, führt man die Reaktion in einem Medium aus, das die i entsprechende Alkancarbonsäure enthält. Beispielsweise würde man zur Herstellung von 25-Hydroxycholesteryl-3-acetat die Reaktion in einem Lösungsmittel, das Essigsäure enthält, ausführen. Bei dieser Reaktion braucht keine starke Säure zugesetzt werden, da die Alkancarbonsäure selbst als Säurequelle i dient. Der Temperaturbereich für diese Umwandlung ist der gleiche wie für die oben beschriebene Herstellung von 25-Hydroxycholesterin selbst.

Ein alternatives Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel IXa oder IXb, wobei Z' in der Verbindung der Formel VIII nicht Hydroxy ist, besteht in einer zweistufigen Umwandlung. Hierbei wird zunächst die 25-Schutzgruppe hydrolysiert, wobei ein Zwischenprodukt der Formel erhalten wird.

Es ist in der Tat überraschend, dass man diese zweistufige , Reaktion durchführen kann, da sowohl die 25-Schutzgruppe als auch die i-Steroid-Gruppierung säurelabil sind und man erwarten sollte, dass bei Säurebehandlung beide Funktionen zugleich verloren gehen und 25-Hydroxycholesterin oder dessen Ester direkt erhalten werden.

i Die Überführung einer Verbindung der Formel VIII (mit Z' 4= Hydroxy) in eine Verbindung der Formel X kann durch Behandlung mit einer katalytischen Menge starker Säure bei niedriger Temperatur erfolgen. Als starke Säure kommen Mine

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raisäuren wie Salzsäure und Schwefelsäure, oder organische Sulfonsäuren wie p-Toluolsulfonsäure in Betracht. Geeignete Lösungsmittel für diese Reaktion sind hydroxylgruppenhaltige Lösungsmittel wie Wasser und Alkohole, z.B. Methanol oder Aethanol und Gemische von Wasser oder Alkoholen mit inerten organischen Lösungsmitteln. Die Temperatur kann —20 bis + 20° C betragen. Vorzugsweise arbeitet man bei —10 bis +10° C, insbesondere bei etwa 0° C.

Die Verbindungen der Formel X kristallisieren leicht und können durch Umkristallisation oder Chromatographie vor ihrer endgültigen Umwandlung in 25-Hydroxycholesterin bzw. dessen 3-Estern gereinigt werden. Diese letztgenannte Umwandlung kann unter den gleichen Bedingungen wie oben für die direkte Umwandlung einer Verbindung der Formel VIII in eine Verbindung der Formel IXa oder IXb beschrieben ausgeführt werden, jenachdem, ob das gewünschte Produkt 25-Hydroxycholesterin selbst ist oder ein Ester davon. Die bevorzugte Reaktionsfolge zur Herstellung von 25-Hydroxycholesterin und seinen Estern geht von einer Verbindung der Formel VIII aus, in der Z nicht Hydroxy ist und verläuft über die oben erwähnte Zweistufenreaktion über Verbindung der Formel X, da diese Zwischenprodukte leicht gereinigt werden können und die Herstellung des Endproduktes in höherer Reinheit erlauben.

Beispiel 1

Eine Lösung von 20 g i-Stigmasteryl-methyläther in 400 ml Methylenchlorid und 4 ml Pyridin wurde auf — 78° gekühlt und mit einem 20%igen Überschuss (0,056 Mol) von ozonisiertem Sauerstoff behandelt. Das Reaktionsgefäss wurde mit Stickstoff gespült und 27,2 g einer 70%igen benzolischen Lösung von Natrium bis(2-Methoxyäthoxy)aluminiumhydrid wurde zugesetzt. Das Gemisch wurde 1 Stunde bei —78° gerührt und dann im Verlauf einer Stunde auf 0° aufwärmen gelassen. Sodann wurde das überschüssige Hydrid durch Zusatz von 2N Schwefelsäure versetzt. Das Gemisch wurde in Wasser gegossen und mit Methylenchlorid extrahiert. Die Methylenchloridlösung wurde mit 10%iger Schwefelsäure und gesättigter wässeriger Natrium-bicarbonatlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Das Rohprodukt (18,5 g) wurde durch Säulenchromatographie an Florisil, das mit 1 % Pyridin in Benzol vorbehandelt war, gereinigt. Elution mit 5 % Aether in Benzol lieferte 10,5 g (20S)-20-Hydroxymethyl-6ß-methoxy-3a,5-cyclo-5<x-pregnan, glasiger Stoff vom Schmelzpunkt 80-83° ;

[ct]^ = +47,79°.

Der als Ausgangsmaterial eingesetzte i-Stigmasteryl-me-thyiäther wurde wie folgt hergestellt:

Zu einer Lösung von 200 g Stigmasterin in 1600 ml trockenem Pyridin wurden 231 g p-Toluolsulfonylchlorid gegeben. Das Gemisch wurde 16 Stunden bei 25° gerührt, die Lösung dann langsam in 10%ige Kaliumbicarbonatlösung gegossen, der Niederschlag abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhielt 272 g Stigmasteryl-tosylat vom Schmelzpunkt 141-145°.

Ein Analysenpräparat wurde durch zwei Umkristallisatio-

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nen aus Aceton erhalten, Schmelzpunkt 148-149° ; [a] — -48,98°. D

Ein Gemisch von 160 g Stigmasteryl-tosylat in 1600 ml Methanol und 67 g Pyridin wurde 3 Stunden bei 75° C gerührt. Die gekühlte Lösung wurde unter vermindertem Druck eingeengt, der Rückstand in Wasser gegossen und mit Aethylacetat extrahiert. Die Aethylacetatlösung wurde gut mit IN Schwefelsäure, gesättigter wässeriger Natriumbicarbonatlösung und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockene eingedampft. Man erhielt 130 g farbloses halbfestes Material.

Kristallisation aus Aceton-Hexan lieferte rohen Stigmaste-ryl-methyläther. Die Mutterlaugen enthielten 90 g praktisch reinen i-Stigmasteryl-methyläther. Eine Probe wurde aus Aceton bei 0° umkristallisiert und lieferte farblose Würfel vom Schmelzpunkt 52-53°.

Beispiel 2

Ein Gemisch von 1 g (20S)-20-Hydroxymethyl-6ß-methoxy-3a,5-cyclo-5a-pregnan, 0,6 g 97 %iges Acetanhydrid und 10 ml wasserfreies Pyridin wurde 6 Stunden bei 25°

gerührt. Das Gemisch wurde dann 10 Minuten mit Eis gerührt und mit Aethylacetat extrahiert. Die Aethylacetatlösung wurde mit IN Schefelsäure, gesättigter wässeriger Natriumbicarbonatlösung und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockene eingedampft. Man erhielt 1,11g farblosen Feststoff der nach Umkristallisation aus Hexan 0,98 g (20S)-20-Acetoxymethyl-6ß-methoxy-3a,5-cycIo-5a-pregnan vom Schmelzpunkt 123-124° lieferte.

Ein Analysenpräparat wurde durch eine zusätzliche Umkristallisation aus Hexan erhalten und zeigte einen Schmelzpunkt von 124-125°, [a]^ +47,9° (c = 1,19 Chloroform).

Beispiel 3

Zu einer Lösung von 9,05 g (20S)-20-Hydroxymethyl-6ß-methoxy-3a,5-cyclo-5a-pregnan in 11 ml Pyridin wurden tropfenweise 6,2 g p-Toluolsulfonylchlorid, gelöst in 9 ml Pyridin, bei 0° gegeben. Das Gemisch wurde 3 Stunden bei 0° gerührt, danach wurden einige Stücke Eis zugegeben und das Gemisch 5 Minuten gerührt, um überschüssiges p-Toluolsulfonylchlorid zu zersetzen. Das Gemisch wurde dann in Wasser gegossen und mit Methylenchlorid extrahiert. Der Extrakt wurde mit IN Schwefelsäure, gesättigter wässeriger Natriumbicarbonatlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Man erhielt 13 g eines weissen Feststoffes der nach Umkristallisation aus Aethylacetat 12 g (20S)-6ß-Methoxy-20-(p-toluolsuIfonyloxymethyl)-3a,5-cyclo-5a-pregnan vom Schmelzpunkt 142-144° lieferte.

Ein Analysenpräparat wurde durch eine weitere Umkristal lisation erhalten: Schmelzpunkt 144-145° ; [a] ^ = +30,8° (c = 1 in Chloroform).

Beispiel 4

Zu einer Lösung von 0,84 g 3-Methyl-l-butin-3-ol-tetrahy-dropyranyläther in 25 ml destilliertem Dioxan wurden bei 5° langsam 3,33 ml 1,5M Butyllithium in Hexan zugegeben. Das Gemisch wurde 2 Stunden bei 5° und 2 Stunden bei 25°

gerührt. Diese Lösung wurde mit 1,25 g (20S)-6ß-Methoxy-20-(p-toluolsulfonyloxymethyl)-3a,5-cyclo-5a-pregnan versetzt und das Gemisch wurde 72 Stunden zum Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde nach Kühlen in Wasser gegossen und mit Aethylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde mit Wasser und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Das rohe Reaktionsprodukt wurde durch Säulenchromatographie an Silicagel gereinigt. Elution mit Methylenchlorid lieferte 1,14 g 6ß-Methoxy-25-(2-tetrahydropyranyloxy)-3a,5-cyclo-

5a-cholest-23-in alsOel; [a]^ = +43,9° (c = 1,09 in Chloroform).

Der 3-Methyl-l-butin-3-ol-tetrahydropyranyläther wurde wie folgt hergestellt:

Ein Gemisch von 84,12 g 3-Methyl-l-butin-3-01 und 168,24 g 3,4-Dihydro-2H-pyran wurde auf 0° gekühlt und mit 0,05 g p-Toluolsulfonsäure-monohydrat versetzt. Das Gemisch wurde 1 Stunde bei 0° und 16 Stunden bei 25° gerührt. Das überschüssige Dihydropyran wurde unter vermindertem Druck entfernt, der Rückstand in Natriumbicarbonatlösung gegossen und mit Benzol extrahiert. Die benzolische Lösung wurde mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumfulat

5

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25

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getrocknet. Die so erhaltenen 184 g Rohprodukt wurden destilliert und lieferten 119,5 g 3 -Methyl-1 -butin-3-ol-tetrahydropy-ranyläther vom Siedepunkt 30-33° (0,5 mm).

Beispiel 5

Zu einer Lösung von 0,168 g 3-Methyl-l-butin-3-ol-tetra-hydropyranyläther in 6 ml Hexamethylphosphoramid wurden 0,67 ml 1,5M Butyllithium in Hexan bei 0° gegeben. Das Gemisch wurde 1 Stunde bei 25° gerührt, mit 0,1 g (20S)-6ß-Methoxy-20-(p-toluolsulfonyloxymethyl)-3a,5-cyclo-5a-pre-gnan versetzt und 48 Stunden bei 25° gerührt. Das Gemisch wurde dann in Ammoniumchloridlösung gegossen und mit Benzol extrahiert. Die benzolische Lösung wurde mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Das so isolierte Material (0,27 g) wurde durch präparative Dünnschichtchromatographie (Merck PF-254 Silicagel-Platten) mit Methylenchlorid als Lösungsmittel chromatorgraphiert. Man erhielt 0,065 g 6ß-Methoxy-25-(2-tetrahydropyranyloxy)-3a,5-cyclo-5<x-choIest-23-in.

auf 0° gekühlt, mit 0,05 g p-Toluolsulfonsäure-monohydrat versetzt und 2 Stunden bei 0° gerührt. Dabei kristallisierte das 25-Hydroxy-6ß-methoxy-3a,5-cycIo-5a-cholestan sowie es sich bildete aus der Lösung aus. Man setzte dann 0,5 g festes 5 Kaliumcarbonat zu, rührte 15 Minuten bei 0° und engte unter vermindertem Druck ein. Der Rückstand wurde mit Wasser verdünnt und mit Aethylacetat extrahiert. Die Aethylacetatlösung wurde mit Wasser und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Der 111 Rückstand (2,2 g Feststoff) wurde aus Hexan umkristallisiert und lieferte 1,7 g kristallinen Alkohol vom Schmelzpunkt 152-153°.

Ein Analysenpräparat wurde durch eine weitere Umkristallisation aus Hexan erhalten: dicke farblose Prismen vom

Schmelzpunkt 153-154° ; [a] +48,16° (c = 0,99 in

Chloroform).

D

Beispiel 6

Ein Gemisch von 0,5 g (20S)-6ß-Methoxy-20(p-toluol-suI-fonyloxymethyl)-3a,5-cyclo-5a-pregnan, 0,45 g Natriumjodid und 10 ml trockenes Aceton wurden 3 Stunden zum Rückfluss erhitzt. Das Gemisch wurde dann gekühlt und in Wasser gegossen und mit Aether extrahiert. Der ätherische Extrakt wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Man erhielt 0,475 g hellgelben Feststoff, der nach zweimaligem Umkristallisieren aus Pentan bei 0° 0,21 g (20S)-20-Jodmethyl-6ß-methoxy-3a,5-cyclo-5a-pregnan lieferte. Schmelzpunkt

103-104° ;[<x]^| +56,71° (c = 1,09 in Chloroform).

Beispiel 7

Zu einer Lösung von 0,084 g 3-Methyl-l-butin-3-ol-tetra-hydropyranyläther in 3 ml Hexamethylphosphoramid wurden 0,33 ml 1,5 M Butyllithium in Hexan bei 0° gegeben. Das Gemisch wurde 1 Stunde bei 25° gerührt, mit 0,06 g (20S)-20-Jodmethyl-6ß-methoxy-3a,5-cyclo-5a-pregnan versetzt und 48 Stunden bei 25° gerührt. Das Gemisch wurde dann in Ammoniumchloridlösung gegossen und mit Benzol extrahiert. Die benzolische Lösung wurde gewaschen, getrocknet und eingedampft. Das Rohprodukt (0,13 g) wurde durch präparative Dünnschichtchromatographie (Merck PF-254 Silicagel-Platten) mit Methylenchlorid gereinigt. Man erhielt 0,035 g 6ß-Meth-oxy-25-(2-tetrahydropyranyloxy)-3a,5-cyclo-5a-cholest-23-yn.

Beispiel 8

Ein Gemisch von 0,25 g 6ß-Methoxy-25-(2-tetrahydropy-ranyloxy)-3a,5-cyclo-5a-cholest-23-yn, 2 ml destilliertes Dioxan, 0,1 g Natriumcarbonat und 0,025 g 10%ige Palladium/ Kohle wurde unter einer Atmosphäre Wasserstoffdruck solange gerührt bis kein Gas mehr aufgenommen wurde (24 Stunden). Das Gemisch wurde mit Aethylacetat verdünnt und über Celit filtriert. Entfernung des Lösungsmittels unter vermindertem Druck lieferte 0,25 g 6ß-Methoxy-25-(2-tetrahydropyranyl-oxy)-3a,5-cyclo-5a-cholestan.

Ein Analysenpräparat wurde durch präparative Dünn-schichtchromatographie (5:1 Benzol-Äther) erhalten: öl,

[n]M +40,2° (c :

1,04 in Chloroform).

Beispiel 10

Eine Lösung von 5 g 6ß-Methoxy-25-(2-tetrahydropyranyl-oxy)-3,5-cyclo-5a-cholestan, 50 ml Dioxan, 50 ml Wasser und 25 0,25 g p-Toluolsulfonsäure-monohydrat wurde 4 Stunden bei 80° gerührt und sodann gekühlt. Der dicke weisse Niederschlag wurde abfiltriert, in Methylenchlorid aufgenommen und mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung gewaschen. Die Lösung wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und eingedampft. Man 111 erhielt 3,8 g weisses amorphes Pulver. Umkristallisation aus Methanol lieferte 3,1g 25-Hydroxycholesterin vom Schmelzpunkt 175-177°.

Ein Analysenpräparat wurde durch eine weitere Umkristallisation aus Methanol erhalten und lieferte farblose Nadeln vom

Schmelzpunkt 178-180° ; [a] ^ -39° (c = 1,05 in Chloroform).

Beispiel 9

Eine Lösung von 2,5 g 6ß-Methoxy-25-(2-tetrahydropyra-nyloxy)-3a,5-cyclo-5a-cholestan und 60 ml Methanol wurde

Beispiel 11

Ein Gemisch von 0,208 g 25-Hydroxy-6ß-methoxy-3a,5-cyclo-5a-cholestan, 2 ml Wasser, 6 ml Dioxan und 0,010 g p-Toluolsulfonsäure-monohydrat wurde 6 Stunden bei 80° 45 gerührt und dann gekühlt. Der Feststoff wurde abfiltriert, in Methylenchlorid gelöst und die Lösung mit wässeriger Natriumbicarbonatlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Umkristallisation aus Methanol lieferte 0,165 g 25-Hydroxycholesterin vom Schmelzpunkt 175-177°.

50

Beispiel 12

Eine Lösung von 10 g 25-Hydroxy-6ß-methoxy-3a,5-cyclo-55 5a-cholestan und 100 ml Eisessig wurde 24 Stunden bei 70° gerührt. Die gekühlte Lösung wurde unter vermindertem Druck konzentriert und der Rückstand in gestossenes Eis gegossen.

Die Lösung wurde mit 2N Natriumhydroxydlösung neutralisiert und das Produkt mit Methylenchlorid-Aethylacetat (1:1) 6(1 extrahiert. Der Extrakt wurde mit Wasser und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Das Rohprodukt (11 g) wurde aus Aceton umkristallisiert und lieferte 10,1 g 25-Hydroxycholesteryl-3-acetat vom Schmelzpunkt 137-138°.

65 Ein Analysenpräparat wurde durch eine weitere Umkristallisation erhalten: farblose Prismen vom Schmelzpunkt

139-140° ; [a] ^ -41,4° (c = 1,05 in Chloroform).

11

617 442

Beispiel 13

Ein Gemisch von 0,08 g 6ß-Methoxy-25-(2-tetrahydropy-ranyloxy)-3a,5-cyclo-5a-cholestan und 3 ml Eisessig wurde 6 Stunden bei 70° gerührt. Das Gemisch wurde in Wasser gegossen und mit Aethylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde mit gesättigter wässeriger Natriumbicarbonatlösung und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, getrocknet und eingedampft. Nach Umkristallisation des Rückstandes aus Aceton erhielt man 0,063 g 25-Hydroxycholesteryl-3-acetat vom Schmelzpunkt 139-140°.

C

Claims

617 442 PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung des 3ß,25-DihydroxychoIest-5-ens der Formel in der R1 die obige Bedeutung hat und Y Brom, Jod nieder Alkyisulfonyloxy, Phenyisulfonyloxy oder substituiertes Phenyisulfonyloxy darstellt, umwandelt, c) die Verbindung der Formel V mit einer Verbindung der Formel CH3 I M-C—C-C —Z CH, VI worin M Natrium, Kalium, Lithium oder Magnesium/2 und Z OM oder eine Gruppe der Formel R2 I R4_0-C-0-I R3

1 darstellt, in der R2 Wasserstoff oder nieder Alkyl, R3 und R4 unabhängig voneinander nieder Alkyl oder R3 und R4 zusammen nieder Alkylen mit 3 bis 6 C-Atomen bedeuten,

in einem aprotischen inerten organischen Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur zu einer Verbindung der Formel

CH5

mit Ozon in einem inerten organischen Lösungsmittel zu einem Ozonid umsetzt, dieses Ozonid mit einem Komplexmetallhydrid-Reduktionsmittel in eine Verbindung der Formel

CH,

worin R1 die obige Bedeutung hat,

überführt,

b) die Verbindung der Formel IV mit einem Sulfonylhaloge-nid oder einem Halogenierungsmittel in eine Verbindung der Formel

CH

2(i Formel

CH3 I

M-cac-c -z l

*s CH3 vi worin M Natrium, Kalium, Lithium oder Magnesium/2 und Z OM oder eine Gruppe der Formel

» f

R4-0-C -O-

I

R3

is darstellt, in der R2 Wasserstoff oder nieder Alkyl, R3 und R4 unabhängig voneinander nieder Alkyl oder R3 und R4 zusammen nieder Alkylen mit 3 bis 6 C-Atomen bedeuten,

IV

ss umsetzt,

worin Z' Hydroxy oder eine Gruppe der Formel R2

worin R1 die obige Bedeutung hat,

überführt,

b) die Verbindung der Formel IV mit einem Sulfonylhaloge-nid oder einem Halogenierungsmittel in einer Verbindung der Formel

R4-0-C -O-

R3

darstellt und R1, R2, R3 und R4 die obige Bedeutung haben, d) die Verbindung der Formel VII zu einer Verbindung der 65 Formel

617 442

CH.

uH

CH.

CIL

viii worin R1 und Z' die obige Bedeutung haben, hydriert, und e) die Verbindung der Formel VIII durch Abspaltung einer gegebenenfalls anwesenden 25-Schutzgruppe und retro-i-Umlagerung mittels einer nieder- Alkancarbonsäure der Formel RSH, worin R5 die obige Bedeutung hat, in einem Lösungsmittel in eine Verbindung der Formel IXb überführt.

2. Verfahren zur Herstellung von 3ß,25-Dihydroxycholest-5-enen der Formel

• CHv worin R5 nieder Alkanoyloxy darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass man a) eine Verbindung der Formel worin R1 Hydroxy, nieder Alkoxy, Phenyl-nieder-alkoxy, nieder Alkanoyloxy oder Benzoyloxy darstellt,

mit Ozon in einem inerten organischen Lösungsmittel zu einem Ozonid umsetzt, dieses Ozonid mit einem Komplexmetallhydrid-Reduktionsmittel in eine Verbindung der Formel i s in der R1 die obige Bedeutung hat und Y Brom, Jod, nieder Alkyisulfonyloxy, Phenyisulfonyloxy oder substituiertes Phenyisulfonyloxy darstellt,

umwandelt,

c) die Verbindung der Formel V mit einer Verbindung der

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man im Schritt a) die Ozonisierung in einem ein organisches Amin enthaltenden halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff vornimmt, das Komplexmetallhydrid im Verhältnis zum Ozonid im Überschuss einsetzt und das Komplexmetallhy-drid dem Ozonid bei einer Temperatur zwischen — 40 und

— 78° C zusetzt und das Reaktionsgemisch auf 0 bis +20° C aufwärmen lässt.

3

617 442

Umlagerung mittels einer starken Säure in wässerigem Medium in die Verbindung der Formel IXa überführt.

3.

"V

umsetzt,

worin Z' Hydroxy oder eine Gruppe der Formel

R2 I

R4—O—C—O—

!

R3

darstellt und R1, R2, R3 und R4 die obige Bedeutung haben,

d) die Verbindung der Formel VII zu einer Verbindung der Formel

0n3^./\ /CHj worin R1 und Z' die obige Bedeutung haben,

hydriert, und e) die Verbindung der Formel VIII durch Abspaltung einer gegebenenfalls anwesenden 25-Schutzgruppe und retro-i-

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man im Schritt a) als Komplexmetallhydrid Natrium-bis (2-methoxy-äthoxy)aluminiumhydrid verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung der Formel IV Y p-Toluolsulfonyloxy darstellt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) die Reaktionstemperatur 40 bis 150° C, insbesondere 80-120° C, beträgt, dass man ein solches aproti-sches inertes organisches Lösungsmittel verwendet, das Alkalimetall oder Magnesiumhalogenide komplex bindet und dass in der Verbindung der Formel VI M Lithium ist und man als Lösungsmittel Dioxan oder Dimethylsulfoxyd verwendet oder dass in der Verbindung der Formel VI M Magnesium/2 ist und man als Lösungsmittel Dioxan verwendet.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man im Schritt e) zwecks Abspaltung der 25-Schutzgruppe. eine Verbindung der Formel VIII,

worin R1 Hydroxy, nieder-Alkoxy, Phenyl-nieder-alkoxy, nieder Alkanoyloxy oder Benzoyloxy und Z' eine Gruppe der Formel

R2

I

r4-o-c -o-I

R3

darstellt, worin R2 Wasserstoff oder nieder Alkyl, R3 und R4 unabhängig voneinander nieder Alkyl oder R3 und R4 zusammen nieder Alkylen mit 3-6 C-Atomen bedeuten,

mit einer katalytischen Menge einer starken Säure bei herabgesetzter Temperatur in einem alkoholischen Lösungsmittel behandelt und zwecks Herstellung einer Verbindung der Formel IXb die so erhaltene Verbindung der Formel

CH.

OH

CH.

worin R1 die obige Bedeutung hat, mit einer starken Säure bei etwa 20 bis 150° C in einem eine Verbindung R5H enthaltenden Lösungsmittel behandelt, wobei R5 die obige Bedeutung hat.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung der Formel VI oder VIII R2, R3 und R4 unabhängig voneinander nieder Alkyl darstellen oder R2 nieder Alkyl darstellt und R3 und R4 zusammen nieder Alkylen mit 3-6 C-Atomen darstellen.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung der Formel VI oder VIIIZ oder Z' Tetrahydropyranyloxy ist.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das im ersten Teil des Reaktionsschrittes e) erhaltene Produkt vor dem zweiten Teil des Reaktionsschrittes e) gereinigt wird, dass im ersten Teil des Reaktionsschrittes e) die Temperatur —10 bis +10° C beträgt und als Lösungsmittel Methanol oder Aethanol verwendet wird und dass im zweiten Teil des Reaktionsschrittes e) die Temperatur 80 bis 120° C beträgt und als Lösungsmittel Essigsäure verwendet wird.

Unlängst ist gefunden worden, dass ein Metabolit von Vitamin D3,25-Hydroxycholecalciferol, eine signifikant bessere anti-rachitische Wirkung als Vitamin D3 selbst besitzt. Die Verbindung wurde aus 25-Hydroxycholesterin-3-acetat und dieses wiederum aus 3ß-Hydroxy-5-cholensäure hergestellt. Da die letztgenannte Verbindung kein ohne weiteres verfügbares Ausgangsmaterial darstellt, war es wünschenswert einen Weg zum 25-Hydroxycholesterin zu finden, bei dem ein billiges und leicht erhältliches Ausgangsmaterial eingesetzt wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren fusst auf der Verwendung des natürlich vorkommenden, leicht zugänglichen und billigen Stigmasterins, das technisch aus Sojabohnen isoliert wird.