CH621560A5

CH621560A5 - Process for the preparation of 3-ketosteroids disubstituted in position 16

Info

Publication number: CH621560A5
Application number: CH354376A
Authority: CH
Inventors: Frederick Cassidy
Original assignee: Beecham Group Ltd
Priority date: 1975-03-21
Filing date: 1976-03-22
Publication date: 1981-02-13
Also published as: NL184111B; GB1538227A; FR2445340A1; DK123476A; CH631996A5; IL49132A; IE42308B1; DK143757C; IE42308L; IL49132A0; IL58505A0; NL7602949A; FR2304345B1; JPS51118756A; DE2610497C2; JPS61178920A; FR2445340B1; AT357700B; BE839751A; ATA191376A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer in 16-Stellung disubstituierter 3-Ketosteroide, die besonders wertvoll zur Behandlung von androgenabhängigen Hautkrankheiten sind.

Man nimmt an, dass zahlreiche Hautzustände, wie Akne und Seborrhöe, aufgrund übermässiger Talgsekretion aus den Talgdrüsen durch androgene Stimulation entstehen. Man glaubt jetzt, dass Testosteron, das im Blut zirkulierende Hauptandrogen, in 5a-Dihydro-testosteron (DHT) bei den Androgen-Targetzellen rungewandelt wird und dass deshalb DHT die Ursache dafür ist, dass das biologisch wirksame Androgen diese Stimulation verursacht. Das für diese Umwandlung verantwortliche Enzym ist A4-3-Ketosteroid-5a-reductose. Es ist daher einleuchtend, dass eine Verbindung, die die Wirkung dieses Enzyms auf das zirkulierende Testosteron zu hemmen vermag oder eine antiandrogene Wirkung kraft ihrer Fähigkeit besitzt, mit DHT um Targetzellen zu konkurrieren, bei der Behandlung der vorgenannten Hautbedingungen verwendbar sein wird.

Es ist nun gefunden worden, dass bestimmte neue Androstene, die mit Testosteron verwandt sind, jedoch in der 16-Stellung durch bestimmte Kohlenwasserstoffreste disubstituiert sind, eine 5a-Reductase~Hemmwirkung besitzen und dass die entsprechenden Androstane schwache Antiandrogene kraft ihrer Fähigkeit, mit DHT um Targetzellen zu konkurrieren sind. Die Androstene besitzen ebenfalls eine sehr schwache antiandrogene Wirkung dieser konkurrierenden Art. Diese Steroide sind deshalb wertvoll bei der Behandlung der vorgenannten Hautzustände, wie Akne und Seborrhöe. Man nimmt an, dass eine Behandlung anderer androgenabhängiger Krankheiten, die mit Haut- und Haardrüsen zusammenhängen, wie weiblicher Hirsutismus, androgene Alopezie und männliche Glatzenbildungssymptome bei Frauen, ebenfalls mit diesen Steroiden möglich ist.

W. Voigt und S. L. Hsia haben in der Zeitschrift «Endrocri-nology» 92 (1973), S. 1216 bis 1222, beschrieben, dass 4-Androsten-3-on-17ß-carbonsäure der nachstehenden Formel A und deren Methylester eine 5a-Reductase-Hemmwirkung besitzen:

5

10

IS

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

621560

COOH

Jedoch sind diese beiden Verbindungen strukturmässig weit weniger nahe verwandt mit den Androstenen vorliegender Erfindung als Testosteron, das Standard-Androgen, auf das stets Bezug genommen wird.

Es ist ferner aus der US-PS 3 853 926 bekannt, dass 17ß-Hydroxy-16,16-dimethyl-östr-4-en-3-on der nachstehenden Formel (B) ein Antiandrogen ist und die Fähigkeit besitzt, die Talgsekretion bei Ratten zu unterdrücken:

OH

CH.

Dieses A4-3-Ketosteroid ist ein Östren-Derivat. Demgegenüber sind die ungesättigten Steroide vorliegender Erfindung Androstene. Die Tatsache, dass 19-Nor-testosteron ein Östren-Derivat ist und dass die meisten Derivate davon Gestagene sind und dass Testosteron, ein Androsten-Derivat, ein Androgen ist, zeigt deutlich, dass mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit keine Voraussage hinsichtlich einer pharmakologischen Wirksamkeit von einer Steroidklasse auf die andere Steroidklasse gemacht werden kann.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von in 16-Stellung disubstituierten 3-Ketoste-roiden der allgemeinen Formel I

0

in der

R3 Alkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Alkenyl- oder Cycloalkylreste mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenylal-kylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Alkylrest bedeuten, wobei die Phenylreste substituiert sein können,

R4 die Hydroxylgruppe oder der Rest — ORö ist, wobei R6 einen Acylrest mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder die Benzylgruppe darstellt, die substituiert sein kann, und

Rs für ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen steht,

wobei auch R4 und Rs zusammen mit dem Kohlenstoffatom,

an das sie gebunden sind, die Carbonylgruppe bilden können.

Bei der allgemeinen Formel I sind die Reste R3 häufig Alkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylreste mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylalkylgruppe, deren Alkylrest 1 bis 3 Kohlenstoffatome aufweist und deren Phenyl-rest substituiert sein kann.

Geeignete Beispiele für die Reste R3 sind Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Cyclopropyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Benzyl- und Phenyläthylgruppen. Der Phenylrest der Benzyl- und Phenyl-äthylgruppen kann beispielsweise durch Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogenatome oder Nitrogruppen substituiert sein. Die Reste R3 können auch zweckmässigerweise Allyl- oder Butenylgruppen sein. Vorzugsweise sind die Reste R3 Methyl-, Äthyl- oder n- oder Isopropylgruppen und am meisten bevorzugt Methylgruppen.

R4 ist am zweckmässigsten die Hydroxylgruppe. Wenn jedoch R4 der Rest — ORe ist, sind geeignete Beispiele für den Rest Rê die Acetyl-, Propionyl-, n- und iso-Butyryl-, Caproyl-, Heptanoyl-, Methyl-, Äthyl-, n- und Isopropyl-, n-, sek.- und tert.-Butyl- und die Benzylgruppe. Der Phenylrest der Benzylgruppe kann substituiert sein, beispielsweise durch einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogenatome oder Nitrogruppen.

Geeignete Beispiele für den Rest Rs sind Wasserstoffatome und die Methyl-, Äthyl-, n- und Isopropyl- und die n-Butyl-gruppe. Vorzugsweise ist Rs ein Wasserstoffatom oder die Methylgruppe, am meisten bevorzugt ein Wasserstoffatom.

Der Rest R4 weist zweckmässigerweise die ß-Konfiguration auf.

Innerhalb der Verbindungen der allgemeinen Formel I ist eine besonders bevorzugte Klasse von Verbindungen diejenige in der

R4 die Hydroxylgruppe oder eine mit Acylresten mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen acylierte Hydroxylgruppe ist,

Rs ein Wasserstoffatom oder die Methyl- oder Äthylgruppe bedeutet, wobei R4 und Rs auch zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, die Carbonylgruppe bilden können, und R3 die Methyl- oder Äthylgruppe darstellt.

Beispiele für die Reste R4 sind die Hydroxyl-, Äcetoxy-, n-oder Isopropionyloxy-, Caproyloxy- und die Heptanoyloxy-gruppe.

Vorzugsweise ist R4 die Hydroxylgruppe, und zwar normalerweise in der ß-Konfiguration.

Vorzugsweise ist Rs ein Wasserstoff atom oder die Methylgruppe, wobei auch R4 und Rs zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, die Carbonylgruppe darstellen. Am zweckmässigsten steht Rs für ein Wasserstoffatom.

Vorzugsweise ist R3 die Methylgruppe.

Unter die allgemeine Formel I fällt eine Verbindung von besonderer Bedeutung infolge ihrer 5a-Reductase-Hemmwir-kung, nämlich die Verbindung 16,16-Dimethyl-androst-4-en-17 ß-ol-3-on.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung der oben definierten in 16-Stellung disubstituierten 3-Ketosteroide der allgemeinen Formel I, ist dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Verbindung der allgemeinen Formel IV

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

621 560

4

in der X eine durch eine hydrolytisch abspaltbare Gruppe geschützte Carbonylgruppe ist, und R3, R4 und Rs die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen, die Schutzgruppe entfernt und dadurch die Carbonylgruppe erzeugt.

Die Doppelbindung bei der allgemeinen Formel IV lagert sich während der Abspaltung der Schutzgruppe um und liefert die gewünschte 4,5-Bindung beim Endprodukt.

Beim erfindungsgemässen Verfahren erfolgt die Aufhebung des Schutzes bei der geschützten Carbonylgruppe in an sich bekannter Weise. Somit kann der Rest z.B. eine ketalisierte Carbonylgruppe sein, z.B.

(V)

(CH2)n yO.

o

C, in der n die Zahl 2 oder 3 bedeutet,

IS

R'X

oder

\C,

R'X

in der R'X der Rest eines Alkohols oder Thiols ist. In diesem Falle wird die Aufhebung des Schutzes in üblicher Weise mittels Säurehydrolyse durchgeführt. Es kann sich auch um eine thioketalisierte Carbonylgruppe handeln, die die Gruppen

.Q

(CH2)n

,C oder (CH2)n in denen n 2 oder 3 bedeutet, wobei in diesem Falle die Aufhebung des Schutzes in üblicher Weise unter Verwendung von Quecksilber(II)-salzen oder wiederum durch Säurehydrolyse erfolgt.

Nach der Aufhebung des Schutzes können gegebenenfalls die nachstehenden Stufen durchgeführt werden:

(i) Wenn R4 und Rs keine Carbonylgruppe bilden, kann der Rest R4 nach üblichen Verfahren abgewandelt werden. Z.B. können Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R4 eine acylierte oder verätherte Hydroxylgruppe ist, durch eine übliche Acylierung oder Verätherung der Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R4 eine Hydroxylgruppe ist, hergestellt werden. Derartige Reaktionen schliessen die Uset-zung der hydroxylgruppenhaltigen Verbindung mit Acylchlori-den oder Acylanhydriden, wie Acetylchlorid oder Essigsäureanhydrid, unter wasserfreien Bedingungen unter Erzeugung von Acylderivaten sowie die Umsetzung des Natriumsalzes der hydroxylgruppenhaltigen Verbindung mit einem Alkylhaloge-nid unter Bildung eines verätherten Derivats ein;

(ii) Verbindungen der allgemeinen Formel I können in ihre entsprechenden gesättigten analogen Verbindungen nach beliebigen, an sich bekannten Reduktionsverfahren, wie Hydrieren in Gegenwart von Palladium-Katalysatoren, überführt werden.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel IV sind neu, und sie sind wertvoll als Zwischenprodukte bei der Herstellung von pharmazeutisch wirksamen Verbindungen der allgemeinen Formel I und stellen somit ebenfalls einen Teil vorliegender Erfindung dar.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel IV selbst lassen sich dadurch herstellen, dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel V

10

in der 16-Stellung mit den entsprechenden Resten R3 substituiert und gegebenenfalls danach die 17-Carbonylgnippe in andere Reste R4 und Rs nach üblichen Verfahren umwandelt, wobei R4 und Rs die bei der allgemeinen Formel IV angegebenen Bedeutungen besitzen. Man kann auch, was jedoch weniger empfohlen wird, in 16-Stellung monosubstituierte Zwischenprodukte bei dieser Umsetzung zuerst isolieren und dann nochmals in 16-Stellung substituieren. Die Substitution kann 20 in üblicher Weise durch Umsetzen einer entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel V mit einer Verbindung R3Y in Gegenwart einer starken Base mit niedriger Nukleophilizität durchgeführt werden. Geeignete Reste Y sind Halogene, Tosylate, Mesylate oder Azide, während die Base ein Hydrid, 25 wie Natriumhydrid, ist; die Umsetzung erfolgt unter wasserfreien Bedingungen.

Eine möglicherweise erforderliche Umwandlung der 17-Carbonylgruppe in andere Reste R4 und Rs kann nach üblichen, an sich bekannten Verfahren durchgeführt werden. Z.B. können Verbindungen, bei denen R4 die Hydroxylgruppe und Rs entweder ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sein sollen, aus den entsprechenden 17-Carbonyl-Verbindungen durch Reduktion oder durch Umsetzung mit einer Grignard-Verbindung mit Alkylresten mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder mit einem Alkyl-Metall- ' Komplex mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, zweckmässigerweise mit einem Alkyl-Lithium-Komplex mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, gebildet werden. Die Reduktion kann zweckmässigerweise unter Verwendung von Lithiumaluminiumhydrid durchgeführt 40 werden. Danach kann gegebenenfalls die derart gebildete R4-Hydroxylgruppe selbst acyliert oder veräthert werden, um einen anderen Rest R4 nach den vorstehend unter- (i) beschriebenen Verfahren zu liefern.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel V können durch 45 Oxydieren der entsprechenden 17-Hydroxylverbindung der allgemeinen Formel VI unter neutralen oder basischen Bedingungen hergestellt werden:

OH

30

35

55

(VI)

in der X die bei der allgemeinen Formel V angegebenen 60 Bedeutungen besitzt.

Diese Umsetzung wird gewöhnlich unter Verwendung entweder von Silbercarbonat auf einem inerten Trägermaterial, wie Kieselgur, oder mittels Collins-Reagens durchgeführt, das ein Gemisch aus Chromtrioxid und Pyridin in Methylendichlo-65 rid darstellt.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel VI selbst lassen sich durch Schutz der Carbonylgruppe der entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel VII herstellen:

5

621 560

OH

Diese Umsetzung wird unter üblichen Bedingungen durchgeführt, um die gewünschte geschützte Carbonylgruppe X zu erhalten. Wenn beispielsweise eine ketalisierte Carbonylgruppe gewünscht wird, wird die Verbindung der allgemeinen Formel VII mit einem geeigneten Alkohol oder s Thiol in Gegenwart einer Säure umgesetzt. So liefert beispiels-(VII) weise Äthylenglykol die 3,3-Äthylendioxy-carbonyl Schutzgruppe.

Ein besonders zweckmässiger präparativer Weg für die io Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I ausgehend von einer Verbindung der unten angeführten Formel VII ist im nachstehenden Reaktionsschema angeführt:

(VII)

Schutz der V 3-Ketogruppe

OH

(VI)

Oxydation

.R

r

(V)

Disubstitution in 16-Stellung

I

*J gegebenenfalls

^Umwandlung der Carbonylgruppe

621 560

6

Entfernen der Schutzgruppe

Die derart gebildeten Verbindungen der allgemeinen Formel I können anschliessend in eine andere Verbindung der allgemeinen Formel I je nach Belieben nach entweder einer oder beider möglichen Stufen umgewandelt werden, wie sie in den Absätzen (i) und (ii) vorstehend beschrieben worden sind.

Die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen werden gewöhnlich in Cremes oder Salben zur örtlichen Anwendung auf der Haut eingearbeitet. Eine bevorzugte Zusammensetzung ist ein pharmazeutisches Präparat für eine örtliche Anwendung auf der Haut, die eine Verbindung der allgemeinen Formel I enthält und die als Creme oder Salbe formuliert worden ist.

Creme- oder Salbenformulierungen, die zum Einsatz für Verbindungen der allgemeinen Formel I gelangen können,

sind übliche, dem Fachmann wohlbekannte Formulierungen, z.B. wie sie in den Standardwerken der Pharmazie und Kosmetik, wie in dem Buch «Harry's Cosmeticology», Verlag Leonard Hill, und der Britischen Pharmacopöe beschrieben sind. Eine emulgierende Standard-Salbengrundlage oder ein wasserfreies Polyäthylenglykol sind einfache Beispiele für geeignete Formulierungen.

Man nimmt an, dass bestimmte Verbindungen der allgemeinen Formel I über den oralen Weg wirksam sind. Demgemäss können derartige Verbindungen mit inerten Trägerm aterialien in für eine Verabreichung üblichen Zusammensetzungen, wie 20 Tabletten, Kapseln, Sirupen u. dgl., formuliert werden.

Die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen sind besonders wertvolle Arzneimittel zur Behandlung von androgenabhängigen Hauterkrankungen und insbesondere zur Behandlung von Akne und Seborrhöe. Hierbei werden die 2s Verbindungen der allgemeinen Formel I örtlich auf die erkrankten Hautstellen aufgebracht. Die Verbindungen vorliegender Erfindung besitzen den Vorzug, dass sie eine wirksame Erleichterung bei der Behandlung von androgenabhängigen Hautkrankheiten ohne ersichtliche schädliche hormonale 30 Nebenwirkungen in sich vereinigen.

Selbstverständlich kann man auch ein oder mehrere antibakterielle Mittel, wie sie üblicherweise bei der Behandlung von Akne und Seborröe verwendet werden, in die Arzneimittel vorhegender Erfindung mit einarbeiten, wenn diese Mittel 35 für eine solche Behandlung eingesetzt werden müssen.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

a)

Aus Androst-4-en-17ß-ol-3-on erhält man nach dem Verfahren von J. A. Campbell, J. C. Babcock und J. A. Hogg in «J. Am. Chem. Soc.» 80 (1958), S. 4717 bis 4721, 3,3-Äthy-

lendioxy-androst-5-en-17ß-ol in Form feiner weisser Nädel-chen, die nach dem Umkristallisieren aus wässrigem Methanol ss bei 185 bis 186°C schmelzen.

b)

7

621 560

Man trocknet Silbercarbonat auf Kieselgur (20 g) mittels azeotropem Abdestillieren von Wasser mit Benzol. Das Oxydationsmittel wird in 200 ml wasserfreiem Benzol suspendiert und dann mit 1 g 3,3-Äthylendioxy-androst-5-en-17 ß-ol in 50 ml Benzol versetzt. Das Gemisch wird 4 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Dabei erhält man eine vollständige Oxydation. Das Reaktionsgemisch wird filtriert, und das Filtrat wird eingedampft. Man erhält 0,95 g 3,3-Äthylendioxy-androst-5-en-17-on in Form feiner weisser Nädelchen, die nach dem Umkristallisieren aus Methanol bei 189 bis 190°C schmelzen.

Die vollständige Oxydation wird ebenfalls erreicht, wenn man Chromtrioxid und Pyridin in Methylenchlorid verwendet.

c) 0

CH.

CH

Man löst 2,92 g 3,3-Äthylendioxy-androst-5-en-17-on in 60 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran und gibt nacheinander 2,92 g Natriumhydrid und dann 5 ml Methyljodid hinzu. Das Reaktionsgemisch wird 4 Stunden unter Rückfluss erhitzt. Dann wird das Tetrahydrofuran unter vermindertem Druck abgedampft, und der Rückstand wird zwischen Äthylacetat und Wasser verteilt. Die Äthylacetatschicht wird wiederum mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Man erhält 3,21 g Feststoff, der nach dem Umkristallisieren aus wässrigem Methanol 2,4 g farblose Kristalle von 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-17-on vom Fp. 138 bis 142°C liefert.

In gleicher Weise werden die nachstehenden Verbindungen hergestellt:

3,3-Äthylendioxy-16,16-diallyl-androst-5-en-17-on,

Fp. 100 bis 101 °C (aus Methanol); 3,3-Äthylendioxy-16,16-dibenzyl-androst-5-en-17-on, als weisser Schaum; IR-Spektrum: 1725 cm-1 (C= O); 3,3-Äthylendioxy-16,16-di-n-butyl-androst-5-en-17-on, Fp. 165 bis 167°C (aus Methanol); 3,3-Äthylendioxy-16,16-diäthyl-androst-5-en-17-on, Fp. 146 bis 148°C (aus Methanol).

d)

CH

0

0.25 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-17-on werden in 7,5 ml Methanol gelöst und mit 1,5 ml 2,5-n Salzsäure versetzt. Dann wird die Lösung 30 Minuten unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Kühlen wird ein Uberschuss an

Äthylacetat zugegeben. Die organische Phase wird mit Wasser gewaschen, bis sie neutral reagiert, dann über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,2 g eines weissen Feststoffes, der nach dem Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80°C 0,16 g weisse Nadeln von 16,16-Dimethyl-androst-4-en-3,17-dion vom Fp. 164 bis 165°C liefert.

Die nachstehenden Verbindungen werden in der gleichen Weise hergestellt:

16,16-Diallyl-androst-4-en-3,17-dion,

Fp. 118 bis 130°C (aus Petroläther vom Siedebereich

60 bis 80°C);

16,16-Dibenzyl-androst-4-en-3,17-dion,

Fp. 150 bis 152°C (aus Petroläther vom Siedebereich

60 bis 80°C);

16,16-Di-n-butyl-androst-4-en-3,17-dion,

als dickflüssiges Öl;

IR-Spektrum: 1680 und 1720 cm-1 (C=0); 16,16-Diäthyl-androst-4-en-3,17-dion,

als halbkristallines Öl;

IR-Spektrum: 1680 und 1720 cm-1 (C= O).

Beispiel 2

a) OH

CH.

1,5 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-17-on werden in 100 ml wasserfreiem Äther gelöst und mit 0,1 g Lithiumaluminiumhydrid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Danach wird der Überschuss des Hydrids durch Zugabe von überschüssigem Äthylacetat zersetzt. Das Gemisch wird dann mit einer Lösung von Kalium-Natrium-Tartrat geschüttelt. Die organische Phase wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen und dann über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Filtrieren und Eindampfen des Filtrats zur Trockne erhält man 1,47 g 3,3,-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-17ß-ol als weisses Pulver, das nach dem Umkristallisieren aus Äthylacetat bei 178 bis 179°C schmilzt.

Die nachstehende Verbindung wird in gleicher Weise hergestellt:

3,3-Äthylendioxy-16,16-diallyl-androst-5-en-17ß-ol,

OH

CH-

lCH.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

621560

8

1 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-17ß-ol wird in 30 ml Methanol gelöst und mit 5 ml einer 2,5-n Salzsäure versetzt. Das Gemisch wird 1 Stunde unter Rückfluss erhitzt, um eine vollständige Hydrolyse des Ketals zu erreichen. Dann wird das Reaktionsgemisch in überschüssigem Äthylacetat aufgenommen und mit Wasser neutral gewaschen. Die organische Phase wird über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,88 g eines weissen Feststoffes, der nach Umkristallisieren aus einem Gemisch von Äthylacetat und Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80°C 0,76 g weisse Nadeln von 16,16-Dimethyl-androst-4-en-17ß-ol-3-onvomFp. 170 bis 172°C liefert.

Die nachstehende Verbindung wird in der gleichen Weise hergestellt:

16,16-Diallyl-androst-4-en-17ß-ol-3-on,

als dickflüssiges Öl; IR-Spektrum: 1680 cm-1 (C= O).

OCOCH

CH.

0,158 g 16,16-Dimethyl-androst-4-en-17ß-ol-3-on werden in 4 ml wasserfreiem Benzol gelöst und mit 0,14 g wasserfreiem Pyridin und 0,12 g Acetylchlorid versetzt. Das Gemisch wird 30 Minuten unter Rückfluss erhitzt, gekühlt und in eine überschüssige Menge Äthylacetat gegossen. Die Äthylacetatlö-sung wird mit verdünnter Salzsäure und dann mit Wasser gewaschen, bevor sie über wasserfreiem Magnesitimsulfat getrocknet wird. Nach dem Filtrieren und Eindampfen des Filtrats zur Trockne erhält man 0,156 g eines Feststoffes, der nach dem Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80°C 0,100 g weisse Nadeln von 16,16-Dimethyl-androst-4-en-17ß-ol-3-on-acetat vom Fp. 153 bis 155°Cliefert.

Die nachstehende Verbindung wird in der gleichen Weise hergestellt:

16,16-Dimethyl-androst-4-en-17ß-ol-3-on-hexanoat, Fp. 105 bis 107cC (aus Methanol).

Beispiel 3

a) OH

CH'

0,5 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-17-on werden in wasserfreiem Äther gelöst und in einer Stickstoffatmosphäre aufbewahrt. Dann wird ein grosser Überschuss an

Methyllithium (20 ml einer 1,75-m Lösung in Hexan) während einer Dauer von 10 Minuten zugegeben. Es bildet sich sofort ein Niederschlag. Das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, bevor der Überschuss an Methyllithium mittels vorsichtiger Zugabe von Wasser zersetzt wird. Das erhaltene Produkt wird mit Äthylacetat extrahiert. Die organische Phase wird mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,51 g eines weissen Feststoffes, der nach dem Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80°C 0,40 g weisse Kristalle von 3,3-Äthylendioxy-16,16,17a-trimethyl-androst-5-en-17 ß-ol liefert.

OH

b)

0

1,1 g 3,3-Äthylendioxy-16,16,17<x-trimethyl-androst-5-en-17 ß-ol werden in 50 ml Methanol gelöst und mit 10 ml 2,5-n Salzsäure versetzt. Das Gemisch wird 15 Minuten unter Rückfluss erhitzt. Dann wird das Produkt mit Äthylacetat extrahiert. Die organische Schicht wird mit Wasser bis zum Neutralpunkt gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Magnesiumsulfat und Filtrieren dampft man das Filtrat zur Trockne ein und erhält 0,94 g eines Rohprodukts, das nach Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 8Ö°C 0,54 g weisse Flocken von 16,16,17 a-Trimethyl-androst-4-en-17ß-ol-3-onvomFp. 165 bis 166°C liefert.

Beispiel 4

*) OH

8,34 g 5<x-Androstan-17ß-oI-3-on werden in 375 ml wasserfreiem Benzol gelöst und mit einer Losung von 5 g Äthylengly-kol in 50 ml wasserfreiem Benzol versetzt. Dann gibt man 0,10 g p-ToluoIsulfonsäure zu und erhitzt das Gemisch 10 Stunden unter Rückfluss, wobei Wasser mittels einer Wasserfalle entfernt wird. Dann fügt man dem Gemisch Äthylacetat zu und schüttelt das Gemisch mit verdünnter Natriumbicarbo-natlösung, wäscht es 2 mal mit Äther und trocknet es über wasserfreiem Magnesiumsulfat. Nach dem Filtrieren und Eindampfen des Filtrats zur Trockne erhält man 7,3 g 3,3-Äthy-lendioxy-5a-androstan-17ß-ol in Form weisser Kristalle, die nach Umkristallisieren aus Methanol bei 170 bis 172°C schmelzen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

9

621560

b) O

2 g 3,3-Äthylendioxy-5a-androstan-17ß-ol werden in Gegenwart von 22,8 g Silbercarbonat auf Kieselgur durch 4-stündiges Erhitzen unter Rückfluss in 350 ml wasserfreiem Benzol oxydiert. Nach dem Filtrieren des Reaktionsgemisches und Eindampfen des Filtrats zur Trockne erhält man 2 g farblose Kristalle von 3,3-Äthylendioxy-5a-androstan-17-on, die nach dem Umkristallisieren aus Methanol bei 156 bis 157,5°C schmelzen.

c) 0

CH-

CH.

2,4 g 3,3-Äthylendioxy-5a-androstan-17-on in 50 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran werden 4 Stunden in Gegenwart von 2 g Natriumhydrid und 12 ml Methyljodid entsprechend dem in Beispiel 3 angegebenen Verfahren unter Rückfluss erhitzt. Man erhält 2,78 g eines schmutzig-weissen Feststoffes, der nach Umkristallisieren aus Methanol 1,9 g weisse Kristalle von 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-5a-androstan-17-on vom Fp. 153 bis 155°C liefert.

d)

0

H

0,5 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-5a-androstan-17-on werden mit 40 ml Methanol und 5 ml 2,5-n Salzsäure unter Anwendung des in Beispiel 6 beschriebenen Verfahrens 1 Stunde unter Rückfluss erhitzt. Man erhält 0,4 g rohes 16,16-Dimethyl-5a-androstan-3,17-dion, das nach Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80°C in Form weisser Platten anfällt und bei 135 bis 137°C schmilzt.

Beispiel 5

2 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-5a-androstan-17-on werden in 140 ml wasserfreiem Äther gelöst und mit 0,21 g Lithiumaluminiumhydrid unter Anwendung des in Beispiel 4 beschriebenen Verfahrens reduziert. Man erhält 1,89 g eines weissen Feststoffes, der eine Komponente in einem grösseren Anteil und eine andere Komponente in einem geringeren Anteil enthält. Das Gemisch wird mittels Säulenchromatographie an Siliciumdioxid aufgetrennt, und man erhält als Hauptprodukt 1,1 g farblose Nadeln von 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-5a-androstan-17ß-ol, das nach Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80°C bei 190 bis 192°C schmilzt.

b)

OH

CH.

CH

0

H

1,8 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-5 a-androstan-17 ß-ol werden mit 120 ml Methanol und 16 ml 2,5-n Salzsäure unter Anwendung des in Beispiel 5 beschriebenen Verfahrens 1 Stunde unter Rückfluss erhitzt. Man erhält 1,56 g Rohprodukt, das nach Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich von 60 bis 80°C 1,45 g weisse Kristalle von 16,16-Dime-thyl-5a-androstan-17ß-ol-3-on vom Fp. 184 bis 185,5°C liefert.

,CH,

H

0,2 g 16,16-Dimethyl-5a-androstan-17ß-ol-3-on werden

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

621 560

10

mit 0,6 ml Heptanoylchlorid und 0,3 ml Pyridin in 7 ml wasserfreiem Benzol 90 Minuten unter Rückfluss erhitzt. Dann gibt man einen Überschuss an Äther hinzu, schüttelt das Gemisch mit verdünnter Natriumbicarbonatlösung, wäscht es 2 mal mit Wasser und trocknet es über wasserfreiem Magnesiumsulfat. Nach dem Filtrieren und Eindampfen zur Trockne erhält man einen Feststoff, der nach Umkristallisieren aus wässrigem Methanol 0,18 g weisse Platten von 16,16-Dime-thyl-5a-androstan-17ß-ol-3-on-heptanoat vom Fp. 74,5 bis 75,5°C liefert.

Beispiel 6

a) OH

CH.

CH

0,25 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-5a-androstan-17-on werden in 20 ml wasserfreiem Äther gelöst und mit 20 ml einer 1,75-m Lösung von Methyllithium in Hexan unter Anwendung des in Beispiel 8 beschriebenen Verfahrens behandelt. Man erhält 0,25 g eines Rohprodukts, das nach dem Umkristallisieren aus Petroläther vöm Siedebereich 60 bis 80°C 0,17 g weisse Kristalle von 3,3-Äthylen-dioxy-16,16,17a-trimethyl-5a-androstan-17ß-ol vom Fp. 142 bis 144°C liefert.

OH

b)

CH

CH-,

O

H

0,75 g 3,3-Äthylendioxy-16,16,17a-trimethyl-5a-andro-stan-17ß-oI werden mit 55 ml Methanol und 3 ml 2,5-n Salzsäure unter Anwendung des in Beispiel 9 beschriebenen Verfahrens 10 Minuten unter Rückfluss erhitzt. Man erhält 0,5 g eines rohen Feststoffes, der nach dem Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80°C 0,4 g weisse Platten von 16,16,17a-Trimethyl-5a-androstan-17ß-ol-3-on vom Fp. 152 bis 153,5°C liefert.

Pharmakologische Daten 1. Androgene/anabolische Untersuchung und antiandrogene Untersuchung Die angewendete Methode beruht grundsätzlich auf der von Hershberger et al. in «Proc. Soc. Exp. Biol. Med.» 83 (1953), ■ S. 175, mit geringfügigen Modifikationen.

Unentwickelte männliche Ratten mit einem Gewicht von 50

bis 60 g werden unter Anästhesie mit dem Natriumsalz der 5-Äthyl-5-(l-methylbutyl)-barbitursäure kastriert. Den Tieren werden 4 Tage lang, beginnend vom fünften Tage nach der Kastration, Arzneimittel verabreicht. Während der Verabreichungszeit wird das Körpergewicht der Tiere aufgezeichnet. Am zehnten Tag nach der Kastration werden die Tiere getötet, und die Gewichte der Samenbläschen, der ventralen Prostata, des Musculus levator ani und der Thymusdrüse werden gemessen, zusammen mit dem Gesamtkörpergewicht. Diese Daten werden dann mit Daten von Kontrolltieren verglichen. Die Arzneimittel werden als Lösungen oder Suspensionen in Erd-nussöl hergestellt und subcutan verabreicht.

Androgene/anabolische Untersuchungen Für diese Untersuchung werden die Verbindungen subcutan in einer Menge von 50 mg/kg Körpergewicht verabreicht. Die Ergebnisse werden mit denen von Kontrolltieren verglichen, denen subcutan 1 mg/kg Körpergewicht Testosteron verabfolgt worden ist. Beide Datenreihen werden verglichen mit kastrierten Kontrolltieren, die keine Arzneimittel bekommen haben.

Antiandrogene Untersuchung Für diese Untersuchimg werden die Arzneimittel subcutan in einer Menge von 50 mg/kg Körpergewicht gleichzeitig mit der subcutanen Verabreichung von 1 mg/kg Körpergewicht Testosteron verabreicht, um den Grad der Hemmwirkung zu bestimmen im Vergleich mit Kontrolltieren, denen lediglich subcutan 1 mg/kg Körpergewicht Testosteron verabreicht worden ist. Beide Datenreihen werden mit derjenigen von kastrierten Kontrolltieren verglichen, die keine Arzneimittel erhalten haben.

Tabelle I

Verbindung androgene Reizbeantwortung: anti-androgene Daten des relative Wirksamkeit prozentuale Hemmung

Beispiels in % gegenüber Testosteron

Samen-bläschen

Prostata

Samenbläschen

Prostata

2b

0,15

0,36

12,1

14,4

ld

—

17,8

35,0

3b

—

6,5

19,7

5b

0,72

1.81

28,7

31,6

4a

—

8,1

9,0

6b

-

11,0

29,0

Cyproteron

acetat*

20 mg/kg

-

54,0

56,5

* (6-Chlor-l,2a-methylen-4,6-pregnadien-17a-ol-3,20-dion-acetat

2. Androgenverdrängungsversuche

Die Fähigkeit der Verbindungen, [3H]-5cx-Dihydro-testoste-ron aus den eine hohe Affinität zu Cytosol habenden Androgen bindenden Proteinen zu verdrängen, die aus der Prostata und den Nebenhoden (Epididymis) von Ratten isoliert worden sind, werden in vitro unter Anwendung der Methode geprüft, die von W. I. P. Mainwaring, F. R. Mangan, P. A. Feherty und M. Freifeld in «Molecular and Cellular Endocrinology» 1 (1974), S. 113 bis 128, beschrieben worden ist.

Proben von Cytosol (0,1 ml) werden über Nacht in Gegenwart von 5xl0"10-m [3H]-5a-Dihydro-testosteron (47 Ci/ mMol; The Radiochemical Centre, Amersham) entweder allein oder zusammen mit der zu untersuchenden Verbindung in Konzentrationen von 5xl0~6,5xl0-7 und 2,5xl0~7-m bebrütet. Die Fähigkeit der Verbindungen [3H]-5a-Dihydro-testo-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

steron aus dem Androgen bindenden Proteinen zu verdrängen, wir ersehen in dem Erniedrigen der in dem Überstehenden bestimmten Endwerten.

Tabelle II

Prozentuale Verdrängung von [3H]-5a-Dihydro-testosteron aus Androgen bindenden Proteinen [3H]-5a-DHT-Konzentration: 5 X 10-10-molar

Verbin

2,5X10"

''-molar

5,0X10"

''-molar

■

! ©

X

o

"6-molar dung

Prostata

Epidi

Prostata

Epidi

Prostata

Epidi

dymis

2b

36

0

50

4

81

64

ld

16

0

27

0

80

48

3b

32

0

46

4

88

81

5b

49

18

65

28

87

69

4a

1

0

10

0

86

64

6b

38

0

50

10

90

84

DHT

86

72

86

75

90

83

3. Hemmung der Testosteron-5a-Reductase Die Aktivitätsbestimmung des Enzyms A4-3-Ketosteroid-5cc-Reductase erfolgt im wesentlichen in der Weise, wie sie von W. I. P. Mainwaring und F. R. Mangan in «J. Endocrino-logy» 59 (1973), S. 121 bis 139, beschrieben worden ist.

Die prozentuale Umwandlung von Testosteron (T) in 5a-Dihydro-testosteron (DHT) in diesem System gehört von 15 bis 30% zu zahlreichen Zubereitungen. Die Hemmung der Umwandlung wird durch die Herabsetzung bei cpm in Verbindung mit DHT gesehen.

cpm DHT

Umwandlung in % = —- X 100%

cpm T + cpm DHT

% Umwandlung ohne Verbindung-

% Umwandlung mit Verbindung

Hemmung in % = " ; , . ;

% Umwandlung ohne Verbindung

Tabelle III

Verbindung des Beispiels

Prozentuale Hemmung der 5a-Reductase-Verbindung bei 1X 10~5-molar

5 2b

30,0 (3)

6 ld

23,1 (2)

9 3b

27,3 (2)

14 5b

10,3 (3)

15 4a

5,3 (2)

18 6b

12,3 (2)

Die Zahlen in Klammern geben die Anzahl der Versuche an.

4. Die Wirkung der Verbindungen auf das durch

Testosteron induzierte Wachstum einer

Talgdrüse («flank organ») bei Hamstern Bei kastrierten männlichen Hamstern von nicht operierten

621560

weiblichen Hamstern kann eine Talgdrüse («flank organ») zum Wachstum durch örtliche Anwendung von Testosteron angeregt werden. Testosteron wird in dieser Drüse in Sa-Dihydrotestosteron umgewandelt (S. Takayashu und K. Adachi, «Endocrinology» 90 (1972), S. 73 bis 80), von dem jetzt angenommen wird, das aktive Androgen in den meisten androgenabhängigen Auffangorganen zu sein. Die Fähigkeit der Verbindungen, diese Anregung zu hemmen, wird im wesentlichen unter Anwendung der von W. Voigt und S. L. Hsia in «Endocrinology» 92 (1973), S. 1216 bis 1222, beschriebenen Methode geprüft.

Ausgewachsene männliche Hamster werden über den scro-talen Weg kastriert. Eine Woche später werden sie in zwei Gruppen von je 4 Tieren eingeteilt und wie folgt behandelt. Eine Gruppe wird unbehandelt gelassen. Die zweite Gruppe erhält Aceton allein auf die Talgdrüse («flank organ») an der linken Seite des Tieres und 4 [ig Testosteron enthaltendes Aceton täglich auf die rechtsseitige Talgdrüse («flank organ»). Andere Gruppen erhalten Aceton allein auf die linksseitige Talgdrüse («flank organ») und 4 (ig Testosteron + 400 [ig der erfindungsgemäss hergestellten Verbindung enthaltendes Aceton täglich auf die rechtsseitige Talgdrüse («flank organ»).

Am Ende der 3-wöchigen Behandlung werden die Tiere getötet, und die Organe werden gemessen und in Fixativ für eine histologische Prüfung gelegt.

Eine aktive Verbindung würde das durch Testosteron induzierte Wachstum der Talgdrüse («flank organ») hemmen.

Einige der erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen, insbesondere die Verbindungen der Beispiele 5, 6 und 9, sind sehr wirksam im Hemmen der Anregung der Drüse durch Testosteron. Die histologische Prüfung bestätigt, dass eine beträchtliche Reduktion hinsichtlich der Grösse der Talgdrüsen («flank organ») eingetreten ist.

5. Die Wirkung der Verbindung auf die Talgsekretion bei Ratten

Die Fähigkeit der Verbindungen, die Talgabsonderung bei Ratten zu hemmen, wird im wesentlichen nach dem Verfahren bestimmt, das von F. J. Ebling in «J. of Investigative Dermato-logy» 62 (1974), S. 161 bis 171 einschliesslich der darin genannten Referenzen, beschrieben worden ist.

Einige der Verbindungen, insbesondere die der Beispiele 5, und 6 und insbesondere die Verbindung des Beispiels 5 sind sehr wirksam im Hemmen der durch Testosteron angeregten Talgsekretion bei kastrierten männlichen Ratten bei einer Verabreichung von 25 mg/kg auf subcutanem Wege, doch sind die Verbindungen unwirksam im Hemmen der durch 5 a-Dihydro-testosteron angeregten Talgabsonderung in gleicher Dosierungsmenge. Dies dürfte anzeigen, dass die Verbindungen über den Weg der 5a-Reductase-Hemmung und nicht über den Weg des klassischen antiandrogenen Mechanismus wirken.

6. Toxizität

Es werden keinerlei toxische Symptome festgestellt, wenn die Verbindung des Beispiels 5 Mäusen oral in einer Dosis bis zu 900 mg/kg Körpergewicht verabreicht wird.

11

5

10

IS

20

25

30

35

40

45

50

55

B

Claims

621 560
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reste R3 Alkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylreste mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenylalkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Alkylrest sind, wobei die Phenylreste substituiert sein können.

2

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung in 16-Stellung disubstituierter 3-Ketosteroide der Formel I

0

in der R3 Alkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Alkenyl-oder Cycloalkylreste mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenylalkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Alkylrest bedeuten, wobei die Phenylreste substituiert sein können, R4 die Hydroxylgruppe oder der Rest — ORô ist, wobei Rß einen Acylrest mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder die Benzylgruppe darstellt, die substituiert sein kann, und Rs für ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen steht, wobei auch R4 und Rs zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, die Carbonylgruppe bilden können, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Verbindung der allgemeinen Formel IV

in der X eine durch eine hydrolytisch abspaltbare Gruppe geschützte Carbonylgruppe ist, R3, R4 und Rs die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, die Schutzgruppe entfernt und so die Carbonylgruppe entstehen lässt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R3 Methyl, Äthyl, Propyl, Allyl oder Butenyl, vorzugsweise Methyl ist.
4. Verfahren gemäss Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung IV R4 eine Hydroxylgruppe oder eine mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen acylierte Hydroxylgruppe und R3 Methyl oder Äthyl ist.
5. Verfahren gemäss Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung IV R4 und'Rs eine Oxo-gruppe darstellen.
6. Verfahren gemäss Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass R3 Methyl oder Äthyl ist.
7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass R4 Hydroxy, Acetoxy, Propionyloxy, Caproyloxy oder Heptanoyloxy, vorzugsweise eine ß-Hydroxygruppe ist.
8. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man von einer Verbindung der Formel IV ausgeht, worin X ein Ketal, Hemithioketal oder Thioketal ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass man in einer erhaltenen Verbindung, worin R4 eine Hydroxylgruppe ist, diese letztere acyliert.
10. Anwendung des Verfahrens gemäss Anspruch 1 auf den Ausgangsstoff der Formel IV, in dem R3 die im Anspruch 1 gegebene Definition hat, R4 die Hydroxylgruppe und Rs ein Wasserstoffatom bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel V

0

worin X die im Anspruch 1 gegebene Definition hat, mit einer Verbindung der Formel R3Y, worin R3 die obige Bedeutung hat und Y ein abspaltbarer Rest ist, umsetzt und danach die 17-Carbonylgruppe reduziert.
11. Anwendung gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Y ein Halogen, Tosylat, Mesylat oder Azid ist.