CS252605B1

CS252605B1 - 2a,3a,17/?-trihydroxy-5a-androstan-6-on a způsob jeho přípravy

Info

Publication number: CS252605B1
Application number: CS861745A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Kohout; Helena Velgova; Miroslav Strnad
Original assignee: Ladislav Kohout; Helena Velgova; Miroslav Strnad
Priority date: 1986-03-13
Filing date: 1986-03-13
Publication date: 1987-09-17
Also published as: CS174586A1

Abstract

Řešení se týká 2-alfa,3-alfa,17-beta- -trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu vzorce I tj. sloučeniny, která ovlivňuje růst rostlin podobným způsobem jako rostlinný hormon brassinolid, a způsobu přípravy této sloučeniny.

Description

Tento vynález se týká nové sloučeniny 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan -6-onu vzorce I, který má brassinolidní účinnost projevující se tím, že působí na růst rostlin, a způsobu jeho výroby.

Před sedmi lety [Grove M. D. a spol.: Nátuře (London) 281, 216 (1979) .j byl isolován rostlinný hormon brassinolid, který způsobuje dělení buněk a jejích prodlužování, má tedy vliv na růst rostlin. Přístupnost brassinolidu isolaoí z přírodního materiálu je značně obtížná, protože se vyskytuje ve velmi nízkých koncentracích. Např. v pylu řepky [Grove M. D. a spol.: Nátuře (London) 281, 216 (1979).J je jeho obsah 0,1 ppm, v hálkách kaštanu [lkeda M. a spol.: Agr. Biol. Chem. 42, 655 (1983).J 0,005 ppm, v čínském zelí [Morishita T. a spol.: Phytochemistry 22., 1051 (1983J.J 0,000 003 ppm a podobně.

Přístupnost brassinolidu a jeho analogů synthesou je rovněž značně obtížná díky složitosti synthetických postupů a jejich nízkých výtěžků [.viz například: Abe a spol·.: Agr.

Biol. Chem. 46, 2609 (1982), Fung S. a spol.: J. Amer. Chem. Soc. 102, 6580 (1980), Ishiguro M. a spol.: J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1980, 962, Thompson M. J. a spol.: Steroids 38,

567 (1981), Thompson M. J. a spol.: (Chem. Abstr, 95, 127 425 (1981).), Sakakibara M. a spol. : Heterocycles 17, 501 (1982), Moři K. a spol.: Tetrahedron 38, 2099 (1982) Sakakibara M. a spol.: Agr. Biol. Chem. 47, 663 (1983), Anastasia M. a spol.: J. Chem. Soc., Perkin Trans. I, 1983, 383, Takatsuto S. a spol.: J. Chem. Soc., Perkin Trans. I, 1984, 139, japonský patent 82-70900 (Chem. Abstr. 97, 163 330 (1982) a japonský patent 82-163 400 (Chem. Abstr. 9ji, 198 606 (1983)J .

Žádná z dosud synthetisovaných sloučenin neměla současně dvě vlastnosti, které jsou důležité pro její praktickou využitelnost: vysokou účinnost a snadnou připravitelnost.

Je tedy žádoucí připravit sloučeniny s oběma uvedenými vlastnostmi.

Během studia synthesy a účinnosti analogů brassinolidu bylo zcela neočekávaně zjištěno, že 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-on vzorce I

vykazuje neobvykle vysokou účinnost v testu na druhém internodu fazole [Mitchell J. W. a spol.: Methods of Studying Plant Hormones and Growth Regulating Substances, Agriculture Handbook No. 336, str. 26, US Government Printing Office, Washington D. C., 1968. , což je test, který je používán pro stanovení brassinolidní účinnosti. Přitom lze sloučeninu shora uvedeného vzorce I připravit velmi jednoduchým způsobem, jak dále popsáno.

Předmětem tohoto vynálezu je 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5alfa-androstan-6-on shora uvedeného vzorce I, který se vyznačuje tím, že ovlivňuje růst rostlin.

Dalším předmětem tohoto vynálezu je způsob přípravy sloučeniny shora uvedeného vzorce I, vyznačující se tím, že se sločuenina obecného vzorce II

(II)

3 v němž R , R a R znamenají nezávisle na sobě vhodnou chránící skupinu, s výhodou skupinu - 12 3

CH^CO-, nebo alespoň jedna ze skupin R , R a R znamená vhodnou chránící skupinu a ostatní znamenají atom vodíku, v alkalickém nebo kyselém prostředí (např. působením hydroxidu alkalického kovu, s výhodou hydroxidu draselného nebo sodného), převede na sloučeninu shora uvedeného vzorce X.

Sloučenina obecného může připravit například

3 vzorce II, v němž R , R a R znamenají jak shora uvedeno, se

2 v němž R a R znamenají nezávisle na sobě vhodnou chránící skupinu jak shora uvedeno, působením vhodné perkyseliny, například kyseliny trifluorperoctové nebo m-chlorperbenzoové, s výhodou kyseliny trifluorperoctové, ve vhodném inertním rozpouštědle, s výhodou v tetrachlormethanu, dvou až 240hodinovou reakcí za vhodné teploty, například za teploty místnosti.

3

Sloučenina obecného vzorce II, v němž R , R a R znamenají jak shora uvedeno, se může připravit také tak, že se sloučenina obecného vzorce IV

(IV) , v němž R znamená vhodnou chránící skupinu, s výhodou skupinu CH^CO-, hydroxyluje, například oxidem osmičelým nebo směsí oxidu osmičelého a N-methylmorfolin-N-oxidu, s výhodou druhým způsobem, za vzniku sloučeniny obecného vzorce II, v němž í<

3 i R znamenají atomy vodíku a R znamená vhodnou chránící skupinu jak shora uvedeno.

Účinnost sloučeniny shora uvedeného vzorce I podle vynálezu na růst rostlin byla srovnávána s účinností epibrassinolidu, což je sloučenina, která se svou účinností blíží přírodnímu brassinolidu. Z obrázku 1 (křivka 1 znamená účinnost epibrassinolidu, křivka 2 znamená účinnost sloučeniny vzorce I) vyplývá, že účinnost sloučeniny vzorce I a epibrassinolidu jsou velice podobné. Účinnost sloučeniny I je sice nepatrně nižší než účinnost epibrassinolidu, v její prospěch však mluví nesrovnatelně jednodušší synthetická přístupnost.

Dále uvedené příklady mají za účel podrobněji ilustrovat tento vynález, nejsou však zamýšleny jako omezeni rozsahu tohoto vynálezu.

Příklad 1

Příprava 2-alfa,3-alfa,17-beta-triacetátu 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu

K roztoku anhydridu kyseliny trifluoroctové (5,7 ml) v dichlormethanu (32, 1 ml), ochlazenému na asi 5 °C, se opatrně přidá peroxid vodíku (1,07 ml, 50%). Po asi dvou minutách se přidá roztok 2,3-diacetátu 2-alfa,3-alfa-dihydroxy-5-alfa-pregnan-6,20-dionu (3,21 g) v dichlormethanu (32, 1 ml).

Směs se nechá stát dvě hodiny za teploty místnosti. Potom se ke směsi přidá tentýž roztok anhydridu kyseliny trifluoroctové a peroxid vodíku jak shora uvedeno. Směs se nechá stát další 4 hodiny za stejné teploty. Potom se reakční směs vlije do vody, produkt se extrahuje dichlormethanem, organická fáze se promyje vodou, hydrogenuhličitanem draselným, vodou a vysuší. Získá se tak směs, která obsahuje tři produkty: výchozí sločueninu, lipofilnější produkt a polárnější produkt. Tato směs se rozdělí chromatografií na sloupci silikagelu (300 g, eluce směsí benzenu s etherem v poměru 7:3).

Zpracováním frakcí s lipofilním produktem se získá 1,0 g 2,3,17-triacetátu 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu, t.t. 203 až 205 “23 ° (c 1,2).

IC spektrum (chloroform): 1 737, 1 259 cm \ Hmotové spektrum: m/Z 448 (M⁺).

NMR spektrum: 0,79 (s, 19-H), 0,83 (s, 18-H), 1,96, 2,02 a 2,06 (tři singlety, tři acetáty), 4,42 až 5,02 (mt, 2-beta-H a 17-alfa-H), 5,37 (dd, J = 3 Hz, J'= 6 Hz, 3-beta-H). Pro ^C25^H36°7 (448,7) vypočteno: 66,94 8 C, 8,09 8 H, nalezeno: 64,95 8 C,

8,08 8 H.

Příklad 2

Příprava 17-acetátu 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu

K roztoku 17-acetátu 17-beta-hydroxy-5-alfa-androst-2-en-6-onu (600 mg) v acetonu (30 ml) se přidá roztok oxidu osmičelého v terč.butanolu (10%, 0,3 ml), terč.butanol (0,7 ml), N-methylmorfolín-N-oxid (600 mg), voda (1 ml) a směs se míchá 24 hodiny pod sodíkem za teploty místnosti.

Nadbytek oxidu osmičelého se rozloží 38 vodným roztokem sirnatanu sodného. Produkt se extrahuje chloroformem. Organická fáze se oddělí, promyje 58 kyselinou chlorovodíkovou, vodou a vysuší nad síranem sodným. Odpařením rozpouštědla se získá 600 mg produktu, který po přelití etherem vykrystaluje. Získá se 459 mg krystalů, které překrystalováním ze směsi aceton-heptan poskytnou 378 mg 17-acetátu 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu, t.t. 205 až 207 °C. Pro ^C2j^H32®4 (348,5) vypočteno: 72,38 8 C, 9,26 8 H, nalezeno: 72,09 8 C, 9,10 8 H.

Příklad 3

Příprava 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu ze sloučeniny připravené podle přikladu 1

K roztoku 2,3,17-triacetátu 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu (345 mg), připravenému podle příkladu 1, v methanolu (17 ml) se přisype hydroxid draselný (1 g). Směs se vaří 30 minut pod zpětným chladičem.

Pak se reakční směs odpaří za sníženého tlaku na asi 1/4 objemu, vlije do vody a produkt se extrahuje chloroformem. Chloroformová fáze se oddělí, promyje 58 kyselinou chlorovodíkovou, vodou, hydrogenuhličitanem draselným, vodou, vysuší se a rozpouštědlo se oddestiluje.

Získá se 38 mg bezbarvých jehliček o t.t. 226 až 228 °C. Odpařením matečných louhů dosucha se krystalizací odparku z chloroformu získá dalších 86 mg 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu, t.t. 220 až 225 °C, |oOj²® o° (0,8).

IČ spektrum (KBr): 3 640, 1 078, 1 049, 1 021 (hydroxyly), 1 710 (C=O) cm^-1. CD spektrum (dioxan):a á-₃₀₁ = -1,00, ^XH NMR spektrum (směs CDClj a CDjOD): 0,74 a 0,77 (dva singlety, 18-H a 19-H), 3,35 až

3,80 (mt, 2-beta-H, 3-beta-H a 17-alfa-H). Pro C₁₉H_3QO₄ (322,4) vypočteno: 70,77 8 C, . 9,38 8 H, nalezeno: 70,82 8 C, 9,21 % H.

Příklad 4

Příprava 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu ze sloučeniny připravené podle přikladu 2

K roztoku 17-acetátu 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu (60 mg), připravenému podle příkladu 2, v methanolu (10 ml), se přidá vodný roztok hydrogenuhllčitanu draselného (60 mg, 1 ml). Směs se vaří dvě hodiny pod zpětným chladičem. Po zahuštění na 1/3 objemu oddestilováním rozpouštědla ve vakuu se směs vlije do vody. Produkt se extrahuje chloroformem.

Chloroformový extrakt se promyje vodou, vysuší síranem sodným a rozpouštědlo se ve vakuu oddestiluje. Odparek (55 mg) krystalizači ze směsi aceton-heptan poskytl 31 mg 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu, identického ve všech směrech se sloučeninou připravenou podle přikladu 3.

Příklad 5

Příprava 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu ze sloučeniny připravené podle příkladu 2

K roztoku 17-acetátu 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu (150 mg), připravenému podle příkladu 2, v methanolu (20 ml), se přidá koncentrovaná kyselina chlorovodíková (27%, 1 ml).

Směs se nechá stát přes noc za teploty místnosti. Potom se reakční směs odpaří dosucha ve vakuu. Odparek se rozpustí v chloroformu, roztok'se promyje hydrogenuhličitanem draselným, vodou, vysuší nad síranem sodným a rozpouštědlo se oddestiluje. Krystalizači odparku ze směsi aceton - heptan se získá 85 mg 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu, identického ve všech směrech se sloučeninou připravenou podle příkladu 3.

Příklad 6

Testováni 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu na druhém internodu fazole

Semena fazole (Phaseolus vulgaris, var. Pinto) se zasází do 7,0 cm květináčů obsahujících vermikulit a Hoaglandův roztok (poloviční koncentrace, pH = 5,7). Rostliny se pěstují ve skleníku za teploty 23 až 27 °C s osvětlením 6 000 luxů po dobu 16 hodin denně.

Různá množství (v molech) testované sloučeniny ve 2 ^il lanolinu se aplikují na skupiny 8 rostlinek starých 7 dnů s druhým internodem dlouhým 2 mm. Na kontrolní rostliny se aplikuje samotný lanolin. Způsob aplikace je popsán v odborné literatuře (Mitchell J. W. a spol.: Methods of Studying Plant Hormones and Growth Regulating Substances, Agriculture Handbook No. 336, str. 26, US Government Printing Office, Washington D. C., 1968.).

Vyhodnocení se provádí pátý den po aplikaci. Při vyhodnocení se měří délka druhého internodu testovaných a kontrolních rostlin. Rozdíl mezi těmito délkami (ůl v mm) se používá jako míra účinnost těchto sloučenin.

Výsledky testování 2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-onu (sloučenina vzorce I, křivka 2 na obrázku 1) a jeho srovnání s epibrassinolidem £(22R,23R,24R)-2-alfa,3-alfa,22,23-tetrahydroxy-24-methyl-B-homo-7-oxa-5-alfa-cholestan-6-onemJ (křivka 1, obr. 1) jsou uvedeny v tabulce I a na obrázku 1.

Tabulka 1

Sloučenina aplikovaná dávka v molech prodloužení druhého internodu fazole při dané aplikované dávce (v mm):

2-alfa,3-alfa,17-beta-trihydroxy-5-alfa-androstan-6-on 8,4 15,5 19,6 26,3 12,8 7,4 epibrassinolid - 20,4 30,8 32,3 18,6 12,9 7,2

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. 2-alfa,3-alfa,17-beta-Trihydroxy-5-alfa-androstan-6-on vzorce I
2. Způsob přípravy sloučeniny vzorce I, vyznačující se tím, že se sloučenina obecného vzorce II (II) ,

12 3 v němž R , R a R nezávisle na sobě znamenají vhodnou chránicí skupinu, s výhodou skupinu 12 3

CH3CO-, nebo alespoň jedna ze skupin R , R a R znamená vhodnou chránicí skupinu a ostatní znamenají atom vodíku, v alkalickém nebo v kyselém prostředí převede na sloučeninu vzorce I