CZ293396B6

CZ293396B6 - Způsob výroby ketalů steroidních sloučenin

Info

Publication number: CZ293396B6
Application number: CZ19963504A
Authority: CZ
Inventors: Franciscus Theodorus Leonardus Brands; Pieter Vrijhof
Original assignee: Akzo Nobel N. V.
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2004-04-14
Also published as: GR3033527T3; MX9605981A; CA2191397A1; EP0776904A3; JP3984315B2; KR100430312B1; US5955622A; IL119649A; NO965113D0; CZ350496A3; DK0776904T3; US6005124A; IN182807B; TR199600944A1; ZA969778B; EP0776904A2; AU7404196A; AR004813A1; NO965113L; PL185112B1

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby ketalů steroidních derivátů obecného vzorce I, kde R.sub.1.n. znamená CH.sub.3.n. nebo C.sub.2.n.H.sub.5.n.; R.sub.2.n. a R.sub.3.n. spolu znamenají O; a R.sub.4.n. znamená (2-5C) alkylen, vyznačující se tím, že se na sloučeninu vzorce II, kde R.sub.1.n., R.sub.2.n. a R.sub.3.n. mají výše uvedený význam, působí v přítomnosti ortoesteru obecného vzorce III nebo ortoesteru obecného vzorce IV, kde R.sub.4.n. má výše uvedený význam, nebo jejich směsi, alkoholem obecného vzorce HOR.sub.4.n.OH, kde R.sub.4.n. má výše uvedený význam.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby ketalů steroidních sloučenin.

Dosavadní stav techniky

Ketal steroidní sloučeniny podle vynálezu se popisuje v německé patentové přihlášce DD296931. Podle tohoto způsobu se na gonadienový derivát působí alkoholem za přídavku silylhalogenidu jako katalyzátoru. Tento způsob se používá pro přípravu methyl- ethyl- a propylketalů 3-keto-5(10), 9(1 l)-gonadienových derivátů. Tento způsob znamenal proti stavu techniky zlepšení, protože příprava dialkylketalů podle dosud používané metody, jako je reakce 3-ketogonadienového derivátu s alkoholem v přítomnosti kyseliny, vede k produktu, který je za použitých podmínek nestabilní, a který se při izolaci nebo sušení částečně rozkládá. Aby se získal ketal ve stabilní formě, měl by nejprve být neutralizován alkálií, což má tu nevýhodu, že se v dalším kroku musí přebytek alkálie opět odstranit.

Existuje proto zvláštní potřeba výhodného postupu pro přípravu ketalů, zvláště cyklických ketalů určitých steroidních derivátů jako intermediátů při syntéze steroidů s progestagenní aktivitou, zvláště pro jejich použití pro antikoncepci a hormonální terapii u žen před a po menopauze. Způsob popisovaný v DD-296931 se však ukázal pro ekonomicky přijatelnou výrobu ketalů jako nevhodný.

Výtěžky, získané tímto způsobem při přípravě cyklického 3-ethylenového ketalů estra-4,9-dien3,17-dionu se pohybovaly obvykle mezi 50 a 65 %, výjimečně vysoké výtěžky byly přibližně 75 %. Navíc se v tomto případě vytvářelo značné množství (až do 50 %) nežádoucího 3,17-diketalu.

Je tedy zapotřebí způsobu výroby ketalů, zvláště cyklických ketalů 3-keto-5(10), 9(ll)-steroiddienových derivátů, který je možno převést do většího měřítka a který poskytuje vysoký výtěžek stabilních ketalů a nevede v případě 3,17-diketosteroidních derivátů k tvorbě diketalů.

Podstata vynálezu

Vynález poskytuje způsob výroby ketalů steroidních derivátů obecného vzorce I, splňující výše uvedené požadavky:

kde

Ri znamená CH₃ nebo C₂H₅;

-1CZ 293396 B6

R₂ a R₃ spolu znamenají O a

R4 znamená (2-5 C) alkylen, vyznačující se tím, že na sloučeninu vzorce Π:

ai), kde

Ri, R₂ a R₃ mají výše uvedený význam, se působí v přítomnosti ortoesteru obecného vzorce HI:

°\ ^Ó H (III), kde

R4 znamená (2-5C) alkylen nebo ortoesteru obecného vzorce IV:

(IV), kde

R4 má výše uvedený význam nebo jejich směsi alkoholem obecného vzorce HOR4OH, kde R4 má výše uvedený význam.

R4 je s výhodou 1,2-ethandiyl, 1,3-propandiyl nebo 2,2-dimethyl-l,3-propandiyl.

Alkohol obecného vzorce HOR4OH může být také připraven in sítu pokud se vyjde z prekurzoru, který za reakčních podmínek poskytne volný alkohol. Ketalizace se obecně provádí za obvyklých kyselých podmínek.

Způsob může být použit specificky pro přípravu ketalu podle vzorce I, kde Ri znamená CH₃ a R4 znamená -CH₂~CH₂-.

-2CZ 293396 B6

Tento produkt je extrémně výhodný jako meziprodukt pro přípravu progestagenního dienogestu.

Termín (2-5C) alkylen znamená alkylenovou skupinu s 2 až 5 atomy uhlíku, jako je ethylen, propylen, 2,2-dimethylpropylen apod.

Termín Hal znamená halogen jako je chlor, brom nebo jod. Výhodný je chlor.

Ortoestery se používají pro odstraňování vody. Vhodnými ortoestery jsou: 2,2'-[l,2-ethandiylbis(oxy)]bis-l,3-dioxolan, 2,2'-[l,3-propandiylbis(oxy)]bis-l,3-dioxan a 2,2'-[2,2-dimethyl-l,3-propandiylbis(oxy)]-bis-(5,5-dnnethyl)-l,3-dioxan nebo jejich směsi. Tyto ortoesteiy je možno snadno připravit v oboru známými způsoby, například zahříváním trialkylortoformátu, jako je trimethyl- nebo triethylortoformát s diolem, jako je ethylenglykol. Použitím výše uvedených ortoesterů se dosáhne průběhu reakce konstantní rychlostí, takže vzniká nižší množství kontaminujících produktů.

Vynález se dále týká způsobu výroby sloučeniny vzorce I, kde R_b R₂, R₃ a R4 mají výše uvedené významy, vyznačujícího se tím, že se:

a) sloučenina obecného vzorce V

(V), kde

Ri, R₂ a R₃ mají výše uvedený význam, kondenzuje se sloučeninou vzorce CH₃-C(OR4O)(CH2)₃-XHal, kde R4 má výše uvedený význam, Hal je Cl, Br nebo I, a X je atom kovu, zvláště hořčíku,

b) hydroxylová skupina získaného produktu se obvyklým způsobem oxiduje,

c) kruh se uzavře za alkalických podmínek,

d) ketal se štěpí za kyselých podmínek,

e) za alkalických podmínek se potom uzavře kruh za poskytnutí sloučeniny Π, kde R_b R₂ a R₃mají výše uvedený význam a

f) získaný produkt se poté dále zpracovává výše popsanou metodou ketalizace.

Výhodou tohoto způsobu jsou laciné výchozí materiály a to, že se dosáhne správného oxidačního stavu vytvořeného steroidního kruhu A- a B-. Tento způsob je zvláště výhodný pro přípravu vhodných meziproduktů pro přípravu dienogestu. V tomto případě se začíná se sloučeninami obecného vzorce IV, kde R] znamená CH₃, a R₂ a R₃ spolu znamenají O.

Obvyklé způsoby pro oxidaci hydroxylové skupiny se popisují v příručkách a odborníkům s obvyklou zkušeností v oboru jsou známy. Příklady vhodných způsobů oxidace jsou působení oxidu chromového/pyridinu, chloru/pyridinu, dvojchromanu vápenatého, chromanů pyridinu, Nbromsukcinimidu a Oppenauerova oxidace.

-3CZ 293396 B6

Uzavření kruhu vreakčním kroku e) probíhá za alkalických podmínek, kterých je možno v principu dosáhnout jakýmkoli činidlem. Zvláště vhodná je reakce s terc-butylátem draselným.

Při použití způsobu podle vynálezu vzniká sloučenina vzorce Π, kde R] znamená CH3, R₂ znamená OH a R₃ znamená CH₂Hal nebo CH₃CH, tak, že 17-ketoskupina ketalového derivátu steroidu podle vzorce I e převede na 17-spirooxiranovou skupinu, tato oxiranová skupina se otevře působením halogenidu nebo kyanidu a poté se ketalová skupina získaného reakčního produktu štěpí za kyselých podmínek.

Konverze na 17-spirooxiran může být prováděna obvyklým způsobem přípravy 17-spirooxiranových derivátů steroidů, například způsobem podle: Ponsold a další, Pharmazie 33 (1978), 792 s použitím trimethylsulfoxoniumjodidu a řerc-butylátu draselného. Jako báze může být použit také hydrid sodný, amid lithný nebo methoxid sodný v rozpouštědlech jako je dimethylformamid, tetrahydrofuran a dimethylsulfoxid.

Otevření oxiranového kruhu se provádí s použitím halogenidu nebo kyanidu. S výhodou se jako halogenidu nebo kyanidu použije halogenidu nebo kyanidu draselného nebo sodného. Jako halogenid se s výhodou používá jodid draselný nebo sodný. Vhodný způsob se popisuje ve výše uvedeném pramenu (Ponsold).

Štěpení ketalu je možno provádět obvyklým způsobem kyselinami ve vhodných rozpouštědlech. Příklady jsou kyselina chlorovodíková, sírová apod., v alkoholech, ketonech (např. aceton), ethylacetátu apod., v případě potřeby smíšenými s vodou.

Syntéza sloučenin vzorce Π, kde R₃ znamená CH₃, R₂ znamená OH a R₃ znamená CH₂Hal nebo CH₂CN, se může provádět tak, že se vychází ze sloučeniny vzorce V s použitím výše popsaného způsobu a ketalizace sloučeniny vzorce Π na sloučeninu I, která se přemění výše popsaným způsobem na sloučeninu vzorce Π, kde Rj znamená CH₃, R₂ znamená OH a R₃ znamená CH₂Hal nebo CH₂CN.

Vynález je dále ilustrován následujícími příklady.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1 (+)-5a-hydroxy-7ap-^nethyl-4a-[7,7-(dimethylpropylendioxy)-3-oxo-oktyl]-2,3,3aa, 4,5,6,7,7a-oktahydro-lH-inden-l-on

Ke směsi 19,6 g hořčíkových hoblin a 105 ml suchého ethyletheru při 22 °C se přidá 1,2dibromethan (3,2 g). Po zahájení reakce se teplota zvyšuje na přibližně 32 °C; při reakci se vyvíjí plyn. Směs se míchá dalších 30 min. K reakční směsi se za mírného míchání přidává v průběhu 30 min směs 17,5 g 5-chlor-2-pentanonneopentylacetalu a 3,2 g 1,2-dibromethanu. Teplota se zvýšila až k bodu varu pod zpětným chladičem (přibližně 36 °C). Směs byla míchána dalších 15 min. K reakční směsi byla přidána v průběhu přibližně 2 hodin směs 132,7 g 5-chlor-2pentanon-neopentylacetalu a 105 ml tetrahydrofůranu, takže reakční směs se stále vařila. Reakční směs byla míchána bez zahřívání, dokud teplota opět neklesla. V průběhu přibližně 1 hod bylo k reakční směsi přidáno 400 ml tetrahydrofůranu. Gringnardova směs byla zahřívána pod zpětným chladičem další 3 hodiny a ochlazena na 20 °C. Přebytek hořčíku byl odstraněn a byla stanovena molarita Grignardova roztoku.

-4CZ 293396 B6

K suspenzi 126,7 g laktonu kyseliny (+)-5a-hydroxy-7ap-methyl-2,3,3aa, 4,5,6,7,7a-oktahydro-lH-inden-l-on-4a-(3-propionové) (US 4 784 953, uváděný jako referenční) bylo v průběhu 2 hod při -30 °C přidáno 750 ml 0,8 M roztoku 2-pentanon-neopentylacetal-5-magneziumchloridu v tetrahydrofuranu. Směs byla míchána dalších 90 min při -30 °C. Reakční směs byla přidána do roztoku 525 g chloridu amonného v 525 ml vody při 0 °C v průběhu 1 hodiny. K této směsi bylo přidáno 550 ml vody. Tetrahydrofuran byl ve vakuu oddestilován za přídavku vody, čímž stouplo pH na 7,7. Při 50 °C bylo přidáno 840 ml toluenu a po 30 min míchání byly vrstvy odděleny. Toluenová vrstva byla při 50 °C promyta vodou s 0,1 % pyridinu a bylo k ní přidáno 20 g síranu sodného; směs byla potom míchána 30 min při 20 °C. Suspenze byla zfiltrována a k filtrátu bylo přidáno 0,1 % obj. pyridinu. Čistá hmotnost toluenového roztoku byla určena sušením zbytku.

Příklad 2 (+)-3,3-(dimethylpropylendioxy)-4,5-seko-estr-9-en-5,17-dion

Do roztoku 236 g (+)-5a-hydroxy-7ap-methyl-4a-[7,7-(dimethylpropylendioxy)-3-oxooktyl]-2,3,3aa, 4,5,6,7,7a-oktahydro-lH-inden-l-onu v 1500 ml pyridinu bylo zaváděno při 0 °C v průběhu 7 až 8 hod 72 g plynného chloru. Reakční směs byla další hodinu míchána při 0 °C. Reakční směs byla nalita do roztoku 274 g siřičitanu sodného a 228 g uhličitanu sodného ve 2500 ml vody. Vrstvy byly odděleny a toluenová vrstva byla promyta vodou. K toluenovému roztoku byl přidán roztok 246 g hydroxidu draselného v 345 ml vody a 810 ml methanolu. Reakční směs byla míchána další 2 hod při 65 °C. Po ochlazení na 50 °C byly vrstvy odděleny a toluenová vrstva byla při 50 °C promyta 55% roztokem methanolu a potom vodou. K toluenovému roztoku bylo přidáno 375 ml pyridinu a roztok byl odpařen do sucha. K suchému zbytku bylo přidáno 1100 ml ethanolu a 4 ml pyridinu a směs byla vařena 50 min. Po ochlazení na 40 °C byl roztok smíchán s aktivním uhlím (Nořit®). Po filtraci byl ethanolový roztok použit jako takový.

Příklad 3

Estra-4,9-dien-3,17-dion

Roztok 100 g (+)-3,3-(dimethylpropylendioxy)-4,5-seko-estr-9-en-5,17-dionu a 18,7 ml 2N kyseliny chlorovodíkové v 500 ml acetonu byl míchán pod dusíkem 2,5 hod při 23 °C. K reakční směsi byl přidán roztok 4,5 g octanu sodného v 1120 ml vody. Aceton byl oddestilován, přičemž objem byl přídavkem vody udržován na stejné úrovni. Při 50 °C byl přidán 5% chlorid sodný (obj.) a 200 ml toluenu. Vrstvy byly odděleny a vodná vrstva byla extrahována toluenem. Vrstvy byly odděleny a vodná vrstva byla extrahována toluenem. Spojené toluenové extrakty byly promyty 5% roztokem chloridu sodného a odpařeny na objem 500 ml. Tento roztok byl použit v dalším kroku. Toluenový roztok (+)-4,5-seko-estr-9-en-3,5,17-trionu byl přidán k suspenzi 8 g tórc-butylátu draselného ve 240 ml toluenu a 77 ml terc-butanolu pod dusíkem při 18 °C. Směs byla míchána při 18 °C další 4,5 hod. K reakční směsi bylo přidáno 8 ml kyseliny octové a poté 768 ml vody. Vrstvy byly odděleny a toluenová vrstva byla promyta 50 roztokem chloridu sodného. Toluenový roztok byl odpařen na objem 175 ml s bylo přidáno 440 ml hexanu. Suspenze byla vařena 30 min. Po ochlazení byla směs míchána 2 hod při 0 °C. Po filtraci a sušení bylo získáno 66 g surového estra-4,9-dien-3,17-dionu. Po čištění na koloně oxidu křemičitého a krystalizaci ze směsi ethylacetátu a hexanu bylo získáno 40 g čistého estra-4,9-dien-3,17dionu.

-5CZ 293396 B6

Příklad 4

3,3-ethylenketal estra-5(10), 9(ll)-dien-3,17-dionu

Směs 500 ml cyklohexanu, 183 ml triethylortoformátu, 92 ml ethylenglykolu a 0,9 g kyseliny ptoluensulfonové byla 30 min míchána při pokojové teplotě a potom zahřívána k varu pod zpětným chladičem. Vytvořený ethanol byl oddestilován spolu s cyklohexanem, zatímco objem byl udržován na konstantní hodnotě přídavkem cyklohexanu. Po 4,5 hod byl oddestilován zbytek cyklohexanu a jeden ekvivalent zbytku byl jako takový přidán jako látka pro odstranění vody v atmosféře dusíku do 1 g estra-4,9-dien-3,17-dionu 0,1 ekvivalentu chlorovodíku vdioxanu a 1,5 ekvivalentu ethylenglykolu v 15 ml dimethoxyethanu při -10 °C. Po 75 min byla reakční směs nalita do nasyceného vodného roztoku hydrogenuhličitanu sodného. Krystalická hmota byla po 15 min sušení odfiltrována, promyta vodou a sušena ve vakuu, přičemž bylo získáno lig 3,3ethylenketalu estra-5(10), 9(1 l)-dien-3,17-dionu. Po kiystalizaci z ethanolu byl získán 1 g produktu s čistotou lepší než 97 %.

Příklad 5

3-ethylenketal 17|3-spiro-r,2'-oxiran-estra-5(10), 9(ll)-dien-3-onu

K roztoku 30,0 g 3-ethylenketalu estra-5(10), 9(ll)-dien-3,17-dionu a 42,2 g trimethylsulfoniumjodidu ve 300 ml dimethylformamidu byl při teplotě < 35 °C přidán t-butylát draselný (32,7 g). Směs byla míchána 75 min při teplotě přibližně 30 °C, potom byla reakční směs pomalu nalita do 2,7 1 vody. Vodná vrstva byla třikrát extrahována 300 ml ethylacetátu. Organická vrstva byla promyta vodou, odpařena do sucha a sušena ve vakuu při 50 °C za získání 3-ethylenketalu 17β—spiro—1 ',2'-oxiran-estra-5(10), 9(1 l)-dien-3-onu.

Příklad 6

3-ethylenketal 17a-kyanomethyl-17p-hydroxy-estra-5(10), 9(ll)-dien-3-onu

K roztoku 25,8 g 3-ethylenketalu 17|3-spiro-r,2'-oxiran-estra-5(10), 9(ll)-dien-3-onu v 645 ml ethanolu byl přidán roztok 64,5 g kyanidu draselného ve 129 ml vody. Směs byla míchána 5 hod při 25 °C, a potom bylo pomalu přidáno 650 ml vody. Směs byla ponechána 15 hod stát a potom byl čirý roztok dekantován zolejovitého zbytku. Olejovitý zbytek byl rozpuštěn ve 150 ml ethylacetátu, potom byl organický roztok dvakrát promyt vodou a odpařen do sucha za získání 20,2 g 3-ethylenketalu 17a-kyanomethyl-17p-hydroxy-estra-5(10), 9(11)— dien-3-onu.

Příklad 7

17a-yanomethyl-l 7p-hydroxy-estra-4,9-dien-3-on (dienogest)

K roztoku 17,0 g 3-ethylenketalu 17a-kyanomethyl-17p-hydroxyestra-5(10), 9(ll)-dien-3onu v 362 ml acetonu byla přidána kyselina chlorovodíková (11,0 ml). Směs byla míchána 2 hod při 25 °C, potom byla neutralizována 20,8 ml triethylaminu a bylo přidáno 110 ml vody. Aceton (320 ml) byl oddestilován a po ochlazení na 20 °C byly krystaly odfiltrovány a sušeny ve vakuu při 50 °C za získání 13,0 g surového 17a-kyanomethyl-17p-hydroxy-estra-4,9-dien-3-onu. Surový materiál byl dvakrát kiystalován z acetonu za získání 7,4 g 17a-kyanomethyl-17|3hydroxy-estra—4,9-dien-3-onu o čistotě větší než 98 %.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby ketalů steroidních derivátů obecného vzorce I:

kde

Ri znamená CH₃ nebo C₂Hs;

R₂ a R₃ spolu znamenají O a

R4 znamená (2-5C) alkylen, vyznačující se tím, že na sloučeninu vzorce Π:

(Π), kde

R_b R₂ a R₃ mají výše uvedený význam, se působí v přítomnosti ortoesteru obecného vzorce ΙΠ:

nebo ortoesteru obecného vzorce IV:

(IV), kde

R4 má výše uvedený význam, nebo jejich směsi, alkoholem obecného vzorce HOR4OH, kde R4 má výše uvedený význam.
2. Způsob podle nároku 1, vy z n a č uj í cí se t í m, že se použije odpovídajících sloučenin, kde R] znamená CH₃ a R4 znamená -CH₂-CH₂-
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ortoesterem je 2,2'-[1,2ethandiylbis(oxy)]bis-l ,3-dioxolan, 2,2'-[ 1,3-propandiylbis(oxy)]bis-l ,3-dioxan, 2,2 '-[2,2dimethyl-l,3-propandiylbis(oxy)]-bis-(5,5-dimethyl)-l,3-dioxan nebo jejich směsi.
4. Způsob výroby ketalu vzorce I, kde R_b R₂, R₃ a R4 mají význam uvedený v nároku 1, vyznačující se tím, že se:

a) sloučenina obecného vzorce V:

kde

Ri, R₂ a R₃ mají výše uvedený význam, kondenzuje se sloučeninou vzorce CH₃-C(OR4O)(CH₂)₃-XHal, kde R4 má výše uvedený význam, Hal je Cl, Br nebo I, a X je atom kovu, zvláště hořčíku,

b) hydroxylová skupina získaného produktu se obvyklým způsobem oxiduje,

c) kruh se uzavře za alkalických podmínek,

d) ketal se štěpí za kyselých podmínek,

e) za alkalických podmínek se potom uzavře kruh za vzniku sloučeniny vzorce Π definované v nároku 1, kde R_b R₂ a R₃ mají výše uvedený význam a

f) získaný produkt se poté dále zpracovává způsobem podle nároků 1 až 3.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se použije odpovídajících sloučenin, kde Ri znamená CH₃ a R₂ a R₃ spolu znamenají O.

Konec dokumentu