DD230866A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF 17 ALPHA-METHYL-17 BETA HYDROXYSTEROIDS - Google Patents
PROCESS FOR THE PREPARATION OF 17 ALPHA-METHYL-17 BETA HYDROXYSTEROIDS Download PDFInfo
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Abstract
Es wird ein einfaches Verfahren zur Herstellung von 17-Methyltestosteronderivaten der allgemeinen Teilformel 2 durch Reaktion von Methylmagnesiumhalogeniden mit den leicht zugaenglichen 17b-Carbonitril-17a-hydroxyandrostanderivaten der allgemeinen Teilformel 1 und nachfolgender saurer Hydrolyse zur Abspaltung von Schutzgruppierungen beschrieben. 17a-Methyltestosteronderivate stellen wichtige androgen/anabol wirksame Steroidverbindungen dar bzw. sind wichtige Ausgangsmaterialien zur Synthese hochwirksamer Derivate mit verbessertem Wirkspektrum. FigurA simple process for the preparation of 17-methyltestosterone derivatives of general formula 2 by reaction of methylmagnesium halides with the readily available 17b-carbonitrile-17a-hydroxyandrostanderivaten of general part formula 1 and subsequent acid hydrolysis for the removal of protective groups is described. 17a-Methyltestosteronderivate represent important androgen / anabolically active steroid compounds or are important starting materials for the synthesis of highly effective derivatives with improved spectrum of activity. figure
Description
Hierzu 4 Seiten FormelnFor this 4-page formulas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 17a-Methyl-17ß-hydrosteroiden durch Alkylierung der entsprechenden ^ß-Carbonitril-^a-hydroxysteroidderivate der Androstanreihe. 17a-Methyl-17ß-hydroxysteroide der Androstanreihe, wiez. B. ^a-Methyltestosteron, 11 ß-Hydroxy-^a-methyltestosteron, 4-Chlor-17a-methyl-11 ß-hydroxy-1,4-androstadien stellen wichtige androgen/anabolwirksame Steroidderivate dar bzw. sind wichtige Ausgangsmaterialien zur Synthese hochwirksamer Verbindungen mit verbessertem androgenen/anabolen Wirkspektrum.The invention relates to a process for the preparation of 17a-methyl-17ß-hydrosteroids by alkylation of the corresponding ^ ß-carbonitrile ^ a-hydroxysteroidderder the Androstanreihe. 17a-methyl-17ß-hydroxysteroids of Androstanreihe, wiez. B. α-methyltestosterone, 11β-hydroxy-α-methyltestosterone, 4-chloro-17a-methyl-11β-hydroxy-1,4-androstadiene represent important androgen / anabolic steroid derivatives or are important starting materials for synthesis highly effective Compounds with improved androgenic / anabolic spectrum of activity.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen -Characteristic of the known technical solutions -
Für die Synthese von 17a-Methyl-17ß--hydroxysteroiden wurden mehrere Verfahren bekannt. LRuzicka u.a. HeIv. Chim. Acta 18.994 (1935) sowie A.D.Chinewa u.a. J. ailg. Chem. (russ.)9,1965(1935) haben Androstenolon durch Grignardierung mit Methylmagnesiumhalogeniden in das 17a-Alkyl-i7ß-hydroxyderivat überführt, welches durch nachfolgende Bromierung, Chromsäureoxidation und Debromierung bzw. durch Oppenaueroxidation mit einer Ausbeute von 35 bis 40% in 17a-Methyltestosteron überführt wurde (Formelschema 1).Several methods have been reported for the synthesis of 17a-methyl-17β-hydroxysteroids. LRuzicka et al. Helv. Chim. Acta 18,994 (1935) and A. D. Chinewa et al. J. ailg. Chem. (Russ.) 9.1965 (1935) have converted androstenolone by Grignardierung with Methylmagnesiumhalogeniden in the 17a-alkyl-i7ß-hydroxy derivative, which by subsequent bromination, chromic acid oxidation and debromination or by Oppenaueroxidation with a yield of 35 to 40% in 17a-methyltestosterone was converted (formula scheme 1).
Die Verwendung von Androstendion als Ausgangsmaterial für 17a-Methyltestosteronderivate erfordert nach den bisher allgemeinen bekannt gewordenen Verfahren der Grignardierung in 17-Stellung die Einführung einer Schutzgruppierung für die 3-Ketogruppe des Androstendions.The use of androstenedione as a starting material for 17a-methyltestosterone derivatives requires the introduction of a protective grouping for the 3-keto group of the androstenedione according to the hitherto generally known methods of Grignardization in the 17-position.
Für den selektiven Schutz der α,β-ungesättigten C-3-Carbonylgruppe wurden vonSelective protection of the α, β-unsaturated C-3 carbonyl group has been reported by
— M. E. Herr u. a. J. Am. Chem. Soc. 77,448 (1955) sowie von R. Hüttenrauch und A. Schubert, Archiv der Pharmazie, 299,1011 bis 1020 (1966) die entsprechenden Enamine dargestellt.- M.E. Mr. u. a. J. Am. Chem. Soc. 77,448 (1955) as well as R. Hüttenrauch and A. Schubert, Archiv der Pharmazie, 299,1011 to 1020 (1966) represented the corresponding enamines.
— A.Serini u.a. Chem. Ber.71,1766(1938) Androstendion durch Reaktion mit Orthoameisensäureethylester in die Enoletherderivate überführt.- A. Serini et al. Chem. Ber. 71, 1766 (1938), androstenedione is converted into the enol ether derivatives by reaction with ethyl orthoformate.
J.H.Dauben u.a. J. Am. Chem. Soc. 78,3752 (1956) stellten die 3,3-Ethylidendioxyderivate durch Umketalisierung mit Acetonketal oder Butanonketal dar.J.H.Dauben et al. J. Am. Chem. Soc. 78,3752 (1956) represented the 3,3-ethylidenedioxy derivatives by Umketalisierung with acetone ketal or Butanonketal.
Die nachfolgende Grignardierung mit Methylmagnesiumhalogenid ergibt nach den angeführten Autoren unterschiedliche Ausbeuten an Methyltestosteron (Formelschema 2, in dem R = H, OH darstellt).The subsequent Grignardierung with methyl magnesium halide yields according to the cited authors different yields of methyl testosterone (formula scheme 2, in which R = H, OH).
Nach einem Verfahren von R. Philippson De-OS 2 505884 von 1975 soll die selektive Alkylierung der C-17-Carbonylgruppe des Androstendions nach intermediärem Schutz der C-3-Carbonylgruppe durch Überführung in die 3-Enolate mittels Kalium-tbutylat möglich sein, jedoch werden für dieses Verfahren keine Ausbeuteangaben gemacht (Formelschema 3). Nach der technischen Einführung des mikrobielleri Sterolabbaus zu 17-Ketosteroiden, insbesondere zu Androstendion und Androstadien gewinnen Verfahren zur ökon. Überführung des Androstendions in Wirkstoffe der Androstan- bzw. Pregnanreihe besonders große Bedeutung.According to a method of R. Philippson De-OS 2 505884 of 1975, the selective alkylation of the C-17 carbonyl group of androstenedione after intermediate protection of the C-3 carbonyl group by conversion into the 3-enolates by means of potassium tbutylat be possible, however No yield data are given for this process (equation 3). After the technical introduction of the microbiali sterol degradation to 17-ketosteroids, in particular to androstenedione and androstadiene, methods for the economical conversion of androstenedione into active substances of the androstane or pregnane series are of particular importance.
So müßte auch das von R. Philippson beschriebene Verfahren als besonders einfache Synthesemethode zur Herstellung von 17a-Methyltestosteron gewertet werden. Die Anwendung der von R. Philippson beschriebenen Bedingungen zur Herstellung von Methyltestosteronderivaten ergab, daß unter den Bedingungen der Reaktion mit Methylmagnesiumhalogeniden Methyltestosteron gebildet wird, die Ausbeuten jedoch weniger als 20% Methyltestosteron betragen. Damit ist diese Methode für eine techn. Anwendung ökonomisch nicht besonders günstig. Von den bereits genannten Verfahrensvarianten über die selektive Einführung von Schutzgruppen für die α,β-ungesättigte Carbonylgruppe des Androstendions ist die 3,3-Ethylendioxy-Variante auf Grund der günstigsten Ausbeuten offensichtlich die ökonomischste Variante. Jedoch sind auch hier wegen der ungenügenden Selektivität in der Darstellung des 3,3-Ethylendioxyderivats des Androsten-3,17-dions in den genannten hohen ^Ausbeuten von 93% besondere Aufwendungen erforderlich. Zur Vermeidung der Bildung der 3,3-17,17-Bisethylenketalderivate, die durch Anwendung der allgemein bekannten Katalisierungsmethoden als Nebenprodukte auftreten, ist die von J. H. Dauben beschriebene selektive Umsetzung des Androstendions mit Aceton-oder Butanonketalen im Verhältnis Steroid/ Ketalisierungsmittel = 1:20 erforderlich. Trotz der günstigsten Ausbeuten ist diese Variante für die technische Anwendung wegen des geringen Durchsatzes pro Reaktionsvolumen sowie der zusätzlichen Darstellung der Ketalisierungsmittei und der nach durchgeführter Reaktion erforderlichen Reinigung der eingesetzten Ketalisierungsmittel nicht besonders günstig. Es ist weiterhin bekannt, daß 17ß-Carbonitril-17a-hydroxy-Steroidderivate nach DD-WP 147669 hergestellt werden können.Thus, the method described by R. Philippson would have to be regarded as a particularly simple method of synthesis for the preparation of 17a-methyltestosterone. The application of the conditions described by R. Philippson for the preparation of methyltestosterone derivatives revealed that methyltestosterone is formed under the conditions of the reaction with methylmagnesium halides, but the yields are less than 20% of methyltestosterone. So this method is for a techn. Application not economically cheap. Of the process variants already mentioned via the selective introduction of protective groups for the α, β-unsaturated carbonyl group of androstenedione, the 3,3-ethylenedioxy variant is obviously the most economical variant because of the most favorable yields. However, because of the insufficient selectivity in the preparation of the 3,3-ethylenedioxy derivative of androstene-3,17-dione in the high yields of 93% mentioned above, special expenses are also required here. To avoid formation of the 3,3-17,17-bisethylene ketal derivatives which occur as by-products by applying the well-known catalization methods, the selective reaction of the androstenedione with acetone or butanone ketals described by JH Dauben is in the ratio steroid / ketalizing agent = 1:20 required. Despite the most favorable yields, this variant is not particularly favorable for industrial use because of the low throughput per reaction volume and the additional presentation of the Ketalisierungsmittei and required after carried out purification of the Ketalisierungsmittel used. It is further known that 17β-carbonitrile-17α-hydroxy steroid derivatives can be prepared according to DD-WP 147,669.
Ziel der Erfindung ist es, ein neues Verfahren zu entwickeln, nach dem ^a-Methyltestosteronderivate in einem technisch einfach durchzuführenden Verfahren ökonomisch günstig zugänglich sind.The aim of the invention is to develop a new process according to which α-methyltestosterone derivatives are economically accessible in a process which is easy to carry out industrially.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, nach dem der hohe technische Aufwand zur Synthese von 17a-Methyltestosteron vermindert und eine einfache und ökonomische Darstellung gewährleistet wird. Es wurde gefunden, daß 17ß-Cyano-17a-hydroxysteroide der allgemeinen Teilformel 1 (Formelschema 4), in der für die Ringe A, B bzw. A, B und C die im Formelschema 4 angeführten Teilformeln a bis g stehen können, mit Methylmagnesiumhalogeniden bei Reaktionstemperaturen von -200C bis zum Siedepunkt der eingesetzten etherischen oder anderen gegenüber Grignardreagenzien inerten Lösungsmitteln und Reaktionszeiten von 5 Minuten bis zu 4 Stunden umgesetzt, anschließend die Grignadierungsgemische zersetzt und durch saure Hydrolyse der Schutzgruppierungen in 17a-Methyltestosteronderivate der allgemeinen Teilformel 2 (Formelschema 4), in der für die Ringe A, B bzw. A, B und C die im Formelschema 4 angeführten Teilformeln h bis I stehen, überführt werden.The invention has for its object to provide a method by which the high technical complexity for the synthesis of 17a-methyltestosterone reduced and a simple and economical presentation is guaranteed. It has been found that 17β-cyano-17α-hydroxysteroids of the general partial formula 1 (formula scheme 4), in which for the rings A, B or A, B and C may be the partial formulas a to g given in the formula scheme 4, with methylmagnesium halides reacted at reaction temperatures of -20 0 C to the boiling point of the ethereal or other solvents used against Grignard reagents and reaction times of 5 minutes to 4 hours, then decomposed the Grignadierungsgemische and by acid hydrolysis of the protective groups in 17a-Methyltestosteronderivate the general part 2 (formula scheme 4) in which the rings A, B or A, B and C are the partial formulas h to I listed in formula scheme 4.
Dieses Ergebnis zur Synthese von Methyltestosteronderivaten war überraschend, da aus der Literatur nach P. de Ruggierie u. a. [J. Amer. Chem. Soc. 81,5725 (1959)] bekannt war, daß Cyanhydrine unter den Bedingungen der Grignardreaktion die die Ausgangsketone ergeben. Jedoch wurde weder in der Arbeit von P."de Ruggierie noch in der weiteren Literatur die Synthesemöglichkeit der Methyltestosteronderivate über die Steroidcyanhydrine beschrieben.This result for the synthesis of Methyltestosteronderivaten was surprising, since from the literature after P. de Ruggierie u. a. [J. Amer. Chem. Soc. 81, 5725 (1959)] it was known that cyanohydrins give the starting ketones under the conditions of the Grignard reaction. However, neither in the work of P. "de Ruggierie nor in the further literature has been described the possibility of synthesis of the methyltestosterone derivatives via the steroid cyanohydrins.
Der direkte Einsatz der ^ß-Carbonitril-^a-hydroxy-androstenderivate zur Synthese von Methyltestosteronderivaten ist besonders in der Verwertung der beim mikrobiologischen Sterolabbau anfallenden Androstendion/Androstadiendion-Gemische günstig, da deren Trennung über das schwerlösliche 17ß-Carbonitril-17a-hydroxyderivat des Androstendions technisch leicht durchführbar ist und die Einführung einer Schutzgruppierung in 3-Stellung keine selektive Ketalisierung erfordert und so zu einer Gesamtausbeute im technischen Maßstab von ca. 90% führt.The direct use of α-carbonitrile-α-hydroxy-androstenderivate for the synthesis of Methyltestosteronderivaten is particularly beneficial in the recovery of the microbial sterol degradation resulting androstenedione / androstadienedione mixtures, since their separation on the sparingly soluble 17ß-carbonitrile-17a-hydroxy derivative of the Androstendions is technically easy to carry out and the introduction of a protective moiety in the 3-position does not require selective ketalization and thus leads to an overall yield on an industrial scale of about 90%.
Ausführungsbeispiele Beispiel 1Exemplary embodiments Example 1
Methyltestosteronmethyltestosterone
20g ^ß-Carbonitril-^a-hydroxy-S^-ethylendioxy-S-androsten werden in Tetrahydrofuran gelöst und bei Raumtemperatur unter Rühren mit Methylmagnesiumbrornid (60g) versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde dann 2 Stunden auf 5O0C erhitzt, dann abgekühlt, mit NH4CI-Lösung zersetzt, die THF-Lösung abgetrennt, weitestgehend eingeengt und der erhaltene feste Rückstand (18,10g s 93,8%d.Th.) in Methanol aufgenommen und unter Zusatz von 20ml 1 η HCI 2Std. bei 50°C gehalten. Das Reaktionsgemisch wird dann neutralisiert mit NaOH, weitestgehend eingeengt, in Wasser gegeben und mit Chloroform extrahiert. Die Chloroformextrakte werden eingeengt, der Rückstand mehrfach mit Aceton am Vakuum trocken gezogen und dann mit Aceton zur Kristallisation gestellt. . · . .20 g of β-carbonitrile-α-hydroxy-S-ethylenedioxy-S-androstene are dissolved in tetrahydrofuran and admixed with methylmagnesium bromide (60 g) at room temperature with stirring. The reaction mixture was then heated for 2 hours to 5O 0 C, then cooled, decomposed with NH 4 Cl solution, the THF solution separated, concentrated as far as possible and the resulting solid residue (18.10 g s 93.8% d.Th.) taken up in methanol and with addition of 20 ml 1 η HCI 2h. kept at 50 ° C. The reaction mixture is then neutralized with NaOH, concentrated as much as possible, added to water and extracted with chloroform. The chloroform extracts are concentrated, the residue is repeatedly dried in vacuo with acetone in vacuo and then made to crystallize with acetone. , ·. ,
Ausbeute: 67,6% d.Th. —---; Yield: 67.6% of theory ---- ;
Fp:164bis168°CMp 164bis168 ° C
+780Co = ΐ, CH5OH)+78 0 Co = ΐ, CH 5 OH)
11 ß-Hydroxymethyltestosteron11β-hydroxymethyltestosterone
17ß-Carbonitril-11ß17a-dihydroxy-3,3-ethylendioxy-5-androsten wird in Tetrahydrofuran gelöst und bei -150C mit Methylmagnesiumjodidlösung versetzt. Man läßt das Reaktionsgemisch auf 350C erwärmen, läßt 3Std. bei dieser Reaktionstemperatur reagieren und arbeitet auf wie im Beispiel 1 beschrieben:Androsten-17-carbonitrile 11ß17a-dihydroxy-3,3-ethylenedioxy-5 is dissolved in tetrahydrofuran and treated at -15 0 C with methylmagnesium iodide. The reaction mixture is allowed to warm to 35 0 C, allowed 3h. react at this reaction temperature and operates as described in Example 1:
Ausbeute: 71% d.Th.Yield: 71% of theory
Fp:206bis209°CMp 206bis209 ° C
11 ß-Hydroxymethyltestosteron11β-hydroxymethyltestosterone
17ß-Carbonitril-17a-hydroxy-11 ß-trimethy!silyloxy-3-ethoxy-3,5-androstadien wird in Tetrahydrofuran gelöst, bei 40°C mit Methylmagnesiumbromid versetzt und 10 Minuten bei 550C Reaktionstemperatur gehalten. Das Reaktionsgemisch wird abgekühlt, mit verdünnter Salzsäure versetzt und dann 30 Minuten bis 55°C gerührt. Anschließend wird abgekühlt, mit Chloroform extrahiert, die Extrakte mit Wasser säurefrei gewaschen, über Na2SO4 getrocknet und dann im Vakuum zur Trockne eingeengt. Der erhaltene Rückstand wird in Aceton aufgenommen und zur Kristallisation gestellt.17-carbonitrile-17a-hydroxy-11 .beta.-trimethyl! Silyloxy-3-ethoxy-3,5-androstadien is dissolved in tetrahydrofuran, treated at 40 ° C with methylmagnesium bromide and held for 10 minutes at 55 0 C reaction temperature. The reaction mixture is cooled, treated with dilute hydrochloric acid and then stirred for 30 minutes to 55 ° C. It is then cooled, extracted with chloroform, the extracts washed with water until acid free, dried over Na 2 SO 4 and then concentrated to dryness in vacuo. The residue obtained is taken up in acetone and crystallized.
Ausbeute: 73,4%Yield: 73.4%
Fp:205bis208°CMp 205bis208 ° C
IS-Nor-^a-methyltestosteronIS-nor ^ a-methyltestosterone
^-Carbonitril-^a-hydroxy-S^-dimethoxy-ödO) estren wird in Tetrahydrofuran/Benzol gelöst bei Raumtemperatur mit CH3 MgJ in Tetrahydrofuran/Benzol versetzt und 1 Std. auf 70°C erhitzt. Das Gemisch wird abgekühlt, mit 2 ml 2 η H2SO4 versetzt und 1 Std. bei 35°C gerührt, dann mit CHCI3 extrahiert und die CHCI3-Extrakte eingeengt. Der erhaltene Rückstand wird aus Ethanol/ Wasser zur Kristallisation gebracht^ -Carbonitril- ^ a-hydroxy-S ^ -dimethoxy-odO) estrene is dissolved in tetrahydrofuran / benzene at room temperature with CH 3 MgJ in tetrahydrofuran / benzene and heated for 1 h. At 70 ° C. The mixture is cooled, treated with 2 ml of 2 H 2 H 2 SO 4 and stirred for 1 h. At 35 ° C, then extracted with CHCl 3 and the CHCI 3 extracts concentrated. The residue obtained is crystallized from ethanol / water
Ausbeute: 69%d.Th. Yield: 69% of theory.
Fp:155°Cbis158°CMp: 155 ° Cbis158 ° C
4,5-Dihydro-17a-Methyltestosteron ^ß-Carbonitril-^a-hydroxy-S^-ethylendioxy-öa-androstan wird analog Beispiel 4 zu 4,5-Dihydro-17a-methyltestosteron umgesetzt.4,5-dihydro-17a-methyltestosterone .beta.-carbonitrile-.alpha.-hydroxy-S-ethylenedioxy-.alpha.-androstane is reacted analogously to Example 4 to give 4,5-dihydro-17a-methyltestosterone.
Ausbeute: 62% d.Th.Yield: 62% of theory
A9(11)-I7a-Methyltestosteron 17ß-Carbonitril-17a-hydroxy-3,3-ethylendioxy-5,9(11)-androstadien wird analog Beispiel 1 zu A9(11l-17a-Methyltestosteron umgesetzt.A 9 (11) -I7a-Methyltestosterone 17β-Carbonitrile-17α-hydroxy-3,3-ethylenedioxy-5,9 (11) -androstadiene is reacted analogously to Example 1 to give A 9 (11 l -17a-methyltestosterone.
Ausbeute: 58% d.Th.Yield: 58% of theory
Fp:159bis163°CMp 159bis163 ° C
A9l1i)-17a-Methyltestosteron 17ß-Carbonitril-17a-hydroxy-3-ethoxy-3,5,9(11)-androstatrien wird im Gemisch von Tetrahydrofuran/Benzol mit analog Beispiel 4 umgesetzt.A 9l1i) -17a-Methyltestosterone 17β-Carbonitrile-17α-hydroxy-3-ethoxy-3,5,9 (11) -androstatriene is reacted in the mixture of tetrahydrofuran / benzene with Example 4 analogously.
Ausbeute: 63%d.Th.Yield: 63% of theory.
Fp:159bis164°CMp 159bis164 ° C
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DD24542882A DD230866A1 (en) | 1982-12-01 | 1982-12-01 | PROCESS FOR THE PREPARATION OF 17 ALPHA-METHYL-17 BETA HYDROXYSTEROIDS |
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