DD246113A1 - METHOD OF GENERATING NEW 17 ALPHA-SUBSTITUTED 5 ALPHA-ESTR-8 (14) -EN-3-ONE - Google Patents
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Abstract
Es wird die Herstellung von 17a-substituierten 5a-Estr-8(14)-en-3-onen beschrieben, die wegen ihrer antihormonellen Eigenschaften von therapeutischem Interesse sind. Ausgangsprodukt der Synthese ist 5a-Estr-8(14)-en-3,17-dion, das nach Ueberfuehrung in das 3-Dimethylketal mit Dimethylsulfoniummethylid in das 17b-Spirooxiran ueberfuehrt wird. Umsetzung des letzteren mit nucleophilen Agenzien, insbesondere Natriumcyanid, Natriumazid und Pyridiniumhydrochlorid, gefolgt von saurer Hydrolyse der Ketalgruppe fuehrt zu den 17a-substituierten 5a-Estr-8(14)-en-3-onen.The preparation of 17a-substituted 5a-estr-8 (14) -en-3-ones which are of therapeutic interest because of their antihormonal properties is described. The starting product of the synthesis is 5a-estr-8 (14) -en-3,17-dione which, after conversion into the 3-dimethylketal, is converted with dimethylsulfonium methylide into the 17b-spirooxirane. Reaction of the latter with nucleophilic agents, especially sodium cyanide, sodium azide and pyridinium hydrochloride, followed by acidic hydrolysis of the ketal group leads to the 17a-substituted 5a-estr-8 (14) -en-3-ones.
Description
in der X für N3, CN und Cl steht, welche aufgrund ihrer wertvollen biologischen Eigenschaften, insbesondere ihrer antihormonellen Wirkungen vorteilhaft in pharmazeutischen Zubereitungen, zur Reproduktionslenkung beim Menschen und bei landwirtschaftlichen Nutztieren verwendet werden können. Die nach dem vorliegenden Verfahren herstellbaren Verbindungen sind neu. Ihre Herstellung ist bisher in der Literatur und in Patenten nicht beschrieben worden.in which X stands for N 3 , CN and Cl, which, owing to their valuable biological properties, in particular their anti-hormonal effects, can be advantageously used in pharmaceutical preparations for reproductive control in humans and in livestock. The compounds which can be prepared by the present process are new. Their preparation has hitherto not been described in the literature and in patents.
Ziel der Erfindung ist die Herstellung 17a-CH2X-substituierter Steroidderivate mit 5a-Estr-8(14)-en-3-on-Struktur.The aim of the invention is the preparation of 17a-CH 2 X-substituted steroid derivatives with 5a-Estr-8 (14) -en-3-one structure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisch einfach zu realisierendes und ökonomisch günstiges Verfahren zur Herstellung von 17a-CH2X-substituierten 17<*-Hydroxy-5a-estr-8(14)-en-3-onen anzugeben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man 5a-Estr-8(14)-en-3,17-dion (II) in an sich bekannter Weise durch Behandeln mit Methanol in Gegenwart katalytischer Mengen von p-Toluensulfonsäure in das 3,3-Dimethoxy-5a-estr-8(14)-en-17-on (III) überführt. Dieses wird nach erfolgter Isolierung und Reindarstellung in Dimethylsulfoxid gelöst und bei ca. 100C Raumtemperatur mit Dimethylsulfoniummethylid in das 17/3-Spiro-1',2'-oxiran (IV) überführt, das nach erfolgter Isolierung undThe invention has for its object to provide a technically easy to implement and economically favorable process for the preparation of 17a-CH 2 X-substituted 17 <* - hydroxy-5a-estr-8 (14) -en-3-ones. According to the invention, this object is achieved in that 5a-Estr-8 (14) -en-3,17-dione (II) in a conventional manner by treating with methanol in the presence of catalytic amounts of p-toluenesulfonic in the 3.3 -Dimethoxy-5a-estr-8 (14) -en-17-one (III). This is dissolved after isolation and purification in dimethyl sulfoxide and at about 10 0 C room temperature with dimethyl sulfonium in the 17/3-spiro-1 ', 2'-oxirane (IV), which after isolation and
Reinigung anschließend mit nucleophilen Agenzien unter sauren, neutralen oder alkalischen Bedingungen in organischen Lösungsmitteln bet normaler oder erhöhter Temperatur zu 17a-CH2X-substituierten3,3-Dirnethyloxy-5a-estr8(14)-en-17/3-olen (V) umgesetzt wird. Durch Behandeln mit p-Toluensulfonsäure in Aceton oder mit verdünnten Säuren in wäßrig-organischen . Lösungsmitteln werden sie zu den entsprechenden 17a-substituierten 17/3-Hydroxy-5a-estr-8(14)-en-3-onen (I) überführt. Die einzelnen Reaktionsschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden durch das folgende Schema erläutert:Purification with normal nucleophilic agents under acidic, neutral or alkaline conditions in organic solvents of normal or elevated temperature to give 17a-CH 2 X-substituted 3,3-dirnethyloxy-5a-estr8 (14) -en-17/3-ols (V) is implemented. By treatment with p-toluenesulfonic acid in acetone or with dilute acids in aqueous-organic. Solvents are converted to the corresponding 17a-substituted-17/3-hydroxy-5a-estr-8 (14) -en-3-ones (I). The individual reaction steps of the process according to the invention are illustrated by the following scheme:
0 a 0 a
ifif
tvtv
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft wie folgt ausgeführt:The process according to the invention is advantageously carried out as follows:
Das für das erfindungsgemäße Verfahren als Ausgangsstoff dienende 5cx-Estr-8(14)-en-3,17-dion (II) gehört zum Stand der Technik und kann nach an sich bekanntem Verfahren durch Behandeln mit Methanol in Gegenwart von p-Toluensulfonsäure in das3,3-Dimethoxy-5a-estr-8(14)-en-17-on (III) überführt werden. Die Überführung des so gewonnenen 3,3-Dimethoxy-5a-estr-8(14)-en-17-on (III) in das Spirooxiran (IV) erfolgt mit überschüssigem Dimethylsulfoniummethylid in DMSO,- wobei man vorzugsweise so verfährt, daß man zu einer Lösung von Trimethylsulfoniumiodid und Steroidketon in DMSOKaliumtert.-butylat bei ca. 10°C zufügt. Nach beendeter Zugabe wird noch kurze Zeit nachgerührt, dann wird der Ansatz in Eiswasser eingetragen, der gebildete Oxiran-Niederschlag abgesaugt und aus Methanol umkristallisiert.The 5cx-Estr-8 (14) -en-3,17-dione (II) used as starting material for the process according to the invention belongs to the prior art and can be prepared by per se known method by treatment with methanol in the presence of p-toluenesulfonic acid in 3,3-dimethoxy-5a-estr-8 (14) -en-17-one (III). The conversion of the thus obtained 3,3-dimethoxy-5a-estr-8 (14) -en-17-one (III) in the spirooxirane (IV) is carried out with excess dimethylsulfonium in DMSO, - preferably proceeding so that to a solution of trimethylsulfonium iodide and steroid ketone in DMSOKliumtert.-butoxide at about 10 ° C adds. After completion of the addition is stirred for a short time, then the approach is added to ice water, the resulting oxirane precipitate filtered off with suction and recrystallized from methanol.
Als nucleophile Agenzien zur Spaltung des Spirooxirans (IV) zu den 17a-CH2X-substituierten 3,3-Dimethoxy-5a-estr-8(14)-en-17/3-olen (V) kommen Natriumacid, Alkalicyanide sowie Pyridiniumhydrochlorid in Pyridin in Betracht. Die Wahl des Lösungsmittels hängt von den Löslichkeiten des verwendeten Spirooxirans und des verwendeten nucleophilen Agens ab und kann in weiten Grenzen variiert werden. Gut geeignet sind z. B. Ether, DMSO, Ethylenglykol, DMF sowie Alkohole, gegebenenfalls ynter Zusatz von Wasser. Die Temperatur, bei der die Umsetzung durchgeführt wird, kann in weiten Grenzen variiert werden und liegt im allgemeinen im Bereich zwischen 200C und 1000C.As nucleophilic agents for the cleavage of the spirooxirane (IV) to the 17a-CH 2 X-substituted 3,3-dimethoxy-5a-estr-8 (14) -en-17/3-ols (V) come Natriumacid, alkali cyanides and pyridinium in pyridine. The choice of solvent depends on the solubilities of the spirooxirane used and the nucleophilic agent used and can be varied within wide limits. Well suited z. As ethers, DMSO, ethylene glycol, DMF and alcohols, optionally ynter addition of water. The temperature at which the reaction is carried out, can be varied within wide limits and is generally in the range between 20 0 C and 100 0 C.
Die Spaltung der so erhaltenen 17a-CH2X-substituierten Dimethylketale (V) erfolgt im allgemeinen so, daß man die Verbindungen in einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, insbesondere Aceton, Methanol, Ethanol oder Pyridin löst oder suspendiert und eine wäßrige Lösung einer Säure zufügt. Als Säuren werden vor allem organische Säuren wie p-Toluensulfonsäure, Essigsäure, Oxalsäure, Zitronensäure oder Bernsteinsäure verwendet, doch sind auch verdünnte Mineralsäuren wie Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure oder Perchlorsäure geeignet. Die Isolierung und Reindarstellung derauf diese Weise erhaltenen 17a-CH2X-substituierten 5a-Estr-8(14)-en-3-onen (I) erfolgt nach den in der Chemie üblichen Verfahren.The cleavage of the thus obtained 17a-CH 2 X-substituted dimethyl ketals (V) is generally carried out by dissolving or suspending the compounds in a water-miscible solvent, in particular acetone, methanol, ethanol or pyridine and adding an aqueous solution of an acid , As acids, especially organic acids such as p-toluenesulfonic acid, acetic acid, oxalic acid, citric acid or succinic acid are used, but also dilute mineral acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid or perchloric acid are suitable. The isolation and purification of the thus obtained 17a-CH 2 X-substituted 5a-Estr-8 (14) -en-3-ones (I) is carried out according to the methods customary in chemistry.
Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern, ohne es in irgendeiner Weise einzuschränken:The following examples are intended to explain the process according to the invention in more detail without restricting it in any way:
1. 17a-Cyanomethyl-17/8-hydroxy-5a-estr-8(14)-en-3-on1. 17a-Cyanomethyl-17/8-hydroxy-5a-estr-8 (14) -en-3-one
A.) 4g (14,6mmol) 5 a-Estr-8(14)-en-3,17-dion werden in 50ml absolutem Methanol gelöst. Man gibt dann bei Raumtemperatur unter Rühren eine kleine Spatelspitze p-Toluensulfonsäure hinzu. Im Verlaufe weniger Minuten fällt das gebildete Dimethylketal aus. Im DC ist nach ca. 10 Minuten Reaktionszeit vollständige Umsetzung zu sehen. Der Niederschlag wird nach ca. 15 bis 30 Minuten abgesaugt und gegebenenfalls aus Methanol umkristallisiert. Man erhält 4,3g (92% d.Th.) 3,3-Dimethoxy-5a-estr-8(14)-en-17-on vom Fp. 145 bis 147°C.A.) 4g (14.6 mmol) 5 a-Estr-8 (14) -en-3,17-dione are dissolved in 50 ml of absolute methanol. A small spatula tip of p-toluenesulphonic acid is then added at room temperature with stirring. Within a few minutes, the dimethylketal formed precipitates out. In the DC, after about 10 minutes of reaction time, complete reaction can be seen. The precipitate is filtered off with suction after about 15 to 30 minutes and optionally recrystallized from methanol. This gives 4.3 g (92% of theory) of 3,3-dimethoxy-5a-estr-8 (14) -en-17-one, mp. 145-147 ° C.
B.) 2,5g (7,85mmol)3,3-Dimethoxy-5o;-estr-8(14)-en-17-on und 3,2g (15,6mmol) Trimethylsulfoniumiodid werden in 40ml DMSO gelöst und unter Argon und Rühren der Reaktionslösung im Eisbad portionsweise 3,5g (27,3mmol) Kaliumtertbutanolat zugegeben. Nach beendeter Zugabe der Base wird die Temperatur zwischen 10 und 20°C gehalten. Nach ca. 1 h und vorausgegangener DC-Analyse wird die Reaktionslösung auf Eiswasser gegeben. Die Fällung des rohen Oxirans wird abgesaugt und aus Methanol umkristallisiert. Man erhält 1,32g (50,6% d.Th.) 3,3-Dimethoxy-5a-estr-8(14)-en-17/3-spiro-1',2'-oxiranvom Fp. 96 bis 990C. [α]§5 + 45,0° (c = 1; Chloroform). Aus der Mutterlauge resultieren noch 900 mg kristallinie Substanz vom Fp. 80 bis 84°C.B.) 2.5g (7.85mmol) of 3,3-dimethoxy-5o; -estr-8 (14) -en-17-one and 3.2g (15.6mmol) of trimethylsulfonium iodide are dissolved in 40ml of DMSO and under argon and stirring the reaction solution in an ice bath in portions 3.5 g (27.3 mmol) of potassium tert-butoxide added. After completion of the addition of the base, the temperature is maintained between 10 and 20 ° C. After about 1 h and previous TLC analysis, the reaction solution is added to ice-water. The precipitation of the crude oxirane is filtered off and recrystallized from methanol. This gives 1.32 g (50.6% of theory) of 3,3-dimethoxy-5a-estr-8 (14) -en-17/3-spiro-1 ', 2'-oxirane from mp. 96 to 99 0 C. [α] § 5 + 45.0 ° (c = 1, chloroform). From the mother liquor still yield 900 mg crystalline substance of mp. 80 to 84 ° C.
C.) 0,6g (1,8mmol)3,3-Dimethoxy-5a:-estr-8(14)-en-17/3-spiro-1',2'-oxiran werden in 15ml-.80%igem wäßrigen Ethanol . gelöstundO,5g (10,2mmol) Natriumcyanid hinzugegeben. Die Suspension wird ca. 30 Minuten bis 1 Stunde gerührt und dann 16 Stunden bei Raumtemperatur belassen. Nach vorausgegangener DC-Analyse wird die Reaktionslösung in Eiswasser eingerührt. Der anfallende Niederschlag wird nach Aufbewahren im Kühlschrank abgesaugt und im Vakuumexsiccator über Calciumchlorid getrocknet. Man erhält 0,6g (92v6% d.Th.) S^-Dimethoxy-^a-cyanomethyl-Baestr-8(14)-en-17/3-ol vom Fp. 1500C, welches ohne weitere Reinigung in die nächste Stufe eingesetzt wird. - D.) 0,2 g (0,55 mmol) Dimethoxy-17a-cyanomethyl-5a-estr-8ti14)-en-17/3-ol werden unter Rühren bei 30 bis 35°G Badtemperaturin 10ml 80%igem wäßrigen Aceton gelöst/Dann gibt man 0,6ml einer acetonischen Schwefelsäure, die durch Vermischen von 1ml konzentrierter Schwefelsäure, 3 ml Wasser und 80 ml S0%igem Aceton bereitet wurde, zur Lösung. Bei konstanter Badtemperatur wird der Ansatz ca. 1 Stunde gerührt und die Reaktionslösung dann in eisgekühlte verdünnte Nätriumhydrogencarbonatlösung eingerührt. Nach Extraktion mit Ether und Verdampfen des Lösungsmittels im Vakuum verbleiben 0,25g Öl. Nach präparativer Schichtchromatographie an Kieselgel PF254 und Elution der Hauptfraktion mit Aceton, sowie anschließender Umkristallisation aus Ether resultieren 0,08g (45,9% d.Th.) 17a-Cyanomethyl-17ß-hydroxy-5a-estr-8(14)-en-3-on vom Fp. 135 bis 136°C; [a]os + 51,2° (c = 1; Chloroform)C.) 0.6g (1.8mmol) of 3,3-Dimethoxy-5a: -estr-8 (14) -en-17/3-spiro-1 ', 2'-oxirane are dissolved in 15ml-.80% aqueous ethanol. dissolved and added O, 5g (10.2 mmol) of sodium cyanide. The suspension is stirred for about 30 minutes to 1 hour and then left for 16 hours at room temperature. After preliminary TLC analysis, the reaction solution is stirred into ice-water. The resulting precipitate is filtered off with suction in the refrigerator and dried in a vacuum desiccator over calcium chloride. This gives 0.6 g (92v6% of theory) of S ^ -Dimethoxy- ^ a-cyanomethyl-Baestr-8 (14) -en-17/3-ol, mp 150 0 C, which without further purification in the next level is used. - D.) 0.2 g (0.55 mmol) of dimethoxy-17a-cyanomethyl-5a-estr-8ti14) -en-17/3-ol are stirred with 30 to 35 ° G bath temperature in 10 ml of 80% aqueous acetone Then 0.6 ml of an acetonic sulfuric acid prepared by mixing 1 ml of concentrated sulfuric acid, 3 ml of water and 80 ml of 50% acetone are added to the solution. At constant bath temperature, the mixture is stirred for about 1 hour and the reaction solution is then stirred into ice-cold dilute sodium bicarbonate solution. After extraction with ether and evaporation of the solvent in vacuo, 0.25 g of oil remain. After preparative layer chromatography on silica gel PF 254 and elution of the main fraction with acetone, followed by recrystallization from ether, 0.08 g (45.9% of theory) of 17a-cyanomethyl-17β-hydroxy-5a-estr-8 (14) en-3-one of mp. 135 to 136 ° C; [a] o s + 51.2 ° (c = 1, chloroform)
2. 17a-Azidomethyl-17^-hydroxy-5a-estr-8(14)-en-3-on2. 17a-Azidomethyl-17H-hydroxy-5a-estr-8 (14) -en-3-one
A.) 3,1 g (9,0 mmol) 3,3-Dimethoxy-5a-estr-8(14)-en-17/3-spiro-1',2'-axiran, die entsprechend dem voranstehenden Beispiel 1 (A-B) hergestellt wurden, werden in 200 ml Ethylenglykol und 100 ml Aceton suspendiert und nach Zugabe von 6g (92,3 mmol) Natriumazid bei Raumtemperatur 27 Stunden gerührt und dann ca. 80 Stunden stehengelassen. Nach dieser Zeit wird die Reaktionsmischung in einem Kältebad (Eis/Kochsalz) abgekühlt und Eiswasser zugetropft. Nach Absaugen des Niederschlags und Trocknen im Exsiccator über Calciumchlorid (Vak.) erhält man 3,4g (97,1 % d.Th.) 3,3-Dimethoxy-17a-azidomethyl-5a-estr-8(14)-en-17ß-ol, welches ohne weitere Reinigung in die nächste Stufe eingesetzt wird.A.) 3.1 g (9.0 mmol) of 3,3-dimethoxy-5a-estr-8 (14) -en-17/3-spiro-1 ', 2'-axirane, which according to the above Example 1 (AB) are suspended in 200 ml of ethylene glycol and 100 ml of acetone and stirred after addition of 6 g (92.3 mmol) of sodium azide at room temperature for 27 hours and then allowed to stand for about 80 hours. After this time, the reaction mixture is cooled in a cold bath (ice / brine) and added dropwise ice water. After filtering off the precipitate and drying in a desiccator over calcium chloride (vac.), 3.4 g (97.1% of theory) of 3,3-dimethoxy-17a-azidomethyl-5a-estr-8 (14) -en- 17β-ol, which is used without further purification in the next stage.
B.) 3,4g (9,0mrnol)3,3-Dimethoxy-17a-azidometnyl-5a-estr-8(14)-en-17/3-ol werden in 170ml Aceton gelöst und unter Rühren bei Raumtemperatur 170 mg p-Toluensulfonsäure, in 20 ml Wasser gelöst, hinzugegeben. DC-Analyse nach ca. 30 Minuten zeigt vollständige Umsetzung. Die acetonische Reaktionslösung wird nun in eingekühlte verdünnte Nätriumhydrogencarbonatlösung getropft, die Fällung abgesaugt, im Exsiccator über Calciumchlorid (Vak.) getrocknet und aus Aceton umkristallisiert. Man erhält 1,59g (53,4% d.Th.) 17a-Azidomethy!-17/3-hydroxy-5a-estr-8(14)-en-3-on vom Fp. 146 bis 149°C; [a]§5 + 62,0° (c '= 1; Chloroform)B.) 3.4 g (9.0 mmol) of 3,3-dimethoxy-17a-azidometnyl-5a-estr-8 (14) -en-17/3-ol are dissolved in 170 ml of acetone and 170 mg p Toluenesulfonic acid, dissolved in 20 ml of water was added. TLC analysis after approx. 30 minutes shows complete reaction. The acetone reaction solution is then added dropwise to a cooled dilute sodium bicarbonate solution, the precipitate is filtered off with suction, dried in a desiccator over calcium chloride (vac.) And recrystallized from acetone. This gives 1.59 g (53.4% of theory) of 17a-Azidomethy! -17 / 3-hydroxy-5a-estr-8 (14) -en-3-one, mp. 146-149 ° C; [a] § 5 + 62,0 ° (c '= 1, chloroform)
3. 17 a-Ch lormethyl-17 /3-hyd roxy-5 <x-estr-8( 14)-en-3-on3. 17 a-chloromethyl-17/3-hydroxy-5 <x-estr-8 (14) -en-3-one
0,3 g (0,9 mmol) 3,3-Dimethoxy-5o:-estr-8(14)-en-17/3-spiro-1',2'-oxiran werden in 6 ml Pyridin gelöst und ca. 0,4g (3,46 mmol) Pyridiniumhydrochlorid hinzugegeben. Nach 5 bis 10minütigem Erwärmen auf dem Dampfbad wird der Ansatz auf Raumtemperatur abgekühlt, wenige Tropfen Wasser hinzugefügt und ca. 2 bis 4 Stunden stehengelassen. DC-Analyse nach dieser Zeit zeigt vollständigen Umsatz. Die Reaktionslösung wird nun in eisgekühlte verdünnte Schwefelsäure gegeben. Die Fällung wird mit Ether extrahiert. Man erhält 0,2g Öl. Nach präparativer Schichtchromatographie des Öls an Kieselgel PF264 und Elution der Hauptfraktion mit Aceton, sowie anschließender Umkristallisation aus Aceton resultieren 0,11 g (44,6% d.Th.)0.3 g (0.9 mmol) of 3,3-dimethoxy-5o: -estr-8 (14) -en-17/3-spiro-1 ', 2'-oxirane are dissolved in 6 ml of pyridine and 0.4 g (3.46 mmol) of pyridinium hydrochloride was added. After heating for 5 to 10 minutes on the steam bath, the batch is cooled to room temperature, a few drops of water are added and allowed to stand for about 2 to 4 hours. DC analysis after this time shows complete sales. The reaction solution is then added to ice-cold dilute sulfuric acid. The precipitate is extracted with ether. This gives 0.2 g of oil. After preparative layer chromatography of the oil on silica gel PF 2 64 and elution of the main fraction with acetone, followed by recrystallization from acetone yield 0.11 g (44.6% of theory).
n-S-on vom Fp. 188 bis 189°C; [α]" + 48,9° (c = 1; Chloroform)n-S-one of mp. 188-189 ° C; [α] "+ 48.9 ° (c = 1, chloroform)
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