-
Verfahren zur Herstellung von 16-Alkyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triolen
sowie deren Äthern und Estern Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Herstellung von 16-Alkyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triolen und deren Äthern
und Estern, die durch folgende Strukturformel
wiedergegeben werden können, in der R und R' Wasserstoff, Kohlenwasserstoffreste
oder Acylreste und R" Wasserstoff oder Acylreste bedeuten. Zu den Kohlenwasserstoffresten,
die R und R' sein können, gehören niedermolekulare Alkvlreste, wie der Methyl-,
Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl-, Hexyl-, Heptyl- und Octylrest sowie deren verzweigtkettige
Isomere, ferner cyclische Kohlenwasserstoffreste, wie der Cyclopentenyl-, Cyclohexyl-,
Cyclohexylmethyl-, Benzyl-, Methylbenzyl- und Phenäthylrest. Zu den Acylresten,
die R, R' und R" darstellen können, gehören insbesondere die Acylreste von Carbonsäuren
mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen. Beispiele für derartige Acylreste sind der
Formyl-, Acetyl-, Propionyl-, Butyryl-, Valeryl-, Hexanoyl-, Heptanoyl-, Octanoyl-,
Cyclohexancarbonyl, Cyclohexanacetyl-, Cyclopentanpropionyl-, Benzoyl- und Phenylacetylrest
sowie deren Isomere und Homologe.
-
Geeignete Ausgangsmaterialien für die Herstellung der erfindungsgemäßen
Verbindungen sind die der folgenden Strukturformel
in der R und R' die vorstehend angegebene Bedeutung haben. Zu den als Ausgangsmaterialien
geeigneten Verbindungen gehören demzufolge ganz allgemein 16-Ketoöstradiol und dessen
Äther und Ester. Verbindungen mit einer freien phenolischen Hydroxylgruppe in der
3-Stellung werden jedoch vorteilhaft nicht als Ausgangsmaterialien verwendet, da
sie Nebenreaktionen eingehen können. Stereochemisch handelt es sich bei den als
Ausgangsmaterialien für die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen verwendeten
Verbindungen insbesondere um solche, bei denen die freie, veresterte oder verätherte
Hydroxylgruppe in 17-Stellung die gleiche Konfiguration hat wie die 17ständige Hydroxylgruppe
des natürlichen Ovarialhormons Östradiol. Gegenwärtig nimmt man an, daß die freie
Hydroxylgruppe und ihre Derivate ß- oder cis-ständig sind. Diese stereochemische
Beziehung wurde jedoch bei früheren Untersuchungen in der Östranreihe nicht entsprechend
anerkannt. Demzufolge sind die vorliegend als Ausgangsstoffe verwendeten Materialien
in der früheren chemischen Literatur mit Namen bezeichnet, die mit der modernen
Terminologie nicht genau übereinstimmen. Beispielsweise wurden sie als Derivate
von 16-Ketoöstradiol und 16-Keto-a-östradiol bezeichnet. Es ist zu beachten, daß
die stereochemische Konfiguration des Substituenten in 17-Stellung der erfindungsgemäß
verwendeten Ausgangsmaterialien sowie der erhaltenen Reaktionsprodukte die gleiche
ist wie im natürlichen Ovarialhormon Ostradiol, das man manchmal mit den Trivialnamen
a-Östradiol oder Ostradiol-17ß bezeichnet. Spezifische Ausgangsmaterialien, die
gemäß der Erfindung verwendet werden, sind im Journal of Biological Chemistry, Bd.
169, 1947, S.167, und Bd.172, 1948, S.325, sowie im Journal of the American Chemical
Society, Bd. 71, 1949, S. 725, und in der USA.-Patentschrift 2 522 177 beschrieben.
-
Die Verbindungen können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch
hergestellt werden, daß man einen Äther oder Ester der 16-Ketoöstradiols mit einer
metallorganischen Verbindung, wie einem Alkylmagnesiumhalogenid oder einer Alkyllithiumverbindung
in bekannter Weise behandelt und das als Zwischenprodukt
erhaltene
metallorganische Additionsprodukt mit einem sauren Reagenz, wie Ammoniumchlorid,
Salzsäure öder Schwefelsäure, umsetzt. Ein spezifisches Beispiel hierfür ist die
Umsetzung von 16-Ketoöstradiol-3-methyläther in einem Kohlenwasserstoff- oder Ätherlösungsmittel
mit Methylinagnesiumbromid in einem Ätherlösungsmittel und anschließende Behandlung
des Reaktionsgemisches mit überschüssigem wäßrigem Ammoniumchlorid, die zum 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther
führt. Die gleiche Verbindung wird durch Verwendung von Methyhnagnesiumchlorid oder
Methylmagnesiumjodid an Stelle von Methylmagnesiumbromid erhalten. Verbindungen
mit anderen niedermolekularen Alkylgruppen in 16-Stellung werden durch geeignete
Wahl des metallorganischen Reaktionsteilnehmers erhalten. Typische derartige Reagenzien
sind Äthylmagnesiumbromid, Äthyllithium, Propylmagnesiumbromid, Butylmagnesiumjodid
und Octyllithium.
-
Wird bei der Umsetzung des Alkylmagnesiumhalogenids mit einem Ester
des 16-Ketoöstradiols ein Überschuß an metallorganischem Reagenz verwendet, so ist
die Anlagerung an die Ketogruppe von einer Umwandlung der im Molekül vorhandenen
Estergruppen in Hydroxylgruppen begleitet. Dies stellt ein einfaches Verfahren zur
Herstellung der erfindungsgemäßen freien Triole dar. So führt z. B. die Umsetzung
von 16-Ketoöstradioldiacetat mit einem Überschuß an Methylmagnesiumbromid und anschließende
Behandlung des Reaktionsgemisches mit einem sauren Reagenz zu 16-Methyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triol.
Die gleiche Verbindung wird erhalten, wenn man eine kleinere Menge an Methylmagnesiumbromid
verwendet und die Hydrolyse der Estergruppen getrennt durchführt.
-
Die Anlagerung einer metallorganischen Verbindung an die Ketogruppe
von 16-Ketoöstradiol und seine Äther und Ester kann zur Bildung von stereoisomeren
Produkten führen. Es werden zwar beide möglichen Stereoisomeren gebildet. Bei der
praktischen Durchführung wurde jedoch gefunden, daß eines der Stereoisomeren über`@,iegt
und daß beim Umlristallisieren des rohen Reaktionsproduktes das erhaltene kristalline
Produkt im wesentlichen aus einem einzigen Stereoisomeren besteht. In den folgenden
Beispielen handelt es sich bei den beschriebenen Verbindungen, wenn nicht anders
angegeben, ausschließlich oder hauptsächlich um die überwiegend auftretenden Stereoisomeren.
Eine Bestimmung der stereochemischen Konfiguration des vorherrschenden Isomeren
ist bei der Identifizierung der Verbindungen oder ihrer Anwendung auf vorgesehenen
Gebieten nicht erforderlich. Die Anlagerung einer metallorganischen Verbindung an
eine 16ständige Ketogruppe ist jedoch analogen Einflüssen unterworfen, wie sie bei
der Anlagerung einer metallorganischen Verbindung an eine 17ständige Ketogruppe
auftreten; danach wäre zu erwarten, daß die Reaktion vorwiegend in der Richtung
verläuft, daß die 16 ständige Alkylgruppe in trans-Stellung und die 16 ständige
Hydroxylgruppe in cis-Stellung zur ß-ständigen Hydroxylgruppe oder anderen ß-ständigen
Substituenten in 17-Stellung und der in Winkelstellung 13 befindlichen Methylgruppe
tritt. Das erwartete Ergebnis wird bei den erfindungsgemäßen Reaktionsprodukten
auch tatsächlich beobachtet. Bei der Umsetzung von 16-Ketoöstradiol-3-methvläther
mit Methylmagnesiumbromid und der Hydrolyse des primären Reaktionsproduktes wird
z. B. der stereoisomere 16-Methyl-1, 3, 5 (10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther,
bei dem die 16ständige Hydroxylgruppe zur 17ständigen Hydroxylgruppe cis-Stellung
einnimmt, in größerer Menge erhalten und durch direkte Kristallisation isoliert.
Dieses Ergebnis, das mit den vorstehend genannten allgemeinen wissenschaftlichen
Erkenntnissen sowie mit zahlreichen Molekularrotationswerten übereinstimmt, die
den Fachleuten auf dem Gebiet der Steroidchemie zur Zeit als Stand der Technik zur
Verfügung stehen, wird durch die Tatsache unterstützt, daß das genannte vorherrschende
Isomere des 16-Methyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16-17-triol-3-methyläthers bei Behandlung
mit Aceton in Gegenwart eines sauren Katalysators ein Acetonid ergibt, das durch
Hydrolyse in das ursprüngliche Isomere übergeführt wird, was beweist, daß die 16-
und 17ständige Hydroxylgruppe gleich orientiert sind.
-
Die in relativ kleinerer Menge gebildeten Stereoisomeren, bei denen
die 16 ständige Alkylgruppe die cis- und die 16ständige Hydroxylgruppe die trans-Stellung
zur Hydroxylgruppe oder einem anderen Substituenten in 17-Stellung und der in Winkelstellung
13 befindlichen Methylgruppe einnimmt, werden durch chromatographische Fraktionierung
der Mutterlaugen aus der Kristallisation der vorherrschend entstehenden Isomeren
erhalten. Auch diese Stereoisomeren bilden bei Behandlung mit geeigneten Mitteln
Äther und Ester, wie dies bei den vorwiegend gebildeten Stereoisomeren beschrieben
wurde.
-
Durch geeignete Wahl der Ausgangsmaterialien und anschließende Verätherungs-
und Veresterungsreaktionen können verschiedene Äther und Ester der als Ausgangsverbindungen
verwendeten 16-Alkyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triole hergestellt werden. Zum
Beispiel führt die Umsetzung der freien Trioxy verbindungen mit einem Carbonsäureanhydrid
oder einem Carbonsäurehalogenid in einem basischen Reaktionsmedium, vorzugsweise
Pyridin, zur Bildung eines 3,17-Diesters. Unter verhältnismäßig milden Bedingungen
widersteht die tertiäre Hydroxylgruppe in 16-Stellung der Veresterung, wenn die
Reaktion nicht unter schärferen Bedingungen oder in Gegenwart eines sauren Katalysators
durchgeführt wird. In Gegenwart saurer Katalysatoren kann jede der freien Hydroxylgruppen
durch Erhitzen mit einem Acylierungsmittel, wie einem Carbonsäureanhydrid, verestert
werden. Dieses Verfahren stellt eine bequeme Methode zur Veresterung der 16ständigen
Hydroxylgruppe dar.
-
Die erfindungsgemäß erhältlichen Äther können dadurch hergestellt
werden, daß man die Umsetzung mit der metallorganischen Verbindung mit einem entsprechenden
Mono- oder Diäther des 16-Ketoöstradiols durchführt oder ein 16-Alkyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triol
mit einem Alkylierungsmittel, einem Arylierungsmittel oder einem Aralkylierungsmittel,
wie Methyljodid, Dimethylsulfat oder Benzylchlorid, in Gegenwart eines basischen
Kondensationsmittels behandelt. Durch geeignete Abwandlung dieser Verfahren können
gemischte Äther und Ester erhalten werden. So führt z. B. die Behandlung des 16-Ketoöstradiol-3-benzyläthers
mit Äthylmagnesiumj odid, Zersetzung des erhaltenen Reaktionsgemisches mit einem
sauren Reaktionsteilnehmer, wie einer wäßrigen Ammoniumchloridlösung, Isolierung
des Reaktionsproduktes und dessen Behandlung mit Essigsäureanhydrid in Pyridinlösung
zu 16-Äthyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-ol-3-ber_zyläther-17-acetat.
-
Monoester von 16-Alkyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triolen können
durch selektive Acylierung und selektive Hydrolyse hergestellt werden. So ergibt
die Umsetzung des Triols mit einem Moläquivalent Essigsäureanhydrid das 3-Acetoxyderivat,
während die milde Hydrölyse des 3,17-Diacetats zum 17-Acetoxyderivat führt.
-
Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen haben wertvolle pharmakologische
Eigenschaften. Ihr Wert für die therapeutische Anwendung beruht darauf, daß sie
bestimmte biologische Eigenschaften besitzen,
die den natürlich
vorkommenden östrogenen Hormonen verwandt sind, wobei ihre östrogene Wirksamkeit
jedoch bemerkenswert gering ist. Es ist bekannt, daß bestimmte therapeutische Applikationen
für östrogene Hormone wie östron und Ostradiol begrenzt sind und ihre Verwendung
in vielen Fällen wegen der verweiblichenden Wirkung völlig undurchführbar ist. Eines
dieser therapeutischen Anwendungsgebiete ist die Behandlung degenerativer Krankheiten,
die mit einem anomalen Cholesterinstoffwechsel und einer anomalen Cholesterinablagerung
verbunden sind. Es ist bekannt, daß östrogene Hormone eine hemmende und demzufolge
günstige Wirkung auf die Ablagerung von Cholesterin in den Arterien hat, und es
herrscht weitgehend 'Übereinstimmung darüber, daß diese sogenannte antiatherogene
Wirkung durch die Herabsetzung des Verhältnisses von Cholesterin zu Phospholipiden
im Serum erzielt wird. Dieses Ergebnis ist gewöhnlich, jedoch nicht notwendigerweise
von einer Herabsetzung der Cholesterinkonzentration und einer Erhöhung der Phospholipidkonzentration
im Serum begleitet. Diese Herabsetzung des Verhältnisses Cholesterin zu Phospholipiden
im Serum kann als »Lipid-Effekta bezeichnet und als Maß für die antiatherogene Aktivität
angesehen werden. Für jede spezielleVerbindung können quantitative Vergleiche zwischen
dieser Wirkung und der damit verbundenen »östrogenen Wirkung; durchgeführt werden.
Es wurde gefunden, daß bei den erfindungsgemäß erhältlichen Verbindungen das Verhältnis
des Lipid-Effektes zum östrogenen Effekt gegenüber den entsprechenden Verhältnissen
für natürliche östrogene Hormone wesentlich erhöht ist. Infolge dieses stark erhöhten
Verhältnisses können wertvolle Lipideffekte mit Dosierungen erzielt werden, bei
denen überhaupt keine feminisierenden Wirkungen beobachtet werden.
-
Die erfindungsgemäß erhältlichen Verbindungen sind für die Behandlung
eines zu hohen Cholesteringehaltes im Blut und damit zusammenhängenden Störungen
wertvoll. Wegen ihrer selektiven biologischen Wirkung können sie die anderen Reaktionen
der östrogenen Hormone hervorrufen, ohne eine entsprechende Verweiblichung zu bewirken.
Die beschriebenen Verbindungen haben infolgedessen weite Anwendungsmöglichkeiten
bei der Behandlung von Cardiovasculär- und Kreislaufstörungen.
-
Eine weitere pharmakologische Anwendungsmöglichkeit dieser Verbindungen
besteht in ihrer Anwendung als Zusatzstoffe in der Sexualhormontherapie. Obgleich
diese Verbindungen selbst eine außerordentlich geringe östrogene Wirkung besitzen,
verursachen sie, wenn sie zusammen mit einem wirksamen östrogenen Mittel, wie Östron,
verabreicht werden, eine wirksame Erhöhung des durch das letztere Hormon hervorgerufenen
östrogenen Effektes. Diese Verstärkung der östrogenen Wirkung ist deswegen bemerkenswert,
weil sie von dem Verhalten strukturell verwandter Verbindungen, wie Östriol, abweicht.
Die verstärkende Wirkung ist stark selektiv und besonders intensiv, wenn das experimentell
ermittelte Dosierungsverhältnis optimal ist. Bei ungünstigen Dosierungsverhältnisen
wird die Verstärkung relativ unbedeutend, wodurch die komplexe Natur der wechselseitigen
Steroidwirkung zum Ausdruck kommt. Im Gegensatz zu dem Verhalten der erfindungsgemäß
herstellbaren Verbindungen wird durch Östriol (Hisaw, Velardo und Goolsby, Journal
of Clinical Endocrinology and Metabolism, Bd. 14, 1954, S. 1134) und 16-Epiöstriol
(Velardo und Sturgis, Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine,
Bd. 90, 1955, S.609) eher eine Abschwächung als eine Verstärkung wirksamer östrogener
Mittel hervorgerufen.
-
Die nachfolgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.
In diesen Beispielen sind die Temperaturen in ° C und die Materialmengen in Gewichtsteilen
angegeben.
-
Beispiel 1 Eine Lösung von 100 Teilen 16-Ketoöstradiol-3-methyläther
in 660 Teilen Benzol wird durch Abdestillieren von etwa 40 Teilen Benzol wasserfrei
gemacht. (Die verbleibende Lösung wird auf Raumtemperatur gekühlt und während der
nachfolgenden Reaktionen unter Stickstoff in wasserfreiem Zustand gehalten, bis
das Reaktionsgemisch schließlich mit einer Ammoniumchloridlösung zersetzt wird.)
Der Benzollösung wird allmählich eine 3molare Methylmagnesiumbromidlösung in Butyläther
zugesetzt, die insgesamt 100 Teile Methylmagnesiumbromid enthält. Der dabei ausfallende
Niederschlag löst sich im Verlauf der Reaktion wieder auf. Nach beendeter Zugabe
der Methylmagnesiumbromidlösung wird das Reaktionsgemisch 1 Stunde gerührt und dann,
um die Vervollständigung der Reaktion zu gewährleisten, 16 Stunden unter Rückfluß
erhitzt. Die Mischung wird nun mit einem großen Überschuß an gesättigter Aiumoniumchloridlösung
behandelt, um die metallorganische Verbindung zu zersetzen, die das Hauptprodukt
der Reaktion darstellt. Dabei ist Vorsicht angebracht, weil das Reaktionsgemisch
einen Gelzustand durchläuft, in dem es infolge der Freisetzung von Methan bei der
Zersetzung des überschüssigen Methylmagnesiumbromids sehr stark schäumt. Nach Beendigung
der Zugabe der Ammoniumchloridlösung besteht das Gemisch aus einem in der wäßrigen
Phase suspendierten kristallinen Feststoff und einer organischen Lösungsmittelphase.
Die organische Lösungsmittelphase wird abgetrennt, der kristalline Feststoff aus
der wäßrigen Phase entfernt und mit wäßrigem Ammöniumchlorid und mit Wasser gewaschen;
er wird in etwa 90 °/oiger Ausbeute gewonnen und hat eine für die meisten Verwendungszwecke
ausreichende Reinheit. Eine weitere Menge Rohprodukt wird durch Vereinigung eines
Äthylacetatextrakts der wäßrigen Phase mit der ursprünglichen organischen Phase,
Waschen mit wäßrigem Ammoniumchlorid und Wasser und Konzentrieren der Lösung zur
Trockne unter vermindertem Druck erhalten. Die weitere Reinigung durch Umkristallisieren
aus Benzol, das eine kleine Menge Aceton enthält, ergibt 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther,
der bei etwa 179 bis 181° schmilzt. Diese Verbindung hat eine spezifische Drehung
von etwa + 71° in Dioxan und die folgende Strukturformel
Diese erhaltene Verbindung weist die kräftige blutdrucksenkende Wirkung strukturell
verwandter östrogener Stoffe nicht auf.
-
Die folgende Abwandlung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eignet
sich besonders für die Anwendung in großem Maßstab. Eine Lösung von 100 Teilen 16-Ketoöstradiol-3-methyläther
in 660 Teilen Benzol wird durch Abdestillieren von etwa 40 Teilen Benzol wasserfrei
gemacht. (Die verbleibende Lösung wird unter Stickstoff in wasserfreiem Zustand
gehalten, bis das Reaktionsgemisch mit verdünnter Säure zersetzt wird.) Die gerührte
und unter Rückfluß erhitzte Benzollösung wird mit einer 3molaren Methylmagnesiumbromidlösung
in
Butyläther behandelt, die insgesamt 100 Teile Methylmagnesiumbromid
enthält. Der dabei ausfallende Niederschlag löst sich im Verlauf der Reaktion wieder
auf. Nach beendeter Zugabe der Methylmagnesiumbromidlösung wird das Reaktionsgemisch
gerührt und 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Das überschüssige Methylmagnesiumbromid
wird dann durch Zugabe einer 16 Teile Aceton enthaltenden Benzollösung zersetzt.
Danach wird das gesamte Gemisch unter kräftigem Rühren und Kühlung mit einem Eisbad
mit 1100 Teilen kalter 10°/@ger Schwefelsäure behandelt. Hierbei werden die Magnesiumsalze
hydrolysiert, und der größte Teil des erwünschten Produktes scheidet sich als kristalliner
Feststoff ab. Dieses Produkt wird auf einem Filter gesammelt und mit wenig kaltem
Benzol, mit kalter 100/@ger Schwefelsäure und dann bis zur neutralen Reaktion mit
Wasser gewaschen. Es wird in etwa 90°/oiger Ausbeute erhalten und besitzt für die
meisten Verwendungszwecke zufriedenstellende Reinheit, eine weitere Menge Rohprodukt
kann aus der organischen Lösungsmittelphase isoliert werden. Durch Umkristallisation
aus einer Mischung von Benzol und Aceton wird, wie vorstehend beschrieben, gereinigter
16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther erhalten.
-
Falls ein Produkt hergestellt werden soll, daß vollkommen frei von
anorganischen Salzen ist, kann dies dadurch erreicht werden, daß man das rohe Produkt
zwischen Chloroform und Wasser verteilt, die Chloroformphase mit 10°/Qiger Mineralsäure
und dann mit Wasser bis zur neutralen Reaktion wäscht, die Chloroformlösung wasserfrei
macht, sie auf ein kleines Volumen konzentriert, und die Kristallisation durch Verdünnung
mit heißem Benzol bewirkt: Eine Lösung von 1 Teil 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther
in 10 Teilen Pyridin und 10 Teilen Essigsäureanhydrid wird bei etwa 25° 16 Stunden
stehengelassen. Die Mischung wird dann allmählich mit Eiswasser verdünnt und die
Kristallisation eingeleitet. Wenn die Abscheidung des festen Produktes vollständig
ist, wird dieses abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Die Reinigung durch aufeinanderfolgende
Umkristallisation aus Benzol, das eine kleine Menge Aceton enthält, und aus Äthanol
ergibt 16-Methyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther-17-acetat, das
bei etwa 147 bis 148,5° schmilzt. Es hat die folgende Strukturformel
Eine Lösung von 1 Teil 16-Methyl-1,3,5,(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther
in 5 Teilen Pyridin wird auf etwa 5° gekühlt und mit 0,6 Teilen Benzoylchlorid behandelt.
Das Reaktionsgemisch wird 2 Stunden auf etwa 5° gehalten und dann 18 Stunden bei
etwa 25° stehengelassen. Dann wird langsam unter Rühren Eiswasser zugesetzt, um
das nicht umgesetzte Benzoylchlorid zu zersetzen und das rohe Reaktionsprodukt auszufällen.
Das feste Produkt wird abfiltriert und aus einer Mischung von Benzol und Äthanol
und dann aus Äthanol umkristallisiert. Man erhält 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther-17-benzoat,
das bei etwa 145 bis 146,5° schmilzt und die folgende Strukturformel hat:
Eine Lösung von 1 Teil 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther
in 3 Teilen Pyridin wird mit 3 Teilen ß-Cyclopentylpropionylchlorid behandelt. Dabei
tritt Entwicklung von VVärme,`@"eine Färbung des Reaktionsgemisches und die Ausfällung
festen Materials auf. Man läßt das Gemisch 18 Stunden bei etwa 25° stehen und mischt
es dann mit dem Vielfachen seines Volumens an Eiswasser. Das gummiartige unlösliche
Produkt wird durch Dekantieren mit Wasser gewaschen und in Äthylacetat gelöst. Die
organische Lösung wird mit verdünnter Salzsäure, mit verdünnter Kaliumcarbonatlösung
und dann mehrere Male mit Wasser gewaschen. Das durch Verdampfen des Äthylacetats
erhaltene gummiartige Produkt wird in Benzol gelöst und die Benzollösung auf eine
aus 100 Teilen Kieselerde hergestellte chromatographische Trennsäule gegossen. Die
Trennsäule wird mit Benzol und mit Mischungen von Benzol und Äthylacetat, die kleine,
allmählich größer werdende Mengen Äthylacetat enthalten, eluiert. Durch Auswaschen
mit einer 5volumprozentigen Lösung von Äthylacetat in Benzol werden Fraktionen erhalten,
die bei Verdampfung der Lösungsmittel den erwünschten Ester als stark viskoses Öl
ergeben. Wenn diese Verbindung aus Methanol bei etwa 0° umkristallisiert wird, erhält
man feine Nadeln, die im Bereich von etwa 30 bis 35° schmelzen. Die kristalline
Form kann bei Lagerung bei Raumtemperatur verloren-und in eine glasartige Form übergehen.
Die erhaltene Verbindung ist das 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16, 17-triol-3-methyläther-17-cyclopentylpropionat
mit der folgenden Strukturformel:
Eine Mischung von 20 Teilen 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther,
1 Teil p-Toluolsulfonsäure Monohydrat und 100 Teilen Essigsäureanhydrid wird 2 Stunden
auf etwa 90 bis 100° erhitzt. Das gekühlte Reaktionsgemisch wird mit Eiswasser verdünnt
und so die Kristallisation des öligen unlöslichen Reaktionsproduktes eingeleitet.
Dieses Produkt wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und aus wäßrigem
Äthanol
unter Bildung eines Kristallisats umkristallisiert, das zum größeren Teil aus der
erwünschten Verbindung und zu einem kleineren Teil aus einem höherschmelzenden Nebenprodukt
besteht. Der größte Teil des höherschmelzenden Nebenproduktes kann durch Umkristallisation
aus etwa 225 Teilen eines Gemischs von Benzol und Cyclohexan, das gleiche Volumteile
der beiden Lösungsmittelkomponenten enthält, entfernt werden. Aus diesem Medium
scheidet sich das höherschmelzende Nebenprodukt in Form von nadelartigen Kristallen
ab. Der Rest des Nebenproduktes kann aus der Kristallisationsflüssigkeit durch Adsorption
an Kieselerde entfernt werden, z. B. dadurch, daß man die Kristafisationsflüssigkeit
durch eine kurze Kieselerdesäule führt und die Säule mit wenig Benzol wäscht, wobei
die gewünschte Verbindung aus der Lösung gewonnen und das Nebenprodukt im wesentlichen
auf der Kieselerde adsorbiert zurückbleibt. Durch Verdampfen des Lösungsmittels
und Umkristallisieren des Rückstandes aus Methanol erhält man das gereinigte 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methvläther-16,17-diacetat,
das bei etwa 145 bis 147' schmilzt und in Chloroform eine spezifische Drehung von
etwa -+ 81` hat. Seine Strukturformel ist wie folgt:
Eine Lösung aus 5 Teilen 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther
in 160 Teilen wasserfreiem Aceton wird mit 1 Teil konzentrierter Salzsäure behandelt;
das Reaktionsgemisch wird unter Rückfluß 2 Minuten erhitzt und dann 18 Stunden bei
etwa 25° stehengelassen. Das Produkt fällt bei Verdünnung des Gemisches mit 750
Teilen Eiswasser aus, wird abfiltriert und aus wäßrigem Äthanol umkristallisiert,
das eine Spur Pyridin enthält. Die auf diese Weise erhaltene Verbindung ist das
Acetonid des 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläthers. Es schmilzt
bei etwa 141 bis 143,5° und hat eine spezifische Drehung von etwa 109° in Dioxan.
Seine Strukturformel ist
Einer Lösung von 1 Teil des Acetonids in 16 Teilen Methanol und 1 Teil Wasser wird
in bezug auf Chlorwasserstoff 0,04-molar gemacht und 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt.
Bei der Konzentrierung der Lösung und Verdünnung mit Wasser erhält man wieder eine
Fällung von 16-Methyl-1,3,5(10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläther.
-
Beispiel 2 Ein Reaktionsgemisch aus 175 Teilen 16-Ketoöstradiol, 300
Teilen Kaliumcarbonat, 4000 Teilen Äthanol und 2000 Teilen Äthyljodid wird 6 Stunden
in einer Stickstoffatmosphäre unter Rückfluß erhitzt. Es wird dann auf etwa die
Hälfte seines ursprünglichen Volumens konzentriert und mit insgesamt etwa
10000 Teilen heißem Wasser verdünnt, das in kleinen Mengen zugegeben wird.
Hierbei fällt ein festes Produkt aus. Das Gemisch wird gekühlt und das feste Produkt
abfiltriert und mit `'Wasser gewaschen. Durch Umkristallisieren aus Mischungen von
Benzol und Äthanol erhält man den 16-Ketoöstradiol-3-äthyläther mit einem Schmelzpunkt
von etwa 180 bis 184°.
-
Einer wasserfreien Lösung von 46 Teilen 16-Ketoöstradiol-3-äthyläther
in 1800 Teilen Benzol wird allmählich eine 3molare Lösung von Methyimagnesiumbromid
in Butyläther zugesetzt, die insgesamt 40 Teile Methylmagnesiumbromid enthält. Das
Reaktionsgemisch wird in einer Stickstoffatmosphäre 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt;
danach wird Aceton zugegeben, das sich mit dem überschüssigen Methylmagnesiumbromid
umsetzt. Das gekühlte Gemisch wird dann mit einem Überschuß an gesättigter Ammoniumchloridlösung
und mit verdünnter Schwefelsäure gerührt. Danach wird die organische Phase abgetrennt
und mit verdünnter Schwefelsäure sowie mehrmals mit Wasser und mit Natriumchloridlösung
gewaschen. Danach wird sie getrocknet und durch Verdampfen des Lösungsmittels konzentriert,
bis ein öliger oder halbkristalliner Rückstand erhalten wird. Dieser Rückstand wird
mit Petroläther gewaschen und dann aus Benzol umkristallisiert. Man erhält den 16-Methyl-1,3,
5 (10)-östratrien-3,16,17-triol-3-äthyläther, der nach vorherigem Erweichen bei
etwa 175 bis 177° schmilzt. Seine Strukturformel ist wie folgt
Beispiel 3 Einer wasserfreien Lösung von 2,4 Teilen 16-Ketoöstradiol-3-methyläther
in 20 Teilen Benzol, die sich in einem mit Stickstoff ausgespülten Reaktionsgefäß
befindet, wird allmählich eine 3molare Äthylmagnesiumbromidlösung in Äthyläther
zugesetzt, die insgesamt 2,6 Teile Äthylmagnesiumbromid enthält. Das Reaktionsgemisch
wird 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt, danach wird Aceton zugesetzt, das sich mit
dem überschüssigen Äthylmagnesiumbromid umsetzt. Das gekühlte Gemisch wird gründlich
mit verdünnter Schwefelsäure und dann bis zur neutralen Reaktion mit Wasser gewaschen.
Die abgetrennte organische Phase wird dann zur Trockne eingedampft und der Rückstand
aus wäßrigem Aceton und einer Mischung von Aceton und Cyclohexan umkristallisiert.
Infolge verschiedener Kristallmodifikationen kann die Verbindung hinsichtlich des
Schmelzpunktes ein anomales Verhalten aufweisen. Die beständige Kristallmodifikation
des 16-Äthyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triol-3-methyläthers, die auf die vorstehend
beschriebene Weise erhalten wird, schmilzt bei etwa
130 bis 131-'.
Die erhaltene Verbindung hat die folgende Strukturformel
Die gleiche Verbindung wird erhalten, wenn man 3,4 Teile Äthylmagnesiumjodid an
Stelle des in diesem Beispiel angewandten Äthylmagnesiuinbromids; verwendet.
-
Beispiel 4 Einer wasserfreien Lösung von 7 Teilen 16-Ketoöstradiol-3-benzyläther
in 220 Teilen Benzol wird unter Stickstoff allmählich eine 3molare Methy1magnesiumbromidlösung
in Butyläther, die insgesamt 18 Teile Methylmagnesiumbromid enthält, zugesetzt.
Das erhaltene Gemisch wird 18 Stunden unter Rückfluß erhitzt, dann gekühlt und mit
einem Überschuß an gesättigter Ammoniumchloridlösung behandelt. Die organische Phase
wird abgetrennt, mit Ammoniumchloridlösung und mit gesättigter Natriumchloridlösung
gewaschen und dann zur Trockne eingedampft. Die Umkristallisation des Rückstandes
aus Äthanol oder wäßrigem Äthanol ergibt 16-Methyl-1,3, 5 (10) -östratrien-3,16,17-triol-3-benzyl
äther, der bei etwa 173 bis 176° schmilzt und eine spezifische Drehung von etwa
-f-60° in Dioxan hat. Die Verbindung hat folgende Strukturformel:
Beispiel 5 Eine Lösung von 8 Teilen 16-Ketoöstradiol in 20 Teilen Pyridin und 20
Teilen Essigsäureanhydrid wird 2 Stunden auf etwa 80° erhitzt und dann auf Raumtemperatur
abkühlen lassen. Das nicht umgesetzte Essigsäureanhydrid wird durch vorsichtige
Zugabe von Wasser unter Kühlung von außen zersetzt. Das erhaltene Gemisch wird dann
mit etwa 200 Teilen Wasser verdünnt und gekühlt, bis die Abscheidung des unlöslichen
Produktes vollständig ist. Dieses wird abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Die
Reinigung durch Umkristallisation aus Methanol ergibt 16 - Ketoöstradioldiacetat
1, 3, 5 (10) - Östratrien-3,17-diol-16-on-3,17-diacetat, das bei etwa 137 bis 139°
schmilzt. Diese Verbindung hat die folgende Strukturformel
Eine wasserfreie Lösung von 160 Teilen 1,3,5 (10)-Östratrien-3,17-diol-16-on-3,17-diacetat
in 2700 Teilen Benzol wird unter Stickstoff mit einer Methylmagnesiumbromidlösung
in Butyläther behandelt, die insgesamt 107 Teile Methylmagnesiumbromid enthält.
Es ist zweckmäßig, eine Methylmagnesiumbromidlösung zu verwenden, die etwa 357 Teile
Methylmagnesiumbromid je Liter enthält; Das erhaltene Gemisch wird 18 Stunden unter
Rückfluß erhitzt, dann gekühlt und mit einem Überschuß an gesättigter Ammoniumchloridlösung
geschüttelt. Nun setzt man eine ausreichende Menge Äthylacetat zu, um im wesentlichen
das gesamte Reaktionsprodukt zu lösen. Die organische Phase wird abgetrennt und
mit gesättigter Ammoniumchloridlösung und mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen.
Dann wird die organische Phase getrocknet und unter vermindertem Druck konzentriert,
wobei man ein gummiartiges festes Produkt erhält. Die Reinigung durch aufeinanderfolgende
Umkristallisation aus einer Mischung von Aceton und Benzol und aus wäßrigem Methanol
und anschließendes gründliches Trocknen des Kristallisats bei etwa 100° im Vakuum
ergibt 16-Methyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triol mit einem Schmelzpunkt von
etwa 249 bis 259° und einer spezifischen Drehung von etwa -f-74,6° in Dioxan. Die
Verbindung hat die folgende Strukturformel:
Eine Lösung von 8 Teilen 16-Methyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triol in 75 Teilen
Pyridin und 50 Teilen Essigsäureanhydrid wird 18 Stunden bei etwa 25° stehengelassen.
Dann fügt man vorsichtig Wasser hinzu, bis das nicht umgesetzte Essigsäureanhydrid
hydrolysiert ist, und verdünnt das Gemisch mit dem Mehrfachen seines Volumens an
Wasser. Wenn die Abscheidung des unlöslichen Produktes vollständig ist, wird es
abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Man erhält das 16-Methyl-1,3,5 (10)-östratrien-3,16,17-triol-3,17-diacetat,
das nach der Umkristallisation aus wäßrigem Äthanol bei etwa 157 bis 161° schmilzt.
-
Diese Verbindung hat die folgende Strukturformel: