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Verfahren zur Herstellung wasserlöslicher Derivate von Steroiden
Zusatz zum Patent 1 047 780 Im Patent t 047 780 ist ein Verfahren zur Herstellung
wasserlöslicher Derivate des Hydrocortisons beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß man das Hydrocortison nach an sich bekannten Methoden, insbesondere durch
Einwirkung des Pyridin-Schwefeltrioxyd-Addukts, in physiologisch vertretbare Salze,
insbesondere das Natriumsalz, seines 21-Hemisulfats überführt.
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Im ersten Zusatzpatent 1066 58t zum Hauptpatent hat man bereits vorgeschlagen,
das obengenannte Verfahren auf Prednisolon zu übertragen, d. h. wasserlösliche Derivate
des Prednisolons dadurch herzustellen, daß man das Prednisolon in analoger Weise
in physiologisch vertretbare Salze, insbesondere das Natriumsalz, seines 21-Henusulfats
überführt.
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Die therapeutisch verwertbaren Verfahrensprodukte des Hauptpatents
und seines ersten Zusatzpatents zeichnen sich gegenüber den ihnen zugrunde liegenden
Steroiden durch unvorhersehbare Vorteile, vor allem bei lokaler Applikation, aus.
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Es wurde nun gefunden, daß diese Vorteile der Überführung von Steroiden
in wasserlösliche Salze ihrer 21-Hemisulfate noch bei weiteren 21-Hemisulfaten von
Steroiden ebenfalls in Erscheinung treten, nämlich bei bestimmten Substitutionsprodukten
des Hydrocortisons und des Prednisolons, die der allgemeinen Formel
entsprechen, worin X Wasserstoff oder Halogen, insbesondere Fluor, Y Wasserstoff,
Methyl, freies oder funktionell abgewandeltes Hydroxyl, Z eine freie oder funktionell
abgewandelte a-Hydroxymethylen- oder Ketogruppe, W die 1(2)-ständigen Gruppen -
CH2 - CH2 -oder CH = CH - des A-Ringes und Me das Kation einer physiologisch vertretbaren
anorganischen oder organischen Base bedeutet, wobei X und Y jedoch für. den Fall,
daß Z eine a-Hydroxymethylengruppierung ist, nicht gleichzeitig Wasserstoff sein
dürfen.
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Die Herstellung der neuen 21-Hemisulfate geschieht in vollkommener
Analogie zum Verfahren des Haupt bzw. ersten Zusatzpatentes aus den zugrunde liegenden
Steroiden.
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Beispiel 1 Triäthylammoniumsalz des 9a-Fluor-16a-methylprednisolon-21
-hemisulfats 220 mg flüssiges Schwefelsäureanhydrid (SO3) werden im Stickstoffstrom
in 10 ml Pyridin (trocken) verdampft, welches eine Temperatur von -5 bis -10"C baut.
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Zu der entstandenen Suspension läßt man 1,04 g 9a-Fluor-16a-methyl-prednisolon,
gelöst in 5 ml Pyridin und auf -5"C gekühlt, hinzufließen und spült mit 5 ml kaltem
Pyridin nach. Etwa 10 Minuten nach Zugabe der Substanz entsteht eine klare Lösung.
Die Reaktionsmischung wird 68 Stunden bei 0 bis -2"C aufbewahrt.
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Anschließend destilliert man das Pyridin im Vakuum bei 30"C Badtemperatur
unter Stickstoff ab und erhält nach Trocknen im Exsikkator über konzentrierter Schwefelsäure
und Phosphorpentoxyd einen schaumigen-Rückstand von 1,76 g. Den Rückstand löst man
in 6 ml n-Propanol auf und fügt 4 ml Triäthylamin bis zu einer beginnenden schwachen
Trübung zu. Darauf setzt die Kristallisation ein. Man läßt die Kristallsuspension
weitere 2 Stunden stehen, kühlt zum Schluß auf 0°C ab-und trennt die Kristalle auf
der Nutsche ab. Sie werden mit 5 ml Gemisch n-Propanol-Triäthylamin 1: 1 gewaschen
und getrocknet.
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Ausbeute an Triäthylammoniumsalz: 1,183 g.
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Fp. 1991200 bis 201"C (schwaches Gasen). Molekulargewicht 573,71.
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Bruttoformel: C28H44O5SNF.
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Das Salz ist klar und leicht in Wasser und Methanol löslich.
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W-Absorption £238: 14 920.
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Beispiel 2 Natriumsalz des 9a-Fluor-1 6a-methyl-prednisolon-21-hemisulfats
aus dem Triäthylammoniumsalz 500 mg des Triäthylammoniumsalzes von 9a-Fluor-16a-methyl-prednisolon-21-hemisulfat
werden in 10 ml Methanol gelöst und mit 0,5 n alkoholischer Natronlauge bis zum
Äquivalentspunkt titriert (pH 10,4). Die etwas trübe Lösung wird filtriert, im Stickstoffstrom
auf etwa 8 ml eingeengt und mit 100 ml Äther überschichtet. Nach Fällung des weißen
Niederschlages wird dieser abgesaugt, mit Äther gewaschen und im Vakuumexsikkator
über Phosphorpentoxyd getrocknet.
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Ausbeute: 422,9 mg.
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Fp. 182/182,5"C (Zersetzung).
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[a]D = + 64" in Wasser. p, der wäßrigen Lösung: 7,0.
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Das Natriumsalz löst sich klar in Wasser.
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Beispiel 3 Natriumsalz des 1 6a-Hydroxy-prednisolon-21 -hemisulfats
160 mg (100,3 °lo, bezogen auf eingesetztes 16a-Hydroxyprednisolon) flüssiges Schwefelsäureanhydrid
werden im Stickstoffstrom in 10 ml auf -5 bis -10"C abgekühltes Pyridin eindestilliert.
Zu der entstandenen Suspension fügt man 750 mg 16a-Hydroxy-prednisolon, in 5 ml
Pyridin gelöst, hinzu und spült mit weiteren 4 mol eiskalten Pyridins nach. Die
Reaktionsmischung läßt man bei 0 bis -2"C 4112 Tage stehen und destilliert danach
das Pyridin unter Stickstoff bei 30"C Badtemperatur im Vakuum ab. Der Rückstand
wird im Exsikkator über konzentrierter Schwefelsäure und Phosphorpentoxyd getrocknet.
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Ausbeute: 1,25 g schaumige Substanz.
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Das erhaltene Reaktionsprodukt wird in 14 ml Methanol gelöst und
unter Stickstoff und Rühren mit etwa 0,5 n-Natronlauge in n-Propanollösung bis zum
paWert 10,3 titriert.
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Den ausgeschiedenen anorganischen Niederschlag entfernt man durch
Filtration und wäscht mit wenig Methanol nach. Das Filtrat wird auf etwa 5 ml unter
Stickstoff im Vakuum eingeengt und mit 30 ml Äther überschichtet. Nach Stehen über
Nacht saugt man den weißen Niederschlag ab und wäscht mit Äther nach. Nach dem Trocknen
erhält man 573 mg weißes Pulver vom Fp.200"C (Zersetzung).
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Molekulargewicht 478,49. Bruttoformel: C21 H27 09S Na.
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Das Salz ist in Wasser klar löslich.
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PH der 0,5°/Oigen wäßrigen Lösung: 6,5. falo = + 66" in Wasser (c
= 0,5).
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Aus der Analyse ergibt sich, daß nur eine Hydroxylgruppe im Molekül
verestert ist. Aus den 1 R-Spektren geht hervor, daß die veresterte Hydroxylgruppe
sich am C-21 befindet.
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UV-Absorption e238: 13 900, bei einem Wassergehalt von 501,.
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Beispiel 4 Salze des Prednison-21-Hemisulfats a) Pyridiniumsalz.
680 mg flüssiges Schwefelsäureanhydrid (SO2) (101,5 Olc, bezogen auf die eingesetzte
Substanz) werden im Stickstoffstrom in 10 ml auf -5 bis -10"C gekühltes Pyridin
eindestilliert und zu der entstandenen Suspension 3,00 g Prednison (nicht restlos
in 15 ml Pyridin gelöst) hinzugefügt und mit 10 ml Pyridin nachgespült. Innerhalb
einer Stunde läßt man die Temperatur auf etwa 20"C ansteigen und erhält dabei eine
fast klareLösung.DasReaktionsgemisch wird weitere 41 Stunden bei Raumtemperatur
stehengelassen. Die Lösung färbt sich schwach gelb. Man destilliert anschließend
das Pyridin im Vakuum unter Stickstoff bei 30"C Badtempe-
ratur ab und erhält einen
im Exsikkator über konzentrierter Schwefelsäure getrockneten schaumigen Rückstand
von 4,98 g (schwachgelb gefärbt). Die schaumige Masse wird mit 20 ml n-Propanol
übergossen, worauf die Substanz zu kristallisieren beginnt. Die entstandenen Kristalle
werden nach 4 Stunden abgesaugt und mit 8 ml n-Propanol gewaschen und getrocknet.
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Ausbeute: 3,82 g Pyridinsalz von Prednisonsulfat.
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Fp. 1600C, Trübung bei 173"C, Gasen bei 186"C.
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Das Produkt ist in Wasser und Methanol klar und leicht löslich. UV-Absorption
e2o0: 15 730 (der Extinktionswert wird durch das Pyridin im Molekül um ungefähr
2000 erhöht).
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Im IR-Spektrum sind alle bekannten Merkmale für die Konstitution
der Verbindung vorhanden. b) Triäthylammoniumsalz. 3,72 g Pyridiniumsalz von Prednison-21-hemisulfat
werden in 12 ml Methanol gelöst, filtriert und mit etwas Methanol nachgewaschen.
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Man läßt unter Rühren Triäthylamin zufließen. Unter schwacher Erwärmung
tritt Kristallisation ein. Nach Stehen über Nacht saugt man die entstandenen Kristalle
des Triäthylammoniumsalzes ab, wäscht mit einer Mischung Methanol-Triäthylamin 1
1 nach und trocknet im Vakuum über konzentrierter Schwefelsäure und Phosphorpentoxyd.
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Ausbeute: 3,33 g. Fp. 201 bis 202"C (Gasen).
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Das Produkt ist in Wasser und Methanol leicht und klar löslich. c)
Natriumsalz aus dem Triäthylammoniumsalz.
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1000,6 mg des Triäthylammoniumsalzes vom Prednison-21-hemisulfat werden
in 10 ml Methanol gelöst und mit etwa0,5 n methanolischerNatronlauge bis zumÄquivalentspunkt
titriert (p, 10,3). Die methanolische Lösung wird im Vakuum bei 30"C Badtemperatur
im Stickstoffstrom auf etwa 8 ml eingeengt, 20 ml n-Propanol hinzugefügt und das
Methanol im Vakuum abdestilliert, bis die gesamte Menge der Lösung etwa 10 ml beträgt.
Anschließend überschichtet man die Propanollösung mit 50 ml Äther, saugt den leicht
gelb aussehenden Niederschlag ab und wäscht ihn mit 50 ml n-Propanol-Äther-Gemisch
1 : 4.
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Nach dem Trocknen Ausbeute: 789,1 mg. Fp. 158 bis 161"C (Zersetzung).
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Ea]D = + 138° in Wasser (c = 0,5).
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PH der 0,5°|Oigen Lösung: 7,2.
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Beispiel 5 Triäthylammoniumsalz des 9a-Fluor-hydrocortison-21-hemisulfats
In eine Suspension von Schwefelsäureanhydrid-Pyridin-Addukt in 20 ml Pyridin, die
bei -5"C unter Rühren durch Einleiten von 520 mg Schwefelsäureanhydrid hergestellt
worden war, trägt man die Lösung von 2,62 g 9a-Fluor-hydrocortison in 20 ml Pyridin
ein und spült mit 5 ml kaltem Pyridin nach. Die Lösung wird etwa 10 Minuten nach
Herstellung der Reaktionsmischung fast klar. Man läßt das Reaktionsgemisch weitere
72 Stunden bei -4 bis 0oC stehen und destilliert anschließend das Pyridin bei 300
C Badtemperatur unter Stickstoff im Vakuum ab.
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Der im Exsikkator über konzentrierter Schwefelsäure getrocknete Rückstand
(Pyridiniumsalz vom 9a-Fluorhydrocortison-21-hemisulfat) ist schaumig und etwas
-gelb gefärbt.
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Ausbeute: 4,13 g.
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Der Rückstand wird in 6 ml Methanol gelöst und unter Rühren langsam
9,1 ml Triäthylamin bis zur beginnenden schwachen Trübung hinzugefügt. Nach einigen
Minuten setzt Kristallisation ein. Man läßt die Lösung über Nacht bei 0°C stehen
und saugt danach das Triäthylammoniumsalz
des 9a-Fluor-hydrocortison-21-hemisulfats
ab und trocknet es.
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Ausbeute:3,01 g. Fp. 202 bis 203°C (Zersetzung).
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[a]n = + 104,3° in Wasser (c = 0,50!o).
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UV #239: 16 750.
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Im IR-Spektrum sind die Banden klar aufgelöst.
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Die Umkristallisation aus n-Propanol-Alkohol-Gemisch ergibt einen
e-Wert, der praktisch identisch mit dem vom direkt gewonnenen Salz ist. e289: 16
820. Fp. 195 bis 196°C (Zersetzung).
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Beispiel 6 Natriumsalz des 9 a-Fluor-hydrocortison-21 -hemisulfats
Das nach Beispiel 5 hergestellte Pyridiniumsalz vom 9a-Fluor-hydrocortisonsulfat
wird in Methanol gelöst und mit 1n methanolischer Natriumhydroxydlösung bis zum
Äquivalentspunkt titriert. Die etwas trübe Lösung
filtriert man und engt die Lösung
im Vakuum unter Stickstoff bei 300 C Badtemperatur ein. Nach Zugabe von Äther erhält
man einen weißen Niederschlag, der abgesaugt, mit Äther gewaschen und getrocknet
wird.
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Fp. 190"C (Zersetzung). Das Natriumsalz ist in Wasser klar und leicht
löslich.
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[a]D = + 118,2° in Wasser. (c = 0,50/o). p, der 0,50!0igen Lösung:
7,4.
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UV #239: 15 820, bei 5% Wassergehalt der gemessenen Substanz.
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IR-Spektrum bestätigt die Konstitution der genannten Verbindung.
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Die Beständigkeit der wäßrigen Lösung des Natriumsalzes ist gut.
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Beständigkeit einer ungepufferten, bei 100°C 1 Stunde sterilisierten
0,5%igen Lösung vom Natriumsalz des 9 a-Fluor-hydrocortison-21 -hemisulfats
| 50°C Raumtemperatur |
| PH I [X]D I Aussehen PH I [z]D I Aussehen |
| Beginn ..... ..... 7,4 + 118° farblos, klar 7,4 + 118° farblos,
klar |
| Nach 5 Monaten .. .. 5,0 + 114° schwach gelblich ge- 6,6 +
116° farblos, klar |
| färbt, klar |
Durch die Wasserlöslichmachung in beständiger Lösung der genannten Verbindung mit
Hilfe des Sulfats werden die pharmakologischen Eigenschaften der Stoffe bei deren
lokaler Anwendung bedeutend verstärkt. Es ist jetzt auch die Möglichkeit gegeben,
unter Ausnutzung der Wasserlöslichkeit Präparate herzustellen, die mit den Ausgangsverbindungen
nicht gemacht werden können.
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Im Gegensatz zu den Ausgangsverbindungen sind die neuen Ester bei
peroraler und parenteraler Darreichung kaum wirksam, so daß eine Resorption bei
lokaler An-
wendung völlig ungefährlich ist, da keinerlei Beeinflussung des allgemeinen
Stoffwechsels erfolgt.