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Verfahren zur Herstellung von neuen Steroidverbindungen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von neuen Steroidverbindungen der
allgemeinen Formel
worin R und R' ein Wasserstoffatom oder eine Acylgruppe mit nicht mehr als 9 Kohlenstoffatomen
bedeuten können.
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Vorzugsweise werden gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Verbindungen
hergestellt: 4-Hydroxy-17oc-methyltestosteron, 4- Hydroxy-17a-methyltestosteron-4-acetat
und 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron-4-cyclopentylpropionat. Die gemäß der Erfindung
vorgesehenen Verbindungen können wie folgt hergestellt werden:
In diesem Schema haben R und R' die oben angegebene Bedeutung. Bei Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst 17a-Methyl-androstan-4,5,17-triol-
3-on,
welches entweder aus dem entsprechenden 4,5-Epoxyd durch Reaktion mit verdünnter
Schwefelsäure in Methanollösung bei Raumtemperatur oder aus 17a-Methyltestosteron
erhalten wurde, mit Kaliumhydroxyd in Wasser und Methanol dehydratisiert.
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Die Dehydratisierung, bei welcher lediglich die Hydroxygruppe in Stellung
5 und nicht die Hydroxygruppe in Stellung 17 entfernt wird, ist der überraschendste
Verfahrensschritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Tatsächlich ist bekannt, daß die 17-ständige Hydroxygruppe des 17a-Methyltestosterons
durch Reaktion des entsprechenden 4,5-Diols mit Schwefelsäure-Essigsäure-Mischung,
mit Schwefelsäure in benzolischer Lösung, mit Ameisensäure oder Bortrifluorid in
Äther sehr leicht entfernt werden kann. Dabei werden Verbindungen erhalten, welche
die Hydroxygruppe in Stellung 17 nicht mehr besitzen.
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Die 4-ständige Hydroxygruppe des 4-Hydroxy-17a-methyltestosterons
kann dann durch Reaktion mit dem Chlorid oder Anhydrid einer Carbonsäure, welche
bis zu insgesamt 9 Kohlenstoffatome enthalten kann, in an sich bekannter Weise verestert
werden. Führt man die Veresterung des 4-Hydroxy-17a-methyltestosterons oder seiner
4-Monoester in Anwesenheit von Pyridiniumchlorid durch, so erhält man die 4,17-Diester,
deren Acylreste gleich oder ungleich sein können. Die 17-Monoester des 4-Hydroxy-17amethyltestosterons
können durch selektive alkalische Hydrolyse der 4,17-Diester hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäß herstellbaren Verbindungen weisen eine hohe pharmakologische
Wirksamkeit auf. Beispielsweise ist das 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron ein Steroid
mit starker protein-anabolischer Wirksamkeit. Es zeigt einen starken myotrophen
und geringen androgenen Effekt.
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Seine myotrophe Wirksamkeit ist etwa dreimal stärker als die des 17x-Methyltestosterons
und wenigstens fünfmal stärker als die des 17a-Äthyl-19-nortestosterons; seine androgene
Wirksamkeit ist geringer als die des 17a-Methyltestosterons.
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Des weiteren ist das 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron oral äußerst
wirksam und daher zur Behandlung bei Protein-Ausscheidungen, zur Vorbereitung für
Operationen, bei Rekonvaleszenz nach Operationen, Rekonvaleszenz nach schweren Krankheiten,
als Ernährungshilfe bei Krebsleiden und chronischen Krankheiten, bei frühreifen
Kindern, zur Wundbehandlung sowie bei Knochenbrüchen und Osteoporosis nützlich.
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Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.
Beispiel 1 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron Eine Lösung von 0,220g 17x-Methyl-androstan-4ß,5a,17ß-triol-3-on
in 100 ml Methanol wird 22 Stunden unter einer Stickstoffatmosphäre mit 0,3g Kaliumhydroxyd
in 4 ml Wasser und 20 ml Methanol bei Raumtemperatur stehengelassen. Die Lösung
wird dann mit Essigsäure neutralisiert, im Vakuum eingeengt, mit Wasser verdünnt
und dreimal mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wird mit Wasser gewaschen, und
das Lösungsmittel wird abdestilliert. Der verbleibende Rückstand wird über synthetisches
Magnesiumsilikat (bekannt unter dem Handelsnamen Florisil; Körnung 30 bis 60 Maschen)
chromatographiert. Die mit Benzol und Benzol-Äther (10:1) eluierten Fraktionen werden
vereinigt, und durch Kristallisation aus Äther-Petroläther werden 0,120 g 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron
mit einem Schmelzpunkt von 168 bis 170° C erhalten. Das Maximum der Ultraviolettabsorption
liegt bei 277 m#L bei einem Molekularextinktionskoeffizienten von 12,920. Beispiel
2 a) 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron Eine Lösung von 20 g rohem 17a-Methyl-androstan-4,5,.17ß-triol-20-on
in 1 1 Methanol wird unter einem Stickstoffstrom 20 Minuten am Rückfluß erhitzt.
Hierauf werden 20 g Kaliumhydroxyd in 40 ml Wasser und 200 ml Methanol zugesetzt.
5 Minuten hierauf werden der Lösung 20 ml Essigsäure zugesetzt, und sie wird im
Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird mit wäßriger Kochsalzlösung verdünnt und dreimal
mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wird mit 10°/oiger Natriumbicarbonatlösung
und dann bis zur Neutralität mit Wasser gewaschen. Der nach Abdampfen des Lösungsmittels
hinterbleibende Rückstand wird in Aceton gelöst. Durch Zusatz von Petroläther werden
8 g 4-Hydroxy-17oc-methyltestosteron mit einem Schmelzpunkt von 168 bis 170° C ausgefällt.
Die Mutterlaugen ergeben nach Chromatographie über »Florisil« (Körnung 30 bis 60
Maschen) weitere 5 g der gleichen Substanz mit einem Schmelzpunkt von 168 bis 170°
C. b) 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron-4-acetat Einer Lösung von 0,5 g 4-Hydroxy-17oc-methyltestosteron
in 3 ml Pyridin werden 0,5 ml Essigsäureanhydrid zugesetzt, und das Ganze wird über
Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Hierauf wird Eis zugesetzt, und nach lstüridigem
Stehen in einem Eisbad wird die Mischung dreimal mit Äthylacetat extrahiert. Der
Extrakt wird mit 2n-Salzsäure, hierauf mit Wasser, mit 10°/oiger Natriumbicarbonatlösung
und schließlich wieder mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen. Der nach Abdampfen
des Lösungsmittels hinterbleibende Rückstand (0,56 g) wird in Äther gelöst; durch
Zusatz von Petroläther werden 0,350 g 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron-4-acetat mit
einem Schmelzpunkt von 138 bis 140° C ausgefällt. Die Substanz hat ein. Ultraviolettabsorptionsmaximum
bei 246 m#t mit einem Molekularextinktionskoeffizienten von 13,740. c) 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron-4-cyclopentylpropionat
Auf die gleiche Weise, wie vorstehend beschrieben, wird 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron-4-cyclopentylpropionat
durch Reaktion von 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron mit mehr als '1 Äquivalent Cyclopentylpropionylchlorid
in Pyridin hergestellt; F. 63 bis 65°C. d) 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron-4-bernsteinsäurehalbester
Ein Gemisch von in 10m1 Pyridin gelösten 2 g 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron und
2 g Bernsteinsäureanhydrid wird auf Wasserbad 1 Stunde erhitzt und dann 2 Tage lang
bei Raumtemperatur stehengelassen.
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Nach Zusatz von Wasser und 2n-HCl wird die Lösung mit Äthylacetat
extrahiert. Der Extrakt wird mit Wasser und 2n-NaOH gewaschen. Die alkalische Lösung
wird mit 2n-HCl angesäuert und noch einmal mit Äthylacetat extrahiert.
Der
bis zur Neutralität gewaschene Extrakt wird abgedampft und der Rückstand aus Aceton-Petroläther
umkristallisiert.
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Das erhaltene Produkt hat einen Schmelzpunkt von 161 bis
163' C. Das Maximum der Ultraviolettabsorption liegt bei 247 mp@ mit einem
Molekularextinktionskoeffizienten von 14,650.
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Beispiel 3 a) 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron-4,17-diacetat Ein in
10 ml Chloroform gelöstes Gemisch von 5 g 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron, 10 ml
Essigsäureanhydrid, 2,5 ml Pyridin und 1 g Pyridiniumchlorid wird 3 Stunden zum
Sieden erhitzt.
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Der nach Abdampfen des Lösungsmittels hinterbleibende Rückstand wird
mit Eis behandelt. Das Produkt wird mit Äthylacetat extrahiert; der Extrakt wird
mit 2n-HCl, Wasser, 10°/oiger,wäßriger Natriumbicarbonatlösung und schließlich wieder
mit Wasser gewaschen. Nach Beseitigung des Lösungsmittels durch Zusatz von Äther
werden 3,5 g eines Produktes mit einem Schmelzpunkt von 152 bis 156° C erhalten,
das ein Ultraviolettabsorptionsmaximum bei 246 mlt mit einem Molekularextinktionskoeffizienten
von 15,470 hat.
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b) 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron-17-acetat Eine Lösung von 500 mg
4-Hydroxy-17x-methyltestosteron-4,17-diacetat in 20 ml Methanol wird mit einer Lösung
von 500 mg KHC03 in 5 ml Wasser bei 40° C 1 Stunde behandelt.
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Die Lösung wird gekühlt, mit Essigsäure neutralisiert, auf ein kleines
Volumen eingeengt und mit Äthylacetat extrahiert. Der neutralisierte Extrakt wird
abgedampft und der Rückstand aus Methanol umkristallisiert.
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Das Produkt (200 mg) schmilzt bei 178 bis 180° C und hat ein Ultraviolettabsorptionsmaximum
bei 277 rn#t mit einem Molekularextinktionskoeffizienten von 12,450. Beispiel 4
4-Hydroxy-17x-rnethyltestosteron-17-propionat Die Veresterung der 17-ständigen Hydroxygruppe
eines 4-Acyloxy-17x-methyltestosterons erfolgt ebenfalls durch die wie im Beispie13,
a) erwähnte Verwendung von Pyridiniumchlorid.
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Ein Gemisch von 2 g 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron-4-acetat, 10m1
Pyridin, 4m1 Propionsäureanhydrid, 400 mg in 2 ml Chloroform gelöstem Pyridiniumchlorid
wird 3 Stunden zum Sieden erhitzt und dann über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen.
Hierauf wird der Lösung Eis beim Umrühren zugesetzt. Nach 1stündigem Umrühren wird
das Produkt mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wird mit 2n-HCI, Wasser, einer
wäßrigen 10°/oigen Natriumbicarbonatlösung und schließlich wieder mit Wasser gewaschen.
Das nach Abdampfen des Lösungsmittels zurückbleibende rohe 17x-Methyl-4-acetoxy-17ß-propionoxy-4-androsten-3-on
(2,4 g) wird in 80m1 Methanol gelöst und mit 20 ml einer 2,4 g K H C 03
enthaltenden
wäßrigen Lösung bei 40° C innerhalb von einer Stunde behandelt. Auf diese Weise
wird nur der 4-ständige Acetylrest abgespalten, während der 17ß-ständige Propionylrest
nicht angegriffen wird.
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Die abgekühlte Lösung wird mit Essigsäure neutralisiert, auf ein geringes
Volumen eingeengt und mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wird zur Trockne abgedampft.
Der Rückstand wird aus Methanol umkristallisiert. Das Produkt (500 mg) schmilzt
bei-172 bis 174° C und hat ein Ultraviolettabsorptionsmaximum bei 277 mp. mit einem
Molekularextinktionskoeffizienten von 11,860.
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Pharmakologische Wirksamkeit Anabolische Aktivität Die myotrophe und
androgene Wirksamkeit von 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron per os wurde gemäß dem
Verfahren von Hershberger, Shipley und Meyer (Proc. Soc. Exp. Biol. and Med., 83,
S. 175 [l953]) bestimmt. Die Resultate sind in der Tabelle angeführt. Myotrophe
und androgene Wirksamkeit von 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron und anderen Steroiden;
alle Steroide wurden per os verabreicht
| Dosis Prostata |
| Steroid An@hl der Milligramm Levator ani vensrats Therapeutischer |
| Tiere je Tag Index |
| 7 Tage mg mg |
| Kontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 174 - 8,6 :E 0,33 9,3 :h 0,41 - |
| 41 1 l3,4 36,3 0,18 |
| 17x-Methyltestosteron .................. 77 2 17,7 43,9 0,26 |
| 6 4 25,5 73,7 0,26 |
| 10 1 12,5 15,4 0,64 |
| 17x-Äthyl-19-nortestosteron .............. 10 2 16,2
19,2 0,77 |
| 9 4 20,5 31,5 0,54 |
| 4-Hydroxy-testosteron-acetat ............. 6 2 8,01 10,8 - |
| 10 0,5 22,6 32,4 0,61 |
| 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron ........ 9 1 22,8 30,7 0,66 |
| 9 2 30,7 48,1 0,57 |
| 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron-4-acetat .. 7 1 25,3 37,8 0,58 |
| 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron- |
| 4-cyclopentylpropionat ..... ........ 7 1 23,3 34,8 0,57 |
Die Resultate zeigen, daß 4-Hydroxy-17a-methyltestosteron, per
os verabreicht, eine hohe myotrophe und niedrige androgene Wirksamkeit besitzt.
Seine myotrophe Aktivität ist etwa dreimal höher als die von 17a-Methyltestosteron
und wenigstens fünfmal höher als die von 17cc-Äthyl-19-nortestosteron. Seine androgene
Wirksamkeit ist ausgesprochen niedriger als die von 17a-Methyltestosteron. Das 4-Hydroxy-17ca-methyltestosteron
besitzt daher einen guten therapeutischen Index (Gewichtszunahme des levator ani/Gewichtszunahme
der ventralen prostata), welcher ausgesprochen höher ist als der von 17a-Methyltestosteron
und mit dem von 17a-Äthyl-19-nortestosteron vergleichbar ist. Weiterhin soll erwähnt
werden, daß, während 4-Hydroxytestosteron-acetat keine orale Aktivität besitzt,
das 17a-Methylderivat oral äußerst wirksam ist.
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Andere hormonelle Wirksamkeit 4-Hydroxy-17x-methyltestosteron besitzt
keine progestative Aktivität. Es stimuliert nicht die Proliferation des Uterus bei
infantilen Kaninchen, welche vorher mit Ostradiol behandelt wurden. Bei einer viermal
größeren Dosis als der von Desoxycorticosteronacetat besitzt es keine Wirksamkeit
zur Zurückhaltung von Natrium bei Ratten, welchen die Nebenniere entfernt wurde.