DE1159440B

DE1159440B - Verfahren zur Herstellung von í¸-Pregnen-6,20ª-diol-3-on bzw. des isomeren Allopregnan-20ª-ol-3,6-dions sowie ihrer Ester

Info

Publication number: DE1159440B
Application number: DESCH30065A
Authority: DE
Inventors: Dr Emanuel Kaspar; Dr Klaus Kieslich
Original assignee: Brinkmann AG
Current assignee: Brinkmann AG
Priority date: 1961-07-29
Filing date: 1961-07-29
Publication date: 1963-12-19
Also published as: US3251864A; GB973916A; SE311356B; DK110206C; SE309232B; SE309231B

Description

Verfahren zur Herstellung von 44-Pregnen-6,20ß-diol-3-on bzw. des isomeren Allopregnan-20ß-ol-3,6-dions sowie ihrer Ester Zusatz zur Patentanmeldung Sch 29937 IV b / 12 o In der Hauptpatentanmeldung Sch 29937 IVb/12o ist ein Verfahren zur Herstellung von 4 4-Pregnen-4,20ß-diol-3-on (III) und des isomeren Allopregnan-20ß-ol-3,6-dions (IV) sowie von Estern dieser Verbindungen beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die 3-ständige Hydroxylgruppe des 44-Pregnen-3ß,6,20ß-triols nach an sich bekannten Arbeitsweisen einer selektiven Oxydation unterwirft, die entstandenen Oxydationsprodukte in an sich bekannter Weise in ihre Einzelkomponenten zerlegt und letztere gewünschtenfalls anschließend in an sich bekannter Weise in ihre Ester überführt. Die Verfahrensprodukte des Hauptpatents sind wegen ihrer menstruationauslösenden und cytostatischen Wirkungen wertvolle Arzneimittel.
Es wurde nun gefunden, daß man die gleichen Verbindungen auch ausgehend von dem bekannten und leichter zugänglichen 44-Pregnen-20ß-ol-3-on (I) oder von dessen 20-Estern herstellen kann, indem man in die 6-Stellung dieser Verbindung in an sich bekannter Weise eine Hydroxylgruppe einführt und das primär entstandene Hydroxylierungsprodukt anschließend nach dem Verfahren des Hauptpatents weiterbehandelt. Für die Einführung des 6-ständigen Hydroxyls haben sich unter den an sich bekannten Wegen im vorliegenden Falle sowohl biochemische als auch rein chemische als brauchbar erwiesen.
So kann man mit Hilfe der Enzyme der Pilze Chaetomium funicolum oder Rhizopus nigricans die 6-ständige Hydroxylgruppe direkt in das Molekül des 44-Pregnen-20ß-ol-3-ons oder seiner 20-Ester einführen, wobei in dem letzten Falle gleichzeitig eine Verseifung der Estergruppe erfolgt.
Zur Einführung der 6-ständigen Hydroxylgruppe auf chemischem Wege bedient man sich der Einwirkung von Persäuren, insbesondere von Phthalomonopersäure, vorzugsweise auf einen zuvor in bekannter Weise in sein 3-Enolacylat überführten 20-Ester des d 4-Pregnen-20ß-ol-3-ons, und erhält so den entsprechenden 20-Ester des A4-Pregnen-6ß,20ß-diol-3-ons, der dann gewünschtenfalls durch Alkalibehandlung in das Allopregnan-20ß-ol-3,6-dion umgelagert wird.
Statt dessen kann man das gleiche 3-Enolacylat aber auch durch Behandlung mit Halogenen, insbesondere mit Brom oder anderen Bromierungsmitteln, wie N-Bromacetamid, zunächst in den entsprechenden 20-Ester des 6-Brom-44-pregnen-20ß-ol-3-ons überführen, der dann durch Behandlung mit, alkoholisch-wäßrigen Säuren, insbesondere Salzsäure, ohne Isolierung des als Zwischenprodukt auftretenden d 4-Pregnen-6ß,20ß-diol-3-ons direkt in das Allopregnan-20ß-ol-3,6-dion umgelagert wird.
Bei Verwendung von N-Bromsuccinimid kann man sich die Enolacylatstufe sogar ersparen und den 20-Ester des 44-Pregnen-20ß-ol-3-ons direkt in den 20-Ester des 6-Brom-A4-Pregnen-20ß-ol-3-ons überführen, der dann, wie eben angegeben, in das Allopregnan-20ß-ol-3,6-dion umgelagert wird.
Die folgende Formelübersicht erläutert das erfindungsgemäße Verfahren. Beispiel 1 40,46 g 44-Pregnen-20ß-ol-3-on werden in 1210 ccm Essigsäureanhydrid mit 40,46g p-Toluolsulfosäure unter Stickstoff 16 Stunden unter anfänglichem Rühren bei Raumtemperatur stehengelassen. Nun wird das gesamte Reaktionsgemisch vorsichtig in Eiswasser eingerührt, der feste Niederschlag abgesaugt und getrocknet. Aus Methanol umkristallisiert erhält man 31,3g d3#5-Pregnadien-3,20ß-diol-diacetat vom Schmelzpunkt 108 bis 116°C. Nochmalige Umkristallisation aus Methanol mit Kohle ergibt einen Schmelzpunkt von 120 bis 124°C. Zu 15,75 g des erhaltenen Enolacetats in 1725 ccm Aceton wird unter Eiskühlung eine eisgekühlte Lösung von 16,5 g N-Bromacetamid, 15,0 g Natriumacetat, 16,5 ccm Essigsäure und 300 ccm Wasser zugetropft, dann das Eisbad entfernt, 3 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen und im Vakuum zur Trockne ein-

R = freie oder veresterte Hydroxylgruppe geengt. Das so erhaltene rohe 6-Brom-d 4-Pregnen-20ß-ol-3-on-20-acetat wird in 1980 ccm Äthanol und 198 ccm konzentrierter Salzsäure 4 Stunden am Rückfluß unter Stickstoff' erhitzt, danach im Vakuum auf etwa ein Drittel des Volumens eingeengt, das Reaktionsgemisch in Eiswasser eingerührt, der dabei entstehende Niederschlag abgesaugt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Nach Umkristallisation aus Essigester (mit Kohle) erhält man 5a-Pregnan-20ß-ol-3,6-dion mit Schmelzpunkt 225 bis 229'C. Nochmalige Umkristallisation aus Methylisobutylketon ergibt einen Schmelzpunkt von 229 bis 231'C, 1a]25° = -25° (CHCl3). Gesamtausbeute nach Chromatographie der Mutterlaugen über Silikagel, das 100/, Wasser enthält, mit Methylenchlorid-Tetrachlorkohlenstoff (3:1) 4,1 g. Die Substanz zeigt sich identisch mit auf anderem Wege dargestelltem Material.
Beispiel 2 Zu 5,0 g 4 4-Pregnen-20ß-ol-3-on-20-acetat in 250 ccm :trocknem Tetrachlorkohlenstoff werden 6,0 g N-Bromruccinimid gegeben und die Mischung 1 Stunde am Rückfluß erhitzt. Nach Filtration, Einengen zur Trockne wird das so erhaltene rohe 6-Brom-d 4-Pregnen-20ß-ol-3-on-20-acetat weiter wie im Beispiel 1 behandelt. Das so dargestellte 5a-Pregnan-20ß-ol-3,6-dion schmilzt nach Chromatographie über Silikagel und Umkristallisation aus Methylisobutylketon bei 229 bis 231'C.
Beispiel 3 Eine Lösung von 4,0g 4 4-Pregnen-20ß-ol-3-on in 200 ccm trockenem Benzol und 40 ccm Isopropenylacetat, die 1,2 g p-Toluolsulfosäure-monohydrat enthält, wird unter langsamem Abdestillieren 4 Stunden erhitzt, wobei nach den ersten 2 Stunden nochmals 20 ccm Lösungsmittelgemisch hinzugefügt werden. Danach schüttelt man, nach Zugabe von Eiswasser, mit Methylenchlorid aus, wäscht diese Lösung mit Natriumbicarbonat und Wasser, trocknet und verdampft zur Trockne. Eine Probe aus Methanol umkristallisiert schmilzt bei 120 bis 124°C. Das so erhaltene rohe d 3,5-Pregnadien-3,20ß-diol-diacetat wird nun mit 1,3 Äquivalenten Monoperphthalsäure in 400 ccm Äther etwa 72 Stunden stehengelassen. Nach üblicher Aufarbeitung und Chromatographie an neutralem Aluminiumoxyd erhält man das 4 4 - Pregnen - 6ß,20ß - diol - 3 - an - 20 - acetat. UV s236 = 13 000.
Eine Lösung von 100 mg d 4-Pregnen-6ß,20ß-diol-3-on-20-acetat in 20 ccm Methanol wird mit 1,0 g Kaliumhydroxyd, gelöst in 2 ccm Wasser, versetzt und 1 Stunde am Rückfluß erhitzt. Nach dem Erkalten wird die Lösung mit Essigsäure neutralisiert, mit Wasser verdünnt und wie üblich mit Methylenchlorid ausgeschüttelt und aufgearbeitet. Der nach dem Verdampfen des Lösungsmittels verbleibende Rückstand wird aus Methylisobutylketon umkristallisiert. Das so erhaltene 5,w-Pregnan-20ß-ol-3,6-dion schmilzt bei 228 bis 230°C. Ausbeute 73 mg.
300 mg 5x-Pregnan-20ß-ol-3,6-dion wurden mit 1,2 ccm Pyridin und 0,6 ccm Essigsäureanhydrid l1/2 Stunden auf dem Dampfbad erhitzt. Nach Abkühlen, vorsichtigem Einrühren in Eiswasser, Absaugen und Waschen mit Wasser des entstandenen Niederschlages erhält man durch Umkristallisation aus Methanol 5a-Pregnan-20ß-ol-3,6-dion-20-acetat vom Schmelzpunkt 200 bis 201,5°C. Ausbeute 200 mg.
Beispiel 4 6ß-Hydroxylierung von 4-Pregnen-20ß-ol-3,20-dion a) Mit Chaetomium funicolum Ein Fermenter aus rostfreiem Stahl mit 501 Fassungsvermögen wurde mit 301 einer Nährlösung aus 0,5 °/o Hefeextrakt, 0,51110 Maisquellwasser, 2,0°/o Stärkezucker, eingestellt auf p$ 7,0, beschickt, durch 40minutiges Erhitzen auf 120°C sterilisiert und nach dem Abkühlen mit einer Sporensuspension von Chaetomium funicolum beimpft, die durch Abschwemmen einer fünftägigen Maiskultur (15 g Mais) mit etwa 100 ml physiologischer Kochsalzlösung erhalten wurde.
Nach 48stündiger Vermehrung bei 28'C unter Rühren (220 U/Min.) und Belüftung (1,65 m3/h) wurden 1,81 der erzeugten Kultur unter sterilen Bedingungen entnommen und in einen 50-1-Fermenter zu 28,21 einer wie oben sterilisierten Nährlösung der gleichen Zusammensetzung übergeführt.
Nach 16stündiger Anwachszeit wurden 7,5 g 4-Pregnen-20ß-ol-3-on in 150m1 Äthanol unter sterilen Bedingungen zugesetzt. Die Fermentationszeit wurde durch papierchromatographische Analyse von Proben ermittelt und betrug etwa 48 bis 64 Stunden.
Die Fermentationsbrühe wurde über eine Nutsche filtriert und das Filtrat dreimal mit je 10 1 Methylisobutylketon extrahiert. Der Extrakt wurde in einem Vakuumumlaufverdampfer konzentriert. Der ölige Rückstand wurde an Silikagel chromatographiert.
Mit Methylenchlorid-Chloroform (1:1) wurde etwa 1 g öliges Ausgangsmaterial eluiert.
Die Chloroform-Essigester-(4:1)-Eluate lieferten nach Umkristallisation aus Methylenchlorid-Isopropyläther 1,6g 6ß-Hydroxyverbindung (100/,). Fp. 183 bis 187°C. .
Die Chloroform - Essigester -.(2-1) - bis - (1:1)-Eluate enthielten die 11 a-Hydroxyverbindung, wonach mit Essigester geringe Anteile an 6ß,11 rx-Dihydroxyverbindung eluiert wurden.
Die Chloroform- und Chloroform-Essigester-Eluate enthielten etwa 5 g rohe 6ß-Hydroxyverbindung, die aus Aceton-Petroläther umkristallisiert wurden. 3,8g Reinprodukt (50°/o der Theorie). Fp. 186,5 bis 189°C; E236 = 13 600.
b) Mit Rhizopus nigricans In einem 50-1-Fermenter wurden 301 Nährlösung aus 3,5 °/o Malzextrakt, 3,0 °/o Stärkezucker, 0,65 °/o NaCl, 0,15°/o Pepton, 0,0180/0 K2HP04 und 0100991 M9S04 mit einer Sporensuspension von Rhizopus nigricans beimpft und unter gleichen technischen Bedingungen wie bei a) entwickelt. Nach 24 Stunden wurden in diese Kultur 15g 4-Pregnen-20ß-ol-3-on in 200m1 Äthanol zugesetzt und weitere 24 Stunden fermentiert.
Nach unter a) beschriebener Aufarbeitung wurde das ölige Rohprodukt an Silikagel chromatographiert. Mit Chloroform wurde etwa 1 g unumgesetztes Ausgangsmaterial eluiert. Reinprodukt: 0,69 g.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von 44-Pregnen-6,20ß-diol-3-on bzw. des isomeren Allopregnan-20ß-ol-3,6-dions sowie ihrer Ester gemäß Hauptpatentanmeldung Sch 29937 IVb/12o, dadurch gekennzeichnet, daß man in die 6-Stellung des 44-Pregnen-20ß-ol-3-ons oder von dessen 20-Estern in an sich bekannter Weise eine Hydroxylgruppe einführt und das primär entstandene Hydroxylierungsprodukt anschließend nach dem Verfahren des Hauptpatentes weiterbehandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Einführung der 6-ständigen Hydroxylgruppe auf biochemischem Wege, insbesondere mit Hilfe von Enzymen der Pilze Chaetomium funicolum oder Rhizopus nigricans, vornimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 20-Ester des d'-Pregnen-20ß-ol-3-ons in Form ihrer Enolacylate mit einer Persäure, insbesondere mit Phthalomonopersäure, behandelt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 20-Ester des 4 4-Pregnen-20ß-ol-3-ons, vorzugsweise in Form ihrer Enolacylate, mit Brom oder anderen Bromierungsmitteln, insbesondere mit N-Bromacetamid, umsetzt und die erhaltenen 6-Brom-d 4-Pregnen-20ß-ol-3-on-20-acylate mit alkoholisch-wäßrigen Säuren, insbesondere Salzsäure, direkt in Allopregnan-20ß-ol-3,6-dion umlagert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man 20-Ester des d 4-Pregnen-20ß-ol-3-ons direkt mit N-Bromsuccinimid umsetzt.