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Verfahren zur Herstellung von N-substituierten 4-Aminosteroiden der
Testosteronreihe und Säureadditionssalzen derselben Es wurde gefunden, daß eine
Reihe von neuen N-substituierten 4-Aminosteroiden der Testosteronreihe der allgemeinen
Formel I
worin R1 = H oder eine niedere Alkyl- oder Hydroxyalkylgruppe, R2 eine niedere Alkyl-
oder Hydroxyalkylgruppe (R1 und R2 können auch ringförmig, gegebenenfalls über ein
Heteroatom, verbunden sein) und St einen gegebenenfalls ungesättigten und/oder substituierten
Steroidrest der Testosteronreihe bedeutet und die Säureadditionssalze der Verbindung
I sehr gute anabole Eigenschaften besitzen.
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Die betreffenden Verbindungen werden nach dem Verfahren der Erfindung
hergestellt, indem man a) ein 3-Ketosteroid der allgemeinen Formel II
St hat die angegebene Bedeutung, R3 = Cl, Br oder J, mit einem Amin der Formel R1R2NH,
worin R1 und R2 die angegebene Bedeutung haben, in an sich bekannter Weise umsetzt
oder indem man b) aus einem durch Umsetzung eines entsprechenden 4,5-Epoxy-3-ketosteroids
mit einem Amin der Formel R1R2NH erhaltenen 3-Ketosteroid der allgemeinen Formel
III
R1, R2 und St haben die angegebene Bedeutung, R4 = OH, zweckmäßig ohne dessen vorherige
Isolierung nach an sich bekannten Methoden Wasser abspaltet und daß man gegebenenfalls
nach ebenfalls an sich bekannten Methoden eine in den erhaltenen Verbindungen vorhandene
Hydroxygruppe verestert bzw. eine darin vorhandene Estergruppe verseift und/oder
das erhaltene 4-Amino-steroid der Formel I durch Behandlung mit einer Säure in ein
Säureadditionssalz umwandelt.
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Die Verbindungen der allgemeinen Formel III erhält man durch Umsetzung
entsprechender 4,5-Epoxy-3-ketosteroide mit Aminen der Formel R1R2NH, wobei man
III zweckmäßigerweise nicht isoliert, sondern direkt durch Wasserabspaltung in I
überführt. Der Epoxydring kann sich dabei in oder fl-Stellung befinden; es kann
auch ein Gemisch der beiden Stereoisomeren eingesetzt werden.
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Die Umsetzung der Ausgangssteroide mit den Aminen erfolgt, indem
man die Komponenten miteinander erhitzt. Dabei kann überschüssiges Amin als Lösungsmittel
dienen. Häufig empfiehlt es sich, in Gegenwart eines Lösungsmittels zu arbeiten.
Als Lösungsmittel sind z. B. geeignet Kohlenwasserstoffe, wie Petroläther, Benzol,
Toluol oder Xylol, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff,
Alkohole, wie Methanol, Äthanol oder Äthylenglykol, Äther, wie Tetrahydrofuran oder
Dioxan, und andere inerte Lösungsmittel sowie Gemische derselben. Die Reaktionstemperatur
wird je nach Lösungsmittel zwischen +50 und +200"C gehalten. Bei niedersiedenden
Aminen empfiehlt es sich, unter erhöhtem Druck zu arbeiten. Der Reaktionsverlauf
kann dünnschichtchromatographisch verfolgt werden. In manchen Fällen ist es angeraten,
einen sauren oder basischen Katalysator, wie ein Phenol, eine Arylsulfonsäure, ein
Mineralsäuresalz des betreffenden Amins oder ein Alkalihydroxyd hin-
zuzufügen.
Die Reaktionsprodukte werden in üblicher Weise durch Extraktion, Chromatographie
und/oder Kristallisation aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
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Im Steroidmolekül vorhandene Estergruppen können während der Reaktion
verseift werden, insbesondere dann, wenn man hydroxylgruppenhaltige Amine oder Lösungsmittel
verwendet. In diesem Fall findet eine Umesterung statt, die parallel zu der 4-Aminosubstitution
bzw. Wassereliminierung verläuft.
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Die verfahrensgemäß eingesetzten Steroide können noch anderweitig
ungesättigt und/oder substituiert sein. So können sich z. B. Doppelbindungen in
1-, 6-, 7-, 8-, 9-, 9(11)-, 11-, 14- und oder 15-Stellung befinden. Ferner können
sich z. B. Alkyl-, Alkyliden-, Hydroxy-, Amino-, Mercapto-, Halogen-, Cyano-, Oxo-
und/oder Thioxosubstituenten in einer oder mehreren der Stellungen 1,2,6,7,9, 11,
12, 14, 16 und 17 befinden. Diese Substituenten können gegebenenfalls in funktionell
abgewandelter Form vorliegen. So können Hydroxy-, Amino- und Mercaptogruppen alkyliert
oder acyliert sein; an zwei benachbarten C-Atomen stehende Hydroxygruppen können
als cyclisches Acetal mit einer Carbonylverbindung vorliegen. Oxo- und Thioxogruppen
können acetalisiert sein oder als Enolacylat, Enoläther oder Enamin vorliegen.
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Bevorzugte Ausgangsmaterialien für das Verfahren nach der Erfindung
sind Steroide der allgemeinen Formeln IV a, IV b und V a, V b:
R1 bis R4 haben die angegebene Bedeutung, R5 = H oder eine Acylgruppe, R6 = H oder
eine Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit bis zu 3 C-Atomen, R7 = H oder F.
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Als Aminkomponente kommen vorzugsweise primäre und sekundäre aliphatische
und alicyclische Amine mit bis zu 5 C-Atomen in Frage, z. B. Methylamin, Äthylamin,
n-Propylamin, iso-Propylamin, I-Amino-n-butan, 2 -Amino-n -butan, I-Amino-2-methyl-propan,
2-Amino-2-methyl- propan, n-Amylamin, iso-Amylamin, A-Hydroxyäthylamin, y-Hydroxy-n-propylamin,
d-Hydroxy-n-butylamin, 2-Amino -n-propanol-(l), 2-Amino-n -butanol-(1), 1 -Amino
-n -propanol -(2), 1 -Amino -n -butanol -(2), 2-Amino-propandiol- (1,3), 2 - Amino
- butan - triol-(1,3,4), 1 -Amino-propandiol-(2,3), 1 -Amino-butantriol - (2,3,4),
Dimethylamin, Methyläthylamin, Diäthylamin, Äthyl - n - propylamin, Äthyl - isopropylamin,
Di-(A-hydroxyäthyl)-amin, Äthyl-(, B-hydroxyäthyl)- amin, Methyl-- hydroxyäthyl)-
amin, Pyrrolidin, Piperidin, Morpholin.
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Es ist verfahrensgemäß ferner möglich, erhaltene Produkte, die in
17-Stellung eine freie Hydroxygruppe enthalten, nach bekannten Methoden zu verestern.
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Als Veresterungsmittel sind alle diejenigen Säuren bzw. deren zur
Veresterung geeignete Derivate verwendbar, die physiologisch verträgliche Ester
ergeben. Zum Beispiel können die folgenden Säuren oder deren zur Veresterung geeignete
Derivate verwendet werden: Carbonsäuren, wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure,
Trimethylessigsäure, Cyclopentylpropionsäure, Phenylpropionsäure, Phenylessigsäure,
Capronsäure, Caprylsäure, Palmitinsäure, Undecylensäure, aber auch Benzoesäure oder
Hexahydrobenzoesäure, sowie Halogencarbonsäuren, wie Chloressigsäure. Gegebenenfalls
kann man auch zur Herstellung wasserlöslicher Derivate die 17-Hydroxygruppe mit
Dicarbonsäuren, Amino- oder Alkylaminocarbonsäuren oder mit Phosphor- oder Schwefelsäure
verestern. Auf diese Art lassen sich z. B. herstellen: Succinate, Oxalate oder die
Säureadditionssalze von Aminocarbonsäureestern, z.B. von Asparaginsäure- oder Diäthylaminoessigsäureestern.
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Die in 17-Stellung veresterten Verfahrensprodukte eignen sich insbesondere
für die Verwendung in Injektionslösungen.
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Die erhaltenen Aminosteroide der Formel I sowie gegebenenfalls die
aus diesen Verbindungen durch Veresterung erhaltenen Produkte können durch Behandlung
mit Säure in die entsprechenden Säureadditionssalze umgewandelt werden. Als Säure
für diese Umsetzung können organische oder anorganische Säuren, wie Essigsäure,
Propionsäure, Zitronensäure,
L-Ascorbinsäure, Schwefelsäure, Orthophosphorsäure,
Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, zur Anwendung kommen.
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Als Endprodukte werden nach dem Verfahren der Erfindung beispielsweise
Verbindungen der allgemeinen Formeln VI und VII
R1, R2, Rs, Rg und R7 haben die angegebene Bedeutung, erhalten. Im einzelnen können
nach dem Verfahren der Erfindung beispielsweise folgende N-substituierte 4-Amino-steroide
hergestellt werden: N-substituierte 4-Amino-testosteron -17-propionate; ; N-substituierte
4-Amino -testosteron-17 - cyclohexylpropionate; ; N-substituierte 4-Amino-17a-methyl-
testosterone; N - substituierte 4-Amino-I Ip-hydroxy-17a-methyltestosterone; N-substituierte
4-Amino-9α-fluor-11ß-hydroxy-17α-methyl-testosterone; N-substituierte
4-Amino-9α-fluor-11ß-hydroxy-1 7a-methyl-testosterone.
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Die neuen, verfahrensgemäß erhaltenen Verbindungen können im Gemisch
mit üblichen Arzneimittelträgern in der Human- und Veterinärmedizin eingesetzt werden.
Als Trägersubstanzen kommen solche organischen oder anorganischen Stoffe in Frage,
die für die parenterale, enterale oder topikale Applikation geeignet sind und die
mit den neuen Verbindungen nicht in Reaktion treten, beispielsweise Wasser, pflanzliche
Ole, Polyäthylenglykole, Gelatine, Milchzucker, Stärke, Magnesiumstearat, Talk,
Vaseline, Cholesterin usw. Zur parenteralen Applikation dienen insbesondere Lösungen,
vorzugsweise ölige oder wäßrige Lösungen, sowie Suspensionen, Emulsionen oder Implantate.
Für die enterale Applikation können ferner Tabletten oder Dragees, für die topikale
Anwendung Salben oder Cremes, die gegebenenfalls sterilisiert oder mit Hilfsstoffen,
wie Konservierungs-, Stabilisierungs-oder Netzmitteln oder Salzen zur Beeinflussung
des osmotischen Druckes, oder mit Puffersubstanzen versetzt sind, angewendet werden.
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Beispiel 1 1,5 g 4-Chlor-testosteron werden in je 100 ml absolutem
Äthanol und Chloroform gelöst, mit 0, 9 g ß-Hydroxyäthylamin und mit 100 ml Benzol
versetzt. Man engt langsam auf ein geringes Volumen ein, zuletzt unter vermindertem
Druck, und kristallisiert den Rückstand aus Methanol. Man erhält 760 mg 4-(ß-Hydroxyäthyl-amino)-testosteron
vom Schmelzpunkt 224"C; Ämaz = 252 mµ; E1cm1% = 305 (96%iges Äthanol); IR-Bande
bei 1620cm-1. Das Produkt ist chlorfrei.
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Beispiel 2 10 g 4,5-Oxido- 1 7α-methyl-androstan-3-on-17ß-ol
(Gemisch der a- und ß-Oxidoverbindung) werden mit 50 ml Piperidin und 200 ml Äthylenglykol
2 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Man läßt abkühlen, rührt in 5 1 Wasser
ein, filtriert den Niederschlag ab und trocknet ihn bei 50°C unter vermindertem
Druck. Das Material wird in 200 ml Aceton gelöst, filtriert und eingeengt. Es kristallisieren
3,15 g [4-N]-Piperidino-17α-methyl-testosteron vom Schmelzpunkt 193"C; Ämax
= 245 mµ; El9im = 311 (960/oiges Äthanol); IR-Banden bei 1660 und 1580 cm-1.
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Beispiel 3 10 g 4,5-Oxido-androstan-3-on-17ß-ol-17-propionat (Gemisch
der a- und ß-Oxidoverbindung) werden mit 50 ml Piperidin und 200ml Äthylenglykol
20 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Man läßt abkühlen, trägt das Gemisch
unter Rühren in 5 1 Wasser ein und filtriert den Niederschlag ab. Der Kuchen wird
getrocknet, in Methanol mit Aktivkohle behandelt und schließlich aus Essigster umkristallisiert.
Man erhält 5,9 g [4-N]-Piperidino-testosteron vom Schmelzpunkt 200"C; Amar = 247
mµ, E1cm1% = 303 (Methanol); IR-Banden bei 1680 und 1595 cm-1.
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Beispiel 4 a) 8, 18 g 4,5-Oxido-androstan-3-on-178-ol (Gemisch der
a- und ß-Oxidoverbindung) werden mit 160 ml Äthylenglykol und 40 ml Morpholin 2
Stunden unter Rückfluß gekocht. Nach dem Erkalten wird das Gemisch in 4 1 Wasser
eingetragen, der Niederschlag abfiltriert und noch feucht in Benzol gelöst. Die
Lösung wird mit Natriumsulfat getrocknet, auf ein kleines Volumen eingeengt und
an 260 g Kieselgel (mit 5%iger Kalilauge behandelt und bei 140°C unter vermindertem
Druck getrocknet) chromatographiert. Man eluiert mit Benzol-Chloroform (5 : 1),
vereinigt die dünnschichtchromatographisch einheitlichen Fraktionen und kristallisiert
das so erhaltene [4-N]-Morpholino-testosteron aus Äther um. Man erhält 3,5 g vom
Schmelzpunkt 226"C; #max = 244 mg, E1cm1% = 330 (960/oiges Äthanol). IR-Banden bei
1670, 1580 und 1150cm-1. b) Ausgehend von 4,5-Oxido-androstan-3-on-17p-ol-17-propionat
(Gemisch der a- und p-Oxidoverbindung) wird wie im Beispiel 4, a) ebenfalls [4-N]-Morpholino-testosteron
vom Schmelzpunkt 226°C erhalten.
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Beispiel 5 10 g 4,5 -Oxido-17α-methyl-androstan-3-on-17B-ol
(Gemisch der a- und fi-Oxidoverbindung)
werden mit 2,7 g Morpholin
und 3 g Phenol 40 Stunden bei 140°C im Bombenrohr geschüttelt. Man löst dann das
Gemisch in 500 ml Chloroform, wäscht viermal mit 1 n-Natronlauge, dann mit Wasser
bis zur neutralen Reaktion, trocknet die Chloroformphase über Natriumsulfat, filtriert
und zieht zum Rückstand ab. Das Rohprodukt gibt bei der Umkristallisation aus Aceton
3,4 g [4-N]-Morpholino-17α-methyl-testosteron vom Schmelzpunkt 250°C; #max
= 244 bis 245 mµ; E11"-,, 328 (96%iges Äthanol); IR-Banden bei 1650 und 1580cm-1.
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Beispiel 6 15 g 4.5-0xido-17a- methyl- androstan-3- on-17ß-ol (Gemisch
der α- und ß-Oxidoverbindung) werden mit 4,44 g Phenol und 3,5 g N-Methyläthanolamin
40 Stunden bei 140°C im Bombenrohr geschüttelt. Man nimmt nach Abkühlen in 750 ml
Chloroform auf, wäscht viermal mit 1 n-Natronlauge, dann mit Wasser, trocknet über
Natriumsulfat, filtriert und dampft zum Rückstand ein. Dieser wird an Kieselgel
wie im Beispiel 4, a) chromatographiert.
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Mit Petroläther Benzol (1: 9) wird das gebildete 4-(P-Hydroxyäthyl-
methylamino)-l 7a-methyl-testosteron, das offenbar als innerer Enoläther vorliegt
(in Form des [3, 4-b]-5', 6'-Dihydro-N-methyl-1',4'-oxazino-l 7a-methyl-3,5 -androstadien-17ß-ols)
eluiert und durch Umkristallisation aus Äther gereinigt. F. 178"C; [a]2oa -950C
(Chloroform); #max = 255 bis 256 mµ; E1cm1% = 302 (96%iges Äthanol).
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IR-Banden bei 1650 und 1625 cm-1.
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Beispiel 7 15 g 4.5-0xido-17a- methyl- androstan-3- on-17p-ol werden
analog Beispiel 6 mit 4,2 g N-Athyläthanolamin umgesetzt und aufgearbeitet. Man
erhält das 4-(ß-Hydroxyäthyl-äthylamino)-17α-methyl-testosteron, das offenbar
als innerer Enoläther vorliegt (in Form des [3,4-b]-5',6'-Dihydro-N-äthyl-1',4'-oxazino-
17a-methyl-3,5-androstadien-1713-ols).
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Die Substanz schmilzt nach Umkristallisation aus Äther bei 115 bis
1200C; [a]o = -660C (Chloroform); #max=258 mull, E1cm1%=258 (96%iges Athanol).
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Beispiel 8 5,9 g 4,5-Oxido-androstan-3-on-17B-ol-17-propionat (Gemisch
der a- und -Oxidoverbindung) wird analog Beispiel 5 mit Piperidin und Phenol umgesetzt
und in gleicher Weise aufgearbeitet.
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Chromatographie des Rohproduktes an Kieselgel und Umkristallisation
des zuerst von der Säule kommenden Produktes aus Petroläther ergibt [4- N]-Piperidino-
testosteron-17- propionat vom F. 106 bis 110°C; #max = 246 mµ, E1cm1% = 272 (96%iges
Äthanol); IR-Banden bei 1730, 1675 und 1590 cm-1.
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Beispiel 9 1 g des nach Beispiel 3 erhaltenen [4-N]-Piperidino-testosterons
wird mit 5 ml Propionsäureanhydrid und 5 ml Pyridin über Nacht bei Raumtemperatur
stehengelassen. Dann arbeitet man mit Chloroform und Wasser auf, reinigt das Rohprodukt
durch Filtration über Aluminiumoxyd und kristalli-
siert das [4-N]-Piperidino-testosteron-17-propionat
aus Petroläther um. F. 107 bis 109°C.
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Beispiel 10 3g4-Chlor-17a- methyl- testosteron-17- acetat werden
mit 8 ml Morpholin und 60 mol Äthanol 5 Stunden auf dem Dampfbad erhitzt. Die Lösungsmittel
werden unter vermindertem Druck entfernt und das Rohprodukt an Aluminiumoxyd chromatographiert,
wobei [4-N]-Morpholino-17α-methyl-testosteron-17-acetat erhalten wird; #max
= 246 mµ, El= = 295 (960/oiges Äthanol).
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Beispiel 11 1 g des nach Beispiel 10 erhaltenen [4-N]-Morpholino-
17a-methyl -testosteron- 17-acetats wird in 20 ml 50/oiger methanolischer Kalilauge
45 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Nach üblicher Aufarbeitung wird das
Rohprodukt an Kieselgel chromatographiert, wonach das so isolierte [4-N]-Morpholino-
17a-methyl- testosteron aus Aceton umkristallisiert wird; F. 248 bis 249°C, Beispiel
12 1 g des nach Beispiel 8 oder 9 erhaltenen [4-N]-Piperidino-testosteron-17-propionat
werden in 30 ml Äther gelöst. Beim Einleiten von trockenem HCl-Gas kristallisiert
das entsprechende Hydrochlorid aus, das durch Filtration isoliert wird.
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Pharmakologischer Versuchsbericht Zwecks Nachweis der überlegenen
Wirkung der Verfahrensprodukte wurde deren anabole und androgene Wirkung bestimmt,
und zwar mittels des Musculus-levator-ani- bzw. Samenblasengewichtstests nach der
von Hershberger, Shipley und M e y e r in Proceedings of the Society for Experimental
Biology and Medicine, Bd. 83, S. 175 bis 180 (1953), angegebenen Methode.
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Zwanzig männliche Ratten des Wistar-Stammes, 21 Tage alt, je 50 bis
60 g schwer, wurden kastriert und anschließend 7 Tage lang täglich mit den Präparaten
behandelt. Die Präparate wurden in Dosen von 1, 5, 10 und 25 mg pro Tier oral in
Form einer Suspension in 50/oiger wäßriger Gummiarabikumlösung verabfolgt. Diese
Versuche wurden jeweils an zehn Tieren pro Dosis durchgeführt. Die anderen zehn
Tiere wurden zur Kontrolle in gleicher Weise behandelt, jedoch ohne Applikation
der Präparate.
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Am 8. Tag wurden die Tiere getötet, der Musculus levator ani und die
Samenblasen präpariert, gewogen und auf mg/100 g Körpergewicht berechnet.
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Die Zunahme der Gewichte (Durchschnittswert) der Mm. levator ani
der behandelten Tiere verglichen mit dem Gewicht der Mm. levator ani der Kontrolltiere
wurde dabei als Maß für die anabole Wirkung angesehen, die entsprechende Zunahme
der Gewichte der Samenblasen als Maß für die androgene Wirkung.
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Die erhaltenen Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet und sind
in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt, wobei die prozentualen »Indizes«
(Verhältnis der anabolen zur androgenen Wirkung), bezogen auf 17a-Methyltestosteron,
angegeben sind.
Versuchsergebnisse
| Index |
| Anabol Androgen anabollandrogen |
| 17a-Methyl-testosteron (Standard) ..................... 1 1
1 |
| Vergleichssubstanzen: |
| I-Dehydro-17a-methyl-testosteron .................... 1,84
0,79 2,32 |
| 1-Methyl-#1-androsten-17ß-ol-3-on-17-acetat 0,38 0,06 6,42 |
| 17t-Hydroxy-17a-methylandrostan-3,2-c 0,20 0,18 1,11 |
| Verfahrensprodukte: |
| [4-N]-Piperidino-17a-methyl-testosteron ..................
1,07 0,08 13,5 |
| [4-N]-Morpholino-17α-methyl-testosteron 1,23 0,03 41,0 |
Aus der Tabelle ergibt sich, daß die Verfahrensprodukte 2- bis 6,4mal so wirksam
sind wie die wirksamste Vergleichssubstanz. gemessen am Index von anaboler zu androgener
Wirkung.