DE1213403B - Verfahren zur Herstellung von delta 1,4-6alpha-Methyl-16-methylen-3, 20-diketosteroid - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C 07 c

Deutsche Kl.: 12 ο -25/06

Nummer 1213403

Aktenzeichen: M 50307IV b/12 ο

Anmeldetag: 15. September 1961

Auslegetag: 31. März 1966

Es wurde gefunden, daß y

len-3,20-diketosteroide der allgemeinen Formel I

CH₂ORi

Verfahren zur Herstellung von
16-methylen-3,20-diketosteroiden

Anmelder:

E. Merck Aktiengesellschaft,

Darmstadt, Frankfurter Str. 250

CH₃

Ri = H oder ein Esterrest;
R₂ = <zH, /SOH oder = O,

über interessante glucocorticoide und entzündungshemmende Eigenschaften verfügen. Diese neuen Verbindungen eignen sich insbesondere als Therapeutica für die Behandlung rheumatischer Erkrankungen und zeichnen sich durch eine besonders gute Magenverträglichkeit sowie das Fehlen jeder Natriumretention aus. Sie besitzen nicht oder nur in untergeordnetem Maße die unerwünschten Nebenwirkungen (z. B. verstärkte metabole Einwirkungen, stärkere Natriumretention) des als antiphlogistisch hochwirksam bekannten Dexamethasone.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von J¹-⁴ -6a- Methyl - 16- methylen-3,20-diketosteroiden der angegebenen Formel I, das darin besteht, daß man ein entsprechendes, in 1,2-Stellung gesättigtes Steroid nach an sich bekannten mikrobiologischen Methoden in 1(2)-Stellung dehydriert oder daß man in die 21-Stellung einer entsprechenden 21-Desoxyverbindung nach an sich bekannten Methoden eine O-Acylgruppe einführt, und daß man gegebenenfalls nach an sich bekannten Methoden eine in 21-Stelhing der erhaltenen Verbindung befindliche Hydroxylgruppe verestert bzw. einen erhaltenen 21-Ester alkalisch verseift oder in ein Estersalz überführt.

Für die mikrobiologische 1(2)-Dehydrierung können Mikroorganismen verwendet werden, die z. B. den folgenden Gattungen angehören: Alternaria, Calonectria, Colletotrichum, Cylindrocarpon, Didymella, Fusarium, Ophiobolus, Septomyxa, Vermicularia; Micromonospora, Nocardia, Streptomyces; Alcaligenes,'Bacillus, Corynebacterium, Mycobacterium, Protaminobacter, Pseudomonas.

Als Erfinder benannt:

Dr. Harald Metz,

Dipl.-Chem. Dr. Klaus Brückner, Darmstadt;

Dipl.-Chem. Dr. Karl-Heinz Bork,

Griesheim bei Darmstadt;

Dipl.-Chem. Dr. Fritz von Werder, Darmstadt

Besonders geeignet sind Bacillus sphaericus var. fusiformis, Corynebacterium simplex und Fusarium solani.

Zur Dehydrierung wird das Ausgangsmaterial einer Submerskultur des betreffenden Mikroorganismus zugesetzt, die in einer geeigneten Nährlösung bei optimaler Temperatur und starker Belüftung nach den üblichen Methoden der Fermentationstechnik wächst. Statt wachsender Kulturen sind bei sonst gleicher Technik auch Aufschwemmungen der Mikroorganismen in einer Pufferlösung brauchbar. Die Umsetzung wird chromatographisch verfolgt und die Fermentationslösung nach restloser Umsetzung des Ausgangsmaterials ζ. Β. mit Chloroform extrahiert.

Die Einführung einer O-Acylgruppe in die Stellung 21 des zugrunde liegenden 21-Desoxysteroids wird verfahrensgemäß z. B. durchgeführt durch Behandlung mit Jod in alkalischer Lösung und nachfolgende Umsetzung des erhaltenen 21-Jod-steroids mit einem Alkaliacylat, vorzugsweise Kaliumacetat.

Nach dem Verfahren der Erfindung ist es ferner möglich, die 21-Hydroxylgruppe eines so hergestellten Δ ^x·⁴ - 6a - Methyl -16 -methylen - 3,20 - diketosteroids der allgemeinen Formel I (Ri = H) nach an sich bekannten Methoden zu verestern. 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 geeigneten Derivate verwendet werden: Carbonsäuren, wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Trimethylessigsäure, tert.-

609 540/431

Butyl-essigsäure, Cyclopentylpropionsäure, Phenylpropionsäure, Phenylessigsäure^ Capronsäure, Caprylsäure, Palmitinsäure, Undecylensäure, aber auch Benzoesäure oder Hexyhydrobenzoesäure, sowie Halogencarbonsäuren, wie Chloressigsäure. Gegebenenfalls kann man auch zwecks Herstellung wasserlöslicher Derivate die 21-Hydroxylgruppe 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.

Andererseits kann eine in den erhaltenen Produkten vorhandene 21-Estergruppe nach brannten und üblichen Methoden alkalisch verseift werden. Als Verseifungsmittel ist z. B. eine wäßrige Lösung von Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat oder Natriumhydroxyd geeignet.

Nach dem Verfahren der Erfindung werden beispielsweise die folgenden Verbindungen erhalten: 6a - Methyl -16 - methylen - prednison, 6a - Methyl-16-methylen-prednisolon sowie 21-Ester derselben, beispielsweise entsprechende 21-Orthophosphate, 21-Acylate, 21-Hemisulfate, 21-Hemisuccinate, 21-tert.Butylacetate sowie 21-Capronate, 21-Propionate und 21-Undecylenate.

Die als Ausgangsmaterial erforderlichen 6a-Methyl-16-methylensteroide können erhalten werden aus den zugrunde liegenden 16a,17a-Oxido-16^-methylsteroiden durch Behandlung mit starken Säuren. Für die Herstellung der Ausgangssteroide wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung kein Schutz begehrt.

Die neuen, verfahrensgemäß erhaltenen Verbindungen können im Gemisch mit üblichen Arzneimittelträgern in der Human- oder Veterinärmedizin eingesetzt werden. Als Trägersubstanzen kommen organische oder anorganische Stoffe in Frage, die für parenterale, enterale oder topikale Applikation geeignet sind und mit den neuen Verbindungen nicht reagieren,, wie Wasser, pflanzliche öle, Polyäthylenglykole, Gelatine, Milchzucker, Stärke, Magnesiumstearat, Talk, Vaseline, Cholesterin usw. Zur parenteralen Applikation dienen insbesondere ölige oder wäßrige Lösungen sowie Suspensionen, Emulsionen oder Implantate. Für die enterale Applikation können Tabletten oder Dragees, für die topikale Anwendung Salben oder Cremes angewendet werden, die jeweils sterilisiert oder mit Konservierungs-, Stabilisierungs- oder Netzmitteln oder Salzen zur Beeinflussung des osmotischen Druckes oder Puffersubstanzen versetzt sein können.

Beispiel 1
6a-Methyl-16-methylen-prednisolon

Zu einer 6 Stunden alten Schüttelkultur von Bacillus sphaericus, die in 200 ml einer Nährlösung aus 1% Hefeextrakt bei 28 ⁰C gewachsen war, werden 70 mg 6a-Methyl-16-methylen-hydrocortison in 4 ml Methanol zugesetzt. Nach weiteren 24 Stunden Schütteln bei 28 ⁰C wird die Kultur dreimal mit dem gleichen Volumen Chloroform ausgeschüttelt, die vereinigten Extrakte werden zur Trockne eingedampft. Dünnschichtchromatographisch ist kein Ausgangsmaterial mehr nachzuweisen, es liegt ausschließlich 6a-Methyl-16-methylen-prednisolon vor.

F. 236 bis 237°C; [a]_D = +5,3° (Dioxan);
241 πΐμ; E;*_n = 393.

Beispiel 2
oa-Methyl-lo-methylen-prednisolon^l-acetat

20 g des nach Beispiel 1 erhaltenen 6a-Methyl-16-methylen-prednisolons werden in 200 ecm Acetanhydrid und 200 ecm Pyridin 2 Stunden auf dem ίο Dampfbad erhitzt. Man läßt abkühlen, rührt in 3 1 Eiswasser ein und filtriert den kristallin ausfallenden Ester ab. F. 238 bis 239°C; [a]_B = +12° (Dioxan); ;!„,«* 241 πΐμ; .EJ* =351.

Beispiel3

oa-Methyl-lo-methylen-prednisolon-21-diäthylaminoacetat-hydrochlorid

5 g des nach Beispiel 1 erhaltenen 6a-Methyl-16-methylen-prednisolons werden in 110 ecm absolutem Dioxan gelöst, mit 1,55 ecm Chloracetylchlorid und' 2 ecm Pyridin versetzt und über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Dann gießt man das Reaktionsgemisch in Wasser ein, saugt den Niederschlag ab und wäscht ihn mit Wasser.

Das getrocknete, rohe 21-Chloracetat wird in 400 ecm Aceton gelöst und mit 55 ecm Diäthylamin und 4 ecm Wasser über Nacht bei 0⁰C stehengelassen. Beim Einengen unter vermindertem Druck kristallisiert das 21-Diäthylaminoacetat aus.

3,6 g oa-Methyl-lo-methylen-prednisoIon^l-diäthylaminoacetat werden in 85 ecm absolutem Tetrahydrofuran gelöst und mit 70 ecm einer Chlorwasserstofflösung in Chloroform versetzt. Das ausfallende Hydrochlorid wird abgesaugt, mit Tetrahydrofuran gewaschen und getrocknet.

Beispiel 4

oa-Methyl-lo-methylen-prednison

Zu einer 16 Stunden alten Schüttelkultur von Corynebacterium simplex, die in 200 ml einer Nährlösung aus 0,1% Hefeextrakt bei 28 ⁰C gewachsen war, werden 70 mg 6a-Methyl-16-methylen-cortison in 4 ml Methanol zugesetzt. Die Umsetzung wird dünnschichtchromatographisch verfolgt, bis das Ausgangsmaterial verschwunden und nur 6a-Methyl-16-methylen-prednison nachzuweisen ist. Nach 8 Stunden wird die Kultur dreimal mit dem gleichen Volumen Chloroform ausgeschüttelt, die vereinigten Extrakte werden eingedampft und mit Petroläther gereinigt. F. 203 bis 205⁰C; [a]_D = +120° (Dioxan); hnax 237,5 πΐμ; Ε}! = 393.

Beispiel 5

oa-Methyl-lo-methylen-prednison-21-hemisuccinat-Natriumsalz

20 g des nach Beispiel 4 erhaltenen 6a-Methyl-16-methylen-prednisons und 20 g Bernsteinsäureanhydrid werden in 200 ecm absolutem Pyridin über Nacht stehengelassen. Man rührt bei 5 bis 1O⁰C in ein Gemisch von 210 ecm konzentrierter Schwefelsäure und 3 1 Wasser ein, saugt den Niederschlag ab und trocknet ihn bei 8O⁰C unter vermindertem Druck.

20 g Hemisuccinat werden in 260 ecm Isopropanol gelöst und im Laufe von 20 Minuten mit 179,5 ecm

0,23 n-Natriumisopropylatlösung unter Rühren versetzt. Das ausfallende Salz wird abgesaugt und über Phosphorpentoxyd getrocknet.

B eispi el 6

oa-Methyl-lo-methylen-prednison-21-orthophosphat-Natriumsalz

10 g des nach Beispiel 4 erhaltenen 6a-Methyl-16-methylen-prednisons werden in 20 ecm absolutem _ϊ0 Pyridin mit 9,3 g Phosphoryldimorpholidchlorid 10 Tage verschlossen stehengelassen. Man gießt dann den Ansatz in die berechnete Menge verdünnter Schwefelsäure und extrahiert das 21-Dimorpholidphosphat mit Chloroform.

Der Chloroformrückstand wird in 40 ecm Äthanol gelöst, mit Wasser bis zur ersten bleibenden Trübung versetzt und nach Zusatz von 110 g Kationenaustauscherharz, bekannt unter dem Handelsnamen Amberlite IR-120, 36 Stunden gerührt. Man filtriert ab, wäscht den Austauscher mit Äthanol, neutralisiert das Filtrat mit Natronlauge und engt unter vermindertem Druck stark ein. Man läßt abkühlen, extrahiert mit Chloroform .alle Neutralteile, säuert dann die wäßrige Phase mit verdünnter Schwefelsäure an und extrahiert mit n-Butanol. Der Extrakt wird mit Natriumsulfat getrocknet, mit Natriummethylat neutralisiert und etwas eingeengt. Beim Abkühlen kristallisiert das Natriumsalz aus. Es wird abfiltriert, heiß mit Methanol extrahiert, der Extrakt mit Butanol versetzt und stark eingeengt, wobei das reine Natriumsalz ausfällt.

Beispiel 7
oa-Methyl-lo-methylen-prednisolon^l-acetat

siedendem Methanol gelöst, mit einer heißen Lösung von 2,18 g Natriunihydrogencarbonat in 34 ecm Wasser versetzt und im Stickstoffstrom 15 Minuten unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Man neutralisiert mit Eisessig, engt unter vermindertem Druck auf ein Drittel ein und gießt in Wasser, wobei das Produkt kristallin ausfällt. F. 236 bis 237 ° C; [α] _D = + 5,3 ° (Dioxan); X_max 241 ηΐμ; EJl = 393.

Beispiel 9

Analog Beispiel 7 wird aus 6a-Methyl-16-methylenl,4-pregnadien-3,ll,20-trion-17a-ol das 6a-Methyl-16-methylenprednisolon-21-acetat hergestellt. F. 195 bis 196⁰C; [a]_D = +105° (Dioxan); l_max 239 πΐμ; Eil 343.

Die Verfahrensprodukte wurden im Granulombeuteltest nach der in Archives Internationales de Pharmacodynamie et de Therapie, Bd. Ill, S. 420 bis 436 (1957), beschriebenen Methodik auf ihre antiphlogistische Wirkung geprüft. Dabei ergaben sich die folgenden Wirkungsrelationen:

Prednisolon 1

16-Methylen-prednisolon 4,5

oa-Methyl-lo-methylen-prednison ... 5,6

oa-Methyl-lo-methylen-prednisolon 20

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von zl^-oa-Methyl-16-methylen-3,20-diketosteroiden der allgemeinen Formel I

   35 CH₂ORi

   In 30 ecm Methanol, das 0,6 g wasserfreies Calciumchlorid enthält, werden 6 g 6a-Methyl-16-methylen-l,4-pregnadien-3,20-dion-llj8,17a-diol suspendiert und mit 3 g Calciumoxyd versetzt. Innerhalb 30 Minuten läßt man unter Rühren eine Lösung von 9 g Jod in 30 ecm Methanol, die ebenfalls 0,6 g wasserfreies Calciumchlorid enthält, zutropfen, wobei die Temperatur bei 25 bis 28 ⁰C gehalten wird. Man rührt weitere 30 Minuten, kühlt auf 0⁰C ab und gießt in ein Gemisch von 150 ecm Eiswasser und 4,5 ecm Eisessig. Das ausgefallene Jodid wird abgesaugt, mit Wasser gewaschen und bei 50⁰C getrocknet.

   Dann löst man es bei 40°C in 100 ecm Aceton, das 1 ecm Wasser, 0,5 ecm Eisessig und 20 g Kaliumacetat enthält, erhitzt 2 Stunden unter Rückfluß zum Sieden und rührt in 1,5 1 Eiswasser ein. Man saugt ab und wäscht mit 200 ecm Wasser. Das feuchte Material wird in 120 ecm Methanol heiß gelöst und nach Zusatz einer Lösung von 3,1 g Natriumpyrosulfit in 45 ecm Wasser 2 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann werden 35 ecm abdestilliert, worauf die 21-Acetoxyverbindung auskristallisiert. F. 238 bis 239°C; [a]_D = +12° (Dioxan); 2_TOfflx241 πΐμ; E}*„ = 351.

   Beispiel 8
   oa-Methyl-lö-methylen-prednisolon

   7,9 g des nach Beispiel 7 erhaltenen 6<z-Methyl-16-methylen-prednisolon-21-acetats werden in 250ccm

   Ri
   R₂

   CH₃

   H oder ein Esterrest;
   aU, ßOH oder = O,

   dadurch gekennzeichnet, daß man ein entsprechendes, in 1,2-Stellung gesättigtes Steroid nach an sich bekannten mikrobiologischen Methoden in 1(2)-Stellung dehydriert oder daß man in die 21-Stellung einer entsprechenden 21-Desoxyverbindung nach an sich bekannten Methoden eine O-Acylgruppe einführt, und daß man gegebenenfalls nach an sich bekannten Methoden eine in 21-Stellung der erhaltenen Verbindung befindliche Hydroxylgruppe verestert bzw. einen erhaltenen 21-Ester alkalisch verseift oder in ein Estersalz überführt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Arch. Biochem. Biophys., Bd. 59 (1955), S. 304/305; Journ. Am. Chem. Soc, Bd. 77 (1955), S. 4184, und Bd. 80 (1958), S. 250.