DE1215701B

DE1215701B - Verfahren zur Herstellung von 1-Dehydro-testosteron-17-(beta-cyclohexyl)-propionat

Info

Publication number: DE1215701B
Application number: DEM50463A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Klaus Irmscher; Dipl-Chem Dr Klaus Brueckner
Original assignee: E Merck AG
Current assignee: Merck KGaA
Priority date: 1961-10-05
Filing date: 1961-10-05
Publication date: 1966-05-05
Also published as: DK102737C; DK102738C; GB988529A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07C

Deutsche Kl.: 12 ο-25/04

M50463IVb/12o
5. Oktober 1961
5. Mai 1966

Es wurde gefunden, daß 1-Dehydro-testosteron-17-(/S-cyclohexyl)-propionat der Formel

OCOCH₂CH₂

ein besonders gutes Arzneimittel mit anaboler Wirkung ist. Insbesondere besitzt diese Verbindung bei parenteraler Applikation einen günstigen Index von anaboler zu androgener Wirkung. Beispielsweise wurde im musc.-levator-ani- und Samenblasengewichtstest an Ratten bei subcutaner Verabreichung in der Dosierung von 200 γ und 1 mg pro Tag ein Index von anaboler zu androgener Wirkung von 2,05 ermittelt (das zum Vergleich herangezogene Testosteron-17-propionat besitzt einen Index von 1,00).

Darüber hinaus hat das neue 1-Dehydro-testosteron-17-(j8-cyclohexyl)-propionat gegenüber den im Handel befindlichen oral angewendeten Arzneimitteln mit anaboler Wirkung den Vorteil, daß es keine 17a-Methylgruppe besitzt und somit keine Leberschädigung bewirkt. Gegenüber den im Handel befindlichen 19-Nortestosteronestern besitzt die neue Substanz den Vorteil, sehr viel geringere progestative Nebenwirkungen aufzuweisen. In klinischen Versuchen hat sich ferner ergeben, daß die neue Verbindung eine Stickstoffretention bewirkt.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von 1-Dehydrotestosteron-17-(^-cyclohexyl)-propionat, das darin besteht, daß man in an sich bekannter Weise entweder a) 1-Dehydro-testosteron bzw. ein 1-Dehydrotestosteron-17-acylat mit /J-Cyclohexylpropionsäure oder mit einem zur Veresterung bzw. Umesterung geeigneten Derivat dieser Säure verestert bzw. umestert, oder b) in Testosteron-17-(ß-cyclohexyl)-propionat nach mikrobiologischen oder chemischen Methoden in 1,2-Stellung eine Doppelbindung einführt, oder in ein 2-X-Testosteron-17-(^-cyclohexyl)-propionat oder 3-Keto-4-X-l-androsten-17^-ol-17-(/S-cyclohexyl)-propionat oder 2,4- bzw. 2,5-Di-X - 3 - ketoandrostan - Π β -öl-Π-(β- cyclohexyl) -propionat (X = Cl, Br oder J) durch Halogenwasserstoffabspaltung die noch fehlende Doppelbindung bzw. beide noch fehlenden Doppelbindungen einführt.

Verfahren zur Herstellung von 1-Dehydrotestosteron-17-(/?-cyclohexyl)-propionat

Anmelder:

E. Merck Aktiengesellschaft,

Darmstadt, Frankfurter Str. 250

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Dr. Klaus Irmscher,

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

Die Veresterung nach dem Verfahren der Erfindung kann nicht nur mit der freien Säure, sondern selbstverständlich auch mit dem zugehörigen Säurehalogenid oder -anhydrid durchgeführt werden, beispielsweise nach der Methode von Inhoffen, Zühlsdorff, Huang — Minion (vgl. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Bd. 73, S. 451 bis 457 [1940]).

Es ist ferner möglich, an Stelle einer einfachen Veresterung eine Umesterung vorzunehmen, indem man entweder von einem möglicherweise leichter zugänglichen l-Dehydro-testosteron-17-acylat ausgeht und dieses mit /S-Cyclohexylpropionsäure behandelt, oder indem man 1-Dehydro-testosteron mit einem Ester, vorzugsweise einem niederen Alkylester, der ß-Cyclohexylpropionsäure umsetzt. Eine solche Umesterung führt man vorteilhaft so durch, daß eine der beiden entstehenden Reaktionskomponenten durch Kristallisation, Destillation oder andere geeignete physikochemische Maßnahmen kontinuierlich aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird.

Die 1(2)-Dehydrierung des Testosteron-17-(ß-cyclohexyl)-propionats kann auf chemischem oder mikrobiologischem Wege erfolgen. Als chemische Dehydrierungsmittel eignen sich insbesondere 2,3-Dichlor-Sjo-dicyan-benzochinon oder Selendioxyd. Bei Verwendung von 2,3-Dichlor-5,6-dicyan-benzochinon arbeitet man zweckmäßig in Gegenwart eines Lösungsmittels mit einem Siedepunkt von etwa 30 bis 150⁰C. Als Lösungsmittel sind z.B. geeignet: Äthanol, Butanol, tert. Butanol, tert. Butylessigsäuremethylester, Essigsäuremethylester, Dioxan, Eisessig, Benzol, Tetrahydrofuran oder Aceton. Es ist vorteilhaft, dem Reaktionsgemisch geringe Mengen Nitrobenzol zuzumischen. Die Reaktionszeiten liegen zwischen 5 und 48 Stunden, je nach verwendetem

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Lösungsmittel und eingesetztem Ausgangsmaterial. Zweckmäßigerweise wird die Umsetzung bei der Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels durchgeführt.

Bei Verwendung von Selendioxyd als Dehydrierungsmittel sind als Lösungsmittel tert. Butanol, Essigsäureäthylester oder tert. Amylalkohol geeignet. Die Reaktion kann durch Zugabe von geringen Mengen Eisessig beschleunigt werden. Die Umsetzung gelingt in guter Ausbeute durch Kochen des Reaktionsgemisches am Rückfluß. Die Umsetzung ist nach etwa 12 bis 48 Stunden beendet. Das ausgefallene Selen wird abgetrennt und aus dem Filtrat das erhaltene 1(2)-Dehydrierungsprodukt isoliert.

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

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 Pufferlösung brauchbar. Die Umsetzung wird chromatographisch verfolgt und die Fermentationslösung nach restloser Umsetzung des Ausgangsmaterials z. B. mit Chloroform extrahiert.

Nach dem Verfahren der Erfindung ist es ferner möglich, ein 2-X-Testosteron-17-(/?-cyclohexyl)-propionat der Formel II, ein 3-Keto-4-X-l-androsten-17/?-ol-17-03-cyclohexyl)-propionat der Formel III oder ein 2,4- bzw. 2,5-Di-X-3-keto-androstan-17^-ol-17-(ß-cyclohexyl)-propionat der Formel IV bzw. V durch Dehydrohalogenierung in den erwünschten l-Dehydro-testosteron-17-ester umzuwandeln.

OCOCH2CH2

III

OCOCH2CH2

OCOCH₂CH₂

X = Cl, Br oder J

Die Dehydrohalogenierung kann z. B. nach dem Verfahren von I η h ο f f e η und Mitarbeitern (a. a. O.) durchgeführt werden. Es ist auch möglich, nach dem Verfahren von Inhoffen und Zühlsdorff in Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Bd. 76, S. 233 ff, (1943) oder nach dem Verfahren von D j e r a s s i und Scholz in Journal of the American chemical Society, Bd. 69, S. 2404 bis 2408 (1944) zu arbeiten.

Als halogenwasserstoffabspaltendes Mittel verwendet man vorteilhaft eine organische Base, wie Pyridin, Lutidin oder Kollidin, oder auch Lithiumsalze, wie Lithiumbromid und/oder Lithiumcarbonat, die in einem Lösungsmittel, z. B. Dimethylformamid, angewendet werden.

Der neue Ester ist insbesondere vorteilhaft als anabol wirksames Arzneimittel mit schnellem Wirkungseintritt und langanhaltender Wirkungsdauer.

Die neue Verbindung wird vorteilhaft in einem geeigneten flüssigen Träger, vorzugsweise in einem pflanzlichen öl, wie z. B. Sesamöl, Ricinusöl oder Erdnußöl, gelöst, appliziert.

Die Dosierung beträgt in der Humanmedizin je nach Indikation 10 bis 50 mg wöchentlich.

Die neue Verbindung kann in Form von Ampullen mit einer Einzeldosierung von 1 bis 50 mg, Injektionsgläsern usw. in den Handel gebracht werden. Insbesondere eignet sich die Verbindung zur intramuskulären oder subcutanen Injektion. Die Substanz ist als Therapeuticum für alle diejenigen Indikationen geeignet, bei denen nach dem heutigen Stand der Medizin anabol wirksame Substanzen zur Anwendung gelangen.

Beispiel 1

13,5 g 1-Dehydro-testosteron werden in 25 ecm Benzol und 3 ecm absolutem Pyridin mit 14 ecm Oktahydrozimtsäurechlorid 2 Stunden unter Rück-

fluß zum Sieden erhitzt. Man saugt das Pyridinhydrochlorid ab und chromatographiert das Filtrat an Aluminiumoxyd »aktiv, neutral«. Die Benzoleluate werden eingedampft, der Rückstand wird aus Petroläther umkristallisiert; man erhält 1-Dehydrotestosteron - 17 - (ß - cyclohexyl) - propionat vom Schmp. 98⁰C; [a]f + 39° (Dioxan); A_max = 243 ΐημ, e = 16 700.

B e i s ρ i e 1 2

In einem Kleinfermenter werden 151 einer Nährlösung aus l°/q Hefeextrakt mit 400 ml Submerskultur von Bacillus sphaericus beimpft. Die Kultur wächst unter starker Belüftung und Rühren bei 28 ⁰C und erhält nach 8 Stunden einen Zusatz von 5 g Testosteron -17 - (ß - cyclohexyl) - propionat in 200 ml Methanol. Die Umsetzung wird dünnschichtchromatographisch verfolgt. 26 Stunden nach dem Zusatz ist das Ausgangsmaterial restlos umgesetzt und nur noch l-Dehydro-testosteron-17-(^-cyclohexyl)-propionat nachzuweisen. Die Kulturlösung wird dreimal mit dem gleichen Volumen Chloroform ausgezogen, die vereinigten Chloroformextrakte werden zur Trockne abgedampft, der Rückstand wird in Benzol an Aluminiumoxyd chromatographiert, das Eluat eingedampft und aus Petroläther umkristallisiert: l-Dehydro-testosteron-17-(ß-cyclohexyl)-propionat vom Schmp. 98 ⁰C, identisch mit der Substanz aus Beispiel 1.

Beispiel 3

5 g 1-Dehydro-testosteron werden mit 25 g Oktahydrozimtsäuremethylester und 250 mg Natriummethylat unter Rückfluß gekocht, wobei das frei werdende Methanol langsam über eine Kolonne abdestilliert wird. Nach 14 Stunden destilliert man zur Trockne, chromatographiert das Rohprodukt an Kieselgel und kristallisiert das erhaltene 1-Dehydrotestosteron-17-(^-cyclohexyl)-propionat aus Petroläther um. F. 99°C.

Beispiel 4

45

Eine Lösung von 5 g 2 - Brom - testosteron-17-(/3-cyclohexyl)-propionat in 90 ecm Dimethylformamid wird nach Zusatz von 4,5 g Lithiumbromid und 4 g Lithiumcarbonat 1 Stunde unter Rückfluß gekocht. Danach wird mit Benzol und Wasser aufgearbeitet, das Rohprodukt an Aluminiumoxid chromatographiert und das so gereinigte 1-Dehydrotestosteron- 17-(jS-cyclohexyl)-propionat aus Petroläther umkristallisiert. F. 98 bis 99⁰C.

Pharmakologischer Versuchsbericht

1. Untersuchte Verbindungen

D 19-Nor-zI⁴-androsten-17/S-ol-3-on-

17-decanoat
P l-Methyl-zli-androsten-n^-oW-on-

17-önanthat
I ...... l-Dehydro-testosteron-17-(^-cyclo-

hexyl)-propionat

2. Versuchsmethodik

a) Anabole und androgene Wirkung.

Die Bestimmung der anabölen und androgenen Wirkung erfolgte mittels des Musculus-levatorani- bzw. Samenblasengewichtstests nach der von Hershberger, Shipley und Meyer in Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine, Bd. 83, S. 175 bis 180 (1953) angegebenen Methode an Ratten.

Die Präparate wurden in Dosen von 1,0 und 2,5 mg/Tier subkutan verabfolgt. 1, 2 und 3 Wochen nach der Applikation wurde ein Teil der Tiere getötet und in üblicher Weise untersucht.

Die erhaltenen Ergebnisse wurden statistisch nach der von Bliss in György, Vitamin Methods, Bd. II, S. 448 ff. (1951) angegebenen Methode ausgewertet.

b) Gestagene Wirkung.

Die Bestimmung der gestagenen Wirkung wurde durchgeführt nach der Methode von C1 a u b e r g (Klinische Wochenschrift [1930], S. 2004), modifiziert nach M c P h a i 1 (Journal of Physiology, Bd. 83, S. 145 [1935]).

c) Anti-östrogene Wirkung.

Juvenilen weiblichen Mäusen wurde gleichzeitig insgesamt 0,48 Östron/Tier subkutan sowie die zu prüfenden Substanzen subkutan verabreicht. Es wurde die hemmende Wirkung auf die durch östron hervorgerufene Uterus - Gewichtszunahme untersucht. Die Ergebnisse wurden nach der Methode von B 1 i. s s (a. a. O.) ausgewertet.

3. Versuchsergebnisse

a) Verhältnis der Anabol-Androgen-Indizes
gestagenen Wirkung.

55

Beispiel 5

Analog Beispiel 4 werden 5 g 4-Brom-l-androsten-3~on-17/J-ol-17-(jS-cyclohexyl)-propionat zu 2,6 g 1-Dehydro-testosteron- 17-(/?-cyclohexyl)-propionat umgesetzt. F. 98°C.

D
P
I

Nach 1 Woche

0,14

1,02

Nach 2 Wochen

0,54

1,22

Nach
3 Wochen

0,38

1,41

Beispiel 6

Analog Beispiel 4 werden 6 g 2,5-Dibrom-androstan-3-on-17/9-ol-17-(jS-cyclohexyl)-propionat zu 3,2 g l-Dehydro-testosteron-n-iß-cycIohexyty-propionat umgesetzt. F. 99⁰C.

65 Es zeigt sich, daß die erfindungsgemäß hergestellte Verbindung I zu jeder Zeit ein günstigeres Verhältnis von Anabol-Androgen-Index zur gestagenen Wirkung aufwies als die Vergleichsverbindungen.

b) Antiöstrogene Wirkung.

P 1

I 0,23

Es zeigt sich, daß die erfindungsgemäß hergestellte Verbindung I eine mehr als viermal geringere antiöstrogene Nebenwirkung hatte als die Vergleichsverbindung P.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von 1-Dehydrotestosteron-17-(jS-cyclohexyl)-propionat der Formel I

OCOCH₂CH₂

dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise

a) 1-Dehydro-testosteron bzw. ein 17-Acylat desselben mit ß-Cyclohexylpropionsäure oder mit einem zur Veresterung bzw. Umesterung geeigneten Derivat dieser Säure verestert bzw. umestert oder

b) Testosteron -17 - (ß - cyclohexyl) - propionat mikrobiologisch oder chemisch in 1(2)-Stellung dehydriert oder

c) ein 2 - X - Testosteron -17 - (ß - cyclohexyl)-propionat oder 3-Keto-4-X-l-androsten-17/?-ol-17-(/S-cyclohexyl)-propionat oder 2,4- bzw. 2,5 - Di - X - 3 - keto - androstan -Π β - ol-17-(^-cyclohexyl)-propionat(X^Cl,BroderJ) dehydrohalogeniert.