DE1263765B - Verfahren zur Herstellung von 9alpha-Fluor-16-methylen-prednisolon bzw.-prednison und 21-Estern derselben - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C07c

Deutsche Kl.: 12 ο-25/06

Nummer: 1 263 765

Aktenzeichen: M 42830IV b/12 ο

Anmeldctag: 23. September 1959

Auslegctag: 21. März 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von lo-Melhylciv^w-fluor-stcroiden der allgemeinen Formel A

CH₂OR₂

= CH₇ A

worin R₁ αΗ, /;OH oder = O und R₂ H oder eine Estergruppe ist.

Diese Verbindungen besitzen interessante pharmakologische Eigenschaften. In der USA.-Palenlschrift 2 865 808 wird zwar ein Herstellungsverfahren für 16-MethyIen-corlicostcroidc beschrieben, jedoch hat die Nacharbeitung ergeben, daß es danach nicht möglich ist, die gewünschten 16-Methylcn-sleroide herzustellen. Insbesondere lassen sich die in den Beispielen 11 und 17 (Teil 2) der genannten USA.-Patentschrift beschriebenen Verfahren nicht reproduzieren. Man erhält nicht die gewünschten, in 1(2)-Stellung dehydrierten 16-Melhylen-sleroide, sondern lediglich Zersctzungsproduktc. Die in den Beispielen 9 und 17 der genannten USA.-Palentschrift angegebenen Verbindungen haben daher, zumal sie durch keine physikalischen Daten charakterisiert sind, nicht als bekannt zu gelten. Ferner wird nach der USA.-Patentschrift 2 865 808 als Ausgangsmaterial löii-Hydroxy-hydrocortison verwendet, das selbst nur über eine Vielzahl von Reaklionsstufen erhältlich ist. Bisher existiert somit kein durchführbares Verfahren zur Herstellung von 9(i-Fluor-16-mcthylcn-sleroidcn der Formel Λ.

Es wurde gefunden, daß man zu besonders guten Ausbeuten der erfmdungsgemäßen 16-MethyIen-9a-fluor-steroide gelangt, wenn man als Ausgangsinaterial Kv-Melhylcn-nu-hydroxy-progesleron verwendet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die H-Hydroxylierung auf der Stufe des Progesteronderivals sehr viel besser gelingt als beispielsweise nach der Einführung einer OH- bzw. O-Acylgruppe in 21-Stellung.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von 9n-Fluor-l6-methylensteroiden der Formel A, das darin besieht, daß man Verfahren zur Herstellung von
9a-Fluor-16-methylen-prcdnisolon bzw.
-prednison und 21 -listern derselben

Anmelder:

Li. Merck Aktiengesellschaft,

6100 Darmstadt, Frankfurter Str. 250

Als Erfinder benannt:

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

6103 Griesheim;

Dipl.-Chem. Dr. Klaus Brückner,

Dipl.-Chem. Dr. Heinz-Jürgen Mannhardt,

Dr. Harald Metz,

Dipl.-Chem. Dr. Fritz von Werder,

6100 Darmstadt

in an sich bekannter Weise ^-Methylen-^u-hydroxyprogestcron (I) oder dessen 1-Dehydro-derivat (II) mit I l-hydroxylierenden Mikroorganismen behandelt, das so gebildete 11(</ oder //),17«-Dihydroxy-sleroid (III bzw. IV) durch aufeinanderfolgende Behandlung mit

a) einem dehydralisierenden Mittel,

b) Jod in alkalischer Lösung und anschließender Einwirkung eines Alkaliacetats,

c) unlerbromiger oder unterchloriger Säure,

d) einem halogenwassersloffabspaltenden Mittel und

e) Fluorwasserstoff,

wobei die Maßnahmen unter b) zur 21-Aceloxylierung auch im Anschluß an die I !-Hydroxylierung oder im Anschluß an die Halogenwasserstoffabspaltung erfolgen können, sowie durch Einwirkung eines in 1(2)-Stellung dehydrierend wirkenden mikrobiologischen Mittels auf einer beliebigen Reaklionsslufc in ein Steroid der allgemeinen Formel

CH₂OR

CO
χ OH

IK) '' C\L

809 &19/697

worin R H oder eine Acelylgruppe ist, überführt und daß man gegebenenfalls in einer so erhaltenen Verbindung die 11-sländige OH-Gruppe nach an sich bekannten Oxydationsmelhoden in eine 1 !-Ketogruppe umwandelt, ein erhaltenes 9«-Fluorsteroid mit 21-ständiger OH-Gruppe nach an sich bekannten Methoden in 21-Stellung verestert b/.w. ein erhaltenes· 9«-Fluorsteroid mit einer 21-ständigen O-Acylgruppe nach an sich bekannten Methoden in 21-Stellung verseift.

Die Einführung der 11-ständigen OH-Gruppe erfolgt nach an sich bekannten Methoden. Es können z.B. folgende Mikroorganismen verwendet werden:

I !//-Hydroxylierung:

Curvularia liinala, Cunninghamella blakesleeana. Mucor griseocyanus, Cephalothecium sp.. Trichothecium sp., Botrytis cinerea. Coniothyrium sp., Thamnidium sp.. Streplomyces fradiae. Rhodoseploria sp., Colletotrichum sp, Dothichiza sp.. Absidia glauca, Pycnosporium sp.

I1 «-Hydroxylierung:

Rhizopus (verschiedene Arten). Aspergillus (verschiedene Arten). Penicillium (verschiedene Arten). Fusarium (verschiedene Arten), Neurospora silo- ^2:> phila, Trichothecium sp.. Cephalothecium roseum. Pestalolia foedans, Dactylium dendroides. Heliocostylum pyriforme. Thamnidium sp., Eurotium chevalieri, Muoor javanicus und verschiedene Arten. Delacroixia coronata. Absidia glauca. Cunning- -¹⁰ hamella echinulata, lernerweitere Pilze der Ordnung M uco rales.

Besonders gute Ausbeuten erhält man bei der 11 («-Hydroxylierung unter Verwendung von Pilzen der Gattung Fusarium und Penicillium, da das Ausgangssteroid vollständig umgesetzt wird, wodurch langwierige Trennungen vermieden werden.

Die erhaltenen 1I-Hydroxysteroide werden nach an sich bekannten Methoden zu den 9(1 l)-ungesättigten Steroiden dehydratisiert. Für, 1 !,/-Hydroxysteroide können alle üblichen trans-Dohydratisierungsmittel verwendet werden, z. B. Phosphoroxychlorid oder Thionylchlorid in Pyridin. Bei Verwendung von Uu-Hydroxysteroiden als Ausgangsmaterial sind die üblichen cis-Dehydratisierungsmethoden geeignet, z. B. Veresterung der («-Hydroxylgruppe und anschließende basische oder thermische Abspaltung der entsprechenden Säure.

Die Einführung der 21-Acetoxvgruppe ist nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren auf verschiedene Reaktionsstufen möglich. Man kann sowohl die 11((« oder ,O-Hydroxysteroide (III bzw. IV) als auch die 9(1 D-ungesättigten Steroide (V bzw. VI) sowie die 9.1 l-Oxidoverbindungen (entsprechend XI bzw. XII. aber H an Stelle von OCOCH, bzw. OR) Tür diese Reaktion verwenden. Zu diesem Zwecke behandelt man das Steroid mit elementarem Jod in alkalischer Lösung und anschließend mit einem Alkaliacetat. ζ. B. Kaliumacetat. Zum Beispiel gibt man das elementare Jod zu einer Lösung des Steroids in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. einem Gemisch von Tetrahydrofuran und Methanol, und versetzt die Reaktion verwenden. Zu diesem Zweck behandelt riger Natriumhydroxydlösung. Die so erhaltene 21-Jod- *»5 verbindung wird dann ohne Isolierung in üblicher Weise mit Kaliumacetat in die entsprechende 21 -Acetoxyverbindung übergeführ¹.

Nach an sich bekannten Methoden wird an die 9(1 l)-ständige Doppelbindung der verfahrensgemäß erhaltenen Verbindungen 16-Methylen-4,9(1 l)-pregnadien - 17« - öl - 3,20 - dion (V) bzw. 16 - Methylen-1,4,9(11) - pregnatn'en - 17« - öl - 3,20 - dion (VI) bzw. 16- MelhyIen-\9( 11 )-pregnadien-17(«,21 -diol-3,20-dion-21-acetal (VII) bzw^lo-Mclhylen-l,4.9(1 l)-prcgnatrien-17«.21-diol-3.20-dion (Villa) bzw. dessen 21-Acetat (VIIIb') unterchlorige oder unterbromige Säure angelagert. Die dabei entstehenden 11/)'-Hydroxy-9«-chlor- bzw. 11/7-Hydroxy-9(« - brom - steroide lassen sich dann ebenfalls nach an sich bekannten Methoden durch Einwirkung eines halogenwasserstoffabspaltenden Mittels, /.. B. eines Alkaliacetats, vorzugsweise.Kaliumacetat. in die entsprechenden 9p'. 11//-Oxidoverbindungen (XI bzw. XII) umwandeln. Durch Umsetzung der 9//.1 Ip'-Oxidoverbindungen XI bzw. XII mit Fluorwasserstoff erhält man die entsprechenden 9«-Fluor-I l/Miydroxy-steroide (XIII bzw. XIV).

Die Verbindungen XIII bzw. XIV lassen sich zu den entsprechenden 11-Ketoverbindungen oxydieren. Als Oxydationsmittel kann z. B. eine Mischung von Chromsäure und Pyridin oder unterhalogenige Säure verwendet werden.

Die Einführung der l(2)-ständigen Doppelbindung kann, wie im Reaktionsschema angegeben, auf einer beliebigen Reaktionsstufe erfolgen. Für diese Dehydrierung sind insbesondere die folgenden Mikroorganismen geeignet: Bacillus sphaericus. Fusarium solani. Corynebacterium simplex. Alternaria sp.. Mycobacterium smegmatis. Calonectria decora. Mycobacterium lacticola. Ophiobolus sp.. Alcanigenes sp.. Didymella lycopersici. Protaminobacter sp.. Septomyxa affinis. Nocardia sp.. Cylindrocarpon radicicola. Streptomyees lavendulae. Bacillus cyclooxydans.

Die Fermentation benötigt je nach Mikroorganismus etwa 4 bis 14 Stunden. Besonders geeignet sind Kulturen von Bacillus sphaericus. var. fusiformis und Corynebacterium simplex.

Die verfahrensgemäß erhaltenen 9«-Fluorsteroide können, sofern sie eine freie Hydroxylgruppe in 21-Stellung enthalten, nach üblichen Veresterungsmethoden, worunter in diesem Zusammenhang auch die Umesterungsverfahren zu verstehen sind, in beliebige Ester übergeführt werden. Als Veresterungsbzw. Umesterungsmiltel können z. B. folgende Säuren bzw. deren zu Veresterungsreaktionen geeignete Derivate verwendet werden: Essigsäure und ihre höheren Homologen, z. B. tert.Butylessigsäure. Palmitinsäure. Undecylensäure. Bernsteinsäure und deren höhere Homologen, Halogencarbonsäuren, wie Chloressigsäure. Amino- oder Alkylaminocarbonsäuren, wie Diäthylaminoessigsäure.Tetrahydrophthalsäure.Aminodicarbonsäure. wie Asparaginsäure. Cyclopentylpropionsäure. Schwefelsäure oder Phosphorsäure.

Andererseits ist es möglich, die verfahrensgemäß erhaltenen 9«-Fluorsteroide. die eine Acylgruppe in 21-Stellung enthalten, durch Behandlung mit einem üblichen Verseifungsmittel in die entsprechenden Steroide mit freier 21-ständiger Hydroxylgruppe umzuwandeln. Als Verseifungsmittel eignet sich z. B. eine wäßrige Lösung von Natriumhydrogencarbonat. Vorteilhaft arbeitet man bei diesen Umsetzungen unter Ausschluß von Sauerstoff.

Das als Ausgangsmaterial verwendete 16-Methylen-17«-hydroxy-progesteron (I) ist auf verschiedenen Wegen zugänglich. Es kann z. B. durch Kochen von

16/f-Methyl-16«,17«-oxido-pregnenolon bzw. dessen 3-Acetat in Benzol oder einem anderen inerten Lösungsmittel unter Zusatz katalytischer Mengen einer starken Säure, z. B. p-Toluolsulfonsäure oder Benzolsulfonsäure, hergestellt werden. Dabei wird der 16«,17«-Oxidoring in glatter Reaktion unter Bildung von 16-Methylen-17«-hydroxy-pregnenolon aufgespalten. Durch Zusatz von Verbindungen, wie Tetralin, Cyclohexen oder Cyclohexadiene 1,3), läßt sich die Ausbeute bei dieser Epoxydaufspaltung wesentlich steigern. lo-Methylen-lVu-hydroxy-pregnenolon bzw. dessen 3-Acetat kann durch Bebrütung mit einer Kultur von Flavobacterium dehydrogenans oder einem daraus herstellbaren Enzym in guter Ausbeute und glatter Reaktion direkt in 16-Methylen-17r<hydroxy -progesteron übergeführt werden. Als Nährlösung für Flavobacterium dehydrogenans vervendet man z. B. eine auf pH 7,0 gepufferte Lösung :ines l%igen Hefeextraktes in Wasser. Nach etwa ;()- bis lostündigem Wachstum bei etwa 28⁰C setzt man der Bakterienkultur die Verbindung zu. Die Bebrütung wird unter Belüftung etwa 6 Stunden fortgesetzt.

16/<-Methyl-16(i,17a-oxido-pregnenolon kann andererseits auch durch Oppenauer-Oxydation in 16/)'-Methyl-16a. 17«-oxido-4-pregnen-3.20-dion übergeführt werden, das beim Erhitzen in z. B. Benzol in Gegenwart einer starken Säure ebenfalls 16-Methylen-17a-hydroxy-progesteron ergibt. Das lop'-Methyl-16a,17a-oxido-pregnenolon bzw. dessen 3-Acetat ist aus 16-Methyl-5,]6-pregnadien-3/i'-ol-20-on-3-acetat (erhältlich nach W e 11 s t e i n. HeIv. Chimica Acta. Bd. 27. 1944. S. 1803) leicht zugänglich.

Auf einem anderen Wege kann man 16-Methylen-17a-hydroxy-progesteron (I) z.B. durch Umsetzung von 16-Methyl-4.16-pregnadien-3,20-dion mit Persäuren oder mit Wasserstoffperoxyd in Gegenwart eines milden alkalischen Mittels, wie z. B. Kaliumcarbonat, herstellen, wobei zunächst das entsprechende 16a.l7a-Oxidoderivat entsteht, das ebenfalls durch Erhitzen in z. B. Benzol in Gegenwart einer starken Säure in das gewünschte Ausgangsmaterial (I) übergeführt werden kann.

Für die Herstellung des verfahrensgemäß eingesetzten Ausgangssteroids wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung kein Schutz begehrt.

Die nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen 16- Methylen -corticoide sollen als entzündungshemmende Arzneimittel verwendet werden. Sie eignen sich vor allem zur Behandlung rheumatischer Arthritis und zur Bekämpfung hartnäckiger Allergien.

Die neuen 16-Methylen-corticoide sind den ähnlichsten der bisher bekannten Verbindungen in ihrer Wirkung deutlich überlegen. So zeigte sich z. B. im Thymus-Involutionstest an nicht arenalektomierten männlichen Mäusen, daß das 9a-Fluor-16-methylenprednisolon eine um etwa 30° ₀ höhere Wirkung besitzt als die bisher bestwirksame Verbindung Dexamethason. Gegenüber Hydrocortison besitzt es in diesem Test fast die 5fache Wirkung, während das ebenfalls bekannte 9a-Fluor-16,i'-methyl-prednisolon (Betamethason) dabei nur etwa 39° ₀ der Wirkung des 9a-Fluor-16-methylen-prednisolons aufwies.

Beispiel 1
a) Mikrobiologische lla-Hydroxylierung von I

In einem Kleinfermenter werden 15 1 einer Nährlösung aus 3°o Saccharose. l°₀ Malzextrakt. 0,1⁰O

65 Hefeextrakt, 0,2% NaNO₃, 0,1% KH₂PO₄, 0,05% MgSO₄ · 7H₂O, 0,01% FeSO₄ · 7H₂O, pH eingestellt auf 6,8, mit 750 ml Schüttelkultur von Penicillium sp. (Sammlung E. Merck Nr. 2168) beimpft und unter starkem Rühren und Belüften bei 28° C bebrütet. Nach etwa 30stündigem Wachstum werden 5 g 16-Methylen-17a-hydroxy-progesteron, gelöst in 300 ml Methanol, zugesetzt. Die Umsetzung wird papierchromatographisch verfolgt und ist nach etwa 15 Stunden beendet. Die Kulturlösung wird dreimal mit dem gleichen Volumen Chloroform extrahiert, die vereinigten Extrakte werden im Vakuum eingedampft und der Rückstand mit Petroläther digeriert. Das ungelöste Material wird isoliert und aus Essigester umkristallisiert. 16-Methylen-4-pregnen-l la,17a-diol-3.20-dion (III, 1 Ia-OH) schmilzt bei 208 bis 21O⁰C. Der Wert für [Yt]₀ in Chloroform beträgt —8,4°. Das Absorptionsspektrum im Ultraviolett ist durch ein Maximum bei 241 bis 242 nm ausgezeichnet; EiS_n 462; Ausbeute: 3,95 g.

b) Dehydratisierung von III (Ha-OH)

9,2 16 - Methylen -A- pregnen - 1 la, 17a - diol-3,20-dion werden in 92 ml Pyridin gelöst und unter Eiskühlung und Schütteln mit 11,2g p-Toluolsulfonsäurechlorid versetzt. Das Reaktionsgemisch bleibt über Nacht stehen und wird dann unter Eiskühlung in 5%ige Salzsäure eingerührt. Die Fällung wird abgesaugt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und aus Essigester umkristallisiert. Der Schmelzpunkt des Tosylates liegt bei 162^;C;[a]_D in Chloroform = —2~; ; T>q 5 nm· F¹"⁰ 499

'■max ^y'^J Hill, E_{1 um} Wt.

11 g des Tosylates werden in 125 ml Eisessig mit 10,3 g wasserfreiem Natriumacetat 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird in Wasser eingegossen, das ausgeschiedene 16-Methylen-4.9( 11 )-pregnadien-17a-ol-3,20-dion (V) abgesaugt und aus Essigester umkristallisiert. Schmelzpunkt 227 bis 228^:C; ?._max 238 bis 239 nm; EJ^ 530; [a]i° -23° (Chloroform).

c) 21-Acetoxylierung von V

Zu einer Lösung von 4,6 g 16-Methylen-4,9(11)-pregnadien-17a-ol-3,20-dion (V) in einem Gemisch aus 100 ml Tetrahydrofuran und 12 ml Methanol werden bei 0^: C unter Rühren 7,3 g Jod gegeben. Dann wird innerhalb einer Stunde tropfenweise eine 10%ige wäßrige Natriumhydroxydlösung zugegeben, bis die Jodfarbe verschwunden ist. Nach einer weiteren Stunde wird in Wasser eingegossen, der harzig ausfallende Niederschlag wird in Äther aufgenommen, die vereinigten Ätherauszüge werden mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und bei Raumtemperatur im Vakuum eingedampft. Die rohe 21-Jodverbindung wird in 300 ml Aceton mit 13,5 g wasserfreiem Kaliumacetat 24 Stunden am Rückfluß erhitzt. Anschließend wird die Reaktionslösung auf ein kleines Volumen eingedampft und mit Wasser versetzt. Das ausgeschiedene 16-Methylen-4,9(ll)-pregnadien-17a,21-diol-3,20-dion-21-acetat (VII) wird abgesaugt und aus Aceton oder Methanol umkristallisiert. }._max 238 nm; EJ^_n, 421; F. 210 bis 212" C; O]₀ + 51^: (Chloroform).

d) Anlagerung von unterbromiger Säure an VII

7.8 g 16-Methylen-4.9(ll)-pregnadien-17«,21-diol-3,20-dion-21-acetat (VII) werden in einem Gemisch aus 315 ml Dioxan und 40 ml Wasser gelöst, dann

werden 4,55 g N-Bromsuccinimid und 1,68 ml 70%ige Perchlorsäure zugegeben. Nach 1 stündigem Stehen bei Zimmertemperatur wird in Wasser eingegossen, der ausgefallene Niederschlag abgesaugt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das rohe 9 «-Brom-16-methylen-hydrocortison-21-acetat(IX,X = Br) wird ohne weitere Reinigung weiter verarbeitet. A_1110x 243 nm.

e) HBr-Abspaitung aus IX

Das nach Beispiel 1 d) erhaltene rohe 9a-Brom- _]0 lo-methylen-hydrocortison^l-acetat (IX,X=Br) wird in 450 ml Äthanol gelöst Nach Zugabe von 19 g Kaliumacetat wird 2 Stunden am Rückfluß erhitzt. Dann wird das Gemisch in Wasser eingegossen und die entstandene Emulsion mehrmals mit Chloroform extrahiert. Die Extrakte werden wie üblich aufgearbeitet; der erhaltene Eindampfrückstand wird aus Methanol umkristallisiert und ergibt reines 9/?,ll/?-Oxido~16-methylen-4-pregnen-17«,21-diol-3,20-dion-21-acetat (Xi). λ_πιαχ 243 nm; EJ* 390; F. 210 bis 211°C; [«]„ -34,7° (Dioxan).

f) Epoxydaufspaltung von XI

4,3 g 9

diol-3,20-dion-21-acetat (XI) werden in 45 ml absolutem Chloroform gelöst und bei — 60⁰C zu 25 ml eines Gemisches von 400 ml Tetrahydrofuran, 150 ml Chloroform und 250 g Fluorwasserstoffsäure gegeben. Die Reaktionslösung wird 4 Stunden bei — 30^qC, anschließend weitere 4 Stunden bei 0° C stehengelassen und dann in Natriumhydrogencarbonatlösung eingegossen. Die erhaltene Emulsion wird mit Chloroform extrahiert; die Extrakte werden wie üblich aufgearbeitet und zur Trockne eingedampft.

Der Rückstand wird aus Aceton umkristallisiert. Man erhält so reines 9u-FIuor-16-methylen-hydrocortison-21-acetat (XIIIb). A_1110x 238 nm; E}* 399; F. 209 bis 211°C; [«]„ +71,4° (Chloroform).

g) Verseifung von XIII b

1 g 9u-Fluor-16-methylen-hydrocortison-21-acetat (XIIIb) wird in 50 ml mit Stickstoff gesättigtem Methanol gelöst und unter Einleiten von Stickstoff mit 2 ml 10%iger, mit Stickstoff gesättigter Kaliumcarbonatlösung versetzt. Das Gemisch wird 30 Minuten bei Zimmertemperatur gerührt, mit 1,7 ml Eisessig neutralisiert, mit Wasser verdünnt und mit Chloroform extrahiert. Nach üblicher Aufarbeitung und Eindampfung des Extraktes erhält man 9«-Fluor-16-methylen-hydrocortison (XIIIa). l„_mx 238 nm; Ej*_m 449; F. 242 bis 244"C; [«]„ +80" (Dioxan).

h) Mikrobiologische 1 (2)-Dehydrierung von XIII zu XIV

In einem Kleinfermenter werden 15 1 Nährlösung aus 1 % Hefeextrakt (pH 6,8) mit 0,5 1 Schüttelküllur von Bacillus sphaericus beimpft. Die Kultur erhält unter ständigem Rühren und Belüften bei 28" C nach 10 Stunden einen Zusatz von 7,5 g 9«-Fluor-16-methylen-hydrocortison (XIIIa), gelöst in 300 ml Methanol. Die Dehydrierung, die papierchromatographisch verfolgt wird, ist nach etwa 28 bis 36 Stunden beendet. Die Fermentationsbrühe wird dreimal mit Chloroform ausgeschüttelt. Die vereinigten Extrakte werden eingedampft, wobei das 9(/-Fluor-16-methylen-prcdnisolon (XFVaJ kristallisiert. Es wird durch Umkristallisieren aus Äthanol rein erhallen. F. 241 bis 243 C; \<$\.. 26.6 fDioxan): A_11111x 238,5 nm; F-J* 410.

i) 5 g 9ü-Fluor-16-methylen-prednisolon (XIVa) werden in 50 ml Pyridin gelöst und mit 50 ml Essigsäureanhydrid versetzt. Nach l'/^stündigem Stehen bei Raumtemperatur wird das Gemisch in 500 ml Wasser eingegossen. Der isolierte Niederschlag von 9«-FIuor-16-methylen-prednisolon-21-acetat (XIVb) wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und aus Aceton unter Zusatz von Äther umkristallisiert. F. 235 bis 236°C; [«]? in Dioxan + 32"; X_max 238 bis 239 nm; Eil 379.

j) Oxydation von XIV zu XVI

Analog Beispiel 4 b) wird das 9a-Fluor-l 6-methylenprednisolon-21-acetat (XIVb) zu 9«-Fluor-16-methylen-prednisolon-acetat (XVIb) oxydiert. F. 241 bis 243°C; [«]„ +86,1" (Dioxan); A„,„_x 236 nm; EjI 400.

Das Acetat XVI b kann analog Beispiel 1 g) zum freien Alkohol XVI a verseift werden. F. 242 bis 243 C; [a]_o +103,8° (Dioxan); A_11111x 235,5 nm; Ej^ 384.

Beispiel 2

a) Mikrobiologische 11//-Hydroxylierung

In einem Kleinfermenler werden 15 1 einer Nährlösung aus 3% Saccharose, 1% Malzextrakt, 0,1% Hefeextrakt, 0,2% NaNO₃, 0,1% KH₂PO₄, 0,05% MgSO₄ · 7H₂O, 0,01% FeSO₄ · 7H₂O, pH eingestellt auf 6,8, mit 750 ml einer Submerskultur von Curvu-Iaria lunata (Wacker) Boadijn beimpft und unter starkem Rühren und Belüften bei 28" C bebrütet. Nach etwa 18stündigem Wachstum werden 5 g 16-Methylen-I7a-hydroxy-progesteron, gelöst in 300 ml Methanol, zugesetzt. Die Umsetzung wird papierchromatographisch verfolgt; nach etwa 24 Stunden ist kein Ausgangsmaterial mehr nachzuweisen. Die Kulturlösung wird dreimal mit dem gleichen Volumen Chloroform extrahiert. Die vereinigten Extrakte werden im Vakuum eingedampft und der Rückstand nach Entfettung mit Petroläther aus Essigester umkristallisiert. 16-Methylen-4-pregnen-l l/U7a-diol-3,20-dion (III, ll/?-OH) schmilzt bei 216 bis 217"C; [«]ο in Chloroform +43", A_11111x 241 bis 242 nm; Ei* 454; Ausbeute: 3,27 g.

b) Dehydratisierung von III (11/7-OH)

25,3 g des nach Beispiel 2a) hergestellten 16-Methylen-4-pregnen-ll/i,17a-diol-3,20-dions (III) werden in 300 ml Pyridin gelöst, mit 4,25 ml Thionylchlorid versetzt und 30 Minuten auf 100" C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird dann in Wasser eingegossen, der Niederschlag abgesaugt, gewaschen und getrocknet. Das erhaltene 16-Mcthylen-4,9(11 )-pregnadien-17a-ol-3,20-dion (V) wird aus Essigester umkristallisiert. ;.„„« 238 nm; Ej *_m 535; F. 227"C.

Die weiteren Umsetzungen verlaufen entsprechend den Beispielen 1 c) bis 1 h).

Beispiel 3 a) Mikrobiologische 1(2)-Dehydrierung von I

45 In einem Fermenter werden 15 1 einer Nährlösung aus 1% Hefeextrakt (pH 6,8) mit 0,5 1 Schüttelkultur von Bacillus sphaericus beimpft. Die Kultur erhält unter ständigem Rühren und Belüften bei 28"C nach etwa 9 Stunden einen Zusatz von 8,0 g 16-MclhyIen-4-pregnen-17fi-ol-3,2()-dion (1), die in 230 ml Methanol gelöst sind. Nach etwa 25 bis 30 Stunden ist die Dehydrierung, die p;ipierchro-

matographisch verfolgt wird, beendet. Die Fermentationsbrühe wird dreimal mit Chloroform ausgeschüttelt, die vereinigten Extrakte werden eingedampft, wobei das 16-Methylen-1,4-pregnadien-17a-ol-3,20-dion (II) auskristallisiert. X_max 243 nm; F. 200 bis 201⁰C; [α]?? in Chloroform -73,5³.

b) Mikrobiologische 11-Hydroxylierung von II

Analog Beispiel la) wird aus II 16-Methylen-1,4-pregnadien-11 α, 17a-diol-3,20-dion (IV) hergestellt.

Analog Beispiel 2 a) wird aus II 16-Methylenl,4-pregnadien-ll/i,17a-diol-3,20-dion (IV) hergestellt. F. 230 bis 232°C; [a]₀ -37,5° (Chloroform).

c) Dehydratisierung von IV

Analog Beispiel Ib) bzw. 2 b) wird aus IV 16-Methylen -1,4,9(11) - pregnatrien -1 Ta - öl - 3,20 - dion (VI) hergestellt. k_max 238 bis 240 nm; EJ^% _m476; F. 211 bis 212°C; [O]S* -115° (Chloroform).

d) Analog Beispiel Ic) wird aus VI 16-Methylen-1,4,9(1 l)-pregnatrien-17a,21-diol-3,20-dion-21-acetat (VIIIb') hergestellt. A_mra238nm.

e) Analog Beispiel 1 d) wird aus VIII 9a-Brom-

on-21-acetat (Xb') hergestellt. ^„_M;e244nm.

f) Analog Beispiel le) wird aus X 9,11-Oxido-16-methylen-1,4-pregnadien - 17α,21 -diol-S^O-dion-21-acetat (XIIb') hergestellt. λ_ηιαχ 247 nm; EJ* 490; F. 216 bis 217°C; [_a]i? -4,2° (Dioxan).

g) Analog Beispiel 10 wird aus XII 9a-Fluor-16-methylen-prednisolon-21-acetat (XIVb) hergestellt. A_max238nm; EJ*_m379; F. 233 bis 234°C.

h) Analog Beispiel Ig) wird XIVb zu 9a-Fluor-16 - methylen - prednisolon (XIVa) verseift. λ_ιηαχ 238,5 nm; EJ*_n 410; F.241 bis 243°C; [a]_D +26,6⁼ (Dioxan).

Beispiel 4

a) Analog den Beispielen 1 a) bis 1 f) wird 9a-Fluor-16-methylen-hydrocortison-21-acetat (XIIIb) hergestellt.

b) Oxydation von XIII zu XV

2,5 g 9(i-Fluor-16-methylen-hydrocortison-21 -acetat (XIIIb) werden in 25 ml Pyridin gelöst und zu einer Mischung aus 2,5 g Chromsäureanhydrid und 25 ml Pyridin gegeben. Nach 12 Stunden wird das Reaktionsgemisch in 250 ml Essigester eingegossen und 5 Minuten am Rückfluß gekocht. Der Niederschlag wird abgesaugt und gut mit heißem Essigester gewaschen. Die Filtrate werden mit verdünnter Schwefelsäure neutral gewaschen, getrocknet und eingedampft. Der Rückstand von rohem 9«-Fluor-16-methylen-cortison-21 -acetat (XV b) wird durch Umkristallisieren aus Methanol oder Essigester rein erhalten. l_max 235 nm.

Analog Beispiel 1 g) kann das Acetat XV b zum 9«-Fluor-16-methylen-cortison (XVa) verseift werden.

c) 1(2)-Dehydrierung von XV

Analog Beispiel 3 a) werden 7,5 g 9a-Fluor-16-methylen-cortison (XVa) zu 9«-Fluor-16-methylen-prednison (XVIa) dehydriert.

Beispiel 5

a) 3,2 g des nach Beispiel 2a) erhaltenen 16-Melhylen-4-pregnen-l l/;,17«-diol-3,20-dions(III, 11/j-OH) werden analog Beispiel 1 c) mit Jod und Kaliumacetat umgesetzt, wobei man 16-Methylen-4-pregnenll/M7a,21-triol-3,20-dion-21-acetat erhält. Fp. 218 22O⁰C, [ct]₀ +90°; k_max 241,5 nm; f 17 200.
b) Das nach Beispiel 5 a) erhaltene 16-Methylen-4-pregnen-ll/i,17a,21 -triol-3,20-dion-21 -acetat wird entsprechend Beispiel Ib) zum 16-Methylen-4,9(11)-pregnadien-17a,21-diol-3,20-dion-21-acetat (VII) dehydratisiert. Fp. 210 bis 212°C.

Die weiteren Umsetzungen zum 9 α-Fluor-16-methylen-prednisolon-21-acetat (XIVb') verlaufen, wie in den Beispielen 1 d) bis 1 i) angegeben.

Beispiel 6

a) 6,5 g des nach Beispiel Ib) erhaltenen 16-Methylen-4,9(ll)-pregnadien-17a-ol-3,20-dions (V) werden analog Beispiel 1 d) in 250 ml Dioxan und 27,2 ml Wasser mit 4,45 g N-Bromsuccinimid (98,3%ig) und

1,75 ml 70%iger Perchlorsäure umgesetzt. Das so erhaltene rohe 9a - Brom -16 - methylen - 4 - pregnenll/i,17a-diol-3,20-dion wird ohne weitere Reinigung weiter umgesetzt. l_max 239 nm.

b) Das rohe 9α-Brom-16-methylen-4-pregnenll/i,17a-diol-3,20-dion wird analog Beispiel Ie) mit Kaliumacetat in absolutem Äthanol 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Danach wird das Gemisch mit Wasser verdünnt und mit Chloroform erschöpfend ausgeschüttelt. Die Chloroformextrakte werden mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft. Aus Methanol kristallisiert das 9/?,l lß-Oxido-16-methylenpregnen-17a-ol-3,20-dion. l_max 243 nm; EJ *_m 398; Fp. 172 bis 173° C; [a]_D -122,6° (Chloroform).

c) Die nach Beispiel 6 b) erhaltene Oxidoverbindung wird analog Beispiel Ic) mit Jod und Kaliumacetat umgesetzt. Man erhält dabei das im Beispiel 1 e) beschriebene 9/3,1 lp'-Oxido- 16-methylen-4-pregnen-17a,21-diol-3,20-dion-21-acetat (XI), dessen weitere Umsetzungen nach den Beispielen 1 f) bis Ii) erfolgen.

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von 9α-Fluor-16-methylen-prednisolon bzw. -prednison und 21-Estern derselben, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise 16-Methylen-17a-hydroxy-progesteron (I) oder dessen 1-Dehydro-derivat (II) mit 11-hydroxylierenden Mikroorganismen behandelt, das gebildete 16-Methylenll(uoderß),17a-dihydroxy-progesteron (III) bzw. dessen 1-Dehydro-derivat (IV) durch aufeinanderfolgende Behandlung mit

   a) einem dehydratisierenden Mittel,

   b) Jod in alkalischer Lösung und anschließender Einwirkung eines Alkaliacetats,

   c) unterbromiger oder unterchloriger Säure,

   d) einem halogenwasserstoffabspaltenden Mittel und

   e) Fluorwasserstoff,

   wobei die Maßnahmen unter b) zur 21-Acetoxylierung auch im Anschluß an die 11-Hydroxylierung oder im Anschluß an die Halogenwasserstoffabspaltung erfolgen können, sowie durch Einwirkung eines in 1(2)-Stellung dehydrierend wirkenden mikrobiologischen Mittels auf einer be-

   809 519/697

   263 765

   liebigen Reaktionsstufe in ein Steroid der allgemeinen Formel

   CH₂OR

   F=CH,

   IO

   worin R H oder eine Acetylgruppe ist, überführt und daß man gegebenenfalls in einer so erhaltenen Verbindung die 11-ständige OH-Gruppe nach an sich bekannten Oxydationsmethoden in eine 11-Ketogruppe umwandelt, ein erhaltenes 9a-Fluorsteroid mit 21-ständiger OH-Gruppe nach an sich bekannten Veresterungsmethoden in das entsprechende Steroid mit einer 21-ständigen O-Acylgruppe überführt bzw. ein erhaltenes 9a-Fluorsteroid mit einer 21-ständigen O-Acylgruppe durch Behandlung mit einem üblichen Verseifungsmittel in das entsprechende Steroid mit einer freien 21-ständigen OH-Gruppe umwandelt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   809 519/697 3.68 O Bundesdruckerei Berlin