DE1418320C - Verfahren zur Herstellung von 16 alpha-Methyl- 1,4-pregnadien-17 alpha, 21-diol-3,11,20-trion und von entsprechenden 21niedermolekularen Alkansäureestern desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von loa-Methyl-l^-pregnadien-na^l-diol-3,ll,20-trion und von entsprechenden 21-niedermolekularen Alkansäureestern.

Das 16a - Methyl - 1,4 - pregnadien - 17a,21 - diol-3,ll,20-.trion und seine 21-Ester besitzen eine äußerst starke entzündungshemmende Aktivität und sind besonders wirksam bei der Behandlung von Arthritis und verwandten Krankheiten, da sie zur Ausübung ihrer cortisonartigen Wirkung nur in sehr geringen Dosierungen verabfolgt zu werden brauchen, wodurch unerwünschte Nebenwirkungen vermindert wer-• den.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von 16« - Methyl - 1,4 - pregnadien-17a,21-diol-3,ll,20-trion und von entsprechenden 21-niedermolekularen Alkansäureestern, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in an sich bekannter Weise ein loa-Methylpregnan-na^l-diol-S.ll^O-trion-21-acylat, wie 16a-Methylpregnan-17«,21-diol-3,11,20 - trion - 21 - acetat, 16a - Methylpregnan-17a,21 - diol - 3,11,20 - trion - 21 - propionat, 16a-Methylpregnan - 17a,21 - diol - 3,11,20 - trion-21-benzoat oder 16a - Methylpregnan - 17a,21 -dioW.ll^O-trion-21-tert.-butylacetat, mit einem Bromierungsmittel umsetzt und das so erhaltene, entsprechende 2,4-Dibrom-16« - methylpregnan - 17a,21 - diol - 3,11,20 - trion-21-acylat, wie ein 2,4 - Dibrom - loa-methylpregnan-17a,21 - diol - 3,11,20 - trion - 21 - (nied.-alkanoat), wie das entsprechende 21-Acetat, 21-Propionat, 21-Benzoat oder 21-tert.-Butylacetat, mit einem Bromwasserstoffabspaltungsmittel und dann mit einem Hydrolysierungsmittel reagieren läßt bzw. einen 16«-Methylpregnan - 17a,21 - diol - 3,11,20 - trion-21-niedermolekularen Alkansäureester mit Brom umsetzt und das so erhaltene, entsprechende 2,4-Dibrom-16/?-methylpregnan - 17a,21 - diol - 3,11,20 - trion-21-(nied.-alkanoat) mit einem Bromwasserstoffabspaltungsmittel reagieren läßt, welches ein N,N-Dialkylacylamid enthält.

Die Bromierungsreaktion wird gewöhnlich ausgeführt, indem man die Reaktionsteilnehmer in einem organischen Lösungsmittel, z. B. einem halogenierten Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Chloroform, einer niederen aliphatischen Carbonsäure, wie Essigsäure, miteinander reagieren läßt. Es ist zweckmäßig, ein Gemisch von Chloroform und Eisessig zu verwenden, welches eine geringe Menge Bromwasserstoff als Katalysator enthält, und die Temperatur des Bromierungsgemisches zur Einführung des ersten Bromatoms in die 4-Stellung im Bereich von etwa —10 bis —6O⁰C (vorzugsweise bei etwa —50°C) und zur Einführung des zweiten Bromatoms in die 2-Stellung im Bereich von etwa —5⁰C bis etwa +15°C (vorzugsweise bei etwa -}-15°C) zu halten.

Die Bromwasserstoffabspaltung wird vorteilhafterweise mit Hilfe eines tertiären Amins, wie Dimethylanilin oder Collidin, durchgeführt, und zwar vorzugsweise zusammen mit einem Ν,Ν-Dialkylacylamid, wie Dimethylformamid u. dgl. Gewöhnlich arbeitet man vorzugsweise mit einem Gemisch von Dimethylformamid und Dimethylanilin in Gegenwart von Natriumbromid und führt die Bromwasserstoffabspaltung bei höherer Temperatur durch. Unter diesen Bedingungen verläuft die Reaktion gewöhnlich in 2 bis 3 Stunden vollständig. Der so erhaltene 16« - Methyl - 1,4 - pregnadien - 17«,21-diol-3,ll, 2()-trion-21-ester wird zweckmäßig mit einer alkalischen Lösung, vorzugsweise mit einer methanolischen Lösung von Natriummethylat, hydrolysiert.

Beispiel

Eine Lösung von 3,17 g 16a-MethyIpregnan-17a, 21-diol-3,ll,20-trion-21-acetat in 63,4 ecm Chloroform und 7,13 ecm Eisessig wird auf —15°C gekühlt und mit 0,76 ecm einer ln-Lösung von Bromwasserstoff in Essigsäure versetzt. Unmittelbar darauf wird eine Lösung von 0,82 ecm Brom in 6,84 ecm Eisessig im Verlaufe von 5 bis 8 Minuten zugesetzt, wobei die Temperatur des Reaktipnsgemisches im Bereich von —5 bis —10°C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch wird weitere 3 Minuten gerührt und dann mit einer Lösung von 1,37 g Natriumacetat in 5,3 ecm Wasser versetzt. Hierauf setzt man genügend Natriumbisulfit zu, um den Bromüberschuß zu reduzieren, und dampft das so erhaltene wäßrige Gemisch im Vakuum auf etwa 10 ecm ein, wobei man die Temperatur unterhalb 35°C hält. Das Konzentrat wird langsam mit 7,6 ecm Wasser versetzt, wobei ein fester Niederschlag ausfällt. Man setzt unter starkem Rühren weitere 62 ecm Wasser zu und läßt das Gemisch dann V2 Stunde bei etwa 5⁰C stehen. Hierauf wird die Aufschlämmung filtriert und der Filterrückstand mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhält 2,4 - Dibrom - 16« - methylpregnan-17a,21-diol-3,ll,20-trien-21-acetat; Fp. = 177 bis 18O⁰C (Zersetzung).

Ein Gemisch von 4,235 g 2,4-Dibrom-16a-methylpregnan - 17«,21 - diol - 5,11,20 - trien - 21 - acetat, 21,2 ecm Dimethylformamid und 0,85 g Natriumbromid wird bei Raumtemperatur unter Stickstoff 1 Stunde gerührt. Dann wird die Aufschlämmung mit 4,23 g Dimethylanilin versetzt und das Gemisch gründlich mit Stickstoff gespült. Dann wird das Gemisch im Verlaufe von V2 Stunde auf 135° C erhitzt und 2¹I₂ Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Das Reaktionsgemisch wird auf 30° C gekühlt und dann tropfenweise unter Rühren zu einem Gemisch von 2,5 ecm konzentrierter wäßriger Salzsäure und 40 ecm Wasser zugesetzt. Die hierbei entstehende wäßrige Aufschlämmung wird 1 Stunde bei 0 bis 5° C gerührt, filtriert und der Filterrückstand mit einem kalten Gemisch von 2 ecm Dimethylformamid, 0,25 ecm konzentrierter wäßriger Salzsäure und 7 ecm Wasser gewaschen. Dann wird der Filterrückstand mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhält 2,89 g 16«-Methyl-l,4-pregnadien-17a, 21-diol-3,ll,20-trion-21-acetat. Dieses wird weiter durch Chromatographie an mit Säure gewaschenem Aluminiumoxyd unter Verwendung von Gemischen von Chloroform und Äther zum Eluieren gereinigt und dann aus Äthylacetat umkristallisiert. Man erhält praktisch reines 16a-Methyl-l,4-pregnadien-17a,21-diol-3,ll,20-trion-21-acetat; F. = 210,8 bis 212,6°C.

Die 21-ständige Estergruppe nimmt an der oben beschriebenen Reaktion nicht teil, sondern dient nur zum Schutz des 21-ständigen Hydroxysubstituenten. So kann man in dem obigen Beispiel mit 16«-Methylpregnan - 17a,21 - diol - 3,11,20 - trion - 21 - (nied.-alkanoaten), wie dem 21-Propionat, 21-Butyrat, ferner mit loa-Methylpregnan-na^l-diolO.ll^O-trion-21-benzoat an Stelle von loa-Methylpregnan-na, 21-diol-3,ll,20-trion-2l-acetat arbeiten, wobei man die entsprechenden 2,4-Dibrom-16a-methylpregnan-17rt,21 - diol - 3,11,20 - trion - 21 - (nied. Kohlen-

wasserstoffcarbonsäureester), ζ. B. das 21-Propionat, das 21-Butyrat, das 21-Benzoat, erhält. Die Bromwasserstoffabspaltung aus diesen 2,4-dibromierten Verbindungen liefert die entsprechenden 16a-Methyl-1,4 - pregnadien - 17«,21 - diol - 3,11,20 - trion-21-(nied.-Kohlenwasserstoffcarbonsäureester), z. B. das 21-Propionat, das 21-Butyrat, das 21-Benzoat.

Versuchsbericht

Nach der Granulominhibierungsmethode wurde die cortisonähnliche Wirksamkeit des erfindungsgemäßen 16« - Methyl - 1,4 - pregnadien - 17a,21-diol-3,11,20-trion (16«-Methyl-prednison) im Vergleich mit der Wirksamkeit von Hydrocortison, das als Standard herangezogen wurde, und von 1,4-Pregnadien-17«,21-diol-3,ll,20-trion (Prednison) bestimmt.

Wattekügelchen, die etwa 40 mg (± 1 mg) wogen, wurden subkutan jungen, erwachsenen, männlichen Ratten eingesetzt, von denen jede etwa 150 g wog; die Haut wurde über dem Schnitt mit Silberklammern zusammengezogen. Jeder Ratte wurden zwei Kügelchen eingesetzt, eine auf jeder Bauchseite. Die angegebene Menge der Steroidverbindung wurde den Tieren einmal täglich oral 7 Tage lang verabreicht; die Kontrolltiere, denen ebenfalls zwei Wattekügelchen eingesetzt worden waren, erhielten kein Steroid. Jedes der Steroide wurde bei zwei oder mehr unterschiedlichen Dosierungsniveaus geprüft. Die Dosierungsniveaus wurden auf Grund von Vorversuchen derart ausgewählt, daß sie Granulominhibierungen hervorriefen, die mit denjenigen vergleichbar waren, die bei Ratten zu beobachten sind, welche Hydrocortison im Dosierungsbereich von 0,5 bis 4,5 mg je Tag erhalten. Dieser Hydrocortison-Dosierungsbereich ruft eine etwa 20- bis 50%ige Inhibierung hervor. Je eine gesonderte Gruppe von sechs Ratten wurde für jeden Satz der Kontrollversuche und für jedes Dosierungsniveau von jedem der Teststeroide und der Hydrocortison-Standardverbindung verwendet. Die Kügelchen blieben in den Ratten 7 Tage lang, während welcher Zeit die Ratten normale Kost erhielten und im Durchschnitt 25 bis 30 g an'Gewicht zunahmen. Während dieses Zeitraums von 7 Tagen sprachen die Tiere auf die Anwesenheit der Wattekügelchen an, indem sie einen tumorähnlichen Wuchs, Granulom genannt, in und um das Wattekügelchen

ίο herum ausbildeten. Nach Ablauf der 7 Tage wurden die Tiere getötet und die Kügelchen zusammen mit dem sie umgebenden Granulom (sauber geschnittene Grenzlinie zwischen dem Granulom und dem umgebenden Gewebe) entfernt, bei etwa 90° C an der

is Luft getrocknet und gewogen.

Bei jeder Gruppe von sechs Ratten (Testgruppen, Standardgruppen und Kontrollgruppen) wurde das durchschnittliche Trockengewicht der Kügelchen selbst von dem Durchschnittsgewicht von Kügelchen +

ao Granulomen abgezogen, um das durchschnittliche Trockengewicht der Granulome zu erhalten. Dann wurde nach der folgenden Formel die prozentuale Inhibierung der Granulombildung infolge der Cortisohwirksamkeit, welche sich für jedes Dosierungs-

a5 niveau durch Einwirkung des Teststeroids (und der Hydrocortisonstandardverbindung) ergab, berechnet.

% Inhibierung =

a-b

100.

Hierbei bedeutet

a = durchschnittliches Granulomgewicht in den

Kontrolltieren,
b = durchschnittliches Granulomgewicht in den Testtieren.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind in den untenstehenden Tabellen I und II wiedergegeben.

Tabelle I

	Verabreichte	Tägliche Dosierung	Durchschnittliches	Prozentuale Inhibierung
Gruppe	Steroidverbindung	in mg	Granulomgewicht	der Granulombildung
Test	Prednison	0,15	42	1 28,8%
	Prednison	0,5	26	56,0%
Standard	Hydrocortison	0,5	40	32,2%
	Hydrocortison	1,5	26	56,0%
	Hydrocortison	4,5 ·	18	69,5%
Kontrolle	keine	—	59	—

Aus diesen Granulominhibierungswerten errechnet sich die relative systemische Cortisonwirksamkeit von Prednison. Sie beträgt das 3,0fache derjenigen der Hydrocortisonstandardverbindung.

	Verabreichte	Tabelle II	Durchschnittliches	Prozentuale Inhibierung
	Steroidverbindung	Tägliche Dosierung	Granulomgewicht	der Granulombildung
Gruppe	16a-Methylprednison	in mg	39	27,8%
Test	I6a-Methylprednison	0,10	29	46,3%
	Hydrocortison	0,30	42	22,2%
Standard	Hydrocortison	0,5	34	37,1%
	Hydrpcortison	1,5	24	55,6%
	keine	4,5	54	—
Kontrolle	—

Aus diesen Granulominhibierungswerten errechnet sich die relative systemische Cortisonwirkung von loa-Methylprednison. Sie beträgt das 8,7fache derjenigen der Hydrocortisonstandardverbindung.

Da die Wirksamkeit von Prednison das 3,0fache derjenigen von Hydrocortison und die Wirksamkeit von 16a-Methylprednison das 8,7fache derjenigen derselben Standardverbindung beträgt, beträgt die Wirksamkeit .von 16a-Methylprednison ungefähr das 3fache derjenigen von Prednison.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von 16«-Methyl-1,4 - pregnadien - 17a,21 - diol - 3,11,20 - trion und von entsprechenden 21-niedermolekularen Alkansäureestern, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise ein 16a - Methylpregnan - 17<x,21 - diol - 3,11,20-trion-21-acylat mit einem Bromierungsmittel umsetzt und das so erhaltene, entsprechende 2,4-Dibrom-16« - methylpregnan -17«,21 - diol - 3,ll,'2O - trion-21-acylat mit einem Bromwasserstoffabspaltungsmittel und dann mit einem Hydrolysierungsmittel reagieren läßt bzw. einen 16a-methy!pregnan-17«,21 - diol - 3,11,20 - trion - 21 - niedermolekularen Alkansäureester mit Brom umsetzt und das so erhaltene, entsprechende 2,4-Dibrom-16/?-methylpregnan - 17«,21 - diol - 3,11,20 - trion-21-(nied.-alkanoat) mit einem Bromwasserstoffabspaltungsmittel reagieren läßt, welches ein Ν,Ν-Dialkylacylamid enthält.