DE1643169A1 - Verfahren zur Herstellung von C3-Phosphatestern progestationaler Steroide - Google Patents

Description

Dr. Walter Beil

Dr- Ba^ Cut. Beil Kechisa.iwitiie

Frankiurt». M. -Höchst

AdeloMtraße 58 - TeL 3126 49

Unsere Nr. 13 689 '

The Upjohn Company, Kalamazoo (Michigan, USA)

1643169 Π«. April 1967

Verfahren zur Herstellung von C,-Phosphatestem progestationaler Steroide

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von (3,-PhOBphatestern von progestationalen Steroiden, insbesondere von Ck-Phosphatestern der folgenden Formel:

Dr.Ti.-af 10.4.1967

11187

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-CHF2

worin R¹ « ~^CH3» -CH₂PZ-CP₃, -X (X bezeichnet P, Cl),

R" = ^σο"^στι^Η9τυ.ι (ⁿ bedeutet eine Zahl von 1-6) und

R"· = H,H·, H,CH₃ * CH₂; Η,Χ (X bezeichnet P, Cl) bedeutet und deren Salze.

Es wurde gefunden, dass die Phosphatester der Δ -3-Hydroxysteroide, insbesondere diejenigen der obigen Formel in ihrer Salzform, in hohem Masse wasserlöslich sind und stabile wässrige Lösungen bilden und demzufolge chemisch einzigartig sind im Vergleich mit den ungenügenden organischen Estern der Δ -3-Hydroxysteroide. Es wurde weiterhin gefunden, dass Phosphatase-Enzyme typische 3-Phosphatester der Verbindungen der obigen Formel I leicht zu den freien 3-Hydroxysteroid-Verbindungen spalten. Diese Stabilität in wässriger Lösung bei leichter Spaltbarkeit durch Phosphatase-Enzyme, verleiht diesen Verbindungen besonders günstige Eigenschaften und macht sie für eine Vielzahl pharamkologischer Zwecke geeignet.

Ein Vorteil der Erfindung bestellt darin, dass wasserlösliche Formen progestationaler Mittel für intravenöse Applikation zur Behandlung drohenden Aborts und anderer Zustände, die einen schnellen und erheblichen Blutspiegel dieser Mittel erforderlich machen, erhalten werden. Solche Mittel

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waren bisher nicht erhältlich, und viele orale progestationale Mittel, die erhältlich sind, haben geringe Wasserlöslichkeit und ergeben daher keine vollständige und gleichmässige Absorption.

/A Die erfindungsgemäss erhaltenen Phosphatester von ZY-3-

Hydroxysteroiden sind in ihrer freien Säureform instabil, sie sind jedoch in ihren verschiedenen pharmakologiseh akzeptablen Salzformeri, wie weiter unten beschrieben, beständig und nützlich.

Die oben beschriebenen Verbindungen, insbesondere ihre Salze, finden bei der Behandlung von Säugetieren und anderen Tieren Verwendung als progestationale Mittel. Sie können für den Zweck und in der Weise und Verabreichungsform, wie in der US Patentschrift 2 965 541 für ITa-Acetoxy-progesteron beschrieben, verwendet werden , sowie für den Zweck und in der Weise und in den Verabreichungsformen, die für progestationale Verbindungen im allgemeinen für orale und parenterale Applikation angewendet werden. Bei der letztgenannten Applikationsart wird intramuskuläre oder intravenöse Applikation bevorzugt. ™

Die chemische Stabilität der Verbindungen der obigen Formel in wässriger Lösung zusammen mit ihrer leiehten Spaltbarkeit durch Phosphatase-Emsyme machen diese Verbindungen

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für orale Anwendung besonders geeignet, da diese Kombination von Eigenschaften die biologische Verfügbarkeit des progestational wirksamen Bestandteils des Estermoleküls im Magen-Darm-Kanal von Säugetieren erheblich verbessert. Das beruht auf dem Vorhandensein von Phosphatase-Enzymen in dieser biologischen Umgebung. Das Vorhandensein von Phosphatase-Enzymen in Säugetiergeweben in vivo verbessert in gleicher Weise die Verfügbarkeit des progestational wirksamen Steroidbestandteils des Esters bei parenteraler Applikation.

Diese Vorteile erstrecken sich auf · alle menschlichen und tierärztlichen Anwendungen, die zu einer verbesserten Absorption, gleichmässigerer biologischer Aufnahme, verminderter Dosierung,, verringerten Nebenwirkungen und dergleichen führen.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens betrifft die Herstellung von C-j-Phosphatestern progestationaler Steroide, die eine Allyl-Doppelbindung enthalten, wie beispielsweise die Δ -Doppelbindung. Die Reaktion wird im allgemeinen durchgeführt, indem eine £y-3ß-Hydroxy-verbindung, z.B. eine, die dem 3-Oxy-Teil der obigen Formel entspricht, in einem Medium, das Triäthylamin, Orthophosphorsäure und Trichloracetonitril enthält, zur Reaktion gebracht wird. Die Reaktion liefert den gewünschten C,-Phosphatester in einer Reaktionsstufe.

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Ganz allgemein sind bevorzugte Ausgangsstoffe für ^: das neue, erfindungsgemässe Verfahren bekannte Zx -3ß-01-

steroidverbindungen, die herkömmliche die Reaktion nicht

sie

störende Substituenten enthalten können, wie'bei Verbindungen ' der Androstan- und Pregnanreihe und der alkylierten Androstan- ! und alkylierten Pregnanreihe, darunter solchen, die im Kern j Doppelbindungen haben, gefunden werden. Diese Ausgangssubstanzen können in bequemer Weise durch Umsetzung des entsprechenden A -3ß-On-Steroids mit Reduktionsmitteln, z.B. '

Lithiumaluminium r""bributoxyhydrid, wie in der US-Patentschrift

ι 3 200 111 beschrieben, hergestellt werden. j

Das erfindungsgemässe Phosphorilierungsverfahren wird,

wie oben beschrieben, durch Behandlung des Δ 3ß-01s mit j

ι Iriäthylamin, Orthophosphorsäure und Trichloracetonitril durch- _;

geführt und liefert den gewünschten Steroid-C,-Phosphat-Ester j

in einer Stufe. I

Es kann jedes beliebige lösungsmittel, das bei der j Reaktion indifferent ist, oder ein Ueberschuss an Trichloracetonitril als Reaktionsmedium verwendet werden. Für die Reaktion können auch andere Lösungsmittel, in denen das Steroid
löslich ist, sowie Bis-triäthylammoniumhydrogenphosphat verwendet werden. Beispiele für solche Lösungsmittel sind Acetonitril, Ν,Ν-Dimethylformamid, Ν,Ν-Dimethylacetamid, Äethyl-

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acetat, Dioxan, Aceton und ähnliche Lösungsmittel oder Mischungen davon.

Bas molale Verhältnis der drei Bestandteile der Reaktionsmischung, in dem das neue Verfahren durchgeführt wird, kann innerhalb eines weiten Bereiches schwanken, so länge jeder Bestandteil in ausreichender Menge vorhanden ist. Ee ist gut, einen Ueberschuss an Orthophosphorsäure zu vermeiden, um die Bildung von Steroid-Pyrophsphat-Estern als Verunreinigung zu verhindern. Ausserdem ist es ratsam, einen üeberschuss an Triäthylamin zu vermeiden, um verlängerte Reaktionszeiten zu verhindern. Das bevorzugte molale Verhältnis von Orthophosphorsäure zu Steroid ist ungefähr .1:1. Das bevorzugte molale Verhältnis von Triäthylamin zujOrthophosphorsäure ist ca. 1:1. Die molale Menge von Trichloracetonitril ist mindestens gleich der des Steroids.

Die Reaktion wird in flüssiger Phase, vorzugsweise bei Atmosphärendruck, durchgeführt. Unter diesen Bedingungen ist die Temperatur nicht von wesentlichem Einfluss, aber die Reaktionszeiten können bei Temperaturen wesentlich unter 20 C langer sein. Die bevorzugte anfängliche Reaktionstemperatur liegt aus Gründen der techneologischen Bequemlichkeit zwischen 50° und 80° C.

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Sie erforderliche Reaktionszeit für ausreichende Umsetzung hängt von den chemisch-thermodynamisehen. Merkmalen der Reaktionsmischung ab, wie jedem Fachmann ohne weiteres klar sein wird. Vorzugsweise wird das Mischungsverhältnis der Reaktionsteilnehmer und die Reaktionstemperatur so gewählt, dass innerhalb von vier Stunden eine vollständige Umsetzung erreicht wird. Der Verlauf der Umsetzung kann nach jeder beliebigen herkömmlichen Methode, wie Dünnschichtchromatographie oder Ionenaustauschchromatographie verfolgt werden.

Die Abtrennung des gewünschten C-«-Phosphatesters aus der Reaktionsmischung kann durch Umwandlung in das Cyclohexylaminsalz oder ein anderes wasserunlösliches.cyclisohes Aminsalz leicht bewirkt werden, und dieses Salz kann durch Umkristallisation aus Lösungsmitteln wie heissen Aceton-Wasser-Mi schlingen gereinigt werden. Der gewünschte C ,-Phosphate st er kann auch durch Behandlung mit'Natriumhydroxyd als Dinatriumsalz isoliert werden. Ih gleicher Weise können unter Anwendung der entsprechenden Hydroxyde die Kalium* Lithium-, Ammonium- oder anderen pharmakologisch akzeptablen Salze . hergestellt werden.

Die folgende Präparation beschreibt die Herstellung ; der Ausgangsverbindungen der Formel I oder allgemein Päae die vorher beschriebenen ^-3ß-01-Steroide. Andere Stoffe können

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nach der in US-Patentschrift 3 200 111 beschriebenen Methode hergestellt werden.

Präparation 1

38,8 g 3ß-Hydroxy-17a-acetoxy-6a-methyl-4-pregnen-20-on wurde in 450 ml auf 0° C abgekühltem, gereiiigtem Tetrahydrofuran gelöst und mit einer kalten (0° C) Lösung von 30,0 g Lithiumaluminium-tri-tr-butoxyhydrid in 150 ml gereinigtem Tetrahydrofuran gemischt. Die ganze Zeit hindurch wird eine Stickstoff Schutzatmosphäre verwendet. Die Lösung wurde 30 Minuten lang bei 0° C gerührt und dann l£ Stunden bei Zimmertemperatur stehen gelassen. Die Lösung wurde in einen Scheidetrichter gegossen, der eine Mischung von 125 ml Essigsäure, 600 g kleingestossenes Eis und 400 ml Wasser enthielt. Die Mischung wurde dreimal mit je 225 ml Chloroform extrahiert. Die Chloroformextrakte wurden vereinigt und mit 300 ml Wasser, das 75 ml konzentriertes Ammoniumhydroxyd enthielt, und anschliessend sechsmal mit je 400 ml Wasser gewaschen. Die Chloroformextrakte wurden mit Natriumsulfat gut getrocknet und im Vakuum zu einer viskosen Flüssigkeit (ca. 70 ml) eingedampft. Der Rückstand wurde mit 30 ml Aether verdünnt, und innerhalb von 10 Minuten begann die Kristallisation. Nach 3 Stunden bei Zimmertemperatur wurde die kristalline Masse mit 50 ml Aether verdünnt und die Verbindung wurde durch Filtration isoliert. Nach Waschen mit

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Aether und Trocknen betrug die Ausbeute an rohem 3ß-Hydroxy- ^oc-acetoxy-öa-methyl^-pregnen-^O-on 37,8 g (97 $> der !Theorie). Die Verbindung wurde aus 100 ml heissem Acetonitril umkristallisiert und ergab beim Abkühlen 27» 9 g 3-Dihydro-6ocmethyl-rfa-acetoxyprogesteron. Eine zusätzliche Menge von 4,1 g wurden beim Abkühlen der Mutterlauge auf -15° C erhalten. Dünnschichtchromatographie zeigte einen Fleck mit einer kaum nachweisbaren Verunreinigung an Ausgangsmaterial F. 181 - 184° C.

Beispiel 1
3ß-Phosphato-17a-acetoxy-6a-methyl-4-pregnen-20-on

5 g kristalline Phosphorsäure wurde in 5P ml Acetonitril, das 0,5 ml Wasser enthielt, durch Erwärmen auf 60° aufgelöst. Die Lösung wurde mit 13,4 ml Triäthylamin, 19,4 g 3ß-Hydroxy-17a-acetoxy-6a-methyl-4-pregnen-20-on und 20 ml Trichloraoetonitril behandelt. Die entstehende gelbe Lösung wurde 4 Stunden lang bei Zimmertemperatur gehalten. Die Lösung wurde mit 225 ml Wasser verdünnt und viermal mit je 100 ml Aether extrahiert. Die wässrige Schicht wurde im Vakuum bei 25° bis zu einem Volumen von 75 ml eingedampft. Die gelbe Lösung wurde mit 5 ml Cyolohexylamin behandelt, und innerhalb von 5 Minuten bildete sich eine kristalline Abscheidung des Bis-syolohexyl-

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ammoniumsalzes des 3ß-£Kosphato-17a-acetoxy-6aTmethyl-4-pregnen-20-on. Das Produkt wurde durch Filtration isoliert, nacheinander mit Wasser und Aceton gewaschen und im Vakuum getrocknet; Ausbeute 8,7 g. Das Produkt wurde aus einer heissen Aeeton-Wasser-Mischung (1:1) umkristallisiert·

Um das Dinatriumsalz des 3ß~Phosphato-17a-acetoxy-6atmethyl-4-pregnen-20-on herzustellen wurde die folgende Methode angewendet. Das Bie-cyclohexylammoniumsalz wurde in Wasser unter Zuhilfenahme einer äquimolaren Menge an Natriumhydroxyd aufgelöst. Das frei gesetzte Cyclohexylamin wurde durch Extraktion mit Aether entfernt, und die entstandene farblose lösung wurde gefriergetrocknet und ergab Dinatriumßß-iihosphato-^a-acetoxy-öa-methyl^-pregnen^O-on in Form eines weissen Pulvers.

Analyse: berechnet für C₂.H--Na₂POy: C, 56,25;H, 6,88;

P, 6,04; Na, 8,97;

gefunden: C, 55,76; H, 7,28;

P, 5,99; Na, 8,68.

Die Reinheit der Verbindung wird durch Dünnschichtohromatographie auf Silikagel G unter Verwendung des Systems Ieopropylalkohol-Wasser-Ammoniak (7:2:1) bewiesen, wobei nur ein Fleck mit einem Rf-Wert von 0,5 auftritt. Der Fleck wird

- ίο - ;

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durch Besprühen mit Schwefelsäure und Erhitzen auf 150° C sichtbar gemacht.

Beispiel 2

Bis-cyclohexylammonium-3ß-phosphato-17a--caproyloxy-6oc-methyl-4-pregnen-20-on und die entsprechenden Dinatriumsalze

Verwendet man in Präparation 1 als Ausgangsmaterial ie lTa-Caproyloxy-öoc-methyl-proge steron so erhält man 3ß-Hydroxy-17a-caproyloxy-6a-methyl-4-pregnen-20-on. Wird diese Verbindung in das Verfahren des Beispiels 1 eingesetzt, so erhält man Bis-cyclohexylammonium^ß-phosphato-^oc-caproyloxy-6<z-methyl-4-pregnen-2O-on, das nach dem Verfahren des letzten Absatzes des Beispiels 1 in das entsprechende Dinatriumsalz, Dinatrium-3ß-phosphato-17a-caproyloxy-6a-methyl-4-pregnen-r20-on umgewandelt wird.

Beispiel 3

Bis-QyclohexylammonJum-3ß-phosphato-17a-acetoxy-4-pregnen-20-on und die entsprechenden Dinatriumsalze

Verwendet man in Präparation 1 als Ausgangsmaterial 17a-Acetoxyprogesteron, so erhält man 3ß-Hydroxy-17a-acetoxy-4-pregnen-20-on. Wird diese Verbindung in das Verfahren des Beispiels 1 eingesetzt, so erhält man Bis-cyclohexylammonium-

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Sß-phosphato-lTa-acetoxyM-pregnen-^O-on, das nach dem Verfahren des letzten Absatzes des Beispiels 1 in das entsprechende Dinatriumsalz, Dinatrium-3ß-phosphato-17cc-acetoxy-4-pregnen-20-on, tungewandelt wird.

Beispiel 4

Bis-dyclohexylaimnoniiun-Sß-phosphato-iya-acetoxy-6-methyl-4|6-pregnadien-20-on und die entsprechenden Dinatriumsalze

Verwendet man in Präparation 1 als Ausgangsmaterial 17a-Acetoxy-6-methyl-4,6-pregnadien-3»20-dion, so erhält man 3ß-Hydroxy-17a-acetoxy-6-methyl-4,6-pregnadien-20-on. Wird diese Verbindung in das Verfahren des Beispiels 1 eingesetzt, so erhält man Bis-cyclohexylammonium-Oß-phosphato-^a-acetoxy-6-methyl-4»6-pregnadien-20-on, das nach dem Verfahren des letzten Absatzes des Beispiels 1 in das entsprechende Dinatriumsalz , Dinatrium-3ß-phosphato-17a-acetoxy-6~methyl-4» 6-pregnadien-3»2O-dion, umgewandelt wird.

Beispiel 5

Bis-öyclohexylammonium-3ß-phosphato-17a-acetoxy-6-methyl-16-methylen-4,6-pregnadien-20-on und die entsprechenden Dinatriumsalze

Verwendet man in Präparation 1 als Ausgangsmaterial 17a-Acetoxy-6-methyl-16-methylen-4,6-pregnadien-3,20-dion, so

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erhält man 3ß-Hydroxy-17a-acetoxy-6-methyl-16-methylen-4,6-pregnadien-20-on. Setzt man diese Verbindung in das Verfahren des Beispiels 1 ein, so erhält man Bis-cyclohexylammonium-3ß-phosphato-17a-acetoxy-6-methyl-16-methylen-4,6-pregnadien-20-on, das nach dem Verfahren des letzten Absatzes des Beispiels 1 in das entsprechende Dinatriumsalz, Dinatrium-3ß-Phosphato-17a-acetoxy-6-methyl-16-methylen-4,ö^pregnadien-20-on, umgewandelt wird.

Beispiel 6

Bis-cyclohexylammonium-Bß-phosphato-lTe-acetoxy-6-chlor-4,6-pregnadien-20-on und die entsprechenden Dinatriumsalze

Verwendet man in Präparation 1 als Ausgangsmaterial 17a-Acetoxy-6-chlor-4,6-pregnadien-3»20-dion, so erhält man 3ß-Hydroxy-17a-acetoxy-6-chlor-4»6-pregnadien-20-on. Wird diese Verbindung in das Verfahren des Beispiels 1 eingesetzt, so erhält man Bis-cyclohexylaramoniim^ß-phosphato-^a-acetoxy-ö-ehlor-4,6-pregnadien-20-on, das nach dem Verfahren des letzten Absatzes des Beispiels 1 in das entsprechende Dinatriumsalz, Dinatrium-3ß-phosphato-17a-acetoxy-6-chlor-4,6-pregnadien-20-on, ; umgewandelt wird.

Wie vorhergehend beschrieben finden die erfindungsge- - 13 - ■

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mass hergestellten Verbindungen in Form ihrer cyclischen Ammoniumsalze oder Alkalimetallsalze Verwendung als progestationale Mittel bei der Behandlung von Menschen und anderen Säugetieren sowie Tieren. Ihre ausserordentlichen Vorteile der verbesserten biologischen Reaktion erlaubt in vielen Fällen verringerte Nebenwirkungen, und gestattet im allgemeinen eine verbesserte biochemische Ueberwachung der behandelten Individuen. Die folgenden Rezepturen sind typisch, und Aenderungen in den Mengenangaben, Mengenverhältnissen, Konzentrationen und Umfang der Dosierungsformen können je nach den Umständen vorgenommen werden, wie es jedem Fachmann klar sein wird.

Tabelle 1

Tabletten für orale Anwendung:
Bestandteile:

sprühgetrocknete Lactose . 105 mg Stärke 5 mg

Kalziumstearat 0,6 mg

gesiebtes Talk 3 mg

Dinatrium-3ß-phosphato-17a-acetoxy-6a-methyl-4-pregnen-20-on 10 mg

gesiebte, wasserfreie Lactose , USF 10 mg. - 14 -

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Tabelle II

Sterile Lösungen für parenterale Anwendung: Ingredientien pro ml:

Dinatrium-3 ß-phosphat o-17a-ace toxy-6oc-me thyl-4-pregnen-20-on 50 mg

Natriumeitrat 5 mg

Benzylalkohol 9 mg

Natriumchlorid q.s. ad. Isotonie Salzsäure q.s. ad, pH 7,5

Wasser zur Injektion q.s. ad. 1 ml. ^

Bei den vorhergehenden Rezepturen kann die Dosis von 0,2 bis 10 mg an C--Phosphatester pro Kilogramm Körpergewicht des behandelten Individuums variieren. Die Dosierung kann wiederholt werden mit einer Häufigkeit und für eine Zeitdauer, die der Arzt oder Veterinär leicht bestimmen kann.

Orale Dosierungsformen, wie beispielsweise die Tabletten der Tabelle I oder Kapseln oder Pastillen, können von 2 bis 100 mg des erfindungsgemäss hergestellten C,-Phosphat- λ

esters enthalten. Geeignete Behandlungen mit solchen erfindungsgemässen Dosierungsformen schliessen auch die Verwendung von geteilten und vervielfachten Formen ein. Eingekerbte Tabletten sind für geteilte Dosierungen nützlich.

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Lösungen, die für Injektionen geeignet sind, wie beispielsweise die in Tabelle II gezeigte, können von 2 bis 200 mg erfindungsgemäss hergestellten C,-Phosphatester pro ml enthalten. Geeignete Behandlungen mit solchen Lösungen schliessen natürlich auch die Anwendung geeigneter Mengen der Lösung mit einer Häufigkeit und für eine Zeitdauer, die von dem Arzt oder Tierarzt leicht bestimmt werden kann, ein.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims (3)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Herstellung von CU-Phosphatestern von -3-Hydroxysteroiden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Δ> -3ß-Hydroxysteroid mit einem Trialkylamin, H₃PO,und Trichloracetonitril umgesetzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der A

   -3-Phosphatester aus der Reaktionsmischung durch Kristallisation als sein Salz mit einem cyclischen Amin isoliert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das cyclische Aminsalz des Steroidphosphatesters durch Umsetzung mit Natriumhydroxyd in das entsprechende Natriumsalz umgewandelt wird.

   Für: The Upjohn Company

   Rechtsanwalt

   ORIGINAL

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