DE1670331A1

DE1670331A1 - Verfahren zur Herstellung von Substanzen mit OEstrogenaktivitaet

Info

Publication number: DE1670331A1
Application number: DE19661670331
Authority: DE
Inventors: Hodge Edward B; Hidy Phil H; Wehrmeister Herbert L
Original assignee: Commercial Solvents Corp
Current assignee: Commercial Solvents Corp
Priority date: 1965-02-15
Filing date: 1966-02-01
Publication date: 1970-08-06
Also published as: IL25090A; BE675974A; US3239350A; GB1107742A

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung neuer Verbindungen, die Östrogenaktivität aufweisen, bzw. die Wachstumsgeschwindigkeit von fleischer-aeugenden Tieren, z, B. Rindern, Hammeln und Schweinen steigern.

Eine übliche Formel für die nach der Erfindung herzustellenden Verbindungen ist:

Ii-

R-O

(CH₂)₃-NH
)C

Hierin ist A -CH-CH oder CH=CH; R bedeutet Wasserstoff oder ggf. substituiertes Alkyl, 2. B. niederes Alkyl, wie Methyl, Äthyl, Hexyl usw., oder Acyl, ζ. Β. niedere gesättigte azyklische Acylreste, wie Acetyl und Valeryl, jedoch vorzugsweise Wasserstoff. Verbindungen nach der obigen Formel, in der R

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substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, ζ. B. Phenyl oder Bromphenyl, und Aralkyl z. B, Benzyl ist, liegen ebenfalls "im Rahmen der Erfindung. ₌

Die Verbindungen können Tieren auf geeignete Weise wie oral oder parenteral verabreicht werden. Beispielsweise kann die Verbindung mit gewöhnlichem Futter verschnitten werden, das Nährwerte in ausreichender Menge zur Erzeugung der gewünschten ¥achstumsgeschwindigkeit enthält und kann so den Tieren unmittelbar verfüttert werden, oder die Verbindung kann in einem geeigneten Injektionsmittel, wie Erdnußöl, suspendiert und parenteral injiziert werden. Die einem Tier verfütterte Menge der Verbindung schwankt natürlich je nach der Tierart, der gewünschten ¥achstumsgeschwindigkeit und dergleichen.

¥enn die neuen Produkte im Futter verabreicht werden sollen, kann eine Futtermasse zubereitet werden, welche die üblichen ernährungshinsichtlich abgeglichenen Mengen an Kohlehydraten, Proteinen, Vitaminen und Mineralstoffen, zusammen mit nach der Erfindung hergestellten Verbindungen enthält. Diese üblichen Diätbestandteile sind Getreide, wie gemahlenes Getreide und Getreidenebenprodukte, tierische Proteinsubstanzen, wie solche, die sich in Fischmehl und Fleichkrabben finden, pflanz-/ liehe Proteine, wie Sojabohnenölmehl, Erdnußölmehl, Vitaminstoffe, wie Vitamin A- und D-Gemische, Riboflavinergänzungsstoffe und andere Vertreter des Vitamin B-Komplexes, ferner Knochenmehl und Kalkmehl zur Lieferung der Mineralstoffe. Eine übliche

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Futtermittelart zur Verwendung bei Rindern ist Alfaalfaheu und gemahlene Maiskolben, gewünschtenfalls zusammen mit Vitaminergänzungsstoffen.

Die nach der Erfindung herzustellenden Verbindungen können aus der folgenden Verbindung hergestellt werden.

Diese wird nachstehend als Gärungsöstrogensubstanz bezeichnet. Man oximiert die Ketogruppe und unterzieht die Verbindung anschließend der Beckmann¹sehen Umlagerung. Die hier verwendete Nomenklatur basiert auf der Verbindung der Gärungsöstrogensubstanz. Beispielswei se wird die durch Oximierunf» der Ketogruppe

dor erhaltene Verbindung nach der Erfindung, in ctataea die "beiden R-Substi tuen t en aus Alkyl bestehen, -iencctan als Dialkyl- und, wenn nur pin R aus Alkyl besteht, als Monoalkyl-GMrungsöstrogensubstanz-Oxim und Verbindungen mit reduzierter Olefinbindun^ nls Dihydro-Gfiruiigsüstrogensubstanz-Oxim bezeichnet. Die Oximgruppe kann durch Umsetzung der Gärungsöstrogensubstanz mit Hydroxy1-anunoniumchl ox'id oder einer dieses enthaltenden Reagenzlösung vorgenommen werden« Letztere wird durch Auflösen von 0,7 g Hydroxylammoniumchlorid in 10 ml Wasser, Zugabe von 0,3 g Triäthanolamin und Verdünnung auf 100 ml mit Xthanol zubereitet* Die Gärun^söstrogensubstanz wird in Mengen von 3 bis 10 mg zu

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5 ml des vorbereiteten Reagenz gegeben und unter Rückfluß auf einem Wasserbad etwa 1 bis ^3 Stunden auf eine Temperatur von zwischen etwa 70 und 75 C erhitzt.

Die Beckmann¹ sehe Umlagerung der GärungsöstrogensubstanzvOxime kann durch Behandlung des Oxims mit Phosphorpentachlorid in Äetherlösung durchgeführt werden. Dje Umlagerung tritt auch unter dem Einfluß von Borfluorid, Schwefelsäure, Alluminiumchlorid in Benzol, Chlorwasserstoff in Essigsäure öder Benzolsulf onylchlorid in Pyridin ein. Die Behandlung kann unter normalen Bedingungen oder beispielsweise bei Temperaturen von etwa 0 bis 100°C durchgeführt werden.

Verbindungen nach der Erfindung, in denen Λ aus -CII„-CH„- besteht, können durch Reduzieren der Olefinbindung und Oximieren und Umlagerung der erhaltenen Dihydro-Gärungsöstrogensubstanz in der oben angegebenen Weise gebildet werden. Die Reduktion der Olefinbindung kann beispielsweise durch Hydrierung in Gegenwart eines Metalls der Gruppe VITT, insbesondere PJatin oder Palladium auf einem geeigneten Katalysatorträger, ζ. Β. Holzkohle erfolgen. Im allgemeinen enthält der Katalysator etwa 0,01 bis 10^o des katalytischen Metalls. Der Katalysator wird im 'allgemeinen in einem Verhältnis zwischen etwa 0,02 und 2 g, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 und 0,5 g Katalysator je Gramm Garungsöstrogensubstanz gebraucht. Die Reduktion kann durchgeführt werden, während die Garungsöstrogensubstanz in einem geeigneten Lösungsmittel, ζ. Β. -\lkohol, besonders einem niederen Alkohol, wie 2-Propanol,

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Äthanol, Methanol usw. und Säuren, z. B. Essigsäure, suspendiert ist, und sie kann bei Umgebungstemperatur bzw. bei z. B. 15 bis hO C und Luftdruck durchgeführt xirerden, da nur die Gegenwart von Wasserstoff erforderlich ist. Die Anwendung von TlicnliMck, i. B. von etwa 1 bis etwa 100 atü ist jedoch zu bevorzugen.

Bei der Herstellung von Verbindungen nach der E_rfindung, in denen R aus Alkyl besteht, können übliche Alkylierungsmethoden benutzt werden, um das Fasserstoffatom in einer oder beiden OH-Gruppen des Benzolringes durch di· eine Alkylgruppe zu ersetzen. Alkylierte Gärungsöstrogeneubeiaverbindungen können nach der Erfindung beispielsweise durch Alkylierung der Gärungsöstrogenverbindungen, gewünschtenfalls Reduzierung der Olefinbindung, alsdann Oximierung und Umlagerung in der oben angegebenen Weise, hergestellt werden. Die Alkylierung kann durch Umsetzung mit den entsprechenden Dialkylsulfaten, z. B. Dimethylsulfat, Diäthylsulfat usw. zwecks Bildung der Dialkyl- oder einer Monoalkyl-Gärungsöstrogensubstanz erfolgen, wobei die Alkylgruppe den Wasserstoff der Hydmcylgruppe in Orthosteilung zur Estergruppe ersetzt. Auch kann eine Monomethyl-Gärungsöstrogensverbindung mit der Methylgruppe in Parastellung zur Estergruppe wahlweise unter Verwendung von Diazomethan hergestellt werden.

Die Gärungsöstrogensubstanz wird so bezeichnet, weil eine übliche Methode zu ihrer Herstellung in der Züchtung des Organismus Gibberella zeae (Gordon) gemäß Niederlegung bei der Northern Utilization Research and Development Division des Landwirtschaftministeriums der Vereinigten Staaten von Amerika

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unter der Nummer NRRL-2830 besteht.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. SLp ist jedoch hierauf nicht hinsichtlich der Ausgangsstoffe, Mengen und Verfahrensmaßnahmen beschränkt. Das erste Beispiel erläutert die Herstellung einer geeigneten Impfe, die den Organismus Gibberella zeae (Gordon) NRRL-2830 r.nthäit.

Beispiel 1

Eine Sporensandkultur von Gibberella zeae (Gordon) NRRL-2830 wurde aseptisch in ein steriles Rohr gebracht, das 15 Czapek¹s-Dox-Lösung und eine kleine Menge Agar enthielt. Dann wurde das Medium etwa 168 Stunden bei ungefähr 25 C bebrütet. Nach Ablauf der Bebrütungszeit wurde das Medium mit 5 sterilem entionisiertem Wasser gewaschen und in ein steriles Rohr übertragen, das 45 ml Czapek's-Dox-Lösung enthielt. Der Rohrinhalt wurde dann etva 96 Stunden bei ungefähr 25°C bebrütet, worauf das Material für die Impfung eines Gärmediums verfügbar war.

Das folgende Beispiel erläutert die Gärung des Organismus Gibberella Zeae (Gordon) NRRL-2830 unter Erzeugung von Gärungs* ostrogensubstanz.

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Beispiel 2

In einen Zweiliterkolben wurden 300 g fein zerteilter Mais gegeben. Der Kolben mit Inhalt wurde darauf sterilisiert und dann wurden I50 ml steriles entionisiertes Wasser zugegeben. Die Mischung im Kolben wurde dann mit Λ5 nil der gemäß Beispiel 1 hergestellten Impfe versetzt, und das Material wurde völlig durchgemischt. Dann wurde die Mischung etwa 20 Tage bei 25 C in einer Dunkelkammer in einer mit Wasser gesättigten Atmosphäre bebrütet.

Das folgende Beispiel erläutert die Gewinnung der Gärungsüstrogensubstanz aus dem Gärmedium.

Beispiel 3

Ein Anteil des gemäß Beispiel 2 vergärten Materials von. 300 g wurde in 500 mlentionisiertes Wasser gegeben und aufgeschlämmt. Dann wurde der Schlamm etwa I5 Minuten auf 75 C erhitzt, mit 300 g Filterhilfe versetzt und filtriert. Das feste abfiltrierte Material mit der anabolischen Substanz wurde darauf an der Luft getrocknet, und 333 g des trockenen Kuchens wurden dann mit 500 ml Äthanol extrahiert. Diese Verfahrensweise wurde noch dreimal wiederholt. Der Xthanolextrakt wurde zur Trocknung unter Vakuum eingedampft und lieferte 6,Sh g .festen Stoff. Letzterer wurde darauf in 20 ml Chloroform aufgelöst und mit 30 ml einer wässrigen Lösung, enthaltend 5 GewicÜFprozent Natriumcarbonat und eingestellt auf pH etva 11,2 extrahiert. Der Extraktions-

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prozeß wurde noch 7 mal wiederholt. DerpH-¥ert des Natriumcarbonatextraktes wurde dann>mit Salzsäure auf 6,2 eingestellt und lieferte einen anabolische Substanz enthaltenden Niederschlag. Der Niederschlag und der wässrige Natriumcarbonextrakt wurden darauf jeder wiederum mit 75 ml Äthyläther extrahiert. Dieser Vorgang wurde noch dreimal wiederholt und ergab eine hellgelbe ätherische"Lösung, die bei Eindampfung zur Trockne l60 mg feste anabolische Substanz lieferte. Dieses Material wurde dann einer mehrfachen Übertragungsgegenstromverteilung unter Verwendung von 100 Röhren und eines Lösungsmittelsystems unterzögen, das aus zwei Teilen Chloroform und zwei Teilen Tetrachlorkohlenstoff als unterer Phase und vier Teilen XKJCKXKh±Bxkak±KHXJCB££ Methanol und ein Teil Wasser als oberer Phase bestand. Alle Teile beziehen sich auf das Volumen. Das aus der mehrfachen Übertragungsgegenstromverteilung erhaltene feste Material bestand aus Gärungsöstrogensubstanz.

Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung von Dihydrodimethy1-Gärungsüstrogensubstanz-Oxime.

Beispiel h

Gärungsüstrogensubstanz in Essigsäure uurde zur Herstellung von Dihj'dro-Gärungsöstrogensubstanz bei Zimmertemperatur in Gegenwart von PdO unter einem Vasserstoffdruck von etwa

3,16 kg/cm (5^ psi) katalytisch reduziert. Die erhijltene Dihydro-Gärungsöstrogensubstanz wurde in einer Mischung von Natronlauge und ¥as.ser aufgelöst und unter Rühren

mit Dimethylsulfat- versetzt. Die so hergestellte Dihydro-

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Dimethyl-Gärungsöstrogensubstanss wurde dann wir folgt oximiert: 3,5 g Hydroxylanunoniumchlorid wurde zu einer Lösung von 2,65 g Dihydro-Dimethgrl-Gärungsöstrogensubstanz in 50 ml Äthanol und 40 ml Pyridin gegeben. Die klare Lösung wurde 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt und auf ein Volumen von 5 bis 10 ml eingedampft. Dann wurden 25 ml Wasser zugegeben,und die wässrige Mischung wurde mit Benzol extrahiert. Der getrocknete Extrakt wurde zur Trockne eingedampft, um 2,99 S fines klebrigen weißen Stoffes zu ergeben. Kristallisation dieses Produktes aus einer Mischung von 10 ml Wasser und 15 ml Äthanol ergab 1,2 g Material, das bei 126 bis 128° schmolz. TJmkristallisation von 65 mg dieses Material aus wässrigem Äthanol lieferte 43 mg Dihyidro-dimethyl-Gärungsöstrogensubstanz-Oxime, mit einem Schmelzpunkt von I30 bis 132 C aus folgender Analyse;

Berechnet für (C_2QH HO₅) gefunden

$c 66,10

$H 8,Ok

ps 3,85

Eine durch ein Eisbad gekühlte Lösung von 0,4 g Dihydro-dieethyl-Gärungsöstrogensubstanz-Qxim in 200 ml Äther wurde zu einer kalten Lösung von 4,8 g PCl₅ in 200 ml Äther gegeben. Die Mischung wurde auf einem Eisbad eine Stunde lang und dann zwei Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Die kXare Lösung wurde über Nacht bei Zimmertemperatur stehengelassen. Dann wurde die Lösung unter Rühren in 6OO ml Eiswasser gegeben. Zum Ausspülen des Kolbens wurden 50 ml Chloroform verwendet. Nach weiteren^ 20 Minuten

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OBlGlHAL

66	,52
8	,03
3	,91

langen Rühren wurden die Schichten getrennt^ und die wässrige Schicht wurde mit Chloroform weiter extrahiert. Die getrocknete Äther-ChHoroformlösung wurde zur Trockne eingedampft.

Eine zweite Umsetzung*wurde wie=im vorstehenden Absatz durchgeführt^ und die beiden Produkte wurden vereinigt, μιη 8,5 g amorphes Material, Dimethyl-dihydro-&ärungs"strogensubstanz-Lactain mit einem Schmelzpunkt von 119 bis 12X C und folgender Formel zu ergeben.

CH₃O

Eine DünnschichtChromatographie zeigte, daß dieses Material sehr rein war. Ein Tnfrarotspektrum des Materials bestätigte das erwartete Iac tarn-La et on. Die Analyse, zeigte d 3 > &3% N gegenüber theoretisch 3»85/o N.

Beispiel 5

Dihydro-Grärungsöstrogensubstanz-Oxim wurde unter Befolgung des Beispieles 4 jedoch unter Fortlassung der Alkylierung herge- i steliyund dann durch Behandlung mit einer Lösung von Boriluorid in Äther »umgelagert, um eine Verbindung-gemäß der Erfindung zu ergeben, worin R aus Wasserstoff und A aus -Cg₂-CH₂- bestehen«

0 0 9 8 3 27 1 8 S1 BAD

Beispiel· 6

Dihydrodiäthyl-Gärungsöstrogensubstanz-Oxim wurde unter Befolgung der Maßnahmen des Beispiels k hergestellt, jedoch wurde die Diäthylsulfat anstelle Dimethylsulfat eingesetzt, und dann lv'urde durch Behandlung mit einer Phosphorpentachloridlösung im Äther umgelagert, um eine Verbindung nach der Erfindung zu lie-. fern, worin R aus Xthyl und Λ aus -CH₂-CH₂- bestehen.

Das folgende Beispiel erläutert die Oximierung und Umlagerung von Gärungsöstrogensubstanz. "

Beispiel 7

Eine Hydroxylammoniumchlorid-Lcisung wird dtirch Auflösen von 0»7 g Hydrox3⁾'laiiimoniumchlorid in 10 ml -Yasser, Zugabe von 0»5 g Triethanolamin und Verdünnung auf 100 ml mit Xthanol zubereitet. Die Gärungsöstrogensubstanz wird in Mengen von 3 bis 10 mg zu 5 ml des vorbereiteten Reagenz gegeben und

bi" unter Rückfluß auf einem Wasserbad etwa. 1 laai- ^ Stunden auf eine Temperatur zwisschen etwa 70 und 75 C erhitzt. Nnch der Abkühlung vnrden 3 Tropfen Tndikntor (0,If^ Bromphenol—blau in 20^j wässrigem Äthanol ) zugesetzt, und überschüssiges Triäthanolaminc wird mit 0,02 π Salzsäure zurücktitriert. Das Äquivalent gewicht ergibt sich aus:.E = a.1000. Dabei

b .n

setzen a-Gramm Gärungsöstrogensubstanz eine Säureinenge entsprechend b-ral Base von der Xormnlität η frei. ΐΓβηη man diese.= Verfahren auf insgesamt 33 mg Gärungsöstrogensubstanz anwendete,

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zeigt sich ein Äquivalentgewicht der Gärungsöstrogensubstanz von328, was bedeutet, daß die Gärungsöstrogensubstanz eine in Oxim umwandelbare Carbonylgruppe besaß.

Die Verdünnung der Titrationsmischungen mit Wasser lieferte zwei Kristallernten:. Ernte A, 12,9 mg Produkt mit einem Schmelz punkt von 200 bis 202°C und Ernte B, 19,9 mg eines Produktes mit einem Schmelzpunkt von 201 bis 203°C. Die Ernten Λ und B wurden vereinigt und aus einer Mischung von 10 ml Äthanol und 20 ml !fässer umkristallisiert und ergaben 23 mg Gärungsöstrogen substanz-Oxim mit einem Schmelzpunkt von 202,5 bis 205,5 C und folgender Analyse:

Berechnet für (c _gH 0 N) gefunden

6h	,84	63	,62
6	, 95-	7	,05
h	.20	h	,15

Das Gärungföstrogensubstanz-Oxim wurde entsprechend den Angaben des Beispiels 5 umgelagert, um Gärungsö.strogensubstanz-Lac^tam, eine Verbindung nach der vorliegenden Erfindung zu liefern, worin A aus -CH=CH- und R aus Wasserstoff besteht.

Beispiel 8

Gemäß der Arbeitsweise des Beispiels 7 wurden bei Verwenduni', von '49I mg Gärungsöstrogensubstanz 5θ4 mg eines Produktes mit einem Schmelzpunkt von 207 bis 209°C erhalten, das aus einer

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■- ^: ' BAD ORlGfNAL

Mischung von 20 ml Äthanol und 25 ml Vasser umkristallisiert ' wurde, um 357 mg Gärungsöstrogensubstanz-Oxim mit einem Schmelzpunkt von 210 bis 211 C und folgender Analyse zu ergeben:

Berechnet für (G_lgI	I₂₃O₅N)	gefunden
64,84		64,91
6,95		6,97
4,20		4,22

$ C
£ II
£ N

Das Gärimgsöstrogensubs tanz—Oxim wurde nach der Arbeitsweise des Beispiels 5 umgelagert.

Beispiel 9

Dimethyl-Gärungsöstrogensubstanz-Oxim wurde durch Umsetzung von Gärungsöstrogensubstanz mit Dimethylsulfat in alkalischer Lösung, Oximierung und Umlagerung gemäß Beispiel 4 hergestellt.

Beispiel 10

Sechs Stück Rindvieh wurden mit einer täglichen Fütterration enthaltend eine Mischung von AIfaalaheu und gemahlenen Maiskolben mit 1 bis 20 Unzen Gärungsöstrogensubstanz-Lactam auf. 100 Pfund Ration gefüttert.

Beispiel 11

Sechs Stück Rindvieh wurden mit einer Tagesration enthaltend eine Mischung von Alfaalfaheu und gemahlenen Maiskolben mit 1 bis 20 Unzen Dihydrodimethyl-Gärungsöetrogensubstanz-LactaiB auf 100 Pfund Ration gefüttert. 009832/1851

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit östrogenaktivität zur Steigerung des Wachstums fleischerzeugender Tiere von der Formel

R-

worin A die Bedeutung von -CH=CII- oder -CII₀-CH₀- hat und R \ Wasserstoff oder niederes Alkyl bedeutet, daduich gekennzeichnet,

daß man eine Verbindung der Formel
OH

⁼⁰

an der Ketogruppe in die Oxinigruppe umwandelt und anschließend einer Beckniannschen Umlagerung unterzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Olefinbindung der Ausgangssubstanz beispielsweise durch katalytische Hydrierung reduziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide Tiasserstoffatome in den OH-Gruppen der '.usgangssubstanz durch Alkylgruppen «rsetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ^ zunächst die Alkylierung der OH-Gruppen, dann die Reduzierung der Olef inbindung und darauf die Oximbildung an der Ketogruppe

und Umlagerung vornimmt. .-.-■"■

5· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylierung an der HydnBcylgruppe in OrthostelXung zur Estergruppe und gegebenenf-ills auch in der zweiten Hydroxylgruppe mittels Dialkylsulfat vorgenommen irrird.

Vi^; 009832/1851

6. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylierung an der Hydroxygruppe in Farasteilung zur Estergruppe mittels Diyzomethan durchgeführt wird.

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