DE2027949A1 - Verfahren zur Herstellung von Steroidglykosiden - Google Patents

Description

FARBWERKE H(DEGHST AG. , vormals Meister Lucius & Brüning

Aktenzeichen:

HOE 70/F O95

Datum: 5. Juni I970

Dr. HG/kä

Verfahren g'.ur Hers teilung von Steroidglykosiden

Es ist bereits bekannt, Stcroidalkohole mit acylierten
Halogenglykosiden in Gegenwart von Silbercarbonat als
Säureacceptor unter gleichzeitiger Entfernung von hierbei sich bildendem Wasser' zu den acylierten Steroidglykosiden umzusetzen (C, Meystre, K. Mieseher, HeIv. Chim. Acta 27, 231

Die Ausführung dieser Reaktion ist jedoch umständlich und führt nur zu mäßigen Ausbeuten.

Es \ffurde nun gefunden, daß man Steroid-glykoside der all
gemeinen Formel I ·

OR

0-

H-C-OR H-C-OR H-C-OR

H-C

in der R einen Steroidrest der 3-Hydroxy-Reihe» R Wasserstoff, einen aliphatischen oder aromatischen Acylrest und

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— 2 ■»

HOE ΤΟ/Γ 095

R ein Wasserstoffatom, einen Methyl- oder AthyIrest oder

111

oder CHOR-CH₂OR bedeuten, dadurch her-

die Reste CH OR

stellen kann, daß man 3-Hydroxy-Steroide der allgemeinen Formel II ·

R-OH

II

in der R den Androstanyl(3)-, Pregnanyl(3)~» Spiranyl(3)~, Cardanyl(3)-, Bufanyl(3)-rest bzw. deren 4,5- oder 5,6-Dehydro-derivate bedeutet, mit O-Acylglycosyl-haliden der allgemeinen Formel II

H-C

H-C-OR

H-C-OR

H-G-OR

I
H-C

■0-

III

12 1

in der R und R die obige Bedeutung haben, wobei R jedoch nicht Wasserstoff ist, und X ein Halogenatom bedeutet, in Gegenwart von Silbersalzen von aliphatischen oder aromatischen CC-, ß- oder j^-Hydroxy-carbonsäuren und

von niedermolekularen Dialkyläthern als

Lösungsmittel umsetzt und gegebenenfalls die Steroid- . acyl-glykoside der allgemeinen Formel I, in der R Acylreste bedeutet, anschließend alkalisch verseift.

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- 3 ■:■- HOE 70/P O95

Als Steroidalkohole kommen beispielsweise folgende Verbindungen in Betracht: 3-Hydroxy-Derivate der.Cholestan-oder Spiranreihe , ferner 3oC -Hydroxy-c ar denolide bzw. 3-Hydroxybufadienolide der 5oC-H-, 5ß-H-, ZA - bzw» Δ -Reihe,wie zum Beispiel Cholestanol, Koprostanol, Tigogenin, Cholesterin, ■Δ . -Cholestenol, Digitoxigenin,.Canarigenin, Uzarigenin, Scillarenin, Bufalin, 3ß-Hydroxy-i40C-carda-il ,20(22)-dienolid.

Als Acyl-glycosyl-halide können zum Beispiel verwendet werden: oC-Acetobrom-D-glucose, OC-Acetobrom-D-galaktose, ß-Acetobrom-D-arabinose.

Beispielsweise werden die Silbersalze von folgenden Hydroxycarbonsäuren verwendet;

öC -Hydroxy-methyl-äthylessigsäure, J^-Hydroxybuttersäure, J" -Hydroxy- γ-phenyl-buttersäure, !"-Hydroxy- j"-lnethylvaleriansäure » ß-Hydroxybuttersäure, ^"-Hydroxy-valeriansäure und Salicylsäure»

Als niedermolekulare Dialkyläther können symmetrische oder unsymmetrische Dialkyläther mit bis zu 3 C-Atomen im Alkylrest verwendet werden. .

Die Reaktion wird vorzugsweise in Diäthyläther, gegebenenfalls auch unter Zusatz von etwas Methylenchlorid, bei Temperaturen zwischen -3O⁰ und +35° C in heterogener Phase durchgeführt. Die Reaktionsdauer kann zwischen 30 Minuten und 12 Stunden liegen.

Bezogen auf eingesetztes Steroid werden vorzugsweise 2,5 Moläquivalent O-Acyl-glycosyl-bromid und 2,75 Moläquivalent Silbersalz der Hydroxycarbonsäure zur Reaktion gebracht. Vorteilhaft wird in eine Mischung des Steroids

* und 3ß-

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• - k - HOE 70/F O95 .

mit dem Silbersalz und Acyl-glycosyl-halid absoluter Äther unter Rühren hineindestilliert. Die Äthermenge soll möglichst nicht mehl" als 15 ml für .1 mMol eingesetztes Steroid betragen. Das O-Acylglycosylbromid und das Silbersalz können auch zu gleichen Teilen portionsweise zur gerührten Lösung bzw.. Suspension des Steroids eingetragen werden oder man ' kombiniert beide Möglichkeiten.

Die Aufarbeitung geschieht zweckmäßig in der Weise, daß man von den unlöslichen Silbersalzen abfiltriert und zweckmäßig

ψ mit Methylenchlorid nachwäscht. Der nach dem Einengen des Methylenchlorid-Extraktes erhaltene Rückstand kann zum Bedspiel durch Chromatographie, vorzugsweise an Kieselgel, gereinigt werden. In manchen Fällen, insbesondere bei Verwendung von Silbersalicylat, entsteht neben den Verbindungen dex" Formel I nebenher ein Teil der Produkte in Form von Acyl-1,2-orthoacetyl-glykosiden. Diese können entweder durch Umlagerung in die Verfahrensprodulcte umgewandelt werden, wobei man mit Quecksilber- oder Kupferbromid in polaren Lösungsmitteln, vorzugsweise Nitromethan oder Acetonitril, behandelt . Der nebenher entstandene Orthoester kann auch durch saure Hydrolyse in das Ausgangssteroid zurück-

^ verwandelt werden. Hierfür wird das Reaktionsgemisch nach Abtrennen der unlöslichen Silbersalze mit verdünnten Säuren, vorzugsweise in Gegenwart von mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln, behandelt und dadurch in das Aglykon und die entsprechenden Acetylhexosen oder -pentosen gespalten. Der so zurückgewonnene Steroidalkohol kann dann erneut in den Reaktionszyklus eingesetzt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik durch signifikanthöhere Ausbeuten

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aus. Darüber hinaus ist die Darstellung von Glykosiden der . /\ -3-Steroidalkoholreihe erstmalig und mit präparativ ausreichenden Ausbeuten möglich. Unter den bekannten Bedingungen zur Glykosiribildung, z.B. nach Königs/Knorr, tritt bei dieser Verbindurigsklasse fast ausschließlich nur ΖΛ -Dienbildung neben Orthoesterbxldung auf.

Die erhaltenen Glykoside zeichnen sich, soweit sie der Cardenolid- und Bufadienolidreihe angehören, durch wertvolle cardiotonische Wirkungen aus und können als positiv inotrop wirkende Herzmittel Anwendung finden. Die Verfahrensprodukte können auch als Zwischenprodukte zur Herstellund von Arzneimitteln Verwendung finden.

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- 6 - HOE 70/F 095

Beispiele

a) Darstellung von kristallinem Silber- i-^-hydroxy-valeriat

Zu einer Lösung von 12,5 g MaOH in 10 ml Wasser wurde ein Gemisch von 25 g v-Valerolacton und 12,5 ml Äthanol unter Rühren langsam zugetropft. Anschließend erhitzte man noch 30 Minuten unter Rückfluß. Die Lösung wurde am Rotationsverdampfer zur Sirupkonsistenz eingeengt und anschließend in 375 ml destilliertem Wasser gelöst. Mit HNO stellte man den p„-Wert auf 7 ~ 8· 50 g Silbernitrat wurden ebenfalls in 375 ml destilliertem Wasser gelöst, beide Lösungen wurden auf 65 C erwärmt, im Dunkeln vereinigt und die braune Lösung heiß abfiltriert. Nach langsamem .Abkühlen bis auf 0 C filtrierte man ab und trocknete den Filterrückstand im Vakuum über Phospliorpentoxyd. Es werden 30,9 g kristallisiertes Silber- vMiydroxyvaleriat erhalten.

b) Darstellung von Silbersalieylat "

5,2 g Salicylsäure wurden in 40 ml Äthanol gelöst und mit konzentrierter Natronlauge neutralisiert. Hierzu tropfte man eine Lösung von 6,8 g Silbernitrat in 2O ml Äthanol/ Wasser 1:1. Der gebildete Niederschlag wurde abgesaugt mit Äthanol und Äther gewaschen und im Vakuumexsilcator über Phosphorpentoxyd getrocknet. Es werden 7*0 g Silbersalieylat erhalten.

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' - 7 - HOE 70/F O95 Beispiel 1 Tif;ofi;envl-2 ,3,^1,o-tetraacetyl-ß-D-glucopyranosid

In einem trockenen, lichtgeschützten 50 ml Kolben werden 0,832 g (2 mMol) Ti<gogenin, 1,028 g (5 mMol) oC-Acetobromglucose und 1,24 g (515 mMol) Silber- ^-hydroxy-valeriat eingewogen. Nach Zugabe von 30 ecm Diäthyläther bei -I5 C wix'-d 2 Stunden lang bei -10 C und unter langsamem Anwärmen auf 20 C weitere 6 Stunden gerührt. Nach dem Abfiltrieren der ausgefallenen Silbersalze und dem Vaschen des Filterrückstandes mit Methylenchlorid werden die vereinigten Filtrate im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird an 300 g Kieselgel mit dem Laufmittel Petroläther (60 - 80 )/Aceton 9 5 1· chromatographiex-t. Man erhält 967 mg Tigogenyl-2,3>4,ö-tetraacetyl-ß-D-glucopyranosid (65 # d.Th.). Schmelzpunkt I96 - 198° C nach dem Umkristallisieren aus Xther/Hexan.

° = -5*1,3° (c = 1,0; Chloroform)

Beispiel 2 TxKogenyl-ß-D-glucopvranosid

Wie in Beispiel 1 beschrieben, werden 3,26 g (7,8 mMol) Tigogenin, 5,h g Silber-j'-hydroxy-valeriat und 8,05 g (19,5 mMol) Acetobromglucose in 120 ml trockenem Xthex- miteinander umgesetzt. Der nach dem Abfiltrieren des Silberbromids und nach Eindampfen des Filtrats erhaltene Rückstand wird in 195 ecm absolutem Methanol gelöst und nach Zugabe von 55 ml 0,1-methanolischer Natriummethylatlösung 5 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann wird mit

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3OO ml Wasser versetzt und je dreimal mit ca. 50 ecm Chloroform ausgeschüttelt. Die Chloroformextrakte werden im Vakuum zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird mit heißem Benzol zwei- bis dreimal ausgeschüttelt, wobei nicht umgesetztes Tigogenin herausgelöst wird. Nach Filtration und Auswaschen mit Benzol löst man das Glucosid mit Chloroform/Methanol aus dem Filterrückstand heraus. Nach dem Einengen im Vakuum und Umkristallisieren aus Methanol erhält man 2,63 g (58 $ d.Th») Tigogenyl-ß-D-glucopyranosid vom Schmelzpunkt 267 - 2?0° C.

- ■

- -72° (c = O_tk5\ Äthanol/Chloroform 1 s 1)

Beispiel 3 ' -* " ·

TJKOgenyl-2 ,3,^, 6-tetraacetvl-ß-D-glucopyranosid

83^+ mg Tigogenin und 1,028 g Acetobromglucose werden in üblicher Weise (siehe Beispiel 1) in Gegenwart von 1,25 S Silbersalicylat bei -10 C 8 Stunden lang glucosidiert.

Nach der üblichen Aufarbeitung wird der erhaltene Eindampfrückstand in Benzol/Methylenchlorid 1 : 1 gelöst und dreimal mit 5 $iger Natriumbicarbonatlösung ausgeschüttelt. Die eingeengte organische Phase filtriert man zur Abtrennung der | Zuckerderivate in Benzol/Methylenchlorid 1 : 1 über eine ■

Säule von 100 g Al_p0 (Akt.Stufe IV), wäscht mit 5OO ml j

nach und engt ein. ' ;

Der Rückstand enthält das gesamte Glykosid, den Orthoester, ; wenig Aglykon und etwas Tigogeninacetat. Man löst den Rückstand in 15 ml trockenem Nitromethan und erhitzt zum langsamen Destillieren. Nach Entfernen aller Feuchtigkeit

• /9 109851/1772

• - 9 "-■ HOE 70/F O95

setzt man 25 mg Quecksilber-(II)-bromid hinzu und erhitzt Stunden weiter. Die Reaktionsmischung wird eingeengt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, chromatographisch an Kieselgel aufgetrennt. Mari erhält 1,Oh g Tigogenyl-2,3>^>6-tetraacetyl-ß-D~glucopyranosid (70 ^), I68 mg Tigogeninacetat (20 $) und 65 mg Tigogenin (8 $).

Beispiel h Cholesteryl-2,3,4.o-tetraacetyl-ß-D-glucopyranosid

a) ITh mg Cholesterin werden, wie in Beispiel 1 für Tigogenin beschrieben, mit 1,028 g OC-Acetobromglucose und 1,2h g Silber- y'-hydroxy-valeriat in 30 ecm Äther bei -10 C bis +20 C 8 Stunden lang umgesetzt. Nach Auftrennung des Reaktionsgemisches an 200 g Kieselgel mit dem Laufmittel Petroläther/Aceton 10 : 1 werden 802 mg (57 $) Cholesteryl 2,3 j ^l >ö-tetraacetyl-ß-D-glucopyranosid vom Schmelzpunkt I65⁰ - 168° C,

/*oc7^° - -25,3° (c = 0,98; Chloroform),

260 mg nicht umgesetztes Cholesterin und 62 mg 3-Acetyl-" cholesterin erhalten.

b) 773 mg Cholesterin und 1,028 g Acetobromglucose werden, wie in Beispiel 3 beschrieben, in Gegenwart von 1,35 g Silbersalicylat umgesetzt. Nach der analogen Aufarbeitung erhält man 872 mg (61 #) Cholesteryl-2,3, *l·,6-tetraacetyl-ß-D-glucopyranose, 206 mg (zh $) Cholesterinacetat und 78 mg (1O $) Cholesterin.

. /10

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HOE ΤΟ/Ρ 095

Beispiel 5

Tigoffenyl-2,3,4, o-tetraacetyl-ß-D-galaktopyranosid

¥ie in Beispiel 1 beschrieben, setzt man bei ~10 C 5.0Ί. nig; (1,2 mMol) Tigogenin, ΙΙ62 mg (2,8 mMol) cC-Acetobromgalaktose und 87O mg Silber- v'-hydroxy-valeriat mit 20 ml Äther um. Nach üblicher Aufarbeitung und Auftrennung erhält man neben 260,8 mg (52 ^) unumgesetztera Tigogenin 313.7 mg (36 $) Tigogenyl-2,3_i4_s6-tetraacetyl-ß-D-galaktopyranosid. Schmelzpunkt 270 C (aus Methanol).

° = -43,8° (c = 1,0; Chloroform).

Beispiel 6

Tigogenyl-2,3,4-trlacetyl-oC-D-arabinopyranosid

Aus 500 mg (1,2 mMol) Tigogenin, 1152 mg (3,4 mMol) ß-Aceto brom-D-arabinose und 87O mg (3,8 mMol) Silber-^"»hydroxyvaleriat, umgesetzt nach Beispiel 5, erhält man kj8 mg (61 Tigogenyl-2,3>4-triacetyl-oc-D-arabinopyranosid vom Schmelz punkt 223° C (aus Methanol),

° = -51,4° (c = 1,0; Chloroform),

Tigogenin-acetat und 95 mg (i9

neben 98 mg (17
Tigogenin.

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11 _ HOE 70/P 095

Beispiel 7

774 mg Cholest-4- en-3ß-ol setzt man analog, wie in Beispiel 1 beschrieben, in Gegenwart von Silber- T^hydroxy-valeriat

g) mit 1,028 g Acetobromglucose in 30 ecm Diäthyläther

bei -10 C um. Nach üblicher Auftrennung erhält man 515 (36 #) Cholest-4-en-3ß-ol-(2,3,4,6-tetraacetyl-ß-D-glucopyranosid) vom Schmelzpunkt 95 - 97 C,

^° = +17,6° (c = 0,92; Chloroform),

neben 287 mg Cholesten-3,5-dien (48 ^) und 81 mg Cholest 4-en-ol .(10,5 56)

Beispiel 8

3ß-(2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-ß-D-ßlucopyranosyloxy)-i4oc-carda-4.20(22)-dienolid

534 mg 3ß-Hydroxy-i4oC-carda-4,20(22)-dienolid, 615 mg OC-Acetobromglucose und 4O5 mg kristallines Silber- ]fhydroxy-valeriat werden mit I5 ml Äther/Metliylenclilorid (3 s 1) 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend setzt man portionsweise ein Gemisch von 1,23 S oC-Acetobromglucose und 810 mg Silbersalz während weiterer k Stunden zu. Nach Rühren über Nacht filtriert man ab und wäscht mehrfach mit Methylenchlorid nach.

Die dünnschichtchromatographische Prüfung einer Probe dieser ■ Lösung an Kieselgel G mit Petroläther/Aceton (3 ϊ 1) oder Methylenchlorid/Aceton (94 : 6) zeigt etwa eine 60 - 70 $ige'. Umsetzung des Aglykone, wobei das entsprechende Glucosid und der Orthoester im Verhältnis 1:1 angefallen sind. Daneben

• finden■

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12 - HOE ΤΟ/Γ

sich neben Tetraacetyl-glucose, der Glucosyloxy-valeriansäure und der 1-(Glucosyloxy-valeroyl)-glucose zwei unpolare Produkte, die aus dem Aglykon entstanden sind.

. Die Methylenchlorid/Äther-Lösung (1OO ml) des Reaktionsansatzes wird zur Zerstörung des Orthoesters mit 10 ml Wasser, 1 ml 0,2 η HCl und soviel Aceton versetzt, bis Einphasigkeit erreicht wird. Nach 2 Stunden wird die Lösung zweimal mit 5 $iger Natriumbicarbonat-Lösung und einmal mit Wasser ausgeschüttelt und eingeengt. Die Dünnschichtk Chromatographie zeigt, daß der Orthoester quantitativ zersetzt und daß die Glueοsyloxy-valerian-säure (sowie die Hydroxy-valerian-säure) entfernt sind.

Der Rückstand (etwa 2 g). wird an 230 g SiO₀ mit Methylenchlorid/3 $igem Aceton chromatographiert* Es werden erhalten: 220 mg (21 $>) 3ß-(2,5,4,6-Tetra-O-acetyl-ß-D-glucopyranosyloxy)-i4oC-carda-4,20(22)-dienolid vom Schmelzpunkt 175 178° C (aus Äther/Petroläther),

= +5.0° (c = 0,5j Chloroform), neben 256 mg (h8 <fi) Ausgangsaglykon.

Beispiel 9
■ pigitoxigenyl-2,3 *k, 6-tetra-O-acetyl-ß-D-glucopyranosid

207 mg Digitoxigenin, 595 mg oC-Acetobromglueose und 370 mg kristallines Silber-^-hydroxy-valeriat werden in 3 ml eines Gemisches Äther/Methylenchlorid (3 : 1 )4 Stunden gerührt. Es wird dann vom festen Rückstand abfiltriert, mit Aceton und Methylenchlorid nachgewaschen, eingedampft und zur besseren

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- 13 - HOE 70/F

Auf tr ermb arke it mit 6O ml Pyridin/Ac et aixhydr id 2:1 acetyliert (15 Stunden). Es wird nochmals eingedampft. Reste von Pyridin entfernt man durch, mehrmaliges Abdampfen mit Toluol. Den Rückstand trennt man an Kieselgel mit dem Laufmittel Methylenchlorid/Aceton 96 : k. Ausbeute an Glucosid: 120 mg (3I $) vom Schmelzpunkt I62 - 165 C (aus Aceton/Hexan),

° = -5,1° (e = 0,9; Chloroform).

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Claims (1)

1. HOE 70/F 095

   Patentanspr u^e h

   Verfahren zur Herstellung von Steroid-glykosiden der allgemeinen Formel I

   OR

   H-C-I

   H-C-OR H-C-OR¹ H-C-OR¹ H-C

   0-

   in der R einen Steroidrest der 3"Hydroxy-Reihe, R Wasserstoff, einen aliphatischen oder aromatischen Acylrest und R_p ein Wasserstoffatom, einen Methyl- oder Äthylrest oder

   ι 11

   die Reste CH₂OR oder CHOR-CH₂OR bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man 3-Hydroxy-Steroide der allgemeinen Formel II

   R-OH

   II

   in der R den Androstanyl(3)~> Pregnanyl(3)™, Spiranyl(3)-_S Cardanyl(3)"» Bufanyl(3)^rai"est bzw· deren k_f3°" oder 5>6-Dehydro-derivate bedeutet, mit O-Acylglycosyl-haliden der allgemeinen Formel III

   H-C

   H-C-OR¹ H-C-OR¹ H-C-OR¹

   H-C--

   ■ 0-

   III

   - 15 - HOE 70/P

   12 1

   in der R und R die obige Bedeutung haben, wobei R jedoch nicht Wasserstoff ist, und X ein Halogenatom bedeutet, in Gegenwart von Silbersalzen von aliphatischen oder aromatischen cC-, ß- oder ^Hydroxy—carbonsäuren und von niedermolekularen Dialkyläthern als Lösungsmittel umsetzt und gegebenenfalls die Steroid-acyl-glykoside der Formel I, in de
   alkalisch verseift«

   der Formel I, in der R Acylreste bedeutet, anschließend

   109851/1772