DE2460657B2 - Verfahren zur Herstellung von Steroidalkyläthern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Steroidalkyläthern

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Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Steroidalkyläthern aus den entsprechenden, phenolische Hydroxylgruppen enthaltenden Steroiden.
Im allgemeinen werden Steroide mit phenolischen Hydroxylgruppen dadurch veräthert, daß man das Ausgangssteroid in einer Lösung einer Base in Wasser und/oder einem Alkohol löst oder suspendiert und anschließend ein Dialkylsulfat zugibt. Bei der Zugabe des Dialkylsulfats zu einer stärker konzentrierten Lösung der Base erfolgt bevorzugt eine Verseifung des Dialkylsulfats, es bilden sich große Mengen an anorganischem Sulfat als Nebenprodukt und der Steroidäther wird in einer Ausbeute von lediglich 50 bis 70 Prozent d. Th. erhalten, selbst wenn die Base und das Dialkylsulfat in großem Überschuß verwendet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorstehend beschriebene herkömmliche Verfahren so zu verbessern, daß geringere Mengen an Dialkylsulfat eingesetzt werden müssen, die Umsetzung in nahezu quantitativer Ausbeute verläuft und somit die Steroidalkyläther in hoher Reinheit anfallen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem Befund, daß bei der Umselzung von eine phenolische Hydroxylgruppe enthaltenden Steroiden mit Dialkylsulfaten, bei der zunächst das Ausgangssteroid mit dem Dialkylsulfat in einem Wasser enthaltenden Alkohol als Lösungsmittel gemischt und sodann mit einer Base versetzt wird, die Ausbeute an Steroidalkyläther auf etw;i 70 bis 97 Prozent d. Th. gebracht werden kann. Dieses Verfahren hat jedoch noch folgende Nachteile:
(1) Es sind mindestens 20 Äquivalente Dialkylsulfat und Base pro Äquivalent Ausgangsstcroid erfor
derlich, um diese Ausbeute zu erzielen;
(2) Die Durchführung der Umsetzung in homogener Phase ist wegen der geringen Löslichkeit des Ausgangssteroids schwierig zu erreichen, und die erhaltenen Steroidalkyläther bilden im Reaktionsgemisch eine hochkonzentrierte Aufschlämmung;
(3) Die Reinheit der erhaltenen Steroidalkyläther beträgt höchstens etwa 95 bis 97 Prozent d. Th, so daß diese Verbindungen weiter gereinigt werden
in müssen.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß sich dieses Verfahren noch weiter verbessern läßt, wenn die Base oder eine Lösung der Base zur Lösung des Ausgangssteroids und Dialkylsulfats oder ein Salz des
Ausgangssteroids mit einer Base oder eine basische Lösung des Ausgangssteroids zum Dialkylsulfat in Gegenwart eines hydrophilen cyclischen Äuiers oder Ketons als Lösungsmittel gegeben wird, das den Steroidalkyläther leicht löst Das hydrophile Lösungs-
ίΐ mitte! dient zum Auflösen der Base und/oder des Dialkylsulfats und/oder des Ausgangssteroids. Nach diesem Verfahren lassen sich die Steroidalkyläther in hoher Reinheit und praktisch qualitativer Ausbeute unter Verwendung wesentlich geringerer Mengen an
2i Dialkylsulfat herstellen und die vorgenannten Schwierigkeiten des herkömmlichen Verfahrens vermeiden.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Steroidalkyläthern durch Umsetzen der phenolischen Hydroxylgruppe des Ausgangsste-
jn roids mit einem Dialkylsulfat in Gegenwart einer Base, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines hydrophilen cyclischen Äthers und/oder eines Ketons als Lösungsmittel durchführt und entweder die Base zum Ausgangssteroid und Dialkylsul-
Γ) fat oder das Ausgangssteroid und die Base zum Dialkylsulfat gibt.
Vorzugsweise wird im erfindungsgemäßen Verfahren die Base zu einer Lösung des Ausgangssteroids und Dialkylsulfats im hydrophilen Lösungsmittel gegeben,
an oder die Base und das Ausgangssteroid werden im hydrophilen Lösungsmittel gelöst und zu einer Lösung des Dialkylsulfats im hydrophilen Lösungsmittel gegeben. Spezielle Beispiele für die im erfindungsgemäßen Verfahren als hydrophile Lösungsmittel verwendbaren
4-, cyclischen Äther sind Dioxan, Tetrahydrofuran, Methyltetrahydrofuran und Tetrahydropyran. Spezielle Beispiele für die Ketone sind Aceton und Methyläthylketon. Vorzugsweise werden Tetrahydrofuran, Dioxan. Aceton und Methyläthylketon und deren Gemische
in verwendet. Das Lösungsmittel wird im allgemeinen in einer Menge von mindestens 0,5 Gewichtsteilen, vorzugsweise I bis 30 Gewichtsteile je Gewichtsteil Ausgangssteroid verwendet. Die erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmittel können noch andere
,-, organische Lösungsmittel enthalten, die vorzugsweise hydrophiler Art sind, wie Alkohole.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Veretherung in einer Ausbeute von etwa 80 Prozent d. Th., selbst wenn nur I Äquivalent (0,5 Mol)
μ, Dialkylsulfat pro Äquivalent Ausgangssteroid verwendet wird. Die Umsetzung verläuft nahezu quantitativ, wrnn mindestens 1,5 Äquivalente Dialkylsulfat eingesetzt werden. Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Dialkylsulfate enthalten I bis 5 Kohlen-
. , stoffatomc im Alkylrest. Spezielle Beispiele für diese Verbindungen sind Dimethylsulfat, Diäthylsiilfat, Dipro pylsulfat Dibutylsulfa! und Diamylsulfat.
Als Base kann im erfmdungsgcmäßen Verfahren ein
Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxid, vorzugsweise Natrium-. Kalium- oder Lithiumhydroxid, verwendet werden. Diese Basen werden entweder in fester Form oder in Lösung eingesetzt Im allgemeinen wird eine 1-bis 50gewichtsprozentige, vorzugsweise 5- bis 30gewichtsprozentige Lösung verwendet Als Lösungsmittel für die Base kommt Wasser oder ein wasserhaltiges hydrophiles Lösungsmittel der vorgenannten Art in Frage. Die Base wird in einer Menge von mindestens 1 Äquivalent und im allgemeinen von höchstens etwa 2 Äquivalenten pro Äquivalent Dialkylsulfat eingesetzt. Wenn die Gesamtmenge der Base vorgelegt wird, erfolgt in erheblichem Umfang Verseifung des Dialkylsulfats. Deshalb wird die Base vorzugsweise in kleinen Anteilen zum Gemisch, des Ausgangssteroids und Dialkylsulfats gegeben. Bei Zusatz eines Salzes des Ausgangssteroids einer Base oder einer alkalischen Lösung des Ausgangssteroids zum Dialkylsulfat wird zunächst 1 Äquivalent oder ein geringer Überschuß Base pro Äquivalent phenolische Hydroxylgruppe des Ausgangssteroids zugegeben. Sofern noch nicht umgesetztes Dialkylsulfat im Reaktionsgemisch verbleibt, wird dieses durch weitere Zugabe von Base verseift In diesem Fall kann überschüssige Base zunächst zusammen mit dem Ausgangssteroid zugesetzt werden. Sofern ein Überschuß an nicht umgesetztem Dialkylsulfat in den beiden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht stört, kann die Base in einer Menge von mehr als 1 Äquivalent pro phenolische Hydroxylgruppe des Ausgangssteroids und weniger als 1 Äquivalent pro Äquivalent Dialkylsulfat verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen von -5 bis etwa 70° C, vorzugsw se -5 bis 500C durchgeführt, da die Geschwindigkeit der Hydrolyse des Dialkylsulfats bei Temperaturen oberhalb 500C stark ansteigt. Die Geschwindigkeit der Zugabe der Base spielt im erfindungsgemäßen Verfahren keine besonders entscheidende Rolle. Im allgemeinen wird die Base innerhalb eines Zeitraums von etwa 5 Minuten bis etwa 5 Stunden zugesetzt.
Als Ausgangssteroide mit phenolischer Hydroxylgruppe kommen für das erfindungsgemäße Verfahren solche Steroide in Frage, in denen der Ring A oder beide Ringe A und B aromatisch sind und Hydroxylgruppen tragen. Spezielle Beispiele für diese Steroide sind Östron und östradiol. Die Ringe B, C und D können olefinische Doppelbindungen und andere, an der Verätherungsreaktion nicht teilnehmende Substituenten tragen, beispielsweise Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy-, Acyl-, Nitro-, Oxo- und Aminogruppen oder Halogenatome. Spezielle Beispiele für die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Steroide sind
östriol, Equilin, Equilenin,
I6-Oxcöstradiol, 16-Epiöstriol.
17A-östradiol, 17«-M«thylöstradiol,
17<%-Äthinylöstradiol,
19- nor- Pregna-1,3,5( 10)-trien-3-ol-20-on.
17-Epiöstriol, 6-Dehydroöstron,
9(I1)-Dehydroöstron,
4-Methylöstra-1,3,5( 10)-trien-1,170-diol,
östra-1,3,5( 10)-trien-1! ,4,170-triol,
4-Chloröstradiol, 4-Nitroöstron,
14-Dehydroequilenin, 110-Hydroxyöstradiol,
110-Hydroxyöstron,
Östra-1.3,5(IO).6,8-pentaen-6-ol,
Östra-1.3,5(10),6,8-pentaen-6-ol-17-on und
Östra-1.3,5(10),6,8-pentaeri-6,l7/?-diol.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es, die Steroidalkyläther in höherer Reinheit und höherer Ausbeute herzustellen, als nach den bekannten Verfahren. Beispielsweise gelingt es bei Verwendung von östron oder östradiol die entsprechenden Alkyläther in hoher Ausbeute und nahezu lOOprozentiger Reinheit herzustellen, wodurch weitere Reinigungsschritte entfallen.
Bei Verwendung von hydrophilen Lösungsmitteln mit ίο einem Siedepunkt bei Atmosphärendruck von höchstens 100° C, wie Tetrahydrofuran, Aceton oder Methyläthylketon, werden die Alkyläther der Steroide nach beendeter Umsetzung und dem Abdampfen des Lösungsmittels in kristalliner Form suspendiert in is Wasser erhalten. Die Kristalle werden abfiltriert und mit Wasser gewaschen. Auf diese Weise werden die Steroidalkyläther in hoher Reinheit und Ausbeute erhalten.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die Reinheit 2(i der Endprodukte wurde durch Gaschromatographie bestimmt. Die Ausbeuteangaben beziehen sich auf das Ausgangssteroid.
Beispiel 1
Ein Gemisch von 1 g Östron, 0,5 ml Dimethylsulfat und 5 ml Tetrahydrofuran wird innerhalb ί Stunde bei 15 bis 20°C mit 6 ml lOprozentiger wäßriger Kaliumhydroxidlösung versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch noch 1 Stunde gerührt Sodann wird das
j(i Reaktionsgemisch mil 6 ml Wasser versetzt und das Tetrahydrofuran unter vermindertem Druck abdestilliert. Nach dem Abkühlen werden die entstandenen Kristalle abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Ausbeute 1,048 g (99,7 Prozent d.Th.)
Ji östronmethyläther in einer Reinheit von 100 Prozent.
Vergleichsbeispiel A
In einem Gemisch von 20 mi Methanol und 16 ml 30prozentiger wäßriger Kaliumhydroxidlösung werden
1,0 g östron gelöst. Das Gemisch wird in einem Eisbad abgekühlt und unter Rühren mit 4 ml Dimethylsulfat versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch weitere 2 Stunden gerührt. Hierauf wird das Reaktions-
4> gemisch mit Wasser versetzt. Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Ausbeute 0,341g (34,2 Prozent d.Th.)
östronmethyläther in einer Reinheit von 96,3 Prozent.
"'" Vergleichsbeispiel B
In einem Gemisch von 20 ml Methanol und 4 ml Dimethylsulfat werden 1,0 g Östron suspendiert. Das Gemisch wird in einem Eisbad abgekühlt und innerhalb
v, 1 Stunde unter Rühren mit 16 ml einer 30prozentigen wäßrigen Kaliumhydroxidlösung versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch noch weitere 2 Stunden gerührt. Sodann wird das Reaktionsgemisch mit Wasser versetzt. Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert.
mi mit Wasser gewaschen und getrocknet. Ausbeute 1,017g (96,7 Prozent d.Th.) östronmethyläther einer Reinheit von 96,0 Prozent.
Beispiel 2
t,-, Beispiel I wird wiederholt, anstelle von Tetrahydrofuran werden jedoch 5 ml Aceton verwendet. Es werden 1,042g (99,3 Prozent d.Th.) Östronmethyläther einer Reinheit von 100 Prozent erhalten.
Beispiel 3
Ein Gemisch von 1 g östron, 0,5 ml Dimethylsulfat und 5 ml Tetrahydrofuran wird innerhalb 1 Stunde bei einer Temperatur von 10 bis 15°C mit 6 ml einer lOprozentigen Lösung von Kaliumhydroxid in Methanol versetzt Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch 1 weitere Stunde gerührt Sodann wird das Reaktionsgemisch mit 15 ml Wasser versetzt, und Tetrahydrofuran und Methanjl werden unter vermindertem Druck abdestilliert Der Rückstand wird mit Chloroform extrahiert Der Chloroformextrakt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft Ausbeute 1,032 g (98,4 Prozent d-Th.) östronmethyläther einer Reinheit von 100 Prozent
Beispiel 4
Ein Gemisch von 0,39 ml Dimethylsulfat und 5 ml Tetrahydrofuran wird innerhalb 1 Stunde bei einer Temperatur von Ϊ5 bis 20° C mit einer Lösung von 1 g östron und 0,76 ml 30prozentiger wäßriger Kaliumhydroxidlösung in 5 ml Tetrahydrofuran versetzt. Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch eine weitere Stunde gerührt Sodann wird das Reaktionsgemisch mit 10 ml lprozentiger wäßriger Kaliumhydroxidlösung versetzt. Nach dem Aufarbeiten gemäß Beispiel 1 werden 1,049 g (99,8 Prozent d.Th.) Ostronmethyläther einer Reinheit von 100 Prozent erhalten.
Beispiel 5
Beispiel 4 wird wiederholt, jedoch wird anstelle der 30prozentigen wäßrigen Kaliumhydroxidlösung 1 mL einer 20prozentigen wäßrigen Natriumhydroxidlösung verwendet. Nach dem Aufarbeiten werden 1,046 g (99,5 Prozent d.Th.) östronmethyläther einer Reinheit von 100 Prozent erhalten.
Beispiel 6
Beispiel 1 wird wiederholt, anstelle von Dimethylful-
fat wird jedoch Diäthylsulfat verwendet. Nach dem Aufarbeiten werden 1,082g (98,2 Prozent d.Th.)
östronäthyläther einer Reinheit von 100 Prozent erhalten.
Beispiel 7
ίο Ein Gemisch von 1 g östron, 0,5 ml Dimethylsulfat und 5 ml Dioxan wird innerhalb 1 Stunde bei einer Temperatur von 15 bis 200C mit 5 ml einer lOprozentigen wäßrigen Natriumhydroxidlösung versetzt Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch eine weitere Stunde gerührt Sodann wird das Reaktionsgemisch mit 30 ml Wasser versetzt. Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet Ausbeute 1,040g (983 Prozent d.Th.) östronmethyläther in einer Reinheit von 100 Prozent
Beispiel 8
Ein Gemisch von i g östron, 0,d σΛ Dimethylsulfat und 10 ml Methyläthylketon wird innerhalb 1 Stunde bei einer Temperatur von 15 bis 2O0C mit 5 ml einer
2> lOprozentigen wäßrigen Natriumhydroxidlösung versetzt Nach beendeter Zugabe wird das Gemisch eine weitere Stunde gerührt Sodann wird das Reaktionsgemisch mit 10 ml Wasser versetzt und das Methyläthylketon abdestilliert. Nach dem Abkühlen werden die
in entstandenen Kristalle abfiltriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet Ausbeute 1,037 g (98,6 Prozent d.Th.) östronmethyläther in einer Reinheit von 100 Prozent.
Beispiele 9bis 13
Beispiel 1 wird wiederholt anstelle von östron werden jedoch östradiol, Äthinylösiradiol, östriol, 1-Methylöstron bzw. Equilenin verwendet. Die Reaktionsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle I 4(i zusammengefaßt.
Tabelle Anm.: I Ausgangssteroid 1,0 THF Dimethyl 30% KOH Tp Ausbcuti. Reinheit
Beispiel 1,0 sulfat
1,0 ml ml ml C g (%) .%)
Östradiol 1,0 10 0,5 2,0 15-20 1,032 (98,1) 100
9 Äthinylöstradiol 1,0 10 0,5 2,0 15-20 1,040 (99,2) 100
10 Östriol 20 0,5 2,0 15-20 0,948 (90,3) 99
11 1-Methylöstrun 10 0,5 2,0 35-20 1,045 (99,6) 100
12 Equilenin 10 0,5 2,0 15-20 1,008 (95,8) 100
13 THF = Tetrahydrofuran.
Beispiele 14 bis 16
Eleispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird die Umset- wi zung bei 30°C, 400C und 6O0C durchgeführt. Die Reaktionsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle Il zusammengefaßt.
Vergleichsbeispiele C bis G
Vergleichsbeiopiel A wird wiederholt, jedoch wird anstelle von Östron, Östradiol, Äthinylöstradiol, Östriol I-Methvlöstron bzw. "iciuilenin verwendet. Die Reaktionsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengefaßt.
Vergleichsbeispiele H bis M
Vergleichsbeispiel B wird wiederholt, jedoch werden die in den Vergleichsbeispielen C bis G verwendeten Steroide eingesetzt. Die Reaktionsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt.
Aus den Beispielen und den Vergleichsbeispielen ist der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ersichtlich.
!'libelle II
Beispiel \iiNU.inuNNier(ii(i
14 O.iron
15 Östron
16 Östron
Tabelle III
Till· Dimethyl K)-KOII I ρ Ausbeute Reinheil
sulfat
ml ml ml ( μ (%>
i.o 5 0.5 6.0 30 1.052 (100) 99,7
1.0 5 0.5 6.0 40 1,056(100) 99,6
1.0 5 0.5 6.0 60 1,044 (96.7) 97.2
Vergleich»- Ausganüssteroid 1.0 Methanol Dimethyl .WnKOII Tp Ausbeute Reinhei
heispiel 1.0 sulfat
1.0 ml ml ml ( g <%)
C Östradiol 1.0 20 4 16 Eisbad 0,302 (30,4) 95,8
I) Athinylöstradiol 1.0 20 4 16 Eisbad 0,138(13,2) 96,9
!■: Östriol 20 4 16 Eisbad 0 -
I 1-M ethy !östron 20 4 16 Eisbad 0,341 (32.5) 97,0
(l I uuilenin 20 4 16 Eisbad 0,331 (31.4) 96,8
Tabelle IV
„. \uv,lin,sslero,d 1,0 Methanol Dimethyl .WnKOII Tp Ausbeute Reinhei
h c ι s r: -_■ I 1.0 sulfat
1.0 ml ml ml ( g (%) (%(
Il Östradiol 1.0 20 4 16 Eisbad 0.952 (90.4) 97,0
I Athinylöstradiol 1.0 20 4 16 Eisbad 1,019(97.2) 97.1
K ()striol 20 4 16 Eisbad 0,791 (75,3) 96.0
I. ! -Mothylöstrone 20 4 16 Eisbad 1,012 (96.5) 96,9
\| I juilenin 20 4 16 Eisbad 0,930 (88,4) 97,1

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Steroidalkyläthern durch Umsetzen der phenolischen Hydroxylgruppe des Ausgangssieroids mit einem Dialkylsulfat in Gegenwart einer Base, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines hydrophilen cyclischen Äthers und/oder eines Ketons als Lösungsmittel durchführt und entweder die Base zum Ausgangssteroid und Dialkylsulfat oder das Ausgangssteroid und die Base zum Dialkylsulfat gibt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens 1,5 Äquivalente Dialkylsulfat pro Äquivalent Ausgangssteroid verwendet
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 2 Äquivalente der Base pro Äquivalent Dialkylsulfat verA'endet.
A: Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man 1 bis 30 Gewichtsteile des hydrophilen Lösungsmittels pro Gewichtsteil Ausgangssteroid verwendet
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man die Umsetzung bei Temperaturen von -5 bis 50° C durchführt
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Base in Form einer 5- bis 30gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung einsetzt.
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US3939186A (en) 1976-02-17
FR2256176A1 (de) 1975-07-25
GB1444320A (en) 1976-07-28
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