DE2610497C2 - In 16-Stellung disubstituierte 3- Ketosteroide, Verfahren zu ihrer Herstellung und diese Verbindungen enthaltende Arzneimittel

Info

Description

Claims

DE2610497C2

Publication number: DE2610497C2
Application number: DE2610497A
Authority: DE
Inventors: Frederick Harlow Essex Cassidy
Original assignee: BEECHAM GROUP Ltd BRENTFORD MIDDLESEX GB
Current assignee: BEECHAM GROUP Ltd BRENTFORD MIDDLESEX GB
Priority date: 1975-03-21
Filing date: 1976-03-12
Publication date: 1986-10-16
Also published as: FR2445340B1; FR2304345B1; JPS61178920A; SE7902256L; AU501246B2; IL58505A0; FR2445340A1; JPS625920B2; CH621560A5; FR2304345A1; IE42308L; AU1220776A; IL49132A0; DE2610497A1; NL184111C; CH631996A5; IL49132A; NL7602949A; BE839751A; GB1538227A

2. lo^ö-Dimethyl-androsM-en-lTjS-olO-on.

3. Verfahren zur Herstellung der in 16-Stellung disubstituierten 3-Ketosteroide nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Verbindung der allgemeinen Formel IV

(IV)

in der X eine geschützte Carbonylgruppe ist und R₁, R₄ und R₅ die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen, die Schutzgruppe entfernt.

4. Arzneimittel, gekennzeichnet durch einen Gehaltan mindestens einem in 16-Stellung disubstituierten 3-Ketosteroid nach den Ansprüchen 1 bis 2, gegebenenfalls zusammen mit pharmakologisch verträglichen Trägermaterialien, Verdünnungsmitteln und/oder üblichen Wirkstoffen.

5. Arzneimittel nach Anspruch 4 zur örtlichen Verabreichung auf Hautstellen mit einem Gehalt an mindestens einer Verbindung des Anspruchs 1 in Form einer Creme oder einer Salbe.

Die Erfindung betrifft neue in 16-Stellung disubstituierte 3-Ke'tosteroide, ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen und diese Verbindungen enthaltende Arzneimittel, die besonders wertvoll zur Behandlung von androgenabhängigen Hautkrankheiten sind.

Man nimmt an, daß zahlreiche Hautzustände, wie Akne und Seborrhöe, aufgrund übermäßiger Talgsekretion aus den Talgdrüsen durch androgene Stimulation entstehen. Man glaubt jetzt, daß Testosteron, das im Blut zirkulierende Hauptandrogen, in 5a-Dihydro-testosteron (DHT) bei den Androgen-Targetzellen umgewandelt wird und daß deshalb DHT die Ursache dafür ist, daß das biologisch wirksame Androgen diese Stimulation verursacht. Das für diese Umwandlung verantwortliche Enzym ist ^⁴-3-Ketosteroid-5a-reductase. Es ist daher einleuchtend, daß eine Verbindung, die die Wirkung dieses Enzyms auf das zirkulierende Testosteron zu hemmen vermag oder eine antiandrogene Wirkung kraft ihrer Fähigkeit besitzt, mit DHT um Targetzellen zu konkurrieren, bei der Behandlung der vorgenannten Hautbedingungen verwendbar sein wird.

Es ist nun gefunden worden, daß bestimmte neue Androstene, die mit Testosteron verwandt sind, jedoch in der 16-Stellung durch bestimmte Kohlenwasserstoffreste disubstituiert sind, eine 5a-Reductase-Hemmwirkung besitzen und daß die entsprechenden Androstane schwache Antiandrogene kraft ihrer Fähigkeit, mit DHT um lärgetzellen zu konkurrieren sind. Die Androstene besitzen ebenfalls eine sehr schwache antiandrogene wirkung dieser konkurrierenden Art. Diese Steroide sind deshalb wertvoll bei der Behandlung der vorgenannten Hautzustände, wie Akne und Seborrhöe. Man nimmt an, daß eine Behandlung anderer androgenabhängiger Krankheiten, die mit Haut- und Haardrüsen zusammenhängen, wie weiblicher Hirsutismus, androgene Alopezie und männliche Glatzenbildungssymptome bei Frauen, ebenfalls mit diesen Steroiden möglich ist.

W. Voigt und S. L. Hsia haben in der Zeitschrift »Endocrinology« 92 (1973), S. 1216 bis 1222, beschrieben, daß 4-Androsten-3-on-l7/?-carbonsäure der nachstehenden Formel A und deren Methylester eine 5ir-Reductase-Hemmwirkung besitzen:

COOH

(A)

Jedoch sind diese beiden Verbindungen strukturmäßig weit weniger nahe verwandt mit den Androstenen vorliegender Erfindung als Testosteron, das Standard-Androgen, auf das stets Bezug genommen wird.

Es ist ferner aus der US-PS 38 53 926 bekannt, daß i7j5-Hydroxy-16,16-dimethyl-östr-4-en-3-on der nachstehenden Formel (B) ein Antiandrogen ist und die Fähigkeit besitzt, die Talgsekretion bei Ratten zu unterdrücken:

OH

CH₃

(B)

Dieses J⁴-3-Ketosteroid ist ein Östren-Derivat. Demgegenüber sind die ungesättigten Steroide vorliegender Erfindung Androstene. Die Tatsache, daß 19-Nor-testosteron ein Östren-Derivat ist und daß die meisten Derivate davon Gestagene sind und daß Testosteron, ein Androsten-Derivat, ein Androgen ist, zeigt deutlich, daß mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit keine Voraussage hinsichtlich einer pharmakologischen Wirksamkeit von einer Steroidklasse auf die andere Steroidklasse gemacht werden kann.

Gegenstand vorliegender Erfindung sind in 16-Stellung disubstituierte 3-Ketosteroide der allgemeinen Formel I

10

15

20

30

R₄

(I)

35

40

in der

R₁ die Methyl- oder Äthylgruppe ist,

R₄ ^-Konfiguration aufweist und die Hydroxylgruppe oder eine acylierte Hydroxylgruppe mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen im Acylrest ist, und

R; α-Konfiguration aufweist und für ein Wasserstoffatom oder die Methyl- oder die Äthylgruppe steht, oder R₄ und R₅ zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, die Carbonylgruppe bilden.

Beispiele für den Rest R₄ sind die Acetoxy-, n- oder Isoprqpionyloxy-, Caproyloxy- und die Heptanoylgruppe, vorzugsweise jedoch die Hydroxylgruppe.

R₃ ist bevorzugt die Methylgruppe und besonders bevorzugt ein Wasserstoffatom. Vorzugsweise steht für R₃ die Methylgruppe'.

Unter die allgemeine Formel I fällt eine Verbindung von besonderer Bedeutung infolge ihrer 5a-Reductase-Hemmwirkung, nämlich die Verbindung lo.lö-Dimethyl-androsM-en-njS-ol-S-on.

Des weiteren bildet einen Gegenstand vorliegender Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der in 16-Stellung disubstituierten 3-Ketosteroide der allgemeinen Formel I, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man bei einer Verbindung der allgemeinen Formel IV

R₄

(IV)

45

50

55

60

65

ι in der X eine geschützte Carbonylgruppe ist und R₃, R₄ und R₅ die vorstehend angegebenen Bedeutungen besit-

γΐ zen, die Schutzgruppe entfernt.

^v Die S,6-Bindung bei der aligemeinen Formel IV lagert sich während der Abspaltung der Schutzgruppe um und

;.^: liefert die gewünschte 4,5-Bindung beim Endprodukt.

ΐ s Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Aufhebung des Schutzes bei der geschützten Carbonylgruppe

Zh in an sich bekannter Weise. Somit kann der Rest X eine ketalisierte Carbonylgruppe sein, z. B.

ΐ\ O

(CH₂),, C

in der η die Zahl 2 oder 3 bedeutet, oder

R'X \

R'X

in der R'X der Rest eines Alkohols oder Thiols ist, wobei X entweder ein Sauerstoff- oder Schwefelatom bedeutet. In diesem Falle wird die Aufhebung des Schutzes in üblicherweise mittels Säurehydrolyse durchgeführt. Es kann sich auch um eine thioketalisierte Carbonylgruppe handeln, wie die Gruppen

O	oder	S	/	S	\	C	/
/ \		(CH₂),
(CH₂), C		\
\ /
S

in denen η 2 oder 3 bedeutet, wobei in diesem Falle die Aufhebung des Schutzes in üblicher Weise unter Verwendung von Quecksilber(H)-salzen oder wiederum durch Säurehydrolyse erfolgt.

Nach der Aufhebung des Schutzes kann gegebenenfalls, wenn R₄ und R₅ keine Carbonylgruppe bilden, der Rest R₄ nach üblichen Verfahren abgewandelt werden. Zum Beispiel können Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R₄ eine acylierte Hydroxylgruppe ist, durch eine übliche Acylierung der Verbindungen der allgemeinen Formel I, in der R₄ eine Hydroxylgruppe ist, hergestellt werden. Derartige Reaktionen schließen die Umsetzung der hydroxylgruppenhaltigen Verbindung mit Acylchloriden oder Acylanhydriden, wie Acetylchlorid oder Essigsäureanhydrid, unter wasserfreien Bedingungen unter Erzeugung von Acylderivaten ein.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel IV sind neu, und sie sind wertvoll als Zwischenprodukte bei der Herstellung von pharmazeutisch wirksamen Verbindungen der allgemeinen Formel I.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel IV selbst lassen sich dadurch herstellen, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel V

(V)

in der 16-Stellung mit den entsprechenden Resten R₃ substituiert und gegebenenfalls danach die 17-Carbonylgruppe in andere Reste R₄ und R₅ nach üblichen Verfahren umwandelt, wobei R₄ und R₅ die bei der allgemeinen Formel IV angegebenen Bedeutungen besitzen. Man kann auch, wasjedoch weniger empfohlen wird, in 16-Stellung monosubstituierte Zwischenprodukte bei dieser Umsetzung zuerst isolieren und dann nochmals in 16-Stellung substituieren. Die Substitution kann in üblicher Weise durch Umsetzung einer entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel V mit einer Verbindung R₃Y in Gegenwart einer starken Base mit niedriger Nukleophilizität durchgeführt werden. Geeignete Reste Y sind Halogene, Tosylate, Mesylate oder Azide, während die Base ein Hydrid, wie Natriumhydrid, ist; die Umsetzung erfolgt unter wasserfreien Bedingungen.

Eine möglicherweise erforderliche Umwandlung der 17-Carbonylgiuppe in andere Reste R₄ und R₅ kann nach üblichen, an sich bekannten Verfahren durchgeführt werden. Zum Beispiel können Verbindungen, bei denen R₄ die Hydroxylgruppe und R₅ entweder ein Wasserstoffatom oder die Methyl- oder Äthylgruppe ist, aus den entsprechenden 17-Carbonyl-Verbindungen durch Reduktion oder durch Umsetzung mit einer Grignard-Verbin- dung mit Alkylresten mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen oder mit einem Alkyl-Metall-Komplex mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, zweckmäßigerweise mit einem Alkyl-Lithium-Komplex mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, gebildet werden. Die Reduktion kann zweckmäßigerweise unter Verwendung von Lithiumaluminiumhydrid durch-

geführt werden. Danach kann gegebenenfalls die derart gebildete R,-Hydroxy !gruppe selbst acyliert werden, um einen anderen Rest R₄ nach den vorstehend beschriebenen Verfahren zu liefern.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel V können durch Oxydieren der entsprechenden 17-HydroxyIverbindung der allgemeinen Formel VI unter neutralen oder basischen Bedingungen hergestellt werden:

OH

(VI)

in der X die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzt.

Diese Umsetzung wird gewöhnlich unter Verwendung entweder von Silbercarbonat auf einem inerten Trägermaterial, wie Kieselgur, oder mittels Collins'Reagens durchgeführt, das ein Gemisch aus Chromtrioxid und Pyridin in Methylendichlorid darstellt.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel VI selbst lassen sich durch Schutz der Carbonylgruppe der entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel VII herstellen:

OH

(VH)

Diese Umsetzung wird unter üblichen Bedingungen durchgeführt, um die gewünschte geschützte Carbonylgruppe X zu erhalten. Wenn beispielsweise eine ketalisierte Carbonylgruppe gewünscht wird, wird die Verbindung der allgemeinen Formel VII mit einem geeigneten Alkohol oder Thiol in Gegenwart einer Säure umgesetzt. So liefert beispielsweise Äthylenglykol die 3,3-Athylendioxy-carbonyl-Schutzgruppe.

Während der Umsetzung wird eine 4,5-DoppeIbindung in eine 5,6-Doppelbindung umgelagert.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß ein besonders zweckmäßiger präparativer Weg für Verbindungen der allgemeinen Formel I derjenige ist, wie er in dem nachstehenden Diagramm aufgeführt ist:

IO

15

20

30

35

40

45

50

55

OH

(VII)

Schutz der 3-Ketogruppe

OH

(V)

Disubstitution in 16-Stellung

R₄ R₅

σν>

(IVa)

Entfernen der Schutzgrappe gegebenenfalls

Umwandlung der Carbonylgruppe

R« R₅

(I)

y\/

Die derart gebildeten Verbindungen der allgemeinen Formel I können anschließend in eine andere Verbindung der allgemeinen Formel I je nach Belieben umgewandelt werden, wie es vorstehend beschrieben worden ist.

Gegenstand vorliegender Erfindung sind auch Arzneimittel mit einem Gehalt an mindestens einer der Verbindungen der allgemeinen Formel I, gegebenenfalls zusammen mit pharmakologisch verträglichen Trägermaterialien, Verdünnungsmitteln und/oder üblichen Wirkstoffen.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden gewöhnlich in Cremes oder Salben zur örtlichen Anwendung auf der Haut eingearbeitet. Eine bevorzugte Zusammensetzung nach der Erfindung ist deshalb ein Arzneimittel zur örtlichen Verabreichung auf Hautstellen mit einem Gehalt an mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel I in Form einer Creme oder eine Salbe.

Creme- oder Salbenformulierungen, die zum Einsatz für Verbindungen der allgemeinen Formel I gelangen können, sind übliche, dem Fachmann wohlbekannte Formulierungen, z. B. wie sie in den Standardwerken der Pharmazie und Kosmetik, wie in dem Buch »Harry's Cosmeticology«, Verlag Leonard Hill, und der Britischen Pharmacopöe beschrieben sind. Eine emulgierende Standard-Salbengrundlage oder ein wasserfreies Polyäthylenglykol sind einfache Beispiele für geeignete Formulierungen.

Man nimmt an, daß bestimmte Verbindungen der allgemeinen Formel I über den oralen Weg wirksam sind. Demgemäß können derartige Verbindungen mit inerten Trägermaterialien in für eine Verabreichung üblichen Zusammensetzungen, wie Tabletten, Kapseln, Sirupen und dergleichen, formuliert werden.

Die erfindungsgemäßen Arzneimittel sind besonders wertvoll zur Behandlung von androgenabhängigen Hauterkrankungen und insbesondere zur Behandlung von Akne und Seborrhöe. Hierbei werden die Verbindungen der allgemeinen Formel I örtlich auf die erkrankten Hautstellen aufgebracht. Die Verbindungen vorliegender Erfindung besitzen den Vorzug, daß sie eine wirksame Erleichterung bei der Behandlung von androgenabhängigen Hautkrankheiten ohne ersichtliche schädliche hormonale Nebenwirkungen in sich vereinigen.

Selbstverständlich kann man auch ein oder mehrere anti bakterielle Mittel, wie sie üblicherweise bei der Behandlung von Akne und Seborrhöe verwendet werden, in die Arzneimittel vorliegender Erfindung mit einarbeiten, wenn diese Mittel für eine solche Behandlung eingesetzt werden müssen.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

(a) 3,3-Äthylendioxy-androst-5-en-l7/3-ol

OH

35

40

Aus Androst-4-en-17j8-ol-3-on erhält man nach dem Verfahren von J. A. Campbell, J. C. Babcock und J. A. Hogg in »J. Am. Chem. Soc.« 80 (1958), S. 4717 bis 4721,3,3-Äthylendioxy-androst -5-en-17>ol in Form feiner weißer Nädelchen, die nach dem Umkristallisieren aus wäßrigem Methanol bei 185 bis 186°C schmelzen.

(b) 3,3-Äthylendioxy-androst-5-en-l 7-on

50

55

Man trocknet Silbercarbonat auf Kieselgur (20 g) mittels azeotropem Abdestillieren von Wasser mit Benzol. Das Oxydationsmittel wird in 200 ml wasserfreiem Benzol suspendiert und dann mit 1 g 3,3-Äthylendioxyandrost-5-en-l 7jß-ol in 50 ml Benzol versetzt Das Gemisch wird 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Dabei erhält man eine vollständige Oxydation. Das Reaktionsgemisch wird filtriert, und das Filtrat wird eingedampft. Man erhält 0,95 g 3,3-Äthylendioxy-androst-5-en-l 7-on in Form feiner weißer Nädelchen, die nach dem Umkristallisieren aus Methanol bei 189 bis 190⁰C schmelzen.

Die vollständige Oxydation wird ebenfalls erreicht, wenn man Chromtrioxid und Pyridin in Methylenchlorid verwendet. . «

(c) 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-17-on

CH₃

!if

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Man löst 2,92 g 3,3-Äthylendioxy-androst-5-en-17-on in 60 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran und gibt nacheinander 2,92 g Natriumhydrid und dann 5 ml Methyljodid hinzu. Das Reaktionsgemisch wird 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Dann wird das Tetrahydrofuran unter vermindertem Druck abgedampft, und der Rückstand wird zwischen Äthylacetat und Wasser verteilt. Die Äthylacetatschicht wird wiederum mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Man erhält 3,21 g Feststoff, der nach dem Umkristallisieren aus wäßrigem Methanol 2,4 f farblose Kristalle von 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-;17-on vom Fp. 138 bis 142°C liefert.

In gleicher Weise wird 3,3-Äthylendioxy-16,16-diäthyl-androst-5-en-17-on, Fp. 146 bis 148°C (aus Methanol), hergestellt.

(d) 3,3-Äthylendioxy-l6,16-dimethyl-androst-5-en-l7j8-ol

OH

CH₃

1,5 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-17-on werden in 100 ml wasserfreiem Äther gelöst und mit 0,1 g Lithiumaluminiumhydrid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Danach wird der Überschuß des Hydrids durch Zugabe von überschüssigem Äthylacetat zersetzt. Das Gemisch wird dann mit einer Lösung von Kalium-Natrium-Tartrat geschüttelt. Die organische Phase wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen und dann über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Filtrieren und Eindampfen des Filtrats zur Trockne erhält man 1,47 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-l Ίβ-ol als weißes Pulver, das nach dem Umkristallisieren aus Äthylacetat bei 178 bis 179°C schmilzt.

(e) 16,16-Dimethyl-androst-4-en-17jß-ol-3-on
OH

CH₃ CH₃

1 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethyl-androst-5-en-17jS-ol wird in 30 ml Methanol gelöst und mit 5 ml einer 2,5-n Salzsäure versetzt. Das Gemisch wird 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt, um eine vollständige Hydrolyse des Ketals zu erreichen. Dann wird das Reaktionsgemisch in überschüssigem Äthylacetat aufgenommen und mit Wasser neutral gewaschen. Die organische Phase wird über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,88 g eines weißen Feststoffes, der nach Umkristallisieren aus einem Gemisch von Äthylacetat und Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80°C 0,76 g weiße Nadeln von 16,16-Dimcthyl-androst-4-en-17j8-ol-3-on vom Fp. 170 bis 172°C liefert.

65

CH₃

0,25 g 3,3-Äthylendioxy-16,16-dimethy]-androst-5-en-17-on werden in 7,5 ml Methanol gelöst und mit 1,5 ml 2,5-n Salzsäure versetzt Dann wird die Lösung 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Kühlen wird ein Überschuß an Äthylacetat zugegeben. Die organische Phase wird mit Wasser gewaschen, bis sie neutral reagiert, dann über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft Man erhält 0,2 g eines weißen Feststoffes, der nach dem Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80⁰C 0,16 g weiße Nadeln von 16,16-Dimethyl-androst-4-en-3,17-dion vom Fp. 164 bis 165°C liefert

Die nachstehende Verbindung wird in der gleichen Weise hergestellt:

loJö-Diäthyl-androst^-en^n-dion, als halbkristallines Öl; IR-Spektrum: 1680 und 1720 cm"¹ (C=O).

Beispiel 3

CH₃

0,158 g 16,16-DimethyI-androst-4-en-17./?-ol-3-on werden in 4 ml wasserfreiem Benzol gelöst und mit 0,14 g wasserfreiem Pyridin und 0,12 g Acetylchlorid versetzt. Das Gemisch wird 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt, gekühlt und in eine überschüssige Menge Äthylacetat gegossen. Die Äthylacetatlösung wird mit verdünnter Salzsäure und dann mit Wasser gewaschen, bevor sie über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet wird. Nach dem Filtrieren und Eindampfen des Filtrats zur Trockne erhält man 0,156 g eines Feststoffes, der nach dem Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80⁰C 0,100 g weiße Nadeln von 16,16-Dimethylandrost^-en-HjS-olO-on-acetat vom Fp. 153 bis 155°C liefert.
Die nachstehende Verbindung wird in der gleichen Weise hergestellt:
lo.lo-Dimethyl-androsM-en-njS-olO-on-hexanoat, Fp. 105 bis 107⁰C (aus Methanol).

25 30

40

Beispiel 4

(a) 3,3-Äthylendioxy-16,16,17β-trimethyl-androst-5-en-17>ol

HO CH₃

CH₃

0,5 g 3,3-Äthylendioxy-]6,16-dimethyl-androst-5-en-17-on werden in wasserfreiem Äther gelöst und in einer Stickstoffatmosphäre aufbewahrt. Dann wird ein großer Überschuß an Methyllithium (20 ml einer 1,75-m Lösung in Hexan) während einer Dauer von 10 Minuten zugegeben. Es bildet sich sofort ein Niederschlag. Das Gemisch wird 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, bevor der Überschuß an Methyllithium mittels vorsichtiger Zugabe von Wasser zersetzt wird. Das erhaltene Produkt wird mit Äthylacetat extrahiert. Die organische Phase wird mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Man erhält 0,51 g eines weißen Feststoffes, der nach dem Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80⁰C 0,40 g weiße Kristalle von SÄ
liefert.

50 55 60 65

(b) lo,16,17e^tTrimethyl-androst-4-en-17>pl-3-on HO CH₃

CH₃

1,1 g B^-Äthylendioxy-lo^oJTe-trimethyl-androst-S-en-njff-ol werden in 50 ml Methanol gelöst und mit 10 ml 2,5-n Salzsäure versetzt. Das Gemisch wird 15 Minuten unter Rückfluß erhitzt Dann wird das Produkt mit Äthylacetat extrahiert. Die organische Schicht wird mit Wasser bis zum Neutralpunkt gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Magnesiumsulfat und Filtrieren dampft man das Filtrat zur Trockne ein und erhält 0,94 g eines Rohprodukts, das nach Umkristallisieren aus Petroläther vom Siedebereich 60 bis 80⁰C 0,54 g weiße Flocken von 16,16,17e-Trimethyl-androst-4-en-17>ol-3-on vom Fp. 165 bis 166⁰C liefert.

Pharmakologische Daten 1. Androgene/anabolische Untersuchung und antiandrogene Untersuchung

Die angewendete Methode beruht grundsätzlich auf der von Hershberger et al in »Proc. Soc. Exp. Biol. Med.« 83 (1953), S. 175, mit geringfügigen Modifikationen.

Unentwickelte männliche Ratten mit einem Gewicht von 50 bis 60 g werden unter Anästhesie mit dem Natriumsalz der 5-Äthyl-5-(l-methylbutyl)-barbitursäure kastriert. Den Tieren werden 4 Tage lang, beginnend vom fünften Tage nach der Kastration, Arzneimittel verabreicht. Während der Verabreichungszeit wird das Körpergewicht der Tiere aufgezeichnet. Am zehnten Tag nach der Kastration werden die Tiere getötet, und die Gewichte der Samenbläschen, der ventralen Prostata, des Musculus levator ani und der Thymusdrüse werden gemessen, zusammen mit dem Gesamtkörpergewicht. Diese Daten werden dann mit Daten von Kontrolltieren verglichen. Die Arzneimittel werden als Lösungen oder Suspensionen in Erdnußöl hergestellt und subcutan verabreicht.

Androgene/anabolische Untersuchungen

Für diese Untersuchung werden die Verbindungen subcutan in einer Menge von 50 mg/kg Körpergewicht verabreicht. Die Ergebnisse werden mit denen von Kontrolltieren verglichen, denen subcutan 1 mg/kg Körpergewicht Testosteron verabfolgt worden ist. Beide Datenreihen werden verglichen mit kastrierten Kontrolltiercn, die keine Arzneimittel bekommen haben.

Antiandrogene Untersuchung

Für diese Untersuchung werden die Arzneimittel subcutan in einer Menge von 50 mg/kg Körpergewicht gleichzeitig mit der subcutanen Verabreichung von 1 mg/kg Körpergewicht Testosteron verabreicht, um den Grad der Hemmwirkung zu bestimmen im Vergleich mit Kontrolltieren, denen lediglich subcutan 1 mg/kg Körpergewicht Testosteron verabreicht worden ist. Beide Datenreihen werden mit derjenigen von kastrierten Kontrolltieren verglichen, die keine Arzneimittel erhalten haben.

Tabelle I Verbindung des Beispiels

Androgene Reizbeantwortung: Relative Wirksamkeit in % gegenüber Testosteron

Samenbläschen Prostata

Anti-androgene Daten prozentuale Hemmung

Samenbläschen

1 2

Cyproteronacetat*) 29 mg/kg

0,36

12,1

!7,S

6,5

54,0

Prostata

14,4 35,0 19,7

56,5

10

2. Androgenverdrängungsversuche

Die Fähigkeit der Verbindungen, [³H]-5a-Dihydrotestosteron aus den eine hohe Affinität zu Cytosol habenden Androgen bindenden Proteinen zu verdrängen, die aus der Prostata und den Nebenhoden (Epididymis) von Ratten isoliert worden sind, werden in vitro unter Anwendung der Methode geprüft, die von W. I. P. Mainwaring, s F. R. Mangan, P. A. Feherty und M. Freifeld in »Molecular and Cellular Endocrinology« I (1974), S. 113 bis 128, beschrieben worden ist

Proben von Cytosol (0,1 ml) werden über Nacht in Gegenwart von 5 x 10~^lo-m [³H]-5a-Dihydro-testosteron (47 Ci/mMol; The Radiochemical Centre, Amersham) entweder allein oder zusammen mit der zu untersuchenden Verbindung in Konzentrationen von 5 x 10~⁶,5 x 10"⁷ und 2,5 x 10~'-m bebrütet. Die Fähigkeit der Verbindüngen, [³H]-5e-Dihydro-testosteron aus dem Androgen bindenden Proteinen zu verdrängen, wird ersehen in dem Erniedrigen der in dem Überstehenden bestimmten Endwerten.

Tabelle II

Prozentuale Verdrängung von [³H]-5a-Dihydro-testoEteron aus Androgen bindenden Proteinen
[³H]-5o-DHT-Konzentration: 5 X 10'"'°-molar

.mnlir ξ (\ V t f\ "''.mnt'jr

DHT 86 72 86 75 90 83

3. Hemmung der Testosteron-Sa-Reductase

Die Aktivitätsbestimmung des Enzyms J⁴-3-Ketosteroid-5ar-Reductase erfolgt im wesentlichen in der Weise, wie sie von W. I. P. Mainwaring und F. R. Mangan in »J. Endocrinology« 59 (1973), S. 121 bis 139, beschrieben worden ist.

Die prozentuale Umwandlung von Teststeron (T) in 5ff-Dihydro-testosteron (DHT) in diesem System gehört von 15 bis 30% zu zahlreichen Zubereitungen. Die Hemmung der Umwandlung wird durch die Herabsetzung bei cpm in Verbindung mit DHT cesehen.

Umwandlung in % = _{χ 1{χ)%}

cpm T + cpm DHT

j, . ₀, _ % Umwandlung ohne Verbindung - % Umwandlung mit Verbindung

% Umwandlung ohne Verbindung

45 Tabelle III

Verbindung des Beispiels Prozentuale Hemmung der Sff-Reductase-Verbindung bei 1 x 10-⁵-molar

1 30,0 (3)

2 23,1 (2)

4 27,3 (2)

Die Zahlen in Klammern geben die Anzahl der Versuche an.

4. Die Wirkung der Verbindungen auf das durch Testosteron induzierte Wachstum

einer Talgdrüse (»flank organ«) bei Hamstern

Bei kastrierten männlichen Hamstern von nicht operierten weiblichen Hamstern kann eine Talgdrüse (»flank organ«) zum Wachstum durch örtliche Anwendung von Testosteron angeregt werden. Testosteron wird in dieser Drüse in 5ff-Dihydro-testosteron umgewandelt (S. Takayashu und K. Adachi, »Endocrinology« 90 (1972), S. 73 bis 80), von dem jetzt angenommen wird, das aktive Androgen in den meisten androgenabhängigen Auffangorganen zu sein. Die Fähigkeit der Verbindungen, diese Anregung zu hemmen, wird im wesentlichen unter Anwendung der von W. Voigt und S. L. Hsia in »Endocrinology« 92 (1973), S. 1216 bis 1222, beschriebenen Methode geprüft.

Ausgewachsene männliche Hamster werden über den scrotalen Weg kastriert Eine Woche später werden sie in zwei Gruppen vonje 4 Tieren eingeteilt und wie folgt behandelt. Eine Gruppe wird unbehandelt gelassen. Die zweite Gruppe erhält Aceton allein auf die Talgdrüse (»flank organ«) an der linken Seite des Tieres und 4 yg Testosteron enthaltendes Aceton tag'ich auf die rechtsseitige Talgdrüse (»flank organ«). Andere Gruppen erhal-S ten Aceton allein auf die linksseitige Talgdrüse (»flank organ«) und 4 ug Testosteron + 400 ug der erfindungsgemäßen Verbindung enthaltendes Aceton täglich auf die rechtsseitige Talgdrüse (»flank organ«).

Am Ende der 3wöchigen Behandlung werden die Tiere getötet, und die Organe werden gemessen und in Fixativ für eine histologische Prüfung gelegt.

Eine aktive Verbindung würde das durch Testosteron induzierte Wachstum der Talgdrüse (»flank organ«) hemmen. Einige der erfindungsgemäßen Verbindungen, insbesondere die Verbindungen der Beispiele 1,2 und 4, sind sehr wirksam im Hemmen der Anregung der Drüse durch Testosteron. Die histologische Prüfung bestätigt, daß eine beträchtliche Reduktion hinsichtlich der Größe der Talgdrüsen (»flank organ«) eingetreten ist.

5. Die Wirkung der Verbindung auf die Talgsekretion bei Ratten

Die Fähigkeit der Verbindungen, die Talgabsonderung bei Ratten zu hemmen, wird im wesentlichen nach dem Verfahren bestimmt, das vonF. J. Ebling in »J. of Investigative Dermatology« 62 (1974), S. 161 bis 171 einschließlich der darin genannten Referenzen, beschrieben worden ist.

Einige der Verbindungen, insbesondere die der Beispiele 1,2 und 4 und insbesondere die Verbindung des Beispiels ] sind sehr wirksam im Hemmen der durch Testosteron angeregten Talgsekretion bei kastrierten männli chen Ratten bei einer Verabreichung von 25 mg/kg auf subcutanem Wege, doch sind die Verbindungen unwirksam im Hemmen der durch 5c-Dihydro-testosteron angeregten Talgabsonderung in gleicher Dosierungsmenge. Dies dürfte anzeigen, daß die Verbindungen über den Weg der 5a^Reductase-Hemmung und nicht über den Weg des klassischen antiandrogenen Mechanismus wirken.

6. Toxizität

Es werden keinerlei toxische Symptome festgestellt, wenn die Verbindung des Beispiels 1 Mäusen oral in einer Dosis bis zu 900 mg/kg Körpergewicht verabreicht wird.

Versuchsbericht

Es wurden die nachstehenden Verbindungen auf ihre androgene, anabolische und anti-androgene Aktivität untersucht:

Π) lo.lo-Dimethyl-androsM-en-lTyß-ol-S-on:

H₃C

gemäß Beispiel 1 vorliegender Erfindung (ii) 16ff- und I6jö-Methyltestosteron;

16ff-Methyl, R = ...CH, 16)8-MethyI, R = CH,

H₃C

(iii) 16,16-Dimethyl-19-nortestosteron: OH

CH₃

gemäß US-PS 38 53 926.

1. Androgene und anabolischer Aktivität a) Methodologie

(b) Ergebnisse

Männliche Ratten (Charles River COBS) mit einem Anfangsgewicht von 50 bis 60 g werden unter Anästhesie mit dem Natriumsalz der 5-Äthyl-5-(l-methylbutyl)-barbitursäure kastriert. Am 12. Tag danach werden die Tiere, deren Körpergewicht jetzt zwischen 110 und 150 g liegt, willkürlich in Gruppen aufgeteilt und gewogen.

Die zu untersuchenden Verbindungen werden jeweils in 10% Äthanol in Erdnußöl gelöst. Den Tieren werden 0,1 ml/100 g Körpergewicht subcutan dieserjeweiligen Lösung injiziert. Den Kontrolltieren wird nur das Vehikel in gleicher Dosis injiziert. Die Verabreichung erfolgte 4 Tage lang, also vom 12. bis zum 15. Tag. Am 16. Tag werden die Tiere getötet.

Den getöteten Tieren wurden die nachstehenden Organe entnommen und gewogen: Samenbläschen, Prostata und der Muskel Levator ani (die Änderung des Körpergewichts während der Verabreichung wird zur Vervollständigung mit aufgezeichnet).

Bei dem Versuch wird die androgene Aktivität durch eine signifikante Erhöhung des Gewichts der Samenbläschen und der Prostata in bezug auf die Kontrollorgane angezeigt. Die anabolische Aktivität zeigt sich durch eine signifikante Erhöhung des Gewichts des Muskels Levator ani im Verhältnis zu den Kontrolltieren an.

Die erhaltenen Ergebnisse sind aus der nachstehenden Tabelle IV ersichtlich, wobei für jede der Testverbindungen eine identische Dosis von 50 mg/kg subcutan verwendet worden ist.

Tabelle IV

Androgene und anabolische Aktivität (6 Ratten je Gruppe)

Verbindung, Dosis (subcutan)

Samenbläschen (mg)

Prostata (mg)

Muskel Levator ani Änderung des (mg) Körpergewichts

(g)

Kontrolle (Erdnußöl)	9,06 ± 0,45	12,26	±0,43	24,31	±4,10	29,80 ±	1,50
Positive Kontrolle, Testosteron 1,0 mg/kg	37,51 ±2,25	28,75 ****\	±3,42	52,78 ***)	±6,99	38,50 ±	0,34
Beispiel 1 der Erfindung 50 mg/kg	10,11 ±1,15	14,13	±1,14	35,05	±4,41	26,00 ±	2,16
16 a-Methy !testosteron 50 mg/kg	55,96 ± 3,5S	47,51 ****\	±6,93	57,40 ****\	±4,87	36,80 ± *)	2,24
1 o/ff-Methyltestosteron 50 mg/kg	58,76 ± 2,83	50,06 ****\	±1,87	64,25 ****\	±7,00	36,30 ± *)	2,02
16,16-Di methyl-19-nortestosteron 50 mg/kg	13,68 ±0,81	17,88 **)	±1,77	46,26	±2,07	31,66 ±	1,38
*Signifikanz mittels Student's t-Test: ) 0,02 < ρ < 0,05. ) 0,01 <p<0,02. *) 0,001 < ρ < 0,01 **) ρ < 0,001.

(c) Zusammenfassung

Die mit der Verbindung des Beispiels 1 der Erfindung erhaltenen Ergebnisse in bezug auf die Kontrollorgane zeigen, daß diese Verbindung bei der untersuchten Dosis keine androgene und auch keine anabolische Aktivität hat. Dagegen zeigen die mit 16*7- und 16>Methyltestosteron erhaltenen Ergebnisse in bezug auf die Kontroll-

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organe eine im hohem Maße signifikante Erhöhung des Gewichts der Samenbläschen, der Prostata und des Muskels Levator ani, so daß diese Verbindungen eine bemerkenswerte androgene und anabolische Aktivität bei der untersuchten Dosis aufweisen. Die mit 16,16-Dimethyl-19-nortestosteron erhaltenen Ergebnisse zeigen in bezug auf die Kontrollorgane eine sehr signifikante Erhöhung des Gewichts der Samenbläschen, der Prostata und des Muskels Levator ani, so daß diese Verbindung ebenfalls eine androgene und anabolische Aktivität hat.

2) Antiandrogene Aktivität
ίο (a) Methodologie

Dieser Versuch wurde gleichzeitig mit dem Versuch auf androgene und anabolische Aktivität durchgeführt. Die Methodik war die gleiche wie bei l)(a), jedoch mit der Maßgabe, daß die Testverbindungen gleichzeitig mit Testosteron verabreicht worden sind, wobei jedoch das Testosteron an einer anderen Körperstelle injiziert wurde, um den Hemmungsgrad im Vergleich zu den Tieren zu bestimmen, die Testosteron allein erhielten. Den am 16. Tag getöteten Tieren wurden die nachstehenden Organe entnommen und gewogen: Samenbläschen und Prostata (die Änderung des Gewichts des Muskels Levator ani und des Körpers wurde zur Vervollständigung mit aufgezeichnet).

Bei diesem Versuch wird die antiandrogene Aktivität durch eine signifikante Herabsetzung der Testosteron-Reizung der Samenbläschen und der Prostata angezeigt.

(b) Ergebnisse

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle V angegeben, wobei für jede derTestverbindungen eine identische Dosis von 50 mg/kg subcutan verwendet worden ist.

Tabelle V

Anti-androgene Aktivität (6 Ratten je Gruppe)

Verbindung, Dosis (subcutan)	Samenbläschen (mg)	Prostata (mg)	Muskel Levator ani (mg)	Änderung des Körpergewichts (g)
Kontrolle (Erdnußöl)	9,06 ± 0,45	12,26 ±0,43	24,31 ±4,10	29,80 ±1,50
Testosteron 1,0 mg/kg (T)	37,51 ±2,25	28,75 ± 3,42	52,78 ± 6,99	38,50 ± 0,34
Verbindung des Beispiels 1) 50 mg/kg + (T)	38,00 ± 2,50	32,75 ±4,01	37,50 ± 6,34	35,00 ± 0,68
16ff-Methyltestosteron 50 mg/kg + (T)	73,23 ± 4,57	59,60 ± 3,37 ****\	56,30+3,61	35,30 ±1,58
16jS-Methyltestosteron 50 mg/kg + (T)	67,20 ± 2,43	66,41+4,12	67,48 + 2,25	39,16 ±1,04
16,16-Dimethyl-19-nortestosteron 36,90 ± 2,03 50 mg/kg + (T)	25,80 ± 2,38	57,53 ± 3,28	35,16 ± 1,04
Positive Kontrolle Cyproteronacetat 18,55 ± 1,36 20 mg/kg + (T) ****)	18,91 ± 1,16 *)	40,16 ± 3,97	25,16 ±0,98

Signifikanz mittels Student's Ί'-Test: *) 0,02 < ρ < 0,05.

♦***) ρ < 0,001.

(c) Zusammenfassung

Die Ergebnisse zeigen, daß keine der untersuchten Verbindungen die Testosteron-Reizung der Samenbläschen und der Prostata in signifikanter Weise herabsetzt (es ist jedoch zu bemerken, daß 16ar- und 16/f-MethyI-testosteron die Wirkung in signifikanter Weise erhöhen, so daß keine dieser Verbindungen bei der untersuchten Dosis eine antiandrogene Aktivität hat.

Die Gültigkeit dieses Tests wird durch die signifikante Herabsetzung ersichtlich, die mit der positiven Kontrolle, Cyproteronacetat, als Standard-Antiandrogen erhalten worden ist.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Versuche ist ersichtlich, daß die Verbindung des Beispiels 1 weder eine androgene, noch eine anabolische, noch eine antiandrogene Aktivität hat. Demgegenüber zeigen unter identischen Bedingungen sowohl 16a- und 16/?-Methyltestosteron als auch 16,16-DimethyI-19-nortestosteron androgene und anabolische Wirksamkeit, wobei die Aktivität von 16a- und 16/?-Methy!testosteron besonders bemerkenswert ist.

Verbin
dung

2,5 x 10
Prostata

"'-molar
Epididymis

5,0 x 10
Prostata

'-molar
Epididymis

5,0 x 10 "-n
Prostata

Epididymis

Patentansprüche:
1. In 16-Stellung disubstituierte 3-Ketosteroide der allgemeinen Formel I

5 R₄ R₅

R₃

15 in der

R₃ die Methyl- oder Äthylgruppe ist,

R₄ jS-Konflguration aufweist und die Hydroxylgruppe oder eine acylierte Hydroxylgruppe mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen im Acylrest ist, und

Rj ^-Konfiguration aufweist und fur ein Wasserstoffatom oderdie Methyl- oder die Äthylgruppe steht, oder Ri und R₅ zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an das sie gebunden sind, die Carbonylgruppe bilden.