DE2803236C2 - Verfahren zur Herstellung von Cholesterin-Derivaten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Cholesterin-DerivatenInfo
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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- C07J71/00—Steroids in which the cyclopenta(a)hydrophenanthrene skeleton is condensed with a heterocyclic ring
- C07J71/0005—Oxygen-containing hetero ring
- C07J71/001—Oxiranes
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Description
worin R Methyl oder p-Tolyl und Z Wasserstoff oder Hydroxy ist, und der 3<*-Epimeren davon, durch
Reduktion einer Verbindung der allgemeinen Formel
CH3
(Π)
OSO2R
worin R und Z die obige Bedeutung haben, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) eine Verbindung der Formel Il mit Diboran in einem Äther zu einer Verbindung der allgemeinen Formel
HO
OSO2R
worin R und Z die obige Bedeutung haben, und der 3«-Epimt;ren davon umsetzt und
b) die so erhaltene Verbindung mit Diboran in einem Äther in Gegenwart eines Alkalimetallborhydrids
umsetzt.
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von lit-Hydroxy-cholestcrin-Derivaten der allgemeinen
Formel
HO H
OSO2R
worin R Methyl oder p-Tolyl und Z Wasserstoff oder Hydroxy ist, und von den 3A-Epimeren davon nach dem
vorstehenden Patentanspruch. Diese Verbindungen können zur Herstellung von !«-Hydroxy-cholecalciferolen,
insbesondere von ΐΛ-Hydroxy-cholecalciferol und latfS-Dihydroxycholecalciferol verwendet werden.
Die interessanten biologischen Eigenschaften der l«-Hydroxy-cholecalciferole haben dazu geführt, daß zahlreiche
Verfahren zur Herstellung dieser Derivate über ΐΛ-Hydroxycholesterine entwickelt wurden. In diesem
Zusammenhang sei beispielsweise auf B. PeIc und E Kodicek, J. Chem. Soc. (C) 1624 (1970): M. Morisaki, et al,
Chem. Pharm. Bull. (Japan) 21, 1853 (1973); J. J. RubioLightbourn, Chem. Pharm. Bull (Japan) 21. 1854 (1973);
D.H.R. Barton et al, J. Am. Chem. Soc, 95,2748 (1973) and D.H.R. Barton et al, J.CS. Chem. Comm. 203 (1974)
hingewiesen. In der US-PS 38 87 545 ist eine neue Synthese von lA-Hydroxy-cholesterin-Derivaten ausgehend
von dem Epoxyketon der Formel II (siehe Reaktionsschema) beschrieben. Diese Synthese besteht darin, daß
man das Epoxyd II zum Hydroxyketon IV unter reduzierenden Bedingungen aufspaltet, letzteres zum Diol I
reduziert und dieses durch Abspaltung des Sulfonyloxyrestes in das lar-Hydroxy-cholesterin-Derivat V überführt
Die Tatsache, daß man bei der Aufspaltung des Epoxyketons II zum /i-Keto-Alkohol IV das schwer
erhältliche und gefährliche Aluminiumamalgam verwenden muß und daß der erhaltene ß-Keto-Alkohol IV sehr
unbeständig ist, hat dazu geführt, daß man die in der besagten US-Patentschrift beschriebene Synthese allenfalls
im Laboratorium, jedoch kaum in größeren Anlagen, wie Pilot-Anlagen, verwenden kann. Somit würde eine
Synthese von lÄ-Hydroxy-choIesterincn, die die Verwendung von Aluminiumamalgam und die Bildung des
labilen/?-Ketoalkuhols IV vermeidet, einen deutlichen Fortschritt in der I !crstcllung der bv-Hydroxy-cholesterine
den letzten Vorläufern der ΐΛ-Hydroxy-cholccalciferole, darstellen.
Bei der im Laboratorium durchgeführten, in den Beispielen 9— 11 der US-PS 38 87 545 beschriebenen Überführung
des l(*,2*-Epoxy-6/?-methylsulfonyIoxy-5*-choiestan-25-oI-3-ons in das lA^S-Dihydroxycholesterin beträgt
die Ausbeute an letzterem 60%.
Wird hingegen diese Oberführung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren im Kilogramm-Maßstab durchgeführt,
so beträgt die Ausbeute an 1«,25-Dihydroxycholesterin 71%.
Reaktionsschema
CHj
CH3
CH3
OSOjR
(Π)
HO
CH3
CH
HO
(V)
O)
In den Formeln bezeichnet eine ausgezogene Linie ( ) eine Bindung zu einem Substituenten in ^-Stellung
(d. h. oberhalb der Molekülebene) eine unterbrochene Linie ( ) eine Bindung zu einem Substituenten in
«-Stellung (d. h. unterhalb der Molekülebene). Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf die Synthese von
racemischen oder optisch aktiven Verbindungen Anwendung finden. Optisch aktive Verbindungen können
durch Spaltung von Racematen nach in der Steroidchemie an sich bekannten Techniken erhalten werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der ΐΛ-Hydroxy-cholesterin-Derivaten der Formel I und
der 3A-Epimeren davon ist dadurch gekennzeichnet, daß man
a) eine Verbindung der allgemeinen Formel
CH3 CH3
O H
OSO2R
worin R und Z die obige Bedeutung haben, mit Diboran in einem Äther zu einer Verbindung der allgemeiner.
Formel
HO H
b)
OSO2R
worin R und Z die obige Bedeutung haben, und der 3*-Epimeren davon umsetzt und
die so erhaltene Verbindung mit Diboran in einem Äther in Gegenwart eines Alkalimetallborhydrids
umsetzt.
Die Reduktion a) wird zweckmäßigerweise in 1,2-Dimethoxyäthan, Bis-(2-methoxyäthyl)-äther, Dioxan oder
Tetrahydrofuran, bei einer Temperatur von etwa —30 bis etwa +30° C, vorzugsweise bei etwa O0C durchgeführt.
Das Mengenverhältnis der Reaktanten ist nicht sehr kritisch, sofern die theoretische Menge des Reduktionsmittels
verwendet wird. Jedoch werden vorzugsweise etwa 1 —8, insbesondere 4 Äquivalente Diboran pro
Äquivalent Keton II verwendet. Vorzugsweise wird Diboran-Tetrahydrofuran als Reduktionsmittel verwendet
Die Aufspaltung von Stufe b) wird mit Diboran in Gegenwart eines Alkalimetallborhydrids, wie Natriumborhydrid,
Kaliumborhydrid oder Lithiumborhydrid, in einem Äther, wie 1,2-Dimethoxyäthan, Bis-(2-methoxyäthyl)-äther,
Dioxan oder Tetrahydrofuran, bewerkstelligt. Bei dieser Reaktion ist die Temperatur nicht sehr
kritisch. Jedoch wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen etwa —30 bis etwa +300C, insbesondere bei
etwa 0°C gearbeitet. Das Mengenverhältnis zwischen dem Epoxyalkohol HI und den Reduktionsmitteln, Diboran
und Alkalimetallborhydrid, ist nicht sehr kritisch, sofern man zumindest die theoretische Menge Diboran und
eine katalytische Menge Alkalimetallborhydrid verwendet. Vorzugsweise verwendet man 1 —8, insbesondere 4
Äquivalente Diboran pro Äquivalent Epoxyalkohol III und 1 —10, insbesondere 4 Äquivalente Alkalimetallborhydrid
pro Äquivalent Epoxyalkohol III. Vorzugsweise verwendet man Diboran-Tetrahydrofuran und Lithiumborhydrid
als Reduktionsmittel.
Obschon man das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der l«-Hydroxy-cholestan-3-olen der Formel
I und der 3r*-Epimeren davon stufenweise durchführen kann, ist es insbesondere in kommerziellem Maßstab
vorteilhaft, dieses Verfahren ohne Isolierung des Epoxyalkohol-Zwischenprodukts III, d. h. im Eintopf-Verfahren,
durchzuführen.
Die l*-Hydroxy-cholestan-3-oIe der Formel I und die 3ar-Epimere davon können z. B. nach dem in der US-PS
38 87 545 beschriebenen Verfahren durch Abspaltung des Sulfonyloxyrestes mit einer Suspension von Lithiumcarbonat
in Dimethylformamid in ΐΛ-Hydroxy-cholesterine V übergeführt werden. Letztere können z. B. nach
dem in D.H.R. Barton et al. J. Am. Chem. Soc. 95,2748 (1973) und der US-PS 39 93 675 beschriebenen Verfahren
in die Metaboliten von Vitamin Dj lrt-Hydroxy-cholecalciferol und 1 A^S-Dihydroxycholecalciferol übergeführt
werden.
B e i s ρ i e 1 1
Zu 157 ml eines im Eisbad abgekühlten lM-Diboran-Tetrahydrofuran-Komplexes, (nicht mit Natriumborhydrid
stabilisiert) wird unter Rühren unter einer Stickstoffuimosphäre während 25 Minuten eine Lösung von
20,0g (0,392 Mol) lA-2/»-Epoxy-6/i'-methylsulfonyloxy-5rt-cholestan-25-ol-3-on in 100 ml Tetrahydrofuran getropft.
Nach beendeter Zugabe wird die Lösung etwa 25 Minuten gerührt. Dem im Eisbad gekühlten Reaktionsgemisch wird vorsichtig Wasser zugegeben. Das Gemisch wird 10 Minuten gerührt und dann im Vakuum bei
einer Badtemperatur von 35°C eingedampft. Der Rückstand wird zwischen Methylenchlorid und Wasser (1 : 1)
verteilt, die organische Phase abgetrennt, mit Wasser und gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, über
wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und filtriert. Nach Eindampfen des Filtrats erhält man lA,2*-Epoxy-25-hydroxy-6/i>-methylsulfonyloxy-5«-cholestan-3-ol
in Form eines weißen Schaums.
Zu einem im Eisbad gekühlten Gemisch von 157 ml eines 1M-Diboran-Tetrahydrofuran-Komplexes (nicht mit
Natriumborhydrid stabilisiert) und 3,4 g (0,155 Mol) Lithiumborhydrid wird unter Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre
eine Lösung von 20,0 g (0,392 Mol) lA^it-Epoxy^S-hydroxy-o^-methylsulfonyloxy-Sa-cholestan-3-ol
in 100ml Tetrahydrofuran während 25 Minuten getropft. Die Suspension wird etwa 6 Stunden bei 00C
gerührt und dann über Nacht im Kühlschrank bei 3°C gehalten. Dem im Eisbad gekühlten Reaktionsgemisch ic
werden vorsichtig 200 ml Wasser zugegeben. Der trüben Lösung werden zusätzliche 200 ml Wasser zugefügt,
die Lösung wird mit Methylenchlorid extrahiert, die organische Phase abgetrennt und nacheinander mit Wasser
und gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrockent und filtriert.
Nach Eindampfen des Filtrats erhält man 22 g l^S-Dihydroxy-ö/i'-methylsulfonyloxy-Sar-cholestan-S-ol in
Form eines weißen Schaums.
Zu 157 ml eines im Eisbad abgekühlten IM Diboran-Tetrahydrofuran-Komplexes (nicht mit Natriumborhydrid
stabilisiert) wird während 25 Minuten unter Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre eine Lösung von
20,0 g (0392 Mol) l«,2*-Epoxy-6/i>-methylsulfonyloxy-5«-cholestan-25-ol-3-on in 100 ml Tetrahydrofuran getropft.
Nach beendeter Zugabe wird die Lösung 25 Minuten gerührt. Dem Reaktionsgemisch werden unter
Rühren in einer Portion 3,40 g (0,155 Mol) Lithiumborhydrid zugesetzt. Die Suspension wird etwa 6 Stunden im
Eisbad gerührt und dann über Nacht im Kühlschrank bei 3°C gehalten. Dem im Eisbad gekühlten Reaktionsgemisch
werden vorischtig 200 ml Wasser gegeben. Der trüben Lösung werden 200 ml Wasser gegeben, die
Lösung wird mit Methylenchlorid extrahiert, die organische Phase abgetrennt und nacheinander mit Wasser und
gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und filtriert. Durch
Eindampfen des Filtrats erhält man 22 g !«^S-Dihydroxy-ö/i-methylsulfonyloxy-SÄ-cholestan-S-ol in Form eines
weißen Schaums.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von ΐΛ-Hydroxycholesterinen der allgemeinen Formel CH3 CH3CH3' HOHO(DOSO2R
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