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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Herstellung
von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (21OH-6OP) und/oder seiner
21-Acetat-, 21-Propionat-, 21-Hemisuccinat-, 21-Phosphat-
und 21-Oleat-Derivate. 21OH-6OP und seine Ester sind Antiglucocorticoide
zur Behandlung oder Prophylaxe von Krankheiten, die mit einem Glucocorticoid-Ungleichgewicht verbunden
sind, insbesondere zur Behandlung von Cushing-Syndrom oder Depression.
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Hintergrund der Erfindung:
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Corticosteroide
sind Steroidhormone, die strukturell mit Cholesterin verwandt sind.
Diese Hormone werden in der Nebennierenrinde synthetisiert und umfassen
die Glucocorticoide (z.B. Cortisol), die Mineralcorticoide (z.B.
Aldosteron) wie auch schwache Androgene und Östrogene. Die Nebennierenfunktion
sowie die der Schilddrüse
ist unter der Kontrolle des Hypothalamus (HPT) und der Hypophyse
(PIT). Wenn die Cortisol (das natürlich vorkommende Glucocorticoid)-Level
unter einen Sollwert fallen, setzt der Hypothalamus CRH (Corticotropin-Releasing-Hormon)
frei, welches die Freisetzung von adrenocorticotropem Hormon (ACTH)
aus der Hypophyse stimuliert. ACTH ist ein tropes Hormon, das stimuliert:
- • die
Synthese und Sekretion von Cortisol (es hat minimale Effekte auf
Aldosteronsynthese/Sekretion) und
- • das
Wachstum der Nebennierendrüse.
Wenn die Cortisolspiegel steigen, stellt es die CRH- und ACTH-Sekretion
ab (siehe 1).
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Cortisol
wird durch seine Eigenschaften, die mit der Biosynthese und dem
Stoffwechsel von Glucose in Beziehung stehen, und seiner Eigenschaften,
die mit nicht-spezifischer wie auch spezifischer Immunität in Verbindung
stehen, gekennzeichnet. In Folge ihrer Effekte auf den Glucosemetabolismus
werden Cortisol und natürliche
oder synthetische Analoga davon üblicherweise
Glucocorticoide genannt. Sie binden an den Glucocorticoid-Rezeptor
(GR).
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Der
Glucocorticoid-Rezeptor ist ein Glied einer Proteinsuperfamilie
eng verwandter intrazellulärer
Rezeptoren, die als Liganden aktivierte Transkriptionsfaktoren fungieren.
Andere Glieder dieser Superfamilie sind der Mineralocorticoid-Rezeptor (MR) und
der Progesteron-Rezeptor (PR). Es wurde gezeigt, dass MR und GR in
hohem Maße
homolog sind, somit weisen natürliche
und sogar synthetische Steroide eine Kreuzreaktion zwischen diesen
Rezeptoren auf. Was PR angeht, so geht sein natürlicher Ligand Progesteron
eine Kreuzreaktion mit MR und GR ein.
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Cushing-Syndrom
ist eine Störung,
die aus einer erhöhten
adrenocorticalen Sekretion von Cortisol resultiert. Eine Überfunktion
der Nebennierenrinde kann ACTH-abhängig sein oder sie kann von
einer ACTH-Regulierung unabhängig
sein, z.B. Produktion von Cortisol durch ein adrenocorticales Adenom
oder Karzinom. Die Verabreichung von supraphysiologischen Mengen
an exogenem Cortisol oder verwandter synthetischer Analoga unterdrückt die
adrenocorticale Funktion und ahmt eine ACTH-unabhängige Glucocorticoid-Hyperfunktion
nach. Eine ACTH-abhängige
Hyperfunktion bzw. Überfunktion
der Nebennierenrinde kann durch Hypersekretion von ACTH durch die
Hypophyse, Sekretion von ACTH durch einen nicht-hypophysen Tumor,
zum Beispiel kleinzelliges Karzinom der Lunge (das ektope ACTH-Syndrom),
oder Verabreichung von exogenem ACTH bedingt sein. Obgleich der
Ausdruck „Cushing-Syndrom" auf das klinische
Bild angewendet wurde, das aus Cortisolüberschuss resultiert, ungeachtet
der Ursache, wurde eine Hyperfunktion der Nebennierenrinde, die
aus einem Hypophysen-ACTH-Überschuss
resultiert, häufig
als Cushing-Krankheit bezeichnet, die eine bestimmte physiologische
Abnormalität
beinhaltet. Patienten mit Cushing-Krankheit können ein basophiles Adenom
der Hypophyse oder ein chromophobes Adenom haben. Mikroadenome können üblicherweise
durch CT oder vorzugsweise MRI-Scanning sichtbar gemacht werden,
indem eine Hochauflösungstechnik
verwendet wird, die durch Gadolinium verstärkt wird. Einige Mikroadenome
sind selbst mit diesen Modalitäten
schwer zu visualisieren. In einigen Fällen wird trotz des klaren
Beweises einer ACTH-Überproduktion
keine histologische Abnormalität
in der Hypophyse festgestellt.
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Wenn
hierin auf das Cushing-Syndrom Bezug genommen wird, so soll das
klinische Bild gemeint sein, das aus Cortisolüberschuss ungeachtet der Ursache
resultiert, der auch iatrogen sein kann, sowohl durch Injektion
von ACTH oder durch die direkte Verabreichung von Cortisol oder
synthetischen Analoga, zum Beispiel Prednison, Prednisolon, Dexamethason
oder anderen, die in großem
Umfang bei verschiedenen Typen an Krankheiten verwendet werden,
einschließlich
allergischer, asthmatischer, inflammatorischer oder immunologischer
Krankheit. Cushing-Syndrom beinhaltet zusätzlich adrenale Tumoren, die
Corticoide sekretieren, ektope ACTH-Produktion und Cushing-Krankheit.
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Klinische
Manifestationen enthalten runde „Mond"-Gesichter mit einem plethorischen Aussehen.
Es gibt Stammfettsucht mit vorstehendem supraklavikularen und dorsalen
zervikalen Fettpolstern („Buffalo Hump"); die distalen Extremitäten und
Finger sind üblicherweise
ganz schlank. Es liegen Muskelschwund und -schwäche vor. Die Haut ist dünn und atrophisch,
mit schlechter Wundheilung und leichtem Bluterguss. Am Abdomen können purpurfarbene
Streifen auftreten. Hypertension, Nierensteine, Osteoporose, Glucoseintoleranz,
verringerte Wider standskraft gegen Infektion und psychische Störungen sind üblich. Ein
Aufhören
des linearen Wachstums bei Kindern ist charakteristisch. Frauen
haben üblicherweise
Menstruationsunregelmäßigkeiten.
Eine erhöhte
Produktion von Androgenen zusätzlich
zu Cortisol kann zu Hypertichose, temporärer Kahlköpfigkeit und anderen Anzeichen
für Virilismus
bei Frauen führen.
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Obgleich
die Entwicklung von antihormonalen Agenzien, die mit Östrogen-
und Androgenrezeptoren verwandt sind, erfolgreich war, ist die Suche
nach selektiven Anticorticoiden beschränkter.
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Bekannte
Agenzien, die die Synthese von Steroidhormonen bei verschiedenen
Leveln supprimieren (d.h. Inhibitoren von Enzymen, die verschiedene
Stufen der Synthese von Steroidhormonen katalysieren) sind in J.
Steroid Biochem., Bd. 5, S. 501 (1974) zusammengefasst und umfassen
die folgenden:
- a) Diphenylmethanderivate, z.B.
Amphenon B (das die Synthese von Steroidhormonen in den Stufen der 11-beta-,
17- und 21-Hydroxylase supprimiert);
- b) Pyridinderivate (SU-c-Reihe), z.B. Metirapon (das die Synthese
in der Stufe der 11-beta-Hydroxylase supprimiert);
- c) substituierte alpha,alpha-Glutaramide, z.B. Aminoglutetimid
(welches in die Synthese von Pregnenolon aus Cholesterin durch Unterdrückung der
20-alpha-Hydroxylase und C20, C22-Liase
eingreift;
- d) Steroidsubstanzen, z.B. Trilostan (3-beta-substituiertes
Steroid 3-beta-Hydroxy-5-androsten-7-on), das 3-beta- Desoxysteroidhydrogenase-5,4-isomerase
supprimiert (Steroids, Bd. 32, S. 257).
- e) Steroide der Spironolactonfamilie, die als schnell dissoziierende
Anti-Mineralocorticoide verwendet werden (PNAS USA 71(4), S. 1431-1435
(1974)).
- f) ein synthetisches Steroid, das als ein Anti-Mineralocorticoid,
ZK91587, beschrieben wurde, das spezifische Bindungseigenschaften
für den
Nieren- (Z. Naturforsch., 45b, S. 711-715 (1990)) und Hippocampus-Typ-I-MR
(Life Science, 59, S. 511-21 (1996)), nicht aber für Typ-II-GR zeigt. Es kann
daher zweckmäßigerweise
als Werkzeug bei der Untersuchung der MR-Funktion in Geweben, die
beide Rezeptorsysteme enthalten, nützlich sein.
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Agenzien,
die spezifisch die Wechselwirkung von Glucocorticoidhormonen mit
Hormonrezeptoren unterdrücken,
sind:
- a) Mifepriston (11β,17β)-11-[4-(Dimethylamino)phenyl]-17-hydroxy-17-(1-propinyl)estra-4,9-dien-3-on,
das auf Rezeptoren von Glucocorticoidhormonen unter Bildung eines
Komplexes wirkt, welcher unfähig
ist, Mechanismen zu initiieren, die zu einem Glucocorticoideffekt
führen
(Annals of New York Academy of Science, Bd. 761, S. 5-28 (1995)).
- b) Nicht-Steroid-Substanzen (J. Steroid Biochem., Bd. 31, S.
481-492 (1988)), z.B. Drotaverinahydrochlorid (ein Derivat von Isochinolin-1-(3,4-dietoxybenziliden)-6,7-dietoxy-1,2,3,4-tetrahydrizochinolin)
oder Acetylsalicylsäure
(Moskovskaya Meditsina, 1990, „Receptor
mechanisms of the glucocorticoid effect" von V. P. Golikov).
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Bis
heute ist die einzige therapeutische Anwendung für Antiglucocorticoide (z.B.
Mifepriston), die in einer klinischen Einrichtung versucht wurde,
die zur Behandlung inoperabler Fälle
von nicht-hypophysen-Cushing-Syndrom. Im Fall von Mifepriston (sowohl
ein Antiprogesteron als auch ein Antiglucocorticoid) sind hohe Dosen
(bis zu 800 mg pro Tag) erforderlich.
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Es
wurden Fortschritte bei der Entwicklung von antihormonalen Agenzien
mit größerer Wirksamkeit und
Selektivität,
speziell auf dem Antiöstrogen-
und Antiandrogen-Gebiet, beschrieben, in dem eine systematische
Anwendung von Strategien zur Erhöhung
der Aktivität
und zur Senkung der Kreuzreaktivität und unerwünschter Nebenwirkungen angewendet
wurden.
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In
EP 903 146 wird das synthetische
Steroid 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron
(21OH-6OP) der Formel I
als selektives Antiglucocorticoid
offenbart, das mit Uterus-PR
oder Nieren-MR im Wesentlichen nicht kreuzreagiert. Dieses 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron-Antiglucocorticoid
könnte
in der Behandlung von Krankheiten eingesetzt werden, die mit einem Überschuss
an Glucocorticoiden verbunden sind, wo ein Anti-Glucocorticoid wünschenswert
ist, dem tatsächlich
Mineralocorticoid- oder Glucocorticoid-Eigenschaften wie auch Affinität für MR oder
PR fehlen.
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Die
Synthese von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (1) und seinem 21-Acetat
(2) wurde zuerst von Deghenghi 1966 als In termediat in einer Synthese
von 19-Hydroxydesoxycorticosteron, ausgehend von 21-Hydroxypregnenolondiacetat,
erreicht. Das in Schema 1 zusammengefasste Verfahren involviert
die Verwendung einer Reaktion vom „Hypoiodit-Typ" mit Bleitetraacetat
(Pb(AcO)
4). Verbindung 1 wurde weder isoliert noch
charakterisiert, aber in situ zu Acetat 2 acetyliert. Die Gesamtausbeute
an partiell gereinigtem 2 war nur 8,3%. Abgesehen von der niedrigen
Ausbeute wird dieses Herstellungsverfahren im Allgemeinen als schwierig zu
reproduzieren wahrgenommen, und zwar insbesondere durch die Bildung
des Chlorhydrins.
Schema
1: Synthese von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron und seinem 21-Acetat-Derivat
durch Deghenghi.
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In
einer neueren Synthese von 19-Hydroxydeoxycorticosteron stellten
Kirk und Yeoh (J. Chem. Soc. Perkin Trans. I, 2945 (1983)) Acetat
2 als ein Intermediat her. Dieses Verfahren, das von Pregnenolonacetat ausgeht,
ist in Schema 2 dargestellt. Obgleich die vollständigen Details der ersten 3 Schritte
im experimentellen Abschnitt ihrer Publikation nicht angegeben sind,
kann nach der zitierten Literatur die Ausbeute für diese Schritte als ca. 34–37% geschätzt werden,
was eine Gesamtausbeute an Acetat 2 von ca. 12% aus Pregnenolonacetat
ergibt.
Schema
2: Synthese von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron und seinem Acetat
durch Kirk et al.
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Nach
einem weiteren Verfahren, das in Schema 3 dargestellt ist, wird
die schwache Funktionalisierungsreaktion mit Pb(AcO)
4 und
Iod unter thermischen oder fotochemischen Bedingungen durch das
reproduzierbarere und „mildere" HgO/Iod-System unter fotochemischen
Bedingungen ersetzt und der 21-Hydroxylierungsschritt
wird mit einer hypervalenten Iodverbindung durchgeführt (siehe
A. S. Veleiro, M. V. Nevado, M. C. Monteserin und G. Burton, Steroids,
60, 268-272 (1995); M. Akhtar und D. H. R. Barton, J. Am. Chem.
Soc., 86, 1528-1534 (1964); R. M. Moriarty, L. S. John und P. C.
Du, J. Chem. Soc. Chem. Commun., 641-642 (1981).
Schema
3: Synthese von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron durch Veleiro et
al.
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Das
obige Verfahren beginnt auch mit Pregnenolonacetat, welches zuerst
in 21-Hydroxypregnenolondiacetat umgewandelt wird. Bestenfalls ist
die Gesamtausbeute an 1 ca. 26%; allerdings konnte dieses Produkt,
obgleich es nach DSC und NMR offensichtlich rein ist, nicht kristallisiert
werden und erforderte demnach zusätzliche Reinigungsschritte
durch Chromatographie; die Ausbeute an reinem kristallinem 1 ist
etwa 13% (19% aus 21-Hydroxypregnenolondiacetat). Obgleich das Acetat
2 ein Intermediat in diesem Syntheseweg ist, konnte die vollständige Reinigung
nur nach Deacetylierung (d.h. an Verbindung 1) erreicht werden.
Obgleich dieses Verfahren die Synthese geringer Mengen an 1 für die anfänglichen
biologischen Tests, die 1996 durchgeführt wurden, scheiterten darüber hinaus
Anstrengungen, dieses Verfahren in einen größeren Maßstab überzuführen. Obgleich die derzeit
bekannten Verfahren 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron
(1) liefern, ergeben sie konsi stent schlechtere Ausbeuten wie auch
Nebenprodukte, die schwer zu eliminieren sind.
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Beschreibung der Erfindung:
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines neuen
Verfahrens zur Herstellung von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (21OH-6OP) und/oder
seiner Ester.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung von
21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron und/oder seiner Ester.
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In
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren
zur Herstellung von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (1) oder seiner Ester,
zum Beispiel Carboxylat-, Phosphat- oder Sulfatester, bereit. In
bevorzugten Ausführungsformen
stellt die Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung von 21OH-6OP
und seinen 21-Acetat-, 21-Propionat-, 21-Hemisuccinat-, 21-Phosphat-
und 21-Oleat-Derivaten bereit. Das Verfahren der Erfindung vermeidet
im Wesentlichen alle bisher bekannten Unzulänglichkeiten. Das Verfahren
der Erfindung produziert 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (1) in
guter Ausbeute mit einem akzeptablen Reinheitsgrad und vermeidet
Schwermetalle als Reagenz. Das Verfahren der Erfindung ist für die Herstellung
von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (1) und seiner Ester in großem industriellen
Maßstab
geeignet.
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Die
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden entsprechend dem Hauptanspruch
gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
werden in den abhängigen
Ansprüchen,
die hier eingearbeitet sind, ausgeführt.
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Das
neue Syntheseverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst die folgenden aufeinander folgenden Grundschritte
oder besteht aus diesen:
- a) Bereitstellen von
21-Acetoxypregnenolon (3) (das tatsächlich ein kommerzielles Produkt
ist);
- b) Transformieren der C-3-Hydroxygruppe von 21-Acetoxypregnenolon
in einen labilen Ester, vorzugsweise einen Formiatester;
- c) durch Addition eines Broms und einer Hydroxygruppe an die
Doppelbindung in C5-C6-Position des Ester-geschützten 21-Acetoxypregnenolon Erhalten des Bromhydrinprodukts;
- d) Durchführen
einer intramolekularen Cyclisierung mit dem C19-Atom mit dem „Suarez-Reagenz" (Diacetoxyiodbenzol;
siehe Armas et al., J. Chem. Soc. Perkin I, 405 (1989)) und Iod
unter Bestrahlung, wodurch die 6,19-Oxido-Brücke innerhalb des Grundgerüsts erhalten
wird;
- e) Durchführen
einer selektiven Hydrolyse, vorzugsweise mit HCl/MeOH/Dichlormethan,
gefolgt von einer Oxidation, vorzugsweise mit Pyridiniumchlorchromat
(PCC), wodurch ein Bromketon erhalten wird;
- f) Durchführen
einer Hydrolyse des Bromketons, das aus Schritt e) resultiert, unter
Erhalt von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron
(1) und gegebenenfalls
- g) Acylierung von 21-Hydroxy-6,19-Oxidoprogesteron (1) unter
Erhalt des 21-Esters (das Acetat ist als 2 gezeigt).
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Bevorzugte
Ester sind C1-18-Acylester (gegebenenfalls substituiert mit COOH,
ein- oder zweimal) und Phosphatester. Acylester können durch
Umsetzung von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (1) mit einer organischen
Säure in
Gegenwart eines Kupplungsmittels (zum Beispiel N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid)
oder mit einem aktivierten organischen Ester (zum Beispiel ein Nitrophenolester)
oder mit einem Acylhalogenid (zum Beispiel ein Acylchlorid) oder
mit einem Acylanhydrid erhalten werden. Phosphatester können durch
Umsetzung von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron
mit einem Phosphorylierungsmittel (zum Beispiel Phosphoroxychlorid, gefolgt
von einer basischen Hydrolyse) erhalten werden.
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Das
21-Propionat oder 21-Hemisuccinat und 21-Oleat und Derivate werden
erhalten, indem 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (1) aus Schritt
f) mit Propionsäure,
Bernsteinsäure
oder Ölsäure, ihren
Anhydriden, aktivierten Estern oder Acylchloriden verestert wird.
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Ein
bevorzugtes Syntheseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in Schema 4 gezeigt.
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Schema
4: Neue Synthese von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron
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Nach
dem in Schema 4 dargestellten bevorzugten Verfahren wird eine Formiatgruppe
als Schutzgruppe für
Position 3 eingeführt.
Formiate haben den Vorteil, dass sie unter relativ milden sauren
Bedingungen (HCl/MeOH-Dichlormethan), bei denen primäre Acetate
und sogar α-Acetoxyketone
stabil sind, hydrolysiert werden können. Die Einführung einer
Formiatgruppierung wird vorzugsweise unter sehr milden Bedingungen durchgeführt, wobei
vorzugsweise ein gemischtes Essigsäure-Ameisensäure-Anhydrid (in situ hergestellt
aus Ameisensäure
und Essigsäureanhydrid)
verwendet wird. Die Bromhydrinbildung wird mit N-Bromacetamid in THF
durchgeführt,
was zu 80% des gewünschten
Bromhydrin 5 und etwa 20% des 5α-HO-6β-Br-Isomer
führt. Das
Gemisch kann durch Kristallisation oder Dünnschichtchromatographie getrennt
werden. Für
die intramolekulare Cyclisierung, die C19 involviert,
wird das „Suarez-Reagenz" (Diacetoxyiodbenzol
(DAIB)) und Iod als das „Hypoiodit"-Erzeugungssystem
unter geeigneter Bestrahlung – vorzugsweise
mit einer Standardwolframlampe – verwendet.
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Ziemlich überraschend
zeigte sich nach Durchführung
des intramolekularen Cyclisierungsschrittes in Dichlormethan (CH2Cl2), dass die Reaktion
nicht nur schnell (vollständige
Umwandlung in weniger als einer Stunde) und sauber ist, sondern
auch, dass ausgezeichnete Ausbeuten erhalten werden könnten.
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Eine
Temperaturkontrolle (25°C)
des Cyclisierungsschritts, die durch Verwendung eines glasummantelten
Reaktors mit Wasserzirkulation erreicht wird, erhöht die Ausbeute
und verringert übermäßige Oxidationsnebenprodukte.
Darüber
hinaus wird eine Epoxidbildung eliminiert, das isomere Bromhydrin
ist gegenüber dem
Reagenz inert und könnte
(zusammen mit dem Iodbenzol-Nebenprodukt) einfach vom gewünschten Bromether
6 durch Vakuumfiltration durch eine Silicagelsäule (VFC) abgetrennt werden.
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Die
selektive Hydrolyse des Formiatesters wird vorzugsweise mit CHl
in MeOH-Dichlormethan, gefolgt von einer Oxidation, vorzugsweise
mit PCC, durchgeführt,
wodurch das Bromketon 8 erhalten wird. Dieses Produkt eliminiert
teilweise HBr, wodurch das ungesättigte
Keton (2) erhalten wird, wenn es einer Reinigung durch VFC (sehr
kurze Silicagelsäule)
unterworfen wird, allerdings stellt dies kein Problem dar, da das
ungesättigte
Produkt das gewünschte
Produkt des folgenden Schritts ist, in welchem die Behandlung mit
einer Base Position 21 deacetyliert und die Eliminierung des C5-Broms
vervollständigt,
wodurch das gewünschte
Produkt (1) erhalten wird.
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Die
Reinigung von 1 kann durch eine schnelle VFC durch eine kurze Silicagelsäule erreicht
werden, um ein chromatographisch reines Produkt in über 31%
Ausbeute zu erhalten.
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Dieses
kann aus absolutem Ethanol kristallisiert werden, wobei kristallines
1 mit 27% Ausbeute erhalten wird.
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Das
21-Acetat (2) wird durch Standardacetylierung von 1 mit Essigsäureanhydrid
in Pyridin hergestellt. Das Acetat wird aus absolutem Ethanol umkristallisiert.
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Die
neue Synthese gemäß der vorliegenden
Erfindung hat die folgenden Vorteile:
- a) Sie
eliminiert die Notwendigkeit des selektiven Acetylierungsschritts
oder einer Notwendigkeit, die Hydroxylgruppen an C-21 und C-3 zu
differenzieren.
- b) Sie modifiziert die Hypoioditreaktion so, dass keine Schwermetalle
erforderlich sind (Reagenzien auf Blei-, Silber- oder Quecksilberbasis)
und sie läuft
unter homogenen Bedingungen ab, was die Maßstabsvergrößerung auf Mengen von mehreren
Gramm und eventuell Kilogramm ermöglicht.
- c) Sie reduziert die in verschiedenen Stufen gebildeten Sekundärprodukte
(speziell 5,6-Epoxidbildung), so dass die Reinigungsschritte minimiert
werden, und speziell die Notwendigkeit einer Säulenchromatographie an Silicagel
vermieden oder minimiert wird, da Bromether, Verbindung 1 und 2,
an sich unter diesen Bedingungen instabil sind.
- d) Sie reduziert Reaktionsvolumina gründlich unter Ermöglichung
eines „Scale-ups".
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Ausgehend
von Verbindung 1 kann die Synthese von Acylestern, zum Beispiel
21-Propionat (2a)- und 21-Hemisuccinat (2b)- und 21-Oleat (2c)-6,19-Oxidoprogesteron-Derivate,
wie in Schema 5 veranschaulicht, durchgeführt werden.
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In
Schema 5 ist auch die Herstellung des 21-Phosphat-Derivats (2d)
gezeigt.
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Schema
5: Synthese von 21-Propionat (2a)-, 21-Hemisuccinat (2b)-, 21-Oleat
(2c)- und 21-PO
4 (2d)-6,19-oxidoprogesteron-Derivaten.
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Die
Verbindungen, die gemäß der vorliegenden
Erfindung synthetisiert wurden, sind zur Verwendung als Medikament,
allein oder in Kombination mit pharmazeutisch annehmbaren Trägern und/oder
Exzipienzien, bekannt. Von einem solchen Medikament ist bekannt,
dass es für
die Herstellung eines Medikaments zur Behandlung oder Prophylaxe
von Krankheiten, die mit einem Überschuss
von Glucocorticoiden assoziiert sind, geeignet ist, z.B. für die Behandlung
des Cushing-Syndroms, iatrogenen Hypercortisolismus oder Depression.
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Die
Erfindung wird nun lediglich zur Erläuterung anhand der folgenden
Beispiele beschrieben:
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BEISPIELE
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MATERIALIEN UND VERFAHREN
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Schmelzpunkte
wurden mit einem Fischer-Johns-Gerät aufgenommen und sind nicht
korrigiert. IR-Spektren wurden mit dünnen Filmen unter Verwendung
von KBr-Scheiben an einem Nicolet-Magna-IR-550-FT-IR-Spektralfotometer
aufgezeichnet. 1H- und 13C-NMR-Spektren
wurden in einem Bruker-AC-200- oder AM-500-NMR-Spektrometer in Deuterochloroform
(unter Verwendung von TMS als innerer Standard) gemessen. Die J-Werte
sind in Hz angegeben. Spektren wurden durch Analyse der DEPT-, COSY-45- und HETCOSY-Spektren
und durch Vergleich mit denen von Progesteron zugeordnet.
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Die
Elektronenstoßionisierungs-Massenspektren
(EI) wurden in einem VG-Trio-2-Massenspektrometer bei 70 eV durch
direkten Einlass gemessen. FAB-Massenspektren und Elektronenstoßionisierungs-Hochauflösungs-Massenspektren
(HRMS) wurden in einem VG-ZAB-BEQQ-Massenspektrometer erhalten.
Alle verwendeten Lösungsmittel
hatten Reagenzqualität.
Lösungsmittel
wurden bei ca. 45°C
unter Vakuum verdampft. Zinkstaub wurde durch Sus pendieren in 1M
HCl, Waschen mit Wasser, absolutem Ethanol und Diethylether und
Trocknen 2 h bei 120°C
aktiviert. Die Homogenität
aller Verbindungen wurde durch Dünnschichtchromatographie
bestätigt. Synthese
von 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (1) im großen Maßstab Strukturen
von Ausgangsmaterial, Intermediaten und Endprodukten (1) und (2):
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3β-Formyloxy-21-acetyloxy-5 pregnen-20-on
(4)
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Essigsäureanhydrid
(13,4 ml) wird tropfenweise zu Ameisensäure (6,6 ml) mit 0°C gegeben,
die Lösung
wird für
15 min bei 50°C
erwärmt
und rasch auf 0°C
gekühlt.
Die resultierende Essigsäure-Ameisensäure-Anhydrid-Lösung wird
tropfenweise zu einer gerührten
Suspension von 21-Acetoxypregnenolon (3, 8,0 g) in trockenem Pyridin
(20,8 ml) bei 0°C
gegeben und das Rühren
wird bei dieser Temperatur für
2 h fortgesetzt. Das Reaktionsprodukt wird über kalte gesättigte wässrige Natriumbicarbonatlösung gegossen,
filtriert und der Feststoff wird mit gesättigter wässriger Natriumbicarbonatlösung, Wasser
und 1N HCl und Wasser gewaschen (bis neutral), wodurch Formiat 4
(8,0 g) erhalten wird;
1H NMR (200.13
MHz) δH 0.70 (3H, s, 13-CH3),
1.02 (3H, s, 10-CH3), 2.16 (3H, s, 21-CH3CO), 2.53 (1H, t, J = 8.0 Hz, 17-H), 4.50
(1H, d, J = 17.0 Hz, 21a-H), 4.70 (1H, d, J = 17.0 Hz, 21b-H), 5.32
(1H, m, 3-H), 5.38 (1H, d, J = 3.0 Hz, 6-H), 8.02 (1H, s, HCOO).
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3β-Formyloxy-5α-brom-6/3-hydroxy-21-acetyloxypregnan-20-on
(5)
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Formiat
4 (8,0 g) wird in Diethylether (100 ml) und THF (37,2 ml) aufgelöst und auf
10°C gekühlt. Zu der
gerührten
Lösung
mit 10–15°C – die vor
Licht geschützt
ist – wird
7,5% Perchlorsäure
(11,88 ml) gegeben, gefolgt von N-Bromacetamid (4,75 g) in 8 Portionen über einen
25-minütigen
Zeitraum. Das Rühren
wird für 45
min bei 25°C
fortgesetzt und die Reaktion wird durch Zusatz von wässriger
10%iger Natriumthiosulfatlösung bis
zur vollständigen
Entfärbung
gestoppt. Das Reaktionsgemisch wird dann mit Dichlormethan/Methanol
10:1 extrahiert und die organische Schicht wird mit Wasser gewaschen,
mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel
wird unter Erhalt von Bromhydrin 5 verdampft (10,4 g, enthaltend
etwa 20% des 5α-Hydroxy-6β-brom-Isomers,
wie es durch 1H-NMR bestimmt wurde).
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3β-Formyloxy-5α-brom-21-acetyloxy-6,19-oxidopregnan-20-on
(6)
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Stickstoff
wird für
5 min durch eine Lösung
der Bromhydrinverbindung 5 (10,4 g, enthaltend etwa 20% des 5α-Hydroxy-6β-brom-Isomers) in
frisch destilliertem Dichlormethan (723 ml), die in einem 1-Liter-Glaskolben
enthalten ist, der mit einer externen Kühlungsummantelung mit zirkulierendem
Wasser mit 25°C
und Magnetrührer
ausgestattet ist, perlen gelassen.
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Diacetoxyiodbenzol
(Suarez-Reagenz, 7,66 g) und Iod (5,46 g) werden sukzessive unter
Rühren
zugesetzt. Der Kolben wird zwei 300-Watt-Wolframlampen (jeweils
5000 lm) ausgesetzt und für
eine Stunde wird bei 25°C
kräftig
gerührt.
Die Bestrahlung wird abgestellt und eine gesättigte wässrige Natriumthiosulfatlösung wird
bis zur vollständigen
Entfärbung
zugesetzt. Die organische Schicht wird abgetrennt, mit wasserfreiem
Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel wird verdampft.
Der resultierende Feststoff wird in Dichlormethan (8 ml) aufgelöst und auf
eine Silicagel-G-60-Säule
(12 cm Durchmesser × 8
cm Höhe)
aufgetragen, welche vorher mit Hexan gespült worden war; eine sukzessive
Elution (Anlegen von Vakuum am Auslass) mit Hexan-Ethylacetat 9:1
(1100 ml), 8:2 (700 ml), 7:3 (700 ml) und 6:4 (600 ml) liefert 31 × 100ml-Fraktionen. Die Fraktionen
werden durch DSC analysiert und diejenigen, die Bromether 6 enthalten,
werden gesammelt und zur Trockne eingeengt, wodurch 6 erhalten wird
(6,8 g).
1H NMR (200.13 MHz) δH 0.70
(3H, s, 13-CH3), 2.16 (3H, s, 21-CH3CO), 2.52 (1H, t, J = 8.8 Hz, 17-H), 3.73 (1H,
d, J = 8.4 Hz, 19a-H), 3.94 (1H, d, J = 8.4 Hz, 19b-H), 4.08 (1H,
d, J = 4.2 Hz, 6-H), 4.50 (1H, d, J = 16.8 Hz, 21a-H), 4.71 (1H,
d, J = 16.8 Hz, 21b-H), 5.34 (1H, m, 3-H), 8.02 (1H, s, HCOO).
-
3β-Hydroxy-5a-brom-21-acetyloxy-6,19-oxidopregnan-20-on
(7)
-
Eine
gerührte
Lösung
des Bromethers 6 (6,8 g), der oben erhalten worden war, wird in
Dichlormethan (45,7 ml) und Methanol (154,7 ml) aufgelöst und in
einem Eisbad und Wasser (10,9 ml) auf 0°C gekühlt, während konzentrierte HCl (23,0
ml) zugesetzt wird. Nach etwa 30-minütigem, kräftigem Rühren bei 0°C (Verschwinden des Ausgangsmaterials
wird durch DSC überwacht)
wird das Reaktionsgemisch mit 20%igem wässrigen Natriumhydroxid neutralisiert
und mit Dichlormethan extrahiert. Die organische Schicht wird mit wasserfreiem
Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel wird verdampft,
wodurch die Alkoholverbindung 7 (6,5 g) erhalten wird.
1H NMR (200.13 MHz) δH 0.69
(3H, s, 13-CH3), 2.16 (3H, s, 21-CH3CO), 2.52 (1H, t, J =.8.5 Hz, 17-H), 3.62 (1H,
d, J = 8.5 Hz, 19a-H), 3.92 (1H, d, J = 8.5 Hz, 19b-H), 4.07 (1H, d,
J = 4.0 Hz, 6-H), 4.15 (1H, m, 3-H), 4.51 (1H, d, J = 17.0 Hz, 21a-H), 4.70 (1H, d,
J = 17.0 Hz, 21b-H).
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5α-Brom-21-acetyloxy-6,19-oxidopregnan-3,20-dion
(8)
-
Eine
Suspension von Pyridiniumchlorchromat (12,1 g), Bariumcarbonat (5,0
g) und 3A-Molekularsieb (9,60 g) in trockenem Dichlormethan (480
ml) wird für
10 min unter Stickstoff gerührt.
Zu der resultierenden orangefarbenen Aufschlämmung wird eine Lösung von
Bromether 7 (6,5 g), der oben erhalten worden war, in trockenem
Dichlormethan (324 ml) gegeben und das Rühren wird für etwa 90 min fortgesetzt,
bis das Ausgangsmaterial (DSC) verschwunden ist. Das Reaktionsgemisch
wird durch eine kurze Silicagel-G60-Säule (12 cm Durchmesser × 8 cm Höhe) perkulieren
gelassen, mit Diethylether (2 × 150
ml) und Hexan-Ethylacetat 1:2 (3 × 150 ml) gewaschen. Fraktionen,
die das Produkt enthalten, werden gesammelt und zur Trockne eingeengt,
wodurch 5,5 g Keton 8 (enthaltend etwa 10% Δ4-3-Keton
(2)) erhalten werden.
1H NMR (200.13
MHz) δH 0.70 (3H, s, 13-CH3), 2.16 (3H, s, 21-CH3CO),
2.51 (1H, t, J = 8.5 Hz, 17-H), 2.85 (1H, d, J = 16.0 Hz, 4a-H),
3.40 (1H, d, J = 16.0 Hz, 4b-H), 3.90 (1H, d, J = 9.0 Hz, 19a-H),
4.07 (1H, d, J = 4.0 Hz, 6-H),
4.15 (1H, d, J = 9.0 Hz, 19b-H), 4.50 (1H, d, J = 17.0 Hz, 21 a-H),
4.71 (1H, d, J = 17.0 Hz, 21b-H).
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21-Hydroxy-6,19-oxido-4-pregnen-3,20-dion
(1)
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Das
Keton 8 (5,5 g), das in dem vorhergehenden Schritt erhalten wurde,
wird in Methanol (263,8 ml) und Dichlormethan (13,2 ml) gelöst. Zu der
gerührten
Lösung
wird 14%iges methanolisches KOH (53,4 ml) gegeben und das Rühren wird
bei Raumtemperatur für
etwa 15 min fortgesetzt, bis das Ausgangsmaterial (DSC) verschwunden
ist. Das Reaktionsgemisch wird mit 1N HCl neutralisiert und mit
Dichlormethan extrahiert. Die organische Schicht wird mit wasserfreiem
Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel wird verdampft,
wodurch rohes 21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron
(1, 4,6 g) erhalten wird. Der Feststoff wird in Dichlormethan (5 ml)
gelöst
und durch eine Silicagel-G-60-Säule
(8,5 cm Durchmesser × 5
cm Höhe),
die vorher mit Hexan-Ethylacetat 7:3 gespült worden war, geleitet, gefolgt
von einer sukzessiven Elution (Anlegen von Vakuum am Auslass) mit
Hexan-Ethylacetat 6:4 (1350 ml) und 1:1 (900 ml), was 30 Fraktionen
ergibt. Die Fraktionen werden durch DSC analysiert und diejenigen,
die 1 enthalten, werden kombiniert und zur Trockne eingeengt, wodurch
21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron
(1, 2,3 g) erhalten wird.
1H NMR (200.13
MHz) δH 0.74 (3H, s, 13-CH3), 2.45 (1H,
t, J = 8.5 Hz, 17-H), 3.51 (1H, d, J = 8.8 Hz, 19a-H, 4.18 (3H,
s, 21-CH3), 4.20 (1H, d, J = 8.8 Hz, 19b-H),
4.69 (1 H, d, J = 5.0 Hz, 6-H), 5.82 (1H, s, 4-H).
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Ein
Umkristallisieren aus absolutem Ethanol liefert eine erste Ausbeute
aus kristallinem 1 (1,27 g), Sp 165–166°C. Die Mutterlauge wird konzentriert,
wodurch eine zweite Ausbeute an 1 (0,68 g) erhalten wird.
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21-Acetyloxy-6,19-oxido-4-pregnen-3,
20-dion (2)
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Rohes
21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (1, 2 g vor chromatografischer
Reinigung) wurde in trockenem Pyridin (15,6 ml) aufgelöst und Essigsäureanhydrid
(15,6 ml) wurde zugesetzt. Die Lösung
wurde für
90 min bei 25°C
gerührt, über 1M HCl
gegossen und filtriert (alternativ kann der Feststoff mit Dichlormethan
extrahiert werden). Der Feststoff wurde mit Wasser (bis zur Neutralität) gewaschen,
getrocknet, in Dichlormethan (2 ml) aufgelöst und auf eine Silicagel-G-60-Säule (7 cm
Durchmesser × 5
cm Höhe),
die vorher mit Hexan-Ethylacetat
7:3 gespült
worden war, aufgetragen; eine sukzessive Elution (Anlegen von Vakuum
an den Auslass) mit Hexan- Ethylacetat
7:3 (700 ml) und 6:4 (700 ml) ergab 20 Fraktionen. Die Fraktionen
wurden durch DSC analysiert und diejenigen, die 2 enthielten, wurden
kombiniert und zur Trockne eingeengt, wodurch 21-Acetyloxy-6,19-oxidoprogesteron
(2, 1,12 g) erhalten wurde. Umkristallisation aus absolutem Ethanol
(mit Tropfen Methanol) ergab kristallines 2 (0,72 g); Sp 190–191°C.
1H NMR (200.13 MHz) δH 0.76
(3H, s, 13-CH3), 2.17 (3H, s, 21-CH3CO),
2.51 (1H, t, J = 8.5 Hz, 17-H), 3.51 (1H, d, J = 8.2 Hz, 19a-H),
4.20 (1H, d, J = 8.2 Hz, 19b-H), 4.50 (1H, d, J = 16.7 Hz, 21a-H),
4.69 (1H, d, J = 5.0 Hz, 6-H), 4.72 (1H, d, J = 16.7 Hz, 21b-H),
5.82 (1H, s, 4-H).
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21-Propanoyloxy-6,19-oxido-4-pregnen-3,20-dion
(2a)
-
Rohes
21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron (1, 0,2 g vor chromatografischer
Reinigung) wurde in trockenem Pyridin (0,28 ml) gelöst und Propansäureanhydrid
(0,2 ml) wurde zugesetzt. Die Lösung
wurde für
1 h bei 25°C
gerührt,
Methanol wurde zur Zerstörung
von überschüssigem Anhydrid
zugesetzt und die Lösung wurde
im Vakuum konzentriert. Der Rückstand
wurde mit Dichlormethan verdünnt,
mit 1M HCl und Wasser gewaschen und zur Trockne eingeengt (0,233
g). Eine Reinigung wie oben lieferte 21-Propanoyloxy-6,19-oxidoprogesteron
(2a, 0,116 g).
1H NMR (200.13 MHz) δH 0.76
(3H, s, 13-CH3), 1.18 (3H, t, J = 7.6 Hz, 21-CH3CH2CO), 2.46 (2H,
q, J = 7.6 Hz, 21-CH3CH2CO), 2.51 (1H,
t, J = 8.0 Hz, 17-H), 3.51 (1H, d, J = 8.2 Hz, 19a-H), 4.20 (1H,
d, J = 8.2 Hz, 19b-H), 4.50 (1H, d, J = 16.8 Hz, 21a-H), 4.70 (1H,
d, J = 5.0 Hz, 6-H), 4.73 (1H, d, J = 16.8 Hz, 21b-H), 5.82 (1H,
s, 4-H). EIMS m/z 400 (17) [M]+, 342 (5),
313 (24), 285 (23), 267 (10), 57 (100).
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21-Succinoyloxy-6,19-oxido-4-pregnen-3,20-dion
(2b)
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21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron
(1, 0,75 g) wurde in trockenem Dichlormethan (37,5 ml) und Pyridin
(1,9 ml) gelöst
und Bernsteinsäureanhydrid
(0,75 g) wurde zugesetzt. Die Lösung
wurde für
4 h bei 25°C gerührt und
es wurde eine zweite Portion an Bernsteinsäureanhydrid (0,375 g) zugesetzt
und das Rühren
wurde für
6 h fortgesetzt (bis zum Verschwinden von Ausgangsmaterial). Das
Reaktionsgemisch wurde konzentriert und der Rückstand wurde mit Diethylether
extrahiert. Die ätherische
Lösung
wurde mit 1M HCl gewaschen und mit l0%igem wässrigen Natriumcarbonat extrahiert.
Die wässrige
Schicht wurde mit konz. HCl auf pH = 3 angesäuert und mit Dichlormethan
extrahiert. Waschen mit Wasser und Verdampfen zur Trockne lieferte
rohes 21-Succinoyloxy-6,19-oxidoprogesteron (2b, 0,823 g). Der Feststoff
wurde in Dichlormethan (1 ml) gelöst und auf eine Silicagel-G-60-Säule (6 cm
Durchmesser × 4
cm Höhe),
die vorher mit Hexan-Ethylacetat 2:8 gespült worden war, aufgetragen;
sukzessive Elution (Anlegen von Vakuum an den Auslass) mit Hexan-Ethylacetat
2:8 (200 ml) und Ethylacetat (500 ml) ergab 14 Fraktionen. Die Fraktionen
wurden durch DSC analysiert und die, die 2b enthielten, wurden kombiniert
und zur Trockne eingeengt, wodurch 21-Succinoyloxy-6,19-oxidoprogesteron
(2b, 0,455 g) erhalten wurde.
1H NMR
(200.13 MHz) δH 0.75 (3H, s, 13-CH3), 2.52 (1H,
t, J = 8.0 Hz, 17-H), 2.75 (4H, m, 21-HCOOCH2CH2CO), 3.51 (1H, d, J = 8.2 Hz, 19a-H), 4.20
(1H, d, J = 8.2 Hz, 19b-H), 4.54 (1H, d, J = 16.9 Hz, 21a-H), 4.70
(1H, d, J = 5.0 Hz, 6-H), 4.75 (1H, d, J = 16.9 Hz, 21b-H), 5.82
(1H, s, 4-H). EIMS m/z 444 (3) [M]+, 344
(24), 313 (55), 285 (44), 267 (17), 91 (60), 79 (54), 55 (100).
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21-Oleoyloxy-6,19-oxido-4
pregnen-3,20-dion (2c)
-
21-Hydroxy-6,19-oxidoprogesteron
(1, 0,052 g) wurde in trockenem Dichlormethan (1 ml) und Pyridin (0,12
ml) gelöst
und Oleoylchlorid (0,1 ml) wurde zugesetzt. Die Lösung wurde
für 24
h bei 25°C
gerührt,
mit Dichlormethan verdünnt,
mit 1M HCl und Wasser gewaschen und zur Trockne eingeengt. Eine
Reini gung durch präparative
DSC lieferte 21-Oleoyloxy-6,19-oxidoprogesteron
(2c, 0,075 g).
1H NMR (200.13 MHz) δH 0.76
(3H, s, 13-CH3), 0.88 (3H, t, J = 7.0 Hz,
CH3 CH-CO), 2.34 (2H, t, J = 7.7 Hz, CH-CH2CO), 2.50 (1H, t, J = 8.5 Hz, 17-H), 3.51 (1H, d,
J = 8.3 Hz, 19a-H), 4.20 (1H, d, J = 8.3 Hz, 19b-H), 4.49 (1H, d,
J = 16.9 Hz, 21a-H), 4.70 (1H, d, J = 4.5 Hz, 6-H), 4.73 (1H, d,
J = 16.9 Hz, 21b-H), 5.34 (2H, m, CH-CH=CH-CH-CO), 5.82 (1H, s,
4-H).
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21-Phosphat-6,19-oxido-4
pregnen-3,20-dion (2d)
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21-Hydroxy-6,19-oxido-4-pregnen-3,20-dion
(1, 0,052 g) wurde in trockenem Dichlormethan (1 ml) und Pyridin
(0,12 ml) gelöst
und Phosphorchloridinsäurediallylester
(0,024 g, 1 Äq.)
wurde tropfenweise bei 0°C über 30 min
zugesetzt. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen
und über
Nacht gerührt.
Das Gemisch wurde dreimal mit 5% NaHCO3 gewaschen,
die organische Schicht wurde getrocknet und ohne Erwärmen im
Vakuum eingeengt. Zu dem resultierenden Sirup wurde eine NaOH-Lösung (2,2 Äquivalente) in Wasser (3 ml)
zugegeben. Die Lösung
wurde langsam zum Rückfluss
gebracht und für
12 Stunden leicht refluxiert. Eine Lyophilisierung lieferte das
rohe Phosphatdinatriumsalz, das aus Ethanol umkristallisiert wurde.
Alternativ kann das rohe Dinatriumsalz in Wasser gelöst werden
und der pH mit HCl eingestellt werden, um eine Präzipitation
des freien Phosphats zu bewirken.