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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein stereoselektives Verfahren zur
Herstellung von 6α-Fluorsteroiden der
nachfolgend angegebenen Formel (I), die zur Herstellung entzündungshemmender
pharmazeutischer Formulierungen verwendbar sind.
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Stand der Technik
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Der
Ablauf von Verfahren zur Herstellung von Pregnanfluorderivaten,
welche überwiegend
zu 6β-Fluor-substituierten
Isomeren, gut bekannten entzündungshemmenden
Mitteln, führen
könnte,
ist aus pharmakologischer Sicht insofern sehr wichtig, da die entsprechenden
6β-Fluorderivate
keine pharmakologische Wirkung ausüben. Viele Verfahren zur Herstellung
von 6-Fluorpregnanderivaten sind bisher entwickelt worden; allerdings
ergeben alle von ihnen Mischungen der 2 Isomeren in relativ hohen
6β/6α-Verhältnissen.
Daraus folgt, dass die Überführung des
6β-Isomer
in das 6α-Isomer
oder wiederholte Reinigungsstufen erforderlich sind, um nur das
pharmakologisch aktive Isomer zu erhalten.
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Beispielsweise
ist in
US 2,961,441 die
Herstellung von 6β-Fluor-3-keto-Δ
4-pregnenen
durch Fluorierung der entsprechenden 3-Enolester mit Perchlorylfluorid
in einem inerten organischen Lösungsmittel
in der Gegenwart eines Katalysators offenbart. Insbesondere beschreibt
das genannte Patent die Fluorierung an einem 3,17α,21-Triacetoxyderivat.
Das Verfahren liefert 6β-Fluor-substituierte
Verbindungen, die in die entsprechenden 6α-Isomeren mit im Stand der Technik
bekannten Verfahren überführt werden.
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US 3,980,778 beschreibt
die Herstellung des 6α,9α-Difluorpregnanderivats
der Formel:
durch Fluorierung mit Perchlorylfluorid
von 3,17α,21-Trihydroxy-16β-methylpregna-3,5,9(11)-trien-20-on-3,17,21-triacetat,
erhalten durch Umsetzung des entsprechenden 17α,21-Dihydroxy-16β-methylpregna-4,9(11)-dien-3,20-dion-21-acetat
mit Isopropenylacetat.
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Das
genannte Verfahren liefert eine isomere 6β/6α-Mischung, worin das 6β-Isomer überwiegt.
Daraus folgt, dass im Hinblick auf den Erhalt eines pharmazeutisch
geeigneten Endprodukts das 6β-Fluorsteroid
in die entsprechende 6α-Fluorverbindung
zu überführen ist.
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In
allen vorgenannten Fällen
bringt die Bildung des 3-Enolesters, die zur Aktivierung des Steroid
an der 6-Position notwendig ist, die gleichzeitige Acetylierung
der Hydroxygruppen, falls vorhanden, an den 17α- und 21-Positionen mit sich.
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Die
genannten Verfahren leiden an mehreren Nachteilen; sie sind z.B.
nicht stereoselektiv und benötigen
die Verwendung von Perchlorylfluorid als Fluorierungsmittel, ein
explosives und hoch korrosives Reagens, das mit besonderer Sorgfalt
gehandhabt und mit sehr langen Reaktionszeiten angewandt werden
muss.
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Die
Verwendung weiterer Fluorierungsmittel, wie z.B. von Selectfluor®,
Accufluor® NFSi
oder von Accufluor® NFTh, an den beschriebenen
Substraten ergibt Mischungen mit noch immer ungünstigeren 6α:6β-Verhältnissen
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JP-A-60 006 700 offenbart
ein Verfahren zur 6-Fluorierung von 9,11β-Epoxypregnan-3,5-dien-3-olestern
mit CH
3CO
2F.
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Daher
besteht eine starke Notwendigkeit für ein Verfahren zur Herstellung
von 6α-Fluorsteroiden,
welches frei von den Nachteilen der Verfahren des Standes der Technik
ist.
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Zusammenfassung
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Es
ist überraschend
herausgefunden worden, dass eine hohe Stereoselektivität der Fluorierung
an der 6-Position erhältlich
ist, wenn man Substrate einsetzt, deren 17α-Hydroxygruppe unreagiert bleibt,
und besondere Fluorierungsmittel verwendet.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung
von 6α-Fluorsteroiden der
Formel (I) anzugeben und zur Verfügung zu stellen:
worin R ein Substituent an
der α- oder β-Position,
ausgewählt
aus H, OH und einer Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R' eine Carboxyalkylgruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette sind und eine Doppelbindung
zwischen den Positionen 1 und 2 vorliegen kann, wobei das genannte
Verfahren die Reaktion einer Verbindung der Formel (III) mit einem
elektrophilen Fluorierungsmittel zum Erhalt der Verbindung der Formel
(I) umfasst:
worin
R und R' wie oben
definiert sind, und wobei das genannte elektrophile Fluorierungsmittel
aus der Gruppe ausgewählt
ist, bestehend aus N-Fluor-N-chlormethyltriethylendiaminbistetrafluorborat,
1-Fluor-4- hyderoxy-1,4-diazabicyclo[2.2.2]octanbistetrafluorborat
und aus 1-Fluorbenzolsulfonamid.
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Die
Eigenschaften und Vorteile des Verfahrens der vorliegenden Erfindung
werden aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung erkennbar.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die
Fluorierungsreaktion der vorliegenden Erfindung wird an der Verbindung
der Formel (III) mit – als Fluorierungsmittel – einem
elektrophilen Fluorierungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Selectfluor® (d.h.
N-Fluor-N-chlormethyltriethylendiaminbistetrafluorborat), Accufluor® NFTh
(d.h. 1-Fluor-4-hydroxy-1,4-diazabicyclo[2.2.2]octanbistetrafluorborat)
und aus Accufluor® NFSi (d.h. 1-Fluorbenzolsulfonamid), und
bevorzugt mit Selectfluor® durchgeführt.
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Das
verwendete Reaktionslösungsmittel
kann jedes Lösungsmittel
sein, worin das Fluorierungsmittel löslich ist; beispielsweise kann
die Reaktion in der Gegenwart von Accufluor® NFTh
oder Selectfluor® mit Dimethylformamid
oder Acetonitril als Lösungsmittel
durchgeführt
werden.
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Die
Fluorierungsreaktion der vorliegenden Erfindung wird in typischer
Weise bei einer Temperatur von -20 bis +50°C und bevorzugt von 0 bis 30°C durchgeführt. Unter
den vorgenannten Fluorierungsbedingungen läuft die Entfernung der Schutzgruppe
der 3-Keto-Funktion gleichzeitig ab.
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Bezüglich der
Fluor-Position in der durch Fluorierung erhaltenen Verbindung der
Formel (I), wird definitiv das 6α-Isomer
begünstigt,
da das 6α:6β-Verhältnis mehr
als 90:10 beträgt.
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Das
Verfahren der Erfindung kann z.B. zur Herstellung einer Verbindung
der Formel (I) angewandt werden, worin R' eine Acetylgruppe ist:
worin R wie oben definiert
ist.
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Die
Verbindung der Formel (III), die als Substrat für die Fluorierung der Erfindung
eingesetzt wird, um eine Verbindung der Formel (I) zu erhalten,
worin R' die Acetylgruppe
ist, ist z.B. durch Einzelbehandlung einer Verbindung der Formel
(II) mit Isopropenylacetat erhältlich,
wobei die Hydroxyl-Funktion an der 21-Position und die Keto-Funktion
an der 3-Position geschützt
werden:
worin
R wie oben definiert und Ac die Acetylgruppe sind.
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In
der genannten Acetylierungsreaktion kann das Isopropenylacetat die
Doppelfunktion des Reagens und des alleinigen Reaktionslösungsmittels übernehmen;
ansonsten kann die Reaktion auch mit Isopropenylacetat als Reagens
unter Zugabe eines Lösungsmittels
durchgeführt
werden.
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Weitere
Verbindungen der Formel (III), worin sich R' von einer Acetylgruppe unterscheidet,
zur Verwendung als Substrate für
die Fluorierung der Erfindung sind gemäß im Stand der Technik bekannten
Verfahren erhältlich.
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Ausgehend
von einer wie oben erhaltenen Verbindung der Formel (I), ist es
möglich,
entsprechende Verbindungen der Formel (I') mit im Stand der Technik bekannten
Verfahren zu erhalten:
worin R ein Substituent an
der α- oder β-Position
ist, ausgewählt
aus H, OH und aus einer Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,
und R
1 aus H, OH und aus einer Carboxyalkylgruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette ausgewählt ist
oder R und R
1 zusammen eine Doppelbindung
oder eine
-Gruppe bilden, worin A und
B, gleich oder verschieden voneinander, H oder eine Alkylgruppe
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sind, R
2 aus
H, OH und aus einer Carboxyalkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
und X aus H, F, Cl und aus Br ausgewählt sind, wobei eine Doppelbindung
zwischen den Positionen 1 und 2 vorliegen kann.
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Die
folgenden Beispiele sind lediglich als solche angegeben und sollen
in keiner Weise die vorliegende Erfindung einschränken.
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Beispiel 1
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Herstellung von 6α-Fluor-9β,11β-epoxy-17α-hydroxy-16β-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion-21-acetat
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9β,11β-Epoxy-17α,21-dihydroxy-16β-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion
(15 g) wurde unter Rühren
und N2-Atmosphäre zu einer Lösung gegeben,
die vorab auf 55°C
erwärmt
und mit Isopropenylacetat (135 ml) und p-Toluolsulfonsäure (0,6
g) zubereitet wurde. Die Reaktion wurde 60 min lang bei 80°C fortgesetzt,
worauf die Temperatur auf 50°C
abgesenkt wurde. Die sich ergebende Mischung wurde mit Triethylamin
(0,48 ml) gepuffert, es wurden Acetonitril (15 ml) zugegeben, das
Ganze unter Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt und weiteres
Acetonitril (150 ml) zugegeben.
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Die
entstandene Lösung
wurde auf 0°C
in einer N2-Atmosphäre abgekühlt, worauf anteilsweise Accufluor® NFTh
(13 g) zugegeben wurde. Die Reaktion wurde 12 h lang bei 0°C in der
N2-Atmosphäre fortgesetzt, um eine Suspension
zu ergeben, woraus ein Feststoffprodukt abfiltriert wurde. Zum erhaltenen
Feststoff wurden entmineralisiertes Wasser (150 ml) und eine 32%ige
wässrige
Ammoniaklösung
auf einen pH-Wert von 7 bis 7,5 gegeben. Filtration und anschließende Trocknung
unter Vakuum bei 60°C
ergaben 11 g gewonnenes Produkt.
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Die
HPLC-Analyse am Feststoffprodukt ergab ein 6α:6β-Verhältnis von 93,5:6,5.
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Beispiel 2
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Herstellung von 17α-Hydroxy-9β,11β-epoxy-16α-methylpregna-1,3,5-trien-20-on-3,21-diacetat
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9β,11β-Epoxy-17α,21-dihydroxy-16α-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion
(10 g) wurde unter Rühren
und N2-Atmosphäre zu einer Lösung gegeben,
die vorab auf 55°C
erwärmt
und mit Isopropenylacetat (90 ml) und p-Toluolsulfonsäure (0,4
g) zubereitet wurde. Die Reaktion wurde 60 min lang bei 80°C fortgesetzt,
worauf die Temperatur auf 50°C
abgesenkt wurde. Die entstandene Mischung wurde mit Triethylamin
(0,32 ml) gepuffert, es wurden Acetonitril (10 ml) zugegeben, das
Ganze unter Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt und mit absolutem
Ethanol (60 ml) verdünnt.
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Die
entstandene Lösung
wurde in entmineralisiertem Wasser (600 ml) ausgefällt, um
einen Feststoffniederschlag zu ergeben, der aus der Flüssigkeit
abfiltriert wurde. Ofentrocknung unter Vakuum bei 40°C ergab 12,2
g gewonnenes Produkt.
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Die
Reinheit des Feststoffprodukts, bestimmt mit HPLC bei 310 nm, betrug
89,9 %. Das gewonnene Produkt wurde mit 1H-NMR
(CDCl3, 200 MHZ) charakterisiert: δ = 0,91 (d,
3H, J = 7 Hz) , 0,93 (s, 3H) , 1,25 (s, 3H) , 2,18 (s, 3H), 2,19
(s, 3H), 3,04 (s, 1H), 4,87 (System AB, J = 18 Hz, 2H), 5,46 (d,
J = 10 Hz, 1H) , 5,69 (dd, J = 1,8, 10 Hz, 1H) , 5,77 (t, 1H) ,
5,80 (s, 1H) .
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Beispiel 3
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Herstellung von 6α-Fluor-9β,11β-epoxy-17α-hydroxy-16α-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion-21-acetat
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17α-Hydroxy-9β,11β-epoxy-16α-methylpregna-1,3,5-trien-20-on-3,21-diacetat (5 g), hergestellt
wie in Beispiel 2, wurde in einer N2-Atmosphäre unter
Rühren
zu vorab auf 0°C
abgekühltem
Acetonitril (50 ml) gegeben. Zur entstandenen Lösung wurde anteilsweise Selectfluor® (F-TEDA × BF4) (3,7 g) gegeben. Die Reaktion wurde 12
h lang bei 0°C
in der N2-Atmosphäre fortgesetzt, um eine Suspension
zu ergeben, woraus ein Feststoffprodukt abfiltriert wurde. Zum erhaltenen
Feststoff wurden entmineralisiertes Wasser (50 ml) und 32%ige wässrige Ammoniaklösung auf
einen pH-Wert von 7 bis 7,5 gegeben. Filtration und anschließende Trocknung
unter Vakuum bei 60°C
ergaben 2,6 g gewonnenes Produkt. Die HPLC-Analyse am Feststoffprodukt
ergab ein 6α:6β-Verhältnis von
94,5:5,5.
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Beispiel 4
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Herstellung von 6α-Fluor-9β,11β-epoxy-17α-hydroxy-16β-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion-21-acetat
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9β,11β-Epoxy-17α,21-dihydroxy-16β-methylpregna-1,4-dion-3,20-dion
(15 g) wurde unter Rühren
in einer N2-Atmosphäre zu einer Lösung gegeben,
die vorab auf 55°C
erwärmt
und mit Isopropenylacetat (135 ml) und p-Toluolsulfonsäure (0,6
g) zubereitet wurde. Die Reaktion wurde 60 min lang bei 80°C fortgesetzt, worauf
die Temperatur auf 50°C
abgesenkt wurde. Die entstandene Mischung wurde mit Triethylamin
(0,48 ml) gepuffert, und es wurden Acetonitril (15 ml) zugegeben,
das Ganze unter Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt und weiteres
Acetonitril (150 ml) zugegeben.
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Die
entstandene Lösung
wurde auf 0°C
in einer N2-Atmosphäre abgekühlt, und es wurde anteilsweise Selectfluor® (13
g) zugegeben. Die Reaktion wurde 12 h bei 0°C in der N2-Atmosphäre fortgesetzt,
um eine Suspension zu ergeben, woraus ein Feststoffprodukt abfiltriert
wurde. Zum erhaltenen Feststoff wurden entmineralisiertes Wasser
(150 ml) und 32%ige wässrige
Ammoniaklösung
auf einen pH-Wert von 7 bis 7,5 gegeben. Filtration und anschließende Trocknung
unter Vakuum bei 60°C
ergaben 10,5 g gewonnenes Produkt.
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Die
HPLC-Analyse am Feststoffprodukt ergab ein 6α:6β-Verhältnis von 93:7.
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Beispiel 5
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Herstellung von 6α-Fluor-9β,11β-epoxy-17α-hydroxy-16α-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion-21-acetat
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9β,11β-Epoxy-17α,21-dihydroxy-16α-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion
(15 g) wurde unter Rühren
in einer N2-Atmosphäre zu einer Lösung gegeben,
die vorab auf 55°C
erwärmt
und mit Isopropenylacetat (135 ml) und p-Toluolsulfonsäure (0,6
g) zubereitet wurde. Die Reaktion wurde 60 min lang bei 80°C fortgesetzt, worauf
die Temperatur auf 50°C
abgesenkt wurde. Die entstandene Mischung wurde mit Triethylamin
(0,48 ml) gepuffert, und es wurden Acetonitril (15 ml) zugegeben,
das Ganze unter Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt und weiteres
Acetonitril (150 ml) zugegeben.
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Die
entstandene Lösung
wurde auf 0°C
in der N2-Atmosphäre abgekühlt, worauf entmineralisiertes Wasser
(3 ml) und anteilsweise Selectfluor® (13
g) zugegeben wurden. Die Reaktion wurde 12 h lang bei 0°C in der
N2-Atmosphäre fortgesetzt, um eine Suspension
zu ergeben, woraus ein Feststoffprodukt abfiltriert wurde. Zum erhaltenen
Feststoffprodukt wurden entmineralisiertes Wasser (150 ml) und eine
32%ige wässrige Ammoniaklösung auf
einen pH-Wert von 7 bis 7,5 gegeben. Filtration und anschließende Trocknung
unter Vakuum bei 60°C
ergaben 11,4 g gewonnenes Produkt.
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Die
HPLC-Analyse am Feststoffprodukt ergab ein 6α:6β-Verhältnis von 94,4:5,6.
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Beispiel 6
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Herstellung von 6α-Fluor-9β,11β-epoxy-17α-hydroxy-16α-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion-21-acetat
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9β,11β-Epoxy-17α,21-dihyroxy-16α-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion
(15 g) wurde unter Rühren
in einer N2-Atmosphäre zu einer Lösung gegeben,
die vorab auf 55°C
erwärmt
und mit Isopropenylacetat (135 ml) und Methansulfonsäure (0,22
g) zubereitet wurde. Die Reaktion wurde 60 min lang bei 80°C fortgesetzt,
worauf die Temperatur auf 50°C
abgesenkt wurde. Die entstandene Mischung wurde mit Triethylamin
(0,48 ml) gepuffert, und es wurden Acetonitril (15 ml) zugegeben,
das Ganze unter Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt und weiteres
Acetonitril (150 ml) zugegeben.
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Die
entstandene Lösung
wurde auf 0°C
in der N2-Atmosphäre abgekühlt, und es wurde anteilsweise Selectfluor® (13
g) zugegeben. Die Reaktion wurde 12 h lang bei 0°C in der N2-Atmosphäre fortgesetzt,
um eine Suspension zu ergeben, woraus ein Feststoffprodukt abfiltriert
wurde. Zum erhaltenen Feststoff wurden entmineralisiertes Wasser
(150 ml) und eine 32%ige wässrige
Ammoniaklösung
auf einen pH-Wert von 7 bis 7,5 gegeben. Filtration und anschließende Trocknung
unter Vakuum bei 60°C
ergaben 12,4 g gewonnenes Produkt.
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Die
HPLC-Analyse am Feststoffprodukt ergab ein 6α:6β-Verhältnis von 94,8:5,2.
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Beispiel 7
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Herstellung von 6α-Fluor-9β,11β-epoxy-17α-hydroxy-16α-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion-21-acetat
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9β,11β-Epoxy-17α,21-dihydroxy-16α-methylpregna-1,4-dien-3,20-dion
(50 g) wurde unter Rühren
in einer N2-Atmosphäre zu einer Lösung gegeben,
die vorab auf 55°C
erwärmt
und mit Isopropenylacetat (450 ml) und p-Toluolsulfonsäure (2 g)
zubereitet wurde. Die Reaktion wurde 60 min lang bei 80°C fortgesetzt,
worauf die Temperatur auf 50°C
abgesenkt wurde. Die entstandene Mischung wurde mit Triethylamin
(1,6 ml) gepuffert, und es wurden Acetonitril (50 ml) zugegeben,
das Ganze unter Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt und weiteres
Acetonitril (500 ml) zugegeben.
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Die
entstandene Lösung
wurde auf 0°C
in der N2-Atmosphäre abgekühlt, worauf anteilsweise Selectfluor® (43
g) zugegeben wurde. Die Reaktion wurde 12 h lang bei 0°C in der
N2-Atmosphäre fortgesetzt, um eine Suspension
zu ergeben, woraus ein Feststoffprodukt abfiltriert wurde. Zum erhaltenen
Feststoff wurden entmineralisiertes Wasser (500 ml) und eine 32%ige
wässrige
Ammoniaklösung
auf einen pH-Wert von 7 bis 7,5 gegeben. Filtration und anschließende Trocknung
unter Vakuum bei 60°C
ergaben 39,2 g gewonnenes Produkt.
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Die
HPLC-Analyse am Feststoffprodukt ergab ein 6α:6β-Verhältnis von 94,9:5,1.
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Beispiel 8
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Herstellung von 6α-Fluor-9β,11β-epoxy-17α-hydroxypregna-1,4-dien-3,20-dion-21-diacetat
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9β,11β-Epoxy-17α,21-dihydroxypregna-1,4-dien-3,20-dion
(15 g) wurde unter Rühren
in einer N2-Atmosphäre zu einer Lösung gegeben,
die vorab auf 55°C
erwärmt
und mit Isopropenylacetat (135 ml) und p-Toluolsulfonsäure (0,3
g) zubereitet wurde. Die Reaktion wurde 60 min lang bei 80°C fortgesetzt,
worauf die Temperatur auf 50°C
abgesenkt wurde. Die entstandene Mischung wurde mit Triethylamin
(0,24 ml) gepuffert, und es wurden Acetonitril (15 ml) zugegeben,
das Ganze unter Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt und weiteres
Acetonitril (150 ml) zugegeben.
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Die
entstandene Lösung
wurde auf ca. 0°C
in der N2-Atmosphäre abgekühlt, worauf anteilsweise Selectfluor® (13
g) zugegeben wurde. Die Reaktion wurde 12 h lang bei 0°C in der
N2-Atmosphäre fortgesetzt, um eine Suspension
zu ergeben, woraus ein Feststoffprodukt abfiltriert wurde. Zum erhaltenen
Feststoff wurden entmineralisiertes Wasser (150 ml) und eine 32%ige
wässrige
Ammoniaklösung
auf einen pH-Wert von 7 bis 7,5 gegeben. Filtration und anschließende Trocknung
unter Vakuum bei 60°C
ergaben 9 g gewonnenes Produkt.
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Die
HPLC-Analyse am Feststoffprodukt ergab ein 6α:6β-Verhältnis von 96:4.