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Verfahren zur Gewinnung von männlichem Sexualhormon bzw. dessen Derivaten
und ungesättigten hydroaromatischen Ketonen Es ist bereits bekannt, daß man aus
Extrakten aus Männerharn das männliche Sexualhormon der Formel C19 Hso O. in kristallisierter
Form zur Abscheidung bringen kann. Die dabei anfallenden Mengen sind jedoch sehr
gering. Daneben finden sich noch größere Mengen anderer Verbindungen, die man bisher
nicht isoliert oder verwertet hat.
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Es wurde nun gefunden, daß man aus diesen bisher wertlosen Verbindungen
ebenfalls das männliche Sexualhormon bzw. dessen Derivate synthetisieren kann. Geht
man z. B. von einem Extrakt aus, wie er nach dem Beispiel des Patents
572 547 nach Abtrennung des männlichen Hormons durch Behandlung mit 6o°%igem
Alkohol zurückbleibt, und behandelt diesen Extraktrückstand nunmehr mit höherkonzentriertem
Alkohol, z. B. So°/oigem, oder mit anderen Lösungsmitteln geeigneter Konzentration,
z. B. mit Methanol u. dgl., so geht in dieses Lösungsmittel ein weiterer Anteil
hinein, der ebenfalls Ketonfunktionen hat. Setzt man zu dieser Lösung in bekannter
Weise Ketonreagenzien hinzu, vorzugsweise Semicarbazid, so kristallisiert ein Semicarbazon
aus, das bei Spaltung mit verdünnter Schwefelsäure in alkoholischer Lösung bei der
Aufarbeitung einen weißen kristallisierten Stoff vom Schmelzpunkt 156,3 bis 1S7,3°
ergibt. Er läßt sich durch Umkristallisation aus Methanol reinigen. Seine Analyse-
stimmt auf die Formel C19 H2, O Cl. Er enthält neben einer Ketongruppe noch ein
Atom Chlor, auch läßt sich in seinem Molekül die Anwesenheit einer Doppelbindung
nachweisen. Nach Liebermann-Burkard gibt dieVerbindung eine rosenrote Färbung.
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Man kann auch andere Ausgangsmaterial ien zur Isolierung dieses und
ähnlicher Chlorketone benutzen, wenn man sie vorher der Einwirkung von Salzsäure
unterworfen hat. An Stelle von Salzsäure können auch andere Halogenwasserstoffsäuren
oder Halogenwasserstoff liefernde Agenzien verwendet werden. Man kann auch so vorgehen,
daß man nach F u n k erhaltene Rohextrakte direkt auf solche ungesättigten Chlorketone
verarbeitet. Es ist auch möglich, den gesamten Rückstand direkt ohne Vorbehandlung
mit Lösungsmitteln der Behandlung mit Ketonreagenzien zu unterwerfen und die erhaltenen
Reaktionsprodukte, wie beschrieben, aufzuarbeiten.
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Die Doppelbindung in solchen ungesättigten Ketonen läßt sich nun leicht
durch in üblicher Weise aktivierten Wasserstoff, z. B. durch die Einwirkung von
Wässerstoff in Gegenwart von Katalysatoren, wie Palladium u. dgl., hydrieren. Die
Hydrierung kann auch bei erhöhter Temperatur vorgenommen werden.' Die Reaktion kann
auch unter Druck
erfolgen. Als Katalysatoren eignen sich außer Palladium
auch andere gebräuchliche Hvdrierungskatalysatoren oder ihre Gemische. All Stelle
von katalytisch aktivier--" tem Wasserstoff kann auch Wasserstoff, d6r;', in anderer
Weise aktiviert worden ist, z. Wasserstoff in statu nascendi, benutzt wer-; den.
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Die Hydrierung des obengenannten Chlorketons vom Schmelzpunkt t5().3
bis 1j7,3° erfolgt z. B. in der Weise, <1a13 man das C hlorketon in Alkohol löst,
kolloidales Palladium hinzufügt und mit Wasserstoff schüttelt. Die Reaktion verläuft
schneller bei erhöhter Temperatur. Nach Beendigung der Wasserstoffaufnahme filtriert
man vom Katalysator ab und konzentriert die Lösung. Dabei kristallisiert ein gesättigtes
Chlorketon der Formel C"H=90C1 mit einem Schmelzpunkt i73° aus, das keine der Farbreaktionen
des ungesättigten Ketons gibt.
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Die Umwandlung dieses gesättigten Chlorketons in (las männliche Sexualhormon
erfordert den Ersatz des Chloratoms durch eine Hydroxylgruppe. Das kann z. B. in
der ``'eise erfolgen, daß man zunächst die Esterverbindung durch Umsetzung des Chlorketons
nach dein Prinzip der doppelten Umsetzung mit Salzen von Carbon- oller Sulfosäuren
herstellt und diese gegebenenfalls verseift. Doch kann man auch andere Methoden
zur Umwandlung des Chloratoms in die GH-Gruppe anwenden, wie z. B. durch direkten
Austausch oder über Zwischensubstituenten wie die Aminogruppe.
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Das gesättigte C hlorketon vom Schmelzpunkt 173° wird beispielsweise
in alkoholischer oller essigsaurer Lösung mit Kaliumacetat im Bombenrohr () his
8 Stunden auf 180 bis 200° erhitzt. Die Reaktionsnasse wird nach dein Abkühlen
finit Wasser ausgespült und die wäßrige Lösung ausgeätliert. Aus dem Äther erhält
inan nach Verjagen des Lösungsmittels ein Gemisch von Stoffen, aus denen man durch
fraktionierte Kristallisation aus Methanol das f-lormonacetat vom Schmelzpunkt i0o'
in weißen Nadeln isolieren kann. Aus diesem läßt sich beim Verseifen das bekannte
männliche Hormon in reiner kristallisierter Form gewinnen.
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Statt Kaliumacetat kann inan auch andere Acetate, z. B. Silberacetat,
oder ganz allgemein die Salze von Carbon- und Sulfosäuren verwenden. Die Isolierung
des erhaltenen Hormonesters läßt sich auch durch fraktionierte Sublimation im Hochvakuum
durchführen.
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Unter den Bedingungen der Darstellung obengenannter Hormonester aus
dem Halogenketon entstellen durch Abspaltung von Halogenwasserstoff ungesättigte
Ketone als Nebenprodukte. Diese werden durch fraktionierte Kristallisation oder
Hochvakuumsublimation von den Hormonestern getrennt. els-, war möglich, aus diesem
Gemisch von .tlg@sättigten hydroaromatischen Ketonen ein P'rödukt vom Schmelzpunkt
1o3° in rechtekigen Plättchen (aus Methanol) zu erhalten. Die Doppelbindung in diesem
Produkt ist durch Titration mit Benzopersäure wie auch durch Bromaddition nachweisbar.
Das Dibromid dieses Körpers läßt sich aus Alkohol in kristallinischer Form erhalten.
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Man kann natürlich auch so vorgehen, daß man das ungesättigte Halogenketon
zunächst in den Ester überführt und dann hydriert und gegebenenfalls verseift, oder
aber daß
man das veresterte ungesättigte Keton zuerst verseift und dann hydriert.
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Das beschriebene Verfahren gestattet, in bequemer Weise aus bisher
wertlosen Nebenprodukten der Herstellung des männlichen Sexualhormons das letztere
bzw. #. dessen Derivate zu erhalten.
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Beispiel i 309 einer bei der Aufbereitung von aus etwa qoool
stammenden Männerharnextrakten auf Androsteron anfallenden Petroläthercharge, die
praktisch ohne physiologische Wirksamkeit ist, werden auf dem Wasserbad mit ,4 ccm
Benzol digeriert, mit 300 ccm Petroläther versetzt und nach einiger Zeit
filtriert. Mit dem Niederschlag wird die Fällung in gleicher Weise wiederholt; die
vereinigten Petrolätherlösungen werden im Vakuum auf 250 ccm eingeengt und
anschließend iomal mit etwa ioo ccm 85°/oigem (mit Methanol vergälltem) Alkohol
ausgeschüttelt. Die vereinigten alkoholischen Chargen hinterlassen nach dem Abdampfen
und Trocknen etwa io g an alkoholischen Anteilen, die mit 5 g Semicarbazidacetat
in 70 ccm absolutem Alkohol etwa 12 Stunden in einem Wasserbad so gelinde
erwärmt werden, daß während dieser Zeit das Reaktionsgut bis zur Sirupkonsistenz
eingedickt wird. Nach dem Erkalten wird mit wenig gekühltem Alkoholverrieben, abgenutscht
und der auf dem Filter gesammelte Kristallbrei abwechselnd mit gekühltem Alkohol,
Äther und heißem Wasser gewaschen. Das so erhältliche Rohsemicarbazon stellt ein
gelbliches, kristallines Pulver dar. Zersetzungspunkt um 24o0. Ausbeute i bis i,2
g.
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Das Rohsemicarbazon läßt sich durch Extraktion mit Propanol atis der
Hülse umkristallisieren und ist in weißen Blättchen vom F.P.275° erhältlich.
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Zur Weiterverarbeitung wird i g Rohsemicarbazon in 35 ccm verdünnter
alkoholischer
Schwefelsäure (1o ccm 11, S04 konz., 15 ccm H-0, 75
ccm C_ H,-OH) oder in 35 ccm alhoholisch-#,vässeriger Salzsäure (5o ccm H Cl konz.,
5o ccm C, Hr, # O H) unter Erwärmen gelöst und 15 bis :2o Minuten auf siedendem
Wasserbad erhitzt. Nach dem Verdünnen mit Wasser wird mit Äther ausgeschüttelt,
die ätherische Lösung mit Bicarbonat und Wasser gewaschen, getrocknet und abgedampft.
Das rohe Spaltprodukt (etwa o,63 g) wird mit sehr wenig frisch destilliertem Äthanol
angerieben und durch Abkühlen zur Kristallisation gebracht. Das sich abscheidende
Chlorketon wird aus frisch destilliertem Methanol bis zum konstanten Schmelzpunkt
von 156,5 bis 157,5° (unkorr.) umkristallisiert; es ist leicht löslich in Äther,
Aceton, Chloroform, Dioxan, Essigester, löslich in Petroläther, schwer löslich in
kaltem, leicht in heißem Alkohol. Das Chlorketon bildet langgestreckte Prismen,
die bei i0-4 mm ab i io° sublimieren; es gibt eine Gelbfärbung mit Tetranitromethan,
- entfärbt Brom-Eisessig-Lösung, gibt eine positive Beilsbeinprobe und in Essigsäureanhydrid
mit konz. Schwefelsäure eine gelbe Färbung, die schnell intensiv rosa wird. Ausbeute
bis zu i50 mg.
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Das Olim hat einen Schmelzpunkt von 168 bis 169°.
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Das Chlorketon läßt sich in alkoholischer oder in Eisessiglösung unter
Verwendung von Palladiumkatalysator (Palladiummohr, Palladium-Bariumsulfat- oder
Pd-CaCOs Katalysator) leicht hydrieren. Nach dem Absättigen einer Doppelbindung
wird auch die Carbonylgruppe angegriffen und überraschend leicht zur C H O H-oder
CH.,-Gruppe reduziert; aus diesem Grunde erweist es sich als zweckmäßig, das gesättigte
Chlorketon als Setnicarbazon (F. P. 285'=) abzuscheiden, aus dessen Mutterlaugen
sich die wasserstoffreicheren Anteile der Hydrierung durch Absublimieren im Hochvakuum
gewinnen lassen.
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Durch Spaltung des Semicarbazons mit verdünnten Säuren gewinnt man
das Dihydrochlorketon C 19 H.fl O Cl, das aus verdünntem Alkohol in prismatischen
Nadeln vom F. P. 173° (unkorr.) kristallisiert, mit Tetranitromethan keine Farbreaktion
und mit Essigsäureanhydrid und konz. Schwefelsäure nur eine schwache Gelbfärbung
mehr zeigt. Ausbeute bis zu g@5°/o.
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Der Umsatz des Dihydrochlorketons 173'
mit Kaliumacetat wurde
durch 5stündiges Erhitzen des Halogenids mit einem Gemisch von Kaliumacetat und
Eisessig im Bombenrohr auf etwa i80° durchgeführt. Das Reagens wurde folgendermaßen
bereitet: Reinstes Kaliumacetat wurde in heißem Eisessig gelöst; nach dem Abkühlen
auf Zimmertemperatur und mehrtägigem Stehen wurde die Lösung filtriert. Sie etitliwit
in i ccm o,24oo 3 g Kaliumacetat = 21.1 Gewichtsprozent.
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5 ccm wiegen 5,7035 (D - i,1.1.07) ; nach dem Verdünnen mit
Wasser auf aoo ccm verbrauchen 20 ccm zur Neutralisation gegen Phenolphthalein
37,50 ccm n!5 KO H.
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Das halogenfreie Umsetzungsprodukt läßt sich aus dem Reaktionsgut
nach dem Wasserzusatz mit Äther ausschütteln; die ätherische Lösung wird mit Bicarbonat
und Wasser gewaschen und mit Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels
hinterbleibt ein Rohkristallisat, das einen unscharfen Schmelzpunkt von 125 bis
16o° zeigt. Es stellt ein Stoffgemisch dar, das leicht durch fraktionierte Sublimation
im Hochvakuum zerlegt werden kann in ein ungesättigtes Keton (35 bis 80°(o) und
in Androsteronacetat (2o bis 65 °/o).
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Das Androsteronacetat setzt sich nach dem Absublimieren des Ketons
bei t o 4 mm ab cgo° in gut ausgebildeten Kristalldrusen im Retortenhals ab und
läßt sich aus verdünntem Alkohol in Gestalt langer Nadeln vom Schmelzpunkt 16o bis
161' erhalten. Es zeigt in allen Eigenschaften Übereinstimmung mit dem Androsteronacetat,
das aus natürlichem Androsteron bereitet wurde, gibt mit diesem keine Schmelzpunktsdepression,
zeigt die gleiche optische Drehung und dieselbe physiologische Wirksamkeit. Ausbeute
7 5 °1o.
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Das Acetat wurde 2 Stunden mit überschüssiger 3 n-methylalkoholischer
Kalilauge erwärmt; die Reaktionslösung wurde verdünnt und mit Äther ausgeschüttelt.
Nach dem Verdampfen des Äthers wurde der Rückstand bei i io° (io-'-' mm) vorsichtig
destilliert und anschließend aus verdünntem Alkohol umkristallisiert. F. P. 178'
(unkorr.). Unterschiede zum Androsteron aus Männerharn ließen sich nicht nachweisen.
Beispiel 2 Man stellt wie in Beispiel i zunächst das ungesättigte Chlorketon dar.
2o mg desselben werden mit ioo mg Kaliumbenzoat und 300 mg Benzoesäure als
Lösungsmittel in einer Mikrobombe von -. cm Länge eingeschmolzen, in einem Glycerinbad
2o Minuten auf etwa 200° und ,,-eitere ioo Minuten auf etwa i 5o° (oder insgesamt
9o Minuten auf 18o°) erhitzt. Man erhält eine völlig klare, braunrote Lösung, die
beim Erkalten erstarrt. Der Inhalt der Bombe wird in siedendem Alkohol gelöst, mit
Wasser versetzt und mit Äther aufgenommen. In der wässerigen Lösung befindet sich
Chlorion, in der ätherischen Lösung das in kaltem Alkohol fast unlösliche Benzoat
des Dehydroandrosterons,
das aus Alkohol in Prismen vom konstanten
Schmelzpunkt 25o° (unkorr.) kristallisiert.
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Die Ausbeute an Benzoesäureester beträgt durchschnittlich 65 °/p;
die restlichen Anteiles liegen in Gestalt von ungesättigten Stöfkn vor.
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Der Umsatz des Chlorketons mit Kaliumbenzoat gestattet, das Chlorketon
157' direkt aus den Semicarbazon-Rohspaltprodukten oder aus Mutterlaugen
als Dehydroandrosteronbenzoat zur Abscheidung zu bringen.
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Das Benzoat des Dehydroandrosterons vom F. P. 25o° läßt sich durch
2stündiges Erwärmen mit 2 n-inethylalkoholischer Kalilauge verseifen. Gießt man
(las Reaktionsgut in Wasser und kühlt mit Eis, so fällt das Dehydroandrosteron direkt
kristallin aus; aus verdünntem Aceton erhält man es in langen weißen Nadeln vom
konstanten Schmelzpunkt r.48° (unkorr.).
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Dehydroandrosteron ist im Kapaunentest aktiv, die Einheit liegt bei
etwa 6oo y. Es kann durch Hydrierung in ein gesättigtes Oxyketon der Formel C 19
H31 0s und dem Schmelzpunkt i72° übergeführt werden, das mit dem Androsteron des
Beispiels t isomer ist.