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Verfahren zur Darstellung von Pregnenolonen Die vorliegende Erfindung
betrifft die Darstellung von Pregnenolonen der Formel C21 H32 C'2.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, ;daß man 3-Oxybisnorcholensäuren,
zweckmäßig in Form ihrer Ester, mit Organo-Metall-Verbindungen, vorzugsweise mit
Organo-Magnesium-Verbindungen, wie Grignard-Verrbindungen, zur Umsetzung bringt,
aus den dabei gebil,deten Carbinolen die tertiär gebundene Hydroxylgruppe und das
benachbarte tertiär gebundene Wasserstoffatom in Form von Wasser abspaltet und die
so erhaltenen zweifach ungesättigten Verbindungen unter Schutz der Ringdoppelbindung
zweckmäßig mittels Halogen einer oxyd;tiven Spaltung, zweckmäßig mit Ozon, unterwirft;
ist der Schutz der Ringdoppelbindung mit Halogen bewirkt worden, erhält man dihalogenierte
Produkte, aus denen sich die entsprechenden Pregnenölone durch Abspaltung von Halogen
gewinnen lassen.
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Bei diesem Verfahren zur Herstellung der Pregnenolone wird zweckmäßig
die Hydroxylgruppe am KOhlenStOffatom 3. - während ,der oxydativen Spaltung der
zweifach ungesättigten Verbindung und vorteilhafterweise auch während der Behandlung
der 3-Oxybisnorcholensäure mit Grignardreagens sowie bei der nachfolgenden Wasserabspaltung
durch Halogen ersetzt öder z. B. durch Veresterung oder Verätherung geschützt.
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Die Reaktionsvorgänge seien beispielsweise durch .die folgenden Formelbilder
veranschaulicht, in .deren R eine O H-, O-Acyl-, O Älkyl-, 0-Arylgruppe@o. dgl.
und R' eine Alkyl-oder Arylgruppe o.:dgl. bedeuten, während mit X, X angelagertes
Halogen bezeichnet ist:
Als Anleitung für die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mögen
die nachstehenden Beispiele dienen.
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Beispiel i Aus Stigmasterin wird nach -Fernholz (Ann. 507,
128, 1933) die Acetoxybisnorcholensäure hergestellt und diese durch Kocheis
mit 5 °[aiger methylalkoholischer Kalilauge zur freien Oxybisnorcholensäure (Schmp.
:295') verseift. Daraus wird durch Umsetzung mit Diazomethan in'fethylalkoholischätherischer
Lösung der Viethylester vom Schmp. 14o ° gewonnen. 2,4 g Oxybisnorchölensäuremethylester
in '15b ccm abs. Äther werden zu einer Auflösung von 3,9 g Magnesiumund 25,2
g Brombenzol in 15o ccm abs. Äther unter Rühren hinzugegeben. Das Reaktionsgeiniscn
wird 3 Stunden am Kühler erhitzt, der Äther abdestilliert und .der Rückstand 8-
Stunden auf dem Wasserbad erhitzt; dann wird das Reaktionsprodukt .mit Eis zersetzt,
mit verdünnter- Schwefelsäure angesäuert und erschöpfend mit Äther extrahiert. Nach
dem Abdestillieren des Äthers wird das Reaktionsprodukt mit Wasserdampf destilliert,
und anschließend wird der darin enthaltene Anteil an nicht umgesetztem Ester durch
Kochen mit methylalkoholischer 'Kalilauge verseift. Die die verseiften Produkte
enthaltende Lösung wird angesäuert, nochmals mit Wasserdampf destilliert und der
Rückstand in Äther aufgenommen und durch Ausschütteln mit verdünnter Natronlauge
von den sauren Bestandteilen befreit. Die ätherische Lösung wird dann eingedampft,
mit dem doppelten Volumen Eisessig versetzt und mehrere Stunden zum Sieden .am Kühler
gekocht; dann wird der Eisessig abgetrieben und der Rückstand im Hochvakuum destilliert.
Der größte Teil geht bei 27o bis 280 ° unter o,ooi mm Druck als gelbliches, bald
erstarrendes Öl über. "Ausbeute 1,2 g. Durch Erhitzen mit 5 g Essigsäureanhydrid
wird daraus ein Acetat vom Schinp. 216 bis 217' erhalten.
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0,4g des Acetates werden in 2o ccm Chloroform gelöst und tropfenweise
unter Eiskühlung mit 0,i25 g Brom (= 2 .Atome pro Mol) in 5 ccm Chloroform versetzt.
In diese Lösung, die' dann das. Dibromid .des Acetates enthält, wird für i Stunde
unter Eiskühlung ein Strom ozonierten Sauerstoffs, der etwa 6 mg Ozon pro Minute
-liefert, eingeleitet. Nach Entfernung des Chloroforms wird der Rückstand zur En
tbromung mit I g Zinkstaub und= 2o:ccm Eisessig versetzt und i Stunde auf dein Wasserbad
erhitzt. Die Eisessiglösung wird darauf filtriert, mit Wasser verdünnt und mit Äther
ausgeschüttelt. Der Ätherauszug wird mit Natronlauge gewaschen, mit Tierkohle entfärbt
und eingedampft. Man erhält so das Acetat des Oxyketons C, H32 O= als ölige Krißlt'allmasse.
die
nach dem Umkristallisieren aus verdünntem Alkohol den Schmp. 146 bis 147' zeigt.
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Durch Umsetzung mit Semicarbazidacetat erhält man das Semicarbazon
,vom Schmp. 263° und durch Spaltung desselben das freie Oxyketon C"H3;0_, vom Schmp.
igo°. Ausbeute etwa o,i5 g. Dasselbe Oxyketon wird auch durch Verseifen des Acetates
direkt erhalten. ' 'Beispiel 2 Aus .359 trockenen Magnesiumspänen, 220'g Brombenzol,-
.q.40 ccm über Natrium getrocknetem Äther und einer Spur Jod wird eine ätherische
Lösung von Phenylmagnesiumbromid hergestellt,. indem .die Reaktionsflüssigkeit nach
.dem Zusammengeben -der Reagenzien noch il/, Stunden am Sieden erhalten wird. Zu
dieser Lösung - läßt man 20 g -3;Acetoxybisnorcholensäuremethylester, gelöst in
450 ccm trockenem Äther, zutrop;fen. Darauf gibt man .unter gleichzeitigem Abdestillierendes.
Äthers 6oo ccm über Natrium getrocknetes Toluol zu der Reaktionsflüssigkeit und
erhitzt- dieselbe io Stunden, im siesenden Wasserbade. Bei .den einzelnen Umsetzungen
wird das Reaktionsgut gerührt.
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Zur -Aufarbeitung des Reaktionsproduktes wird die Toluollösung in-
Eiswasser gegossen und mit verdünnter Schwefelsäure versetzt. Nach Zusatz von Äther
wind die sich abtrennende wißrige Schicht entfernt, und die verbleibernde Äther-Toluol-Lösung
wird. im Vakuum zum Trocknen eingedanmpft. 'Nachdem der Rückstand durch Kochen mit
5°/oiger rnethylalkoholischer Kalilauge. ver, seift ist, wird die .die Verseifungsprodukte
enthaltende Lösung- durch .Zugabe von ver-' dünnten Schwefelsäure kongösauer gemacht
und längere Zeit mit Wasserdampf destilliert. Das dabei .'erhaltene Carbinol -wird
darauf 5 Stunden in 15.o ccm Eisessig unter Rückfluß gekocht. Nach dem Abdestillieren
des Eisessigs im Vakuum wird der Rückstand durch kurzes Erhitzen (etwa io bis 15
Minuten) finit Essigsäureanhydrid acetyliert; das: gebildete Acetat wird durch Zusatz
von etwa . ioo ccm Alkohol aus der. Reaktionslösung abgeschieden und, wenn erforderlich,
aus Chloroformäthanol umkristallisiert. Dabei werden 16 bis i.8.g eines :bei 213
.bis 217' schmelzenden zweifach ungesättigten Acetates erhalten. .
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Dieses. zweifach ungesättigte Acetat wird in 300 ccm Tetrachlorkohlenstoff
gelöst' und zum. Schutze der Ringdoppelbindung bei der Oxydation mit einer 2 Atomen
Brom pro Mol entsprechenden Menge Bronn in i2o ccm Tetrachlorkohlenstaff unter Eiskühlung
versetzt. Danach ,destilliert man.den Tetrachlorkohlenstoff im Vakuum bei etwa 44°
ab und nimmt den Rückstand in 33o ccm Chloroform ,.auf. - Man leitet dann
unter Außenkühlung mit einer Eis-Kochsalz-Mischung etwa 7 Stunden lang Ozon in diese
.Chloroformlösung ein, -verdampft danach das Chloro-. form im Vakuum bei 40°, nimmt
den Rückstand in Eisessig .auf -und entbromt -das Reaktionsprodukt durch portionsweise
Eintragung von Zinkstaub: Danach- wird die Reaktionsflüssigkeit mit Wasser verdünnt,
vom Zinkstaub unter wiederholtem Nachwaschen mit Wasser abgegossen und- mit Äther
extrahiert; die ätherischen Auszüge werden mit Natronlauge gewaschen, und der nach-
dem Verdampfen des Äthers verbleibende Rückstand wird mit- s°joiger methylalkohölischer
Kalilauge verseift.
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Nach dem Ansäuern und Ausäthern der die verseiften Produkte enthaltenden
Lösung wird beim Einengen des gewaschenen und getrockneten -Ätherextraktes ein Teil
des Pregnenolons" .direkt in kristalliner Form erhalten.
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Der in der Mutterlauge verbliebene Anteil wird durch Umsetzung mit
Seinicarbazidacetat als Semicarbäzön abgeschieden.
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Die- Spaltung -des PregnenolohsemcarbatzonsF: etwa 238 bis 24o°, erfolgt
--durch zweistündiges .Erhitzen mit einer Spaltun.gs-° lösung, die -auf 75 ccm Äthanol,
1 5 ccm.. H,9 und ro ccm konzentrierte Schwefelsäure enthält. Zwecks Isolierung
des Pregnenolons wird-das Reaktionsgemisch in der üblichen Weise mit Wasser versetzt.
und mit Äther extrahiert. Es werden so etwa 4 bis - 5 g Pregeenolon vom Schmp. igo°.
erhalten-.
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Beispiel -3 `5 g `3 -fOxybisnorcholensäuremethylester werden,' wie
im, Beispiel i beschrieben, durch Umsetzung finit Phenylmagnesiunzbromid, anschließende
Wasserabspaltung aus dem gebildeten sekundärtertiären Dialkohol und darauffolgende
Behandlung mit Essigsäureanhydrid :in das ungesättigte, Acetat vorn_ Schmp. 2z6
bis 217° übergeführt.
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i g dieses ungesättigten Acetats -wird.: in 6o ccm trockenem- Äther
gelöst; die Lösung wird auf =dem -Wasserbade etwas eingeengt und mit 30 ccin
reinem Eisessig, versetzt. Man sättigt die Lösung bei i o° mit trockenem Salzsäuregas
und läßt 30 Stunden stehen. Nach: dieser Zeit wird der Äther im Vakuum abgesaugt
und der- ausgefallene Niederschlag albfiltriert.. Man erhält o,8 g Hydrochlorid,
.das :nach einmaligem Umkristallisieren aus Essigester 'rein. ist. Schmp. zog, bis
.210' unter Gasentwicklung. -o,5 g Hydrochlorid werden in 25 ccin @etrachlorkohlenstoff
gelöst... ' Unter Eiskühlung wir_d.3o Minutenlang ein Ozon 4uft-Gemisch
durchgeleitet,
das im Liter 55 mg Ozon enthält. Hiernach gibt man 25 ccm Eisessig hinzu und läßt
etwa 2o Stunden stehen. Anschließendwird der Tetrachlorkohlenstoff im Vakuum bei
35 bis 40° verdampft und aus der zurückbleibenden Eisessiglösung das Reaktionsprodukt
mit Wasser ausgefällt. Der erbfiltrierte Niederschlag wird getrocknet und zur Salzsäureaibspaltung
mit i g K.aliumacetat in IS ccm absol. Alkohol 9 Stunden zum Sieden erhitzt. Anschließend
wird die alkoholische Lösung mit Wasserdampf destilliert, um das bei der Ozonisierung
mitentstandene Benzophenon zu entfernen.
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Der Destillationsrückstand wird mit Äther aufgenommen. Den Ätherrückstand
(30o mg) kristallisiert man aus verdünntem Methanol mehrfach um. Das gereinigte
Kristallisat besitzt die analytische Zusammensetzung eines Pregnenolonacetats und
den Schmp. 144 bis 1q.5°. Durch Verseifen mit i nmethylalkoholischer Alkalilauge
läßt sich daraus das entsprechende Pregnenol-3-0n-20 isolieren.
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Beispiel 4 In einem Rundkolben, der .mit Rückflußkühler, Rührer und
Gaseinleitungsrohr versehen ist, stellt man eine' Phenyl-Lithium-Lösung unter Einleiten
von Stickstoff und unter Verwendung von 5oo ccm trockenem Äther, 59 Lithium
und 47,49 Brombenzol her. Die Umsetzung ist nach etwa 5 Stunden beendet. Hierauf
gibt man unter Rühren langsam 20,1 g 3-Acetoxybisnorcholensäuremethylester, in iooo
ccm Äther gelöst, hinzu, wobei sich unter Aufkochen -des Äthers ein weißer _ Niederschlag
ausscheidet. Man läßt bei Zimmertemperatur über Nacht stehen und gibt dann 25o ccm
Wasser tropfenweise unter kräftigem Rühren zu. Der Niederschlag verschwindet dabei
vollständig. Die Ätherlösung wird abgehoben, mit 25o ccm Wasser ausgewaschen, mit
Magnesiumsulfat getrocknet und danach verdampft. Der Rückstand aus dem Äther wird
in 4o ccm Essigsäureanhydrid 2 Stunden gekocht. Beim Abkühlen fällt das zweifach
ungesättigte Acetat in Form kleiner Nädelchen aus. Es wird abfiltriert und mit wenig
Essigsäureanhydrid gewaschen. Das Produkt wird darauf in Eisessig gelöst, i Stunde
zum Sieden erhitzt und dann .durch tropfenweise Zugabe von Wasser ausgefällt. Nach,dem
Erkalten wird abgesaugt und getrocknet. Man erhält 18,6 g ungesättigtes Acetat vom
Schmp. 211 bis 214°. Aus der Esssigsäureanhydridmutterlauge gewinnt man durch Zusatz
von Äther und anschließendes Waschen mit Wasser und Sodalösung noch eine geringere
Menge unreineres Acetat. Die Rohkristallisate werden aus Alkohol umkristallisiert
und ergeben insgesamt 16,9 g reines, zweifach ungesättigtes Acetat vom Schmp. 216
bis 217o.
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Die Weiterverarbeitung des zweifach ungesättigten Acetats zum Pregnenolon
erfolgt in der in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Weise.
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Beispiel 5 44 g des nach Beispiel 4- erhaltenen zweifach ungesättigten
Acetats vom F. 2I6 bis 217° werden in' ioo ccm Chloroform mit 436 g Brom bromiert
und das Chloroform im Vakuum bei etwa + 2o° restlos erbdestilliert. Der reinweiße
Rückstand wird mit 55 ccm Benzol in Lösung gebracht und nach Zugabe .von I io ccm
5°/aiger Kaliumpermanganatlösung und 40 ccm 2o°/oiger Schwefelsäure 24 Stunden bei
Zimmertemperatur geschüttelt. Das Kaliumpermanganat wird dabei völlig verbraucht.
Durch vorsichtige Zugabe von Natriumbisulfitlösung wird Ader abgeschiedene Braunstein
in Lösung gebracht: Die Benzollösung wird abgetrennt und die wäßrige Mutterlauge
mehrfach mit Äther ausgeschüttelt. Die vereinigten Benzol-Äther-Lösungen werden
mit Bicarbonat und Wasser gewaschen und nach Trocknen mit wasserfreiem Natriumsulfat
im Vakuum zur Trockne verdampft. Der Rückstand wird mit z g Zinkstaub in So ccm
Eisessig entbromt. Das Entbromierungsprodukt (3,4 g) wird Init-5o ccm Methanol ausgekocht.
Dabei bleiben 45 g Ausgangsmaterial urgelöst. Die methylalkoholische Lösung wird
mit einer essigsauren Semicarbazidlösung in Methanol versetzt und 24 Stunden stehengelassen.
Die abgeschiedenen Kristalle (1,I g vom F. 2o5°) werden durch Waschen mit wenig
eiskaltem Äther gereinigt und liefern o,2 g reines Pregnenolonacetatsemicarbazon.
Durch Spaltung des Semicarbazons mit Oxalsäure in Äthanol wird daraus das 45-Pregnenol-3-on-2o
selbst erhalten.
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Die gemäß den Beispielen durch Wasserabspaltung erhältliche zweifach
ungesättigte Verbindung kann man der oxydativen Spaltung statt in Form eines Esters
o..dgl. auch in Form .des freien Alkohols unterwerfen. Zu .diesem Zweck verseift
man das anfallende Acetat der zweifach ungesättigten Verbindung vom F. 2i7° z. B.
mittels 3°/oiger methylalkoholischer Kalilauge, löst den .durch Umkristallisation
aus Aoeton gereinigten, zweifach ungesättigten freien Alkohol vom F. 112° in Chloroform,
fügt zum Schutze der kingdoppelbin:dung die äquivalente Menge Brom o.,dgl. hinzu
und leitet in die Lösung unter Kühlung während etwa 20 Minuten Ozon ein. Bei der
üblichen Aufarbeitung erhält man dann aus 16o mg des freien zweifach
ungesättigten
Alkohols etwa 40 mg reines Pregnenolon vom F. igo°.
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Die verfahrensgemäß erhältlichen Pregnenolone sind wertvolle Stoffe.
Das Pregnenol-3-on-zo zeigt die Wirkung des Corpusluteum-Hormons, und zwar entsprechen
3o mg einer Clau#berg-Einheit, d. h. mit der genannten Menge wird der durch Behandlung
mit Follikelhormon proliferierte Uterus des infantilen Kaninchens in den drüsigen
Zustand, die sögenannte Sekretionsphase, wmgewarndelt. "Die Pregnenolone lassen
sich z. B. auf Pregnendione, die die Eigenschaften des Corpus-luteum-Hormons besitzen,
weiterverarbeiten. _