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Verfahren zur Herstellung von 3-Ketobisnor-4-cholen-11a, 22-diol und
bzw. oder 3-Ketobisnor-4-cholentriol Zusatz zum Patent 936 207 Gegenstand des Patents
936 2o7 ist ein Verfahren zur Herstellung von oxydierten Steroiden, nach welchem
man Steroide mit einem oxydierend wirkenden Stamm einer Pilzart der Ordnung Mucorales
oder von aus derartigen Pilzen erhältlichen oxydierend wirkenden Enzymen behandelt
und gegebenenfalls die erhaltenen oxydierten Steroide in bekannter Weise, z. B.
durch Extraktion, abtrennt. Auf diese Weise können Steroide mit einfachen Mitteln
und in hoher Ausbeute in die entsprechenden oxydierten Steroide umgewandelt werden.
Diese sind vielfach -als Heilmittel bekannt. Außerdem können durch das Verfahren
nach dem Hauptpatent neue Verbindungen hergestellt werden, welche bisher durch kein
anderes Verfahren zugänglich waren.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens nach dem Hauptpatent, und das erfindungsgemäße Verfahren besteht
im wesentlichen darin, daß zur Herstellung von 3-Ketobisnor-4-cholen-iia, 22-diol
und bzw. oder 3-Ketobisnor-4-cholentrio13-Ketobisnor-4-cholen-22-al mit einer Pilzart
der Gattung Rhizopus oder mit aus
dieser erhältlichen oxydierenden
Enzymen oxydiert wird. Die neuen Oxydationsprodukte des 3-Ketobisnor-4-cholen-22-aldehyds
zeichnen sich durch eine rindenartige, von den Graafschen Follikeln bekannte und
für diese charakteristische sowie durch eine anästhesierende Wirkung - aus. Die
Verbindungen stellen ferner wertvolle Zwischenprodukte dar. So kann beispielsweise
das hoch nebennierenrindenhormonwirksame zi-Dehydroprogesteron über das ==a, 22-Dioxy-4-bisnorcholen-3-on
durch Pyrolyse des Diycetats der nach der Erfindung hergestellten Verbindung unter
vorübergehender Bildung von 22-Acetoxy-4, ri-bisnorcholadien-3-on, Hydrolyse, Oxydation
der 22-ständigen Hydroxylgruppe zur entsprechenden Aldehydgruppe nach Oppenauer,
Überführung in das 22-Enamin und Abspaltung der 22-ständigen Gruppe durch Oxydation
oder Ozonierung hergestellt werden.
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Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrensmuß auch gegenüber dem
Patent 936 2o7 als durchaus unerwartet bezeichnet werden. Wenngleich die iiaständige
Hydroxylgruppe wie beim Verfahren des Hauptpatents in ein Steroid eingeführt wird,
ist es doch überraschend, daß diese Reaktion gleichzeitig von einer Reduktion der
22-ständigen Aldehydgruppe zu einer 22-ständigen Hydroxylgruppe -begleitet wird.
Es ist-somit ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, welcher nicht vorhergesagt
werden konnte, darin zu sehen, daß im vorliegenden Fall in einer einzigen Stufe
erreicht wird, was auf andere Weise zu erreichen mit den größten Schwierigkeiten
verbunden wäre.
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Man kann zur Weiterverarbeitung die Kulturlösung mit den darin enthaltenen
Oxysteroiden verwenden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Oxysteroide
jedoch vor ihrer Verwendung aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt.
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Von den Pilzen der Gattung Rhizopus haben sich gewisse Arten, z. B.
Rhizopus arrhizus und Rhizopus nigricans, zur Herstellung des 3-Ketobisnor-4-choleniia,
22-diols und bzw. oder des 3-Ketobisnor-4-cholentriols aus 3-Ketobisnor-4-cholen-22-al
als besonders geeignet erwiesen.
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Es ist zwar schon versucht worden, Steroide mit Nebennierenrindenhomogenaten
nach dem Perfusionsverfahren enzymatisch zu oxydieren, jedoch verläuft dabei die
Oxydation in anderer Richtung als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, welches demgegenüber
auch noch die Vorteile besitzt, daß die verwendeten enzymatischen Rohstoffe, im
Gegensatz zu den nur als Schlachthausabfall in sehr begrenzten Mengen zur Verfügung
stehenden Nebennieren, industriell herstellbar sind und daß es daher auch, in großem
Maßstab ausgeführt werden kann.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Steroide unter Verwendung
des Pilzes Proactinömyces roseus aus der Ordnung Möniliales zu oxydieren. Dabei
werden jedoch keine Steroide mit einer ii-ständigen Hydroxylgruppe erhalten. Außerdem
werden nicht die hohen Ausbeuten wie bei der Verwendung von Pilzen der Ordnung Mucorales
erreicht.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der 3-Ketobisnor-4-cholenaldehyd
vorzugsweise mit einem lebensfähigen Pilz im Gärverfahren in Gegenwart einer für
den Pilz geeigneten Nährlösung behandelt. Das folgende Beispiel erläutert das erfindungsgemäße
Verfahren.
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Beispiel Aus 2o g Lactalbuminauszug, 3 g Maisquellwasser und 50 g
technischer Dextrose wurde durch Verdünnung mit Leitungswasser auf =1 ein Nährboden
hergestellt und auf einen pH-Wert von 4,3 bis 4,5 eingestellt. i21 dieses sterilisierten
Nährbodens wurden mit Rhizopus nigricans geimpft und 24 Stunden bei einer Temperatur
von -28° mit einer solchen Luftzufuhr und unter Rühren bebrütet, daß die Sauerstoffaufnahme
6,3 bis 7 Millimol je Stunde und Liter NazS03 betrug (vgl. Cooper; Fernstrom und
Miller, Ind. Eng. Chem. Bd.36, 1944, S.504). In diesem eine 24-Stunden alte Kultur
von Rhizopus nigricans enthaltenden Nährboden wurden 3 g 3-Ketobisnor-4-cholen-22-al
in Zoo ccm Äthanol suspendiert. Nach einer weiteren, unter denselben Temperatur-
und Belüftungsbedingungen durchgeführten Bebrütung von 48 Stunden wurden die Würze
und das Mycel extrahiert. Das Mycel wurde filtriert, zweimal jeweils mit einer seinem
Volumen etwa gleichen Menge Aceton gewaschen und zweimal jeweils mit einer seinem
Volumen etwa gleichen Menge Methylenchlorid extrahiert. Die Aceton- und Methylenchloridauszüge
wurden mit dem Würzefiltrat vereinigt. Die Extrakte und das Würzefiltrat wurden
gemeinsam nacheinander dreimal jeweils mit 31 Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten
Methylenchloridextrakte wurden zweimal mit je 750 ccm 2°/oiger wäßriger Natriumbicarbonatlösung
und zweimal mit je 75o ccm Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen der Methylenchloridauszüge
mit etwa 3 bis 5 g wasserfreiem Natriumsulfat je Liter Lösungsmittel und Filtrieren
wurde das Lösungsmittel abdestilliert, wobei 4,03 g eines halbkristallinen Rückstandes
erhalten wurden. Der Rückstand des Auszuges wurde in 400 ccm Äthylendichlorid gelöst
und über 320 g eines synthetischen Magnesiumsilikates (bekannt unter dem
Handelsnamen »Florisila) chromatographiert, wobei jeweils 500 ccm Lösungsmittel
nach Tabelle i verwendet wurden.
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Die Fraktionen i= bis einschließlich 16 wurden vereinigt und aus =o
ccm Aceton durch Zutropfen von Äther bis zum Kristallisationsbeginn umkristallisiert.
Die Kristalle wurden abgetrennt und erneut aus =o ccm Aceton umkristallisiert. Dabei
wurden 550.5 mg 3-Ketobisnor-4-cholen-ia, 22-diol, das einen F. =z30 bis'133° zeigte,
erhalten. Das Infrarotspektrum zeigte die Anwesenheit zweier Oxy-Gruppen "und das
Verschwinden der Aldehydgruppe an, [a]23 = -f- 78° (1,0i75 in Chloroform);
Am.. = 243; k = 3839 (Ultraviolettspektrum).
| Analyse: |
| berechnetfür C22H3403: C=76,26 °/o, H =9,89 °/o |
| gefunden : C =75,86 0/a, H =9,77 % |
Die erhaltenen Fraktionen 17 bis einschließlich 21 wurden aus 15 ccm Methanol-Aceton
(i: i) umkristallisiert. Die erhaltenen Kristalle wurden erneut aus io ccm Methanol-Aceton
i : i umkristallisiert. Dabei
wurden 401,0 mg eines 3-Ketobisnor-4-cholentriols
vom F. =238 bis 24o°; [a]D25 = -@- 22° (0,387 in Methanol); Am", = 238;
k
= 3551 erhalten.
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Analyse berechnet für C"H3404. C =72,89 0/" H =9,45 0/0 gefunden :
C =73,o4 0/0, H = 9,59)/o
| Tabelle I |
| Fraktion |
| Lösungsmittel Ausbeute |
| in mg |
| I Äthylendichlorid ..........:. 194,0 |
| 2 - ............ 6o,5 |
| 3 Äthylendichlorid-Aceton 25:1 335.0 |
| 4 - - 25:1 1540 |
| 5 - - 15 :1 1995 |
| 6 - _ - 15: I 116,o |
| 7 - - 15: I 51,0 |
| 8 - - 12 : I 31,0 |
| g - - I2: I 28,o |
| io - - io : I 54,0 |
| II - - io : I 87,5 |
| I2 - - Io : I I32,5 |
| 13 - - 8:1 2345 |
| Fraktion Lösungsmittel Ausbeute |
| in mg |
| 14 Äthylendichlorid-Aceton 8:1 249,0 |
| 15 - - 8:1 264,0 |
| 16 - - 5:1 3750 |
| 17 - - 5:1 266,5 |
| 18 - - 5: I 192,0 |
| ig - - 2:1 440,5 |
| 20 - - 2:1 179,5 |
| 21 - - 2 : I 81,o |
| 22 Aceton ..................... 91,5 |