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Verfahren zur Herstellung von 4-Androsten-l la-ol-3, 17-dion Zusatz
zum Patent 936207 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 in hoher Ausbeute in die entsprechenden oxydierten
Steroide umgewandelt werden, die vielfach als Heilmittel bekanntgeworden sind. Von
den Pilzen der Ordnung Mucorales werden gemäß dem Patent 936 207 mit Vorteil
Pilze der Gattung Rhizopus angewendet. Außerdem können nach dem Verfahren des Patents
936 207
neue Verbindungen hergestellt werden, welche bisher durch kein anderes
Verfahren hergestellt werden konnten.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens nach Patent 936 207, und das erfindungsgemäße Verfahren besteht
im wesentlichen darin, daß das q.-Androstenzia-ol-3, r7-dion aus q.-Androsten-3,
z7-dion durch Oxydation mit einer Pilzart der Gattung Rhizopus oder mit den daraus
erhältlichen Enzymen hergestellt wird. Das neue 4-Androsten-=za-ol-3, z7-dion zeichnet
sich durch seine vorzugsweise den Aufbaustoffwechsel anregende Wirkung neben einer
gleichzeitigen sehr geringen Wirkung im Sinne des männlichen Geschlechtshormons
aus. Diese Eigenschaften machen die Verbindung zu einem besonders geeigneten Mittel
bei der Behandlung von Personen mit stark verschlechtertem
Allgemeinbefinden,
zumal bei ihrer Verabreichung keine Nebenwirkungen von verstärktem Haarwachstum
im Sinne der männlichen sekundären Geschlechtsmerkmale und Maskulinismus auftreten,
wie dies bei der Behandlung mit Testosteronpropionat bekanntgeworden ist. Es wurde
gefunden, daß das 4-Androsten-ii a-ol 3, i7-dion lediglich 2,0/, der Wirkung des
Testosteronpropionates im Sinne des männlichen Geschlechtshormons aufweist. Die
neue Verbindung stellt ferner ein wertvolles Zwischenprodukt bei der Herstellung
einer großen Anzahl von Verbindungen dar. So :gelangt man durch Oxydation zum Adrenosteron,
aus welchem sodann das ii-Ketotestosteron und das irß-Oxytestosteron hergestellt
werden können. Durch die Umsetzung von Adrenosteron mit Acetylen unter Schutz der
3ständigen Ketogruppe kann man Verbindungen mit der Pregnanseitenkette herstellen.
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Von den Pilzen der Gattung Rhizopus haben sich die Arten Rhizopus
arrhizus und Rhizopus nigricans für die Herstellung des 4-Androsten-iia-öxy-3, 17-dions
besonders geeignet erwiesen.
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Es ist zwar schon versucht worden, Steroide mit Nebennierenrindenhomogenaten
bzw. @ im Wege der Perfusion enzymatisch zu oxydieren, jedoch verläuft dabei die
Oxydation in anderer Richtung als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, welches dann
aber 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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Nach der Erfindung wird' vorzugsweise ein Steroid mit einem lebensfähigen
Pilz unter Fermentationsbedingungen in Gegenwart eines für den Pilz geeigneten Nährbodens
oxydiert. Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.
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Beispiel i Es wurde eine Nährlösung mit einem Gehalt von 5 ccm Maisquellwasser,
2ö g handelsüblichem Lactalbuminauszug (bekannt unter der Handelsbezeichnung »Edaminu)
und 5o mg handelsüblicher Dextrose (bekannt unter dem Handelsnamen »Cereloseu) im
Liter hergestellt und auf einen pH-Wert von 5,5 bis 5,9 eingestellt. Zu 41 dieser
Nährlösung, in der innerhalb 27 Stunden bei Raumtemperatur und Belüftung Rhizopus
arrhizus kultiviert wurde, wurde i g 4-Androsten-3, i7-dion, das in 6o ccm Aceton
gelöst war, gegeben. Diese Kultur wurde anschließend bei Raumtemperatur 64 Stunden
bebrütet. Der pH-Wert war nach Ablauf dieser Zeit auf 3,5 gesunken. Die Kulturflüssigkeit
und das Mycel wurden anschließend dreimal mit j e 11, einmal mit 2 1 und einmal
mit 1 1 Methylenchlörid extrahiert. Die vereinigten Methylenchloridextrakte wurden
zweimal mit je 400 ccm 2°/oiger Natriumbicarbonatlösung und dreimal mit je 500 ccm
destilliertem Wasser gewaschen und im Vakuum abgedampft. Der feste Rückstand wurde
in Methylenchlorid aufgenommen, in ein ioo ccm Becherglas gebracht und das Lösungsmittel
durch einen Luftstrom verdunstet. Die chromatographische Trennung an einer mit A1203
beschickten Säule lieferte drei Fraktionen, von denen eine das iia-Oxy-4-androstendion
enthielt.
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Beispiel 2 Es wurde eine Nährlösung hergestellt, die je Liter 2o g
Lactalbuminauszug (»Edamin«), 3 g Maisquellwasser und 5o g technische Dextrose enthielt
und deren pH-Wert auf 4,3 bis 4,5 eingestellt wurde. 41 dieser sterilisierten Nährlösung
wurden mit Rhizopus arrhizus beimpft und 24 Stunden bei 28° bebrütet, wobei die
Rührgeschwindigkeit und Belüftung so eingestellt wurden, daß die Sauerstoffaufnahme,
gemessen nach der Methode von Cooper, Fernstrom und Miller (Ind. Eng. Chem., Bd.
36, 1944, S. 5o4), 6,3 bis 7 Millimol Na2S03 je Stunde und Liter entsprach. Zu dieser
24 Stunden alten Kultur von Rhizopus arrhizus in der Nährlösung wurde i g 4-Androsten-3,
i7-dion in Aceton gegeben, das in der Nährlösung suspendiert wurde. Nach weiterer
24stündiger Bebrütung unter gleichbleibenden Belüftungs- und Temperaturbedingungen
wurden Würze und Mycel extrahiert. Das Mycel wurde filtriert, zweimal mit je einem
etwa dem Mycelvolumen gleichen Volumen Aceton gewaschen und sodann zweimal mit je
einem etwa dem Mycelvolumen gleichen Volumen Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten
Aceton- und Methylenchloridauszüge wurden mit dem Lösungsmittel dem Würzefiltrat
zugegeben. Die vermischten Extrakte und das Würzefiltrat wurden nacheinander zweimal
mit ihrem halben und zweimal mit einem Viertel ihres Volumens Methylenchlorid extrahiert.
Die vereinigten Methylenchloridextrakte wurden zweimal mit einem Zehntel ihres Volumens
2°/oiger Natriumbicarbonatlösung und anschließend zweimal mit einem Zehntel ihres
Volumens Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen des Methylenchlorids mit etwa 3 bis
5 g wasserfreiem Natriumsulfat j e Liter Lösung und Filtrieren wurde das Lösungsmittel
abgedampft. Der Rückstand von 2,o9 g wurde in ioo ccm Benzol gelöst und über 5o
g Tonerde, die mit 5o°/oiger Salzsäure gewaschen und bei 12o° getrocknet war, unter
Verwendung von je ioo ccm betragenden Lösungsmittehnengen, wie es in der Tabelle
angegeben ist, chromatographisch entwickelt.
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Die kristallinen Fraktionen 18 bis einschließlich 21 wurden mit mehreren
ccm Äther gewaschen; der Rückstand wurde aus io ccm Äthylacetat unter Zugabe von
Petroläther (bekannt unter dem Handelsnamen »Skellysolve Bu) umkristallisiert. Nach
viermaligem Umkristallisieren wurden 240 -rng 4-Androsten-iia-ol-3, i7-dion mit
einem Schmelzpunkt von 226 bis 227° erhalten. Die Struktur konnte sowohl durch das
Infrarot- und Ultraviolettspektrum als auch durch Oxydation dieser Verbindung mit
einem Chromsäure-Essigsäure-Gemisch zum Adrenosteron bewiesen werden. Das 4-Androsten-iia-01-3,
i7-dion besitzt eine optische Drehung von [a] 24 = -@- i62° (1,4i5 in Chloroform)
und ein K212 = 50,54 Analyse Berechnet für C"H2, 03. . . C 75,46 °/" ' H 8,66 0/0,
gefunden . . . ............ C 75,68 %, H 8,53 °/o.
| Tabelle |
| Eluat- |
| Fraktion Lösungsmittel feststoffe |
| mg |
| 1, 2 Benzol 322 |
| 3, 4 Benzol + 5 °/o Äther 108 |
| 5, 6 Benzol + =o °/o Äther =o |
| 7; 8 Benzol -f- 5o °/o Äther 12 |
| g bis =i Äther 15 |
| 12, 13 Äther -E- 5 °/a Chloroform =g |
| 14, 15 Äther + =o °/o Chloroform 23 |
| 16, 17 Äther -j- 50 °/o Chloroform 8o |
| 18, =g Chloroform 716 . |
| 20, 21 Chloroform -f- 5 °/o Aceton 177 |
| 22, 23 Chloroform + =o °/o Aceton 71 |
| 24, 25 Chloroform + 50 °/o Aceton 26 |
| 26, 27 Aceton 41 |
| 28, 29 Aceton -f- 5 % Methanol 115 |
| 30, 31 Aceton -f- =o °/o Methanol 42 |
| 32, 33 Aceton + 5o °/o Methanol 40 |
| 34 Methanol 13 |
Auch bei Verwendung anderer Rhizdpusarten, insbesondere von Rhizopus nigricans,
wird beim Arbeiten gemäß den obigen Beispielen iia-Oxyandrostendion erhalten.