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Verfahren zur Herstellung von 11a-Oxy-17a-methyltestosteron bzw. 1
la-Oxy-10-normethyl-17a-methyltestosteron Gegenstand des Patents 936 207 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 Gättung 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 Erfindung bezieht sich auf eine besondere Ausführungsform des
Verfahrens nach Patent 936 207, und das erfindungsgemäße Verfahren besteht
im wesentlichen darin, daß das 17 a-Methyl
testosteron - bzw. io-Normethyl-i7
a-methyltestosteron mit einer Pilzkultur einer Art der Gattung Rhizopus oder mit
den von dieser erhältlichen Enzymen zu ii a-Oxy-i7 a-methyltestosteron bzw. ii a-Oxy-io-normethyl-i7
a-methyltestosteron oxydiert wird. Es wurde gefunden, daß diese Verbindungen vorzugsweise
eine schmerzbetäubende Wirkung ausüben und gleichzeitig auf die Bildung von Corpusluteum-Hornion
und die Nierenanregung hemmend wirken.
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Durch Wasserabspaltung aus dem ii a-Oxy-17 a-methyltestosteron mit
Phosphoroxychlorid oder Chlorwasserstoff in Eisessig und nachfolgende Oxydation
mit Chromtrioxyd (Cr03) erhält man Adrenosteron. In der gleichen Weise kann aus
dem ix a-Oxy-io-normethyl-i7 a-methyltestosteron. das 4-Östren-3, ii, i7-trion hergestellt
werden, welches auch als io-Normethyl-adrenosteron bezeichnet werden kann. Diese
Stoffe zeigen die Wirkung der männlichen Keimdrüsenhormone.Dennachdemerfindungsgemäßen
Verfahren herstellbaren Stoffen kommt somit nicht nur an sich eine spezifische Wirkung
zu, welche bisher für kein anderes Steroid bekanntgeworden ist, sondern sie sind
auch als Zwischenprodukte für die Synthese anderer pharmazeutisch wertvoller Stoffe
von Bedeutung.
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Von den Pilzen der Gattung Rhizopus haben sich die Arten Pizopus arrhizus
und Rhizopus nigricans für die Herstellung des ix a-Oxy-i7 a-methyltestosterons
bzw. ii a-Oxy-:ro-normethyl-i7 a-methyltestosterons als besonders geeignet erwiesen.
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Es ist zwar schon versucht worden, Steroide mit Nebennierenrindenhomogenaten
bzw. nach dem Perfusionsverfahren 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 dem erfindungsgemäßen Verfähren wird vorzugsweise ein Steroid
mit einem lebensfähigen Pilz im Gärverfahren in Gegenwart eines für den Pilz geeigneten
Nährbodens oxydiert. Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.
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Für die Herstellung des im Beispiel 2 beschriebenen Ausgangsproduktes
wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schutz nicht begehrt. Beispiel i ii a-Oxy-17
a-methyltestosteron Aus 2o g Lactalbuminauszug-(bekannt unter der Handelsbezeichnung
»Edamine(c), 3 g Maisquellwasser und 5o g technischer Dextrose wurde durch Verdünnung
mit Leitungswasser auf 11 ein Nährboden hergestellt, der sterilisiert und
auf einen pH-Wert von 4,7 eingestellt wurde. 31 dieses sterilen Nährbodens wurden
mit Rhizopus nigricans beimpft 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 Na2S03 betrug (vgl. Cooper, Fernstrom und Miller,
Ind. Eng. Chem., Bd. 36, 1944; S. 5o4). In diesem eine 24 Stunden alte Kultur von
Rhizopus nigricans enthaltenden Nährboden wurden 1,48 g 17 a-Methyltestosteron,
in 30 ccm absolutem Alkohol gelöst, suspendiert. Nach einer weiteren, unter
denselben Temperatur- und Belüftungsbedingungen durchgeführten 24stündigen Bebrütung
wurden die Nährlösung und das Myzel extrahiert. Das Myzel wurde filtriert, zweimal
mit einem seinem Volumen etwa gleichen Volumen Aceton gewaschen und zweimal mit
einem seinem Volumen etwa gleichen Volumen Methylenchlorid extrahiert. Diese Aceton-
und Methylenchloridauszüge wurden mit dem Filtrat der Nährlösung vereinigt. Die
Extrakte und das Filtrat der Nährlösung wurden gemeinsam erst zweimal mit einem
ihrem halben Volumen entsprechenden Volumen Methylenchlorid, dann zweimal mit einem
ihrem viertel Volumen entsprechenden Volumen Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten
Methylenchloridextrakte wurden zweimal mit je einem einem Zehntel ihres Volumens
entsprechenden Volumen einer 2°/oigen wäßrzgen Natriumbicarbonatlösung, dann zweimal
mit einem je einem Zehntel ihres. Volumens entsprechenden Volumen Wasser gewaschen.
Nach dem Trocknen des Methylenchlorids mit etwa 3 bis 59
wasserfreiem Natriumsulfat
je Liter Lösungsmittel und Filtrieren wurde das Lösungsmittel abdestilliert. Der
nach dem Abdunsten des Methylenchlorids erhaltene Extrakt wog 3,34079.
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1,095 g des lösungsmittelfreien Extraktes wurden in iio ccm Benzin
gelöst und über eine Säule chromatographiert, die 55 g mit Salzsäure, anschließend
mit Wässer gewaschenes und 4 Stunden bei i2o° getrocknetes Aluminiumoxyd enthielt,.
Die Säule wurde jeweils mit iio ccm der in nachsehender Tabelle angeführten Lösungsmittel
beschickt. Fön- Lösungsmittel ( Ausbete r in mg
| 1 Benzol ......................... 13,2 |
| 2 Benzol.#Äiher 9 : i . . . . . .-. . . . . . . . 11,7 |
| 3 - - 9:1 ............... 62,1 |
| 4 - - 1 : i . . . . . . . . . . . . . . . Io,i |
| 5 - - 1: i" . . . . . . . . . . . . . .-. 5,5 |
| 6 Äther.......................... 4,0 |
| 7 - ............:............. 4,7 |
| 8 - .......................... 4,1 |
| 9 Äther-Chloroform ig : i........... 6,o |
| 10 - - i9: i........... .¢,1 |
| ii 19: 1. . . . . . . . . J . 4,8 |
| 12 - - g:i........... 5,4 |
| 13 - - g I ........... 5,9 |
| 14 - - g : 1. . . . . . . . . . . 4,2 |
| 15 - - 1 : i....... .... 3,8 |
| 16 - - 1 : i........ ... ii,o |
| 17 - - 1: i . . . . . . . . . . . 8,o |
| 18 Chloroform ..................... 4,2 |
| ig - - ..................... 113,8 |
| 20 - ..................... 67,o |
Ftion Lösungsmittel Ausbete in mg
| 21 Chloroform-Aceton ig : i . . . . . . . . . 42,8 |
| 22 - - Ig : I . . . . . . . . . 2O,8 |
| 23 - - ig : I . _ ...... 27,4 |
| 24 - - g : 1 . . . . . . . . . 67,2 |
| 25 - - g: 1 . . . . . . . . . 56,i |
| 26 - - g : I . . . . . . . . . 40,9 |
| 27 - - 1:I ......... 103,4 |
| 28 - - I :I ......... 31,8 |
| 29 - - 1:1 ......... 18,o |
| 3o Aceton ........................ 1g,7 |
| 31 - .:...................... 8,8 |
| 32 - ........................ 4,2 |
| 33 Aceton-Methanol i : i . . . . . . . . . . . . 34,2 |
| 34 - - I:I ............ I2,3 |
| 35 - . . . . . . . . . . . . 6,5 |
| 36 Methanol ...................... 7,4 |
| 37 ...................... 2,5 |
Die Fraktionen 22 bis 28 wurden vom Lösungsmittel befreit und in Methylenchlorid
aufgenommen. Diese Lösung wurde mit
0,3 g Magnesiumsilikat (bekannt unter
dem Handelsnamen >>l/tagnesolct) angerührt. Dann wurde filtriert, zur Trockene eingedampft
und aus 4 ccm Äthylacetat umkristallisiert. Die erhaltenen Kristalle wurden aus
0,5 ccm Äthylacetat umkristallisiert und ergaben
98,2 mg ii-Oxy-i7
a-Methyltestosteron mit einem Schmelzpunkt von 16o bis 162° und einer optischen
Drehung [a] ö = + 62° (C = i,o26 in Chloroform).
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Analyse Berechnet für C20Hso0s C 75,430/0 H 9,500/0, gefunden . .
. . . . . . . . . . . C 75,590/0 H 9,510/0 C 75,2o0/0, H 9,54% Bei Verwendung von
Rhizopus. arrhizus wurde das gleiche Ergebnis erhalten, jedoch waren die Ausbeuten
geringer. Beispiel 2 i i a-Oxy-i o-normethyl-i7 a-methyltestosteron (iiu, i7ß-Dioxy-l7a-methyl-4-östren-3-0n)
4-Östren-3, i7-dion (Marker und Rohrmann, Journ. Amer. Chem. Soc., Bd. 62, 1940,
S. 73), das auch durch die Oxydation von io-Normethyltestosteron mit Chromtrioxyd
(Cr03) hergestellt werden kann, wird mit etwa 4 Moläquivalent wasserfreiem Pyrrolidin
in Benzol bei der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches in einem mit Rückflußkühler
und Wasserabscheidebehälter versehenen Kolben umgesetzt. Der Wasserabscheider ist
so angeordnet, daß die kondensierten Gase durch ihn hindurchströmen, bevor sie in
den Reaktionskolben zurückkehren. Nach etwa istündigem Sieden unter Rückflußkühlung
wird dem Reaktionsgemisch eine katalytische Menge Paratoluolsulfonsäure zugesetzt.
Danach wird das Sieden unter Rückflußkühlung fortgesetzt, bis sich im Wasserabscheider
etwa ein Moläquivalent Wasser angesammelt hat. Bei der Destillation des Reaktionsgemisches
zur Trockene verbleibt ein Rückstand aus 3-(N-Pyrrolidyl)-3, 5-östradien-i7-on,
der in wasserfreiem Äther gelöst und mit einem. molaren 1=Tberschuß an Methylmagnesiurrijodid
umgesetzt wird. Durch Zersetzung des Reaktionsgemisches mit verdünnter Salzsäure,
Waschen der Ätherphase mit Wasser und Destillation der getrockneten Ätherlösung
zur Trockene erhält man das io-Normethyli7a-methyltestosteron, das eine deutliche
andr ogene Wirkung aufweist.
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In der im Beispiel i beschriebenen Weise wird iia-Oxy-io-normethyl-l7a-methyltestosteron
aus io-Normethyl-i7 a-methyltestosteron durch Oxydation mit Rhizopus nigricans hergestellt.
Es wird, wie im Beispiel i beschrieben, aus dem Gärgemisch abgetrennt; durch Umkristallisieren
des Reaktionsproduktes aus Äthylacetat wird das gereinigte iia-Oxy-io'-normethyl-l7a-methyltestosteron
erhalten. F. = 148 bis i5o°;. [a]ö =-65° (i,ooo in Chloroform); A.ax = 242
mu bei einer Intensität E = 5,8oo.
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Das iia-Oxy-l7a-methyltestosteron bzw. iid-O<,yio-normethyl-I7a-methyltestosteron
können in an sich bekannter Weise verestert werden.
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Es können auch Mischester mit zwei verschiedenen Acylgruppen durch
Teilveresterung mit einem Acylierungsmittel zur Herstellung des Monoesters und anschließende
vollständige Veresterung des Monoesters mit einem andersartigen Acylierungsmittel
hergestellt werden.