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Verfahren zur Herstellung von ungesättigten 17-Oxypregnanen Es ist
bereits bekannt, eine Hydroxylgruppe in die 17-Stellung des Steroidmoleküls dadurch
einzuführen, daß man in 16-Stellung ungesättigte Steroide in Epoxyde überführt und
diese dann hydrolytisch spaltet (Julian, Journal of the American Chemical Society,
Bd. 72, 1950, S. 5145) oder durch Oxydation von in 17 (2o)-Stellung ungesättigten
2o-Steroidenolacetaten mit Persäuren (T. H. Kritchevsky, T. F. Gallagher, Journal
of the American Chemical Society, Bd. 73, 1951, S.184ff. ; USA.-Patentschrift
2,562 030). Es wurde nun gefunden, daß man im Kern ungesättigte 17-Oxypregnane
durch Umsetzung von 5-Pregnen-3ß-ol-2o-ketimin mit acylierenden Mitteln, partielle
Verseifung der Reaktionsprodukte, gegebenenfalls Oxydation der 3ständigen Oxygruppe,
anschließende Oxydation mit organischen Persäuren und Hydrolyse der Oxydationsprodukte
herstellen kann.
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Die Umsetzung wird, wenn man die Oxydation der 3ständigen Hydroxylgruppe
außer acht - läßt,
durch die nachstehenden Formelbilder erläutert
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung ungesättigter 17a-Oxy-2o-ketopregnane
über die entsprechenden En-acetylamine, während das bekannte Enolacetatverfahren
von Gallagher (Journ. Amer. Chem. Soc.; Bd. 73, 1951, S. 185 ff.) auf die Darstellung
entsprechender gesättigter Verbindungen beschränkt ist. Es war für den Fachmann
überraschend, daß die En-acetylamine und die Enolacetate in ihrem Verhalten bemerkenswerte
Unterschiede aufweisen. Während die letzteren schon unter mildesten V erseitungsbedingungen
quantitativ zu den entsprechenden 2o-Ketonen hydrolysiert werden, sind die erstgenannten
wesentlich stabiler. Zwar lassen sich die En-di-acetylamine leicht zu En-mono-acetylaminen
verseifen, dann bleibt aber die Reaktion stehen, und es tritt bei Anwendung energischer
Verseifungsbedingungen Zersetzung ein, wobei sich keine kristallisierten Produkte,
auch nicht 2o-Ketone, fassen lassen. Von besonderer Bedeutung für das vorliegende
Verfahren ist die unterschiedliche Reaktionsfähigkeit der Doppelbindungen.
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So ist es möglich, beim 5, 17 (2o)-Pregnadien-3ß-ol-(2o)-acetylamin
partiell Sauerstoff an die semicyclische Doppelbindung anzulagern und über die entsprechende
17, 2o-Oxidoverbindung durch Verseifung zum 17a-Oxy-pregnenolon zu gelangen. Eine
derartige partielle Oxydation ist bei dem entsprechenden 5, 17 (2o)-Pregnadien-3ß,
2o-diol-diacetat nicht bekannt. In diesem Fall wird bei der Oxydation auch die 5
(6)-ständige Doppelbindung angegriffen und man erhält undefinierbare Gemische.
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Auch bei entsprechenden Enolacetaten mit 2o (21)-ständiger Doppelbindung
ist eine partielle Oxydation dieser Doppelbindung nicht möglich. Durch Einwirkung
von Benzopersäure, anschließende Hydrolyse und Acetylierung entsteht aus 5, 2o-Pregnadien-3ß,
2o-diol-diacetat das (5, 6) a-Oxidopregnan-3ß, 21-diol-2o-on-diacetat ,(vgl. auch
die nachveröffentlichte Arbeit von Moffet und Slamp, Journ. Amer. Chem. Soc., Bd.
76, 1954, S. 3678).
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Bemerkenswert ist auch die Beständigkeit der En-acetylamine gegen
schwaches Alkali. So läßt sich das 5, 17 (2o)-Pregnadien-3ß-ol-2o-acetylaminacetat
partiell zu der entsprechenden Verbindung mit freier Hydroxylgruppe in 3-Stellung
verseifen. Diese läßt sich nun zum entsprechenden in 4-Stellung ungesättigten 3-Keton
mit unveränderter Enacetylamingruppierung dehydrieren, womit eine Möglichkeit zur
Herstellung der pharmazeutisch wertvollen 3-Ketoverbindung gegeben ist. Auch in
diesem Falle wurde überraschenderweise festgestellt, daß die Doppelbindungen verschiedene
Reaktionsfähigkeit besitzen, so daß mit Benzopersä.ure eine partielle Oxydation
der 17 (2o)-ständigen Doppelbindung gelingt, deren Hydrolyse zum 17a-Oxypregnadien
führt. Eine entsprechende partielle Verseifung der 3-ständigen Acetoxygruppe im
5, 17 (2o)-Pregnadien-3ß, 2o-diol-diacetat ist bisher nicht beschrieben worden.
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Weiterhin unterscheiden sich die Enolacetate und die Enaminacylate
auch in ihrem Verhalten gegenüber Halogenierungsmitteln. Während sich ungesättigte
Enolacetate nicht partiell halogenieren lassen, gelingt es beispielsweise, eine
5ständige Doppelbindung der Enamindiacylate mit Halogen abzusättigen; ohne daß die
Enamindoppelbindung in Reaktion tritt.
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Die Überführung des Ketimins (I) in das Enacylamin (1I) erfolgt unter
dem Einfluß von acylierenden Mitteln. Je nach Wahl der Reaktionsbedingungen können
ein oder zwei Säurereste an das Stickstoffatom treten. Im zuletzt genannten Fall
ist einer der beiden Acylreste leicht verseifbar. Die Enamindoppelbindung kann zwischen
den Kohlenstoffatomen 17 und 2o sowie zwischen den Kohlenstoffatomen 2o und 21 liegen,
jedoch
ist die Lage zwischen den Kohlenstoffatomen 17 und 2o bevorzugt.
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Die Anlagerung von Sauerstoff an die i7 (2o)-ständige Doppelbindung
der Enacylamine erfolgt mit Persäuren in bekannter Weise. Die erhaltenen Epoxyde
werden mit hydrolysierenden Mitteln behandelt, wobei formal unter Abspaltung eines
Säureamids die entsprechenden Ua-Oxypregnene entstehen.
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Es gelingt somit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, ungesättigte
i7-Oxypregnane in glatter Reaktion, auch im technischen Maßstabe, darzustellen.
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Das als Ausgangsverbindung für das vorliegende Verfahren verwendete
5-Pregnen-3-ol-2o-ketimin ist nach den Verfahren der deutschen Patente 693
35,
und 713 193 bzw. 896 803 herstellbar.
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Es ist nicht erforderlich, für die Herstellung der acylierten Enamine
-von dem reinen Ketimin auszugehen. Es genügt, wenn man nach dem Verfahren
der vorstehend genannten Patente das entsprechende 2o-Steroidamin in das entsprechende
Chloramin überführt und aus diesem durch Abspaltung von Salzsäure mit Natriumalkoholat
das entsprechende Ketimin herstellt. Man kann dabei das Lösungsmittel aus der Reaktionsmischung
im Vakuum abdestillieren und den Rückstand mit den nachstehend beschriebenen Acylierungsmitteln
direkt umsetzen. Es ist aber andererseits auch möglich, durch Einleiten von Chlorwasserstoff
unter Kühlung das Chlorhydrat des Ketimins herzustellen und aus diesem durch Behandeln
mit Alkalialkoholat das Ketimin in Freiheit zu setzen.
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Als acylierende Mittel, wie sie gemäß dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung in Betracht kommen, seien beispielsweise genannt: organische Carbonsäureanhydride,
wie Benzoesäureanhydrid, Essigsäureanhydrid oder Propionsäureanhydrid; insbesondere
sind die Anhydride der niedrigmolekularen aliphatischen Carbonsäuren für die Reaktion
geeignet. An Stelle der Säureanhydride kann man auch die Säurechloride verwenden.
Zur Einführung der Acetylgruppe eignen sichferner Isopropenylacetat sowieKeten.
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Als organische Persäuren kommen z. B. aromatische Persäuren, wie Benzopersäure,
Phthalmonopersäure, oder gesättigte aliphatische Persäuren, wie Perameisensäure,
Peressigsäure oder Perbernsteinsäure, in Betracht. Es ist nicht erforderlich, die
freien Persäuren zu verwenden; sie können vielmehr auch während der Reaktion aus
den vorhandenen organischen Säuren durch Zugabe von Peroxyden, wie Natriumperoxyd
oder Bariumperoxyd, gebildet werden. Auch eine Mischung aus Wasserstoffsuperoxyd
und Eisessig kann verwendet werden.
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Als hydrolysierende Mittel werden vorzugsweise verdünnte Alkalilaugen,
wie Natronlauge oder Kalilauge, verwendet.
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Die nachstehenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.
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Beispiel i 5, i7 (2o)-Pregnadien-3-ol-2o-acetylamin-3-acetat (3-Acetoxy-5,
17 (.o)-ternorcholadienylacetylamin) Eine Lösung aus i,o6 g 5-Pregnen-3-ol-2o-ketimin
in 2o ccm Pyridin wird nach Zusatz von 7,5 ccm Essigsäureanhydrid 16 Stunden bei
Zimmertemperatur sich selbst überlassen. Die Reaktionsmischung wird dann in Eiswasser
eingerührt und nach einigem Stehen der ausgefallene Niederschlag abgesaugt, bei
7o° getrocknet und aus Cyclohexan umkristallisiert. Ausbeute 75o mg, Schmelzpunkt
149 bis i53° (auf der Koflerschen Heizbank).
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Zur Reinigung kann die Substanz auch im Hochvakuum bei 2io bis 22o°/io-3
mm destilliert werden. Das Ultrarotabsorptionsspektrum zeigt Banden bei 2,94 und
bei 3,05 N, die der N H - C 0 C H3 Gruppe zuzuordnen sind.
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Man kann das 5, i7 (2o)-Pregnadien-3-ol-2o-acetylamin-3-acetat auch
folgendermaßen herstellen: In eine Lösung aus 7,48 g Natrium in 350 ccm absolutem
Methanol werden unter Rühren und in einer Stickstoffatmosphäre 18,35 g 5-Pregnen-3ß-o1-2o-chloramin-3-acetat
eingetragen. Innerhalb von 15 Minuten erhitzt man das Reaktionsgemisch langsam bis
zum gelinden Sieden und läßt es weitere 50 Minuten sieden. Anschließend wird
der Alkohol im Vakuum in einer Stickstoffatmosphäre unter strengem Feuchtigkeitsausschluß
bei einer Badtemperatur von höchstens 40° zur Trockne abdestilliert. Zu dem Rückstand
wird vorsichtig und unter Kühlung eine Mischung aus Zoo ccm Essigsäureanhydrid und
ioo ccm Eisessig in kleinen Anteilen gegeben. Nach dem Abklingen der Reaktion wird
das Reaktionsgemisch i Stunde unter Rückflußkühlung auf dem Dampfbad zum gelinden
Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird der entstandene Kristallbrei in 6oo ccm eisgekühltes
Wasser eingerührt. Nach dem Stehen über Nacht wird der ausgeflockte Niederschlag
abfiltriert, mit Wasser gewaschen und im Exsikkator getrocknet. Das gepulverte Rohprodukt
wird aus heißem Cyclohexan umkristallisiert. Die Ausbeute beträgt 13,29; Schmelzpunkt
i52 bis z53° (Kofler-Heizbank). Der Mischschmelzpunkt mit dem nach den vorstehend
beschriebenen Verfahren hergestellten Acetylamin zeigt keine Erniedrigung.
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5, 17 (2o)-Pregnadien-3-ol-2o-diacetylamin-3-acetat (3-Acetoxy-5,
17 (2o)-ternorcholadienyldiacetylamin) Das nach der Einwirkung einer Lösung aus
2,57 g Natrium in i9,5 ccm absolutem Alkohol auf 4,69 g 3-Acetoxyternorcholenylchloramin
. (5-Pregnen-3-ol-2o-chloramin-3-acetat) erhaltene Reaktionsgemisch wird zur Trockne
eingedampft und, in 68 ccm Essigsäureanhydrid gelöst, zum Sieden erhitzt; hierbei
werden der gebildete Essigester und die Essigsäure vollständig abdestilliert. Anschließend
wird i Stunde am Rückflußkühler zum Sieden erhitzt. Die weitere Aufarbeitung des
Reaktionsgemisches geschieht, wie vorstehend bereits beschrieben. Das -Rohprodukt
wird aus wenig Cyclohexan und dann aus Methanol umkristallisiert. Ausbeute 3,2 g;
Schmelzpunkt 179 bis i82° (auf der Koflerschen Heizbank).
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Zur Herstellung der vorstehend beschriebenen Diacetylverbindung kann
man auch 2,5 g 5, 17 (2o)-Pregnadien-3-ol-2o-acetylamin-3-acetat in einer Mischung
aus 25 ccm Essigsäureanhydrid, 25 ccm Isopropenylacetat und 1,25 g p-Toluolsulfonsäure
lösen und 3 Stunden unter Rückflußkühlung zum Sieden erhitzen. Dann wird das abgekühlte
Reaktionsgemisch
iri Eiswasser eingegossen, 3 Stunden gerührt und.
mit Äther extrahiert. Nach dem Waschen mit Bicarbonatlösung und Wasser wird die
Ätherlösung über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum zur Trockne eingedampft.
Das so erhaltene Rohprodukt wird an saurem Aluminiumoxyd chromatographisch gereinigt.
Die mit Benzol-Petroläther (i : 3) hergestellten Eluate ergeben 850 mg 5,
17 (2o)-Pregnadien-3-ol-2o-diacetylamin-3-acetat, das aus Methanol umkristallisiert
werden kann. Schmelzpunkt 151 bis i53° (auf der Koflerschen Heizbank).
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Der Schmelzpunkttmterschied der nach den beiden vorstehend beschriebenen
Verfahren erhaltenen Verbindungen beruht offenbar auf einer cis-trans-Isomerie.
5, 17 (2o)-Pregnadien-3-0l-2o-acetylamin (3-Oxy-5, i7 (2o)-ternorcholadienylacetylamin)
Zur Verseifung der 3ständigen Acetoxygruppe erhitzt man eine Lösung aus
280 mg 5, 17 (2o)-Pregnadien-3-01-2o-acetylamin-3-acetat in io ccm Methanol
mit einer Lösung aus 130 mg Kaliumcarbonat in 2,2 ,ccm Wasser 105 Minuten unter
Rückflußkühlung zum Sieden. Die abgekühlte Lösung wird in Wasser gegossen; die ausgefallenen
Flocken werden abgesaugt und getrocknet. Sie werden zur Reinigung aus viel Aceton
umkristallisiert. Ausbeute igo mg; Schmelzpunkt 24o bis 26o° (unter Zersetzung;
auf der Koflerschen Heizbank).
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Zur Verseifung der Diacetylverbindung erhitzt man eine Lösung aus
500 mg 5, 17 (2o)-Pregnadien-3-o1-2o-diacetylaniin-3-acetat in 18
ccm Methanol mit einer Lösung aus 400 mg Kaliumbicarbonat in 4,5 ccm Wasser go Minuten
unter Rückflußkühlung zum Sieden.. Die weitere Aufarbeitung geschieht wie vorstehend
beschrieben. Ausbeute 240 mg; Schmelzpunkt 25o bis 27o° (unter Zersetzung; auf der
Koflerschen Heizbank). 4, 17 (2o)-Pregnadien-3-on-2o-acetylamin (3-Keto-4, 17 (2o)-ternorcholadienylacetylamin)
Zur Oxydation der 3ständigen Hydroxylgruppe versetzt man 400 mg 5, 17 (2o)-Pregnadien-3-o1-20-acetylamin
in go ccm heißem Töluol mit 23 ccm Cyclohexanon und destilliert aus der Mischung
etwa i2 ccm ab. Nach dem Zugießen einer Lösung -aus 8oo mg Aluminiumisopropylat
in 5 ccm Toluol wird 130 Minuten unter Rückflußkühlung zum Sieden erhitzt. Nach
Zugabe von 0,3 ccm Eisessig in 3 ccm Toluol wird das Reaktionsgemisch 2 Stunden
der Wasserdampfdestillation unterworfen. Schließlich wird mit Äther extrahiert,
die Ätherschicht mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum
zur Trockne eingedampft. Das Rohprodukt wird in wenig Aceton gelöst und durch vorsichtige
Zugabe von Petroläther zum Kristallisieren gebracht. Ausbeute 300 mg; Schmelzpunkt
173 bis i8o° (auf der Koflerschen Heizbank;' cis=trans-Isomerengemisch) ; [a] D
=+ gg° ¢° (in Äthanol).
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i7,_2ö-Oxido-4-pregnen-3-on-2o-acetylamin . (i7, 2o-Oxido-3-keto-4-ternorcholenylacetylamin)
26o mg 4, 17 (2o)-Pregnadien-3-on-2o-acetylamin werden in 2o ccm Benzol und 6 ccm
Toluol gelöst, auf o° abgekühlt und mit 113 mg Benzopersäure, gelöst in -
o,8i ccm Benzol, versetzt. Nach ioo Minuten Stehen bei o° wird mit Äther verdünnt;
die Ätherlösung mit 5 °/oiger Natronlauge und Wasser gewaschen, über Natriumsulfat
getrocknet und im Vakuum bei höchstens 25° zur Trockne eingedampft. Das Rohprodukt
wird mit wenig Aceton verrieben, wobei Kristallisation eintritt. Ausbeute 124 mg;
Schmelzpunkt 146 bis 14g° (unter Zersetzung; Kupferblock). 17a-Oxyprogesteron Eine
Suspension aus ioo mg 17, 2o-Oxido-4-pregnen-3-on-2o-acetylamin in 12 ccm Methanol
wird mit 3 ccm 0,3 n-Natronlauge versetzt und in einer Stickstoffatmosphäre
i Stunde unter Rückflußküblung zum Sieden erhitzt, wobei bereits nach einigen Minuten
vollständige Lösung eintritt. Dann wird mit Essigsäure neutralisiert und der Alkohol
im Vakuum abgedampft. Die ausgeschiedenen Kristalle werden abgesaugt, mit Wasser
gewaschen und aus wenig Aceton umkristallisiert. Ausbeute 64 mg; Schmelzpunkt
205
bis 2o9° (Kupferblock; ünkorr.); Mischschmelzpunkt mit nach bekanntem
Verfahren hergestellten i7a-Oxyprogesteron 205 bis 2o9° im. Kupferblock (unkorr.).
Man kann auch eine Suspenion aus 270 mg 17, 20-Oxido - 4 - pregnen - 3 - an - 2o-
acetylamin in 34 ccm Methanol mit Z6,8 ccm 0,3n-Natronlauge versetzen und in einer
Stickstoffatmosphäre i Stunde unter Rückflußkühlung zum Sieden erhitzen. Die weitere
Aufarbeitung geschieht wie vorstehend beschrieben. Man erhält 212 mg i7a-Oxyprogesteron
vom Schmelzpunkt 205 bis 2o9° (Kupferblock; unkorr.).
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Das als Ausgangsverbindung angewendete 5-Pregnen-3-ol-2o-on-ketimin
kann in folgender Weise gewonnen werden: In einer Lösung aus o,9 g Natrium in 68
ccm absolutem Alkohol werden 1,65 g 3-Acetoxyternorcholenylchloramin (5-Pregnen-3-ol-2o-chloramin-3-acetat)
suspendiert und 4o Minuten unter Rückflußkühlung.zum Sieden erhitzt. In das abgekühlte
Reaktionsgemisch wird trockenes Chlorwasserstoffgas bis zur kongosauren Reaktion
eingeleitet und dann anschließend Natriumäthylatlösung bis zur alkalischen Reaktion
zugesetzt. Nach dem Einengen im Vakuum in einer Stickstoffatmosphäre wird der feste
Rückstand mit ioo ccm Benzol ausgekocht, die benzolische Lösung heiß abgenutscht
und im Vakuum unter Stickstoff abermals zur Trockne eingeengt. Ausbeute 1,1:6 9
5-Pregnen-3-01-2o-on-ketimin; Schmelzpunkt 178' (Kofler-Bank).
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Geht man nicht vom reinen 2o-Ketimin, sondern von 2o-Aminen aus, so
kann man das- 5,z7 (2o)-Pregnadien-3-ol-2o-acetylamin-3-acetat auch wie folgt ohne
Abtrennung 'des Ketimins herstellen: In eine Lösung aus 2,5.7 g Natrium in Z95 ccm
absolutem Alkohol werden 4,69 g 3-Acetoxyternorcholenylchloramin (5-Pregnen-3-01-2o-Chloramin-3-acetat)
eingetragen, das Reaktionsgemisch wird 40 Minuten unter Rückflußkühlung zum Sieden
erhitzt. Hierauf wird der überschüssige Alkohol im Vakuum abgedampft. Zum Rückstand
werden vorsichtig und unter Kühlung 68 ccm Essigsäureanhydrid gegeben. Nach dem
Abklingen der Reaktion wird die Reaktionslösung i Stunde unter Rückflußkühlung zum
Sieden erhitzt. Nach
dem Abkühlen wird vom auskristallisierten Natriumacetat
und Natriumchlorid scharf abgenutscht. Das Filtrat wird im Vakuum zur Trockne eingeengt.
Die Lösung des Filterrückstandes in 350 ccm Wasser wird in die Lösung des
vorstehend beschriebenen Verdampfungsrückstandes in 30 cem Alkohol eingerührt
und der ausgeflockte Niederschlag nach einigem Stehen abgenutscht, mit Wasser gewaschen
und im Vakuum bei 7o° getrocknet. Das gepulverte Rohprodukt wird aus heißem Cyclohexan
umkristallisiert. Ausbeute 2,8 g; Schmelzpunkt 15o bis i52°.
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Beispiel 2 443M9 5, i7(2o)-Pregnadien-3-ol-2o-acetylamin, welches
durch partielle Verseifung des vorstehend beschriebenen 5, 17(2o)-Pregnadien-3-ol-2o-acetylamÜn-3-acetats
mit Natriumbicarbonat und Kaliumcarbonat erhalten war, wurde in 340 ccm Aceton gelöst
und bei o°- mit einer Lösung aus 156 mg Benzopersäure in 2o ccm Benzol unter Rühren.
versetzt. Anschließend läßt man das Reaktionsgemisch sich langsam auf Zimmertemperatur
erwärmen. Nach etwa 2o Stunden ist die Benzopersäure verbraucht. Das mit 4oo ccm
Äther versetzte Reaktionsgemisch wird in 11 Wasser eingerührt, die organische Schicht
im Scheidetrichter abgetrennt und mit 0,3 n-Natronlauge und Wasser neutral
gewaschen. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat dampft man im Vakuum bei einer Badtemperatur
von höchstens 2o° zur Trockne ein.
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Der Rückstand, das rohe 17, 2o-Oxido-5-pregnen-3-ol-2o-acetylamin;
wird in 50 ccm Methanol in der Kälte gelöst. Nach dem Versetzen mit 25 ccm
0,3 n-Natronlauge erwärmt man das Reaktionsgemisch unter Stickstoff auf dem Dampfbad
i Stunde unter Rückflußkühlung zum Sieden. Nach dem Abkühlen wird mit 2 n-Essigsäure
neutralisiert und nach Stehenlassen über Nacht bei Zimmertemperatur vom auskristallisierten
i7a-Oxypregnenolon abfiltriert. Der Filterrückstand wird mit wenig Aceton und Äther
gewaschen. Die Ausbeute an Robprodukt beträgt 211 mg (Schmelzpunkt 24o bis 27o°).
Nach zweimaligem Umkristallisieren aus Eisessig werden no mg reines i7a-Oxypregnenolon
vom Schmelzpunkt 272 bis 274° (Kofler-Heizbank) erhalten. Das Produkt ist mit nach
bekanntem Verfahren hergestellten 5-Pregnen-3,-i7-diol-2o-on identisch, wie durch
Mischschmelzpunkt und Infrarotspektrum bewiesen werden konnte.