DE955059C

DE955059C - Process for the preparation of 4-pregnen-14ª ‡, 21-diol-3, 20-dione (14ª ‡ -oxy-11-deoxycorticosterone)

Info

Publication number: DE955059C
Application number: DEU2027A
Authority: DE
Inventors: Hickory Corners; Herbert Charles Murray; Durey Harold Peterson
Original assignee: Upjohn Co
Current assignee: Pharmacia and Upjohn Co
Priority date: 1952-02-23
Filing date: 1953-02-06
Publication date: 1956-12-27

Description

Verfahren zur Herstellung von 4-Pregnen-14 a, 21-diol-3, 20-dion (14 a-Oxy-11-desoxycorticosteron) Zusatz zum Patent 936 207 Aus dem deutschen Patent 936-207 ist ein Verfahren zur Einführung von Sauerstoff in ein Steroidmolekül bekanntgeworden, das im wesentlichen darin besteht, daB Steroide der Einwirkung eines oxydierend wirkenden Stammes einer Pilzart der Ordnung Mucorales oder von aus derartigen Pilzen erhältlichen oxydierend wirkenden Enzymen unterworfen werden und anschließend in bekannter Weise, z. B. durch Extraktion, abgetrennt werden können. Vorzugsweise wird dabei ein i i-Desoxysteroid durch die Einwirkung eines solchen Pilzes der Ordnung Mucorales oder durch. daraus erhältliche, oxydierend wirkende Enzyme in ein. in i i-Stellung oxydiertes Steroid umgewandelt: Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von i4 a-Oxy-i i-desoxycorticosteron durch Behandlung von ii-Desoxycorticosteron oder von einem 2i-Acylat, z. B. dem 2i-Acetat, dieser Verbindung (vgl. Steiger und Mitarbeiter, Helv. Chim. Acta., Bd. 2o, 1937, S. 116¢) mit einer Pilzkultur der Gattung Mucor aus der Familie der Mucoraceen der Ordnung Mucorales, insbesondere mit dem Pilz Mucor griseo cyanus, oder daraus herstellbaren, oxydierend wirkenden Enzymen.Process for the preparation of 4-pregnen-14 a, 21-diol-3, 20-dione (14 a-Oxy-11-deoxycorticosteron) Addition to patent 936 207 From the German patent 936-207 a method for introducing oxygen into a steroid molecule has become known, which essentially consists in the fact that steroids are exposed to an oxidizing agent acting strain of a species of fungus of the order Mucorales or of such fungi available oxidizing enzymes are subjected and then in known way, e.g. B. can be separated by extraction. Preferably becomes an i-deoxysteroid through the action of such a fungus of the order Mucorales or by. oxidizing enzymes obtainable therefrom in one. in i i-position oxidized steroid converted: The present invention relates to on a process for the preparation of i4 a-oxy-i i-deoxycorticosterone by treatment of ii-deoxycorticosterone or of a 2i-acylate, e.g. B. the 2i-acetate, this connection (cf. Steiger and coworkers, Helv. Chim. Acta., Vol. 2o, 1937, S. 116 ¢) with a mushroom culture of the genus Mucor from the family of the Mucoraceae of Order Mucorales, in particular with the mushroom Mucor griseo cyanus, or which can be produced from it, oxidizing enzymes.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare neue Verbindung wird durch nachstehende Formel wiedergegeben: Sie ist selbst pharmakologisch wirksam und findet bei der Herstellung von herzwirksamen Hormonen Verwendung. Sie besitzt außerdem lyophobe und einen größeren Anteil lyophiler Gruppen und ist infolgedessen ,ein wertvolles Mittel zur Veränderung der Oberflächenspannung, das als Emulgator, Emulsionsbrecher, Suspensionsmittel und Emulsionsstabilisator von Nutzen ist. Die Verbindung kann zur Herstellung von Absorptionsgrundlagen mit verbesserten Wasserabsorptions- und Weichmachereigenschaften verwendet werden., die allein oder als Träger für bekannte Medikamente in der Pharmazie und Kosmetik von Nutzen sind. Ein als Absorptionsgrundlage brauchbares Präparat kann hergestellt werden, indem man ein Gemisch aus 85 % farblosem Petroleum, io0/0 Stearylalkohol und 5-°% oxydiertem Steroid, z. B. 14 a-Oxy-i i-desoxycorticosteron, zusammenschmilzt und das Gemisch unter Rühren abkühlt, bis es erstarrt. Die entstehende Absorptionsgrundlage kann hei Raumtemperatur leicht mit wäßrigem Material zerrieben oder bei erhöhter Temperatur, unter Bildung einer glatten und beständigen Wasser-in-Öl-Em@ulsion, emulgiert werden.The new compound which can be prepared by the process according to the invention is represented by the following formula: It is itself pharmacologically active and is used in the production of hormones that act on the heart. It also has lyophobic and a greater proportion of lyophilic groups and, as a result, is a valuable means of changing surface tension, which is useful as an emulsifier, emulsion breaker, suspending agent and emulsion stabilizer. The compound can be used to prepare absorbent bases with improved water absorption and emollient properties, which are useful alone or as carriers for known medicaments in pharmacy and cosmetics. A preparation useful as an absorption base can be made by adding a mixture of 85% colorless petroleum, 10/0 stearyl alcohol and 5% oxidized steroid, e.g. B. 14 a-Oxy-i-deoxycorticosterone, melts together and the mixture cools with stirring until it solidifies. The resulting absorption base can easily be ground with aqueous material at room temperature or emulsified at elevated temperature to form a smooth and stable water-in-oil emulsion.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Verbindung kann ferner in das bekannte 5-Androsten-3 ß, i4 a-diol-i7-on-3-acetat (Andre und Mitarbeiter, Abstracts Am. Chem. Soe. Meeting, Buffalo, 38K [1952]) umgewandelt werden, indem man i4 a-Oxy-i i-desoxycorticosteron mit Chromsäure in Essigsäure zu 14 a-Oxy-4-androsten-3, 17-dion oxydiert und letzteres mit Nätriumborhydrid zu 5-Androsten-3 fl, 14 a-diö1-17-on reduziert. Das entstehende 5-Androsten-3 ,B, 14 a-diol-17-on kann mit Essigsäureanhydrid in Pyridin leicht in 5-Androsten-3 ß, i4 a-,diol-17-on-3-acetat übergeführt werden.The compound which can be produced by the process according to the invention can also in the well-known 5-androstene-3 ß, i4 a-diol-i7-one-3-acetate (Andre and coworkers, Abstracts Am. Chem. Soe. Meeting, Buffalo, 38K [1952]) can be converted by one i4 a-Oxy-i i-deoxycorticosterone with chromic acid in acetic acid to 14 a-Oxy-4-androstene-3, 17-dione oxidizes and the latter with sodium borohydride to 5-androstene-3 fl, 14 a-diö1-17-one reduced. The resulting 5-androsten-3, B, 14 a-diol-17-one can with acetic anhydride in pyridine can easily be converted into 5-androstene-3β, 14α-, diol-17-one-3-acetate.

Das folgende Beispiel erläutert das erfindungsgemäße Verfahren. Beispiel 14 a-Oxy-i i-desoxycorticosteron Aus 2o g .enzymatischem Lactalbuminextrakt, bekannt unter der Handelsbezeichnung »Edamin«, 3 g Maiswasser und 5o g technisch reiner Dextrose, die man mit Leitungswasser auf i 1 verdünnt, wurde ein Nährboden hergestellt und auf einen pH-Wert von 4,3 bis 4,5 gebracht. 41 dieses sterilisierten Nährbodens wurden mit Mucor griseo cyanus geimpft und 24 Stunden bei einer Temperatur von 28° bei einer solchen Belüftungs- und Rührgeschwindigkeit bebrütet, daß gemäß dem Verfährenvon Cooper, Fernstrom und Miller (Ind. Eng. Chem., Bd. 36, 1944, S 5o4) die Sauer-' stoffaufnahme je Stunde und Liter 6,3 bis 7 Millimol Nag S 03 betrug. In diesem eine 24 Stunden alte Kultur von Mucor griseo cyanus enthaltenden Nährboden wurden 1,13 g i i-Desoxycorticosteron-2i-acetat (entspricht i g- ii-Desoxycorticosteron) in ioo ccm Aceton suspendiert. Nach weiterer 24stündiger Bebrütung unter gleichen Temperatur-und Belüftungsbedingungen wurden die Brühe und das Mycel extrahiert. Das Mycel wurde abfiltriert, zweimal mit je einem dem Volumen des Mycels annähernd gleichen Volumen Aceton gewaschen und zweimal mit je einem dem Volumen des Mycels annähernd gleichen Volumen Methylenchlorid extrahiert. Die Aceton- und Methylen-chloridextrakte einschließlich- Lösungsmittel wurden dem Brühenfiltrat zugesetzt. Das Gemisch aus den Extrakten und dem Filtrat wurde nacheinander zweimal mit je 1/2 Volumen Methylenchlorid und dann zweimal mit je 1/4 Volumen Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten Methylenchloridextrakte wurden zweimal mit j e 1/1o Volumen einer 21/eigen wäßrigen Natriumbicarbonatlösung und anschließend zweimal mit je 1/1o Volumen. Wasser gewaschen. Nach Trocknen der Methylenchloridextrakte mit etwa 3 bis 5 g wasserfreiem Natriumsulfat je Liter des Lösungsmittels und Filtrieren wurde das Lösungsmittel durch Destillation entfernt "und eine Ausbeute von 2,5 g öligen Kristallen erhalten. Der vom Lösungsmittel freie Extrakt wurde eingehend mit einer Mischung aus Hexanen und Petroläther, bekannt unter der Handels= Bezeichnung Skellysolve-B-Petroläther, und anschließend mit Äther verrieben, wobei o,64 g braune Kristalle zurückblieben, die in 12 ccm heißem Methanol aufgelöst wurden. Durch Filtrieren des Gemisches und Abkühlen des Filtrats auf etwa io° wurden o,2989 g weiße Kristalle mit einem Schmelzpunkt von 175 bis i76° hergestellt. Die Verbindung besaß ein charakteristisches Infrarotspektrum in Chloroform, das von dem des Corticosteron.s oder dem des durch biologische Umwandlung durch Rhizopus arrhizus entstandenen i i-Desoxycorticosterons, abwich. Das Molekül wies eine mit ein-er Ketogruppe konjugierte Doppelbindung, die Ketalseitenkette und eine zusätzliche Hydroxylgruppe auf. Das Infrarotspektrum in Nujol (hochgereinigtes Paraffinöl) zeigt eine zweite zusätzliche Hydroxylgruppe, womit die Möglichkeit angedeutet wurde, daß ein I4 a-Oxy-i i-desoxycorticosteron-Methanolkomplex entsprechend folgender Kohlenstoff-Wasserstoff-Analyse hergestellt wurde: Analyse für C21 H30 04: berechnet C 72,8o, H 8,73; gefunden (bei 5o° getrocknet) . . C 70,37, 118,70; gefunden (bei ioo° getrocknet) . . C 71,14, H 8,62.The following example explains the method according to the invention. Example 14 a-Oxy-i i-desoxycorticosterone A culture medium was prepared from 20 g of enzymatic lactalbumin extract, known under the trade name "Edamin", 3 g of corn water and 50 g of technically pure dextrose, which were diluted to 1 with tap water brought a pH of 4.3 to 4.5. 41 of this sterilized culture medium were inoculated with Mucor griseo cyanus and incubated for 24 hours at a temperature of 28 ° at such a ventilation and stirring speed that according to the method of Cooper, Fernstrom and Miller (Ind. Eng. Chem., Vol. 36, 1944 , S 504) the oxygen uptake per hour and liter was 6.3 to 7 millimoles Nag S 03. In this nutrient medium containing a 24-hour old culture of Mucor griseo cyanus, 1.13 gi of i-deoxycorticosterone-2i-acetate (corresponds to i g-ii-deoxycorticosterone) were suspended in 100 cc of acetone. After incubation for a further 24 hours under the same temperature and ventilation conditions, the broth and the mycelium were extracted. The mycelium was filtered off, washed twice with a volume of acetone each time approximately equal to the volume of the mycelium and extracted twice with a volume of methylene chloride each time approximately equal to the volume of the mycelium. The acetone and methylene chloride extracts including solvents were added to the broth filtrate. The mixture of the extracts and the filtrate was successively extracted twice with 1/2 volume of methylene chloride each time and then twice with 1/4 volume of methylene chloride each time. The combined methylene chloride extracts were added twice with 1/10 volume each of a 21% aqueous sodium bicarbonate solution and then twice with 1/10 volume each time. Water washed. After drying the methylene chloride extracts with about 3 to 5 g of anhydrous sodium sulfate per liter of the solvent and filtering, the solvent was removed by distillation and a yield of 2.5 g of oily crystals was obtained. The extract free from the solvent was thoroughly treated with a mixture of hexanes and Petroleum ether, known under the trade name Skellysolve B petroleum ether, and then triturated with ether, leaving 0.64 g of brown crystals which were dissolved in 12 cc of hot methanol 0.2989 g of white crystals were produced with a melting point of 175 ° to 176 ° C. The compound had a characteristic infrared spectrum in chloroform which differed from that of corticosterone or that of i-deoxycorticosterone produced by biological conversion by Rhizopus arrhizus. The molecule had a double bond conjugated to a keto group, the ketal side k ette and an additional hydroxyl group. The infrared spectrum in Nujol (highly purified paraffin oil) shows a second additional hydroxyl group, which indicated the possibility that a 14α-oxy-i-deoxycorticosterone-methanol complex was produced according to the following carbon-hydrogen analysis: Analysis for C21 H30 04: calculated C 72.8o, H 8.73; found (dried at 50 °). . C 70.37, 118.70; found (dried at 100 °). . C 71.14, H 8.62.

Durch Umkristallisieren des Methanolkomplexes aus Aceton wurden Kristalle mit gleichem Schmelzpunkt und Infrarofspektrum in Chloroform hergestellt, jedoch wich das Infrarotspektrum in Nujol (hochgereinigtes Paraffinöl) nun nicht mehr von dem der Chloroformlösung ab. Das so erhaltene 14 a-Oxy-i i-desoxycorticosteron schmolz bei 175 bis 176°.Crystals were obtained by recrystallizing the methanol complex from acetone Manufactured in chloroform with the same melting point and infrared spectrum, however The infrared spectrum in Nujol (highly purified paraffin oil) no longer deviated from it that of the chloroform solution. The 14 α-oxy-i-deoxycorticosterone thus obtained melted at 175 to 176 °.

Analyse für C21 H3004: berechnet C 72,8o, H 8,73; gefunden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C 72, 16, H 8,6o. Im wesentlichen nach dem gleichen wie im vorstehenden Beispiel beschriebenen Verfahren wurde 14 a-Oxy-i i-desoxycorticosteron unter Verwendung ausschließlich von Aceton zur Umkristallisation des Produktes an Stelle von Methanol hergestellt. Das Produkt 14 a-Oxy-i i-desoxycorticosteron hatte einen Schmelzpunkt von 167 bis 17o;5° und ein optisches Drehvermögen = -I- I90° (0,334z in Chloroform) und ergab folgende Analysenwerte für C21 H30 O4: berechnet ............ C 72,83, H 8,73; gefunden . . . . . . . . . . . . . C 72,83; H 8,48.Analysis for C21 H3004: Calculated C 72.8o, H 8.73; found . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C 72, 1 6, H 8,6o. By essentially the same procedure as described in the previous example, 14α-oxy-i-deoxycorticosterone was prepared using only acetone to recrystallize the product in place of methanol. The product 14 a-Oxy-i i-deoxycorticosterone had a melting point of 167 to 17o; 5 ° and an optical rotatory power = -I- 190 ° (0.334z in chloroform) and gave the following analysis values for C21 H30 O4: calculated ............ C 72.83, H 8.73; found . . . . . . . . . . . . . C 72.83; H 8.48.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the preparation of 4-pregneri. 14a, 2i-diol-3, 2o-dione (14 a-Oxy-ii-deoxycorticosterone) by oxidation of steroids with a. oxidizing strain of a species of fungus of the order Mucorales or with from such Fungi obtainable oxidizing enzymes and optionally separation of the obtained oxidized steroids in a known manner, in particular by extraction, according to patent 936 207, characterized in that 4-pregnen-2I-o1-3, 2o-dione (ii-deoxycorticosterone) or its 2i-ester with a culture of a fungus of Mucor genus is oxidized.

2. The method according to claim i, characterized in that man Mucor griseo cyänus as an oxidizing waving mushroom and i-deoxycorticosterone-2i-acetate used as a starting compound.