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Verfahren zur Herstellung von Pregnan- und Allopregnan-3 a-o.1-11,
20-dion bzw. von Allopregnan-3ß,11 a diol-20-on Gegenstand der Erfindung ist ein
Verfahren zur Herstellung von Pregnan- und Allopregnan-3a-olii, 2o-dion bzw.. von
Allopregnan-3ß, iia-diol-2o-on durch biochemische Reduktion von Pregnan- oder Allopregnan-3,
ii, 2o-trion bzw. von Allopregnaniia-ol-3, 2o-dion mit gärender Hefe.
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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Verbindungen
stellen wichtige Zwischenprodukte für die Synthese der Nebennierenrindenhormone
dar. Es ist bereits bekannt, Carbonylgruppen von Steroiden durch gärende Hefe zu
reduzieren, und zwar wurde diese Methode bei den männlichen Sexualhormonen sowie
den oestrogenen Hormonen bisher mit gutem Erfolg angewandt. Dagegen ist eine derartige
Reduktion an Pregnanen und Allopregnanen, z. B. von der Art des Progesterons, des
Desoxycorticosterons oder des Cortisons, noch nicht bzw. am Pregnan-3, 2o-dion und
dem Allopregnan-3, 2o-dion bisher ohne Erfolg durchgeführt worden.
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Es wurde nun gefunden, daß in gewissen, in iia-Stellung durch eine
Hydroxylgruppe bzw. in ii-Stellung durch eine Ketogruppe substituierten Pregnandionen
oder Allopregnandionen die 3ständige Ketogruppe überraschenderweise eine erhöhte
Reaktionsfähigkeit besitzt. Derartige Verbindungen der Pregnanreihe werden durch
gärende Hefe zu den entsprechenden 3-Oxypregnanen reduziert.
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Es wurde weiter gefunden, daß bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens nur eine der zwei möglichen stereoisomeren 3-Oxyverbindungen gebildet
wird, die durch die Einführung eines neuen Asymmetriezentrums in das Molekül am
Kohlenstoffatom
3 zu erwarten sind. Die auf chemischem Wege durchgeführte
Reduktion liefert dagegen Gemische.
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Ferner wurde gefunden, daß das Pregnan- oder Allopregnan-3, ii, 2o-trion
durch gärende Hefe selektiv zu den entsprechenden 3 a-Oxyverbindungen, das Allopregnan-Iia-01-3,2o-dion
dagegen zu der entsprechenden 3ß-Oxyverbindung reduziert wird. Im Gegensatz zum
Pregnan- oder Allopregnan-3, 11, 2o-trion bzw. Allopregnan-ii a-ol-3, 2o-dion werden
z. B. das Pregnan-17a-ol-3, 2o-dion, das Pregnan-2i-ol-3, 2o-dion-acetat oder das
Allopregnan-2i-ol-3, 2o-dion-acetat, also Pregnandione mit einer 17-oder eiständigen
Hydroxylgruppe, aber einem fehlenden eiständigen sauerstoffhaltigen Substituenten,
nach demerfindungsgemäßenVerfahrennichtreduziert.
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Ebenso sind in 4 (5)-Stellung ungesättigte ii-Keto-oder ii-Oxypregnan-3-ketone,
wie das iia-Oxyprogesteron und das ii-Ketoprogesteron, sowie ii-Keto- oder ii-Oxypregnan-3-ketone
mit einer 17ständigen Dioxyacetonseitenkette, wie .das Allopregnan-17a, 2i-diol-3,
ii, 2o-trion-2i-acetat und das Allopregnan-iiß, 17a, 2i-triol-3, 2o-dion-2i-acetat,
und schließlich auch ii-Acyloxypregnan-3-ketone, wie das Pregnan-iia-01-3, 2o-dion-acetat
und das Allopregnan-iia-ol-3, 2o-dion-acetat, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
nicht reduzierbar.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt man die zu
reduzierende Verbindung, welche zur besseren Verteilung vorzugsweise in einem organischen,
mit Wasser mischbaren Lösungsmittel gelöst ist, zu einer Hefesuspension in einer
wäßrigen Zuckerlösung und führt nach an sich bekannten Methoden die Gärung, die
Filtration und die Extraktion durch. Im Vergleich zu den für die 3ständige Steroidketogruppe
bekanntgewordenen chemischen Reduktionsverfahren, die z. B. mit Wasserstoff in Gegenwart
von Nickel- oder Platinkatalysatoren, mit NaBH4 oder LiAIH4 durchgeführt werden,
erhält man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das entsprechende 3-Oxysteroid in
höherer Ausbeute und Reinheit.
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DienachstehendenBeispieleerläuterndas erfindungsgemäße Verfahren Beispiel
i Pregnan-3a-ol-ii, 2o-dion aus Pregnan-3, ix, 2o-trion
In eine sterilisierte Lösung aus 40 g Rohrzucker und 300 ccm Leitungswasser
rührt man 2o g Preßhefe ein und gießt diese Mischung in einen mit einem Blasenzähler
versehenen, 21 fassenden Erlenmeyerkolben. Man läßt in einem Thermostat bei 27°
eine Stunde stehen, setzt dann eine Lösung aus 0,5 g Pregnan-3, 11, 2o-trion
vom F. = i5o bis z55° in 5 ccm Äthanol zu und läßt bei 27° 48 Stunden gären.
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Hierauf setzt man weitere 2o g Hefe in einer Lösung aus 40 g Zucker.in
300 ccm Wasser zu. Diese Behandlung wird nach 48 Stunden ein drittel Mal
wiederholt.
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Nach insgesamt mo bis 140 Stunden filtriert man und extrahiert das
Filtrat mehrmals mit Äther. Der Ätherextrakt wird mit verdünnter Säure- und Alkalilösung
und mit Wasser ausgewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und dann der Äther abdestilliert.
Es blieben als Rückstand 0,55 g ölige Masse. Der Rückstand wurde in Benzol
gelöst und über 15 g Aluminiumoxyd chromatographiert.
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Die mit Äther -Benzol (i : i) und Äther ausgewaschenen Fraktionen
lieferten 300 mg Pregnan-3 a-olii, 2o-dion, F. = i6o bis i65°. Der Schmelzpunkt
stieg durch Umkristallisieren auf 169 bis - 171° an; der Mischschmelzpunkt mit einer
Probe des Naturprodukts ergibt keine Schmelzpunktserniedrigung. Das Produkt konnte
auch ohne chromatographische Reinigung durch Umkristallisieren aus Äther gewonnen
werden.
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Das auf übliche Weise hergestellte Acetat schmilzt bei i32 bis i34°
und ergibt mit einer Probe des aus Naturprodukten hergeUellten Pregnan-3a-olii,
2o-dion-3-acetats keine Schmelzpunktserniedrigung.
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Beispiel e Allopregnan-3ß, iia-diol-2o-on aus Allopregnan-II a-01-3,
2o-dion
Man setzt, wie im Beispiel i beschrieben, der Hefesuspension
0,5 g Allopregnan-iia-01-3,
2o-dion, F. = igo bis 1950, die in 25 ccm Äthanol gelöst wurden, zu. Nach 130 Stunden
wird von der Hefe abfiltriert und das Filtrat mit Äther extrahiert. Der Ätherextrakt
wird mit Säure, Alkali und Wasser gewaschen, getrocknet und der Äther abdestilliert.
Man erhält als Rückstand
350 mg Allopregnan-3ß, iia-diol-2o-on, F. =
178 bis 18o°. Durch Umkristallisieren aus Äther-Aceton steigt der Schmelzpunkt
auf 179 bis 181°. 0. Mancera und Mitarbeiter (Journal of Organic Chemistry, Bd.
17, 1952, S. i066) geben für diese Verbindung einen Schmelzpunkt von 177 bis 179°
an. Eine Probe wurde mit Essigsäureanhydrid und Pyridin acetyliert. Durch Umkristallisieren
aus Äther wird das Diacetat, F. = 165 bis 168°, gewonnen
| (vgl. C. Djerassi und Mitarbeiter, Journal Amer. |
| Chem. Soc., Bd. 74, =952, S. 3634). |
| Beispiel 3 |
| Allopregnan-3a-ol-ii, 2o-dion aus Allopregnan- |
| 3, m, 2o-trion |
| Man setzt, wie im Beispiel i beschrieben, der Hefe |
| 0,5g Allopregnan-3, ii, 2o-trion, F. = 2o8 bis 2i3°, |
| die in 3o ccm Äthanol gelöst wurden, zu. Nachdem |
| das Filtrat auf übliche Weise extrahiert wurde, erhält |
| man Zoo mg einer Substanz mit einem F. = 16o bis |
| x65° [a]D = -I- 93° T- 4° (in CHC13). Der Schmelz- |
| punkt erfährt durch Umkristallisieren keine Änderung. |
| Der Mischschmelzpunkt mit Allopregnan-3ß-ol- |
| ii, 2o-dion, F. = i83 bis i85°, ergibt eine Schmelz- |
| punktserniedrigung. Durch Acetylierung erhält man |
| auf übliche Weise ein Monoacetat mit einem Schmelz- |
| punkt von 14o bis i45°. Durch Extraktion der Hefe |
| mit Aceton werden ioo mg des als Ausgangsprodukt |
| verwendeten Allopregnan-3, ii, 2o-trions, F. = Zoo |
| bis 2io°, zurückgewonnen. |