DK145759B - Fremgangsmaade til fremstilling af 15beta,16beta-methylen-oestren-3,17-dionderivater - Google Patents

Description

(19) DANMARK ri . ) t \p.a/

® («i FREMLÆGGELSESSKRIFT (n> 145759 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 4921/77 (51) lnt.CI.3 C 07 J 1/00 (22) Indleveringsdag 4. nov. 1977 C 07 J 21/00 (24) Løbedag 11. nov. 1975 C 12 P 33/12 (41) Aim. tilgængelig 4. nov. 1977 (44) Fremlagt 21 . féb. 1983 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. 5060/75

(30) Prioritet 23. nov. 1974, 2456068, DE

(71) Ansøger SCHERING AKTIENGESELLSCHAFT, Berlin und Bergkaraen, 1 Ber= lin 65, DE.

(72) Opfinder Karl Petzoldt, DE: Rudolf Wiechert, DE.

(74) Fuldmægtig Firmaet Chas. Hude.

(54) Fremgangsmåde til fremstilling af 15beta, 16beta-methylen-østren-5,17-di= onderivater.

Opfindelsen angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af 153,163-methylen-østren-3,17-dionderivater med den almene formel I

O

rtV

]^CH2 (I) /

CQ

f ! > X^'Ss·' 'Δ' '' Γ) ^ hvori X betegner en oxogruppe, en alkylendioxygruppe inde holdende 2-6 carbonatomer eller en o-phenylendioxygruppe, ^ Δ et med de nabostillede carbonatomer ved hjælp af en dob beltbinding og to enkeltbindinger forbundet C^-carbonatom, og R betegner en methylgruppe eller en ethylgruppe, som er 145759 2

ejendommelig ved, at man fermenterer et steroid med den almene formel II

.....

hvori R har ovennævnte betydning, med en svampekultur af 5 slægten Penicillium raistrickii (ATCC 10490), i vilkårlig rækkefølge ketaliserer de dannede 15a-hydroxysteroider med den almene formel III

......

hvori R har ovennævnte betydning, med en alkandiol inde-10 holdende 2-6 carbonatomer eller med o-diphenol i nærværelse af sure katalysatorer og acylerer med et alkyl- eller arylsulfonsyrechlorid i nærværelse af baser, og overfører de opnåede forbindelser med den almene formel IV

(IV),

Γ I I V

15 hvori Δ og R har ovennævnte betydning, X betegner en alky~ 3 145759 lendioxygruppe indeholdende 2-6 carbonatomer eller en o-phenylendioxygruppe, og Y betegner en alkylsulfonylgruppe eller en arylsulfonylgruppe, til 15|3,16|3-methylensteroiderne med den almene formel I ved omsætning med dimethylsul= 5 foxoniummethylid, og eventuelt hydrolyserer de opnåede ke= taler på i og for sig kendt måde.

Østren-3,17-dionderivaterne med den almene formel I er som bekendt farmakologisk virksomme stoffer og/eller værdifulde mellemprodukter til fremstilling af farmakologisk 10 virksomme steroider, som ved de hidtil kendte fremgangsmåder kun kunne fremstilles ved hjælp af meget omstændelige fler-trinssynteser (tyske offentliggørelsesskrifter nr. 15 93 500, 15 93 501 og 16 43 050 samt J. Fried og J.A. Edwards: Organic Reaction in Steroid Chemistrys van Nostrand, Reinhold Comp., 15 New York et al., 1972, bd. 1, side 301 ff).

I forhold hertil har fremgangsmåden ifølge opfindelsen det fortrin, at østren-3,17-dionderivaterne med den almene formel I kan fremstilles på enkel måde og i højere udbytter, end dette er muligt ved hjælp af de kendte fremgangsmåder.

20 I det første trin i fremgangsmåden ifølge opfindelsen fermenteres et steroid med den almene formel II med en svampekultur af slægten Penicillium raistrickii (ATCC 10490).

Fra USA patentskrift nr. 3,243.355 kendes en fremgangsmåde til 15a-hydroxylering af 19-norandrost-4-en-3,17-dion med 25 Fusarium roseum, og ifølge patentskriftets eksempler er det ved hydroxyleringen muligt at opnå 15a-hydroxy-19-nor= androst-4-en-3,17-dion i et udbytte fra 29-49% under samtidig dannelse af en ikke ubetydelig mængde 6|3-hydroxy= forbindelse. Fusarium roseum kan tilsvarende anvendes til 30 15α-hydroxylering af de ovenfor nævnte forbindelser med den almene formel II, men det har ifølge opfindelsen vist sig, at mikroorganismen Penicillium raistickii (ATCC 10490) 145759 4 muliggør opnåelse af udbytter, der er betydeligt højere end de udbytter, der kan opnås med Fusarium roseum (ATCC 14717).

Under de nævnte betingelser kan steroiderne med den almene 5 formel II give overraskende høje udbytter ved hydroxylering til 15a-hydroxysteroiderne med den almene formel III.

Dette gunstige resultat kunne ikke forudses, da penicillier og fusarier som bekendt ikke kun har evnen til at hydroxy= lere steroiderne i 15a-stillingen, men derudover også er 10 i stand til eksempelvis at hydroxylere steroider i 6β-eller lla-stillingen samt i stand til at reducere keto= steroider til de tilsvarende hydroxysteroider.

I det andet og tredje trin i fremgangsmåden ifølge opfindelsen ketaliseres 15a-hydroxysteroiderne med den almene 15 formel III i vilkårlig rækkefølge med en alkandiol eller o-diphenol og acyleres med et sulfonsyrechlorid.

Den selektive ketalisering gennemføres under de betingelser, som man sædvanligvis anvender til ketalisering af 3-keto- 4 Δ -steroider. Således kan man eksempelvis omsætte steroider= 20 ne med alkandiolen (f.eks. glycol, 1,3-propandiol, 2,3-butandiol eller 2,2-dimethylpropandiol) eller med o-di= phenolen i et indifferent opløsningsmiddel (f.eks. ben= zen, chloroform, methylenchlorid, tetrachlorethan, diethyl= ether eller tetrahydrofuran) med en sur katalysator (f.eks.

25 hydrogenchlorid, svovlsyre, perchlorsyre, trifluoreddike= syre eller p-toluensulfonsyre). Til opnåelse af høje udbytter af ketaliseringsproduktet sætter man til reaktionsblandingen hensigtsmæssigt yderligere et vandbindende middel (f.eks. calciumsulfat, magnesiumsulfat, molekular= 30 sigter eller myresyretrialkylestere).

Ved denne ketalisering er det principielt muligt, at også 5 145759 17-ketogruppen medketaliseres under kraftige reaktionsbetingelser og ved lang reaktionsvarighed. For at undgå dette, er det hensigtsmæssigt at fastslå den optimale reaktionstid på sædvanlig måde ved et forudgående forsøg.

5 Ved ketaliseringsreaktionen forskydes den i steroidet tilstedeværende Δ^-dobbeltbinding til Δ'’^ -eller til - stillingen. Denne dobbeltbindingsforskydning er imidlertid uden betydning for gennemførligheden af fremgangsmåden i-følge opfindelsen, da man ved en efterfølgende ketalspalt-10 ning (som altid er nødvendig til fremstilling af farmakologisk virksomme steroider) atter opnår steroider med en 4 3-keto-å -struktur.

Acyleringen af 15a-hydroxygruppen med alkylsulfonsyre= chlorider eller arylsulfonsyrechlorider sker ved hjælp af 15 de hertil kendte arbejdsmetoder. Således kan man omsætte 15a-hydroxysteroiderne med eksempelvis sulfonsyrechlorider (f.eks. benzensulfonsyrechlorid, p-toluensulfonsyrechlorid eller især methansulfonsyrechlorid) i nærværelse af tertiære aminer (såsom pyridin, lutidin, collidin eller 4-20 dimethylaminopyridin) .

De således opnåede forbindelser med den almene formel IV kan ved omsætning med dimethylsulfoniummethylid overføres til 153,163-methylensteroiderne med den almene formel I.

Denne reaktion kan eksempelvis gennemføres på den måde, at 25 man omsætter et trimethylsulfoniumhalogenid med en ækvivalent mængde natriumhydrid i dimethylsulfoxid og lader forbindelsen med den almene formel I indvirke på den således opnåede dimethylsulfoxoniummethylidopløsning.

Hidtil har det ikke været kendt under de nævnte betingelser 30 at overføre sulfonsyreestere af β-hydroxyketoner til cyklo= propanderivater.

6 U57S9

Om ønsket kan de opnåede ketaler på i og for sig kendt måde hydrolyseres ved behandling med vandige syrer. På den anden side er det imidlertid også muligt at anvende selve ketalerne som mellemprodukter til fremstilling af far-5 makologisk virksomme steroider, således som dette med syn tesen af 173-hydroxy-18-methyl-l7a-ethyny 1-15(3,16f3-methylen- 4-østren-3-on som eksempel nærmere fremgår af det efterfølgende anvendelsesseksempel.

De efterfølgende eksempler tjener til belysning af opfind-10 elsen.

a) En 2 liter Erlenmeyerkolbe, der indeholder 500 ml af en i 30 minutter ved 120°C i autoklav steriliseret næringsopløsning bestående af 3,0% glucose, 1,0% majsstøbevæske, 0,2% NaN03, 0,1% KH2P04, 0,2% K2HP04, 0,05% MgS04, 0,002% 15 FeSC>4 og 0,05% KCl, podes med en lyofil kultur af Penicil-lium raistrickii (ATCC 10490) og rystes i 72 timer ved 30°C på en rotationsryster. Med 25b ml af denne forkultur podes derpå en 20 liter glasfermenteringsbeholder, som er fyldt med 15 ml af et ved 121°C og 1,1 ato steriliseret 20 medium af samme sammensætning. Under tilsætning af "silicon SH" som antiskummemiddel bliver der ved 29°C under luftning (10 liter pr. minut), et tryk på 0,7 ato og omrøring (220 omdrejninger/minut) udviklet kim i 24 timer.

1,8 liter af kulturvæsken overføres under sterile betingel-25 ser til 26 liter af et som ovenfor anført steriliseret næringsmedium af samme sammensætning som dyrkningsmediet og dyrkes under samme betingelser som forfermenteringskulturen. Efter 12 timer tilsættes 2 liter af en steriliseret, i nærværelse af vandig "Tween 80" finitialet suspension af 120 g 30. nat.-18-methyl-4-østren-3,17-dion i destilleret vand, og kimdannelsen fortsættes.

7 145759

Forløbet af omdannelsen følges ved hjalp af tyndtlags-kromatografisk analyse af methylisobutylketonekstrakter af fermenteringsprøver. Efter ca. 70 timers kontakttid er omdannelsen fuldstændig. Derefter frafiltreres svampe= 5 mycelet, og kulturvæsken ekstraheres to gange, hver gang med 20 liter methylisobutylketon. Parallelt dermed omrøres og ekstraheres det frafiltrerede mycelium flere gange med en blanding af methylisobutylketon, acetone og vand, indtil intet steroidmateriale længere kan påvises.

10 De organiske ekstraktopløsninger forenes og inddampes i vakuum til tørhed ved en badtemperatur på 50°C. Den brun= krystallinske rest vaskes flere gange med hexan til fjernelse af siliconeolien, tørres og omkrystalliseres til slut fra eddikeester efter behandling med aktivt carbon, 15 hvorved der opnås 97,3 g (76,5% af teoretisk) rent nat.-15a-hydroxy-l8-methyl-4-østren-3,17-dion med smeltepunkt 175-177°C.

b) 32 g nat.-15a-hydroxy-18-methyl-4-østren-3,17-dion tilsættes i 240 ml methylenchlorid og 64 ml o-myresyreethyl= 20 ester 96 g 2,2-dimethyl-l,3-propandion og 320 mg p-toluen= sulfonsyre, og der omrøres i 30 minutter under en nitrogen= strøm ved 50°C. Derpå fortyndes med ether, vaskes med natriumhydrogencarbonatopløsning og vand, tørres og inddampes. Resten kromatografers på silicagel, og der opnås 25 37 g nat.-15a-hydroxy-3,3-(2',2'-dimethyl-11,3'-propylen= dioxy)-18-methyl-5- eller -5(10)-østren-17-on som olie.

c) 37 g nat.-15a-hydroxy-3,3-(2',2'-dimethyl-1',3'-pro= pylendioxy)-18-methyl-5 eller -5 (10)-østren-17-on tilsættes i 370 ml pyridin under iskøling 27,1 ml methansulfochlorid, 30 og der efterrøres i 3 timer ved isbadtemperatur. Der indrøres derpå i isvand, bundfaldet frasuges, vaskes med vand og optages derpå i methylenchlorid og tørres. Der opnås 145759 δ 4Ο g nat.-15a-mesyloxy-3,3-(21,2'-dimethyl-1',3'-propylen= dioxy)-18-methyl-5 eller -5(10)-østren-17-on som olie.

d) 5,0 g trimethylsulfoxoniumjodid opløses i 20 ml di= methylsulfoxid, tilsættes 910 mg pulveriseret natriumhy= 5 droxid, og der omrøres i 60 minutter ved stuetemperatur.

Der tilsættes derpå under en nitrogenstrøm 5,0 g nat.-15a-mesyloxy-3,3-(2',2'-dimethyl-1', 3'-propylendioxy)-18-methyl- 5- eller -5(10)-østren-17-on, og der efterrøres i 60 minutter ved stuetemperatur. Efter fældning i isvand frafiltreres 10 bundfaldet, vaskes med vand og optages i methylenchlorid.

Efter inddampning opnås 2,7 g nat.-3,3-(2',2'-dimethyl-1', 3'-propylendioxy)-18-methyl-150,160-methylen-5- eller -5(10/-østren-17-on som olie.

Anvendelseseksempel 15 a) 4,0 g magnesiumspåner omsættes i 110 ml absolut tetra-. hydrofuran med 13,1 ml ethylbromid til dannelse af ethyl= magnesiumbromid. Denne opløsning sættes dråbevis under iskøling til 110 ml absolut tetrahydrofuran, hvorigennem ace= tylen ledes. Til denne acetylenmagnesiumbromidopløsning sæt-20 tes en opløsning af 12,1 g råt nat.-3,3-(2',2*-dimethyl-1', 3'-propylendioxy)-18-methyl-150,160-methylen-5- eller -5(10)-østren-17-on i 80 ml absolut tetrahydrofuran, og der efterrøres i 20 timer ved stuetemperatur. Under iskøling dekom-poneres det overskydende reagens med mættet ammoniumchlorid-25 opløsning. Der fortyndes derpå med ether og vaskes med vand.

Efter tørring og inddampning opnås 13 g råt nat.-170-hydroxy- 3,3-(21,2'-dimethyl-1',3'-propylendioxy)-18-methyl-17a-et= hynyl-150,16ø-methylen-5- eller -5(10)-østren som olie.

b) 13 g råt nat.-173-hydroxy-3,3-(2',2'-dimethyl-1',3'-30 propylendioxy)-18-methyl-17a-ethyny1-150,160-methylen-5- eller -5(10)-østren opvarmes i 260 ml methanol med 26 ml

Claims (1)

1. 9 145759 og 13 g oxalsyre i 1 time under tilbagesvaling. Der indrøres derpå i isvand, bundfaldet frafiltreres, vaskes og optages i methylenchlorid. Efter inddampning kromatograferes den tilbageværende rest på silicagel, og der opnås efter 5 omkrystallisation fra isopropylether/acetone 4,8 g nat.-17p-hydroxy-18-methyl-17a-ethynyl-15f3,16!3-methylen-4-østren-3-on med smeltepunkt 141-141,5°C. Patentkrav. Fremgangsmåde til fremstilling af 153,163-methylen-østren-10 3,17-dion-derivater med den almene formel I 0 hvori X betegner en oxogruppe, en alkylendioxygruppe indeholdende 2-6 carbonatomer eller en o-phenylendioxygruppe, Δ et med de nabostillede carbonatomer ved hjælp af en dob-15 beltbinding og to enkeltbindinger forbundet C^-carbonatom, og R betegner en methylgruppe eller en ethylgruppe, kendetegnet ved, at man fermenterer et steroid med den almene formel II rsÅ (II), i^^ri