ES2726599A1 - USE OF METAL-ORGANIC COMPOUNDS FOR SELECTIVE REDUCTION OF KETOSTEROIDS (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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ES2726599A1 ES201830341A ES201830341A ES2726599A1 ES 2726599 A1 ES2726599 A1 ES 2726599A1 ES 201830341 A ES201830341 A ES 201830341A ES 201830341 A ES201830341 A ES 201830341A ES 2726599 A1 ES2726599 A1 ES 2726599A1
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I Xamena Francesc X Llabrés
Hans-Hilmar Mautschke
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Abstract

Use of metal-organic compounds for the selective reduction of ketosteroids. The use of Metal-Organic hybrid compounds (MOFs), as heterogeneous catalysts for the reduction (chemo-, regio- and stereoselective) of ketosteroid-type compounds, is described. The use of these materials as catalysts makes it possible, in particular, to prepare derivatives of high added value that are difficult to obtain with other catalysts (homogeneous, heterogeneous or biocatalysts), or through alternative organic synthesis routes. Thus, for example, the use of the metal-organic compounds described in this patent makes it possible to selectively transform estrone into estradiol, or trans-androsterone into androstandiol with high diastereoselectivity to the corresponding isomer l7α -OH; as well as the regional and diastereoselective reduction of androstenedione to epitestosterone. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

D E S C R I P C I Ó ND E S C R I P C I Ó N

USO DE COMPUESTOS METAL-ORGÁNICOS PARA LA REDUCCIÓN SELECTIVA DEUSE OF METAL-ORGANIC COMPOUNDS FOR SELECTIVE REDUCTION OF

CETOSTEROIDESKETOSTEROIDS

Campo de la TécnicaTechnical Field

Uso de materiales híbridos metal-orgánicos como catalizadores heterogéneos para la reducción selectiva de cetostereoides.Use of metal-organic hybrid materials as heterogeneous catalysts for the selective reduction of ketostereoids.

AntecedentesBackground

Los esteroides forman un extenso grupo de substancias químicas que presentan un esqueleto común de 17 átomos de carbono formado por cuatro anillos fusionados (3 anillos de 6 y un anillo de 5 miembros). Para facilitar la discusión de ahora en adelante, el siguiente esquema muestra la numeración de los átomos de C usada convencionalmente, así como de los 4 anillos fusionados (según Moss, Pure. Appl.Chem., 1989, 61, 1783-1822):Steroids form an extensive group of chemicals that have a common skeleton of 17 carbon atoms consisting of four fused rings (3 rings of 6 and a ring of 5 members). To facilitate the discussion from now on, the following scheme shows the numbering of the C atoms conventionally used, as well as the 4 fused rings (according to Moss, Pure. Appl.Chem., 1989, 61, 1783-1822):

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Los distintos esteroides varían en función de los grupos sustituyentes unidos a este esqueleto, su posición y la configuración del núcleo. Pequeñas modificaciones en la estructura de los esteroides pueden resultar en diferencias significativas en su actividad biológica. Por tanto, es de gran interés desarrollar rutas para modificar selectivamente compuestos esteroides ya existentes para aumentar su actividad y para preparar nuevos compuestos esteroides con potencial actividad farmacológica. El área más importante de investigación dentro de este campo es la transformación regio- y estereoselectiva de esteroides usando (bio)catalizadores altamente selectivos. Different steroids vary depending on the substituent groups attached to this skeleton, their position and the configuration of the nucleus. Small modifications in the structure of steroids can result in significant differences in their biological activity. Therefore, it is of great interest to develop routes to selectively modify existing steroid compounds to increase their activity and to prepare new steroid compounds with potential pharmacological activity. The most important area of research within this field is the stereoselective regional and stereoselective transformation using (bio) highly selective catalysts.

Las hormonas esteroides son esenciales para el correcto funcionamiento de la mayoría de órganos en vertebrados y afectan virtualmente a todos y cada uno de los órganos y tejidos en humanos, jugando un papel clave en su desarrollo, diferenciación y homeostasis. Las hormonas esteroides median en gran variedad de funciones fisiológicas, incluyendo su función como agentes antiinflamatorios o regulando eventos durante el embarazo.Steroid hormones are essential for the proper functioning of most organs in vertebrates and affect virtually every single organ and tissue in humans, playing a key role in their development, differentiation and homeostasis. Steroid hormones mediate a variety of physiological functions, including their function as anti-inflammatory agents or regulating events during pregnancy.

En el mundo se producen al año cientos de toneladas de medicamentos basados en esteroides, la mayoría a partir del cetosteroide androstendiona que, a su vez, puede obtenerse en gran escala a partir de esteroles asequibles, como el sitosterol, mediante transformaciones usando microorganismos (ver por ejemplo Malaviya y Gomes, J. Ind. Microbio!. Biotechnol., 2008, 35, 1235-1239; Herrington et al., WO2003064674)In the world hundreds of tons of steroid-based drugs are produced annually, most of them from androstenedione ketosteroid which, in turn, can be obtained on a large scale from affordable sterols, such as sitosterol, through transformations using microorganisms (see for example Malaviya and Gomes, J. Ind. Microbio !. Biotechnol., 2008, 35, 1235-1239; Herrington et al., WO2003064674)

Los cetosteroides (también denominados oxosteroides) son esteroides en los que al menos un átomo de hidrógeno del núcleo esteroide ha sido reemplazado por un grupo cetona (C=O). Muchos de las hormonas esteroides endógenas, así como sus análogos sintéticos usados en medicina, son cetosteroides, como los glucocorticoides y corticoides en general (usados, por ejemplo, en el tratamiento del asma, artritris reumatoide, enfermedad inflamatoria intestinal, trastornos linfoproliferativos asociados a leucemia o enfermedad de Hodgkin, entre otros; Buttgereit et al. Lancet, 2005, 365, 801-803), o las hormonas esteroides sexuales (estrógenos, como la estrona y estrógenos sintéticos o parabenos, usados como contraceptivos o en el tratamiento de osteoporosis y síntomas asociados a la menopausia; progestinas como la progesterona y análogos sintéticos, como etisterona, noretisterona o medroxiprogesterona, involucradas en el mantenimiento del embarazo; y andrógenos como la testosterona, dihidrotestosterona o la androstendiona, que estimulan el desarrollo de los órganos sexuales masculinos y de las características sexuales secundarias).Ketosteroids (also called oxosteroids) are steroids in which at least one hydrogen atom of the steroid nucleus has been replaced by a ketone group (C = O). Many of the endogenous steroid hormones, as well as their synthetic analogs used in medicine, are ketosteroids, such as glucocorticoids and corticosteroids in general (used, for example, in the treatment of asthma, rheumatoid arthritris, inflammatory bowel disease, lymphoproliferative disorders associated with leukemia or Hodgkin's disease, among others; Buttgereit et al. Lancet, 2005, 365, 801-803), or sex steroid hormones (estrogens, such as estrone and synthetic or paraben estrogens, used as contraceptives or in the treatment of osteoporosis and symptoms associated with menopause; progestins such as progesterone and synthetic analogues, such as etisterone, norethisterone or medroxyprogesterone, involved in the maintenance of pregnancy; and androgens such as testosterone, dihydrotestosterone or androstenedione, which stimulate the development of male sex organs and secondary sexual characteristics).

Los hidroxiesteroides en general (y entre ellos los 17-hidroxiesteroides, como la testosterona/epitestosterona, dihidrotestosterona/dihidroepitestosterona, androstandiol o estradiol) son compuestos de relevancia farmacéutica. Un posible método de síntesis directa de estos compuestos consiste en la reducción estereoselectiva de los correspondientes cetosteroides, como se muestra en el siguiente esquema para varios compuestos: Hydroxysteroids in general (and among them 17-hydroxysteroids, such as testosterone / epitestosterone, dihydrotestosterone / dihydroepitestosterone, androstandiol or estradiol) are compounds of pharmaceutical relevance. A possible method of direct synthesis of these compounds consists in stereoselective reduction of the corresponding ketosteroids, as shown in the following scheme for several compounds:

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Es sabido que la reducción de compuestos 17-cetosteroides a los correspondientes 17phidroxi derivados (i.e., el grupo OH en disposición sin respecto al grupo metilo en posición 18) puede llevarse a cabo mediante una gran variedad de microorganismos (véase por ejemplo el artículo de revisión de Donova et al., Prncess Biochem., 2005, 40, 2253-2262). En cambio, el uso de microorganismos para la reducción a los isómeros 17a -hidroxiderivados sólo ha sido descrita para algunos substratos particulares, como los 16,16-difluoro-17-cetosteroides (véase Charney y Herzog L. Microbial transformations of steroids. New York, London: Academic Press; 1967. p. 728). Además, en muchos casos la reducción de los cetosteroides mediante microorganismos viene acompañada de otras reacciones secundarias, que disminuyen el rendimiento final obtenido de los hidroxiderivados y complican su purificación y aislamiento posterior. Por ejemplo, durante la biotransformación de la androst-1,4-dien-3,17-diona mediante Mucor racemosus se produce la reducción del grupo carbonilo en posición 17 junto con la hidroxilación en las posiciones C-6p, C-14a y C-15a , dando lugar a dos subproductos monohidroxilados y tres dihidroxilados junto con el producto deseado, 17p-hidroxiandrost-1,4-dien-3-ona (Faramarzi et al., J. Mol. Catal. B: Enzym., 2009, 84, 1021-1025). El uso de Mycobacterium sp. NRRL B-3683 en cambio, da lugar a la doble reducción del grupo carbonilo en posición 17 y del doble enlace 1,2-C=C (Liu et al., J. Ind. Micriobiol. Biot., 1994, 13, 167-171). Por otra parte, la reducción de androstendiona a testosterona por Bacillus sp. puede venir acompañada por productos de monohidroxilación en C-6, C-7, C-11 y C-14 (Schaaf y Dettner, J. Steroid. Biochem. Mol. Biol., 1998, 67, 451-65). Análogamente, la reducción de 17-cetosteroides mediante Phycomyces blakesleeanus o Absidia coerulea puede producir simultáneamente la hidroxilación en posición 14a , mientras que el uso de Botryosphaerica obtusa puede dar lugar a la monohidroxilación en posición C-6 y dihidroxilación del enlace C6-C7.It is known that the reduction of 17-ketosteroid compounds to the corresponding 17-hydroxy derivatives (ie, the OH group available without respect to the methyl group in position 18) can be carried out by a large variety of microorganisms (see for example the review article de Donova et al., Prncess Biochem., 2005, 40, 2253-2262). In contrast, the use of microorganisms for the reduction to 17a-hydroxy derivative isomers has only been described for some particular substrates, such as 16,16-difluoro-17-ketosteroids (see Charney and Herzog L. Microbial transformations of steroids. New York , London: Academic Press; 1967. p. 728). In addition, in many cases the reduction of ketosteroids by microorganisms is accompanied by other side reactions, which decrease the final yield obtained from hydroxy derivatives and complicate their purification and subsequent isolation. For example, during the biotransformation of the androst-1,4-dien-3,17-dione by Mucor racemosus , the reduction of the carbonyl group in position 17 occurs together with the hydroxylation at positions C-6p, C-14a and C -15a, giving rise to two monohydroxylated and three dihydroxylated by-products together with the desired product, 17p-hydroxyandrost-1,4-dien-3-one (Faramarzi et al., J. Mol. Catal. B: Enzym., 2009, 84, 1021-1025). The use of Mycobacterium sp. NRRL B-3683 instead, gives place to double reduction of the carbonyl group in position 17 and of the double bond 1,2-C = C (Liu et al., J. Ind. Micriobiol. Biot., 1994, 13, 167-171). On the other hand, the reduction of androstenedione to testosterone by Bacillus sp. It can be accompanied by monohydroxylation products in C-6, C-7, C-11 and C-14 (Schaaf and Dettner, J. Steroid. Biochem. Mol. Biol., 1998, 67, 451-65). Similarly, the reduction of 17-ketosteroids by Phycomyces blakesleeanus or Absidia coerulea can simultaneously produce hydroxylation in position 14a, while the use of Botryosphaerica obtuse can lead to monohydroxylation in position C-6 and dihydroxylation of the C6-C7 bond.

Con estas complicaciones, es evidente que en muchos casos puede resultar difícil la obtención estereoselectiva de 17-hidroxiesteroides por reducción de los correspondientes compuestos 17-cetosteroides mediante rutas biocatalíticas usando microorganismos. Además, el uso de microorganismos para la transformación de esteroides presenta limitaciones adicionales asociadas a la baja solubilidad en medios acuosos de los esteroides en general o a la regeneración eficiente de los cofactores usados (NADH o NADPH).With these complications, it is clear that in many cases it can be difficult to obtain stereoselective 17-hydroxysteroid by reducing the corresponding 17-ketosteroid compounds by biocatalytic pathways using microorganisms. In addition, the use of microorganisms for steroid transformation has additional limitations associated with the low solubility in aqueous media of steroids in general or with the efficient regeneration of used cofactors (NADH or NADPH).

Más allá del uso de métodos biocatalíticos, existe también la posibilidad en muchos casos de reducir los compuestos 17-cetosteroides mediante agentes químicos reductores, como el NaBH4 o LiAlH4, aunque el isómero 17p-OH suele ser el compuesto mayoritario (Wheeler y Wheeler, Reductions of Steroidal Ketones, ch. 2 en Organic Reactions in Steroid Chemistry, Vol. I, Fried y Edwards (eds), Van Nostrand Reinhold, Nueva York, 1972, pp. 61-110). Por tanto, cuando el compuesto de interés es el isómero 17a-OH, la mayoría de los esfuerzos se han centrado en la inversión de los correspondientes 17p-hidroxiesteroides mediante reacciones de Mitsunobu (Balssa, et al., Steroids, 2014, 86, 1-4; Dodge y Lugar, Bioorg. Med. Chem. Lett., 1996, 6, 1-2) o de desplazamiento del éster de sulfonilo (Gua y Ding, Tetrahedron Lett. 2015, 56, 4096-4100; Shi et al., Tetrahedron Asymmetry, 2010, 21, 277­ 284; Nambara et al., Chem. Pharm. Bull., 1969, 17, 1725-1729). Sin embargo, ambos métodos implican un elevado número de pasos, incluyendo reacciones de protección/desprotección que emplean reactivos caros o no-comerciales. En muchos casos además, los rendimientos finales obtenidos del esteroide 17a -OH deseado pueden ser muy bajos. Otra limitación de los métodos de reducción usando agentes químicos es la regioselectividad. Por ejemplo, es sabido que los 3-cetosteroides son más reactivos que los 17- o 20-cetosteroides (Góndós y Orr, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1982, 1239-1240). Por tanto, si el compuesto deseado es el correspondiente 17-hidroxisteroide, su obtención puede ser complicada si la molécula presenta también grupos cetona en otras posiciones (en particular, en posición 3), y en muchos casos puede obtenerse una mezcla de distintos compuestos mono y multihidroxilados.Beyond the use of biocatalytic methods, there is also the possibility in many cases of reducing 17-ketosteroid compounds by reducing chemical agents, such as NaBH4 or LiAlH4, although the 17p-OH isomer is usually the majority compound (Wheeler and Wheeler, Reductions of Steroidal Ketones, ch. 2 in Organic Reactions in Steroid Chemistry, Vol. I, Fried and Edwards (eds), Van Nostrand Reinhold, New York, 1972, pp. 61-110). Therefore, when the compound of interest is the 17a-OH isomer, most of the efforts have focused on the inversion of the corresponding 17p-hydroxysteroids by Mitsunobu reactions (Balssa, et al., Steroids, 2014, 86, 1 -4; Dodge and Lugar, Bioorg. Med. Chem. Lett., 1996, 6, 1-2) or displacement of the sulfonyl ester (Gua and Ding, Tetrahedron Lett. 2015, 56, 4096-4100; Shi et al ., Tetrahedron Asymmetry, 2010, 21, 277-284; Nambara et al., Chem. Pharm. Bull., 1969, 17, 1725-1729). However, both methods involve a high number of steps, including protection / deprotection reactions that employ expensive or non-commercial reagents. In many cases in addition, the final yields obtained from the desired 17a -OH steroid can be very low. Another limitation of reduction methods using chemical agents is regioselectivity. For example, it is known that 3-ketosteroids are more reactive than 17- or 20-ketosteroids (Góndós and Orr, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1982, 1239-1240). Therefore, if the desired compound is the corresponding 17-hydroxysteroid, its obtaining can be complicated if the molecule also has ketone groups in other positions. (in particular, in position 3), and in many cases a mixture of various mono and multi-hydroxy compounds can be obtained.

En resumen, los métodos existentes actualmente para la reducción de compuestos cetosteroides a hidroxiesteroides, tanto químicos como biocatalíticos, pueden presentar en muchos casos algunas de las siguientes limitaciones principales, lo que dificulta su aplicación general.In summary, the methods currently available for the reduction of ketosteroid compounds to hydroxysteroids, both chemical and biocatalytic, may in many cases present some of the following main limitations, which makes their general application difficult.

1. La reacción de reducción puede ir acompañada de reacciones secundarias, lo que disminuye significativamente el rendimiento final del producto deseado y complica y encarece su aislamiento y purificación.1. The reduction reaction may be accompanied by side reactions, which significantly decreases the final yield of the desired product and complicates and increases its isolation and purification.

2. En muchos casos, la regioselectividad del proceso no es la deseada, por lo que el compuesto cetosteroide se reduce en una posición distinta de la molécula o se producen mezclas de productos mono- y multihidroxidados.2. In many cases, the regioselectivity of the process is not the desired one, so the ketosteroid compound is reduced in a different position of the molecule or mixtures of mono- and multi-hydroxy products are produced.

3. La estereoselectividad a determinados compuestos es muy difícil de conseguir (p.ej., formación de compuestos 17a -OH esteroides, ya que suele favorecerse la obtención de los correspondientes isómeros 17p-OH).3. Stereoselectivity to certain compounds is very difficult to achieve (eg, formation of 17a -OH steroid compounds, since obtaining the corresponding 17p-OH isomers is usually favored).

4. En muchos casos, es necesario utilizar reacciones adicionales para aumentar el rendimiento final de los compuestos deseados (p.ej., inversión de Mitsunobu para la preparación de compuestos 17a -OH a partir de los correspondientes 17p-OH esteroides). Esto implica el uso de reactivos adicionales (grupos protectores, oxidantes, reductores, disolventes, etc), en muchos casos costosos y/o tóxicos (NaBH4 o LiAlH4), que generan problemas de gestión de residuos y encarecen el coste del proceso.4. In many cases, it is necessary to use additional reactions to increase the final yield of the desired compounds (eg, Mitsunobu inversion for the preparation of 17a-OH compounds from the corresponding 17p-OH steroids). This implies the use of additional reagents (protective groups, oxidants, reducing agents, solvents, etc.), in many cases expensive and / or toxic (NaBH4 or LiAlH4), which generate waste management problems and increase the cost of the process.

Por todo lo expuesto hasta el momento, resulta de gran interés el desarrollo de nuevos métodos catalíticos para la obtención de hidroxiesteroides mediante reducción de los correspondientes cetosteroides, que sean eficaces, selectivos, rápidos y de bajo coste. A ser posible, deberían implicar reacciones en un solo paso, con reactivos no tóxicos y de bajo precio, y fácilmente escalables para la obtención de los productos deseados en gran escala. Además, la conversión de cetosteroides en hidroexteroides debe darse de forma estereoselectiva (incluyendo la obtención del isómero 17a-OH), regioselectiva (sólo debe reducirse el grupo carbonilo en la posición deseada, aun cuando la molécula contenga grupos carbonilo u otros grupos reducibles adicionales en otras posiciones de la molécula) y sólo debe formarse el compuesto hidroxiesteroide deseado como producto único de la reacción (sin reacciones secundarias de hidroxilación, dihidroxilación, deshidratación, etc, como las descritas más arriba). Además, es altamente deseable que el catalizador utilizado sea sólido (para facilitar su separación de los productos), y que sea estable y reutilizable en las condiciones de reacción sin pérdida significativa de actividad y/o selectividad.For all the above, it is of great interest to develop new catalytic methods for obtaining hydroxysteroids by reducing the corresponding ketosteroids, which are effective, selective, rapid and low cost. If possible, they should involve reactions in one step, with non-toxic and inexpensive reagents, and easily scalable to obtain the desired products on a large scale. In addition, the conversion of ketosteroids into hydroexteroids should be stereoselective (including obtaining the 17a-OH isomer), regioselective (only the carbonyl group should be reduced in the desired position, even if the molecule contains carbonyl groups or other additional reducible groups in other positions of the molecule) and only the desired hydroxysteroid compound should be formed as the sole product of the reaction (without side reactions of hydroxylation, dihydroxylation, dehydration, etc., as described above). In addition, it is highly desirable that the catalyst used be solid (to facilitate its separation from the products), and that it is stable and reusable under the reaction conditions without significant loss of activity and / or selectivity.

Descripción De La InvenciónDescription of the Invention

La presente invención describe el uso de materiales metal-orgánicos como catalizadores para transformar de forma selectiva los grupos cetona de compuestos cetosteroides en los correspondientes hidroxi derivados. En particular, son objeto de la presente invención los compuestos 17-cetosteroides, que presentan un grupo cetona en la posición 17, y su conversión selectiva a los correspondientes 17-hidroxiesteroides. Algunos ejemplos de compuestos 17-cetosteroides incluyen: androstendiona, androstandiona, androsterona, o estrona. Sin embargo, el uso de estos mismos compuestos metal-orgánicos descritos en esta patente se puede extender previsiblemente a otros compuestos cetosteroides, con grupos cetona en posiciones distintas a la 17.The present invention describes the use of metal-organic materials as catalysts to selectively transform the ketone groups of ketosteroid compounds into the corresponding hydroxy derivatives. In particular, 17-ketosteroid compounds, which have a ketone group at position 17, and their selective conversion to the corresponding 17-hydroxysteroid are subject to the present invention. Some examples of 17-ketosteroid compounds include: androstendione, androstandione, androsterone, or estrone. However, the use of these same metal-organic compounds described in this patent can foreseeably extend to other ketosteroid compounds, with ketone groups in positions other than 17.

En la presente invención se describe el uso de compuestos metal-orgánicos como catalizadores heterogéneos para la preparación de hidroxiesteroides a partir de los correspondientes cetosteroides mediante una reacción de transferencia de hidrógeno tipo Meerwein-Ponndorf-Verley (en adelante MPV). Está descrito que esta reacción se puede llevar a cabo utilizando como agentes reductores alcoholes secundarios como fuente de hidruro, aunque también existen ejemplos que describen el uso de aminas, sulfuros e incluso hidrocarburos.The present invention describes the use of metal-organic compounds as heterogeneous catalysts for the preparation of hydroxysteroid from the corresponding ketosteroids by means of a hydrogen transfer reaction of the Meerwein-Ponndorf-Verley type hydrogen (hereinafter MPV). It is described that this reaction can be carried out using as reducing agents secondary alcohols as a source of hydride, although there are also examples that describe the use of amines, sulfides and even hydrocarbons.

Como se verá a través de los ejemplos incluidos en este documento, el proceso de reducción de cetosteroides es altamente quimio- regio- y estereoselectivo, tiene lugar en una sóla etapa de reacción y usando reactivos de bajo coste y baja toxicidad (viz., alcohol secundario, como isopropanol o 2-butanol), y los compuestos utilizados como catalizadores pueden reutilizarse prolongadamente sin pérdida significativa de actividad y/o selectividad. Por tanto, el uso de los catalizadores descritos en esta invención representa una mejoría respecto a métodos alternativos de reducción química con hidruros o mediante el uso de micoorganismos. Su uso resulta particularmente interesante en (aunque no se limita a) la obtención de productos difícilmente accesibles mediante otras rutas alternativas, como los siguientes: As will be seen through the examples included in this document, the ketosteroid reduction process is highly chemoregio- and stereoselective, it takes place in a single reaction stage and using low cost reagents and low toxicity ( viz., Alcohol secondary, such as isopropanol or 2-butanol), and the compounds used as catalysts can be reused for a long time without significant loss of activity and / or selectivity. Therefore, the use of the catalysts described in this invention represents an improvement with respect to alternative methods of chemical reduction with hydrides or by the use of mycoorganisms. Its use is particularly interesting in (although not limited to) obtaining products that are difficult to access through other alternative routes, such as the following:

1- Reducción quimio y estereoselectiva de 17-cetosteroides a 17a -hidroxisteroides. Por ejemplo, reducción de estrona (10) a 17a -estradiol (12), o trans-androsterona (7) a androstan-3p,17a -diol (9).1- Chemo and stereoselective reduction of 17-ketosteroids to 17a-hydroxysteroids. For example, reduction of estrone (10) to 17a -estradiol (12), or trans-androsterone (7) to androstan-3p, 17a -diol (9).

2- Reducción regioselectiva de 3,17-dionas a 3-oxo-17a -OH derivados. Por ejemplo, reducción de androstendiona (1) a epitestosterona (3).2- Regioselective reduction of 3,17-diones to 3-oxo-17a -OH derivatives. For example, reduction of androstenedione (1) to epitestosterone (3).

La presente invención mejora la etapa de transferencia de hidrógeno o reacción de MPV a través del uso como catalizador heterogéneo de compuestos metal-orgánicos preferentemente de Zr o Hf, como alguno de los compuestos descritos en US20170008915, o materiales similares. Preferentemente, el material utilizado es cristalino y poroso, como los trimesatos de Zr (o Hf) y derivados conocidos como MOF-808 (de ahora en adelante, Zr-MOF-808 o Hf-MOF-808), como los descritos en Furukawa et al., J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 4369-4381. La obtención de estos materiales puede llevarse a cabo mediante un proceso de cristalización hidrotermal, en el que se prepara una disolución que contiene una fuente del metal (Zr o Hf), un ligando orgánico (como el ácido trimésico o compuestos similar) y un disolvente o mezcla de disolventes apropiados. Esta disolución de introduce en un autoclave o recipiente de cristal, y la síntesis hidrotermal se lleva a cabo a temperaturas entre 80° C y 150° C durante un período de entre 12 y 72 h. Alternativamente, los catalizadores utilizados en esta invención pueden preparase mediante rutas de síntesis alternativas, como por ejemplo las síntesis en continuo recientemente desarrolladas (como la descrita en Reinsch et al., EurJIC, 2016, 4490-4498).The present invention improves the hydrogen transfer or MPV reaction step through the use as a heterogeneous catalyst of metal-organic compounds preferably of Zr or Hf, as any of the compounds described in US20170008915, or similar materials. Preferably, the material used is crystalline and porous, such as Zr (or Hf) trimesates and derivatives known as MOF-808 (hereinafter, Zr-MOF-808 or Hf-MOF-808), such as those described in Furukawa et al., J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 4369-4381. Obtaining these materials can be carried out by a hydrothermal crystallization process, in which a solution containing a metal source (Zr or Hf), an organic ligand (such as trimesic acid or similar compounds) and a solvent is prepared or mixture of appropriate solvents. This solution is introduced into an autoclave or glass container, and hydrothermal synthesis is carried out at temperatures between 80 ° C and 150 ° C for a period of between 12 and 72 h. Alternatively, the catalysts used in this invention can be prepared by alternative synthesis routes, such as recently developed continuous syntheses (such as that described in Reinsch et al., EurJIC, 2016, 4490-4498).

El proceso químico consiste en contactar el cetosteroide que se quiere reducir con el catalizador utilizado en las condiciones de reacción descritas a continuación. La cantidad de catalizador a utilizar puede ajustarse para tener entre un 2% y un 30% molar de metal con respecto al cetosteroide.The chemical process consists in contacting the ketosteroid that you want to reduce with the catalyst used in the reaction conditions described below. The amount of catalyst to be used can be adjusted to have between 2% and 30% molar metal with respect to the ketosteroid.

De forma específica, la presente invención describe el proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides a partir de cetosteroides que comprende, al menos, la reducción selectiva del grupo ceto del compuesto cetosteroide mediante una reacción de tipo Meerwein-Ponndorf-Verley que se lleva a cabo en presencia de al menos un agente reductor y un catalizador basado en un compuesto metal-orgánico de zirconio o hafnio. De manera preferente, dicho catalizador está seleccionado entre un catalizador del tipo MOF-808 o sus derivados, preferentemente MOF-808-IP, MOF-808-Pydc, MOF-808-NH2, MOF-808-OH, MOF-808-Br y combinaciones de los mismos. Specifically, the present invention describes the process of obtaining hydroxysteroid compounds from ketosteroids comprising, at least, the selective reduction of the keto group of the ketosteroid compound by means of a Meerwein-Ponndorf-Verley type reaction which is carried out in presence of at least one reducing agent and a catalyst based on a metal-organic compound of zirconium or hafnium. Preferably, said catalyst is selected from a catalyst of the type MOF-808 or its derivatives, preferably MOF-808-IP, MOF-808-Pydc, MOF-808-NH2, MOF-808-OH, MOF-808-Br and combinations thereof.

Según una realización particular, la cantidad de Zr o Hf utilizado puede estar entre un 2% y un 30% molar con respecto al cetosteroide.According to a particular embodiment, the amount of Zr or Hf used may be between 2% and 30% molar with respect to the ketosteroid.

Las condiciones de reacción según la presente invención implican una temperatura comprendida entre 40° C y 150°C, preferentemente entre 60° C y 120°C, y un tiempo de contacto entre 1 y 72 h, preferentemente entre 4 y 72 h.The reaction conditions according to the present invention involve a temperature between 40 ° C and 150 ° C, preferably between 60 ° C and 120 ° C, and a contact time between 1 and 72 h, preferably between 4 and 72 h.

El proceso de reducción del compuesto cetosteroide se lleva a cabo en presencia de un agente reductor, preferentemente un alcohol, y más preferentemente un alcohol secundario, que actúa como disolvente y como fuente de hidrógeno para reducir el grupo cetona. De manera preferente dicho alcohol secundario puede estar seleccionado entre el isopropanol (IPA), 2-butanol (secBA), y combinaciones de los mismos y más preferentemente el alcohol es 2-butanol.The reduction process of the ketosteroid compound is carried out in the presence of a reducing agent, preferably an alcohol, and more preferably a secondary alcohol, which acts as a solvent and as a source of hydrogen to reduce the ketone group. Preferably said secondary alcohol may be selected from isopropanol (IPA), 2-butanol (secBA), and combinations thereof and more preferably the alcohol is 2-butanol.

El alcohol se puede usar como disolvente para el medio de reacción, en una relación molar alcohol:cetosteroide que se encuentre comprendida preferentemente entre 1 y 200 y más preferentemente entre 5 y 40.The alcohol can be used as a solvent for the reaction medium, in an alcohol: ketosteroid molar ratio that is preferably between 1 and 200 and more preferably between 5 and 40.

El proceso catalítico tiene lugar a presión atmosférica (o ligeramente por encima), por lo que no se requiere el uso de reactores altamente especializados. El proceso puede llevarse a cabo en un solo reactor, que puede estar seleccionado entre un reactor continuo (por ejemplo seleccionado entre un reactor continuo de lecho fijo o fluidizado) o un reactor discontinuo (por ejemplo de tipo tanque agitado), en el que se puede encontrar el catalizador.The catalytic process takes place at atmospheric pressure (or slightly above), so the use of highly specialized reactors is not required. The process can be carried out in a single reactor, which can be selected between a continuous reactor (for example selected between a continuous reactor of fixed or fluidized bed) or a discontinuous reactor (for example of stirred tank type), in which You can find the catalyst.

Cuando se opera en modo discontinuo, el catalizador, el cetosteroide y el alcohol se mezclan en un reactor adecuado, preferiblemente agitando la mezcla a la temperatura de reacción. En el método continuo, el catalizador se puede usar en reactores seleccionados entre lecho fijo, lecho ebullente, lecho móvil o en cualquier otra configuración conocida.When operated in discontinuous mode, the catalyst, ketosteroid and alcohol are mixed in a suitable reactor, preferably by stirring the mixture at the reaction temperature. In the continuous method, the catalyst can be used in reactors selected from fixed bed, boiling bed, moving bed or in any other known configuration.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende” y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Throughout the description and the claims the word "comprises" and its variants are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and features of the invention will be partially detached. of the description and in part of the practice of the invention The following examples are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention.

EjemplosExamples

Los siguientes ejemplos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.The following examples are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention.

Ejemplo 1: Preparación del trimesato de zirconio, Zr-MOF-808Example 1: Preparation of Zirconium Trimesate, Zr-MOF-808

En una realización particular de la presente invención se prepara el material trimesato de zirconio, conocido como Zr-MOF-808, con fórmula molecular Zr6O5(OH)3(BTC)2(HCOO)5(H2O)2 (BTC = 1,3,5-bencenotricarboxilato, o trimesato), siguiendo una adaptación de la síntesis solvotermal descrita por Furukawa et al. en J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 4369-4381. Para ello, se prepara una disolución conteniendo 242,5 mg de ZrOCl28 H2O (0,75 mmol) y 105 mg de ácido trimésico (0,5 mmol) en 22,5 mL de una mezcla DMF/HCOOH 1:1 (v/v). La disolución se transfiere a un autoclave con camisa de teflón y se calienta en el interior de una estufa a 30°C durante 48 h. Tras enfriar a temperatura ambiente, el material sólido se recupera por centrifugación y se lava durante 3 días por inmersión en DMF (5 mL, cambiando el disolvente 2 veces al día por disolvente fresco) y otros 3 días en etanol (5 mL, cambiando el disolvente 2 veces por día). Tras eliminar el disolvente por centrifugación, el sólido se seca al aire.In a particular embodiment of the present invention, the zirconium trimesate material, known as Zr-MOF-808, is prepared with molecular formula Zr6O5 (OH) 3 (BTC) 2 (HCOO) 5 (H2O) 2 (BTC = 1.3 , 5-benzenetricarboxylate, or trimesate), following an adaptation of the solvothermal synthesis described by Furukawa et al. in J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 4369-4381. For this, a solution containing 242.5 mg of ZrOCl28 H2O (0.75 mmol) and 105 mg of trimesic acid (0.5 mmol) in 22.5 mL of a 1: 1 DMF / HCOOH mixture (v / v). The solution is transferred to an autoclave with a Teflon jacket and heated inside a stove at 30 ° C for 48 h. After cooling to room temperature, the solid material is recovered by centrifugation and washed for 3 days by immersion in DMF (5 mL, changing the solvent twice a day for fresh solvent) and another 3 days in ethanol (5 mL, changing the solvent 2 times per day). After removing the solvent by centrifugation, the solid is air dried.

El material obtenido en el Ejemplo 1 posee un diagrama de difracción de rayos X totalmente análogo al publicado en J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 4369-4381.The material obtained in Example 1 has an X-ray diffraction diagram totally analogous to that published in J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 4369-4381.

Ejemplo 2: Preparación del trimesato de hafnio, Hf-MOF-808Example 2: Preparation of hafnium trimesate, Hf-MOF-808

Para la síntesis del material Hf-MOF-808 se procedió de la siguiente manera. Se preraró una primera disolución conteniendo HfCl4 (241 mg, 0,75 mmols) en una mezcla DMF:HCO2H (2,5:4,2 ml). Se preparó una segunda disolución conteniendo el ligando ácido trimésico (53 mg, 0,25 mmols) en 5 mL de DMF. Las dos disoluciones se mezclaron a temperatura ambiente y la mezcla se introdujo en un matraz de vidrio de 25 mL y se dejó en una estufa a 135°C durante 24 h. Tras enfriar a temperatura ambiente, el material sólido se recupera por filtración y se lava primero con DMF (3x5 mL) y finalmente con etanol (3x5 mL)y finalmente el sólido se seca al aire.For the synthesis of the Hf-MOF-808 material, proceed as follows. A first solution containing HfCl4 (241 mg, 0.75 mmols) was prepared in a DMF: HCO2H mixture (2.5: 4.2 ml). A second solution containing the trimesic acid ligand (53 mg, 0.25 mmols) in 5 mL of DMF was prepared. The two solutions were mixed at room temperature and the mixture was placed in a 25 mL glass flask and left in an oven at 135 ° C for 24 h. After cooling to room temperature, the solid material is recovered by filtration and washed first with DMF (3x5 mL) and finally with ethanol (3x5 mL) and finally the solid is air dried.

El material obtenido en el Ejemplo 2 posee un diagrama de difracción de rayos X totalmente análogo al del material del Ejemplo 1. The material obtained in Example 2 has an X-ray diffraction diagram totally analogous to that of the material of Example 1.

Ejemplo 3: Preparación de compuestos derivados del trimesato de zirconio MOF-808 con dos ligandos: MOF-808-IP, MOF-808-Pydc, MOF-808-NH2, MOF-808-OH y MOF-808-BrExample 3: Preparation of compounds derived from MOF-808 zirconium trimesate with two ligands: MOF-808-IP, MOF-808-Pydc, MOF- 808 -NH 2 , MOF-808-OH and MOF-808-Br

Se prepararon materiales con estructura tipo MOF-808 conteniendo como componente orgánico una mezcla de trimesato y de diversos ligandos dicarboxílicos en proporción 9 a 1. Para ello, se siguió el mismo procedimiento de síntesis descrito en el Ejemplo 1 pero reemplazando un 10 mol% del ácido trimésico usado en la síntesis por una cantidad equimolar de los siguiente ligandos dicarboxilato: a) ácido isoftálico (8,3 mg, 0,05 mmol) para la muestra MOF-808-IP; b) ácido 3,5-piridindcicarboxílico (8,4 mg, 0,05 mmol) para la muestra MOF-808-Pydc; c) ácido 5-hidroxiisoftlálico (9,1 mg, 0,05 mmol) para la muestra MOF-808-OH; y d) ácido 5-aminoisoftálico (9,1 mg, 0,05 mmol) para la muestra MOF-808-NH2. Los restantes pasos de la síntesis fueron idénticos a los usados en el Ejemplo 1.Materials with MOF-808 type structure were prepared containing as an organic component a mixture of trimesate and various dicarboxylic ligands in a 9 to 1 ratio. For this, the same synthetic procedure described in Example 1 was followed but replacing 10 mol% of the trimesic acid used in the synthesis for an equimolar amount of the following dicarboxylate ligands: a) isophthalic acid (8.3 mg, 0.05 mmol) for the MOF-808-IP sample; b) 3,5-pyridinedicarboxylic acid (8.4 mg, 0.05 mmol) for sample MOF-808-Pydc; c) 5-hydroxyisophthalic acid (9.1 mg, 0.05 mmol) for sample MOF-808-OH; and d) 5-aminoisophthalic acid (9.1 mg, 0.05 mmol) for the sample MOF-808-NH2. The remaining steps of the synthesis were identical to those used in Example 1.

Análogamente, se preparó un material tipo MOF-808 adicional, denominado MOF-808-Br, en el que el 10% del ácido trimésico usado en la síntesis descrita en el Ejemplo 1 se reemplazó por una cantidad equimolar de ácido 2-bromo-1,3,5-bencenotricarboxílico (14,4 mg, 0,05 mmol), y siguiendo los demás pasos de la síntesis idénticos a los descritos en el Ejemplo 1.Similarly, an additional MOF-808 type material, called MOF-808-Br, was prepared in which 10% of the trimesic acid used in the synthesis described in Example 1 was replaced by an equimolar amount of 2-bromo-1 acid , 3,5-benzenetricarboxylic acid (14.4 mg, 0.05 mmol), and following the other synthesis steps identical to those described in Example 1.

Todos los materiales descritos (MOF-808-IP, MOF-808-Pydc, MOF-808-OH, MOF-808-NH2 y MOF-808-Br), presentan elevada cristalinidad y unos difractogramas de rayos X muy similares al obtenido para el material MOF-808, lo que demuestra que todos estos materiales son isostructurales.All the materials described (MOF-808-IP, MOF-808-Pydc, MOF-808-OH, MOF-808-NH2 and MOF-808-Br), have high crystallinity and X-ray diffractograms very similar to that obtained for MOF-808 material, which shows that all these materials are isostructural.

Los materiales descritos en este Ejemplo 3 se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Estos ejemplos demuestran que es posible obtener materiales tipo MOF-808 con dos ligandos simultáneamente en la misma estructura, lo que puede conllevar diferencias relevantes de reactividad en la reducción de cetosteroides. The materials described in this Example 3 are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention. These examples demonstrate that it is possible to obtain MOF-808 type materials with two ligands simultaneously in the same structure, which may lead to significant differences in reactivity in ketosteroid reduction.

Ejemplo 4. Reducción estereoselectiva de estrona a 17a-estradiolExample 4. Stereoselective reduction of estrone to 17a-estradiol

A) Usando Zr-MOF-808 preparado en el ejemplo 1 como catalizador y 2-propanol como reductorA) Using Zr-MOF-808 prepared in example 1 as catalyst and 2-propanol as reducer

La reacción se llevó a cabo de la siguiente manera: En un reactor de vidrio, 5mg del catalizador Zr-MOF-808 preparado según el ejemplo 1, se añadieron a una solución de 20 mg (0,08 mmol) de estrona (Aldrich >99%) en 1 mL de isopropanol (ca. 16 eq). El reactor se calentó a 80°C durante 48h, determinándose la conversión de estrona y el rendimiento a los productos de reacción de tres o cuatro alícuotas tomadas durante este intervalo. El rendimiento total a estradioles (17a 17p) obtenido tras 24 horas de reacción fue del 87%, sin que se detectaran otros subproductos de reacción. El balance másico de la reacción fue superior al 98%.The reaction was carried out as follows: In a glass reactor, 5mg of the Zr-MOF-808 catalyst prepared according to example 1, was added to a solution of 20 mg (0.08 mmol) of estrone (Aldrich> 99%) in 1 mL of isopropanol (ca. 16 eq). The reactor was heated at 80 ° C for 48 hours, determining the conversion of estrone and the yield to the reaction products of three or four aliquots taken during this interval. The total yield to estradiols (17-17p) obtained after 24 hours of reaction was 87%, with no other reaction byproducts detected. The mass reaction balance was greater than 98%.

Los productos se analizaron mediante cromatografía gaseosa usando una columna capilar HP-5 de 30m de longitud, 0,32 mm de diámetro interno y 0,25 pm de espesor de fase. Los productos se identificaron mediante espectrometría de masas y mediante comparación con los productos puros comerciales. La diastereoselectividad de los estradioles fue del 63% al isómero 17a . Este valor se determinó a partir de los espectros de 1H RMN del filtrado de la reacción.The products were analyzed by gas chromatography using an HP-5 capillary column 30m long, 0.32mm internal diameter and 0.25 pm phase thickness. The products were identified by mass spectrometry and by comparison with commercial pure products. The diastereoselectivity of the estradiols was 63% to the 17a isomer. This value was determined from the 1 H NMR spectra of the reaction filtrate.

B) Usando Zr-MOF-808 preparado en el ejemplo 1 como catalizador y 2-butanol como reductorB) Using Zr-MOF-808 prepared in example 1 as catalyst and 2-butanol as reducer

Se procedió de forma análoga a la descrita en el ejemplo 4A, pero reemplazando el isopropanol por 2-butanol. La temperatura de reacción utilizada en este caso fue de 120°C. El rendimiento total a estradioles (17a 17p) obtenido tras 8 horas de reacción fue del 91%, sin que se detectaran otros subproductos de reacción. El balance másico de la reacción fue superior al 98%. La diastereoselectividad fue del 87% al isómero 17a .The procedure was similar to that described in example 4A, but replacing isopropanol with 2-butanol. The reaction temperature used in this case was 120 ° C. The total yield to estradiols (17-17p) obtained after 8 hours of reaction was 91%, with no other reaction byproducts detected. The mass reaction balance was greater than 98%. The diastereoselectivity was 87% to the 17a isomer.

C) Usando Hf-MOF-808 preparado en el ejemplo 2 como catalizador y 2-butanol como reductorC) Using Hf-MOF-808 prepared in example 2 as catalyst and 2-butanol as reducer

Se procedió de forma completamente análoga a la utilizada en el ejemplo 4B, pero substituyendo el catalizador Zr-MOF-808 por la misma cantidad del materia1 Hf-MOF-808 obtenido en el ejemplo 2. El rendimiento total a estradioles (17a 17p) obtenido tras 48 horas de reacción fue del 99%, sin que se detectaran otros subproductos de reacción. El balance másico de la reacción fue superior al 98%. La diastereoselectividad fue del 77% al isómero 17a .The procedure used was completely analogous to that used in Example 4B, but replacing the catalyst Zr-MOF-808 with the same amount of matter1 Hf-MOF-808 obtained in Example 2. The total yield to estradiols (17 to 17p) obtained after 48 hours of reaction was 99%, without other reaction by-products being detected. The mass reaction balance was greater than 98%. The diastereoselectivity was 77% at the 17th isomer.

D) Usando MOF-808-Pydc preparado en el ejemplo 3 como catalizador y 2-propanol como reductorD) Using MOF-808-Pydc prepared in example 3 as catalyst and 2-propanol as reducer

Se procedió de forma completamente análoga a la descrita en el ejemplo 4A, pero substituyendo el catalizador Zr-MOF-808 por la misma cantidad del material MOF-808-Pydc obtenido en el ejemplo 3. El rendimiento total a estradioles (17a 17p) obtenido tras 24 horas de reacción fue del 91%, sin que se detectaran otros subproductos de reacción. El balance másico de la reacción fue superior al 98%. La diastereoselectividad fue del 62% al isómero 17a .The procedure was completely analogous to that described in example 4A, but replacing the catalyst Zr-MOF-808 with the same amount of material MOF-808-Pydc obtained in example 3. The total yield to estradiols (17a 17p) obtained after 24 hours of reaction it was 91%, without other reaction byproducts being detected. The mass reaction balance was greater than 98%. The diastereoselectivity was 62% at isomer 17a.

E) Usando NaBH4 como reductorE) Using NaBH4 as a reducer

El procedimiento utilizado en este ejemplo fue el siguiente. En primer lugar, la estrona (40 mg, 0,15 mmol) se disolvió en 5 mL de etanol. Separadamente se prepara una disolución de NaBH40,5 M en etanol (18,9 mg NaBH4 en 1 mL de etanol), que se añade a la primera disolución bajo agitación y a 80°C. La agitación se mantiene durante 15 min y se aumenta a la temperatura a reflujo. Inmediatamente después de que la mezcla empieza a hervir, se para el calentamiento y la mezcla se deja reposar durante otros 5 min. Para parar la reacción y precipitar el producto, se añaden 10 mL de H2O y se enfría en un baño de aguahielo durante 15 min. Finalmente, el producto se recupera por filtración y se lava con H2O fría. Los productos de la reacción se analizan de forma análoga a la descrita en los ejemplos anteriores mediante 1H RMN. En estas condiciones, se obtuvo una conversión final de estrona del >99%, con una diastereoselectividad del 97% al isómero 17 p.The procedure used in this example was as follows. First, estrone (40 mg, 0.15 mmol) was dissolved in 5 mL of ethanol. Separately, a solution of NaBH40.5 M in ethanol (18.9 mg NaBH4 in 1 mL of ethanol) is prepared, which is added to the first solution under stirring and at 80 ° C. Stirring is maintained for 15 min and is increased at reflux temperature. Immediately after the mixture begins to boil, the heating is stopped and the mixture is allowed to stand for another 5 min. To stop the reaction and precipitate the product, 10 mL of H2O are added and cooled in an ice water bath for 15 min. Finally, the product is recovered by filtration and washed with cold H2O. The reaction products are analyzed analogously to that described in the previous examples by 1 H NMR. Under these conditions, a final estrone conversion of> 99% was obtained, with a 97% diastereoselectivity to the 17 p isomer.

F) Efecto de la temperatura en la conversión y estereoselectividadF) Effect of temperature on conversion and stereoselectivity

Se determinó el efecto de la temperatura de reacción en la conversión final y estereoselectividad, tanto para el IPA como el secBA, y usando el catalizador Zr-MOF-808 preparado en el ejemplo 1 como catalizador. Para ello se operó de forma análoga a la descrita en los ejemplos 4A y 4C, variando la temperatura de reacción entre 80° C y 130°C. The effect of the reaction temperature on the final conversion and stereoselectivity was determined, both for IPA and secBA, and using the catalyst Zr-MOF-808 prepared in Example 1 as a catalyst. For this, it was operated analogously to that described in Examples 4A and 4C, with the reaction temperature varying between 80 ° C and 130 ° C.

En todos los casos, sólo se detectó la formación de estradioles como producto único de reacción, y los balances de masa fueron superiores al 98%. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente Tabla.In all cases, only the formation of estradiols was detected as a single reaction product, and the mass balances were greater than 98%. The results obtained are shown in the following Table.

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Figure imgf000014_0001

G) Reusabilidad del catalizador Zr-MOF-808G) Reusability of the Zr-MOF-808 catalyst

Para estudiar la estabilidad y reusabilidad del catalizador Zr-MOF-808 para la reducción estereoselectiva de estrona a 17a -estradiol, se procedió de la siguiente manera. En primer lugar, se llevó a cabo la reacción en condiciones análogas a las descritas en el ejemplo 4B. Tras 8 h de reacción, el catalizador sólido se recuperó del medio de reacción por filtración, se lavó con 2-butanol fresco (3x5 mL) y se secó a temperatura ambiente y al aire durante 12 horas. Tras comprobar que el material mantenía una elevada cristalinidad, comparable a la del material de partida, se volvió a introducir en el reactor junto con disolvente y estrona frescos y se procedió a realizar un segundo ciclo catalítico exactamente en las mismas condiciones. De esta forma se procedió un total de 6 veces, y se comprobó que el material seguía manteniendo su cristalinidad intacta, mientras que la conversión de estrona tras 8 horas de reacción y la estereoselectividad al isómero 17a -estradiol prácticamente eran las misma que las obtenidas para el material fresco, como se resume en la siguiente Tabla. To study the stability and reusability of the Zr-MOF-808 catalyst for the stereoselective reduction of estrone to 17a-estradiol, we proceeded as follows. First, the reaction was carried out under conditions analogous to those described in example 4B. After 8 h of reaction, the solid catalyst was recovered from the reaction medium by filtration, washed with fresh 2-butanol (3x5 mL) and dried at room temperature and in air for 12 hours. After checking that the material maintained a high crystallinity, comparable to that of the starting material, it was reintroduced into the reactor together with fresh solvent and estrone and a second catalytic cycle was carried out in exactly the same conditions. In this way, a total of 6 times was carried out, and it was found that the material continued to maintain its crystallinity intact, while the conversion of estrone after 8 hours of reaction and the stereoselectivity to the 17th -estradiol isomer were practically the same as those obtained for the fresh material, as summarized in the following Table.

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Ejemplo 5. Reducción estereoselectiva de trans-androsterona a androstan-3p,17a-diol usando el catalizador Zr-MOF-808 preparado en el Ejemplo 1Example 5. Stereoselective reduction of trans-androsterone to androstan-3p, 17a-diol using the Zr-MOF-808 catalyst prepared in Example 1

El procedimiento utilizado fue el siguiente: En un reactor de vidrio, 10 mg del catalizador Zr-MOF-808 preparado según el ejemplo 1, se añadieron a una solución de 10 mg de transandrosterona (0,034 mmol) en 1 mL de 2-butanol (ca. 30 eq). El reactor se calentó a 120°C durante 48h, determinándose la conversión de trans-androsterona y el rendimiento a los productos de reacción de tres o cuatro alícuotas tomadas durante este intervalo. Sólo se observó la formación de los correspondientes dioles como único producto de la reacción. La conversión final de trans-androsterona tras 24 h fue del 94%, con una estereoselectividad del 84% al isómero androstan-3p,17a -diol. El balance másico de la reacción fue superior al 98%.The procedure used was as follows: In a glass reactor, 10 mg of the Zr-MOF-808 catalyst prepared according to example 1, was added to a solution of 10 mg of transandrosterone (0.034 mmol) in 1 mL of 2-butanol ( ca. 30 eq). The reactor was heated at 120 ° C for 48 hours, determining the conversion of trans-androsterone and the yield to the reaction products of three or four aliquots taken during this interval. Only the formation of the corresponding diols was observed as the only reaction product. The final conversion of trans-androsterone after 24 h was 94%, with a stereoselectivity of 84% to the androstan-3p, 17a-diol isomer. The mass reaction balance was greater than 98%.

Ejemplo 6. Reducción regio- y estereoselectiva de androstendiona a epitestosterona usando el catalizador Zr-MOF-808 preparado en el ejemplo 1Example 6. Regional and stereoselective reduction of androstenedione to epitestosterone using the Zr-MOF-808 catalyst prepared in example 1

El procedimiento utilizado fue el siguiente: En un reactor de vidrio, 10 mg del catalizador Zr-MOF-808 preparado según el ejemplo 1, se añadieron a una solución de 10 mg androstendiona (0,035 mmol) en 1 mL de 2-butanol (ca. 30 eq). El reactor se calentó a la temperatura deseada durante 48h, determinándose la conversión de androstendiona (AD) y el rendimiento a los productos de reacción de tres o cuatro alícuotas tomadas durante este intervalo. Los productos de reacción observados consistieron en mezclas de productos de mono reducción del grupo cetona en posición 17 (epitestosterona, ET, y testosterona, T), así como de doble reducción de los grupos cetona en posición 3 y 17 (mezcla de varios isómeros 3,17-dioxosteroides, Dioles). En ningún caso se observó la formación de productos 3-hidroxi-17-oxo (es decir, reducción del grupo ceto en posición 3). La proporción observada entre productos de mono- y doble reducción dependió del tiempo y de la temperatura de reacción. La cantidad del testosterona formada fue siempre muy baja (menos de un 5% respecto a la cantidad de epitestosterona observada). Los resultados obtenidos se resumen en la siguiente Tabla.The procedure used was as follows: In a glass reactor, 10 mg of the Zr-MOF-808 catalyst prepared according to Example 1, were added to a solution of 10 mg androstenedione (0.035 mmol) in 1 mL of 2-butanol (ca .30 eq). The reactor was heated at the desired temperature for 48 hours, determining the conversion of androstenedione (AD) and the yield to the reaction products of three or four aliquots taken during this interval. The reaction products observed consisted of mixtures of mono-reduction products of the ketone group in position 17 (epitestosterone, ET, and testosterone, T), as well as double reduction of the ketone groups in position 3 and 17 (mixture of several isomers 3 , 17-dioxosteroids, Dioles). In no case was the formation of 3-hydroxy-17-oxo products observed (ie reduction of the keto group in position 3). The proportion observed between mono- and double reduction products depended on time and reaction temperature. The amount of testosterone formed was always very low (less than 5% compared to the amount of epitestosterone observed). The results obtained are summarized in the following Table.

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a La distribución de productos se determinó a partir de los espectros de 1H y 13C RMN. La cantidad de testosterona formada fue siempre muy baja (menos de un 5% respecto a la cantidad de epitestosterona observada), muy cerca de los límites de detección de la técnica utilizada. Dada su baja concentración, las cantidades de testosterona recogidas en la Tabla son sólo aproximadas, y el valor real se encuentra probablemente por debajo. No se observaron productos adicionales, y el balance másico al final de la reacción (rendimiento aislado de los productos) fue superior al 98% en todos los casos. a The distribution of products was determined from the 1 H and 13 C NMR spectra. The amount of testosterone formed was always very low (less than 5% compared to the amount of epitestosterone observed), very close to the detection limits of the technique used. Given its low concentration, the amounts of testosterone listed in the Table are only approximate, and the actual value is probably below. No additional products were observed, and the mass balance at the end of the reaction (isolated yield of the products) was greater than 98% in all cases.

Según estos resultados, trabajando a una temperatura de reacción de 60°C es posible alcanzar conversiones de hasta un 70-80% de AD, manteniendo una selectividad a los productos de monoreducción por encima del 80%, y una esteroselectividad de >95% a epitestosterona. According to these results, working at a reaction temperature of 60 ° C it is possible to achieve conversions of up to 70-80% of AD, maintaining a selectivity to monoreduction products above 80%, and a steroselectivity of> 95% at epitestosterone

Claims (15)

R E I V I N D I C A C I O N E S 1. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides a partir de cetosteroides que comprende la reducción selectiva del grupo ceto del compuesto cetosteroide mediante una reacción de tipo Meerwein-Ponndorf-Verley que se lleva a cabo en presencia de al menos un agente reductor y un catalizador basado en un compuesto metal-orgánico de zirconio o hafnio.1. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds from ketosteroids comprising the selective reduction of the keto group of the ketosteroid compound by means of a Meerwein-Ponndorf-Verley type reaction which is carried out in the presence of at least one reducing agent and a catalyst based on a metal-organic compound of zirconium or hafnium. 2. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador es del tipo MOF-808 o derivados.2. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claim 1, characterized in that the catalyst is of the MOF-808 type or derivatives. 3. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según la reivindicación 2, caracterizado porque el derivado está seleccionado entre MOF-808-IP, MOF-808-Pydc, MOF-808-NH2, MOF-808-OH, MOF-808-Br y combinaciones de los mismos.3. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claim 2, characterized in that the derivative is selected from MOF-808-IP, MOF-808-Pydc, MOF-808-NH2, MOF-808-OH, MOF-808-Br and combinations thereof. 4. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la cantidad de Zr o Hf utilizado se encuentra entre un 2% y un 30% molar con respecto al cetosteroide.4. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the amount of Zr or Hf used is between 2% and 30% molar with respect to the ketosteroid. 5. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se lleva a cabo a una temperatura entre 40°C y 150°C, y un tiempo de contacto entre 4 y 72 horas.5. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is carried out at a temperature between 40 ° C and 150 ° C, and a contact time between 4 and 72 hours. 6. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el agente reductor es un alcohol.6. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the reducing agent is an alcohol. 7. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según la reivindicación 6, caracterizado porque el alcohol es un alcohol secundario.7. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claim 6, characterized in that the alcohol is a secondary alcohol. 8. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según la reivindicación 7, caracterizado porque el alcohol está seleccionado entre isopropanol, 2-butanol y combinaciones de los mismos.8. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claim 7, characterized in that the alcohol is selected from isopropanol, 2-butanol and combinations thereof. 9. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según la reivindicación 8, caracterizado porque el alcohol es 2-butanol. 9. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claim 8, characterized in that the alcohol is 2-butanol. 10.- Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la relación molar entre el alcohol y los compuestos cetosteroides está comprendida entre 1 y 200.10. Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claims 7 to 9, characterized in that the molar ratio between alcohol and ketosteroid compounds is between 1 and 200. 11.- Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según la reivindicación 10, caracterizado porque la relación molar entre el alcohol y los compuestos cetosteroides está comprendida entre 5 y 40.11. Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claim 10, characterized in that the molar ratio between alcohol and ketosteroid compounds is between 5 and 40. 12. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se lleva a cabo en un solo reactor.12. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it is carried out in a single reactor. 13. - Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según la reivindicación 12, caracterizado porque se lleva a cabo en un reactor continuo o un reactor discontinuo.13. - Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claim 12, characterized in that it is carried out in a continuous reactor or a discontinuous reactor. 14.- Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según la reivindicación 13, caracterizado porque se lleva a cabo en un reactor continuo seleccionado entre leche fijo, lecho ebullente o lecho móvil.14. Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claim 13, characterized in that it is carried out in a continuous reactor selected from fixed milk, boiling bed or mobile bed. 15.- Proceso de obtención de compuestos hidroxiesteroides según la reivindicación 13, caracterizado porque se lleva a cabo en un reactor discontinuo. 15. Process for obtaining hydroxysteroid compounds according to claim 13, characterized in that it is carried out in a batch reactor.
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