HU183182B - Process for preparing steroid hormones with pregnane skeleton - Google Patents

Description

A találmány tárgya új eljárás pregnán-vázú szteroid hormonok előállítására. Közelebbről a találmány olyan szteroid hormonok előállítására vonatkozik, amelyek a pregnán-vázukon szabad vagy védett hidroxilcsoportot tartalmaznak, továbbá amelyek felhasználhatók olyan értékes gyógyhatású hormonok előállításában, mint például a hidrokortizon, prednizolon vagy a 6-metil-prednizolon.

Az A gyűrű karbonilcsoportjának megvédése ismeretes, így például ezt a csoportot olyan eniminsó formájában védik, amely azután brómozás és az ezt követő acilezés útján 21 -acetoxi- 17-hidroxi-pregna-4-én-3,20 dionná („Reichstein-féle S-anyag 21-acetátja”) alakítanak 79 %-os hozammal anélkül, hogy megadnák a termék tisztaságát (lásd az 1801410 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírást vagy a Fried és Edwards által az „Organic Reactions in Steroid Chemistry” c. könyv I-II. kötetében a 223. oldalon írottakat).

A diosgenin típusú anyagokból kiinduló szteroid hormon előállításnál kiindulási anyagként a 3-helyzetben hidroxilcsoportot tartalmazó anyagot használnak, és ezt a csoportot acetilcsoport alkalmazásával megvédik, hogy ezután az oldallánci reakciókat végrehajthassák és a „Reichstein-féle S-anyagot” előállíthassák. Ebben az esetben az acetilcsoportot hidrolizálni és oxidálni kell karbonilcsoporttá alakítása céljából egy önálló mikrobiális lépésben, és a 11-helyzetű hidroxilezést egy második mikrobiális lépésben kell végrehajtani.

Az előzőekben ismertetett módszer hátránya az, hogy kétféle eniminsó keveréke képződik, és a sók közül az egyiknek az A gyűrűben reakcióképes kettőskötése van, miáltal az oldalláncban a későbbiekben végrehajtandó átalakítások során nem stabil.

A találmány célja pregnán vázú szteroid hormonok előállítására olyan eljárás kidolgozása, amelyet egyrészt egyszerűsített technológia, másrészt a képződő termékek nagy tisztasága jellemez.

A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a szteroid-váz 3-helyzetű karbonilcsoportját eniminsóvá alakítjuk, ezt a sót alacsony hőmérsékleten savas oldatban kicsapjuk, a sók így kapott keverékét hevítés után egyetlen jól definiálható eniminsóvá alakítjuk (melynek infravörös spektrumában a konjugált kettőskötésre egyetlen csúcs észlelhető 1610 cinknél), ezután egy reakcióedényben végrehajtjuk a brómozást és a 3-helyzetű védőcsoport hidrolizálását, majd a 17-helyzetű hidroxilcsoport védelmét acetilezéssel, ecetsavanhidrid és savas katalizátor jelenlétében a már szabad 3-helyzetű karbonilcsoport és 21-helyzetű acetilcsoport jelenlétében hajtjuk végre és végül az így kapott molekulát egyetlen mikrobiális kezelésnek vetjük alá a 11-helyzetű hidroxilezés végrehajtása céljából.

A találmány szerinti eljárás végrehajtását tehát az teszi lehetővé, hogy a szteroidváz 3-helyzetű karbonilcsoportját olyan csoporttal védjük, amely kettőskötéssel kapcsolódik. így egyetlen jól definiált terméket kapunk, amely azután stabil az ezt követően az oldalláncban végrehajtott reakciókban. Az ezután végrehajtott 17-helyzetű hidroxilcsoportvédelmet követően olyan köztiterméket kapunk, amely azután alkalmas mikrobiális konverzióra a kívánt végtermékek előállítása céljából.

A találmány szerinti eljárás végrehajtása során szén-szén és szén-nitrogén kettőskötésekből álló konjugált rendszerű eniminsó képződik, amely sónak a kémiai kötései stabilak elektrofil reakciók során, és a 17-helyzetű hidroxilcsoport védelme acetilezéssel végrehajtható.

Az eniminsó előállításának körülményei között - az enaminsóból kiindulva - a szteroidváz B gyűrűjében kettőskötést tartalmazó molekulák maradnak a termékben. Az előállítandó tennék infravörös spektrumában 1610 cm'¹-nél a kettőskötésre jellemző, közelebbről a szén-mitrogén kettőskötéshez kapcsolódó szén-szén kettőskötésre jellemző csúcs észlelhető, ugyanakkor 1655 cm’¹-nél is észlelhető csúcs, ami viszont az izolált szén-szén kettőskötésre jellemző. Éppen ez az utóbbi csúcs bizonyítja azt, hogy a termék a B gyűrűben kettőskötést hordozó molekulákat tartalmaz. Ennek a kettőskötésnek az A gyűrűbe való átvitele a rendszerbe járulékos energia juttatásával oldható meg, amikor is olyan sót kapunk, amely egyetlen csúcsot tartalmaz 1610 cm¹nél, vagyis a tennék szén—nitrogén és szén-szén kettőskötésekből álló egyetlen konjugált rendszert tartalmaz. Ezt a NMR-spektrum is bizonyítja.

A találmány szerinti eljárással előállított eniminsó azután biztosítja az ezt követően végrehajtott reagáltatások, azaz a brómozás és az acetilezés kvantitativitását. A találmány értelmében előállított eniminsó bróm-származékának, a 21-bróm-17-hidroxi-pregna-4-én-3,20-dionnak az olvadáspontja 219-220 °C, míg az 1 108 410 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás szerint előállított megfelelő bróm-származéké 165 °C.

A bromidot ezután a „Reichstein-féle S-anyag 21 -acetát”-jává (21 -acetoxi-17-hidroxi-pregna-4-én-3,20-dion) alakítjuk, majd acetilező eleggyel kezeljük a 17-helyzetű hidroxilcsoport megvédése céljából. Ezt a műveletet olyan acetilező keverékkel hajtjuk végre, amely ecetsavanhidridből, egy oldószerből, továbbá perklórsav etil-acetátos oldatából mint katalizátorból áll. Ezzel az acetilező keverékkel elkerülhető az e célra szokásosan alkalmazott, viszont rendkívül költségesen előállítható trifluor-ecetsavanhidrid alkalmazása. A reakciókörülményeket úgy választjuk meg, hogy a 17-helyzetű hidroxilcsoport acetileződése kvantitív módon, a csoport sztereokémiájának változása nélkül menjen végbe, ugyanakkor a szteroidváz 3-helyzetű karbonilcsoportja szabad formájú maradjon vagy enol-acetáttá alakuljon át. Az utóbbi csoport ugyanis nem befolyásolja a 11-béta helyzetű hidroxileződés céljából végrehajtott mikrobiális átalakulást, ugyanis a hidroxilezés körülményei között azonnal elhidrolizál és felszabadítja a kettőskötésben kapcsolódó karbonilcsoportot.

A találmány szerinti eljárással tehát a 17-helyzetű hidroxilcsoport megvédése 3-helyzetű karbonilcsoport jelenlétében történhet és így a 11-helyzetű hidroxileződés azután egyetlen mikrobiális kezelés eredménye lehet.

A találmány szerinti eljárás jobb megértését szolgálja az A reakcióvázlat. Az A reakcióvázlatban X jelentése savas karakterű csoport.

A találmány szerinti eljárás előnyei a következő pontokba foglalhatók össze:

-2183 182

1. lehetővé válik egy olyan, azonosított szerkezetű anyag, az eniminsó előállítása, amely azután biztosítja azt, hogy a „Reichstein-féle S-anyag” előállítása során az egyes átalakulások kvantitatív hozammal menjenek végbe;

2. a legtöbb esetben a „Reichstein-féle S-anyag” szintézise során képződő közbenső termékeket nem szükséges elkülöníteni;

3. a szintézis végrehajtható kisebb mennyiségű oldószerrel, energiával, munkával és idővel;

4. lehetővé válik a 17-helyzetű hidroxilcsoport acetilezése mind szabad 3-helyzetű karbonilcsoport, mind 21-helyzetű acetilcsoport jelenlétében anélkül, hogy az oldallánc sztereokémiája megváltozna; és

5. a védett „Reichstein-féle S-anyag” il-helyzetű hidroxilezése céljából végrehajtott mikrobiális kezelés egyetlen műveletben valósítható meg.

A találmányt közelebbről a következő kiviteli példával kívánjuk megvilágítani.

Példa

Nitrogénáramban forralás közben 300 ml vízmentes metanolban feloldunk 10 g 17-alfa-hidroxi-progeszteront, majd a kapott oldathoz cseppenként hozzáadunk 4 ml desztillált pirrolidint. Ezután a reakeióelegyet lehűtjük, majd az oldószer 70 %-át vákuumban ledesztilláljuk és az így kivált enaminsót kiszűrjük. Szárítás nélkül a sót 15—20 °C-on hozzáadjuk 8 ml perklórsav 50 ml vízmentes metanollal készült oldatához, majd az így kapott oldatot szobahőmérsékletre melegedni hagyjuk és azután további 250 ml vízmentes metanollal hígítjuk. Az így kapott elegyet ezután néhány percen át hevítjük, míg az oldószer fonáspontját elérjük. Ekkor a perklorátos csapadék teljesen feloldódik és az oldat elszíntelenedik. Ezután az oldatot 30-33 °C-ra lehűtjük, majd cseppenként hozzáadjuk 2 ml elemi bróm 50 ml vízmentes metanollal készült oldatát. A brómszármazék elkülönítése nélkül a védőcsoportot eltávolítjuk úgy, hogy a reakcióelegyhez 120 ml víznek és 10 g kálium-karbonát előzetesen 30 ml vízzel elkészített oldatának az elegyét adjuk. Az így kapott reakeióelegyet nitrogénatmoszférában 30 °C-on tartjuk közel 1 órán át, majd az alkohol legnagyobb részét vákuumban 30-35 °C-on eltávolítjuk és a mradékot 50-60-szoros mennyiségű hideg vízzel hígítjuk. Ekkor fehér csapadék formájában 21 -bróm-17-hidroxi-pregna-4-én-3,20-diont kapunk, amelyet kiszűrünk, hideg vízzel alaposan átöblítünk és 50 °C-os forró levegőáramot átáramoltatva rajta szárítunk. Az így kapott, 210- 215 °C olvadáspontú anyagot feloldjuk 500 ml, 5 g kálium-acetátot tartalmazó acetonban, majd az így kapott oldatot vissza folyó hűtő alkalmazásával 2-3 órán át forraljuk.

Miután az aeeton legnagyobb részét ledesztilláltuk, a maradékot 50-60-szoros mennyiségű vízzel hígítjuk, a hígítást szűrjük és a kiszűrt anyagot vízzel átmossuk. Az így kapott „Reichstein-féle S-anyag ⁵ 21-acetát”-ját szárítjuk, majd hozzáadunk 4-5szörös mennyiségű metanolt és forraljuk. A forralás után a kapott oldatot nagy mennyiségű vízzel hígítjuk, majd 0 °C-ra lehűtjük és a kivált csapadékot kiszűrjük. így 9 g mennyiségben 240 °C olvadás0 pontú 2 l-acetoxi-17-hidroxi-pregna-4-én-3,20-diont kapunk.

Az előző bekezdés szerinti anyagból 10 g-ot feloldunk 20 ml metilén-klorid, 10 ml ecetsavanhidrid, továbbá p-toluol-szulfonsav vagy perklórsav 1 %-os 5 etil-acetátos oldata mint katalizátor elegyében. Az oldást forralással segítjük. 3-4 óra elteltével az acetilezés teljes és kétféle termék, a „Reichsteinféle S-anyag 3,17,21-triacetát”-ja és a „Reichsteinféle S-anyag 17,21-diacetát”-ja elegyét kapjuk oldat θ formájában. Az oldatot 30 °C-ra lehűtjük, majd 100 ml metanolt adunk hozzá. Az ecetsavanhidrid etil-acetáttá történő átészterezését metanol és savas katalizátor jelenlétében szobahőmérsékleten 3—4 órás reakcióidővel hajtjuk végre. Az oldószert azután ledesztilláljuk, míg sűrű kristályos maradékot kapunk, amelyet azután vízzel hígítunk. Ekkor a Reichstein-féle S-anyag kétféle acetát-származékának fehér kristályait kapjuk. Mindkét származék 17-helyzetű hidroxilcsoportja acetilcsoporttal van védve. A kristályos tömeg szűrése és szárítása után 10 g mennyiségben olyan terméket kapunk, amely alkalmas a 11-helyzetben végrehajtandó mikrobiális hidroxilezésre.

Claims (1)

1. Eljárás pregnán vázú szteroid hormonok előállítására a szteroidváz 3-helyzetű karbonilcsoportjának eniminsó formájában való megvédésével, brómozással, a 3-helyzetű védőcsoport hidrolizálásával, a 21helyzetben való acetilezéssel és a 17 helyzetű hidroxilcsoport megvédésével, azzal jellemezve, hogy az eniminsót alacsony hőmérsékleten savas oldatban csapjuk ki, az ekkor kapott sókeveréket hőkezeléssel olyan egyetlen jól meghatározott sóvá alakítjuk, amelynek infravörös spektrumában 1610 cm'¹-nél konjugált kettőskötésre jellemző csúcs észlelhető, ezután egy reakcióedényben végrehajtjuk a brómozást és a 3-helyzetú védőcsoport hidrolizálását, majd a 17-helyzetű hidroxilcsoportot védjük acetilezéssel ecetsavanhidridet és savas katalizátort használva szabad 3-helyzetű karbonilcsoport és 21-helyzetű acetilcsoport jelenlétében, és az ekkor kapott, a 11-helyzetben egyetlen mikrobiális kezeléssel hidroxilezhető terméket elkülönítjük.