NO129337B

NO129337B -

Info

Publication number: NO129337B
Application number: NO04963/68A
Authority: NO
Inventors: E Munck
Original assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1968-01-15
Filing date: 1968-12-11
Publication date: 1974-04-01
Also published as: NL152214B; FR1595053A; DE1901104A1; CH489403A; NL6817853A; AT294691B; BE725224A; US3424306A; DE1901104B2; BR6804745D0; GB1239998A; OA02952A; SE360328B

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av lip, 21-dihydroxy-16a-alkyl-4,17(20) -pregnadien-3 -on-21 -acylater.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av 11(5,21-dihydroxy-16a-alkyl-4,17(20)-pregnadien-3- on-21-acylater. Disse forbindelser er for-delaktige som utgangsmateriale ved syn-tese av lip,17a,21-trihydroxy-16a-alkyl-4-pregnen-3,20-dioner som har fremtredende og forbedrede antiartritiske egenskaper i sammenligning med de fysiologisk aktive binyrebarkhormoner ll|3,17a,21-trihydroxy-4- pregnen-3,20-dion (Kendall's forbindelse F).

I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bruker man som utgangsmateriale 16a-alkylprogesteroner som har den generelle formel

i hvilken R' betegner alkyl.

Disse utgangsmaterialer hydroxyleres ved å utsette dem for oxygenerende enzy-mer som dannes ved å dyrke mikroorganismer som oxygenerer 16a-alkylprogesteronet til 16a-alkyl-ll-hydroxy-progesteron med den generelle formel: i hvilken R betegner en a-hydroxyl- eller (3-hydroxyl-gruppe og R' betegner en alkylgruppe.

Det er funnet at når man utsetter et 16a-alkylprogesteron for et oxygenerende enzym som dannes ved å dyrke en stamme av Aspergillus ochraceus, får man 11a-hydroxy-16a-alkylprogesteron.

Det er videre funnet at 16a-alkylprogesteroner kan utsettes for innvirkning av et oxygenerende enzym erholdt ved å dyrke en stamme av Curvularia lunata, hvorved der dannes ll|3-hydroxy-16«-alkylprogesteroner. 1 la-hydroxy- 16a-alkylprogesteroner og ll|3-hydroxy-16a-alkylprogesteroner oxyderes ved omsetning med kromsyre i eddiksyre så at der dannes det tilsvarende 11-keto-16a-alkylprogesteron som har den generelle formel: ll-keto-16a-alkylprogesteroner erholdt således som beskrevet ovenfor omsettes med en base i nærvær av et alkyloxalat, f. eks. etyloxalat og natriummetylat i metanol, hvorved der dannes et alkalimetalleno-lat av ll-keto-21-alkoxyoxalyl-16a-alkylprogesteronet med den generelle formel:

i hvilken R' betegner en alkylgruppe, R" likeledes en alkylgruppe og M betegner hydrogen eller et alkalimetall.

Ved behandling av den ovennevnte forbindelse med et halogen, dannes der 11-keto-21,21 -dihalogen-21 -alkoxyoxalyl- 16a-alkylprogesteron som har den generelle formel:

i hvilken R' betegner alkyl, R" likeledes betegner alkyl og X betegner halogen. De ovennevnte forbindelser, altså 11-keto-21,21 -dihalogen-16a-alkyl-21 -alkoxyoxalyl-progesteroner, omsettes i nærvær av alkyloxalat med en base, som f. eks. natriummetylat i metanol, hvorved der dannes en 3,ll-diketo-16a-alkyl-4,17(20)-pregnadien-21-syrealkylester som har følgende generelle formel:

i hvilken R' betegner en alkylgruppe.

Ketogruppen i 3-stillingen i denne forbindelse beskyttes ved ketaldannelse ved omsetning med etylenglykol i nærvær av toluensulfonsyre som katalysator, hvorved der dannes 3-etylenglykolketalet av 3,11-diketo-16a-alkyl-4,17(20)-pregnadien-21-syrealkylester som har den generelle formel:

i hvilken R' betegner en alkylgruppe.

Ved omsetning av de ovennevnte forbindelser, altså 3-etylenglykolketalet av 3,ll-diketo-16a-alkyl-4,17(20)-pregnadien-21-syrealkylestere med et reduksjonsmiddel som reduserer karbonsyreestere og keto-oxygen til hydroxylgrupper, som f.eks. litiumalminiumhydrid eller andre alkali-metallaluminiumhydrider, får man 3-etylenglykolketalet av ll|3,21-dihydroxy-16a-alkyl-4,17(20)-pregnadien-3-on som har følgende generelle formel:

i hvilken R' betegner en alkylgruppe.

Ved behandling av sistnevnte forbindelse med et acyleringsmiddel, f. eks. et syreanhydrid, dannes der 3-etylenglykol-ketalet av 11(3,21-hydroxy-16a-alkyl-4,17 (20) -pregnadien-3-on-21-acylat som har den generelle formel:

i hvilken R'" betegner et acylradikal og R' betegner en alkylgruppe.

3-etylenglykolketalet av 11(3,21-hydroxy-16a-alkyl-4,17 (20) -pregnadien-3-on-21-acylat overføres derpå til ll(3,21-dihydroxy-16a-alkyl-4,17(20)-pregnadien-3-on-21-acylatet ved hydrolyse, nemlig ved behandling med en liten mengde p-toluensulfonsyre i aceton.

Ovennevnte forbindelser hvor alkyl-gruppen i 16a-stilling er en metylgruppe, altså ll|3,21-dihydroxy-16a-4,17(20)-pregnadien-3-on-21-acylater, kan over-føres til fysiologisk aktive forbindelser som ll|3,17a,21-trihydroxy-16a-metyl-4-preg-nen-3,20-dion ved behandling med osmium-tetraoxyd, hydrogenperoxyd og pereddik-syre.

I det følgende beskrives som eksempler noen utførelsesformer for oppfinnelsen. Fremstilling av 16a- metylprogesteron, som anvendes som utgangsmateriale.

7,2 g magnesium ble overheldt med 125 ml vannfri eter og på vanlig måte overført til Grignards reagens med 45 g metyljodid i 125 ml vannfri eter. Dette Grignards reagens ble tilsatt 0,125 g vannfritt kupro-klorid og 13,2 g Alf,<->pregnenolon-acetat i 425 ml vannfri eter. Oppløsningen av stero-idet i eter ble tilsatt i løpet av 1 time og blandingen oppvarmet under tilbakeløps-kjøling i 2 timer etter at alt var tilsatt. Reaksjonsblandingen ble derpå avkjølt og spaltet ved forsiktig tilsetning av 300 ml mettet ammoniumkloridoppløsning. Det vandige skikt ble fraskilt og ekstrahert med eter. Eterekstraktene ble blandet og vasket til de var nøytrale med vann. Derpå ble blandingen tørret over magnesiumsulfat. Ved fordampning av eteren på dampbad fikk man 8,8 g 16a-metyl-pregnenolon i

form av råprodukt. Dette stoffs spektrum i

det infrarøde område viste at acetatgrup-pen var fullstendig fjernet.

1 g 16a-metylpregnenolon i form av råprodukt fremstillet som angitt ovenfor, ble

oppløst i 140 ml aceton som var destillert

over kaliumpermanganat. Den erholdte

oppløsning ble avkjølt til 0—5° C hvorpå 0,9 ml kromsyreoppløsning (26,72 g krom-oxyd og 23 ml svovelsyre fortynnet til 100 ml med vann) ble øyeblikkelig tilsatt. Blandingen ble omrørt i 5 minutter og heldt i 1 liter vann. Den ble derpå anbragt i et kjøle-skap i 1 time, filtrert og vasket med vann. Det tørrede produkt ble oppløst i varm metanol, tilsatt 2 dråper 2,5 N natrium-hydroxydoppløsning og oppvarmet på dampbad i 5 minutter. Natriumhydroxydet ble nøytralisert med 36 pst.s eddiksyre og blandingen fortynnet med vann. Den ble derpå anbragt i kjøleskap, filtrert og vasket med vann. Det tørrede produkt, 16a-metylprogesteron, hadde smeltepunkt 116—

120°C.U.V.^°H 2420,E } ^ 417.

0,4 g 16a-metylprogesteron i form av råprodukt ble kromatografert i 20 g syre-vasket aluminiumoxyd og eluert med blan-dinger av petroleter og eter inneholdende henholdsvis 20 pst., 80 pst. og 100 pst. eter. Man fikk 0,2 g 16a-metylprogesteron med smeltepunkt 135—137°C. Ved papirstrim-melanalyse viste dette seg å være «enkelt-flekkmateriale».

Fremstilling av lla- hydroxy- 16a- metyl-pr og ester on.

Det ble fremstillet et medium med følgende sammensetning: Glykose 20 g Et med enzym fordøyet laktoalbu-

min (Edamin) 20 g Maisstøpvæske .................... 5 ml Vann til totalvolum 1 liter.

Dette medium ble i 50 ml porsjoner fordelt i passende beholdere. Mediets pH-verdi ble innstillet på 6,5 med 1 M kalium-hydroxydoppløsning og mediet ble sterilisert ved 120°C i 12 minutter.

Mediene i hver beholder ble derpå po-det med en tykk, vandig suspensjon av sporer av en stamme av Rhizopus nigricans (American Type Culture Collection No. 6227b). Det podede medium ble holdt på en inkubasjonstemperatur av 28°C i 48 timer på et roterende rysteapparat. 10 mg 16a-metylprogesteron fremstillet som beskrevet ovenfor, ble tilsatt til hver beholder i form av en oppløsning i dimetylformamid (100 mg/ml). Man lot omvandlingen foregå i ytterligere 24 timer under samme betingelser som i vekststa-diet. Hele kulturvæsken ble derpå ekstrahert 3 ganger med sitt eget volum etyl-acetat. Ekstraktene ble blandet og inndam-pet. Det herved erholdte lla-hydroxy-16cc-metylprogesteron ble frafiltrert.

Dette produkt ble analysert ved papir - kromatografi. Man fant ikke noe reagert utgangsmateriale, men hovedmengden av produktet var lla-hydroxy-16a-metylprogesteron. Denne forbindelse oxyderes til' ll-keto-16«-metylprogesteron ved behandling med kromsyre i eddiksyre.

Aspergillus ochraceus (Northern Regional Research Laboratory 405) gav samme produkt under identiske betingelser.

Fremstilling av ll$- hydroxy- 16a- metylprogesteron.

Man fremstillet et medium med føl-gende sammensetning: Glukose 20 g Et med enzym fordøyet laktoalbu-

min (Edamin) 20 g Maisstøpvæske 5 ml Vann til 1 liter.

Dette medium ble fordelt i 50 ml porsjoner i passende beholdere. Mediets pH-verdi ble innstillet på 6,5 med 1 M kalium-hydroxydoppløsning og det ble sterilisert ved 120°C i 12 minutter.

Mediene i hver beholder ble derpå po-det med en tykk, vandig suspensjon av sporer av en stamme av Curvularia lunata (Northern Regional Research Laboratory 2434). Mediet ble derpå holdt ved en inkubasjonstemperatur på 28°C i 48 timer på et roterende rysteapparat. 10 mg 16(x-metylprogesteron fremstillet således som beskrevet ovenfor, ble tilsatt til hver beholder i form av en opp-løsning i dimetylformamid (100 mg/ml). Inkubasjonen ble fortsatt i ytterligere 24 timer under samme betingelser som i vekst-stadiet. Hele kulturvæsken ble derpå ekstrahert 3 ganger med sitt eget volum etyl-acetat. Ekstraktene ble blandet og inndam-pet. Det lip-hydroxy-17a-metylprogesteron man herved fikk ble frafiltrert.

lip-hydroxy-16a-metylprogesteron oxyderes til ll-keto-16ci-metylprogesteron ved behandling med kromsyre i eddiksyre.

Fremstilling av natrium- enolatet av 11-keto- 21- etoxy- oxalyl- 16a- metylprogesteron.

Man fremstillet en blanding av 1,7 ml av en 3,4 N oppløsning av natriummetylat i metanol, 0,22 ml absolutt etanol og 10 ml tørr benzen og destillerte denne blanding inntil 4 ml destillat var oppsamlet, hvorpå den ble avkjølet. Blandingen ble så tilsatt 1,1 ml etyloxalat og en oppløsning av 1,64 g ll-keto-16a-metylprogesteron fremstillet som beskrevet ovenfor, i 19 ml tørr benzen. Oppløsningen ble uklar og der dannet seg et gult bunnfall. Reaksjonsblandingen ble omrørt i 90 minutter hvorpå den ble tilsatt 27 ml eter og omrøringen ble fortsatt i 60 minutter. Derpå ble reaksjonsblandingen tilsatt 65 ml eter. Det herved erholdte bunnfall av natrium-enolatet av 11 -keto- 16a-metyl-21-etoxyoksalylproge-steron ble frafiltrert, vasket med flere porsjoner eter, hver på 25 ml, og tørret. Eteren fra vaskningen inneholdt små mengder ikke omsatt ll-keto-16a-metyl-progesteron.

Ved surgj øring av en vandig oppløs-ning av natrium-enolatet av ll-keto-21-etoxyoksalyl- 16a-metylprogesteron utfelles ll-keto-21-etoxyoksalyl-16a-metylproge-. steron som kan oppsamles ved filtrering.

Fremstilling av ll- keto- 21, 21- dibrom- 21-etoxyoksalyl- 16a- metylprogesteron.

En omrørt oppløsning av 2,25 g av natriumenolatet av ll-keto-21-etoxyoksa-lyl-16a-metylprogesteron og 1,5 g kalium-acetat i 35 ml iseddik, ble dråpevis tilsatt 1,54 g brom ved romtemperatur. Etter at alt var tilsatt ble reaksjonsblandingen blandet med et stort volum vann. Det vandige skikt ble dekantert fra det bunnfall som herved dannet seg. Dette bunnfall be-står av ll-keto-21,21-dibrom-21-etoxy-oksalyl-16a-metylprogesteron som deretter oppløses i alkohol og utfelles påny som fast stoff ved dråpevis tilsetning av vann.

Andre ll-keto-21,21-dihalogen-21-alk-oxy-oksalyl-16a-metylprogesteroner i hvil-ke halogensubstituenten kan være brom, klor eller jod og alkoxygruppen kan være metoxy, etoxy, propoxy, butoxy, amyloxy, heksyloxy, heptyloxy, oktyloxy eller lignende kan fremstilles ved å dihalogenere et ll-keto-21-alkoxyoksalyl-16a-metylprogesteron med klor, brom eller jod under anvendelse av den ovenfor beskrevne fremgangsmåte.

Fremstilling av 3, ll- diketo- 16a- metyl- 4, 17

( 20)- pregnadien- 21- syremetylester.

En oppløsning av 2,95 g ll-keto-21,21-dibrom-21-etoxyoksalyl-16a-metylprogesteron erholdt ved den foran beskrevne metode, i 75 ml metanol ble tilsatt 1,62 g natriummetylat i form av handelsvare. Den resulterende blanding ble holdt ved om-kring 25°C i 3 timer, hvorpå den ble fortynnet med vann og ekstrahert med 2 porsjoner metylenklorid. Metylenklorideks-traktene ble tørret med vannfritt natriumsulfat, hvorpå oppløsningsmidlet ble av-destillert ved atmosfæretrykk. Man fikk 3,ll-diketo-16a-metyl-4,17(20)-pregnadien-21-syremetylester som et oljeaktig stoff. Dette oljeaktige stoff ble oppløst i 25 ml benzen og kromatografert i en søyle bestående av 85 g syntetisk magnesiumsilikat (Florisil). Søylen ble utviklet med 200 ml porsjoner av oppløsningsmidler av følgende sammensetning, anvendt i den angitte rekkefølge: 1,5 porsjoner metylenklorid, 2,5 porsjoner metylenklorid pluss 5 pst. aceton og en 0,5 pst. porsjon aceton. Eluatene erholdt med metylenklorid pluss 5 pst. aceton ble blandet og oppløsningsmid-lene fjernet fra blandingen, hvorved man fikk 3,1 l-diketo-16a-metyl-4,17 (20) -pregnadien-21 -syremetylester.

Fremstilling av 3- etylenglykolketalet av 3, 11- diketo- l 6a- metyl- 4, l 7( 20)-pregnadien- 21 - syremetylester.

En oppløsning av 0,7 g 3,ll-diketo-16a-metyl-4,17(20)-pregnadien-21-syremetylester i 75 ml benzen ble tilsatt 3,7 ml etylenglykol og 0,075 g p-toluensulfonsyre. Blandingen ble oppvarmet under omrøring ved dens koketemperatur i 5y2 time. Reaksjonsblandingen ble derpå avkjølet og vasket med 50 ml 1 pst.s vandig natriumdikar-bonatoppløsning. Benzenskiktet ble derpå helt i en søyle bestående av 75 g syntetisk magnesiumsilikat (Florisil). Søylen ble utviklet med 50 ml porsjoner av oppløsnings-midler med følgende sammensetning og i følgende rekkefølge: 4 porsjoner metylenklorid og 1,5 porsjon metylenklorid pluss 4 pst. aceton. Metylenklorideluatene inneholdt 0,5 g av 3-etylenglykol-ketalet av 3,ll-diketo-16a-metyl-4,17(20)-pregnadien-21-syremetylester.

På lignende måte fremstilles 3-etylenglykol-ketalene av andre alkylestere av 3,ll-diketo-16a-metyl-4,17(20)-pregnadien-21-syre som f. eks. metyl-, etyl-, propyl-, butyl-, amyl-, hexyl-, heptyl- og oktyl-esterne ved å omsette den valgte alkylester av 3,ll-diketo-16a-metyl-4,17(20)-pregnadien-21-syre med etylenglykol i overens-stemmelse med den ovenfor beskrevne metode i nærvær av en sur katalysator som f. eks. vannfritt hydrogenklorid, benzen-sulfonsyre, p-toluensulfonsyre eller lignende. Fortrinnsvis bruker man metylesterne som utgangsmateriale.

Fremstilling av 3- etylenglykol- ketalet av 11 { i, 21 - dihydroxy- 16a- metyl- 4, l 7( 20)-pregnadien- 3- on.

40 ml av den overliggende væske i en oppløsning av 0,5 g litiumaluminiumhydrid i 50 ml vannfri eter avkjøles i en kolbe i en blanding av is og salt, hvorpå 0,5 g 3-etylenglykolketalet av 3,ll-diketo-16a-metyl-4,17(20)-pregnadien-21-syremetylester i 25 ml vannfri benzen tilsettes under omrøring i løpet av 10 minutter. Reaksjonsblandingen spaltes derpå med en mettet vandig natriumkaliumtartratoppløsning som tilsettes forsiktig til reaksjonsblandingen. Oppløsningsmiddelskiktet dekanteres fra den resulterende blanding og det vandige skikt vaskes med 2 porsjoner hver på 25 ml av benzen som derpå tilsettes til opp-løsningsmiddelskiktet. Oppløsningen i de blandede oppløsningsmidler tørres over vannfritt natriumsulfat og helles i en søyle bestående av 37 g syntetisk magnesiumsilikat (Florisil). Søylen utvikles med 125 ml porsjoner av oppløsningsmidlet med føl-gende sammensetning og i følgende rekke-følge: 2 porsjoner «Skellysolve B» pluss 10 pst. aceton, 3 porsjoner «Skellysolve B» pluss 15 pst. aceton og sluttelig flere porsjoner Skellysolve B pluss 12,5 pst. aceton. Eluatene fra de første 2 porsjoner, altså eluatene erholdt med Skellysolve B pluss 10 pst. aceton, blandes. Oppløsningsmid-lene destilleres av fra blandingen og man får som residuum 244 mg faste stoffer. Disse omkrystalliseres fra en blanding av

aceton og Skellysolve B, hvorved man får 3-etylenglykolketalet av ll(3,21-dihydroxy-16«-metyl-4,17(20)-pregnadien-3-on. Fremstilling av 3- etylenglykolketalet av 11 fi, 21 - dihydroxy- 16a- metyl- 4, l 7 ( 20) - pregnadien- 3- on- 21 - acetat. 1 del av 3-etylenglykol-ketalet av 11(3,

21-hydroxy-4,17(20)16a-metylpregnadien-3-on tilsettes til 3 deler eddiksyreanhydrid

og 3 deler pyridin. Man lar blandingen stå

natten over hvorpå man utvinner 3-etylenglykolketalet av ll|3,21-dihydroxy-16a- metyl-4,17(20)-pregnadien-3-on-21-acetat.

Fremstilling av llfi, 21- dihydroxy- 16a- metyl- 4, 17( 20) - pregnadien- 3- on- 21 - acetat.

En oppløsning av 1,2 g 3-etylenglykol-ketalet av ll|3,21-dihydroxy-16a-metyl-4,17

(20)-pregnadien-3-on-21-acetat i 80 ml

aceton tilsettes 2 dråper konsentrert svovelsyre i 20 ml vann, hvorpå blandingen

oppvarmes under tilbakeløpskjøling i 2 timer. Oppløsningen avkjøles og gjøres nøy-tral ved tilsetning av en fortynnet, vandig

oppløsning av natriumbikarbonat, hvorpå

acetonet fjernes ved destillasjon ved forminsket trykk. Det bunnfall som herved

dannes ekstraheres med metylenklorid,

ekstraktet skilles fra det vandige skikt,

tørres over vannfritt natriumsulfat og inn-dampes til tørrhet ved forminsket trykk,

hvorved man får i det vesentlige rent 11(3,

21-dihydroxy-16rx-metyl-4,17(20)-pregnadien-3-on-21-acetat.

Claims

1. Fremgangsmåte til fremstilling av lip,21-dihydroxy-16cc-alkyl-4,17(20)-pregnadien-3-on-21-acylater som er fordelak-

tige som utgangsmateriale ved fremstilling av ll(3,17a,21-trihydroxy-16a-alkyl-4-preg-nen-3,20-dioner, karakterisert ved at man utsetter et 16a-alkylprogesteron for innvirkning av slike mikroorganismer som bevirker hydroxylering i 11-stilling så at der dannes et lla- eller ll|3-hydroxy-16a-alkylprogesteron, som man derefter oxy-derer, hvorved man får et ll-keto-16a-alkylprogesteron, hvilken forbindelse omsettes med en base i nærvær av alkyloxalat, hvorved der dannes et alkalimetall-enolat av 1 l-keto-21-alkoxy-oxalyl- 16a-alkylprogesteron, som man derefter omsetter med halogen, hvorved der dannes et 11-keto-21,21 -dihalogen-21 -alkoxy-oxalyl- 16a-alkylprogesteron, hvilken forbindelse man omsetter med en base i nærvær av alkyloxalat, hvorved der dannes en 3,11-diketo-16a-alkyl-4,17(20)-pregnadien-21-syrealkylester, som man efter intermediær be-skyttelse av 3-ketogruppen ved ketaldannelse behandler med et reduksjonsmiddel, hvorved der dannes 3-ketalet av 11(3,21-dihydroxy-16a-alkyl-4,17(20)-pregnadien-3-on som man omsetter med et acyleringsmiddel, hvorved der dannes det tilsvarende 21-acylat, og derefter avspalter ketalgrup-pen i 3-stillingen ved hydrolyse.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at der for hydroxylering i lla-stilling som mikroorganis-me anvendes Rhizopus nigricans eller Aspergillus ochraceus.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at der for hydroxylering i ll(3-stillingen som mikroorgan-isme anvendes Curvularia lunata.