PL31694B1

PL31694B1 - Sposób wytwarzania ketosteroidów

Info

Publication number: PL31694B1
Application number: PL31694A
Authority: PL
Filing date: 1938-06-02
Publication date: 1943-05-31

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarzania ketosteroidów oraz zwiaz¬ ków wywodzacych sie od nich. Sposób wedlug wynalazku niniejszego polega na tym, ze steroidy, zawierajace grupy wodo¬ rotlenowe, zdatne do odwodornienia, pod¬ daje sie dzialaniu biochemicznych czynni¬ ków odwodorniajacych.Do przeprowadzania biochemicznego procesu odwodorniania mozna stosowac pewne drobnoustroje, np. bakterie grupy acetobacter oraz grzybki plesniowe albo enzymy, jakie mozna z tych drobnoustro¬ jów otrzymac. Sposród bakterii grupy ace- tobakteru nalezy wymienic zwlaszcza Bacterium (acetobacter) Pasteurianum, a takze bakterie takie jak Micrococcuis oblongus oraz bakterie sarbozy, nalezace do grupy Bacterium xylinum; sposród grzybków plesniowych daja dobre wyniki pewne Aspergillaceae.Szczególnie korzystnym okazalo, sie stosowanie tak zwanych „wzmocnionych drozdzy", jakie mozna otrzymywac, np. wedlug Wielanda (porównac ,,Annalen der Chemie" t. 492, str. 183 i nastepne), przez wstrzasanie z tlenem zawiesin droz¬ dzowych w mieszaninie toluenu z woda.Do zwiazków steroidowych, zawieraja¬ cych grupy wodorotlenowe, które sluzajako materialy wyjsciowe do biochemicz¬ nego odwodorniania, naleza np, sterole oraz kwasy zólciowe, zawierajace grupy wodorotlenowe, zdatne do odwodorniania, a takze produkty rozkladu tych materia¬ lów, zwiazki typu kortyny oraz zwiazki pochodzenia zwierzecego i roslinnego, dzialajace trujaco na serce i zawierajace charakterystyczny pierscien czteroczlono- wy oraz grupy wodorotlenowe, zdatne do odwodorniania. Ponadto, jako materialy wyjsciowe, mozna stosowac takze'zwiazki szeregu pregnanowego, zawierajace giupy wodorotlenowe, zdatne do odwodorniania, a takze zwiazki szeregu oestranu oraz an- drostanu, zawierajace grupy wodorotleno¬ we, zdatne do odwodorniania. Sposród ostatnio wyszczególnionych zwiazków szczególnie odpowiednie sa zwiazki nieza- wierajace lancuchów bocznych, zwlaszcza np. oestratriol, oktahydrooestrony, a tak¬ ze nienasycone zwiazki szeregu androsta- nowego, zwiazki androstenowe, dehydro- androsteron i androstendiol.Jezeli w materiale wyjsciowym oprócz grup przeznaczonych do odwodornienia znajduja sie jeszcze inne grupy wodorotle¬ nowe, mogace podlegac odwodornieniu, to mozna je w razie potrzeby zabezpieczyc przed dzialaniem biochemicznego srod¬ ka odwodorniajacego przeksztalcajac je przejsciowo, np. przez estryfikacje, etery- iikacje, chlorowcowanie lub podobne (dzialanie w grupy, które mozna po¬ nownie przeprowadzic w grupy wodoro¬ tlenowe.Biochemiczne odwodornianie steroidów zawierajacych grupy wodorotlenowe, na¬ dajace sie do odwodornienia, dobrze jest przeprowadzac w warunkach aerobowych albo w obecnosci akceptorów wodoru ta¬ kich, jak blekit metylenowy, chinon lub zwiazki podobne.Sposób biochemicznego odwodorniania wedlug wynalazku niniejszego daje szcze¬ gólne korzysci w zastosowaniu do szeregu androstenowego, jezeli polaczy sie go z biochemicznym procesem uwodorniania, opisanym np. w Berichte der deutsch. chem. Gesi tom 70, str. 470 i nastepne.Tak wiec np. w ten sposób w jednym za¬ biegu mozna z dehydroandrosteronu po¬ przez androstendion wytworzyc testo¬ steron.W tym celu dehydroandrosteron za po¬ moca „wzmocnionych drozdzy" poddaje sie najpierw biochemicznemu utlenianiu na androstendion, a nastepnie do miesza¬ niny powstalej po utlenieniu i zawieraja¬ cej androstendion dodaje sie substancji powodujacej biochemiczna reakcje w kie¬ runku redukqi. Odpowiednie do tego celu sa dodatki np. weglowodanów, takie pro¬ dukty rozkladu weglowodanów jak kwasy glicerynofosforowe i inne.Nastepujace przyklady wyjasniaja spo¬ sób wedlug wynalazku niniejszego.Przyklad I. Jako pozywke dla bakterii stosuje sie niezawierajaca chmielu brzecz¬ ke piwna (taka jak na piwo skladowe), w której okresla sie zawartosc maltozy i rozciencza woda do stezenia wynoszace¬ go okolo 4%. Nastepnie roztwór pozyw- kowy po dodaniu weglanu wapnia ogrze¬ wa sie w ciagu 20 minut w temperaturze 115° C w autoklawie, a nastepnie po ozie¬ bieniu przesacza. Klarowny roztwór po- zywkowy, ogrzany ponownie pod cisnie¬ niem, wprowadza sie nastepnie na duze plytki Petriego i zaszczepia Bacterium Pasteurianum. Po 3-dniowym staniu w temperaturze pokojowej do kazdej plytki Petriego, zawierajacej 300 cm3 roztworu pozywkowego, wprowadza sie roztwór 300 mg androstendiolu w 15 cm3 alkoholu etylowego. Po staniu w ciagu 2-ch dni w temperaturze pokojowej wprowadza sie ponownie taka sama ilosc androstendiolu i pozostawia plytki w spokoju w ciagu na¬ stepnych 2 dni w tej samej temperaturze.Nastepnie laczy sie zawartosci plytek Pe¬ triego i luguje az do wyczerpania eterem. — 2 —Roztwór eterowy przez przemycie uwal¬ nia sie ód kwasu octowego, wytworzonego prawdopodobnie podczas fermentacji, i od¬ parowuje do sucha. Pozostalosc straca sie digitonina, odsacza od osadu, przesacz uwalnia sie od digitoniny i traktuje w me¬ tanolu octanem semikarbazydu. Semikar- bazon wyosabnia sie i rozszczepia w zna¬ ny sposób Po traktowaniu metanolem, za¬ wierajacym kwas, otrzymany keton prze- krystalizowuje sie z octanu etylowego.Otrzymany produkt jest testosteronem i wykazuje w etanolu kat skrecania ptasz¬ yn czyzny polaryzacji (a) Je = + 108°; punkt topnienia 152° C.Przyklad IL Przy zastosowaniu podlo¬ za opisanego w przykladzie I do hodowli bakterii dodaje sie alkoholowego roztwo¬ ru produktu przeznaczonego do utlenia¬ nia. W przypadku uzycia podloza w ilosci równej 300 cm3 stosuje sie 200 mig dehy- droandrosteronu. Po staniu w ciagu 3 dni mieszanine reakcyjna luguje sie eterem, przemywa roztwór eterowy, suszy i odpa¬ rowuje. Pozostalosc w celu usuniecia nie¬ zmienionego dehydroandrosteronu traktu¬ je sie w ciagu 4 godzin w absolutnej piry¬ dynie bezwodnikiem ftalowym, mieszani¬ ne reakcyjna wylewa sie do wody, luguje eterem i usuwa pirydyne przez przemy¬ wanie woda zawierajaca kwas solny. Na¬ stepnie za pomoca lugów potasoweowych wydziela sie kwasny eter ftalowy dehy¬ droandrosteronu i po odparowaniu roz¬ tworu eterowego otrzymuje sie produkt krystalizacji, z którego po traktowaniu metanolem, zawierajacym kwas, i po przekrystalizowaniu z heksanu otrzymuje sie androstendion o, kacie skrecania (a) 20 = + 198° (w CHCh) oraz o punk¬ cie topnienia 173° C.Przyklad III. Do 300 cm3 zawiesiny Bacterium Pasteurianum, wytworzonej wedlug przykladu I, wprowadza sie 300 mg 17-jednopropionianu androstendiolu (o punkcie topnienia 146° C, (a) ^ =—62° w C2H5OH) w roztworze etanolowym. Po staniu w ciagu 4 dni w temperaturze po¬ kojowej mieszanine reakcyjna przerabia sie, jak opisano w przykladzie II, i usuwa niezmieniony jednopropionian jako kwas¬ ny ester kwasu ftalowego. Propionian te¬ stosteronu, pozostaly po izomeryzacji, przekrystalizowuje sie nastepnie z heksa¬ nu i otrzymuje zwiazek o punkcie topnie¬ nia 121° C, (a)2® = + 87° (w C2H5OH).Przyklad IV. W jednym litrze roztwo¬ ru pozywkowego, zawierajacego l°/o pep¬ tonu, 0,2% dwufosforanu amonowego, 0,1°/o dwufosforanu potasowego oraz 0,025% fosforanu magnezowego, hoduje sie bakterie sarbozy. Do hodowli tej do¬ daje sie porcjami 10 cm3 dwuprocentowe^ go roztworu cholesterolu w alkoholu. Po staniu w ciagu pewnego czasu mieszanine reakcyjna luguje sie eterem. Roztwór ete¬ rowy przemywa sie woda, uwalnia od wo¬ dy i odparowuje do sucha. Nastepnie po¬ zostalosc rozpuszcza sie w metanolu i traktuje octanem semikarbazydu. Straca sie semikarbazon cholestenonu, który od¬ sacza sie. Po rozszczepieniu w znany spo¬ sób otrzymuje sie cholestenon o punkcie topnienia 80 — 81° C, [a] ^ = + 87° w chloroformie.Przyklad V. 8 g drozdzy (fermentu klaczkowatego Milana) zawiesia sie w 30 cm3 wody i traktuje 10 cm3 roztworu l/5n Nd2HPO± oraz 10 cm3 l/5n roztworu KEtPOa. Zawiesine te wstrzasa sie w cia¬ gu 20 godzin w atmosferze tlenowej w temperaturze 32° C, nastepnie dodaje sie 190 mg androstendiolu, zawieszonego w 30 cm3 wody, i ostatecznie wstrzasa sie mieszanine te w ciagu 47 godzin w atmo¬ sferze tlenowej. Nastepnie mieszanine re¬ akcyjna luguje sie eterem, roztwór etero- — 0 —wy przemywa sie woda, lugiem sodowym, jednonormalnym kwasem solnym i znowu woda. Po wysuszeniu ponad siarczanem sodu roztwór eterowy odparowuje sie do sucha.Pozostalosc rozpuszcza sie w 30 cm3 alkoholu, ogrzewa sie z 3 g lodowatego kwasu octowego, oraz 1,5 g chlorku aceto- hydrazydopirydonowego (Girard, Helv.Chim. acta 19, str. 1095, 1936) i ogrzewa do wrzenia w ciagu godziny pod chlodni¬ ca zwrotna. Po oziebieniu cala mase wy¬ lewa sie do 140 cm3 wody, zawierajacej 60 g lodu oraz ilosc wodorotlenku sodo¬ wego, potrzebna do zabojetnienia 2,7 g lo¬ dowatego kwasu octowego. Nastepnie ca¬ la mase wstrzasa sie trzykrotnie z eterem w celu usuniecia skladnika niezawieraja- cego grupy ketonowej.Do wodnego roztworu dodaje sie 20 g 50%-owego kwasu siarkowego, przy czym powstaje met. Roztwór pozostawia sie w spokoju w ciagu godziny, nastepnie lu¬ guje sie go trzykrotnie eterem, przy czym wytworzony androstendion przechodzi do roztworu, wówczas roztwór eterowy prze¬ mywa sie wpda, suszy ponad siarczanem sodu i eter odparowuje. Jezeli pozosta¬ losc ponownie potraktuje sie mala iloscia eteru, to mozna otrzymac produkt krysta¬ liczny.Po przekrystalizowaniu pozostalosci z rozcienczonego acetonu otrzymuje sie substancje o punkcie topnienia 168 — 169° C, która jest takim samym zwiazkiem jak androstendion.Przyklad VI. 8 g drozdzy (fermentu klaczkowatego Milana) zawiesza sie w 30 cm3 wody, traktuje 10 cm3 l/5n roztwo¬ ru NazHPOi i 10 cm3 l/5n roztworu KH2PO4 i wstrzasa w ciagu 20 godzin w atmosferze tlenowej w temperaturze 32° C. Nastepnie wprowadza sie 200 mg dehydroandrosteronu zawieszonego w 30 cm3 wody i wstrzasa mieszanine reakcyjna w ciagu 48 godzin w atmosferze tlenowej.Nastepnie wprowadza sie roztwór 25 g; cukru inwertowanego w 150 cm3 wody i pozostawia sie mieszanine reakcyjna w spokoju w naczyniu fermentacyjnym w ciagu 3 dni w temperaturze pako* jowej.Nastepnie mieszanine reakcyjna luguje sie eterem i roztwór eterowy przemywa woda, lugiem sodowym, jednonormalnym kwasem solnym i znowu woda. Po wysu¬ szeniu ponad siarczanem sodu odparowu¬ je sie roztwór eterowy. Pozostalosc po od¬ parowaniu przekrystalizowuje sie z aceto¬ nu i eteru naftowego* Otrzymuje sie 120 mg substancji o punkcie topnienia 151° C, która jest takim samym zwiazkiem jak testosteron.Przyklad VII. Do 60 cm3 wyjalowione) pozywki drozdzowej wprowadza sie 10 cm3 l/5n NazHPOi i 10 cm3 l/5n KH2POL jako substancje buforowe i zadaje 200 g mialko sproszkowanego metyloandrosten- dioluj po czym pozywke te wyjalawia sie w ciagu godziny w kapieli wodnej. Po ostygnieciu zaszczepia sie ja kilkoma kro¬ plami zawiesiny swiezo wyhodowanych bakterii. Mieszanine reaikcyjna wstrzasa sie nastepnie w temperaturze 32° C w at¬ mosferze tlenowej w ciagu 5 dni, po czym zawiesine te .przesacza sie. Pozostalosc, pozostajaca na saczku, rozpuszcza sie w acetonie i roztwór acetonowy oddziela sie od osadu bakteryjnego przez saczenie.Rozdzielanie mieszaniny, pozostalej po odparowaniu acetonu, na skladniki keto¬ nowe i nieketónowe uskutecznia sie np. za pomoca odczynnika Girarda.W tym celu pozostalosc rozpuszcza1 sie w 30 cm3 alkoholu absolutnego, dodaje 3 g lodowatego kwasu .octowego oraz 1,5 g odbzynmika Girarda i gotuje w ciagu go¬ dziny pod chlodnica zwrotna. Po ostygnie¬ ciu zlewa sie mieszanine reakcyjna do 200 cm3 wody, zawierajacej ilosc NaOH% potrzebna do zobojetnienia 2,7 g kwasu octowego. Nastepnie mieszanine te luguje — 4 —sie trzykrotnie eterem i przemywa roz¬ twór eterowy, niezawierajacy skladników ketonowych, woda, po czym suszy ponad siarczanem sodu i eter odparowuje. Przez przekrystalizowanie z rozcienczonego ace¬ tonu otrzymuje sie 20 mg niezmienionego metyloandrosteiidiolu.Wodny roztwór produktu otrzymanego z odczynnikiem Girarda zadaje sie 10 g stezonego H2SO4, i po 2 godzinach ponow¬ nie luguje eterem. Roztwór eterowy prze¬ mywa sie woda, suszy za pomoca siarcza¬ nu sodu i eter odparowuje* Z pozostalosci po przekrystalizowaniu z rozcienczonego metanolu i rozcienczonego acetonu otrzy¬ muje sie 150 mg substancji o punkcie top¬ nienia 163 — 164° C (bez poprawki). Mie¬ szanina tego produktu z metylotestostero- nem nie wykazuje obnizenia punktu top¬ nienia.Na podstawie sposobu wedlug wyna¬ lazku niniejszego mozna w sposób stosun¬ kowo prosty i ze stosunkowo duza wydaj¬ noscia wytwarzac cenne ketosteroidy, które mozna bylo dotychczas otrzymywac jedynie metodami stosunkowo uciazliwy¬ mi albo tez jedynie, ze stosunkowo mala wydajnoscia. PL

Claims

Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania ketosteroidów, znamienny tym, ze steroidy zawierajace grupy wodorotlenowe, zdatne do odwo- dornienia, poddaje sie dzialaniu bio chemicznych czynników odwodorniaj a« cych.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako materialy wyjsciowe stosuje sie zwiazki steroidowe, zawierajace gru¬ py wodorotlenowe, zdatne do odwodornie- nia, i niezawierajace lancuchów bocz¬ nych.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, zna¬ mienny tym, ze jako materialy wyjsciowe stosuje sie nienasycone zwiazki szeregu androstenowego.
4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tym, ze jako material wyjsciowy stosuje sie androstendiol.
5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, zna¬ mienny tyfti, ze grupy wodorotlenowe, za¬ warte w materiale wyjsciowym i mogace podlegac odwodornieniu, zabezpiecza sie, oprócz grupy albo grup wodorotlenowych, przeznaczonych do odwodornienia, prze¬ ksztalcajac je przejsciowo, np. za pomoca ©Stryfikacji, eteryfikacji lub chlorowcowa¬ nia, w grupy, które mozna ponownie prze¬ tworzyc w grupy wodorotlenowe.
6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tym, ze jako material wyjsciowy stosuje sie dehydroandrosteron.
7. Sposób wedlug zastrz. 1 —* 6, zna¬ mienny tym, ze biochemiczne odwodor- nianie zwiazków steroidowych, zawieraja¬ cych grupy wodorotlenowe zdatne do od- wodorniania, przeprowadza si^ w warun¬ kach aerobowych.
8. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tym, ze biochemiczne odwodor- nianie zwiazków steroidowych, zawieraja¬ cych grupy wodorotlenowe, przeprowadza sie za pomoca bakterii nalezacych do gru¬ py acetobakter.
9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze wspomniane biochemiczne odwo- dornianie przeprowadza sie za pomoca Bacterium (acetobacter) Pasteurianum.
10. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tym, ze biochemiczne odwodor- nianie przeprowadza sie za pomoca ,,wzmocnionyeh drozdzy",
11. Sposób wedlug zastrz. 1 — 10, zna¬ mienny tym, ze w kombinacji z odwodor- nianiem biochemicznym przeprowadza sie biochemiczne uwodornianie.
12. Sposób wedlug zastrz. 11, znamien¬ ny tym, ze biochemiczne uwodornianie przeprowadza sie tak, iz do mieszaniny — 5 —reakcyjnej, otrzymywanej przez bioche¬ miczne odwodornianie za pomoca „wzmocnionych drozdzy", dodaje sie sub¬ stancji powodujacej biochemiczne uwo¬ dornianie,
13. Sposób wedlug zastrz. 12, znamien¬ ny tym, ze jako taka substancje stosuje sie weglowodan. Schering A. G. Zastepca: M, Skrzypkowski rzecznik patentowy Staatsdruckerei Warschau — Nr. 12804/43. PL