RU2425052C1 - Method of producing 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione from androst-4-ene-3,17-dione, method of producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (exemestane) using obtained 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione - Google Patents

Method of producing 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione from androst-4-ene-3,17-dione, method of producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (exemestane) using obtained 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione Download PDF

Info

Publication number
RU2425052C1
RU2425052C1 RU2010107745/04A RU2010107745A RU2425052C1 RU 2425052 C1 RU2425052 C1 RU 2425052C1 RU 2010107745/04 A RU2010107745/04 A RU 2010107745/04A RU 2010107745 A RU2010107745 A RU 2010107745A RU 2425052 C1 RU2425052 C1 RU 2425052C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dione
methyleneandrost
medium
ene
methylene
Prior art date
Application number
RU2010107745/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Степановна Савинова (RU)
Татьяна Степановна Савинова
Николай Вадимович Лукашёв (RU)
Николай Вадимович Лукашёв
Геннадий Владимирович Латышев (RU)
Геннадий Владимирович Латышев
Галина Викторовна Суходольская (RU)
Галина Викторовна Суходольская
Марина Викторовна Донова (RU)
Марина Викторовна Донова
Виктория Валерьевна Фокина (RU)
Виктория Валерьевна Фокина
Андрей Анатольевич Шутов (RU)
Андрей Анатольевич Шутов
Вера Максимовна Николаева (RU)
Вера Максимовна Николаева
Виктор Васильевич Суровцев (RU)
Виктор Васильевич Суровцев
Original Assignee
Татьяна Степановна Савинова
Николай Вадимович Лукашёв
Марина Викторовна Донова
Галина Викторовна Суходольская
Виктор Васильевич Суровцев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Татьяна Степановна Савинова, Николай Вадимович Лукашёв, Марина Викторовна Донова, Галина Викторовна Суходольская, Виктор Васильевич Суровцев filed Critical Татьяна Степановна Савинова
Priority to RU2010107745/04A priority Critical patent/RU2425052C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2425052C1 publication Critical patent/RU2425052C1/en

Links

Landscapes

  • Steroid Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: invention relates to improved methods of producing 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione and 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (MNN exemestane) using the obtained 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione. 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione is obtained using a method involving preliminary enolisation of ö4-3-ketofunction of androst-4-ene-3,17-dione with formation of 3-alkoxyandrost-3,5-dien-17-one, subsequent three-component condensation with a secondary amine and formaldehyde in the medium of a polar protonic solvent, deamination of the N,N-disubstituted amino group to form a 6-methylene group in the medium of an aprotic solvent. 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione is obtained through 1,2-dehydrogenation of 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione via microbiological transformation in a medium containing up to 40% water-miscible aprotic solvent using Nocardioides simplex cells VKM As-2033D. ^ EFFECT: high output and selectivity under mild conditions for carrying out the process. ^ 11 cl, 4 ex, 1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к области органического синтеза и биотехнологии, конкретно касается получения стероидного соединения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона и может быть использовано в химической, микробиологической и фармацевтической отраслях промышленности.The present invention relates to the field of organic synthesis and biotechnology, specifically relates to the production of the steroid compound 6-methyleneandrosta-1,4-diene-3,17-dione and can be used in the chemical, microbiological and pharmaceutical industries.

6-Метиленандроста-1,4-диен-3,17-дион (6-метилен-АДД, МНН эксеместан) - высокоэффективный современный инактиватор ароматазы, известный под торговым названием «Аромазин» (Производитель «Pharmacia Italia», Италия), который широко применяется в терапии злокачественных новообразований молочной железы [US 4808616, 1989; D.Giudici, G.Ornati, G.Briatico, F.Buzzetti, P.Lombardi and E. di Salle Journal of Steroid Biochemistry, Volume 30, Issues 1-6, 1988, Pages 391-394]. Клинические испытания показали высокую эффективность и безопасность эксеместана при лечении женщин в постменопаузе (естественной или индуцированной), страдающих метастатическим раком молочной железы, прогрессирующим на фоне терапии антиэстрогенами, нестероидными ингибиторами ароматазы или прогестинами [М.Б.Стенина «Ингибиторы ароматазы в лечении диссеминированного рака молочной железы у больных в менопаузе». Материалы IV ежегодной российской онкологической конференции. Москва, 21-23 ноября 2000 г.].6-Methyleneandrosta-1,4-diene-3,17-dione (6-methylene-ADD, INN exemestane) is a highly effective modern aromatase inactivator, known under the trade name "Aromasin" (Manufacturer "Pharmacia Italia", Italy), which is widely used in the treatment of malignant neoplasms of the mammary gland [US 4808616, 1989; D. Giudici, G. Ornati, G. Briatico, F. Buzzetti, P. Lombardi and E. di Salle Journal of Steroid Biochemistry, Volume 30, Issues 1-6, 1988, Pages 391-394]. Clinical trials have shown the high efficacy and safety of exemestane in the treatment of postmenopausal women (natural or induced), suffering from metastatic breast cancer, progressing with anti-estrogen therapy, non-steroidal aromatase inhibitors or progestins [MB Stenina “Aromatase inhibitors in the treatment of disseminated breast cancer glands in menopausal patients. " Materials of the IV annual Russian oncological conference. Moscow, November 21-23, 2000].

Известны способы получения эксеместана 1,2-дегидрированием 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона (6-метилен-АД).Known methods for producing exemestane by 1,2-dehydrogenation of 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione (6-methylene-AD).

Известны способы 1,2-дегидрирования 6-метилен-АД с использованием химических дегидрирующих агентов. Так, известны способы получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона дегидрированием 6-метилен-АД с использованием 2,3-дихлор-5,6-дициан-1,4-бензохинона (DDQ) при кипячении реакционной массы в диоксане в течение 15 ч (выход 50,3%) [GB 2177700, 1987, пример 1] или в инертном растворителе в течение 8 ч в присутствии ароматической карбоновой кислоты (выход 50,7%) [CN 1453288, 2003].Known methods for 1,2-dehydrogenation of 6-methylene-AD using chemical dehydrogenating agents. Thus, methods are known for producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione by dehydrogenation of 6-methylene-AD using 2,3-dichloro-5,6-dicyan-1,4-benzoquinone (DDQ) under reflux reaction mass in dioxane for 15 hours (yield 50.3%) [GB 2177700, 1987, Example 1] or in an inert solvent for 8 hours in the presence of aromatic carboxylic acid (yield 50.7%) [CN 1453288, 2003] .

Известны способы получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона дегидрированием 6-метилен-АД с использованием двуокиси селена (кипячение в среде трет-бутилового спирта в течение 30 ч, выход 40,2%) [GB 2177700, 1987, пример 2] или с использованием 2-йодоксибензойной кислоты [CN 1491957, 2004].Known methods for producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione by dehydrogenation of 6-methylene-AD using selenium dioxide (boiling in tert-butyl alcohol for 30 hours, yield 40.2%) [GB 2177700 , 1987, Example 2] or using 2-iodoxybenzoic acid [CN 1491957, 2004].

Также известен процесс получения эксеместана реакцией дегидрирования 6-метилен-АД в 1,2-положение в присутствии хинона, силилирующего агента и кислоты, имеющей рКа в водном растворе ≤1 [WO 2009/077454, 2009, пример 1]. При этом в качестве хинона используют 2,3,5,6-тетрахлор-1,4-бензохинон (хлоранил), в качестве силилирующего агента используют бис(триметилсилил)трифторацетамид, в качестве сильной кислоты - трифторметансульфоновую кислоту; технический продукт, Полученный с выходом 81,8% продукт перекристаллизовывают, однако выход очищенного продукта не указан. Так, известен способ получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона реакцией 6-метилен-АД с хлоранилом в удобном растворителе, в качестве которого применяют диметилсульфоксид (ДМСО) или N-метилпирролидин (NМП) [WO 2009093262, 2009]. При этом из 100 г 6-метилен-АД (пример 3) получают лишь 55 г эксеместана 97,3% содержания.The process of producing exemestane by the dehydrogenation of 6-methylene-AD to the 1,2-position in the presence of a quinone, silylating agent and acid having pKa in an aqueous solution of ≤1 is also known [WO 2009/077454, 2009, example 1]. In this case, 2,3,5,6-tetrachloro-1,4-benzoquinone (chloranil) is used as quinone, bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide is used as the silylating agent, and trifluoromethanesulfonic acid is used as the strong acid; technical product Obtained in 81.8% yield, the product is recrystallized, but the yield of the purified product is not indicated. Thus, a method is known for producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione by reacting 6-methylene-AD with chloranil in a convenient solvent, which is used dimethyl sulfoxide (DMSO) or N-methylpyrrolidine (NMP) [WO 2009093262 , 2009]. Moreover, from 100 g of 6-methylene-AD (Example 3), only 55 g of exemestane is obtained, 97.3% of the content.

Известен способ получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона, в котором дегидрирование 6-метилен-АД осуществляется бромированием 6-метилен-АД бромом в органическом растворителе при температуре от 0 до 10°С с образованием трибром-соединения, дебромированием трибром-соединения реакцией с йодидом щелочного металла в органическом кетонном растворителе с образованием 2-бромпроизводного 6-метилен-АД и дегидробромированием 2-бромпроизводного 6-метилен-АД реакцией с основным агентом в полярном растворителе (при температуре 120°С в течение 2,5 ч, общий выход 40,13%) [US 4990635, 1991, примеры 2-4] (Рисунок 1).A known method of producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione, in which the dehydrogenation of 6-methylene-AD is carried out by bromination of 6-methylene-AD with bromine in an organic solvent at a temperature from 0 to 10 ° C with the formation of tribromo- compounds by debromination of the tribromo compound by reaction with an alkali metal iodide in an organic ketone solvent to form the 2-bromo derivative 6-methylene-AD and dehydrobromination of the 2-bromo derivative 6-methylene-AD by reaction with the main agent in a polar solvent (at a temperature of 120 ° C for 2.5 h, total yield minutes 40,13%) [US 4990635, 1991 Examples 2-4] (Figure 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

Рисунок 1. Синтез эксеместана из 6-метилен-АД химическими методамиFigure 1. Synthesis of exemestane from 6-methylene-AD by chemical methods

Общим недостатком химических методов 1,2-дегидрирования является использование дорогостоящих и токсичных реагентов, жесткие условия проведения реакций, а также в большинстве случаев необходимость применения колоночной хроматографии для очистки, и как следствие низкий выход эксеместана.A common drawback of chemical methods of 1,2-dehydrogenation is the use of expensive and toxic reagents, harsh reaction conditions, and in most cases the need for column chromatography for purification, and, as a consequence, the low yield of exemestane.

Известно введение 1,2-двойной связи в стероидную молекулу с использованием методов микробиологической трансформации.The introduction of a 1,2-double bond into a steroid molecule using methods of microbiological transformation is known.

Осуществление сложных полиферментных процессов в одну технологическую стадию в мягких условиях, относительно высокие выходы получаемых целевых продуктов, возможность ингибирования побочных реакций определяют перспективность использования микроорганизмов в качестве биокатализаторов реакции 1,2-дегидрирования, в частности, для получения эксеместана.The implementation of complex polyenzyme processes in one technological stage under mild conditions, the relatively high yields of the desired products obtained, the possibility of inhibiting side reactions determine the prospects of using microorganisms as biocatalysts of the 1,2-dehydrogenation reaction, in particular, for the production of exemestane.

В качестве биокатализаторов процесса 1,2-дегидрирования используют культуры с 3-кетостероид-Δ1-дегидрогеназой (ЕС 1.3.99.4) родов: Arthrobacter, Alternaria, Alcaligenes, Calonectria, Ophiobolus, Corynebacterium, Bacillus, Nocardia, Streptomyces, Bacterium, Mycobacterium, Fusarium, Cylindrocarpon, Pseudomonas, Protaminobacter, Septomyxa, Didymella и др. [Charney W., Herzog H. Microbial transformation of Steroids. Academic Press. Inc. New York. 1967, pp.236-261]. Наиболее часто для проведения процесса 1,2-дегидрирования стероидных соединений ряда прегнана и андростана используются штаммы вида Arthrobacter simplex.As biocatalysts of the 1,2-dehydrogenation process, cultures with 3-ketosteroid-Δ 1 -dehydrogenase (EC 1.3.99.4) of the genera: Arthrobacter, Alternaria, Alcaligenes, Calonectria, Ophiobolus, Corynebacterium, Bacillus, Nocardia, Streptomyces, Bacterium, Bacterium Fusarium, Cylindrocarpon, Pseudomonas, Protaminobacter, Septomyxa, Didymella et al. [Charney W., Herzog H. Microbial transformation of Steroids. Academic Press. Inc. New York 1967, pp. 236-261]. Most often, strains of the species Arthrobacter simplex are used to carry out the 1,2-dehydrogenation process of steroid compounds of a number of pregnan and androstane.

Биоконверсию проводят, используя культуральную жидкость, нативные клетки (60-85% влажности) [US 4749649, 1988], высушенные клетки, полученные при обработке ацетоном, высушенные в вакууме или на воздухе при нагревании [US 4704358, 1987], в условиях лиофилизации, а также используют бесклеточные экстракты, полученные при ультразвуковом разрушении или разрушенные при пропускании замороженных клеток через фильеры под давлением [EP 0350488, 1993]. Для того чтобы исключить дополнительные технологические этапы, предпочтительно использование нативных клеток.Bioconversion is carried out using culture fluid, native cells (60-85% humidity) [US 4749649, 1988], dried cells obtained by treatment with acetone, dried in vacuum or air when heated [US 4704358, 1987], under lyophilization conditions, and also use cell-free extracts obtained by ultrasonic disruption or destroyed by passing frozen cells through dies under pressure [EP 0350488, 1993]. In order to exclude additional technological steps, it is preferable to use native cells.

Основной проблемой получения 1,2-дегидрированных производных ряда андростана, в частности эксеместана, микробиологическим способом, является малая эффективность процесса, обусловленная низкой растворимостью субстрата в водной среде, необходимостью в этих условиях использования малых концентраций для создания условий его доступности клеткам микроорганизмов и для достижения максимально полного превращения в продукт.The main problem of obtaining 1,2-dehydrogenated derivatives of a number of androstane, in particular exemestane, by the microbiological method is the low efficiency of the process, due to the low solubility of the substrate in the aquatic environment, the need to use low concentrations under these conditions to create conditions for its availability to microorganism cells and to achieve maximum complete conversion to product.

Для достижения в среде более высокой концентрации стероидных субстратов и повышения эффективности процесса 1,2-дегидрирования применяют органические растворители, несмешивающиеся с водой, в количестве, необходимом для растворения исходного субстрата.To achieve a higher concentration of steroid substrates in the medium and increase the efficiency of the 1,2-dehydrogenation process, organic solvents immiscible with water are used in an amount necessary to dissolve the starting substrate.

Так, известен способ превращения 1,2-насыщенного стероида в 1,2-дегидростероид, который включает взаимодействие 1,2-насыщенного стероида с Arthrobacter simplex или Bacterium cyclooxydans в присутствии экзогенного носителя электронов, несмешивающегося с водой ароматического углеводородного растворителя, где концентрация кислорода поддерживается на уровне минимальной концентрации кислорода, необходимой для окисления, или где реакция осуществляется ниже температуры вспышки смеси при условии, что 1,2-насыщенный стероид имеет растворимость в несмешивающемся с водой ароматическом углеводородном растворителе, более чем 5 г/л [US 4684610, 1987]. Процесс проводят в двухфазной системе, используя несмешивающиеся с водой органические растворители: бензол, толуол, ксилол.Thus, a method is known for converting a 1,2-saturated steroid to a 1,2-dehydrosteroid, which involves reacting a 1,2-saturated steroid with Arthrobacter simplex or Bacterium cyclooxydans in the presence of an exogenous electron carrier immiscible with water of an aromatic hydrocarbon solvent, where the oxygen concentration is maintained at the minimum oxygen concentration necessary for oxidation, or where the reaction is carried out below the flash point of the mixture, provided that the 1.2-saturated steroid has solubility in immiscible with ode aromatic hydrocarbon solvent is more than 5 g / L [US 4684610, 1987]. The process is carried out in a two-phase system using water-immiscible organic solvents: benzene, toluene, xylene.

Также известен способ получения 1,2-дегидро-3-кетостероида, который заключается в том, что 1,2-насыщенный 3-кетостероид подвергают взаимодействию с Arthrobacter simplex или Bacterium cyclooxydans в присутствии экзогенного носителя электронов и несмешивающегося с водой растворителя, включая ароматические углеводороды [GB 2131811, 1984]. Согласно этому способу (примеры 1 и 2) процесс трансформации проводят клетками A. simplex в присутствии менадиона в среде K2HPO4 буферного раствора (pH 7.5), содержащей до 10% толуола, в течение 4 дней.A method for producing 1,2-dehydro-3-ketosteroid is also known, which method comprises reacting a 1,2-saturated 3-ketosteroid with Arthrobacter simplex or Bacterium cyclooxydans in the presence of an exogenous electron carrier and a water-immiscible solvent, including aromatic hydrocarbons [GB 2131811, 1984]. According to this method (examples 1 and 2), the transformation process is carried out by A. simplex cells in the presence of menadione in a medium of K 2 HPO 4 buffer solution (pH 7.5) containing up to 10% toluene for 4 days.

Недостатком данных способов является необходимость создания и строгого поддержания минимально допустимой концентрации растворенного кислорода в среде, чтобы избежать вспышки паров газовоздушной смеси и в то же время обеспечить оптимальные условия для процесса окисления субстрата. Осуществление данных способов требует специального технологического оборудования, что фактически исключает их практическую реализацию в условиях промышленного производства. Однако известными способами получают андроста-1,4-диен-3,17-дион (АДД) из андрост-4-ен-3,17-диона (АД), андроста-1,4,9(11)-триен-3,17-дион (Δ9(11)-АДД) из андроста-4,9(11)-диен-3,17-диона (Δ9(11)-АД), а также другие 1,2-дегидропроизводные ряда андростана, и в них не описано получение эксеместана (6-метилен-АДД) из 6-метилен-АД.The disadvantage of these methods is the need to create and strictly maintain the minimum permissible concentration of dissolved oxygen in the medium in order to avoid an outburst of vapor of the gas-air mixture and at the same time provide optimal conditions for the oxidation of the substrate. The implementation of these methods requires special technological equipment, which virtually eliminates their practical implementation in industrial production. However, by the known methods receive androsta-1,4-diene-3,17-dione (ADD) from androst-4-ene-3,17-dione (AD), androsta-1,4,9 (11) -trien-3 , 17-dione (Δ 9 (11) -ADD) from androst-4,9 (11) -diene-3,17-dione (Δ 9 (11) -AD), as well as other 1,2-dehydro derivatives of the androstane series , and they do not describe the preparation of exemestane (6-methylene-ADD) from 6-methylene-AD.

Известно, что экзогенные акцепторы электронов - феназинметосульфат (ФМС), менадион (2-метил-1,4-нафтохинон), 1,4-нафтохинон, менадион бисульфит - используют не только для стимулирования процесса 1,2-дегидрирования стероидных соединений, но также и для ингибирования побочных реакций восстановительного характера и деструктивной активности клеток микроорганизмов. Образование побочных продуктов, деструкция целевого продукта снижают выход основного продукта.It is known that exogenous electron acceptors - phenazine methosulfate (PMS), menadione (2-methyl-1,4-naphthoquinone), 1,4-naphthoquinone, menadione bisulfite - are used not only to stimulate the 1,2-dehydrogenation of steroid compounds, but also and to inhibit adverse reactions of a reducing nature and destructive activity of microorganism cells. The formation of by-products, the destruction of the target product reduce the yield of the main product.

В процессах микробиологической трансформации стероидных соединений наряду с использованием органических растворителей несмешивающихся с водой, используют смешивающиеся с водой органические растворители, такие как диметилсульфоксид, диметилформамид, метанол, этанол, ацетон и т.п.In the processes of microbiological transformation of steroid compounds along with the use of water-immiscible organic solvents, water-miscible organic solvents such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, methanol, ethanol, acetone and the like are used.

Описано применение диметилформамида (ДМФ) и диметилсульфоксида (ДМСО) в качестве смешивающихся с водой органических растворителей, используемых в процессах микробиологического 1,2-дегидрирования.The use of dimethylformamide (DMF) and dimethyl sulfoxide (DMSO) as water-miscible organic solvents used in microbiological 1,2-dehydrogenation processes is described.

Например, известен способ получения 1,2-дегидро-Δ4-3-кетостероида, который заключается в том, что соответствующий 1,2-насыщенный Δ4-3-кетостероид подвергают взаимодействию с высушенными на воздухе или в тепле клетками Arthrobacter simplex, содержащими от 1 до 10% влаги, где клетки высушены в отсутствии органического растворителя [US 4524134, 1985]. Согласно способу (пример 2) суспензию микронизированного субстрата в ДМФ вносят в фосфатный буферный раствор (pH 7.5), содержащий суспензию высушенных клеток A. simplex АТСС 6946 (10 г/л) и менадион (86 мг/л). При этом концентрация ДМФ в среде составляет 2% v/v, а 1,2-дегидрирование проводят с нагрузкой субстрата 2.5 г/л в течение 24 ч при температуре 31оС. Однако указанным способом получают АДД из АД, Δ9(11)-АДД из Δ9(11)-АД, а также другие 1,2-дегидропроизводные ряда андростана и прегнана, и в нем не описано получение эксеместана (6-метилен-АДД) из 6-метилен-АД.For example, a method for producing 1,2-dehydro-Δ 4 -3-ketosteroid is known, which method comprises reacting a corresponding 1,2-saturated Δ 4 -3-ketosteroid with air-dried or heat-dried Arthrobacter simplex cells containing from 1 to 10% moisture, where the cells are dried in the absence of an organic solvent [US 4524134, 1985]. According to the method (example 2), a suspension of micronized substrate in DMF is added to a phosphate buffer solution (pH 7.5) containing a suspension of dried A. simplex ATCC 6946 cells (10 g / l) and menadione (86 mg / l). Thus DMF concentration in the medium is 2% v / v, and the 1,2-dehydrogenation is carried out with a load of substrate of 2.5 g / l for 24 hours at a temperature of about 31 C. However, the above method is obtained from AD, ADD, Δ 9 (11) -ADD from Δ 9 (11) -AD, as well as other 1,2-dehydro derivatives of the androstane and pregnane series, and it does not describe the preparation of exemestane (6-methylene-ADD) from 6-methylene-AD.

Относительно низкая концентрация субстрата характеризует данный способ получения 1,2-дегидропроизводных, как малоэффективный.A relatively low concentration of the substrate characterizes this method of producing 1,2-dehydro derivatives as ineffective.

Также известен способ превращения 1,2-насыщенных 3-кетостероидов в 1,2-дегидро-3-кетостероиды, который заключается в том, что 1,2-насыщенные 3-кетостероиды подвергают взаимодействию с препаратом, имеющим стероид-1,2-дегидрогеназную активность Arthrobacter simplex или Bacterium cyclooxydans, в присутствии экзогенного носителя электронов и одного или более дополнительного поглотителя токсичного кислорода, выбранного из группы, содержащей каталазу, супероксиддисмутазу или платину [US 4749649, 1988]. Согласно этому способу стероидный субстрат может быть внесен в виде порошка, водной пасты, или в виде раствора (или суспензии) в смешивающемся с водой органическом растворителе, таком как ДМФ, ДМСО, этанол, метанол, ацетон, в количестве, не более чем 5% от конечного объема среды. Способ проиллюстрирован примером 1, в описании которого, однако, не уточняется, какой из указанных выше видов внесения субстрата использован (нагрузка субстрата 3,5 г/л). При этом в биоконверсионной среде даже в присутствии менадиона накопление продукта Δ1-дегидрирования проходит лишь на 50%.Also known is a method of converting 1,2-saturated 3-ketosteroids to 1,2-dehydro-3-ketosteroids, which consists in the fact that 1,2-saturated 3-ketosteroids are reacted with a preparation having a steroid-1,2-dehydrogenase activity of Arthrobacter simplex or Bacterium cyclooxydans in the presence of an exogenous electron carrier and one or more additional toxic oxygen scavengers selected from the group consisting of catalase, superoxide dismutase or platinum [US 4749649, 1988]. According to this method, the steroid substrate can be applied in the form of a powder, aqueous paste, or as a solution (or suspension) in a water-miscible organic solvent, such as DMF, DMSO, ethanol, methanol, acetone, in an amount of not more than 5% from the final volume of the medium. The method is illustrated by example 1, the description of which, however, does not specify which of the above types of application of the substrate was used (substrate load 3.5 g / l). Moreover, in a bioconversion medium, even in the presence of menadione, the accumulation of Δ 1 -dehydrogenation product is only 50%.

Таким образом, применение смешивающихся с водой органических растворителей в низкой концентрации - до 5% v/v - не позволяет значительно увеличить растворимость субстрата в водной среде и его доступность к клеткам микроорганизма и не позволяет повысить эффективность процесса.Thus, the use of low concentration organic solvents miscible with water, up to 5% v / v, does not significantly increase the solubility of the substrate in the aqueous medium and its accessibility to the cells of the microorganism and does not allow to increase the efficiency of the process.

Рассматриваемый способ [US 4749649, 1988] предлагает также использование экзогенного фермента-каталазы. Добавление каталазы в количестве 10 мг/л (эквивалентное 16000 ед/л) способствует активному превращению субстрата и позволяет увеличить его нагрузку до 10 г/л (пример 1). За 22 часа степень превращения субстрата составляет - 83%, за 46 часов - 95%. Кроме этого, в присутствии каталазы и менадиона происходит полное подавление деструктивной активности.The process in question [US 4749649, 1988] also proposes the use of an exogenous catalase enzyme. The addition of catalase in an amount of 10 mg / l (equivalent to 16,000 units / l) promotes the active transformation of the substrate and allows you to increase its load to 10 g / l (example 1). For 22 hours, the degree of conversion of the substrate is 83%, for 46 hours - 95%. In addition, in the presence of catalase and menadione, a complete suppression of destructive activity occurs.

Однако удорожание технологии, обусловленное необходимостью добавления в среду поглотителя (фермента каталазы, или супероксиддисмутазы, или платины), устраняющего ингибирующее влияние синглетного кислорода на активность дегидрогеназы, определяет основной недостаток данного способа. Кроме того, известным способом получают АДД из АД, Δ9(11)-АДД из Δ9(11)-АД, а также другие 1,2-дегидропроизводные ряда андростана, и в нем не описано получение эксеместана (6-метилен-АДД) из 6-метилен-АД.However, the cost of technology, due to the need to add an absorber (catalase enzyme, or superoxide dismutase, or platinum) to the medium, which eliminates the inhibitory effect of singlet oxygen on dehydrogenase activity, determines the main disadvantage of this method. In addition, in a known manner, ADD is obtained from HELL, Δ 9 (11) -ADD from Δ 9 (11) -AD, as well as other 1,2-dehydro derivatives of the androstane series, and it does not describe the preparation of exemestane (6-methylene-ADD ) from 6-methylene-AD.

Известно, что для повышения растворимости стероидных субстратов в водной среде также используют α, β или γ-циклодекстрины, а также производные β-циклодекстрина (βЦД) метил-βЦД и гидроксипропил-βЦД в концентрации 1-50 г/л [Szejtli J. The use of cyclodextrins in biotechnological operations. Ed.D.Duchene, Published in France by Editions de Sante. 1991, 625 p]. В частности, известен способ получения 1,2-дегидропроизводных дельта4-3-кетостероидов путем трансформации дельта4-3-кетостероидов с помощью микроорганизма Arthrobacter globiformis 193 в присутствии циклодекстрина, отличающийся тем, что в качестве циклодекстрина используют водорастворимые химически модифицированные производные β-циклодекстрина [RU 2156302, 2000]. Согласно этому способу применение метил-βЦД позволяет осуществлять 1,2-дегидрирование субстрата при нагрузке 20 г/л. При весовом соотношении метил-βЦД/субстрат 7/1 полное превращение субстрата завершается за 6 часов. Содержание 1,2-дегидрированного продукта в культуральной жидкости составляет 95%. Однако практическая значимость данного способа 1,2-дегидрирования в значительной степени ограничена использованием больших количеств дорогостоящего метил-βЦД. Кроме того, известным способом получают АДД из АД (пример 12) и в нем не описано получение эксеместана (6-метилен-АДД) из 6-метилен-АД.It is known that to increase the solubility of steroid substrates in an aqueous medium, α, β or γ-cyclodextrins, as well as derivatives of β-cyclodextrin (βCD) methyl βCD and hydroxypropyl βCD in a concentration of 1-50 g / l are also used [Szejtli J. The use of cyclodextrins in biotechnological operations. Ed.D. Duchene, Published in France by Editions de Sante. 1991, 625 p]. In particular, a method is known for producing 1,2-dehydro derivatives of delta 4-3-ketosteroids by transformation of delta 4-3-ketosteroids using the microorganism Arthrobacter globiformis 193 in the presence of cyclodextrin, characterized in that water-soluble chemically modified derivatives of β-cyclodextrin are used as cyclodextrin [RU 2156302, 2000]. According to this method, the use of methyl β-CD allows 1,2-dehydrogenation of the substrate at a load of 20 g / L. With a weight ratio of methyl β-CD / substrate of 7/1, complete conversion of the substrate is completed in 6 hours. The content of 1,2-dehydrogenated product in the culture fluid is 95%. However, the practical relevance of this 1,2-dehydrogenation process is largely limited by the use of large quantities of expensive methyl β-CD. In addition, in a known manner get ADD from HELL (example 12) and it does not describe the production of exemestane (6-methylene-ADD) from 6-methylene-AD.

Наряду с применением циклодекстринов, для повышения концентрации и доступности для микроорганизмов стероидных субстратов используют синтетические полимеры класса N-виниламидов - поливинилпирролидон (ПВП), поливинилкапролактам (ПВК) и поливиниловый спирт (ПВС) [Дружинина А.В., Андрюшина В.А., Аринбасарова А.Ю., Пашкин И.И., Савинова Т.С., Стыценко Т.С., Войшвилло Н.Е. Биотехнология, 2008, №1, с.46-50].Along with the use of cyclodextrins, to increase the concentration and availability of steroid substrates for microorganisms, synthetic polymers of the N-vinylamide class are used - polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinylcaprolactam (PVC) and polyvinyl alcohol (PVA) [Druzhinina A.V., Andryushina V.A., Arinbasarova A.Yu., Pashkin I.I., Savinova T.S., Stytsenko T.S., Voishvillo N.E. Biotechnology, 2008, No. 1, pp. 46-50].

Известен способ получения дегидроаналогов стероидов, включающий микробиологическую трансформацию соответствующих Δ4-3-кетостероидов в присутствии полимерного материала с последующим выделением из реакционной среды целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве полимерного материала используют гомо- или сополимер N-винилкапролактама с мол.м. 104-106 или сополимеры N-винилкапролактама с виниловым спиртом, винилацетатом или винилметилацетамидом с содержанием оных до 46%, 45% и 15% соответственно [RU 2042687, 27.08.1995]. Однако известный способ заявлен в общем виде и изобретение не проиллюстрировано примерами, в нем не описано получение эксеместана из 6-метилен-АД.A known method of producing dehydroanalogue of steroids, including microbiological transformation of the corresponding Δ 4 -3-ketosteroids in the presence of a polymer material, followed by isolation of the target product from the reaction medium, characterized in that a homo- or copolymer of N-vinylcaprolactam with a mol. 10 4 -10 6 or copolymers of N-vinylcaprolactam with vinyl alcohol, vinyl acetate or vinyl methylacetamide containing up to 46%, 45% and 15%, respectively [RU 2042687, 08.27.1995]. However, the known method is claimed in general terms and the invention is not illustrated by examples; it does not describe the preparation of exemestane from 6-methylene-AD.

Промежуточным соединением в синтезе эксеместана из андрост-4-ен-3,17-диона (АД) является 6-метилен-АД.The intermediate in the synthesis of exemestane from androst-4-en-3,17-dione (AD) is 6-methylene-AD.

Известны способы получения 6-метилен-АД из АД.Known methods for producing 6-methylene-HELL from HELL.

В частности, известен способ получения 6-метилен-3-оксо-Δ4-стероидов, который включает обработку 3-енолэфира 6-гидроксиметилстероида кислым реагентом, способным регенерировать Δ4-3-кетостероиды из их 3-енолэфиров и одновременно восстанавливать 6-гидроксиметильную группу в 6-метиленовую [US 3112305, 1963]. Согласно этому способу 6-метилен-АД получают из 3-метилового енолэфира 6-гидроксиметил-АД дегидратацией 90% муравьиной кислотой, который может быть получен из АД следующей последовательностью реакций: получение 3-метилового енолэфира АД, его взаимодействие с реагентом Вильсмейера [US 3114750, 1963], гидрирование полученного 6-формильного производного [US 3095411, 1963] (выходы не указаны) (Рисунок 2).In particular, a method is known for producing 6-methylene-3-oxo-Δ 4 -steroids, which comprises treating the 6-hydroxymethylsteroid 3-enol ether with an acidic reagent capable of regenerating Δ 4 -3-ketosteroids from their 3-enol ethers and simultaneously reducing 6-hydroxymethyl a 6-methylene group [US 3112305, 1963]. According to this method, 6-methylene-AD is obtained from 3-methyl enol ether 6-hydroxymethyl-AD by dehydration of 90% formic acid, which can be obtained from AD by the following reaction sequence: preparation of 3-methyl enolester AD, its interaction with Vilsmeier reagent [US 3114750 , 1963], hydrogenation of the obtained 6-formyl derivative [US 3095411, 1963] (yields not indicated) (Figure 2).

Figure 00000002
Figure 00000002

Рисунок 2. Синтез 6-метилен-АД из АД с применением реакции ВильсмейераFigure 2. Synthesis of 6-methylene-HELL from HELL using the Vilsmeier reaction

Известен также способ получения 6-метилен-Δ4-3-кетостероида ряда андростана или прегнана, включающий реакцию соответствующего Δ4-3-кетостероида с производным формальдегида в инертном растворителе в присутствии сильного кислого конденсирующего агента [US 4322349, 1982; Annen, Klaus; Hofmeister, Helmut; Laurent, Henry; Wiechert, Rudolf: Synthesis, 1982, №1 34-40] (метод прямого γ-метиленирования). При этом в качестве производного формальдегида могут быть использованы триоксан или диалкилацеталь формальдегида (метиловый, этиловый или диизопропиловый), а в качестве конденсирующего агента - пентоксид фосфора или оксихлорид фосфора. Так, например, согласно этому способу взаимодействие АД с диэтилацеталем формальдегида проводят в присутствии фосфорилхлорида и ацетата натрия в инертном растворителе при кипячении в течение 5,5 ч, продукт очищают хроматографированием на силикагеле (Рисунок 3).There is also known a method for producing 6-methylene-Δ 4 -3-ketosteroid of the androstane or pregnane series, comprising the reaction of the corresponding Δ 4 -3-ketosteroid with a formaldehyde derivative in an inert solvent in the presence of a strong acidic condensing agent [US 4322349, 1982; Annen, Klaus; Hofmeister, Helmut; Laurent, Henry; Wiechert, Rudolf: Synthesis, 1982, No. 1 34-40] (direct γ-methyleneation method). In this case, trioxane or formaldehyde dialkyl acetal (methyl, ethyl or diisopropyl) can be used as a formaldehyde derivative, and phosphorus pentoxide or phosphorus oxychloride as a condensing agent. For example, according to this method, the interaction of blood pressure with formaldehyde diethylacetal is carried out in the presence of phosphoryl chloride and sodium acetate in an inert solvent while boiling for 5.5 hours, the product is purified by chromatography on silica gel (Figure 3).

Figure 00000003
Figure 00000003

Рисунок 3. Синтез 6-метилен-АД из АД методом прямого γ-метиленирования [US 4322349, 1982]Figure 3. Synthesis of 6-methylene-AD from AD by direct γ-methyleneation [US 4322349, 1982]

Однако, несмотря на значительно более короткий путь к целевому продукту, этот метод не позволяет получать выход 6-метилен-АД из АД выше, чем 68%.However, despite the significantly shorter path to the target product, this method does not allow to obtain a yield of 6-methylene-AD from AD higher than 68%.

Известен способ получения 6-N,N-дизамещенных аминометилпроизводных стероидов [GB 1280569, 1972] и способ получения 6-метиленстероидов из 6-N,N-дизамещенных аминометилпроизводных стероидов [GB 1280570, 1972]. Способ получения 6-N,N-дизамещенных аминометилпроизводных стероидов [GB 1280569, 1972] заключается в том, что смешивают вторичный амин, формальдегид и стероидное соединение, содержащее в ядре 3-алкокси-3,5-диеновую группу, при этом реакцию проводят в среде тетрагидрофурана, а в качестве вторичного амина используют среди прочих и N-метиланилин. Способ получения 6-метиленстероидов [GB 1280570, 1972] заключается в том, что 6-(N-метил-N-фениламинометил)-производные стероиды, полученные способом, аналогичным [GB 1280569, 1972], смешивают с сильной кислотой. Согласно этому способу 6-(N-метил-N-фениламинометил)-стероидное производное растворяют в 6 N соляной кислоте, раствор выдерживают в течение 3 ч при комнатной температуре, осадок отфильтровывают. Однако известными способами получают 6-(N-метил-N-фениламинометил)-производные Δ4-3-кетосоединений рядов прегнана и 6-(N-метил-N-фениламинометил)-производное 17β-гидрокси-17α-метиландрост-4,9(11)-диен-3-она, а также их 6-метилен-аналоги, и в них не описано получение 6-(N-метил-N-фениламинометил)-производного из АД и 6-метилен-АД.A known method for producing 6-N, N-disubstituted aminomethyl derivatives of steroids [GB 1280569, 1972] and a method for producing 6-methylenesteroids from 6-N, N-disubstituted aminomethyl derivatives of steroids [GB 1280570, 1972]. The method for producing 6-N, N-disubstituted aminomethyl derivatives of steroids [GB 1280569, 1972] consists in mixing a secondary amine, formaldehyde and a steroid compound containing a 3-alkoxy-3,5-diene group in the nucleus, the reaction being carried out in tetrahydrofuran medium, and N-methylaniline, among others, is used as a secondary amine. A method for producing 6-methylene steroids [GB 1280570, 1972] is that 6- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) -steroids obtained by a method similar to [GB 1280569, 1972] are mixed with a strong acid. According to this method, the 6- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) -steroid derivative is dissolved in 6 N hydrochloric acid, the solution is kept for 3 hours at room temperature, and the precipitate is filtered off. However, by known methods, 6- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) derivatives of Δ 4 -3-keto compounds of the pregnane series and 6- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) derivative of 17β-hydroxy-17α-methylandrost-4.9 are obtained (11) -diene-3-one, as well as their 6-methylene analogues, and they do not describe the preparation of a 6- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) derivative from AD and 6-methylene-AD.

Наиболее близким по сущности к предложенному способу получения 6-метилен-АД из АД является способ получения эксеместана и его производных реакцией 3-енолэфира АД или его производных с 30-40% водным раствором формальдегида и 1-2 эквивалентом галоидводородной соли амина в органическом растворителе при температуре от 30 до 50°С с получением 6-метилен-АД или его производных, описанный А.Лонго и П.Ломбарди [US 4990635, 1991]. Способ проиллюстрирован примером (пример 1), заключающимся в том, что в синтезе 6-метилен-АД из АД последний обрабатывают триэтилортоформиатом в среде тетрагидрофурана, содержащей этанол (13,3%), в присутствии п-толуолсульфокислоты при температуре 40°С в течение 2 ч, затем добавляют N-метиланилин и 40% водный раствор формальдегида и после выдержки в течение 2 ч при 40°С реакционную массу обрабатывают концентрированной соляной кислотой при комнатной температуре. Продукт кристаллизуют разбавлением реакционной массы водой. Из 20 г исходного соединения получают 14,8 г 6-метилен-АД с молярным выходом 71%. (Рисунок 4).The closest in essence to the proposed method for producing 6-methylene-AD from AD is a method for producing exemestane and its derivatives by reacting 3-enol ether of AD or its derivatives with 30-40% aqueous formaldehyde solution and 1-2 equivalent of an amine halide salt in an organic solvent at temperature from 30 to 50 ° C to obtain 6-methylene-AD or its derivatives, described by A. Longo and P. Lombardi [US 4990635, 1991]. The method is illustrated by example (example 1), which consists in the fact that in the synthesis of 6-methylene-AD from AD, the latter is treated with triethyl orthoformate in tetrahydrofuran medium containing ethanol (13.3%) in the presence of p-toluenesulfonic acid at a temperature of 40 ° C for 2 hours, then N-methylaniline and 40% aqueous formaldehyde solution are added, and after 2 hours at 40 ° C, the reaction mixture is treated with concentrated hydrochloric acid at room temperature. The product is crystallized by diluting the reaction mass with water. From 20 g of the starting compound, 14.8 g of 6-methylene-AD are obtained in a molar yield of 71%. (Figure 4).

Figure 00000004
Figure 00000004

Рисунок 4. Синтез 6-метилен-АД из АД с применением реакции Манниха [US 4990635, 1991].Figure 4. Synthesis of 6-methylene-AD from AD using the Mannich reaction [US 4990635, 1991].

Аналогичный способ получения 6-метилен-АД из АД использован в патентах [CN 1415624, 2003; CN 1491957, 2004], при этом продукт получен с выходом 68,6%.A similar method for producing 6-methylene-AD from AD was used in patents [CN 1415624, 2003; CN 1491957, 2004], while the product was obtained with a yield of 68.6%.

Недостатками описанного в US 4990635 способа являются:The disadvantages of the method described in US 4990635 are:

- большая продолжительность этапа енолизации (2 ч при 40°С);- long duration of the enolization phase (2 hours at 40 ° C);

- дробная подача катализатора п-толуолсульфокислоты в процессе енолизации;- fractional feed of the p-toluenesulfonic acid catalyst in the enolization process;

- использование большого количества соляной кислоты на этапе дезаминирования;- the use of a large amount of hydrochloric acid at the stage of deamination;

- низкий выход 6-метилен-АД, несмотря на то, что процесс проводится без выделения интермедиатов.- low yield of 6-methylene-AD, despite the fact that the process is carried out without isolation of intermediates.

Известно, что механизм реакции Манниха (при катализе кислотой) состоит в первоначальном образовании высокореакционной промежуточной частицы - иминиевого катиона, образующегося из аминного и карбонильного компонентов, который стабилизован кислотой. Высокая реакционная способность иминиевых солей накладывает некоторые ограничения на выбор растворителя для проведения реакции аминометилирования. Обычно в синтезе нестероидных оснований Манниха предпочитают использовать высокополярные растворители (для того чтобы соль находилась в растворе), неспособные к химическому взаимодействию с иминиевой солью: ацетонитрил, диметилсульфоксид, диметилформамид и т.д.It is known that the mechanism of the Mannich reaction (when catalyzed by acid) consists in the initial formation of a highly reactive intermediate particle, the iminium cation, formed from the amine and carbonyl components, which is stabilized by acid. The high reactivity of iminium salts imposes some restrictions on the choice of solvent for the aminomethylation reaction. Usually, in the synthesis of nonsteroidal bases, Mannich prefer to use highly polar solvents (so that the salt is in solution), incapable of chemical interaction with the iminium salt: acetonitrile, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, etc.

Кроме того, в выборе растворителя для проведения реакции Манниха следует учитывать также и особенности стероидного субстрата. Для обеспечения региоселективности аминометилирования по атому С6 и с целью исключения побочной реакции по атому С2, находящемуся в α-положении к 3-кетогруппе, проводят предварительную енолизацию Δ4-3-кетосистемы. От растворимости и стабильности последней в процессе аминометилирования зависит эффективность реакции. Поэтому выбор растворяющей среды имеет существенное значение.In addition, the choice of a solvent for the Mannich reaction should also take into account the features of the steroid substrate. To ensure the regioselectivity of aminomethylation at the C 6 atom and to exclude adverse reactions at the C 2 atom located in the α-position to the 3-keto group, preliminary enolization of the Δ 4 -3-ketosystem is carried out. The effectiveness of the reaction depends on the solubility and stability of the latter during aminomethylation. Therefore, the choice of solvent medium is essential.

В известных способах получения 6-метилензамещенных стероидов ряда прегнана и андростана через образование 6-(N-метил-N-фениламинометил)-интермедиата с применением реакции Манниха в качестве растворителя используют тетрагидрофуран [GB 1280569, 1972; US 4990635, 1991; CN 1415624, 2003; CN 1491957, 2004]. Так, в патенте [GB 1280569, 1972] отмечается, что спирты (метанол, этанол, пропанол, изопропанол, t-бутанол) хотя и могут быть использованы как растворители в процессе аминометилирования, однако полярные апротонные растворители, такие как тетрагидрофуран, диоксан, 1,2-диметоксиэтан более эффективны. Кроме того, применение алифатических спиртов как растворителей в реакции Манниха с соединениями нестероидной структуры считается нежелательным, так как спирты способны реагировать с формальдегидом и вторичным амином с образованием продукта О-аминометилирования.In the known methods for producing 6-methylene-substituted steroids of the pregnan and androstane series through the formation of 6- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) -intermediate using the Mannich reaction, tetrahydrofuran is used as a solvent [GB 1280569, 1972; US 4990635, 1991; CN 1415624, 2003; CN 1491957, 2004]. So, in the patent [GB 1280569, 1972] it is noted that alcohols (methanol, ethanol, propanol, isopropanol, t-butanol), although they can be used as solvents in the aminomethylation process, polar aprotic solvents, such as tetrahydrofuran, dioxane, 1 2-dimethoxyethane is more effective. In addition, the use of aliphatic alcohols as solvents in the Mannich reaction with compounds of a non-steroidal structure is considered undesirable, since alcohols are able to react with formaldehyde and a secondary amine to form an O-aminomethylation product.

R-OH+CH2O+HNR2"=ROCH2NR2"R-OH + CH 2 O + HNR 2 "= ROCH 2 NR 2 "

Однако в патенте [GB 1280569, 1972] не описано получение 6-(N-метил-N-фениламинометил)-производного АД. Кроме того, информация об изучении влияния растворяющей среды на параметры процесса 6-аминометилирования стероидов в доступных литературных источниках отсутствует.However, the patent [GB 1280569, 1972] does not describe the preparation of a 6- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) derivative of HELL. In addition, there is no information on the study of the influence of the solvent medium on the parameters of the process of 6-aminomethylation of steroids in available literature.

Известно также, что расщепление оснований Манниха (в том числе и стероидных) может протекать неоднозначно. Наряду с целевым продуктом дезаминирования экзометилен-соединением (А) может образовываться продукт реверсивного процесса дезаминометилирования (В), представляющий собой исходное соединение в синтезе (Рисунок 5).It is also known that the splitting of Mannich bases (including steroid ones) can occur ambiguously. Along with the target product of deamination with exomethylene-compound (A), the product of the reverse process of deaminomethylation (B) can be formed, which is the starting compound in the synthesis (Figure 5).

Figure 00000005
Figure 00000005

Рисунок 5. Направления расщепления стероидных оснований Манниха.Figure 5. Directions for the splitting of steroid Mannich bases.

Причем селективность процесса дезаминирования существенно зависит от условий его проведения. Несмотря на то, что оптимальным вариантом расщепления связи C-N фенилзамещенных аминометилстероидов (R1=Ph) с образованием 6-метиленпроизводных считается обработка концентрированной минеральной кислотой [Mannich bases, Maurilio Tramontini, Luigi Angiolini //CRC Press. Inc. 1994. P 78-80], природа растворяющей среды и температурный режим также имеют большое значение. Обеспечение региоселективности расщепления N,N-дизамещенных 6-аминометилен-производных АД имеет большое значение в решении вопроса об эффективности и промышленной применимости этого способа. Однако информация о влиянии последних двух факторов на селективность реакции дезаминирования 6-аминометилпроизводных стероидов в доступных литературных источниках практически отсутствует. В патенте [GB 1280570, 1972] нет информации о качестве полученных продуктов дезаминирования 6-(N-метил-N-фениламинометил)-стероидов. Кроме того, не описано расщепление 6-(N-метил-N-фениламинометил)-производного АД с образованием 6-метилен-АД.Moreover, the selectivity of the deamination process substantially depends on the conditions of its implementation. Despite the fact that the treatment with concentrated mineral acid [Mannich bases, Maurilio Tramontini, Luigi Angiolini // CRC Press is considered the best option for cleaving the CN bond of phenyl substituted aminomethyl steroids (R 1 = Ph) to form 6-methylene derivatives. Inc. 1994. P 78-80], the nature of the solvent medium and the temperature regime are also of great importance. Ensuring the regioselectivity of the cleavage of N, N-disubstituted 6-aminomethylene derivatives of AD is of great importance in deciding on the effectiveness and industrial applicability of this method. However, information on the influence of the last two factors on the selectivity of the deamination of 6-aminomethyl derivatives of steroids is practically absent in available literature. In the patent [GB 1280570, 1972] there is no information on the quality of the obtained deamination products of 6- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) steroids. In addition, the cleavage of the 6- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) derivative of AD with the formation of 6-methylene-AD is not described.

Также в литературных источниках отсутствует информация об изучении целесообразности совмещения последовательных процессов енолизации, аминометилирования и дезаминирования и проведения их без выделения интермедиатов.Also, in literature there is no information on the study of the feasibility of combining the sequential processes of enolization, aminomethylation and deamination and their carrying out without isolation of intermediates.

Наиболее близким по сущности к предложенному способу получения эксеместана из 6-метилен-АД является способ получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона, который заключается в контактировании 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона с Δ1-дегидрирующими энзимами A. Simplex в присутствии несмешивающегося с водой органического растворителя и экзогенного акцептора электронов [WO 0104342, 2001]. Согласно этому способу для проведения процесса 1,2-дегидрирования 6-метилен-АД используют целые клетки или бесклеточный экстракт Arthrobacter simplex ATCC 6946, при этом использование целых клеток предпочтительно. Процесс проводят в двухфазной системе с использованием несмешивающегося с водой органического растворителя, выбранного из группы толуол, ксилол, бензол, гептан, метилен хлорид, н-октанол, или смесей этих растворителей, в присутствии химического экзогенного акцептора электронов (4% менадиона по отношению к весу субстрата) и фермента каталазы. Несмотря на то, что авторами заявлено, что субстрат 6-метиленандрост-4-ен-3,17-дион присутствует в среде в концентрации от 10 до 125 г/л (пп.18 и 19 формулы), в примере А, иллюстрирующем способ, концентрация исходного субстрата составляет 55,6 г/л. Так, для проведения процесса 6-метиленандрост-4-ен-3,17-дион (50 г) и менадион (2,0 г) смешивают с толуолом (800 мл). Водную фазу (pH 8.7-8.9), приготовленную как смесь каталазы, дикалийфосфата, клеточного концентрата A. Simplex (50 мл) и воды (50 мл), добавляют к интенсивно перемешиваемой смеси в толуоле. Процесс проводят при 30оС, реакционную смесь продувают регулируемой смесью воздуха и азота - воздух (0.1% SCHF) и азот (0.3% SCHF). При необходимости в течение реакции добавляют клетки A. Simplex для завершения процесса. Причем количество добавляемого дополнительно клеточного концентрата не указано. После завершения процесса органическую фазу отделяют, водную фазу экстрагируют толуолом. После фильтрации и осветления толуольный раствор концентрируют, к остатку добавляют 2,5-кратное объемное количество октана, кристаллический продукт отфильтровывают.The closest in essence to the proposed method for producing exemestane from 6-methylene-AD is a method for producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione, which consists in contacting 6-methyleneandrost-4-en-3,17- a dione with Δ 1 dehydrogenating enzymes A. Simplex in the presence of a water-immiscible organic solvent and an exogenous electron acceptor [WO 0104342, 2001]. According to this method, whole cells or a cell-free Arthrobacter simplex ATCC 6946 extract are used to carry out the 1,2-dehydrogenation of 6-methylene-AD, with the use of whole cells being preferred. The process is carried out in a two-phase system using a water-immiscible organic solvent selected from the group of toluene, xylene, benzene, heptane, methylene chloride, n-octanol, or mixtures of these solvents in the presence of a chemical exogenous electron acceptor (4% menadione in relation to weight substrate) and catalase enzyme. Despite the fact that the authors stated that the substrate 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione is present in the medium at a concentration of from 10 to 125 g / l (claims 18 and 19 of the formula), in example A, illustrating the method the concentration of the starting substrate is 55.6 g / l. So, for the process 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione (50 g) and menadione (2.0 g) are mixed with toluene (800 ml). The aqueous phase (pH 8.7-8.9), prepared as a mixture of catalase, dipotassium phosphate, A. Simplex cell concentrate (50 ml) and water (50 ml), is added to the intensively stirred mixture in toluene. The process is carried out at 30 ° C, the reaction mixture was purged with controlled mixture of air and nitrogen - air (0.1% SCHF) and nitrogen (0.3% SCHF). If necessary, A. Simplex cells are added during the reaction to complete the process. Moreover, the amount of additional cell concentrate added is not indicated. After completion of the process, the organic phase is separated, the aqueous phase is extracted with toluene. After filtration and clarification, the toluene solution is concentrated, 2.5 times the volume of octane is added to the residue, and the crystalline product is filtered off.

Недостатками описанного в WO 0104342 процесса являются:The disadvantages of the process described in WO 0104342 are:

- использование фермента каталазы в количестве 0,03% от веса субстрата, что удорожает технологический процесс и ограничивает его индустриальное применение;- the use of the catalase enzyme in an amount of 0.03% by weight of the substrate, which increases the cost of the process and limits its industrial use;

- использование больших объемов легко воспламеняющихся органических растворителей на этапе трансформации, что требует специального ферментационного оборудования и соблюдения особых правил противопожарной безопасности;- the use of large volumes of flammable organic solvents at the stage of transformation, which requires special fermentation equipment and compliance with special fire safety rules;

- использование токсичных органических соединений создает угрозу здоровью специалистов, занятых в производстве. Применяемые ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол) являются сильнодействующими ядами, влияющими на функцию кроветворения организма. Так, например, толуол вызывает цианоз, гипоксию, поражение центральной нервной системы, а также толуольную токсикоманию, которая имеет и канцерогенное действие.- the use of toxic organic compounds poses a threat to the health of specialists in production. The aromatic hydrocarbons used (benzene, toluene, xylene) are potent poisons that affect the blood formation function of the body. For example, toluene causes cyanosis, hypoxia, damage to the central nervous system, as well as toluene toxicomania, which also has a carcinogenic effect.

- необходимость решения экологических проблем;- the need to solve environmental problems;

- сложность проведения технологического процесса в условиях необходимого регулирования состава газовой смеси, подаваемой в реакционную среду;- the complexity of the process under the necessary regulation of the composition of the gas mixture supplied to the reaction medium;

- отсутствие информации о селективности процесса трансформации и эффективности процесса выделения кристаллического продукта, т.е. о степени превращения субстрата в продукт и выходе кристаллического продукта (указано лишь, что количество нетрансформированного исходного субстрата составляет 0,1%);- lack of information on the selectivity of the transformation process and the efficiency of the process of isolation of the crystalline product, i.e. the degree of conversion of the substrate into the product and the yield of crystalline product (it is only indicated that the amount of untransformed initial substrate is 0.1%);

- отсутствие информации о качестве полученного эксеместана;- lack of information about the quality of exemestane received;

- отсутствие примера, подтверждающего применимость способа при нагрузке субстрата до 125 г/л.- the absence of an example confirming the applicability of the method with a substrate load of up to 125 g / l.

Технической задачей одного из изобретений заявленной группы является, таким образом, повышение эффективности, технологичности и безопасности проведения микробиологического 1,2-дегидрирования и получение 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона из 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона способом, лишенным указанных недостатков.The technical task of one of the inventions of the claimed group is, therefore, increasing the efficiency, manufacturability and safety of microbiological 1,2-dehydrogenation and obtaining 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione from 6-methyleneandrost-4-ene -3,17-dione in a manner devoid of these disadvantages.

Технической задачей в заявленной группе изобретений является увеличение выхода целевых продуктов путем снижения вероятности протекания побочных реакций на стадии образования 3-енолэфира АД, на стадии введения N,N-дизамещенного аминометильного заместителя в положение С6 молекулы андростендиона, практически полное исключение образования побочных продуктов на стадии дезаминирования и образования 6-метиленовой группы и стадии 1,2-дегидрирования и получение 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона и 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона способами, лишенными вышеуказанных недостатков.The technical task in the claimed group of inventions is to increase the yield of target products by reducing the likelihood of adverse reactions at the stage of formation of 3-enol ether AD, at the stage of introduction of N, N-disubstituted aminomethyl substituent at position C 6 of the androstenedione molecule, almost completely eliminating the formation of side products at the stage deamination and the formation of a 6-methylene group and the 1,2-dehydrogenation step and the preparation of 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione and 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione without The above disadvantages.

Техническая задача решается способом получения 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона формулы (I)The technical problem is solved by the method of obtaining 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione of the formula (I)

Figure 00000006
Figure 00000006

из андростендиона формулы (II),from androstenedione of the formula (II),

Figure 00000007
Figure 00000007

включающим предварительную енолизацию Δ4-3-кетосистемы с образованием 3-енолэфира андростендиона формулы (III),including preliminary enolization of Δ 4 -3-ketosystem with the formation of 3-enolester of androstenedione of formula (III),

Figure 00000008
Figure 00000008

трехкомпонентную конденсацию с формальдегидом и вторичным амином в условиях кислого катализа с образованием N,N-дизамещенного 6-аминометилпроизводного андростендиона формулы (IV),three-component condensation with formaldehyde and a secondary amine under conditions of acid catalysis with the formation of an N, N-disubstituted 6-aminomethyl derivative of androstenedione of the formula (IV),

Figure 00000009
Figure 00000009

дезаминирование в среде, содержащей сильную минеральную кислоту, отличающимся тем, что в качестве среды для проведения реакции аминометилирования используют полярные протонные растворители, а в качестве среды для проведения реакции дезаминирования используют апротонные растворители или смеси апротонных растворителей. Протонные растворители в качестве среды для проведения реакции 6-аминометилирования стероидного субстрата ряда андростана ранее в подобных процессах не применялись. Апротонные растворители заявленной группы растворителей или их смеси в качестве среды для проведения реакции дезаминирования N,N-дизамещенных 6-аминометилпроизводных стероидов ряда андростана ранее в подобных процессах не применялись.deamination in a medium containing a strong mineral acid, characterized in that polar protic solvents are used as the medium for the aminomethylation reaction, and aprotic solvents or mixtures of aprotic solvents are used as the medium for the deamination reaction. Protonic solvents as a medium for carrying out the 6-aminomethylation reaction of the steroid substrate of a number of androstane have not previously been used in such processes. Aprotic solvents of the claimed group of solvents or mixtures thereof as a medium for the deamination of N, N-disubstituted 6-aminomethyl derivatives of androstane steroids have not been previously used in such processes.

Еще одним изобретением заявленной группы является способ получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона 1,2-дегидрированием с использованием в качестве исходного вещества 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона, полученного вышеописанным способом по изобретению, методом микробиологической трансформации с помощью клеток бактерий Nocardioides simplex ВКМ Ас-2033Д и последующего выделения целевого продукта из культуральной жидкости, отличающийся тем, что трансформацию проводят в водной среде, содержащей до 40% об смешивающегося с водой органического растворителя. Применение больших концентраций смешивающегося с водой органического растворителя в среде для проведения процесса 1,2-дегидрирования стероидного субстрата не является очевидным, и ранее большие концентрации смешивающегося с водой органического растворителя в подобных процессах не применялись.Another invention of the claimed group is a method for producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione by 1,2-dehydrogenation using 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione obtained as described above as the starting material the method according to the invention, the method of microbiological transformation using bacterial cells Nocardioides simplex VKM Ac-2033D and subsequent isolation of the target product from the culture fluid, characterized in that the transformation is carried out in an aqueous medium containing up to 40% by volume of an organic solvent miscible with water . The use of large concentrations of a water-miscible organic solvent in a medium for carrying out the process of 1,2-dehydrogenation of a steroid substrate is not obvious, and previously large concentrations of a water-miscible organic solvent have not been used in such processes.

Техническая задача в части получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона с использованием в качестве исходного (промежуточного соединения) полученного 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона достигается получением 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона формулы (V)The technical problem in terms of obtaining 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione using the obtained 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione as the starting material (intermediate) is achieved by obtaining 6-methyleneandrost-1 , 4-diene-3,17-dione of the formula (V)

Figure 00000010
Figure 00000010

из 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона формулы (I),from 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione of the formula (I),

Figure 00000011
Figure 00000011

методом микробиологического 1,2-дегидрирования в среде, содержащей экзогенный акцептор электронов и смешивающийся с водой апротонный полярный растворитель, с использованием концентраций исходного субстрата от 5 до 100 г/л и выделением целевого продукта из культуральной жидкости.by the method of microbiological 1,2-dehydrogenation in a medium containing an exogenous electron acceptor and aprotic polar solvent miscible with water, using initial substrate concentrations from 5 to 100 g / l and isolating the target product from the culture fluid.

Таким образом, сущность заявленной группы изобретений, в которую входят получение 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона и далее 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона с его использованием заключается в том, что андростендион сначала подвергают енолизации Δ4-3-кетосистемы, затем трехкомпонентной конденсации с формальдегидом и вторичным амином в условиях кислого катализа с образованием N,N-дизамещенного 6-аминометиленпроизводного андростендиона в среде полярного протонного растворителя, затем дезаминированию с образованием 6-метиленового производного АД в среде апротонного растворителя (или смеси апротонных растворителей) с последующим проведением микробиологической реакции 1,2-дегидрирования в водной среде, содержащей до 40% об полярного апротонного растворителя, смешивающегося с водой.Thus, the essence of the claimed group of inventions, which includes obtaining 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione and then 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione using it, is that androstenedione is first subjected to enolization of the Δ 4 -3-ketosystem, then three-component condensation with formaldehyde and secondary amine under acid catalysis with the formation of an N, N-disubstituted 6-aminomethylene derivative of androstenedione in a polar proton solvent, and then deamination with the formation of 6-methylene AD in an aprotic solvent (or a mixture of aprotic solvents) followed by a microbiological 1,2-dehydrogenation reaction in an aqueous medium containing up to 40% by volume of a polar aprotic solvent miscible with water.

С целью повышения выхода и упрощения процесса енолэфир АД подвергают аминометилированию положения С6 реакцией Манниха в среде полярного протонного растворителя и далее региоселективному расщеплению основания Манниха до образования 6-метиленовой группы в среде апротонного растворителя (или смеси апротонных растворителей).To improve the yield and simplification of the process is subjected to aminomethylation enolefir BP position C 6 Mannich reaction in a polar protic solvent and further regioselective cleavage Mannich base to form a 6-methylene group in an aprotic solvent (or mixture of aprotic solvents).

При этом трехкомпонентную конденсацию по типу реакции Манниха проводят с выделением продукта из реакционной среды, а реакцию дезаминирования осуществляют в оптимальных условиях.At the same time, three-component condensation according to the Mannich type of reaction is carried out with the release of the product from the reaction medium, and the deamination reaction is carried out under optimal conditions.

Кроме того, в качестве полярного протонного растворителя используют алифатические спирты из группы метанол, этанол, пропанол, изопропанол и т.п.In addition, aliphatic alcohols from the group methanol, ethanol, propanol, isopropanol and the like are used as a polar proton solvent.

Кроме того, в качестве апротонного органического растворителя используют диалкилкетоны (например, ацетон, метилэтилкетон), ароматические углеводороды (например, бензол, толуол), хлорированные углеводороды (например, дихлорметан, хлороформ, дихлорэтан), а также их смеси в эффективном соотношении.In addition, dialkyl ketones (e.g. acetone, methyl ethyl ketone), aromatic hydrocarbons (e.g. benzene, toluene), chlorinated hydrocarbons (e.g. dichloromethane, chloroform, dichloroethane), as well as mixtures thereof in an effective ratio, are used as an aprotic organic solvent.

Кроме того, в качестве вторичного амина используют N-метиланилин, а формальдегид используют в виде 37-40% водного раствора.In addition, N-methylaniline is used as the secondary amine, and formaldehyde is used as a 37-40% aqueous solution.

Кроме того, проведение последующего 1,2-дегидрирования с целью получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона осуществляют с использованием клеток бактерий Nocardioides simplex ВКМ Ас-2033Д.In addition, the subsequent 1,2-dehydrogenation in order to obtain 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione is carried out using bacterial cells Nocardioides simplex VKM Ac-2033D.

Кроме того, в качестве полярного апротонного органического растворителя при проведении 1,2-дегидрирования используют диметилформамид или диметилсульфоксид, предпочтительно диметилсульфоксид. При этом концентрация ДМФ в водной среде составляет не менее 8% об., а концентрация ДМСО в водной среде составляет 8-40%.In addition, dimethylformamide or dimethyl sulfoxide, preferably dimethyl sulfoxide, is used as the polar aprotic organic solvent in the 1,2-dehydrogenation. Moreover, the concentration of DMF in the aqueous medium is at least 8% vol., And the concentration of DMSO in the aqueous medium is 8-40%.

Кроме того, концентрация исходного субстрата при проведении 1,2-дегидрирования составляет от 5 до 100 г/л, предпочтительно 100 г/л.In addition, the concentration of the starting substrate during 1,2-dehydrogenation is from 5 to 100 g / l, preferably 100 g / l.

Кроме того, в качестве экзогенного акцептора электронов используют метадион в эффективном количестве.In addition, methadione in an effective amount is used as an exogenous electron acceptor.

Преимущества заявляемого способа состоят в следующем:The advantages of the proposed method are as follows:

- Отсутствие необходимости использования многократной кристаллизации основного продукта или хроматографирования с целью его очистки.- No need to use multiple crystallization of the main product or chromatography to purify it.

- Высокая эффективность процесса енолизации. Выход на стадии получения енолэфира АД составляет 94,4%.- High efficiency of the enolization process. The output at the stage of obtaining enol ether HELL is 94.4%.

- Высокая селективность и упрощение проведения реакции аминометилирования. Выход на стадии получения N,N-дизамещенного 6-аминометиленпроизводного АД количественный;- High selectivity and simplification of the aminomethylation reaction. The output at the stage of obtaining the N, N-disubstituted 6-aminomethylene derivative HELL quantitative;

- Высокая селективность процесса дезаминирования. Выход на стадии составляет 85-88%;- High selectivity of the deamination process. The output at the stage is 85-88%;

- Общий выход 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона из андростендиона составляет 83%.- The total yield of 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione from androstenedione is 83%.

Способ по настоящему изобретению позволяет проводить процесс 1,2-дегидрирования:The method of the present invention allows the process of 1,2-dehydrogenation:

- при высокой нагрузке субстрата до 100 г/л в мягких условиях;- with a high load of the substrate up to 100 g / l in mild conditions;

- без использования легко воспламеняющихся органических растворителей;- without the use of flammable organic solvents;

- без дополнительных соединений стероидной природы, обеспечивающих стабилизацию 1,2-дегидрогеназной активности;- without additional steroid compounds, ensuring the stabilization of 1,2-dehydrogenase activity;

- способ экологически безопасен, так как в качестве смешивающегося с водой растворителя предлагается ДМСО - высококипящая жидкость с низким уровнем токсичности и температурой вспышки 89°С (в закрытом сосуде), применяемая в медицине в виде водных растворов в качестве местного лекарственного препарата противовоспалительного и обезболивающего действия (торговое название Димексид);- the method is environmentally safe, since DMSO is proposed as a water-miscible solvent - a high-boiling liquid with a low toxicity level and a flash point of 89 ° C (in a closed vessel), used in medicine in the form of aqueous solutions as a local anti-inflammatory and analgesic drug (trade name Dimexide);

- способ исключает применение фермента каталазы и каких-либо других поглотителей синглетного кислорода;- the method excludes the use of the enzyme catalase and any other absorbers of singlet oxygen;

- способ может быть реализован на стандартном технологическом оборудовании.- the method can be implemented on standard processing equipment.

Получение 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона формулы (I) и 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона формулы (V) осуществляются по схеме, изображенной на рисунке 6.Obtaining 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione of the formula (I) and 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione of the formula (V) are carried out according to the scheme shown in Figure 6.

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Рисунок 6. Синтез эксеместана из АД через 6-метилен-АД заявляемым способомFigure 6. Synthesis of exemestane from AD through 6-methylene-AD of the claimed method

Ниже приводится в качестве примера подробное описание сущности изобретения.The following is an example of a detailed description of the invention.

Андростендион формулы (II),Androstenedione of the formula (II),

Figure 00000014
Figure 00000014

подвергают енолизации Δ4-3-кетосистемы (с выделением продукта енолизации (III), например действием каталитического количества сульфосалициловой кислоты. Полученный с выходом до 94,4% метиловый 3-енолэфир АД (III) подвергают взаимодействию с реактивом Манниха, образующимся in situ в условиях кислого катализа (п-ТСК) из формальдегида и вторичного амина (N-метиланилина), в среде протонного полярного органического растворителя с образованием N,N-дизамещенного 6-аминометиленпроизводного (IV), которое после выделения из реакционной массы подвергают региоселективному дезаминированию в условиях катализа сильной минеральной кислотой (серной или соляной) в среде апротонного растворителя (или смеси апротонных растворителей) с образованием 6-метиленового производного (I). Полученный с выходом до 88% 6-метиленандрост-4-ен-3,17-дион (I) далее превращают в 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-дион (V) введением 1,2-двойной связи методом микробиологического дегидрирования с участием клеток микроорганизмов, обладающих 3-кетостероид-Δ1-дегидрогеназной активностью (предпочтительно клеток бактерий Nocardioides simplex ВКМ Ас-2033Д), при этом нагрузка исходного субстрата составляет от 5 до 100 г/л, а продолжительность ферментации - от 24 до 52 часов и процесс проводят в водной среде, содержащей экзогенный акцептор электронов и смешивающийся с водой апротонный полярный растворитель - ДМФ или ДМСО (предпочтительно ДМСО).they undergo enolization of the Δ 4 -3-ketosystem (with the release of the product of enolization (III), for example, by the action of a catalytic amount of sulfosalicylic acid. The methyl 3-enol ether of AD (III) obtained in up to 94.4% is reacted with the Mannich reagent formed in situ in conditions of acid catalysis (p-TSC) from formaldehyde and a secondary amine (N-methylaniline), in a proton polar organic solvent with the formation of an N, N-disubstituted 6-aminomethylene derivative (IV), which, after isolation from the reaction mass, is subjected to regio selective deamination under conditions of catalysis with strong mineral acid (sulfuric or hydrochloric) in an aprotic solvent (or a mixture of aprotic solvents) to form a 6-methylene derivative (I) 6-methyleneandrost-4-en-3,17 obtained in up to 88% yield -dione (I) is then converted into 6-methyleneandrosta-1,4-diene-3,17-dione (V) by the introduction of a 1,2-double bond by the method of microbiological dehydrogenation with the participation of cells of microorganisms having 3-ketosteroid-Δ 1 -dehydrogenase activity (preferably bacterial cells Nocardioides simplex VKM Ac -2033D), while the load of the initial substrate is from 5 to 100 g / l, and the fermentation time is from 24 to 52 hours and the process is carried out in an aqueous medium containing an exogenous electron acceptor and aprotic polar solvent miscible with water - DMF or DMSO ( preferably DMSO).

Использование смешивающихся с водой органических растворителей на стадии 1,2-дегидрирования обеспечивает перевод стероидного субстрата - 6-метилен-АД, либо большей его части в растворимую форму и проведение процесса при высоких (50-100 г/л) нагрузках субстрата в значительной степени снижает эффект сокристаллизации субстата и продукта и образования смешанных кристаллов. В литературе отсутствуют данные об использовании смешивающихся с водой органических растворителей, применяемых в высоких концентрациях (20-40% об/об).The use of water-miscible organic solvents at the stage of 1,2-dehydrogenation ensures the transfer of the steroid substrate - 6-methylene-AD, or most of it into a soluble form and the process at high (50-100 g / l) substrate loads significantly reduces the effect of co-crystallization of the substrate and product and the formation of mixed crystals. There are no data in the literature on the use of water-miscible organic solvents used in high concentrations (20-40% v / v).

Анализ продуктов микробиологической трансформации проводят методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) и ВЭЖХ.Analysis of the products of microbiological transformation is carried out by thin layer chromatography (TLC) and HPLC.

Определение содержания продуктов методом ВЭЖХ проводят на хроматографе Agilent 1100/1200 (Agilent, Germany) с предколонкой Symmetry C18, 5 мкм, 3,9×20 мм и колонкой Symmetry C18, 5 мкм, 4,6×250 мм (Waters, Ireland); в системе с подвижной фазой (v/v): 60% ацетонитрил, 10% изопропанол, 0,01% уксусная кислота и вода до 100%, при скорости потока 1 мл/мин, температуре 50°С, и детекции по поглощению при 250 нм; типичные времена удержания: для 6-метилен-АД 4,9 мин и для 6-метилен-АДД (эксеместана) 3,2 мин.HPLC analysis of products was carried out on an Agilent 1100/1200 chromatograph (Agilent, Germany) with a Symmetry C18 pre-column, 5 μm, 3.9 × 20 mm and a Symmetry C18 column, 5 μm, 4.6 × 250 mm (Waters, Ireland) ; in a system with a mobile phase (v / v): 60% acetonitrile, 10% isopropanol, 0.01% acetic acid and water up to 100%, at a flow rate of 1 ml / min, a temperature of 50 ° C, and detection by absorption at 250 nm; typical retention times: for 6-methylene-AD 4.9 min and for 6-methylene-ADD (exemestane) 3.2 min.

Выделение 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона (V) из культуральной жидкости может быть осуществлено экстракцией несмешивающимся с водой растворителем или экстракцией стероида из пасты биомассы любым подходящим растворителем после ее предварительного отделения от водной фазы. Для извлечения стероида может быть также применен, например, сорбционный способ извлечения, а также любой другой эффективный метод. Селективность образования 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона (V) на стадии микробиологического 1,2-дегидрирования составляет 95-98%. Выход кристаллического 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона (V) на стадии микробиологического 1,2-дегидрирования после выделения и очистки составляет 85-87%.Isolation of 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (V) from the culture fluid can be carried out by extraction with a water-immiscible solvent or extraction of the steroid from biomass paste with any suitable solvent after it has previously been separated from the aqueous phase. For steroid extraction, for example, a sorption extraction method, as well as any other effective method, can also be applied. The selectivity of the formation of 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (V) at the stage of microbiological 1,2-dehydrogenation is 95-98%. The yield of crystalline 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (V) at the stage of microbiological 1,2-dehydrogenation after isolation and purification is 85-87%.

Общий выход 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона (V) из андростендиона составляет от 70 до 72%.The total yield of 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (V) from androstenedione is from 70 to 72%.

Заявленная группа изобретений иллюстрируется следующими примерами, не ограничивающими ее.The claimed group of inventions is illustrated by the following examples, not limiting it.

Образование 3-енолэфира АД проводят с использованием минимально необходимого количества триалкилортофомиата в среде соответствующего абсолютного спирта в присутствии кислого катализатора. В качестве кислого катализатора могут быть использованы сильные органические кислоты, например п-толуолсульфокислота или сульфосалициловая кислота.The formation of 3-enol ether HELL is carried out using the minimum required amount of trialkyl orthofomyate in the medium of the corresponding absolute alcohol in the presence of an acidic catalyst. Strong organic acids, for example p-toluenesulfonic acid or sulfosalicylic acid, can be used as the acid catalyst.

N,N-Дизамещенное 6-аминометиленпроизводного андростендиона формулы (IV) получают в среде водного алифатического спирта с содержанием воды от 5 до 10%.The N, N-disubstituted 6-aminomethylene derivative of androstenedione of formula (IV) is obtained in an aqueous aliphatic alcohol medium with a water content of 5 to 10%.

В качестве вторичного амина используют N-метиланилин, а формальдегид применяют в виде 37% водного раствора.N-methylaniline is used as the secondary amine, and formaldehyde is used as a 37% aqueous solution.

В качестве протонного растворителя на стадии аминометилирования при осуществлении изобретения-способа получения 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона могут быть использованы, например, алифатические спирты (метанол, этанол, пропанол, изопропанол и др.).For example, aliphatic alcohols (methanol, ethanol, propanol, isopropanol, etc.) can be used as a proton solvent in the aminomethylation stage in the implementation of the invention, a method for producing 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione.

В качестве апротонного растворителя при осуществлении изобретения-способа получения 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона на стадии дезаминирования могут быть использованы, например, диалкилкетоны (например, ацетон, метилэтилкетон), ароматические углеводороды (например, бензол, толуол), хлорированные углеводороды (например, дихлорметан, хлороформ, дихлорэтан), а также их смеси в эффективном соотношении.As an aprotic solvent in the implementation of the invention, a method for producing 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione at the deamination stage, for example, dialkyl ketones (e.g. acetone, methyl ethyl ketone), aromatic hydrocarbons (e.g. benzene, toluene) can be used chlorinated hydrocarbons (e.g. dichloromethane, chloroform, dichloroethane), as well as mixtures thereof in an effective ratio.

В качестве кислого катализатора на стадии дезаминирования могут быть использованы минеральные кислоты (предпочтительно серная или соляная кислота).Mineral acids (preferably sulfuric or hydrochloric acid) can be used as the acid catalyst in the deamination step.

Микробиологическое 1,2-дегидрирование при осуществлении изобретения-способа получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона может быть осуществлено покоящимися (отмытыми) клетками бактерий рода Nocardioides, конкретно Nocardioides simplex ВКМ Ас-2033Д.Microbiological 1,2-dehydrogenation in the implementation of the invention, a method for producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione can be carried out by resting (washed) cells of bacteria of the genus Nocardioides, specifically Nocardioides simplex VKM Ac-2033D.

В качестве компонента среды при осуществлении изобретения-способа получения 6-метиленандроста-1,4-ен-3,17-диона могут быть использованы смешивающиеся с водой органические полярные апротонные растворители, например ДМФ или ДМСО, предпочтительно ДМСО.Miscible with water, organic polar aprotic solvents, for example DMF or DMSO, preferably DMSO, can be used as a component of the medium in carrying out the invention, a method for producing 6-methyleneandrost-1,4-en-3,17-dione.

Способ иллюстрируется примерами.The method is illustrated by examples.

ПримерыExamples

Пример 1. Получение 3-метоксиандроста-3,5-диен-17-она (3-енолэфир АД, III).Example 1. Obtaining 3-methoxyandrost-3,5-dien-17-one (3-enol ether AD, III).

Суспензию 100 г АД (I) в смеси 85,6 мл триметилортоформиата и 130 мл безводного метанола перемешивают в течение 15 минут, затем медленно добавляют 120 мл раствора 0,2 г безводной сульфосалициловой кислоты в метаноле. Реакционную массу выдерживают при 20-25°С в течение 1 часа 15 минут. По окончании выдержки реакционную массу охлаждают до 10-15°С, добавляют медленно 75 мл сухого ацетона и выдерживают в течение 1 часа при этой же температуре. Затем добавляют 0,8 мл триэтиламина до pH 7-8, реакционную массу охлаждают до 0-2°С и прибавляют 225 мл воды. По окончании выдержки осадок отфильтровывают, промывают на фильтре водой и 0,25% раствором триэтиламина в метаноле. Получают 99 г 3-енолэфира АД (III) с выходом 94,4%. Т.пл.=171-172°С (лит. 171-173°C [RU 2163606, 2001]). ЯМР 1Н, δ, м.д.: 0.90 c (3 Н, 18-СН3), 0.98 c (3 Н, 19-СН3), 1.02-2.52 м (17 Н), 3.56 с (3 Н, ОСН3), 5.13 д (J=1.2 Гц, 1 Н, Н4), 5.22-5.25 м (1 Н, Н6).A suspension of 100 g of AD (I) in a mixture of 85.6 ml of trimethylorthoformate and 130 ml of anhydrous methanol is stirred for 15 minutes, then 120 ml of a solution of 0.2 g of anhydrous sulfosalicylic acid in methanol are slowly added. The reaction mass is maintained at 20-25 ° C for 1 hour 15 minutes. At the end of the exposure, the reaction mass is cooled to 10-15 ° C, slowly add 75 ml of dry acetone and incubated for 1 hour at the same temperature. Then add 0.8 ml of triethylamine to a pH of 7-8, the reaction mass is cooled to 0-2 ° C and 225 ml of water are added. At the end of the exposure, the precipitate is filtered off, washed on the filter with water and a 0.25% solution of triethylamine in methanol. Obtain 99 g of 3-enol ether HELL (III) with a yield of 94.4%. Mp = 171-172 ° C (lit. 171-173 ° C [RU 2163606, 2001]). NMR 1 H, δ, ppm: 0.90 s (3 N, 18-CH 3 ), 0.98 s (3 H, 19-CH 3 ), 1.02-2.52 m (17 N), 3.56 s (3 N, OCH 3 ), 5.13 d (J = 1.2 Hz, 1 Н, Н 4 ), 5.22-5.25 m (1 Н, Н 6 ).

Пример 2. Получение 6ξ-(N-метил-N-фениламинометил)-андрост-4-ен-3,17-диона (Смесь 6α и 6β изомеров, IV).Example 2. Obtaining 6ξ- (N-methyl-N-phenylaminomethyl) -androst-4-en-3,17-dione (A mixture of 6α and 6β isomers, IV).

К суспензии 30 г 3-енолэфира АД (III) в 150 мл метанола добавляют 12,9 мл N-метиланилина и 7,45 мл 37% водного раствора формальдегида, затем медленно добавляют раствор 0,75 г п-ТСК в 10 мл метанола. Суспензию выдерживают 15-30 мин при комнатной температуре, затем 1 ч при температуре 30-40°С до растворения суспензии. По окончании реакции раствор выливают в 10-кратное объемное количество воды, содержащей 0,1 г NaOH. Осадок отфильтровывают, промывают водой до pH~7. Получают 40,42 г соединения IV (смесь 6α и 6β изомеров).To a suspension of 30 g of the 3-enol ether of AD (III) in 150 ml of methanol, 12.9 ml of N-methylaniline and 7.45 ml of a 37% aqueous formaldehyde solution are added, then a solution of 0.75 g of p-TSC in 10 ml of methanol is slowly added. The suspension is incubated for 15-30 minutes at room temperature, then 1 hour at a temperature of 30-40 ° C until the suspension is dissolved. At the end of the reaction, the solution was poured into a 10-fold volumetric amount of water containing 0.1 g of NaOH. The precipitate is filtered off, washed with water to pH ~ 7. 40.42 g of compound IV are obtained (mixture of 6α and 6β isomers).

Найдено: С 80.16%; Н 8.92%; N 3.71%, C27H35NO2. Вычислено: С 79.96%; Н 8.70%, N 3.45%Found: C 80.16%; H 8.92%; N 3.71%, C 27 H 35 NO 2 . Calculated: C 79.96%; H 8.70%, N 3.45%

6α-изомер: ЯМР 1Н, δ, м.д.: 0.92 с (3Н, 18-СН3), 1.31 с (3Н, 19-СН3), 2.98 с (3H, 21-СН3-N), 3.25 м (1Н, СН2-N), 3.77 м (1Н, СН2-N), 5.84 с (1Н, Н4), 6.50-7.25 м (5Н, Ph); 13C, δ, м.д.: 199.02, 170.44, 148.58, 129.17, 126.53, 116.49, 112.14, 56.97, 55.33, 54.10, 52.88, 50.50, 47.24, 42.52, 39.99, 39.07, 38.15, 37.24, 35.51, 34.65, 33.85, 31.04, 30.34, 21.24, 20.13, 18.21, 13.55. 6β-изомер: ЯМР 1Н, δ, м.д.: 0,87 с (3H, 18-CH3), 1,21 с (3H, 19-CH3), 2.97 с (3H, CH3-N), 5,74 с (1H, H4).6α-isomer: 1 H NMR, δ, ppm: 0.92 s (3H, 18-CH 3 ), 1.31 s (3H, 19-CH 3 ), 2.98 s (3H, 21-CH 3 -N), 3.25 m (1H, CH 2 -N), 3.77 m (1H, CH 2 -N), 5.84 s (1H, H 4 ), 6.50-7.25 m (5H, Ph); 13 C, δ, ppm: 199.02, 170.44, 148.58, 129.17, 126.53, 116.49, 112.14, 56.97, 55.33, 54.10, 52.88, 50.50, 47.24, 42.52, 39.99, 39.07, 38.15, 37.24, 35.51, 34.65, 33.85, 31.04, 30.34, 21.24, 20.13, 18.21, 13.55. 6β-isomer: 1 H NMR, δ, ppm: 0.87 s (3H, 18-CH 3 ), 1.21 s (3H, 19-CH 3 ), 2.97 s (3H, CH 3 -N ), 5.74 s (1H, H 4 ).

Пример 3. Получение 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона (6-метилен-АД, I).Example 3. Obtaining 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione (6-methylene-AD, I).

Вариант 1.Option 1.

К суспензии 40 г смеси 6α и 6β изомеров соединения IV в 200 мл ацетона добавляют 28,5 мл 32% соляной кислоты. Массу выдерживают при комнатной температуре в течение 1 ч и выливают в 10-кратное объемное количество воды. Осадок отфильтровывают, промывают водой до pH~7. Получают 26,7 г 6-метилен-АД (I) с выходом 90,7%.To a suspension of 40 g of a mixture of 6α and 6β isomers of compound IV in 200 ml of acetone was added 28.5 ml of 32% hydrochloric acid. The mass is kept at room temperature for 1 h and poured into a 10-fold volumetric amount of water. The precipitate is filtered off, washed with water to pH ~ 7. Obtain 26.7 g of 6-methylene-AD (I) with a yield of 90.7%.

После перекристаллизации из водного этилового спирта получают 25,9 г соединения I с выходом 88%.After recrystallization from aqueous ethyl alcohol, 25.9 g of compound I are obtained in 88% yield.

Т.пл.=160-163°С (лит. 159-162°C [CN 1415624, 2003]). Mp. = 160-163 ° C (lit. 159-162 ° C [CN 1415624, 2003]).

ЯМР 1Н, δ, м.д.: 0.86 с (3Н, 18-СН3), 1.07 с (3Н, 19-СН3), 5,00 д (J=44.3 Гц, 2Н, 6-С=СН2), 5.88 с (1Н, Н4). 1 H NMR, δ, ppm: 0.86 s (3H, 18-CH 3 ), 1.07 s (3H, 19-CH 3 ), 5.00 d (J = 44.3 Hz, 2H, 6-C = CH 2 ), 5.88 s (1H, H 4 ).

Вариант 2.Option 2

К суспензии 13,5 г смеси 6α и 6β изомеров соединения IV в смеси 100 мл толуола и 50 мл метилэтилкетона добавляют 15 мл 60% водной серной кислоты. Массу выдерживают при комнатной температуре в течение 1 ч, отделяют кислый слой и экстрагируют его дважды по 20 мл толуола. Раствор продукта в толуоле промывают 60% раствором серной кислоты и водой, обрабатывают осветляющим углем. Растворитель упаривают досуха, остаток кристаллизуют из водного этанола. Получают 8,5 г 6-метилен-АД (I) с выходом 85,6%.To a suspension of 13.5 g of a mixture of 6α and 6β isomers of compound IV in a mixture of 100 ml of toluene and 50 ml of methyl ethyl ketone, 15 ml of 60% aqueous sulfuric acid are added. The mass was kept at room temperature for 1 h, the acid layer was separated and extracted twice with 20 ml of toluene. A solution of the product in toluene is washed with 60% sulfuric acid solution and water, treated with clarifying charcoal. The solvent was evaporated to dryness, the residue was crystallized from aqueous ethanol. 8.5 g of 6-methylene-AD (I) are obtained in a yield of 85.6%.

Пример 4. Получение 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона (V)Example 4. Obtaining 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (V)

В работе используют штамм Nocardioides simplex ВКМ Ас-2033Д, который поддерживают на агаризованной среде следующего состава (г/л): глюкоза - 10, соевый пептон - 4, дрожжевой экстракт - 4, MgSO4 - 0.5, KH2PO4 - 2, K2HPO4 - 4, агар - 20, вода дистиллированная, pH 7.0-7.2. Выращивание проводят в течение 3-4 суток при 30оС.The strain Nocardioides simplex VKM Ac-2033D is used in the work, which is supported on an agar medium of the following composition (g / l): glucose - 10, soy peptone - 4, yeast extract - 4, MgSO 4 - 0.5, KH 2 PO 4 - 2, K 2 HPO 4 - 4, agar - 20, distilled water, pH 7.0-7.2. Cultivation is carried out for 3-4 days at 30 about C.

Выращивание 1-го инокулятаGrowing 1st inoculum

Смыв культуры с поверхности агаризованной среды в 5 мл физиологического раствора вносят в 750 мл колбы Эрленмейера с 50 мл среды (г/л): глюкоза - 15, соевый пептон - 6, дрожжевой экстракт - 6, MgSO4 - 0.5, KH2PO4 - 2, K2HPO4 - 4, и культивируют при 28-30оС в течение 24-26 часов.The culture was washed off from the surface of the agar medium in 5 ml of physiological solution in 750 ml of an Erlenmeyer flask with 50 ml of medium (g / l): glucose - 15, soy peptone - 6, yeast extract - 6, MgSO 4 - 0.5, KH 2 PO 4 - 2, K 2 HPO 4 - 4, and cultured at 28-30 about C for 24-26 hours.

Выращивание трансформирующей культуры.Growing a transforming culture.

5 мл культуральной жидкости на 24-26 часов роста 1-го инокулята вносят в 100 мл среды того же состава и проводят выращивание в аналогичных условиях в течение 15 часов, затем вносят индуктор синтеза стероид-Δ1-дегидрогеназы - ацетат кортизона - в виде этанольного раствора (20 мг в 1 мл этанола). Индукцию синтеза Δ1-дегидрогеназы проводят в течение последующих 24-26 часов. Клетки микроорганизмов осаждают центрифугированием при 5000 g в течение 30 мин и используют для проведения процесса 1-дегидрирования или хранят при -18оС в течение месяца до использования.5 ml of culture fluid for 24-26 hours of growth of the 1st inoculum is added to 100 ml of medium of the same composition and grown under the same conditions for 15 hours, then the synthesis inducer of steroid-Δ 1- dehydrogenase — cortisone acetate — is introduced in the form of ethanol solution (20 mg in 1 ml of ethanol). The induction of the synthesis of Δ 1 -dehydrogenase is carried out over the next 24-26 hours. Microbial cells were pelleted by centrifugation at 5000 g for 30 min and used for the 1-dehydrogenation process or stored at -18 ° C for months until use.

Трансформация 6-метилен-АДTransformation of 6-methylene-AD

Вариант 1.Option 1.

Трансформацию 6-метилен-АД (I) проводят в колбах объемом 250 мл, содержащих 25 мл 0.02 М Na-фосфатного буферного раствора, pH 8,0. Последовательно вносят 125 мг субстрата в виде порошка и добавляют 0.2 г биомассы (вес сухой биомассы).The transformation of 6-methylene-AD (I) is carried out in 250 ml flasks containing 25 ml of 0.02 M Na-phosphate buffer solution, pH 8.0. Consistently add 125 mg of the substrate in powder form and add 0.2 g of biomass (weight of dry biomass).

Биоконверсию проводят в аэрируемых условиях при 30оС, на роторной качалке при 200 об/мин. Процесс останавливают на 72 часа культивирования при достижении содержания 6-метилен-АДД - 91-93 (±3%).The bioconversion was carried out in aerated conditions at 30 ° C on a rotary shaker at 200 rev / min. The process is stopped for 72 hours of cultivation when reaching the content of 6-methylene-ADD - 91-93 (± 3%).

Анализ продуктов конверсии осуществляют методом ТСХ и ВЭЖХ.Analysis of the conversion products is carried out by TLC and HPLC.

Вариант 2.Option 2

Способ осуществляют по варианту 1, но реакционная среда представлена 0.02 М Na-фосфатным буферным раствором, pH 8.0 (23 мл) и ДМСО (2 мл) с менадионом.The method is carried out according to option 1, but the reaction medium is represented by 0.02 M Na-phosphate buffer solution, pH 8.0 (23 ml) and DMSO (2 ml) with menadione.

Вариант 3.Option 3

Способ осуществляют по варианту 2, но реакционная среда представлена 0.02 М Na-фосфатным буферным раствором, pH 8.0 (23 мл) и ДМФ (2 мл).The method is carried out according to option 2, but the reaction medium is represented by 0.02 M Na-phosphate buffer solution, pH 8.0 (23 ml) and DMF (2 ml).

Варианты 4-9.Options 4-9.

Способы осуществляют по варианту 2, но при диапазоне концентраций субстрата от 10.0 до 100.0 г/л (Таблица).The methods are carried out according to option 2, but with a range of substrate concentrations from 10.0 to 100.0 g / l (Table).

Культуральную жидкость экстрагируют этилацетатом, экстракт промывают водой, сушат над безводным MgSO4, осветляют активированным углем и упаривают досуха в вакууме. Остаток растирают с петролейным эфиром, осадок отфильтровывают. Получают 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-дион с выходом 85-87%.The culture fluid was extracted with ethyl acetate, the extract was washed with water, dried over anhydrous MgSO 4 , clarified with activated carbon and evaporated to dryness in vacuo. The residue is triturated with petroleum ether, the precipitate is filtered off. Get 6-methyleneandrosta-1,4-diene-3,17-dione with a yield of 85-87%.

Т.пл.=183-185°С (лит. 188-191°C [US 4904650, 1990]). ЯМР 1Н, δ, м.д.: 0.93 с (3Н, 18-СН3), 1.16 с (3Н, 19-СН3), 5.00 д (J=24.7 Гц, 2Н, 6-С=СН2), 6.16 д (J=1,9 Гц, 1Н, Н4), 6.24 дд (J=1.9 Гц, J=10.1 Гц, 1Н, Н2), 7.07 д (J=10.2 Гц, 1Н, Н1). Mp. = 183-185 ° C (lit. 188-191 ° C [US 4904650, 1990]). NMR 1 H, δ, ppm: 0.93 s (3H, 18-CH 3 ), 1.16 s (3H, 19-CH 3 ), 5.00 d (J = 24.7 Hz, 2H, 6-C = CH 2 ) 6.16 d (J = 1.9 Hz, 1H, H 4 ), 6.24 dd (J = 1.9 Hz, J = 10.1 Hz, 1H, H 2 ), 7.07 d (J = 10.2 Hz, 1H, H 1 ).

Получение 6-метилен-АДДObtaining 6-methylene-ADD Вариант, №Option No. Объем среды, млVolume of medium, ml Биомасса, г/л (вес сухой биомассы)Biomass, g / l (dry biomass weight) Нагрузка субстрата, г/лThe load of the substrate, g / l Способ внесенияApplication Method Концентрация растворителя, %The concentration of solvent,% Продолжительность процесса, часыThe duration of the process, hours Содержание продукта в среде, %The content of the product in the environment,% 1 one 2525 1.01.0 55 порошокpowder -- 7272 92±392 ± 3 2 2 2525 1.01.0 55 ДМСОDMSO 8.08.0 4848 93±393 ± 3 3 3 2525 1.01.0 55 ДМФDMF 8.08.0 2424 92±392 ± 3 4 four 2525 2.02.0 1010 ДМСОDMSO 8.08.0 2424 92±392 ± 3 5 5 2525 4.04.0 20twenty ДМСОDMSO 14.014.0 2424 92±392 ± 3 6 6 2525 10.010.0 50fifty ДМСОDMSO 20twenty 2727 95±395 ± 3 7 7 2525 10.010.0 50fifty ДМСОDMSO 4040 2929th 91±391 ± 3 88 2525 15.015.0 7575 ДМСОDMSO 4040 5252 91±391 ± 3 99 2525 20.020.0 100one hundred ДМСОDMSO 4040 5252 92±392 ± 3

Claims (11)

1. Способ получения 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона формулы (I)
Figure 00000015

из андростендиона формулы (II)
Figure 00000016

включающий предварительную енолизацию Δ4-3-кетосистемы с образованием 3-енолэфира андростендиона формулы (III)
Figure 00000017

трехкомпонентную конденсацию с формальдегидом и вторичным амином в условиях кислого катализа с образованием N,N-дизамещенного 6-аминометилпроизводного андростендиона формулы (IV)
Figure 00000018

дезаминирование в среде, содержащей сильную минеральную кислоту, отличающийся тем, что в качестве среды для проведения реакции аминометилирования используют полярные протонные растворители, а в качестве среды для проведения реакции дезаминирования используют апротонные растворители или смеси апротонных растворителей.
1. The method of obtaining 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione of the formula (I)
Figure 00000015

from androstenedione of the formula (II)
Figure 00000016

including preliminary enolization of Δ 4 -3-ketosystem with the formation of 3-enolester of androstenedione of formula (III)
Figure 00000017

three-component condensation with formaldehyde and a secondary amine under conditions of acid catalysis with the formation of an N, N-disubstituted 6-aminomethyl derivative of androstenedione of the formula (IV)
Figure 00000018

deamination in a medium containing strong mineral acid, characterized in that polar protic solvents are used as the medium for the aminomethylation reaction, and aprotic solvents or mixtures of aprotic solvents are used as the medium for the deamination reaction.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полярного протонного растворителя используют алифатические спирты из группы метанол, этанол, пропанол, изопропанол и т.п.2. The method according to claim 1, characterized in that aliphatic alcohols from the group of methanol, ethanol, propanol, isopropanol and the like are used as the polar proton solvent. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве апротонного органического растворителя используют диалкилкетоны (например ацетон, метилэтилкетон), ароматические углеводороды (например бензол, толуол), хлорированные углеводороды (например дихлорметан, хлороформ, дихлорэтан), а также их смеси в эффективном соотношении.3. The method according to claim 1, characterized in that dialkyl ketones (for example acetone, methyl ethyl ketone), aromatic hydrocarbons (for example benzene, toluene), chlorinated hydrocarbons (for example dichloromethane, chloroform, dichloroethane) as well as mixtures thereof are used as an aprotic organic solvent in an effective ratio. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве вторичного амина используют N-метиланилин, а формальдегид используют в виде 37-40%-ного водного раствора.4. The method according to claim 1, characterized in that N-methylaniline is used as the secondary amine, and formaldehyde is used in the form of a 37-40% aqueous solution. 5. Способ получения 6-метиленандроста-1,4-диен-3,17-диона формулы (V)
Figure 00000019

из 6-метиленандрост-4-ен-3,17-диона формулы (I)
Figure 00000020

путем микробиологического 1,2-дегидрирования в водной среде, содержащей экзогенный акцептор электронов и смешивающийся с водой растворитель, с использованием клеток микроорганизма с 3-кетостероид-Δ1-дегидрогеназной активностью, отличающийся тем, что в качестве компонента среды используют апротонный полярный растворитель в концентрации до 40 об.%.
5. The method of obtaining 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione of the formula (V)
Figure 00000019

from 6-methyleneandrost-4-en-3,17-dione of the formula (I)
Figure 00000020

by microbiological 1,2-dehydrogenation in an aqueous medium containing an exogenous electron acceptor and a water miscible solvent, using microorganism cells with 3-ketosteroid-Δ 1 -dehydrogenase activity, characterized in that an aprotic polar solvent in concentration is used as a component of the medium up to 40 vol.%.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве микроорганизма с 3-кетостероид-Δ1-дегидрогеназной активностью используют Nocardioides simplex BKM Ac-2033Д.6. The method according to claim 5, characterized in that Nocardioides simplex BKM Ac-2033D is used as a microorganism with 3-ketosteroid-Δ 1- dehydrogenase activity. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве полярного апротонного органического растворителя используют диметилформамид или диметилсульфоксид, предпочтительно диметилсульфоксид.7. The method according to claim 5, characterized in that dimethylformamide or dimethyl sulfoxide, preferably dimethyl sulfoxide, is used as the polar aprotic organic solvent. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве экзогенного акцептора электронов используют менадион в эффективном количестве.8. The method according to claim 5, characterized in that as an exogenous electron acceptor use menadione in an effective amount. 9. Способ по п.5, отличающийся тем, что концентрация исходного субстрата составляет от 5 до 100 г/л, предпочтительно 100 г/л.9. The method according to claim 5, characterized in that the concentration of the starting substrate is from 5 to 100 g / l, preferably 100 g / l. 10. Способ по п.7, отличающийся тем, что концентрация ДМФ в водной среде составляет не менее 8 об.%.10. The method according to claim 7, characterized in that the concentration of DMF in the aqueous medium is at least 8 vol.%. 11. Способ по п.7, отличающийся тем, что концентрация ДМСО в водной среде составляет 8-40%. 11. The method according to claim 7, characterized in that the concentration of DMSO in the aquatic environment is 8-40%.
RU2010107745/04A 2010-03-04 2010-03-04 Method of producing 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione from androst-4-ene-3,17-dione, method of producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (exemestane) using obtained 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione RU2425052C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107745/04A RU2425052C1 (en) 2010-03-04 2010-03-04 Method of producing 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione from androst-4-ene-3,17-dione, method of producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (exemestane) using obtained 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107745/04A RU2425052C1 (en) 2010-03-04 2010-03-04 Method of producing 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione from androst-4-ene-3,17-dione, method of producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (exemestane) using obtained 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2425052C1 true RU2425052C1 (en) 2011-07-27

Family

ID=44753496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010107745/04A RU2425052C1 (en) 2010-03-04 2010-03-04 Method of producing 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione from androst-4-ene-3,17-dione, method of producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (exemestane) using obtained 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2425052C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105017370A (en) * 2015-07-03 2015-11-04 浙江医药股份有限公司新昌制药厂 Exemestane intermediate and preparation method therefor and application thereof
CN106243179A (en) * 2016-07-31 2016-12-21 合肥远志医药科技开发有限公司 A kind of exemestane industrialized preparing process
CN106831920A (en) * 2016-12-03 2017-06-13 丽江映华生物药业有限公司 The method for synthesizing the diketone of 6 methylene, 17 α hydroxyls, 19 norpregna, 4 alkene 3,20
CN112409432A (en) * 2020-11-16 2021-02-26 陕西理工大学 Synthesis method of exemestane

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105017370A (en) * 2015-07-03 2015-11-04 浙江医药股份有限公司新昌制药厂 Exemestane intermediate and preparation method therefor and application thereof
CN106243179A (en) * 2016-07-31 2016-12-21 合肥远志医药科技开发有限公司 A kind of exemestane industrialized preparing process
CN106831920A (en) * 2016-12-03 2017-06-13 丽江映华生物药业有限公司 The method for synthesizing the diketone of 6 methylene, 17 α hydroxyls, 19 norpregna, 4 alkene 3,20
CN106831920B (en) * 2016-12-03 2019-03-05 丽江映华生物药业有限公司 A method of synthesis -17 Alpha-hydroxy -19- norpregna -4- alkene -3,20- diketone of 6- methylene
CN112409432A (en) * 2020-11-16 2021-02-26 陕西理工大学 Synthesis method of exemestane
CN112409432B (en) * 2020-11-16 2023-07-07 陕西理工大学 Synthesis method of exemestane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2425052C1 (en) Method of producing 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione from androst-4-ene-3,17-dione, method of producing 6-methyleneandrost-1,4-diene-3,17-dione (exemestane) using obtained 6-methyleneandrost-4-ene-3,17-dione
JP2021533823A (en) Genetically modified bacteria and their uses
Kollerov et al. Bioconversion of C 19-and C 21-steroids with parent and mutant strains of Curvularia lunata
Rohman et al. Application of microbial 3-ketosteroid Δ1-dehydrogenases in biotechnology
Sambyal et al. Production aspects of testosterone by microbial biotransformation and future prospects
JPH0824596B2 (en) Steroid conversion process
KR960013094B1 (en) 1,2-dehydrogenation of steroidal 21-esters with a. simplex
HU194318B (en) Process for the delta 1-dehydrogenation of steroids in the presence of materials relieving from toxic kinds of oxygen
Zhang et al. Transformation of prednisolone to a 20β-hydroxy prednisolone compound by Streptomyces roseochromogenes TS79
Naumann et al. Biotechnological production of 20-alpha-dihydrodydrogesterone at pilot scale
US4528271A (en) Process for the intensification of microbiological conversions of steroids using cyclodextrin additives
Li et al. Increased yield of biotransformation of exemestane with β-cyclodextrin complexation technique
Yang et al. Microbial hydroxylation of 16α, 17α-dimethyl-17β-(l-oxopropyl) androsta-l, 4-dien-3-one to rimexolone by Curvularia lunata AS 3.4381
WO2009034398A1 (en) Process for the synthesis of 6-hydroxymethyl-l,4- androstadien-3.17-dione
Tan et al. Biological conversion of 17α-hydroperoxyprogesterone to 11α, 17α-dihydroxyprogesterone
EP1504021B1 (en) Process for dehydrogenation of azaandrostane compounds
RU2447154C1 (en) Microbiological method of producing 1,2-dehydrogenated derivatives of δ4-3-keto-steroids of androstane family in aqueus organic media
Zeng et al. High Enantioselective and Large-Scale Production of Ursodeoxycholic Acid by Combination of Pd-and Hydroxysteroid Dehydrogenase-Catalyzed Hydrogenation
Breiter et al. Microbial hydroxylation of androsta-1, 4-diene-3, 17-dione
RU2236464C2 (en) Method for preparing metandrostenolone
US4684610A (en) Process for converting 1,2-saturated steroids to 1,2-dehydro steroids
US20030044885A1 (en) Process to prepare 11beta, 17alpha,21-trihydroxy-6alpha-methylpregna-1,4-diene-3,20-dione 21-acetate
PATIL et al. SUBSTRATE CARRIERS FOR C-1 (2)-DEHYDROGENATION OF 6-METHYLENE ANDROSTENEDIONE TO EXEMESTANE BY GROWING AND IMMOBILIZED ARTHROBACTER SIMPLEX NCIM 2449
El Refai et al. Enhancement of-sitosterol bioconversion by Fusarium solani using aqueous-organic solvent system
RU2351645C1 (en) STRAIN Rhodococcus erythropolis "ВКПМ" Ac-1740 FOR 9 ALPHA-HYDROXYSTEROIDS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130305