CH629828A5 - Process for the preparation of D-homosteroids - Google Patents

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CH629828A5
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Andor Fuerst
Marcel Mueller
Ulrich Kerb
Klaus Kieslich
Rudolf Wiechert
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Hoffmann La Roche
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen D-Homosteroiden der Pregnanreihe der Formel
ÇH3
CO
HO
R6
in der die punktierte 1,2-Bindung eine fakultative C-C-Bin-dung; R6 Wasserstoff, Fluor, Chlor oder Methyl; und R17a Hydroxy oder Acyloxy bedeuten.
Eine Acyloxygruppe kann sich von einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäure, einer cycloaliphati-schen, aliphatischen oder einer aromatischen Carbonsäure mit vorzugsweise bis zu 15 C-Atomen ableiten. Beispiele solcher Säuren sind, Ameisensäure, Essigsäure, Trifluoressigsäure, Pi-valinsäure, Propionsäure, Buttersäure, Capronsäure, Önanth-säure, Undecylensäure, Ölsäure, Cyclopentylpropionsäure, Cy-clohexylpropionsäure, Phenylessigsäure und Benzoesäure. Besonders bevorzugt sind Q_ 7-Alkanoyloxygruppen.
Eine bevorzugte Gruppe von Verbindungen der Formel I sind die mit einer 1,2-Doppelbindung.
Beispiele von erfindungsgemässen Verbindungen der Formel I sind:
17 a-Butyryloxy-11 ß-hydroxy-D-homopregna-1,4-dien-3,20-dion,
6a-Fluoro-11 ß, 17 a-dihydroxy-D -homopregna, 1,4-dien-3,20-dion,
6a-Chloro-l 1 ß,17a-dihydroxy-D-homopregna-l,4-dien-3,20-dion,
17a-Butyryloxy-6a-fluoro-llß-hydroxy-D-homopregna-1,4-dien-3,20-dion,
17a-Valeroyloxy-6a-chloro-llß-hydroxy-D-homopre-gna-1,4-dien-3,20-dion,
llß,17a-Dihydroxy-6a-methyl-D-homopregn-4-en-3,20-dion,
17a-Butyryloxy-llß-hydroxy-6ot-methyl-D-homopregn-4-en-3,20-dion,
llß,17a-Dihydroxy-6a-methyl-D-homopregna-l,4-dien-3,20-dion,
17a-Butyryloxy-llß-hydroxy-6a-methyl-D-homopregna-l,4-dien-3,20-dion.
Die D-Homosteroide der Formel I werden erfindungsge-mäss dadurch hergestellt, dass man ein D-Homosteroid der Formel
CHo i 3
CO
17a
R6
mittels Mikroorganismen oder daraus gewonnenen Enzymen in 11-Stellung hydroxyliert.
Die Hydroxylierung einer Verbindung der Formel II kann mittels für die mikrobielle 11-Hydroxylierung von Steroiden an
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sich bekannter Methoden bewerkstelligt werden. Hierfür kommen Mikroorganismen der taxonomischen Einheit Fungi und Schizomycetes insbesondere der Untereinheiten Ascom ycetes, Phycomycetes, Basidiomycetes und Actinomycetales in Betracht. Es können auch auf chemischem Wege, z.B. durch Behandlung mit Nitrit, oder auf physikalischem Wege, z.B. durch Bestrahlung, erzeugte Mutanten sowie aus den Mikroorganismen erhaltene zellfreie Enzympräparate verwendet werden. Geeignete Mikroorganismen für die 1 lß-Hydroxylierung sind insbesondere solche der Genera Curvularia, z.B. C. lunata NRRL2380 und NRRL 2178; ATCC13633,13432,14678, IMI 77007, IFO 2811 ; Absidia, z.B. A. coerula IFO 4435 ; Colletotrichum, z.B. C. pisi ATCC 12520; Pellicolaria, z.B. P. filamentosa IFO 6675 ; Streptomyces, z.B. S. fradiae ATCC 10745 ; Cunninghamella, z.B. C. bainieri ATCC 9244, C. verti-cellata ATCC 8983 ; C. elegans NRRL 1392 und ATCC 9245, C. blakesleeana ATCC 8688,8688a, 8688b, 8983, und C. echi-nulata ATCC 8984; Pycnosporium, z.B. sp. ATCC 12231 ; Ver-ticillium, z.B. V. theobromae CBS 39858; Aspergillus, z.B. A. quadrilieatus JAM 2763 ; Trichothecium, z.B. T. roseum ATCC 12519; und Phoma, z.B. sp. ATCC 13145.
Ein 1,2-gesättigtes D-Homosteroid der Formel I kann in an sich bekannter Weise, z.B. auf mikrobiologischem Wege oder mittels Dehydrierungsmitteln wie Jodpentoxyd, Perjodsäure oder Selendioxyd, 2,3-DichIor-5,6-dicyanobenzochinon, Chlor-anil oder Bleitetraacetat dehydriert werden. Geeignete Mikroorganismen für die 1,2-Dehydrierung sind beispielsweise Schizomyceten, insbesondere solche der Genera Arthrobacter, z.B. A. simplex ATCC 6946 ; Bacillus, z.B. B. lentus ATCC 13805 und B. sphaericus ATCC 7055 ; Pseudomonas, z.B. P. aeruginosa IFO 3505; Flavobacterium, z.B. F. flavenscens IFO 3058; Lactobacillus, z.B. L. brevis IFO 3345 und Nocardia, z.B. N. opaca ATCC 4276.
Ein Steroid der Formel I kann in 6-Stellung in an sich bekannter Weise, durch Umsetzung mit einem Halogenierungs-mittel, wie einem N-Chloramid oder -imid (z.B. N-Chlorsuccin-imid) oder mit elementarem Chlor halogeniert werden [vergi. J. Am. Chem. 72,4534 (1950)]. Die Halogenierung in 6-Stellung wird vorzugsweise dadurch vorgenommen, dass man ein D-Homosteroid der Formel I in einen 3-Enolester oder 3-Enoläther, z.B. das 3-Enolacetat, überführt und danach mit Chlor [vgl. J. Am. Chem. Soc. 82,1230 (I960)]; mit einem N-Chlorimid [vgl. J. Am. Chem. Soc. 82,1230 (1960); 77,3827 (1955)] oder Perchlorylfluorid [vgl. J. Am. Chem. Soc. 81, 5259 (1959); Chem. and Ind. 1959,1317] umsetzt. Als Fuorierungsmittel kommt weiterhin Trifluormethylhypofluorit in Betracht.
Sofern bei den vorstehend beschriebenen Halogenierungen Isomerengemische, d.h. Gemische von 6a- und 6ß-Halogen-steroiden gebildet werden, können diese nach bekannten Methoden, wie Chromatographie, in die reinen Isomeren getrennt werden.
Eine in einem D-Homosteroid der Formel I enthaltene 17a-Hydroxygrappe kann in an sich bekannter Weise, z.B. durch Behandlung mit einem Acylierungsmittel, wie einem Acylchlo-rid oder -anhydrid, in Gegenwart eines säurebindenden Mittels, z.B. Pyridin oder Triäthylamin, und eines geeigneten Katalysators, wie p-Dimethylaminopyridin, oder in Gegenwart eines starken Säurekatalysators, z.B. p-Toluolsulfonsäure acyliert werden. Als Lösungsmittel für die Acylierung kommen nicht-hydroxylgruppenhaltige organische Lösungsmittel, z.B. chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid oder Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, in Betracht.
Die Ausgangsstoffe für das erfindungsgemässe Verfahren können, soweit sie nicht bekannt oder nachstehend beschrieben sind, in Analogie zu bekannten oder den nachstehend beschriebenen Methoden hergestellt werden.
Auf Grund ihrer entzündungshemmenden Wirksamkeit können die Verbindungen der Formel I z.B. zur Behandlung entzündlicher Erkrankungen, wie Ekzemen Verwendung finden.
Im allgemeinen können Präparate zur inneren Verabreichung 0,01 bis 5,0% eines D-Homosteroids der Formel I ent-5 halten. Die tägliche Dosis kann zwischen 0,05 bis 10,0 mg je nach dem zu behandelnden Zustand und der Dauer der gewünschten Behandlung schwanken. Der Anteil an aktivem D-Homosteroid der Formel I in topischen Präparaten liegt im allgemeinen im Bereich von 0,0001 bis 5 Gew.%, vorteilhafter-io weise im Bereich von 0,001 bis 0,5 % und vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 0,25 %.
Die Verfahrensprodukte können als Heilmittel z.B. in Form pharmazeutischer Präparate Verwendung finden, welche sie in Mischung mit einem für die enterale, perkutane oder parentera-ls le Applikation geeigneten pharmazeutischen, organischer oder anorganischen inerten Trägermaterial, wie z.B. Wasser, Gelatine, Gummi arabicum, Milchzucker, Stärke, Magnesiumstearat, Talk, pflanzliche öle, Polyalkylenglykole, Vaseline, usw. enthalten. Die pharmazeutischen Präparate können z.B. als Salben 20 oder als Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen, vorliegen. Gegebenenfalls sind sie sterilisiert und bzw. oder enthalten Hilfsstoffe, wie Konservierungs-, Stabilisierungs-, Netz- oder Emulgiermittel, Salze zur Veränderung des osmotischen Druk-kes oder Puffer. Sie können auch noch andere therapeutisch 25 wertvolle Stoffe enthalten.
In den folgenden Beispielen sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
3o Ein 21-Erlenmeyerkolben, der 500 ml einer 30 Minuten bei 120° im Autoklaven sterilisierten Nährlösung aus 1 % Corn steep liquor, 1 % Sojapuder und 0,005 % Sojaöl, eingestellt auf pH 6,2, enthält, wird mit einer Lyophilkultur von Curvularia lunata (NRRL 2380) beimpft und 72 Stunden bei 30° auf einem 35 Rotationsschüttler geschüttelt. Mit dieser Vorkultur wird dann ein 201-Fermenter aus rostfreiem Stahl, der 151 eines bei 121° und 1,1 atü sterilisierten Mediums aus 1 % Corn steep liquor, 0,5 % Stärkezucker und 0,005 % Sojaöl, eingestellt auf pH 6,2, enthält, beimpft. Unter Zugabe eines Siliconöls (Silicon SH) als 40 Antischaummittel wird bei 29° unter Belüftung (101/Min) 0,7 atü Druck und Rühren (220 U/Min.) 24 Stunden germiniert. 1 Liter der Kulturbrühe wird unter sterilen Bedingungen in 141 eines wie oben sterilisierten Mediums aus 1 % Corn steep liquor, 1,25 % Sojapuder und 0,005 % Sojaöl überführt und unter glei-45 chen Bedingungen angezüchtet. Nach 12 Stunden wird eine Lösung von 4 g 17aa-Acetoxy-D-homo-4-pregnen-3,20-dion in 100 ml Dimethylformamid zugegeben. Nach 52 Stunden Kontaktzeit wird der Fermenterinhalt zweimal mit je 101 Methyliso-butylketon ausgerührt und der Extrakt bei 50° Badtemperatur so im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird zur Entfernung des Siliconöls mehrmals mit Hexan gewaschen und durch Säulenchromatographie an Silicagel (Gradientenelution: Hexan + Hexan/Essigesterl + (Vi) von unumgewandelten Ausgangsmaterial abgetrennt. Das 17aa-Acetoxy-llß-hydroxy-D-ho-55 mo-4-pregnen- 3,20-dion wurde aus Isopropyläther umkristallisiert; Fp. 234/235-237°, e242 = 16700.
Beispiel 2
Ein 21-Erlenmeyerkolben, der 500 ml einer 30 Minuten bei 60 120 ° im Autoklaven sterilisierten Nährlösung aus 1,5 % Pepton, 1,2% Corn steep und 0,2% MgS04, eingestellt auf pH 6,5, enthält, wird mit einer Lyophilkultur von Bacillus lentus (ATCC 13805) beimpft und 24 Stunden bei 30° geschüttelt. Mit dieser Vorkultur wird dann ein 201-Fermenter aus rostfreiem Stahl, 6s der 151 eines bei 121° und 1,1 atü sterilisierten flüssigen Nährmediums aus 0,2% Hefextrakt, 1 % Corn steep liquor und 0,1 % Stärkezucker, eingestellt auf pH 7,0, enthält, beimpft. Unter Zugabe eines Siliconöls (Silicon SH) als Antischaummittel wird
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bei 29° unter Belüftung und Rühren germiniert. Nach einer Anwachsphase von 6 Stunden setzt man eine Lösung von 1,6 g 17aa-Acetoxy-llß-hydroxy-D-homo-4-pregnen-3,20-dion in 50 ml Dimethylformamid zu. Nach 15 Stunden Kontaktzeit wird der Fermenterinhalt zweimal mit je 10 ml Methylisobutyl-keton extrahiert und der Extrakt im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wurde zur Entfernung des Siliconöls mit Hexan gewaschen und aus Aceton-Diiospropyläther in Gegenwart von Aktivkohle umkristallisiert, und man erhält 17aa-Acetoxy-11 ß-hydroxy-D-homo-1,4-pregnadien-3,20-dion vom Schmelzpunkt 218/219-220° und e244 = 15100.
Beispiel 3
In zu den Beispielen 1 und 2 analoger Weise erhält man das 6a-Fluoro-11 ß, 17 a-dihydroxy-D-homopregna-1,4-dien-3,20-dion, Smp. 183—184°, UV: s 2n — 14400, [a]D = 5 +56° (c = 0,1 % in Dioxan),
das 17a-Butyryloxy-l lß-hydroxy-D-homopregna-1,4-dien-3,20-dion, 8244 = 13940 [a]D - +22° (Dioxan c = 0,1%),
das 17a-Butyryloxy-6a-fluoro-l lß-hydroxy-D-homopre-io gna-l,4-dien-3,20-dion, Smp. 168—169°, UV: e242 = 16600, [a] D = +13° (Dioxan, c = 0,1%).
C

Claims (6)

  1. 629 828
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines zweifach ungesättigten D-Homosteroids der Formel I, dadurch gekennzeichnet, dass man ein erhaltenes einfach ungesättigtes D-Homosteroid der Formel I in 1,2-Stellung dehydriert.
    2
    PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von D-Homosteroiden der Formel
    ÇH3 CO
    17a in der die punktierte 1,2-Bindung eine fakultative C-C-Bin-dung; R6 Wasserstoff, Fluor, Chlor oder Methyl und R17a Hydroxy oder Acyloxy bedeuten; dadurch gekennzeichnet, dass man ein D-Homosteroid der Formel
    ÇH3 CO
    17a
    R6
    mittels Mikroorganismen oder daraus gewonnenen Enzymen in 11-Stellung hydroxyliert.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines 6a-Fluor- oder 6a-Chlor-D-homosteroids der Formel I, dadurch gekennzeichnet, dass man ein erhaltenes 6-unsubstituiertes D-Homosteroid der Formel I in 6-Stellung fluoriert oder chloriert.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines 17aa-Acyloxy-D-homosteroids der Formel I, dadurch gekennzeichnet, dass man ein erhaltenes 17aa-Hydroxy-D-homosteroid der Formel I in 17aa-Stellung acyliert.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 1,2-ungesättigte D-Homosteroide der Formel I herstellt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 17a-Butyryloxy-llß-hydroxy-D-homopregna-l,4-dien-3,20-dion herstellt.
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