DE1149003B - Verfahren zur Herstellung von Steroiden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Steroiden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neuer Steroide der allgemeinen Formel in der R Wasserstoff, R' eine ß-Hydroxygruppe ist oder R und R' zusammen eine Ketogruppe sind, X Halogen und Z Wasserstoff' oder eine Hydroxylgruppe bedeutet. Die Verbindungen dienen unter anderem als Zwischenprodukte bei der Herstellung von physiologisch wirksamen Steroiden.
• Diese Steroide werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, indem man eine Verbindung der allgemeinen Formel in der R, R', X und Z die oben angegebene Bedeutung haben, in an sich bekannter Weise mit den oxydierend wirkenden Enzymen des Mikroorganismus Streptomyces roseochromogenus hydroxyliert.
• Beispiele für geeignete Steroide, die zur mikrobiologischen Hydroxylierung verwendet werden können, sind 12a-Halogen-1 lß-hydroxyprogesterone (z. B. 12a-Fluor -11ß - hydroxyprogesteron), 12a - Halogen - 11-ketoprogesterone (z. B. 12a-Fluor-11-ketoprogesteron), 12x-Halogen-llß,17x-dihydroxyprogesterone (z. B. 12a-Fluor-llß,17x-dihydroxyprogesteron) oder 12x-Halogen-1 1-keto-17x-hydroxyprogesterone.
• Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird entweder das Steroid mit einer aeroben Kultur von Streptomyces roseochromogenus in Berührung gebracht, oder es werden das Steroid, Luft und Enzyme von nichtsprossenden Zellen des Mikroorganismus in einem wäßrigen Medium zusammengebracht. Die Bedingungen zum Züchten von Streptomyces rosechromogenus, der für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird, sind die gleichen (vom Zusatz des umzuwandelnden Steroids abgesehen) wie beim Züchten von Streptomyces-Bakterien zur Herstellung von Antibiotika und/oder Vitamin B12, d. h., der Mikroorganismus wird in Berührung mit (in oder auf) einem geeigneten Gärungsmedium gezüchtet. Ein geeignetes Medium enthält im wesentlichen eine Stickstoffquelle und wachstumsfördernde Substanzen sowie eine Quelle für assimilierbaren Kohlenstoff und Energie. Letztere kann ein Kohlenhydrat und/oder das Steroid selbst ein. Das Medium enthält jedoch vorzugsweise neben dem Steroid eine Quelle für assimilierbaren Kohlenstoff und Energie, wobei diese Quelle vorzugsweise mindestens zu einem beträchtlichen Teil (1) eine Fettsäure mit mindestens 14 Kohlenstoffatomen oder (2) ein Fett ist. Die Verwendung eines derartigen Fettes als Kohlenstoff und Energiequelle (besonders die Verwendung eines Fettöls) ist vorteilhaft, weil dadurch die Zugänglichkeit des Steriods für die Umwandlung erhöht wird.
• Die Stickstoff liefernden Substanzen können organische Substanzen, z. B. Sojabohnenmehl, Maisquellwasser, Fleischextrakt und/oder Destillationsrückstände oder synthetische Substanzen sein, z. B. einfache organische oder anorganische Verbindungen, wie Ammoniumsalze, Alkalinitrate, Aminosäuren, Harnstoff und ThioharnstofL Als energieliefernde Stoffe werden fettartige Substanzen (Lipoide) und besonders (1) Fettsäuren mit mindestens 14 Kolflenstoffatomen, (2) Fette oder (3) Gemische derselben bevorzugt. Beispiele für derartige Fette sind Schmalzöl, Sojabohnenöl, Leinsamenöl, Baumwollsamenöl, Erdnußöl, Hammeltalg, Spermöl, Olivenöl, Tristearin, Tripalmitin, Triolein und Trilaurein;Beispiele fürFettsäuren sind Stearin-, Palmitin; Öl-, Linol und Myristinsäure.
• Es können auch andere Kohlenstoff' enthaltende Substanzen verwendet werden. So sind z. B. Glycerin, Glucose, Fructose, Rohrzucker, Lactose, Maltose, Dextrine, Stärke, Molken u. dgl. gleichwertige Kohlenstoff liefernde Substanzen. Diese Substanzen können entweder in gereinigtem Zustand oder in Form von Konzentraten, wie Molkenkonzentrat, Mais-, Weizen-oder Gerstenmaische oder deren Gemischen, verwendet werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das Steroid dem Gärungsmedium im wesentlichen als Ausgangsmaterial und nicht als energieliefernde Substanz zugesetzt wird.
• Für die Herstellung bzw. Gewinnung der verfahrensgemäß angewandten Streptomyceskulturen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schutz nicht begehrt.
• Außer ihrer Verwendbarkeit als Zwischenprodukte für die Herstellung von 16x,17a-Acetalen oder Ketalen sind einige der erfindungsgemäß herstellbaren Steroide selbst als physiologisch wirksame Substanzen brauchbar. So besitzen die 17a-H-Verbindungen der allgemeinen Formell eine gestagene Wirkung und können an Stelle von bekannten Gestagenen, wie Progesteron, zur Behandlung von drohendem Abort, Dysmenorrhoe u. dgl. verwendet werden. -Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren. Beispiel 1 12x-Fluor-1 lß,16a,17a-trihydroxyprogesteron Zunächst wird ein wäßriges Medium der folgenden Zusammensetzung hergestellt: Sojabohnenmehl .................. 15,0 g Glucose ......................... 10,0 g Sojabohnenöl .................... 2,2 g CaC0............................ 2,5 g Wasser........................... 11 Der pH-Wert des Mediums wird auf einen Wert von 7,0 ± 0,1 eingestellt. Anteile von 50 ccm des Mediums werden auf 250-ccm-Erlenmeyer-Kolben verteilt. Die Kolben werden mit Watte verstopft und in üblicher Weise durch Autoklavieren sterilisiert. Nach dem Abkühlen wird jeder Kolben mit 0,25 ccm einer sterilen Lösung von 12x-Fluor-1 lß,17oc-dihydroxyprogesteron in Dimethylformamid versetzt; dabei wird eine Steroidkonzentration von 0,05 °/ö in dem Medium erhalten. Jeder Kolben wird dann mit 5 bis 100/, einer vegetativen Kultur von Streptomyces roseochromogenus (Waksman Nr. 3689) angeimpft. Die beimpften Kolben werden unter kreisförmigem mechanischem Schütteln 3 bis 4 Tage bei einer Temperatur von 25°C bebrütet, worauf der Inhalt von 12 Kolben vereinigt, auf einen p11-Wert von 4 -I- 0,2 gebracht und durch einen Wattebausch auf einem Büchnertrichter filtriert wird. Die filtrierte Gärmaische wird mit vier 300-ccm-Anteilen Methylisobutylketon extrahiert, worauf nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum etwa 200 mg des rahen.Steroids erhalten werden, das beim Stehenlassen kristallisiert. Nach dem Umkristallisieren aus Äthanol wird reines 12x-Fluor-llß,16a,17a-trihydroxyprogesteron erhalten. Fp. 220 bis 222°C, [x]' = -3-102° (c = 0,38 in CHC13); 2mäX = 240 m#t (a= 16200); AmeX°` = 2,90, 5,38, 6,02, 6,19 @..
• C"H"0sF (380,44).
• Berechnet ... C 66,29, H 7,68; gefunden ... C 66,28, H 7,67. Beispiel 2 12-Fluor-l lß,16x-dihydroxyprogesteron Die im Beispiel l beschriebene mikrobiologische Hydroxylierung von 12oc-Fluor-llß-hydroxyprogesteron mit Streptomyces roseochromogenus (Waksman Nr.3689) liefert 12x-Fluor-Ilß,16x-dihydroxyprogesteron, das aus dem Kulturfiltrat mit Chloroform extrahiert wird. Nach Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum wird der Rückstand aus Aceton-Hexan umkristallisiert, wobei die reine Verbindung mit den folgenden Eigenschaften erhalten wird: Schmelzpunkt etwa 218 bis 219°C; [x]D = -3-164° (c = 0,50 in CHC13); 2meX = 240 m#I (e = 16 000); )#m 2°` 2,98, 5,86, 6,03, 6,20 @,.
• C"H"04F (364,44).
• Berechnet ... C 69,2 1, H 8,02; gefunden ... C 68,97, H 7,85. Beispiel 3 12a-Brom-1 lß,16x-dihydroxyprogesteron Die im Beispiel l beschriebene mikrobiologische Hydroxylierung von 12x-Brom-llß-hydroxyprogesteron mit Streptomyces roseochromogenus (Waksman Nr. 3689) liefert 12x-Brom-1 Iß,16x-dihydroxyprogesteron, das aus dem Kulturfiltrat mit Chloroform extrahiert wird. Nach Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum wird der kristalline Rückstand aus Aceton-Hexan umkristallisiert. Die reine Verbindung hat die folgenden Eigenschaften: Schmelzpunkt etwa 211 bis 212°C; [x]' = -I-101° (in Chloroform); = 2,87, 3,01, 5,85, 5,86, 6,16 C2iHzs04Br (425,35).
• Berechnet ... C 59,29, H 6,87, Br 18,79; gefunden ... C 59,11, H 7;00, Br 18,40.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Steroiden der allgemeinen Formel in der R Wasserstoff, R' eine ß-Hydroxygruppe ist oder R und R' zusammen eine Ketogruppe sind, X Halogen und Z Wasserstoff oder eine Hydroxylgruppe bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel in der R, R' und Z die oben angegebene Bedeutung haben, in an sich bekannter Weise mit den oxydierend wirkenden Enzymen des Mikroorganismus Streptomyces roseochromogenus hydroxyliert. In Betracht gezogene Druckschriften: Journ. Amer. Chem. Soc., Nr., S. 2126/(1952); Journ. Bacteriol., 69, S. 347 ff: (1955); Helv. Chim. Act., 37, S. 321 ff. (l954); USA.-Patentschrift Nr. 2 602 769; Advances in Enzymology, XX, S. 237 ff. (1958); Vitamins and Hormones, 16, S. 303 ff. (1958).