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DE1149003B - Method of making steroids - Google Patents

Method of making steroids

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Publication number
DE1149003B
DE1149003B DEO6717A DEO0006717A DE1149003B DE 1149003 B DE1149003 B DE 1149003B DE O6717 A DEO6717 A DE O6717A DE O0006717 A DEO0006717 A DE O0006717A DE 1149003 B DE1149003 B DE 1149003B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steroids
general formula
fluoro
oil
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DEO6717A
Other languages
German (de)
Inventor
Josef Fried
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olin Corp
Original Assignee
Olin Corp
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 Olin Corp filed Critical Olin Corp
Publication of DE1149003B publication Critical patent/DE1149003B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P33/00Preparation of steroids

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

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.Process for the production of steroids The invention relates to a process for the production of new steroids of the general formula in which R is hydrogen, R 'is a β-hydroxy group or R and R' together are a keto group, X is halogen and Z is hydrogen 'or a hydroxyl group. The compounds serve, among other things, as intermediate products in the production of physiologically active steroids.

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.These steroids are produced according to the process of the invention by adding a compound of the general formula in which R, R ', X and Z have the meaning given above, hydroxylated in a manner known per se with the oxidizing enzymes of the microorganism Streptomyces roseochromogenus.

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.Examples of suitable steroids that are used for microbiological hydroxylation can be used are 12a-halo-1 lβ-hydroxyprogesterone (e.g. 12a-fluoro -11ß - hydroxyprogesterone), 12a - halogen - 11-ketoprogesterone (e.g. 12a-fluoro-11-ketoprogesterone), 12x-halogen-llß, 17x-dihydroxyprogesterone (e.g. 12a-fluoro-llß, 17x-dihydroxyprogesterone) or 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.To carry out the method according to the invention, either the Steroid in contact with an aerobic culture of Streptomyces roseochromogenus brought, or the steroid, air and enzymes from non-sprouting cells of the microorganism brought together in an aqueous medium. The conditions for Culturing Streptomyces rosechromogenus, which is suitable for the method according to the invention are the same (apart from the addition of the steroid to be converted) as in the cultivation of Streptomyces bacteria for the production of antibiotics and / or Vitamin B12, d. i.e., the microorganism is in contact with (in or on) a suitable fermentation medium. A suitable medium essentially contains a source of nitrogen and growth promoting substances as well as a source of assimilables Carbon and energy. The latter can be a carbohydrate and / or the steroid itself a. However, the medium preferably contains a source of assimilables in addition to the steroid Carbon and energy, this source preferably being at least a sizeable one Part (1) is a fatty acid of at least 14 carbon atoms or (2) a fat. The use of such a fat as a carbon and energy source (especially the use of a fatty oil) is advantageous because it increases the accessibility of the Steriods for conversion is increased.

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.The nitrogen-supplying substances can be organic substances, z. B. soybean meal, corn steep liquor, meat extract and / or distillation residues or synthetic substances, e.g. B. simple organic or inorganic compounds, such as ammonium salts, alkali nitrates, amino acids, urea and thiourea as Energy-supplying substances become fat-like substances (lipoids) and especially (1) Fatty acids with at least 14 bulking agents, (2) fats or (3) mixtures thereof preferred. Examples of such fats are lard oil, soybean oil, linseed oil, Cottonseed oil, peanut oil, mutton tallow, sperm oil, olive oil, tristearin, tripalmitin, Triolein and trilaurein; examples of fatty acids are stearic, palmitic; Oil, linoleum and myristic acid.

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.Other carbon containing substances can also be used will. So are z. B. glycerine, glucose, fructose, cane sugar, lactose, maltose, Dextrins, starch, whey and the like. These substances can either be purified or in the form of concentrates, such as whey concentrate, maize, wheat or barley mash or mixtures thereof, are used will. It should be noted, however, that the steroid is essentially the fermentation medium is added as a starting material and not as an energy-supplying substance.

Für die Herstellung bzw. Gewinnung der verfahrensgemäß angewandten Streptomyceskulturen wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung Schutz nicht begehrt.For the production or extraction of the process used In the context of the present invention, protection is not sought after for Streptomyces cultures.

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 @..In addition to their usefulness as intermediates for the production of 16x, 17a-acetals or ketals, some of the steroids which can be produced according to the invention can themselves be used as physiologically active substances. The 17a-H compounds of the general formula have a gestagenic effect and can be used in place of known gestagens such as progesterone for the treatment of threatened abortion, dysmenorrhea and the like. The following examples explain the process according to the invention. Example 1 12x-Fluoro-11, 16a, 17a-trihydroxyprogesterone First, an aqueous medium with the following composition is prepared: Soybean meal .................. 15.0 g glucose .. ....................... 10.0 g soybean oil .................... 2, 2 g CaC0 ............................ 2.5 g water .............. ............. 11 The pH of the medium is adjusted to a value of 7.0 ± 0.1. 50 cc portions of the medium are divided into 250 cc Erlenmeyer flasks. The flasks are plugged with cotton wool and sterilized in the usual way by autoclaving. After cooling, each flask is admixed with 0.25 cc of a sterile solution of 12x-fluoro-11, 17oc-dihydroxyprogesterone in dimethylformamide; a steroid concentration of 0.05% is obtained in the medium. Each flask is then inoculated with 5 to 100% of a vegetative culture of Streptomyces roseochromogenus (Waksman No. 3689). The inoculated flasks are incubated with circular mechanical shaking for 3 to 4 days at a temperature of 25 ° C., after which the contents of 12 flasks are combined, brought to a p11 value of 4 -I-0.2 and passed through a cotton ball on a Buchner funnel is filtered. The filtered fermentation mash is extracted with four 300 cc portions of methyl isobutyl ketone, whereupon about 200 mg of the rahen.Steroid are obtained after removing the solvent in vacuo, which crystallizes on standing. After recrystallization from ethanol, pure 12x-fluoro-11ß, 16a, 17a-trihydroxyprogesterone is obtained. Mp 220-222 ° C, [x] '= -3-102 ° (c = 0.38 in CHCl3); 2mäX = 240 m # t (a = 16200); AmeX ° `= 2.90, 5.38, 6.02, 6.19 @ ..

C"H"0sF (380,44).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 @,.Calculated ... C 66.29, H 7.68; Found ... C 66.28, H 7.67. Example 2 12-fluoro-1ß, 16x-dihydroxyprogesterone The microbiological hydroxylation of 12oc-fluoro-11ß-hydroxyprogesterone with Streptomyces roseochromogenus (Waksman No. 3689), described in Example 1, yields 12x-fluoro-ILß, 16x-dihydroxyprogesterone, which from the Culture filtrate is extracted with chloroform. After removing the solvent in vacuo, the residue is recrystallized from acetone-hexane, the pure compound having the following properties being obtained: melting point about 218 to 219 ° C .; [x] D = -3-164 ° (c = 0.50 in CHCl3); 2meX = 240 m # I (e = 16,000); ) #m 2 ° `2.98, 5.86, 6.03, 6.20 @ ,.

C"H"04F (364,44).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).Calculated ... C 69.2 L, H 8.02; found ... C 68.97, H 7.85. Example 3 12a-bromine-11b, 16x-dihydroxyprogesterone The microbiological hydroxylation of 12x-bromo-11b-hydroxyprogesterone with Streptomyces roseochromogenus (Waksman No. 3689), described in Example 1, yields 12x-bromine-1b, 16x-dihydroxyprogesterone, which from the culture filtrate is extracted with chloroform. After removing the solvent in vacuo, the crystalline residue is recrystallized from acetone-hexane. The pure compound has the following properties: melting point about 211 to 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.Calculated ... C 59.29, H 6.87, Br 18.79; Found ... C 59.11, H 7; 00, Br 18.40.

Claims (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).PATENT CLAIM: Process for the production of steroids of the general formula in which R is hydrogen, R 'is a β-hydroxy group or R and R' together are a keto group, X is halogen and Z is hydrogen or a hydroxyl group, characterized in that a compound of the general formula in which R, R 'and Z have the meaning given above, hydroxylated in a manner known per se with the oxidizing enzymes of the microorganism Streptomyces roseochromogenus. Publications considered: Journ. Amer. Chem. Soc., No., pp. 2126 / (1952); Journ. Bacteriol., 69, p. 347 ff: (1955); Helv. Chim. Act., 37, pp. 321 ff. (1954); U.S. Patent No. 2,602,769; Advances in Enzymology, XX, pp. 237 ff. (1958); Vitamins and Hormones, 16, p. 303 ff. (1958).
DEO6717A 1958-04-14 1959-04-13 Method of making steroids Pending DE1149003B (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2602769A (en) * 1952-02-23 1952-07-08 Upjohn Co Oxygenation of steroids by mucorales fungi

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2602769A (en) * 1952-02-23 1952-07-08 Upjohn Co Oxygenation of steroids by mucorales fungi

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