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Verfahren zur Herstellung von 6a,16a-Dimethyl-I 1f,17a,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion
bzw. dessen 21-Acetat Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 6a,16a-Dimethyl-llß,17a,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion
bzw. dessen 21-Acetat.
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Diese 6a,16a-Dimethylsteroide sind stark entzündungshemmend und besonders
bei der Behandlung von Arthritis und verwandten Krankheiten wirksam, da sie zur
Ausübung ihrer cortisonartigen Wirkung nur in sehr geringer Dosierung verabfolgt
zu werden brauchen, wodurch unerwünschte Nebenwirkungen weitgehend ausgeschaltet
werden.
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Als Ausgangsstoff verwendet man ein 16a-Methyl-3ß,17a,21- trihydroxy
- 5 - pregnen - 20 - an - 3 - tosylat-21-acylat, welches nach dem Verfahren der
Erfindung mit Methyläthylketon und einer schwachen Base, z. B. Kaliumacetat, in
an sich bekannter Weise zu dem entsprechenden 16a-Methyl-3,5-cyclo-6ß,17a, 21- trihydroxy
- pregnan - 20 - an - 21- acylat der all-
| gemeinen Formel CH20R |
| C=O |
| OH |
| _____CH3 |
| OH |
in der R einen Acylrest bedeutet, umgesetzt wird. Das erhaltene 16a-Methyl-3,5-cyclo-6ß,17a,21-trihydroxy-pregnan-20-on-21-acylat
wird mit einem Oxydationsmittel, wie Chromtrioxyd, in an sich bekannter Weise unter
Bildung des entsprechenden 16a - Methyl - 3,5 - cyclo -17a,21- dihydroxy -pregnan-6,20-dion-21-acylats
der allgemeinen Formel
umgesetzt, in der R die obige Bedeutung hat. Das erhaltene 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,21-dihydroxy-pregnan-6,20-dion-21-acylat
wird in an sich bekannter Weise zum 21-Alkohol, nämlich 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,21-dihydroxy-pregnan-6,20-dion,
hydrolysiert, welches durch die Formel
dargestellt wird.
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Das erhaltene 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,21-dihydroxy-pregnan-6,20-dion
wird mit Formaldehyd in Gegenwart einer starken Säure in an sich bekannter
Weise
zu 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,20;20,21-bis-methylendioxy-pregnan-6-on der Formel
umgesetzt. Die in an sich. bekannter Weise durchgeführte Behandlung des erhaltenen
16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,20;20,21-bis-methylendioxy-pregnan-6-ons mit Methylmagnesium
ergibt ein Gemisch der Isomeren von 6e,16a-Dimethyl-3,5-cyclo-6e-hydroxy-17a,20;
20,21-bis-methylendioxy-pregnan der Formel
welches zur Entfernung der in 6-Stellung befindlichen OH-Gruppe in an sich bekannter
Weise durch Säurebehandlung umgelagert wird, wobei ein 6,16a- Dimethyl - 3ß- hydroxy-17a,20;20,21
- bis -methylendioxy-5-pregnen-3ß-acylat der allgemeinen Formel
entsteht, in der R die obige Bedeutung hat.
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Das erhaltene 6,16a-Dimethyl-3ß-hydroxy-17a,20; 20,21-bis-methylendioxy-5-pregnen-3ß-acylat
wird in an sich bekannter Weise zu 6,16a-Dimethyl-3ß-hydroxy-17a,20;20,21-bis-methylendioxy-5-pregnen
der Formel
hydrolysiert. Das erhaltene 6,16a-Dimethyl-3ß-hydroxy-17a,20; 20,21-bis-methylendioxy-5-pregnen
wird mit Cyclohexanon und Aluminiumisopropylat in an sich bekannter Weise zu 6a,16a-Dimethyl-17a,20;20,21-bismethylendioxy4-pregnen-3-on
der Formel
umgesetzt. Durch an sich bekannte Einwirkung einer wäßrigen organischen Säure auf
6a,16a - Dimethyl - 17a,20; 20,21-bis-methylendioxy-4-pregnen-3-on entsteht 6a,16a
- Dimethyl - 17a,21 - dihxdroxy - 4 - pregnen-3,20-dion der Formel
Das erhaltene 6a,16a-Dimethyl-17a,21-dihydroxy-4-pregnen-3,20-dion wird mit Hilfe
eines Stammes von Curvularia lunata in an sich bekannter Weise mikrobiologisch unter
Bildung von 6a,16a-Dimethyl-11 ß,17a,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion oxydiert.
Diese Verbindung ist stark entzündungshemmend und besonders bei der Behandlung von
Arthritis und verwandten Krankheiten wirksam. Curvularia lunata kann z. B. durch
das Northern Regional Research
Laboratory (No. 2434), Peoria, 111.,
zur Verfügung gestellt oder aus natürlichen Quellen, z. B. Erde, in bekannter Weise
isoliert werden.
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Das erhaltene 6a,16a-Dimethyl-llß,17a,21-trihy droxy-4-pregnen-3,20-dion
läßt sich durch Behandlung mit Essigsäureanhydrid in an sich bekannter Weise in
das 21-Acetat überführen, welches durch Umkristallisieren aus Benzol-Petroläther
gereinigt wird; man erhält so praktisch reines 6a,16a-Dimethyl-I 1 ß,17a,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion-21-acetat.
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In den vorstehend angegebenen allgemeinen Formeln bedeutet R einen
Acylrest, z. B. den Benzoyi-, Acetyl- oder Propionylrest. Beispiel a) 16a-Methyl-3,5-cyclo-6ß,17a,21-trihydroxypregnan-20-on-21-acetat
Ein Gemisch von 16,6 mg 16a-Methyl-3ß,17a,21-trihydroxy-5-pregnen-20-on-3-tosylat-21-acetat,
1 ml Methyläthylketon, 21 mg Kaliumacetat und 0,2 ml Wasser wird 18 Stunden am Rückflußkühler
erhitzt. Das Methyläthylketon wird in einem Stickstoffstrom verdampft und der Rückstand
mit Wasser verrieben, sodann in Benzol-Äthylacetat gelöst. Die organische Schicht
wird mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung und Wasser gewaschen, getrocknet und
zur Trockne eingedampft. Man erhält ein Öl. A max @' = 2,75 bis 2,90 #L, 5,74 #t
(sh) und 5,78 V.. Das Rückstandsöl wird aus Aceton zum Kristallisieren gebracht,
um reines Acetonsolvat von 16a-Methyl-3,5-cyclo-6ß,17a,21-trihydroxy-pregnan-20-on-21-acetat
zu liefern.
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= 2,85 bis 2,97 #t, 5,74 v. (sh), 5,81 und 5,91 V.. Analyse für C2414360,5
- C3Hs0: Berechnet ... C = 70,01,H = 9,15; gefunden ... C = 69,80,H
= 8,84. b) 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,21-dihydroxypregnan-6,20-dion-21-acetat In eine
Lösung von 50 mg 16a-Methyl-3,5-cyclo-6ß,17a,21-trihydroxy=pregnan-20-on-21-acetat
in 0,5 ml Pyridin wird eine Lösung von 50 mg Chromtrioxyd in 0,5 ml Pyridin eingetragen
und das Gemisch etwa 15 Stunden bei 20°C stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wird
mit heißem Benzol verdünnt und durch Diatomeenerde filtriert. Das Benzolfiltrat
wird nacheinander mit 1 n-Salzsäure, Wasser, Natriumbicarbonatlösung und Wasser
gewaschen, getrocknet, filtriert und zur Trockne konzentriert. Der Rückstand ergibt
beim Kristallisieren aus Äthylacetat Petroläther 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,21-dihydroxy-pregnan-6,20-dion-21-acetat.
.i ccHcb = 5,74 #t (sh), 5,79 [. und 5.95 u.. c) 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,21-dihydroxy-pregnan-6,20-dion
In eine Lösung von 363 mg 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,21- dihydroxy-pregnan - 6,20
- dion - 21- acetat in 20 ml gereinigtem Methanol werden 0,42 ml 2,16 n-Natriummethylatlösung
in Methanol eingetragen. Die Lösung wird 8 Minuten gerührt, dann mit Essigsäure
schwach angesäuert und mit Wasser verdünnt. Der Niederschlag wird abfiltriert. Das
hydrolysierte Produkt, 16a - Methyl - 3,5 - cyclo-17a,21-dihydroxy-pregnan-6,20-dion,
wird gründlich mit Wasser gewaschen und als solches für die nächste Verfahrensstufe
bereitgestellt. d) 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,20;20,21-bismethylendioxy-pregnan-6-on
In ein Gemisch von 0,280 g 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,21-dihydroxy-pregnan-6,20-dion
in 11 ml Chloroform wird eine bei 0°C vorgemischte Lösung von 2,8 ml konzentrierter
Salzsäure und 37o/oigem Formaldehyd, welcher wenig Methanol enthält, eingetragen.
Das Zweiphasensystem wird bei 20'C
unter Stickstoff 24 Stunden gerührt. Die
Chloroformschicht wird abgetrennt und die wäßrige Schicht zweimal mit je 25 ml Chloroform
extrahiert. Die vereinigten Chloroformextrakte werden mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung
und Wasser gewaschen, getrocknet und zur Trockne konzentriert. Der Rückstand wird
zweimal mit je 20 ml Methanol gespült, dann in Benzol gelöst und an Magnesiumsilikat,
bekannt unter dem Handelsnamen Florosil, chromatographiert. Die Säule wird nacheinander
mit 1-, 3-, 5- und 7,5o/oigem Aceton in n-Hexan eluiert. Die Kristallfraktionen
aus dem 5o/oigen Aceton, welche einen negativen Tetrazoliumblautest ergeben, werden
vereinigt und aus Methanol zu praktisch reinem 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,20;20,21-bis-methylendioxy-pregnan-6-on
umkristallisiert. e) Isomerengemisch von 6e,16a-Dimethyl-3,5-cyclo-6e-hydroxy-17a,20;20,21-bis-methylendioxy-pregnan
In eine Lösung von 150 mg 16a-Methyl-3,5-cyclo-17a,20 ;20,21-bis-methylenäioxy-pregnan-6-on
in 25 ml Äther wird 1 ml 3molarer Methylmagnesiumlösung in Äther tropfenweise eingetragen.
Das Gemisch wird -2 Stunden am Rückflußkühler erhitzt, gekühlt und überschüssiges
Grignard-Reagenz mit gesättigter Ammoniumchloridlösung zersetzt. Die Ätherschicht
wird abgetrennt und die wäßrige Schicht mit Chloroform extrahiert. Die vereinigten
organischen Extrakte werden mit Wasser gewaschen, getrocknet und konzentriert. Der
Rückstand, der wahrscheinlich ein Isomerengemisch von 6e,16a-Dimethyl-3,5-cyclo-6e-hydroxy-17a,20;20,21-bis-methylendioxy-pregnan
darstellt, wird ohne Reinigung für die nächste Stufe bereitgestellt.
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f) 6,16a-Dimethyl-3ß-hydroxy-17a,20;20,21-bismethylendioxy-5-pregnen-3ß-acetat
Eine Lösung von 150 mg des Isomerengemisches von 6e,16a-Dimethyl-3,5-cyclo-6e-hydroxy-17a,20;
20,21-bis-methylendioxy-pregnen in 2 ml 10o/oiger Schwefelsäure in Essigsäure wird
etwa 15 Stunden bei 20°C gerührt und das Gemisch mit Eiswasser verdünnt. Der Feststoff
wird abfiltriert, mit Wasser gründlich gewaschen und getrocknet. Man erhält 6,16a
- Dimethyl - 3ß - hydroxy - 17a,20;20,21 - bismethylendioxy-5-pregnen-3ß-acetat.
g) 6,16a-Dimethyl-3ß-hydroxy-17a,20;20,21-bismethylendioxy-5-pregnen Das vorstehend
erhaltene 6,16a-Dimethyl-3ß-hydroxy-17a,20;20,21-bis - methylendioxy - 5 -pregnen.
3ß-acetat wird durch Auflösen in 0,5 ml Methanol. Zusatz von 50 mg Kaliumcarbonat
und Erhitzen am Rückflußkühler auf dem Dampfbad während einer Stunde hydrölysiert.
Das Gemisch wird abgekühlt, mit 1 ml Wasser verdünnt und von Methanol in einem Stickstoffstrom
durch Verdampfen befreit. Der
abfiltrierte Niederschlag wird gründlich
mit Wasser gewaschen und aus wäßrigem Methanol zu 6,16a-Dimethyl - 3ß - hydroxy
- 17a,20;20,21 - bis - methylendioxy-S-pregnen umkristallisiert.
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h) 6a,16a-Dimethyl-17a,20;20,21-bis-methylendioxy-4-pregnen-3-on Eine
Lösung von 5 ml Toluol und 100 mg 6,16a-Dimethyl - 3ß - hydroxy - 17a,20;20,21 -
bis - methylendioxy-5-pregnen wird mit 0,25 ml Cyclohexanon und 125 mg redestilliertem
Aluminiumisopropylat versetzt. Das Gemisch wird am Rückflußkühler 45 Minuten erwärmt,
mit 0,25 ml einer Lösung von Kaliumtritartrat versetzt und zur Entfernung von Toluol
und Cyclohexanon der Wasserdampfdestillation unterworfen. Die abgekühlte wäßrige
Suspension wird mit Chloroform extrahiert. Beim Konzentrieren des Chloroforms im
Vakuum fällt ein Öl an, welches mit Petroläther zur Entfernung des in Spuren vorhandenen
Cyclohexans verrieben wird. Der Rückstand wird im Vakuum gründlich getrocknet und
ergibt beim Kristallisieren aus Benzol-Heptan 6a, 16a - Dimethyl -17a,20;20,21-
bis - methylendioxy-4-pregnen-3-on.
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i) 6a,16a-Dimethyl-17a,21-dioxy-4-pregnen-3,20-dion Eine Lösung von
70 mg 6a,16a-Dimethyl-17a,20; 20,21-bis-methylendioxy-4-pregnen-3-on in 7 ml 50%iger
Essigsäure wird auf dem Dampfbad unter Stickstoff 8 Stunden erhitzt. Die Lösung
wird im Vakuum zur Trockne konzentriert. Der Rückstand wird in Chloroform gelöst
und mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung gewaschen. Die filtrierte Chloroformlösung
wird auf ein kleines Volumen eingeengt und dann auf Papierstreifen ausgebreitet.
Das Papier wird in eine Formamid-Methanol-Lösung (1 : 2) getaucht und bei Zimmertemperatur
15 Minuten luftgeirocknet. Die Streifen werden mit Benzol als beweglicher Phase
entwickelt und luftgetrocknet. Das Papierchromatogramm wird UV-Licht ausgesetzt,
wobei mehrere Flecken im Chromatogramm fluoreszieren. Der größte dieser auf Tetrazoliumblau
positiv reagierenden Flecken wird mit Äthylacetat eluiert. Die Äthylacetatlösung
wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und auf ein geringes Volumen eingeengt. Petrolätherfällt6a,
l6a-Dimethyl-17a,21-dihydroxy-4-pregnen-3,20-dion aus. k) 6a,16a-Dimethyl-llß,17a,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion
Ein Medium folgender Zusammensetzung wird hergestellt Glukose ........................
20 g Digeriertes enzymatisches Lactalbumin (»Edamin«) ....... 20 g Maismaischflüssigkeit
. . . . . . . . . . . . 5 ml Mit Wasser aufgefüllt auf . . . . . . . . . 1 1 Dieses
Medium wird in geeignete Gefäße zu Anteilen von 50 ml eingebracht. Das pH wird mittels
lmolarer Kalilauge auf 6,5 eingestellt und 12 Minuten bei 120°C sterilisiert.
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Die Teilmedien in den einzelnen Gefäßen werden nunmehr mit einer wäßrigen
Suspension von Sporen des Stammes Curvularia lunata (Northern Regional Research
Laboratory No.2434) beimpft und bei 28°C in einer rotierenden Schüttelmaschine 48
Stunden bebrütet.
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Je 10 mg des in der vorhergehenden Stufe erhaltenen 6a,16a-Dimethyl-17a,21-dihydroxy-4-pregnen-3,20-dions
werden in jedes Gefäß in Form einer Dimethylformamidlösung (100 mg(ml) eingebracht.
Das Bebrüten wird während weiterer 24 Stunden unter den Bedingungen der Wachstumsphase
durchgeführt. Die ganze Brühe wird dann dreimal mit gleichen Raumteilen Äthylacetat
extrahiert; die Extrakte werden vereinigt und schließlich konzentriert. 6a,16a-
Dimethyl -1 I ß,17a,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion wird abfiltriert. Fp. = 239
bis 242°C; maz@H = 242 m[.; E = 15 300. Analyse für C2311,3,05: Berechnet
... C = 70,74,H = 8,78; gefunden ... C = 70,83,H = 8,66. Das erhaltene 6a,16a-Dimethyl-1
l ß,17a,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion wird durch Behandlung mit Essigsäureanhydrid
und Pyridin in das 21-Acetylderivat übergeführt, welches durch Umkristallisieren
aus Benzol-Petroläther gereinigt wird. Man erhält praktisch reines 6a,16a-Dimethyl-llß,l7a,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion-21-acetat.
Fp. = 193 bis 197°C; dm"; @H = 241 m@,L; F = 14 900. Analyse für C.2sHss0s: Berechnet
... C = 69,41,H = 8,39; gefunden ... C = 69,42,H = 8,39.