DE1181705B - Verfahren zur Herstellung von 16ß-niedrig-Alkylcortisonen, -hydrocortisonen, -prednisonen und -prednisolonen sowie von deren 9 alpha-Halogenderivaten und 21-Estern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 07 c

Deutsche Kl.: 12 ο-25/05

Nummer: 1181705

Aktenzeichen: Sch 24430IV b / 12 ο

Anmeldetag: 21. Juli 1958

Auslegetag: 19. November 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 16/J-niedrig-Alkylcortisonen, -hydrocortisonen, -prednisonen und -prednisolonen sowie von deren 9«-Halogenderivaten und 21-Estern.

Es ist nun gefunden worden, daß die 16/3-Alkylierung von Steroiden, die antiinflammatorische Eigenschaften besitzen, zu Produkten führt, die eine ausgesprochene Naturesis- und diuretische Wirkung besitzen. Aus dieser einzigartigen und unerwarteten Eigenschaft ergibt sich, daß Steroidverbindungen, die antiinflammatorische Eigenschaften besitzen, die aber in ihrer Anwendbarkeit bei der Behandlung von Krankheiten beschränkt sind, weil sie natriumzurückhaltende Wirkungen besitzen, durch 16/?-Alkylierung einen weiteren Anwendungsbereich erhalten.

Die 21-Ester der erfindungsgemäß herstellbaren Verbindungen enthalten 1 bis 8 Kohlenstoffatome; sie enthalten z. B. einen niederen Alkanoatrest, wie den Acetat-, Propionat- oder Cyclopentylpropionatrest, ferner den Benzoat-, Phthalat-, Dimethylacetat-, Trimethylacetat-, tert.-Butylacetat-, Phenoxyacetat-, Thiophencarboxylat- oder Nicotinatrest. Die 16/S-ständige niedere Alkylgruppe kann beispielsweise eine Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl- oder tert.-Butylgruppe sein. Diejenigen Verbindungen, die eine Πα-ständige Hydroxygruppe tragen, können, obgleich sie per se nicht therapeutisch aktiv sind, nach bekannten oxydativen Verfahren in die entsprechenden 11-Ketoverbindungen umgewandelt werden, die physiologische Aktivität besitzen. Außerdem zeigen die erfindungsgemäß herstellbaren J^1>4-Diene eine auffallend größere therapeutische Aktivität als die entsprechenden Δ ⁴-Monoene. Jedoch sind die /I⁴-Monoene wertvoll als Zwischenprodukte bei der Herstellung der Diene.

Die nachstehenden Schemen A, B und C zeigen zweckmäßige Methoden zur Herstellung der 16/?-Alkyl-Verfahren zur Herstellung von 16/?-niedrig-Alkylcortisonen, -hydrocortisonen, -prednisonen und -prednisolonen sowie von deren 9a-Halogenderivaten und 21-Estern

Anmelder:

Scherico Limited, Luzern (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Chem. Dr. W. Koch, Hamburg 4, und Dr.-Ing. R. Glawe, München 22, Liebherrstr. 20, Patentanwälte

Als Erfinder benannt:
Richard Rausser, Union, N. J., Eugene P. Oliveto,
Bloomfield, N.J. (V.St.A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 22. JuU 1957 (673 141), vom 8. Mai 1958 (733 843)

corticoide nach der Erfindung. Zur Erläuterung werden in diesen Schemen sowie in der folgenden Beschreibung als 16/S-Alkylradikal vorzugsweise die Methylgruppe und als 21-Acylsubstituent vorzugsweise die Acetatgruppe verwendet.

Schema A

16-Pregnen-3«-ol-ll,20-dion-3-acetat

-5* lo-Methyl-lö-pregnen-Sa-ol-ll^O-dion-S-acetat -> 16^-Methylpregnan-3Ä,17«-diol-l 1,20-dion

-> 16^-Methylpregnan-17(X,21-diol-3,l 1,20-trion-21-acetat

-» 16/3-Methylcortison-21 -acetat
~> 16/?-Methylprednison

16,17-Diazomethylenpregnan-3«-olll,20-dion-3-acetat

löß-Methylpregnan-Sa-ol-ll^O-dion-S-acetat

16|3-Methylpregnan-3«,17«,21-triolll,20-dion-21-acetat

4-Brom-16/7-methylpregnan-17a,21 -diol-3,11,20-trion-21-acetat

1 oß-Methylcortison

409 728/489

Schema B

16ß-Methy lpregnan-17 x,21 -diol-3,11,20-trion-21-acetat

16/?-Methylprednison-21 -acetat

2,4-Dibromo-16/i-methylpregnan-17\.21-diol-3,1 l,20-trion-21 -acetat

Schema C

16/5-Methylcortison-21 -acetat

lo/J-Methylhydrocortison-B^O-bis-semicarbazon 16/?-Methylprednisolon

16/i-Methylcortison-3,20-bis-semicarbazon-21-acetat

16/i-Methylliydrocortison
16/?-MethyIprednisolon-21-acetat

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man bei der im obigen Reaktionsschema A beschriebenen Herstellung der niederen 16/S-Alkylverbindungen zweckmäßigerweise von einer leicht zugänglichen Substanz, insbesondere einem 16-Pregnen-3\-o]-U,20-dion-3-acylat, aus. Die Reaktion dieses Esters mit Diazomethan liefert mit ausgezeichneter Ausbeute das Pyrazolinzwischenprodukt, das nach der Pyrolyse bei oder über seinem Schmelzpunkt in 16-Methyl-16-pregnen-3«-ol-11,20-dion-3-acetat umgewandelt wird. Wo beispielsweise das 16/7-Äthyl-, 16/?-Propyl oder 16/S-Butylderivat erwünscht ist, wird das entsprechende Diazoäthan, Diazopropan, Diazobutan od. dgl. verwendet, um ähnliche Ausbeuten zu erzielen. Obgleich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Pyrazolin vorzugsweise durch Erhitzen über seinen Schmelzpunkt pyrolysiert wird, kann diese Pyrolyse auch durch Erhitzen der Substanz in einem hochsiedenden inerten Lösungsmittel, wie p-Cymol oder Tetralin u. dgl., bewirkt werden. Die ungesättigte Bindung im Ring D wird durch Hydrierung, vorzugsweise in Gegenwart eines Katalysators, wie Palladium, entfernt, worauf 16/?-Methylpregnan-3«-ol-ll,20-dion-3-acetat erhalten wird.

Um eine Hydroxylgruppe am Kohlenstoffatom 17 einzuführen, kann man sich der von Kritchevsky und Gallagher gegebenen Methode bedienen (vgl. z. B. Journ. Amer. Chem. Soc, 71, 3262 [1949]), nach welcher z. B. das 16^-Methylpregnan-3a-olll,20-dion-3-acetat über sein 20-Enolacetat und 17,20-Epoxyd in das 16/?-Methylpregnan-3*,17Tc-diol-11,20-dion übergeführt wird.

Die 21-Acetoxygruppe oder andere Estergruppen am Kohlenstoffatom 21 werden in bekannter Weise, beispielsweise durch Bromierung der Methylgruppe am Kohlenstoffatom 21 und anschließende Reaktion der Bromverbindung mit beispielsweise Natrium- oder Kaliumacetat, eingeführt, wodurch 16/S-Methylpregnan-3,-v,17*,21 -triol-11,20-dion-21 -acetat gebildet wird. Obgleich eine Acetoxylierung beispielsweise beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, daß andere Carboxylierungen, wie beispielsweise die Einführung einer Propionoxygruppe, in analoger Weise erfolgen können.

Um das 3-Keto-zl⁴- oder 3-Keto-J ^-System zu erhalten, wird der gesättigte Pregnanester, z. B. 16/? - Methylpregnan - 3λ,17λ,21 - triol - 11,20 - dion-21-acetat, wie folgt weiter umgewandelt: Die Hydroxylgruppe am Kohlenstoffatom 3 wird in eine Ketogruppe umgewandelt,· vorzugsweise mit durch Oxydation N-Bromacetamid, wodurch 16/3-Methylpregnan-17*,21-diol-3,l l,20-trion-21-acetat erhalten wird. Es ist offensichtlich, daß andere oxydierende Mittel, wie N-Bromsuccinimid, Chromtrioxyd-Pyridin, Chromtrioxyd-Aceton-Schwefelsäuregemisch u. dgl., bei dieser Stufe verwendet werden können. Die Δ ^Doppelbindung wird nun in an sich bekannter Weise in den Α-Ring eingeführt, indem man 16/S-Methylpregnan-17λ,21-diol-3,1 l,20-trion-21-acetat in der üblichen Weise bromiert, wodurch die intermediäre Bromverbindung gebildet wird, die isoliert werden kann oder nicht. Obgleich vorzugsweise mit Brom halogeniert wird, sind andere Halogenierungsmittel, wie Chlor, ebenso wirksam. Durch Dehydrohalogenierung dieses 4-Bromzwischenprodukts, ebenfalls in bekannter Weise, beispielsweise durch Reaktion mit Semicarbazid und anschließende Hydrolyse des erhaltenen 3-Monosemicarbazons oder durch Erhitzen unter Rückfluß mit Dimethylformamid, gegebenenfalls in Gegenwart von Lithiumchlorid, oder durch Erhitzen unter Rückfluß mit organischen Basen, wie Collidin, wird Halogenwasserstoff entfernt und die zl ^-Doppelbindung eingeführt, wobei man 16/3-Methylcortison-21-acetat erhält. Diese Verbindung kann dann verseift werden, um das Diol-trion, 16/?-Methylcortison, herzustellen, indem man die erstere, d. h. das lo/i-Methylcortisonacetat, mit hydrolytischen Mitteln, wie wässerigem methanolischem Kaliumbicarbonat, oder mit solchen Reagenzien wie Natriumcarbonat, Natriumhydroxyd, Natriumalkoholaten (z. B. Natriumäthylat) und Säuren, wie p-Toluolsulfonsäuren, umsetzt. 16/J-Methylcortison kann nun am Kohlenstoffatom 21 erneut mit jedem beliebigen Säureradikal, das bevorzugt wird, verestert werden. Es wurde gefunden, daß, wie es allgemein in der Technik bekannt ist, durch Veresterung die Wirkungsdauer des Steroids weiter erhöht wird und man eine Verbindung erhält, die wirksamer parenteral verabreicht werden kann. Es wurde gefunden, daß Säureradikale, wie sie von Essigsäure, Propionsäure, Trimethylessigsäure, tert.-Butylessigsäure, Cyclopentylpropionsäure, Furansäure, Phenoxyessigsäure u. dgl. erhalten werden, brauchbare Ester liefern. In ähnlicher Weise liefern Halbester von zweibasischen Säuren, wie sie von Phthal-, Bernstein-, Wein-, Citronensäure u. dgl. erhalten werden, Ester, die durch Bildung eines Salzes der freien Carboxylgruppe mit einem Alkalimetall, beispielsweise Natrium, löslich gemacht werden können. Anstatt der zweibasischen organischen Säuren können anorganische Säuren, wie Phosphorsäure u. dgl., verwendet werden, indem so ein Dihydrogenphosphatester hergestellt wird, der selbst durch Salzbildung weiter löslich gemacht werden kann.

Die 1 ^Bindung wird vorzugsweise eingeführt, indem man 16/S-Methylcortison-21-acetat oder 16/J-Methylcortison der mikrobiologischen Einwirkung eines

und dann die 11-ständige Ketogruppe mit Natriumborhydrid, Lithiumborhydrid oder Lithiumaluminiumhydrid u. dgl. reduziert wird. Durch Säurehydrolyse des so gebildeten 11-Hydroxy-bis-ketals erhält man 5 lo/J-Methylhydrocortison.

16/9-Methylhydrocortison kann durch die mikrobiologische Gärung oder chemische Verfahren, die oben bei der Umwandlung von 16^-Methylcortison in 16j3-Methylprednison beschrieben wurden, in

delt werden, indem man zunächst die 3,20-Ketogruppen, wie oben bei den Monoenen beschrieben wurde, schützt und dann die 11-ständige Ketofunktion

dehydrierenden Mikroorganismus unterwirft. Vorzugsweise wird Bacillus sphaericus (American Type Culture
Collection 7055) oder Corynebacterium simplex
(ATCC 6946) gemäß dem in der belgischen Patentschrift 540 748 beschriebenen analogen Verfahren
verwendet. Es ist jedoch wichtig, daß die der fermentativen Dehydrierung unterworfene Verbindung wenigstens ein 3-Keto-zd "-System enthält und daher die
erste Gelegenheit zur Einführung der Δ ^a-Bindung nach
der Bildung von 16/S-Methylcortison oder seines io 16^-Methylprednisolon umgewandelt werden. In ähn-21-Esters gegeben ist. So wird 16ß-Methyl-l,4-pregna- licher Weise kann 16/?-Methylprednisolon gemäß dien-17«,21 -diol-3,11,20-trion hergestellt. irgendeinem der bekannten Verfahren verestert werden,

Die Dehydrierung des Α-Ringes, wodurch die um das entsprechende 21-Acetat, z. B. 16/3-Methyl-/d ^Bindung eingeführt wird, kann auch auf ehe- prednisolon-21-acetat, herzustellen, mischem Wege nach bekannten Methoden erfolgen, 15 Es kann aber auch 16^-Methylprednison-21-acetat beispielsweise durch Umsetzen des Pregnanesters, selbst in 16j8-Methylprednisolon-21-acetat umgewan-16/?-Methylcortison-21-acetat, oder des Pregnans,
16ß-Methylpregnan-l 7oc,21-dio]-3,l 1,20-trion-21-acetat,
mit Selendioxyd oder mit Chloranil bei erhöhten
Temperaturen oder durch bekannte Halogenierungs- 20 selektiv reduziert, und Dehydrohalogenierungsverfahren. Die neuen, erfindungsgemäß herstellbaren Verbin-

Dieses letztere Dehydrierungsverfahren wird bei- düngen, d. h. die 16/3-alkylsubstituierten Derivate von spielsweise durch das Reaktionsschema B veranschau- Cortison, Hydrocortison, Prednison, Prednisolon, wie licht, wodurch das Pregnan, 16/S-Methylpregnan- ihre 21-Ester (wobei die 11 «-hydroxy-16-alkylierten 17«,21-diol-3,ll,20-trion-21-acetat, vorzugsweise mit 25 Corticoide ausdrücklich ausgenommen sind, die jedoch Brom unter Bildung des intermediären 2,4-Dibrom- wertvolle Zwischenprodukte bei der Herstellung der 16/S-methylpregnan-17«,21-diol-3,ll,20-trion-21-ace- entsprechenden 11-Ketosteroide, beispielsweise Cortitats dihalogeniert wird. Durch Didehydrobromierung son, Prednison sind), besitzen, wie oben ausgeführt mit basischen Mitteln, vorzugsweise Dimethylform- wurde, wertvolle antiinflammatorische und diuretische amid, erhält man das 21-Acetat von 16^-Methyl- 30 (d. h. natrium- und wasserausscheidende) Eigenprednison, das durch jedes der oben beschriebenen schäften. Die 16/?-alkyl-(insbesondere methyl-) substihydrolytischen Mittel, z. B. Kaliumbicarbonat, ver- tuierten Diene sind besonders wertvolle therapeutische seift werden kann, um den entsprechenden 21-Alkohol Mittel bei der Behandlung von Entzündungskrankherzustellen. Es ist offensichtlich, daß bei der letzten heiten, beispielsweise Arthritis, Dermatitis, Asthma Form von 16/J-Methylprednison verschiedene Ester- 35 u. dgl. Sie werden üblicherweise in einer täglichen gruppen am Kohlenstoffatom 21 eingeführt werden Verabreichungsdosis von 0,50 bis 10 mg verabfolgt, können. während die bevorzugte tägliche Dosis zwischen etwa

Die vorhergehenden Reaktionsschemen und Aus- 2 und etwa 10 mg liegt. Die Zufügung der 16^-Methylführungen sind auf die Herstellung von Verbindungen, gruppe scheint die Wirkungsdauer des Steroids über die eine Ketofunktion am Kohlenstoffatom 11 ent- 4° die seiner nichtmethylierten Analogen hinaus zu verhalten, gerichtet gewesen. Es ist offensichtlich, daß, längern. Obgleich die hier obenerwähnten Eigenwenn irgendeines der Ausgangsmaterialien am Kohlenstoffatom 11 eine Hydroxylgruppe enthält, diese
Gruppe durch die Reaktionsfolge mitgeführt wird.
Wenn man jedoch berücksichtigt, daß das Ursprung- 45
liehe Ausgangsmaterial, 16-Pregnen-3 «-0Ι-ΙΙ ,20-dion-3-acetat, leicht zugänglich ist, werden die Reaktionen
vorzugsweise zunächst so ausgeführt, daß man
11-Ketosubstanzen erhält und, wenn es erforderlich
ist, die 11-ständige Ketogruppe zu einer 11-ständigen 5° Nierenröhren. Für die orale Verabreichung der entHydroxylgruppe, vorzugsweise mit ^-Konfiguration, sprechenden Diene ist eine tägliche Dosis von 25 bis reduziert. Eine solche Umwandlung ist im Reaktions- 100 mg angezeigt, um Natrium- und Wasserdiuresis, schema C beschrieben, wodurch das 3,20-Bis-semi- beispielsweise bei der Behandlung von Ascites, concarbazon von lo/J-Methylcortisonacetat durch die gestivem Herzfehler und cyclischen Ödemen, zu beReaktion dieses letzteren Esters mit Semicarbazid ge- 55 wirken.

bildet wird. Nachdem jetzt die empfindlichen 3,20-Di- Die 16ß-alkylierten Diene und Monoene können

ketogruppen geschützt sind, wird die 11-ständige Keto- parenteral in der Form von therapeutisch annehmfunktion mit Natriumborhydrid in wässerigem Tetra- baren Lösungen und Suspensionen, beispielsweise in hydrofuran reduziert und so das Bis-semicarbazon wässerigen Medien, verabfolgt werden, oder wo orale von 16/J-Methylcortison erhalten. Die Derivatgruppen 60 Verabreichung angezeigt ist, können sie in Tabletten an dem Kohlenstoffatom 3 und 20 werden in üblicher (gewöhnlich etwa 0,50 bis 5 mg pro Tablette), Elixiere

und andere bekannte pharmazeutische Dosierungsformen nach Standardverfahren eingebracht werden. Sie können auch örtlich in der Form von Salben und 65 Cremes oder als Lösungen, z. B. in Dimethylacetamid oder Diäthylacetamid, oder in der Form von Suppositorien, wobei sie in einem Fett- oder Wachsträger gelöst oder suspendiert sind, der etwa bei Körper

schaften sowohl Monoenen als auch Dienen zu kommen, sind die 1,4-Pregnadiene die stärkeren der beiden Klassen.

Die erfindungsgemäß herstellbaren 16^-Alkylmonoene sind außer daß sie wertvolle Zwischenprodukte bei der Herstellung der entsprechenden Diene sind, auch wirksam als antiinflammatorische Mittel und verhindern die Resorption von Natrium durch die

Weise, z. B. mit Brenztraubensäure, oder durch hydrolytische Verfahren, beispielsweise verdünnte Chlorwasserstoffsäure oder salpetrige Säure, entfernt, und
so erhält man 16/3-Methylhydrocortison.

Es können auch andere Verfahren zum Schutz der
3- und 20-ständigen Ketogruppe angewandt werden,
beispielsweise indem ein 3,20-Bis-äthylenketal gebildet

temperatur schmilzt, oder als Aerosole, wenn sie mit geeigneten Materialien, Isopropylmyristat und Dichlordifluormethan (»Freon«) gemischt sind, verabreicht werden.

Wie in der Technik bekannt ist, werden durch die Einführung eines Fluoratoms in die 9a-Stellung von Prednisolon, Prednison, Cortison und Hydrocortison ihre antiinflammatorischen Eigenschaften stark erhöht, aber gleichzeitig erhalten sie eine hohe mineralocorticoide Aktivität. Diese letztere Eigenschaft zeigt sich durch hohe Natriumretention, die im allgemeinen die therapeutische Verwendung auf örtliche Applikation beschränkt. Im vorliegenden Falle gleicht die der 155° C erhalten. Nach Umkristallisieren aus Aceton—· Hexan werden 8,40 g des Produkts dieses Beispiels erhalten; Schmp. 160 bis 163⁰C; keine UV-Absorption bei 220 bis 300 πιμ; [\]_D = +94 6° (Dioxan).

Analyse für C₂₄H₃₈O₁:
Berechnet ... C = 74 19, H = 9,34; gefunden ...C = 74,37, H = 9,06.

D. 16je-Methylpregnan-3a, 17cc-diol-11,20-dion

Eine Lösung von 6,77 g 16/S-Methylpregnan-3a-olll,20-dion-3-acetat in 156 ecm Essigsäureanhydrid, die 3,89 g p-Toluolsulfonsäure enthält, wird 6 Stunden bei 100⁰C gehalten; während dieser Zeit werden alle

16/?-Alkylgruppe eigene diuretische Wirkung die Na-

triumretentionswirkung des 9«-ständigen Halogen- 15 halbe Stunde etwa 16 ecm Destillat durch Anwendung substituenten aus, ohne daß die antiinfiammatorische von Vakuum entfernt. Der erhaltene ölige Rückstand Wirkung beeinträchtigt wird. wird in 80 ecm Benzol gelöst und dreimal mit Wasser,

Demgemäß ist die Herstellung dieser 9<x-Halogen- dann mit einer Lösung von 1,55 g Natriumacetat in analogen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit 20 ecm Wasser gewaschen. Die Benzolschicht wird eingeschlossen. Die folgenden Beispiele sollen das 20 über Magnesiumsulfat getrocknet und dann mit einem

Gemisch von 0,52 g Natriumacetat in 12 ecm handelsüblicher 40%iger Peressigsäure 18 Stunden bei 25⁰C

erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern.

Beispiel 1 16/3-Methylcortison-21 -acetat

A. Produkt der Reaktion von 16-Pregnen-3«-oI-ll,20-dion-3-acetat und Diazomethan

Eine Lösung von 3,72 g 16-Pregnen-3«-ol-l 1,20-dion-3-acetat in 5 ecm Methylenchlorid wird zu einer Lögerührt. Überschüssige Essigsäure wird dann durch tropfenweisen Zusatz einer Lösung von 15,5 g Natriumsulfit in 52 ecm Wasser zersetzt, während die Temperatur zwischen 10 und 2O⁰C gehalten wird. Es werden dann weitere 1,57 g Natriumsulfit zugesetzt und das Gemisch über Nacht gerührt, bis eine Jodstärkeprobe negativ ist. Die Benzolschicht wird ab-

sung von etwa 1 g Diazomethan in 70 ecm Äther, die 3° getrennt, dreimal mit Wasser gewaschen und emauf —10⁰C gekühlt worden war, zugesetzt. Das Ge- gedampft. Es wird zu dem erhaltenen Rückstand, der bei 0°C gehalten, dann läßt

misch wird 4 Stunden bei 0⁰C gehalten, dann man es sich auf Zimmertemperatur erwärmen. Das erhaltene Pyrazolin kristallisiert direkt aus dem Reaktionsgemisch, um 3,32 g zu liefern; Schmp. 199 bis 200⁰C (Zersetzung); [x]_D = +149,6° (Dioxan).

Analyse für C₂₄H₃₄O₄N₂:

Berechnet ...C = 69,23, H = 8,27, N = 6,76; gefunden ...C = 69,51, H = 7,98, N = 6,69. in 345 ecm Methanol gelöst wird, eine Lösung von 3,62 g Natriumhydroxyd in 39,5 ecm Wasser zugesetzt und das Gemisch 15 Minuten unter Rückfluß erhitzt.

Nach Neutralisieren mit 4 ecm Eisessig wird die Lösung unter vermindertem Druck auf etwa 50 ecm eingeengt. Das Konzentrat wird in ein Gemisch von Eis und Wasser gegossen, und der abgeschiedene Feststoff wird abfiltriert und getrocknet, und man erhält 6,69 g unreines 16/?-Methylpregnan-3«,17a-dioI-11,20-dion, Schmp. 105 bis 14O⁰C. Dieses wird über synthetisches Magnesiumsilikat (bekannt unter dem Handelsnamen Florisil) chromatographiert, und das mit 33 bis 50% Äther—Hexan eluierte Material wird vereinigt und

B. 16-Methyl-16-pregnen-3a-ol-11,20-dion-3-acetat

Das Pyrazolin von Beispiel 1, A (3,00 g) wird unter vermindertem Druck auf etwa 210⁰C erhitzt, bis die

Stickstoff entwicklung aufhört. Das erhaltene öl wird 45 aus Aceton—Hexan kristallisiert; man erhält 2,09 g auf Zimmertemperatur gekühlt, dann durch den Zusatz 16/?-Methylpregnan-3a,l 7:x-diol-l 1,20-dion; Schmp. von Äther kristallisiert. Der Niederschlag wird abfiltriert und getrocknet und ergibt 2,12 g 16-Methyl-16-pregnen-3Ä-ol-ll,20-dion-3-acetat; Schmp. 163 bis
166°C; [oc]_D = +69,9° (Dioxan); Xmax = 248 mμ 5<>
(E = 10 800).

Analyse für C₂₄H₃₄O₄:
Berechnet ...C = 74,57, H = 8,87; gefunden ...C = 74,85, H = 8,55.

C. 16ß-Methylpregnan~3«-ol-l l,20-dion-3-acetat

Eine Lösung von 12,0 g der 16-Pregnenverbindung von Beispiel 1, B in 250 ecm Eisessig wird bei Zimmertemperatur und Atmosphärendruck in Gegenwart von 60 3,0 g 10°/₀ Palladium auf Holzkohle als Katalysator hydriert. Nachdem die Reduktion vollendet ist (etwa 1V₂ Stunden) wird der Katalysator abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem Druck auf etwa 100 ecm eingeengt. Der Rückstand wird in Wasser gegossen 65 und der abgeschiedene Feststoff abfiltriert, gewaschen und getrocknet; es werden 11,4 g unreines 16/?-Methylpregnan-3ac-ol-ll,20-dion-3-acetat, Schmp. 148 bis 181,5 bis 185⁰C; [*]_fl = 83,6 (Dioxan). Analyse für C₂₂H₃₄O₄:

Berechnet ...C = 72,89, H = 9,45; gefunden ...C = 72,82, H = 8,25.

Man stellt lo/J-Methylpregnan-Sa.na-diolll,20-dion-3-acetat her, indem man zu 1 g des entsprechenden 16/?-Methylpregnandiols eine Lösung von 0,5 ecm Essigsäureanhydrid in 2,3 ecm Pyridin zusetzt. Nachdem das Gemisch 1 Stunde bei Zimmertemperatur gestanden hat, wird es in Eis und Chlorwasserstoffsäure gegossen. Der erhaltene Feststoff wird abfiltriert, getrocknet und aus Aceton—Hexan umkristallisiert, um 16/S-Methylpregnan-3a,17«-diolll,20-dion-3-acetat, Schmp. 169 bis 172°C, zu erhalten. Sein Infrarotspektrum zeigt die Anwesenheit einer Acetat-, Hydroxyl- und zweier ketonischer Gruppen an.

Analyse für C₂₄H₃₆O₅:

Berechnet ...C = 71,25, H = 7,97; gefunden ...C = 71,29, H = 8,92.

9 10

„ ,„,„,, _Λ „ „„ ,. tert.-Butylalkohol und 2'ccm Methylenchlorid gelöst

E. 16^MethyJpregnMi-3«,17«il-tnol-ll,2iWion- _{und in einer} Stickstoffatmosphäre 2 Stunden bei 25 21-acetat bis 30° C gerührt. Nachdem man das Lösungsmittel Eine Lösung von 362 mg 16/3-Methylpregnan- unter_; vermindertem Druck'entfernt hat, wird der 3«,17a-diol-ll,20-dion in 18 ecm chemisch reinem S Rückstand in'5 ecm 80%iger Essigsäure—Wasser zuChloroform (das einige Tropfen vorher mit Brom- sammen mit überschüssiger ,7O°/oiger BrenztraubenwasserstofF gesättigtes Chloroform enthält) wird bei säure gelöst und das Reaktionsgemisch 20 Stunden bei —25⁰C bromiert, indem man (im Verlaufe von Zimmertemperatur stehengelassen.' Die Lösung wird 3 Stunden) 165 mg Brom in 10 ecm Chloroform zu- mit verdünntem Natriurnnydröxyd (5%) auf pH setzt. Nachdem man das Lösungsmittel unter ver- io etwa 7 gebracht und dann mit Methylenchlorid extramindertem Druck entfernt hat, werden 10 ecm Di- hiert. Die organischen Extrakte werden zu einem methylformamid und Ig Natriumacetat zugesetzt. Rückstand eingedampft und"tier Rückstand über Das Gemisch wird 2 Stunden bei 60° C gerührt, über »Florisil« chromatographiert. Kristallines Material Nacht bei Zimmertemperatur stehengelassen, dann (25 mg), das aus den 5Ö°/₀ Äthär—Hexan- und 100% weitere 2 Stunden auf 6O⁰C erhitzt. Das Gemisch wird 15 Äther-Eluaten erhalten· wird,-Mert nach Kristallidann in Wasser gegossen und der &bgeschiea$ädjjij&fc sieren aus Aceton—Hexan 20 mg 16/3-Methylcortisonstoff abfiltriert und getrocknet; man erhilf frvmg 21-acetat; Schmp. 198 bis 2OiTO'; A^°^ö = 238,imx unreines lojS-Methylpregnan-Sa.na^l-triol'-ll^O-di- (E = 12 800). / , ^irV;'^; ";'" on-21-acetat; Schmp; 192 bis 203⁰C. Durch Umkri- ' ,iv''-' ' stallisieren aus Aceton—Hexan erhält man 280 mg 20 J. 16/S-MethyJeöTtison ' des Produkts dieses Beispiels; Schmp. 199 bis 205⁰C. l g 16_/e-Methylcortison-21-acetat (das wie im Bei-Nach nochmaligem Umkristallisieren schmilzt die spiel 1, H hergestellt wird)-wird.in 25 ecm Methanol analytische Probe bei,200 bis 205,5⁰C. ^J und 5 ecm Wasser, das 0,2 g Kaliumbicarbonat entAnalyse für C₂₄H₃₆O₅: · ■ .,· · * _s hält, gelöst. Diese Lösuj£wntf% Stunde unter Rück- nmnhnrt _Γ _ _i8 y tr —s «· - *5 fluß.erhitzt,, dann unter,rvepojndertem, Druck einSunden '"-C- 68 79 H - 839 ■ , ^engt. ^{Es wird} Z* _;dew.Abstand Wasser zugesetzt getunden ... C- 68,/9, H - 8,39. - _{und der er}^a_ltene Niederschlag abfiltriert und ge-

trocknet. 'Durch Krigfetlfei^fen' aus Aceton—Hexan

T- M-o > * ^ 1 i-r n, j. ι -> -, ι ~n ■ ocn uh rgi^ oa

F. lo^-Methylpregnan-na^l-diol-Sa'l^O-tnoh- _{erMlt man} i₆^Methy1i:örtisori; F. 2Q2 bis 212°C;

21-acetat . 30 [«]_D = 4-237° (in Ctiloroform).

Eine Lösung von 180 mg 16/3-Methylpregnan- da·· 11

3«,17a,21-triol-ll,20-dion-21-acetat in 30ccm 80°/₀ , ^pl'^e .

Aceton—Wasser wird auf 10⁰C gekühlt, Es wjr,,d 16^-Methylhvdrocortison '''

1 Tropf en konzentrierte Chlorwasserstoffsäure zu- ^₁ ._o ,, , , ...' ' _„ , . . ,

sammen mit 150 mg N-Bromsuccinimid zugesetzt Und 35 ^A; l6^-Melhykorti8on-3^0-bis-semicarbazon das Gemisch 22 Stunden bei 10° C im Dunkeln Es wird eiü Gemisch .von 5,0 g 16/3-MeÜiylcortison,

reagieren gelassen. Dann wird überschüssige Natrium- 8,3 g Semicifbaüdhydrochlortd, 6,0 g Pyridin, 50 ecm suüitlösung zugesetzt und das Gemisch unter ver- Wasser und 200 cem Methanol 16 Stunden unter mindertem Druck auf ein kleines Volumen eingeengt, _r Rückfluß erhitzt. Die Lösung wird auf etwa 60 ecm aus'dem;sich 120mg unreines 16/3-Methyipreg^an- 40 eingeengt, dann in Wasser gegossen, um 16/S-Methyl-17«,21-diol-3,ll,2'0-trion-21-acetat* Schmp. ".190 bis cörtison^3,20-fe7sfenucarbaz6ii zu fällön. ' 195°C (Zersetzung), abscheiden. Es wird müt Zink-! \ _:'^;ΪΙ . ' ^ .,,/

staub In wässerigem Aceton, das 2 Tropfen Essigsäure ß. lo/S-Methylhydrocclrti'son^^iZO-bis-semicarbazon enthält, gereinigt. Das Zink wird abfiltriert, das '^Filtrat ."..'. ^u ■ ..'; .. '^:'"„

eingeengt und heißes Wasser zugesetzt, um 1ÖÖ mg des 45 Es wird' eine Lösung Vbü 6,0 g des Bis-semicarbazons

Produktes dieses Beispiels, Schmp. 198 bis 202°C, zu von Obigem Beispiel 2, Ä und 4 g Kaliumborhydrid

kristallisieren. ^¹ in 200 cclri Tetranydrcifuran und 100 ecm Wasser

„ .„ „ -■·-'■■ _Λ,_ο . '■ >)-.„ .-, ,. , 6 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Die Lösung wird'

G. ^-Brom-l^-methylpregnan-na^l-diol- gd^Ühlt, und man setit bis zum pH 5,5 Essigsäure zu.

3,W,20-tnoii-2l-acetat y* - ₅t _Dg' _organiscjie^'Lösüii|sräiAeI wird abdestilliert'und

Eine Lösung von 84 mg l^F6(8-aiethylpfegnan- die ifi dem RiickStand Vorhandenen Feststoffe werden

17«,21-diol-3,ll,20-triön-21-acetat^J in 3 ecm tert.-Bu- abfiltriert, um io^-MethyDiydroCortison-S^O-bis-semi-

tylalkohol und 3 ecm Methylenchlorid wird bei 30 bis carbazon zu efhaj,te|f·. ^T ' ■· ' " .

35⁰C bromiert, indem ,schnell eine Lösung von 32 mg ' ,,_n\'V 1 \, j

Brom in 3 ecm tert.-Butylalkdhol zugesetzt wird! 55 ^C" 16^-Methylhydrocorüson

Nachdem die Bromierung vollendet "ist (l⁸/₄ Stunden), Unter einer Stickstoffatmösphäre werden 5,0 g des

wird die Lösung unter , vermindertem Druck zur Bis-semicarbazonfcvon obigem Beispiel 2, B in 250 ecm Trockne eingedampft.¹'.Der Rückstand.wird mit Wasser 2,4n-Chlorwasserstoffsäure gelöst. Die Lösung wird auf geschlämmt, filtriert und getrocknet, um 90 mg¹ . auf 5° C gekühlt, dann werden im Verlaufe von 15 Mi-4/3-Brom-16^-methylpregnan-17«,2l-diöl-3,ll,20-trion-60 nuten bei 5⁰C 2,5 g, Natriumnitrit in 25 ecm Wasser 21-acetat, Schmp. 115 bis 130⁰C (Zersetzung), zu er- zugesetzt. Das Reaküorisgemisch wird weitere 30 Mi-

halten, das für die in dem folgenden Verfahren be- nuten gerührt, dann unter 15°C gekühlt, mit 20%igem

schriebene Umwandlung gejiügend rein ist,. Natriμmhydroxyd neutralisiert und mehrere Male mit

-TT λ no τ** Λ. 1 · -μ Chloroform extrahiert. Das Lösungsmittel wird unter

H. 16^-Methylcortison-21-acetat ' _{65 vermindertem} Druclctahgedampft, um einen Rück-

Das Aß - Brom -16/3 - methylpregnan - 17a,21 - diol- stand zu erhalten, der nach Kristallisieren aus Aceton— 3,ll,20-trion-21-acetat von otngefn Beispiel 1, G wird Hexan loß-MethylhydroCortison Üefert; F. 207 bis in einem Gemisch von 30 mg Semicarbazid, 4 ecm 214°C; l»]o = +156° (in Aceton).

%l 12

Beispiels und 1 1 Leitungswasser besteht) 24 Stunden bei 28⁰C

lo/S-Methylhydrocortison^l-acetal '"^¹"?™ · ·, _XI-. . ... ^.

Zu 100 ecm einer sterilen Nahrbruhe (die aus 3 g

Zu 1 g 16/i-Methylhydrocortison, das wie im Bei- Fleischextrakt und 5 g Pepton pro Liter Leitungsspiel 2 hergestellt wird, werden 0,5 ecm Essigsäure- 5 wasser besteht) in einem 300 ecm Kolben wird eine anhydrid in 2,3 ecm Pyridin zugesetzt. Nachdem das öse voll der inkubierten Kultur zugesetzt und das Gemisch 1 Stunde bei Zimmertemperatur gestanden Brühegemisch 24 Stunden bei 28 ⁰C auf einer Schüttelhat, wird es in Eis und Chlorwasserstoffsäure gegossen. maschine weiter inkubiert. Die so erhaltene Brühe-Der erhaltene Niederschlag wird abfiltriert und aus kultur wird als ein Inoculum (I %) verwendet, wässerigem Methanol umkristallisiert, um 16/9-Methyl- io Zu jedem von zehn Kolben, der 100 ecm sterile hydrocortison-21-acetat zu erhalten; F. 220 bis 223⁰C; Nährbrühe enthält, wird 1 ecm des Inoculums zu- [<x]d = +187° (in Chloroform). gesetzt. Die Kolben werden 8 Stunden auf einem

rotierenden Schüttelapparat bei 240 Umdrehungen Beispiel 4 pro Minute bei 28⁰C geschüttelt. Nach dieser Wachs-

16/S-n-Butylcortison , ^{1S tum}?^2eit ™\_r ^d™ P^SUng T-²^f j6/?-Methyl-

cortison, der Verbindung von Beispiel 1, J in 0,5 ecm

16jß-n-Butylcortison-21-acetat wird in der im Bei- Methanol aseptisch zu jedem Kolben zugesetzt, der spiel 1, J beschriebenen Weise mit wässerigem aiko- seinerseits weitere 24 Stunden wieder geschüttelt und holischem Kaliumbicarbonat hydrolysiert, um inkubiert wird. Das endgültige pH ist 7,8. 16/3-n-Butylcortison, λ^°°^Η = 238 ηιμ (E = 15 000), 2o Der Inhalt der Kolben wird dann vereinigt und zu erhalten. dreimal mit je 21 Chloroform extrahiert. Die vereinigten Chloroformextrakte werden zur Trockne einBeispiel 5 gedampft und 31.0 mg Rohprodukt erhalten. Das rohe 16/?-Methylprednison-21-acetat Steroid wird durch Chromatographie auf einem chro-

35 matographischen System, das von G. M. Shull,

A. 2,4-Dibrom-16/?-methylpregnan-17«,21-diol- Abstracts of Papers of the.J26th Meeting of the

3,ll,20-tnon-21-acetat American Chemical Society,, _;September 12 bis 17,

Eine Lösung von 167 mg 16/?-Methylpregnan- 1954, S. 9a, Blatt No. 24, beschrieben wurde, gereinigt. 17a,21-diol-3,ll,20-trion-21-acetat der Verbindung Die chromatographische Auswertung zeigt.eiije quanvom Beispiel 1, F in 3 ecm Dioxan wird in 2- und 30 titative Umwandlung des Ausgangsmaterials in das 4-Stellung dibromiert, indem man schnell bei Zimmer- Dien, wenn eine authentische Probe des 16/S-Methyltemperatur 130 mg Brom in 1 ecm Dioxan zusetzt. prednisons als Kontrolle verwendet wird. Die Lösung wird in Wasser gegossen und der abge- Es kann aber auch das rohe Produkt aus Aceton

schiedene Feststoff abfiltriert; es werden 180 mg umkristallisiert werden, wobei man 225 mg loß-Me-2,4-Dibrom-16^-methylpregnan-17«,21-diol-3,ll,20-tri-35 thylprednison erhält. on-21-acetat von genügender Reinheit erhalten, um

bei der in dem folgenden Verfahren beschriebenen B e i s ρ i e 1 7

Umwandlung verwendet zu werden. I6^Methylprednisolon

B. 16£-Methylprednison-21-acetat ₄₀ le/J-Methylhydrocortison, die Verbindung von /Bd-Das 2,4-Dibromid (180 mg), das wie im obigen Bei- spiel 2, wird mit Bacillus sphaericus var. fusiförmis spiel 5, A hergestellt wird, wird dehydrobromiert, (ATCC 7055) gemäß dem wahlweisen Verfahren Von indem man es 2 Stunden mit 4 ecm Dimethylform- Beispiel 6 fermentiert, um 16/J-Methylprednisolon heramid, das 30 mg Calciumcarbonat enthält, unter zustellen; F. == 205 bis 210⁰C; [tx]p =' +145° (in Rückfluß erhitzt. Das Gemisch wird in verdünnte 45 Chloroform). Chlorwasserstoffsäure gegossen und mit Methylenchlorid extrahiert. Der organische Extrakt wird zu Beispiel8 einem Rückstand (150 mg) eingedampft, der über 16/?-Methylprednisoion-21-acetat »Flonsil« chromatographiert wird. Die durch Eluieren : , mit 20% Äther—Hexan erhaltenen Fraktionen werden 5° lö^-Methylprednisolon vom Beispiel 7 wird in der aus Aceton—Hexan kristallisiert, um 40 mg 16/3-Me- im Beispiel 3 beschriebenen Weise mit Essigsäure und thyJprednison-21-acetat, Schmp. 210 bis 216°C, zu Pyridin behandelt, um 16^-Methylprednisolon-21-aceerhalten. Durch nochmaliges Kristallisieren erhielt tat zu erhalten; F. = 210 bis 214°C; [ä]d = +129° man Schmp. 215 bis 218⁰C; λ%£^Η = 237 πιμ (E (in Chloroform).

= 13 500). 55 Andere entsprechende niedrig-Alkylverbindungen

Beispiel 6 lassen sich nach der beschriebenen Arbeitsweise herstellen, wenn man statt des Diazomethane ein anderes

16/3-Methylprednison Diazoalkan in äquivalenter Menge verwendet. So kann

16)5-Methylprednison-21-acetat (0,5 g), die Verbin- man beispielsweise unter Verwendung der ent-

dung von Beispiel 5, liefert, wenn man sie mit wässe- 60 sprechenden Diazoalkane die folgenden Verbindungen

rigem alkoholischem Kaliumbicarbonat gemäß Bei- erhalten:

spiel 1, J hydrolysiert, 16^-Methylprednison; F. = 135 ., .

bis 200⁰C; [«b = 205° (in Chloroform). *· {^^JfJSm 238 ma (E - 15 2(X»

Man kann aber auch die Verbindung dieses Bei- ,„ ",«/«,«; ^A .0 ~ V^'

spiels wie folgt herstellen: 65 ^{IR: 2};85, 5,85, 5,92, 6,06, 6,18 und 6,22 μ;

Bacillus sphaericHS -var. fusiförmis (ATCC 7055) 2. 16/S-ÄthyIprednisolon wird auf einem Agarnährboden (der aus 5 g Fleisch- UV: lma_X (MeOH) 242 πιμ (E = 15 340),

extrakt, 5 g Pepton, 8 g Natriumchlorid, 15 g Agar IR: 2,9, 5,86, 6,05, 6,17 und 6,23 μ;

3. 16/3-Propylprednison

UV: l_max (MeOH) 239 ηιμ (E = 14 950),
IR: 2,82, 5,82, 5,88, 6,05, 6,17 und 6,21 μ;

4. 16/S-Propylprednisolon

UV: Imax (MeOH) 242 ηιμ (E = 15 020),
IR: 2,9, 5,85, 6,06, 6,18 und 6,22 μ;

5. 9«-Fluor-16/?-äthylprednisolon

UV: Iraax (MeOH) 238 ηιμ (E = 15 900),
IR: 2,8, 3,1, 5,85, 6,06, 6,19 und 6,23 μ;

•6. 9a-Fluor-16ß-propylprednisolon

UV: X_max (MeOH) 239 ηαμ (E = 15 150),
IR: 2,9, 3,05, 5,86, 6,05, 6,18 und 6,22 μ.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 16/9-niedrig-Alkylcortisonen, -hydrocortisonen, -prednisonen und -prednisolonen sowie von deren 9«-Halogenderivaten und 21-Estern, dadurch gekennzeichnet, daß man nach an sich bekannten Methoden ein in 3- und 11-Stellung durch eine sauerstoffhaltige Gruppe und gegebenenfalls in 9a-Stellung durch ein Halogen substituiertes 16-Dehydro-20-ketopregnan mit einem niederen

Diazoalkan umsetzt, die erhaltene 16,17-Alkylidendiazoverbindung pyrolytisch spaltet, die 16-ständige Doppelbindung des Pyrolyseproduktes katalytisch hydriert und sodann gegebenenfalls die 1- und/oder 4-Stellung des Ringes A sowie die 3-ständige Hydroxygruppe dehydriert und in 17- und 21-Stellung Hydroxy- oder Estergruppen einführt und daß man gegebenenfalls eine im Endprodukt vorhandene lla-Hydroxygruppe zu der entsprechenden Ketogruppe oxydiert oder eine dort vorhandene 11-Ketogruppe zur llß-Hydroxygruppe reduziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Diazoalkan Diazomethan verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 16-Pregnen-3a-ol-ll,20-dion oder dessen niedere Alkanoylester als Ausgangsverbindungen verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Journ. Am. Chem. Soc, 64: 128Of (1942);
BoI. inst. quim. mur. nach, auton. Mex., 4: 125 f. as (1952), ref. in Chem. Abstr., 48: 9400a (1954).

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