DE1568372C3

DE1568372C3 - 7 alpha-Äthylthio-17 beta-hydroxy-17 alpha-methyl-5-alpha androstane eckige Klammer auf 3,2-C eckige Klammer zu pyrazol und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1568372C3
Application number: DE1568372A
Authority: DE
Inventors: Hidehiko Kaneko; Keiji Amagasaki Nakamura; Yuzuru Yamato
Original assignee: Dainippon Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Pharma Co Ltd
Priority date: 1965-03-03
Filing date: 1966-03-01
Publication date: 1975-05-28
Also published as: DE1568372A1; GB1070044A; DE1568372B2; FR7296M

Description

Die Erfindung betrifft die neue Steroid-Verbindung 7ίX-Äthylthio-17/3-hydroxy-17α-methyl-5«-androstano-[3,2-C]-pyrazol, welche eine überlegene anabolische Wirksamkeit besitzt, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung über die Zwischenprodukte 7a-Äthylthio-17/?-hydroxy-17«-methyl-5o>androstano-3-on und 7<x - Äthylthio -17/? - hydroxy- 2 - hydroxymethylen - 17α-methyl-5a-androstan-3-on.

Es ist bekannt, daß Testosteron und Androsteron anabolische Wirksamkeit besitzen; jedoch haben sie auch androgene Wirksamkeit. Deshalb zeigen sie, wenn sie als anabolische Mittel verwendet werden, auch eine unerwünschte androgene Wirksamkeit. Es wurde deshalb versucht, neue Steroid-Verbindungen zu finden, die eine verbesserte anabolische Wirksamkeit und eine verminderte androgene Wirksamkeit haben. Von R. E. S c h a u b wurde berichtet, daß die ursprüngliche Wirksamkeit einer Steroid-Verbindung durch Einführung eines Alkylthiorestes am C7-Atom des Steroids vermindert wird. (R.E. S cha üb, M. J. Weiss, Journ. Org. Chem. Bd. 26, S. 3915 [1961]; desgleichen USA.-Patentschrift 3 074 932). Die anabolische Wirksamkeit einiger Steroid-Verbindungen wird erhöht durch Einführung eines an den A-Ring gebundenen Pyrazol-Ringes (R. O. Clinton, J. Am. Chem. Soc, Bd. 83, S. 1478 [1961]).

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Verbindung 7Ä-Äthylthio-17^-hydroxy-17a-methyl-5<x-androstano-[3,2-C]-pyrazol eine überlegene anabolische Wirksamkeit neben geringer androgener Wirksamkeit zeigt, wenn sie oral und subkutan verabreicht wird. Diese Verbindung besitzt deshalb ein günstigeres Verhältnis von anabolischer zu androgener Wirksamkeit als die 7oc-Äthylthio-Steroid-Mutterverbindung.

Obwohl jedoch einige Analoge der erfindungs-

1. Myotrophe und androgene Wirksamkeit:

Der folgende Test auf anabole Wirksamkeit wurde nach den modifizierten Verfahren von Hershberger und Mitarbeitern (K. Nakamura u. a., Jap. J. Pharmacol., Bd. 14, S. 138 bis 149 [1964]) unter Verwendung von 17/J-Hydroxy-7.\-methylthio-5Ä-androstano-[3,2-C]-pyrazol, 17/?-Hydroxy-17a-methyl-5a-androstano-[3,2-C]-pyrazol und 17<x-Methyltetosteron als Vergleichsverbindungen durchgeführt.

Es wurden männliche 4 bis 5 Wochen alte Sprague Dawley-Ratten verwendet. Die Tiere wurden unter Äthernarkose kastriert, und die orale mit den in einer Steroid-Suspensions-Lösung des Handelsproduktes SV-No. 17 874 (ein Standard-Lösungsmittel der United States Public Health Service) gelösten Testverbindungen wurde am Tage der Kastration begonnen und an sieben aufeinander folgenden Tagen weitergeführt. Die Testverbindungen wurden in Dosen von 0,2, 0,5, 1,0, 2,0 und 4,0 mg/100 g Körpergewicht/Tag verabreicht. Die Tiere wurden am 8. Tag unter Äthernarkose getötet, und das Gewicht des Levator-Muskels, der Bauchprostata und der Samenbläschen wurde bestimmt.

Die Gewichtserhöhung des Levator-Muskels wurde als Anzeichen für die myotrophe Wirksamkeit verwendet. Die androgene Wirksamkeit wurde aus der Erhöhung des Gewichts der Bauchprostata und der Samenbläschen bestimmt und wurde als geometrischer Mittelwert der beiden ausgedrückt.

Die relativen Wirksamkeiten wurden graphisch bewertet. Die so erhaltenen Vergleichsergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt, wobei die Ergebnisse nach der unter Verwendung paralleler Linien arbeitenden Methode berechnet wurden.

Tabelle I

Testverbindungen

Zahl der Ratten

Myotrophe
Wirksamkeit

Androgene Wirksamkeit

Myotrophe Androgene

7a-Äthylthio-17/?-hydroxy-17<x-methyl-5a-androstano-[3,2-C]-pyrazol

17/?-Hydroxy-7«-methylthio-5«-androstano-[3,2-C]-pyrazol

n^-Hydroxy-na-methyl-Sa-androstano-[3,2-C]-pyrazol

17a-Methyltestosteron

25

25
25

25,9
0,18

7,5
1

0,09 0,13

2,5 1

288 1,39

3,0 1

2. Stickstoff-Zurückhaltung:

Die Wirksamkeit hinsichtlich der Stickstoff-Zurückhaltung wurde an männlichen, kastrierten, ausgewachsenen 20 Wochen alten Ratten untersucht. Den

Tieren wurde in einem Stoffwechselkäfig eine flüssige 20 Zurückhaltung beweist.

Tabellen

Diät mit und ohne Zugabe des Steroids verabreicht. Der Urin-Stickstoff wurde jeden Tag bestimmt. Wie aus Tabelle II hervorgeht, zeigten die erfindungsgemäßen Verbindungen eine Hemmung der Stickstoffausscheidung im Urin, was eine starke Stickstoff-

Testverbindung

Dosis

mg/Ratte/Tag

Anzahl von Ratten Stickstoffausscheidung im Urin

vor der Verabrei- während der Verchung abreichung

mg/Ratte/Tag + St. Fehl.

Prozent Zurückhaltung

Erfindungsgemäße Verbindung

n/J-Hydroxy-na-methyl-5«-androstano-[3,2-C]-pyrazol

17a-Methyltestosteron

16,90 ± 3,73
21,31 ± 5,12

20.42 ± 2,43

19,99 ± 5,18
20,94 ±2,12
23,94 ± 4,25

25,70 ± 5,53

21.43 ± 1,99
22,96 ± 1,70

16,22 ± 3,31 15,29 ± 3,18 14,69 ± 1,55

16,06 ± 3,84 17,42 ± 1,65 18,45 ± 1,95

30,24 ± 4,23 22,90 ± 2,03 18,90 ± 1,55

-2,49 ± 3,82 23,72 ± 9,79 24,97 ± 6,25

-4,86 ± 1,73 17,42 ± 6,49 16,12 ± 1,85

-2,03 ± 1,73

-1,00 ± 3,72

16,89 ± 1,73

3. Anabolischer Einbau von Leucin-U-C¹⁴ in Gewebeproteine: (1 μΰ/100 g Körpergewicht) wurde intravenös am 11. Tag verabreicht.

3 Stunden nach der intravenösen Injektion, auf dem Höhepunkt des Leucin-U-C^l4-Einbaues, wurden die Tiere unter Äthernarkose getötet und die C¹⁴-Aktivität Es wurden 12 Wochen alte männliche Donryu- 45 in den Proteinen der Leber, dem Musculus Gastrocne-Ratten verwendet. Die Testverbindungen wurden in mius und dem Plasma mit einem Tricarb-FIimmer-Dosen von 0,5 und 2,0 mg/100 g Körpergewicht/Tag spektrophotometer gemessen.
10 Tage lang oral verabreicht, und Leucin U-C¹⁴ Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III

Testvei bindung

Dosis mg/Tg. p.O.

Anzahl von Ratten Leucin-U-C^{1 J} im Protein-C^u/mg Protein

Plasma
dpm/mg Protein

0/
/o

Muskel

dmp/mg Protein %

Leber dpm/mg Protein

o/ /o

Kontrolle

Erfindungsgemäße
Verbindung

17a-Methyltestosteron

0,5 j 2,0

0,5 2,0 133,3 ± 6,4
(0)

183.1 ± 19,4
(+37,4)

157,7 ± 4,5
(+18,4)

146.2 ± 4,6
(+ 9,6)

159,9 ± 17,0
(+20,0)

16,46 ± 3,94 (0)

18,51 ± 0,71 ( + 12,5)

19,06 ± 0,81 (+15,0)

17,64 ± 0,68

16,42 ± 1,02

(0)

72,6 ± 4,5 (0)

83,3 ± 4,5 (+14,8)

82,2 ± 4,1 (+13,2)

79,9 ± 1,2 (+10,0)

78,9 ± 3,5 (+ 8,8)

Es zeigte sich also, daß die erfindungsgemäße Verbindung, verglichen mit 17/S-Hydroxy-17oc-methyl-5<x-androstano-[3,2-C]-pyrazol und 17«-Methyltestosteron eine deutlich überlegene anabolische Wirksamkeit aufweist.

Außerdem hat die erfindungsgemäße Verbindung die wenigsten unerwünschten Nebenwirkungen, welche die bekannten anabolischen Steroidverbindungen aufweisen, wie androgene Wirkung und Erniedrigung der Hypophysen-, Nieren- und Leberfunktionen.

Die akute Toxizität der erfindungsgemäßen Verbindung ist sehr gering; die LD₅₀ beträgt 1,050 mg/kg in männlichen Mäusen und 2,084 mg/kg in weiblichen Mäusen.

Die subakute Toxizität der erfindungsgemäßen Verbindung wurde auch bestimmt, wobei 17a-Methyltesteron als Vergleichssubstanz genommen wurden. Es wurden weibliche und männliche Danryu-Ratten, 7 Wochen alt, verwendet. Die Testverbindungen wurden oral mit dem Laboratoriumsfutter (CLEA, CE-2) ao in Gaben von 0,1, 1,0 und 10,0 mg/kg/Tag in vier aufeinanderfolgenden Wochen verabreicht, und der Einfluß auf das Gewicht von Körper, Organen, inneren Drüsen, Blutbild und Leukocyten-Differenz wurde bestimmt. Desgleichen wurden makro- und mikroskopische Untersuchungen des Gewebes vorgenommen. Dabei wurde beobachtet, daß Hypertrophie von Samenbläschen und Bauchprostata und Atrophie von Hypophase, Nebenniere, Ovarien und Uterus nur im Falle des als Vergleich verwendeten 17ix-Methyltestosterons festgestellt wurde. Die erfindungsgemäße Verbindung zeigte nur in ganz wenigen Fällen Atrophie des Uterus bei weiblichen Ratten, wenn sie in der höchsten Dosis von 10,0 mg/kg/Tag verabreicht wurde.

Hieraus ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Verbindung ein überlegenes anabolisches Steroid ohne deutliche unerwünschte Nebenwirkungen ist. Es kann klinisch zur Verbesserung des Aufbaustoffwechsels, zur Erhöhung des Körpergewichtes, Beschleunigung des Wachstums, Steigerung des Appetits, Erhöhung der phasischen Kräfte und Anregung des Gewebe-Wachstums verwendet werden. Beim Menschen ist eine Dosierung im Bereich von 0,5 bis 20 mg/Tag, insbesondere von 1,0 bis 2,0 mg/Tag, erwünscht.

Die erfindungsgemäße Verbindung kann mit beliebigen therapeutisch verträglichen festen oder flüssigen pharmazeutischen Trägern kombiniert werden, welche mit dem wirksamen Bestandteil verträglich sind.

Präparate gemäß der vorliegenden Erfindung können demnach in Form von Tabletten, Pulvern, Raspeln, Syrups oder anderen für orale Applizierung geeignete Formen vorliegen.

Ein bevorzugter pharmazeutischer Träger für die erfindungsgemäßen Präparate ist ein Lipoid aus tierischer oder pflanzlicher Quelle, entweder in fester oder flüssiger Form, welches leicht verdaulich ist. Geeignete Träger sind z. B. Kokosöl, Maisöl, Baumwollsamenöl, Talk, Olivenöl, Erdnußöl, Sesamöl, Sojabohnenöl, weißes Samenöl und Eigelböl, oder Fette, wie Butter, Schmelz, Kokosbutter, Margarine u. dgl. Zu den geeigneten Lipoid-Trägern gehören auch Mono- und Diglyceride und synthetische Triglyceride.

Die Zwischenverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung, 7α-Äthylthio-17/^hydroxy-2-hydroxymethylen-17a-methyl-5oc-androstan-3-on, wird durch Reduktion von 7«-Äthylthio-17/3-hydroxy-17«-methyl-4-androsten-3-on mit Lithium in flüssigem Ammoniak und Behandlung der entstandenen neuen Dihydroverbindung, 7oc-Äthylthio-17/?-hydroxy-17«-methyl-5a-androstan-3-on als weitere Zwischenverbindung mit einem Alkylformiat, z. B. Äthylformiat, in Gegenwart einer starken Base, wie Natriumhydrid oder Natriumalkoholat in einem unpolaren Lösungsmittel, z. B. Benzol, bei Raumtemperatur oder Rückfiußtemperatur, hergestellt.

Das 7α-Äthylthio-17/?-hydroxy-17α-methyl-5α-androstano-[3,2-C]-pyrazol der vorliegenden Erfindung kann durch Umsetzen der vorstehend genannten Zwischenverbindung mit einem Moläquivalent Hydrazinhydrat in alkoholischer Lösung bei Raumtemperatur oder leicht erhöhten Temperaturen hergestellt werden.

Beispiel 1

Herstellung von

7oc-Äthylthio-17ß-hydroxy-17a-methyl-5a-androstan-3-on

Eine Lösung von 20 g 7a-Äthylthio-17/S-hydroxy-17oc-methyl-4-androsten-3-on (J. M. K r ä m e r u. a., Chemische Berichte, Bd. 96, S. 2803, 1963) in 160 ecm Dioxan und 160 ecm Äther wird tropfenweise einer Lösung von 1540 mg Lithium in 500 ecm flüssigem Ammoniak während 30 Minuten zugesetzt. Nach weiterem Umrühren während 40 Minuten werden 26 g trockenen Ammoniumchlorids zugesetzt, wobei die blaue Farbe der Lösung verschwindet. Nachdem der überschüssige Ammoniak bei Raumtemperatur abgedampft wurde, wird der Rückstand mit Wasser verdünnt und die Lösung mit Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetat extrakt wird mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck zur Trockne eingeengt, wobei 33g Rückstand verbleiben. Der Rückstand wird in 360 ecm Methanol aufgelöst, und eine Lösung von 90 g Natriummetabisulfit in 300 ecm Wasser wird zugesetzt. Nach 30minütigem Umrühren wird die Lösung mit 1500 ecm Wasser verdünnt. Das unlösliche Material wird durch Extraktion mit Äther entfernt. Zu der wäßrigen Phase werden 100 ecm 37°/_oige wäßrige Formaldehydlösung gegeben, und das Gemisch wird 30 Minuten auf dem Wasserbad erwärmt.

Der kristalline Niederschlag wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, wobei 15,0 g eines Produkts mit einem Schmelzpunkt von 147 bis 150° C erhalten werden. Zur Analyse wird das Produkt aus Methanol/ Wasser umkristallisiert; Schmelzpunkt: 149 bis 152⁰C [ocW —94° (C, 0,1, in Chloroform); I. R.-Spektrum: 3530 (— OH), 1700 (C = O).

Beispiel 2

Herstellung von

7α-Äthylthio-17/9-hydroxy-2-hydroxy-methylen-17<x-methyl-5<x-androstan-3-on

Einer Lösung von 1,5 g 7<%-Äthylthio-17/9-hydroxy-17a-methyl-5«-androstan-3-on (hergestellt gemäß Bei-

spiel 1) in 40 ecm Benzol werden 4,4 ecm Athylformiat und danach 2,5 g 53°/_oiges Natriumhydrid unter einer Stickstoffatmosphäre zugesetzt. Nach 3stündigem Rühren läßt man das Reaktionsgemisch über Nacht stehen und verdünnt es dann mit Wasser, um das überschüssige Hydrid zu zersetzen. Die entstandene organische Schicht wird abgetrennt und die wäßrige Phase mit Benzol gewaschen.

Die wäßrige Schicht wird dann mit 5°/o'ger Salzsäure angesäuert und das ausgefällte Enol mit Äther extrahiert. Die Extrakte werden mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, und zur Trockne eingeengt. Die Umkristallisation dieses rohen Materials aus Aceton/Äther liefert 1,55 g kristallines Produkt mit einem Schmelzpunkt von 168 bis 171°C; 1»]d -64,5°; 7^A*S°^! 278 πιμ (ε 12 100).

Beispiel 3"

Herstellung von

Va-Äthylthio-n/S-hydroxy-na-methyl-.
5«-androstano-[3,2-C]-pyrazol

•Zu 0,8 g ya-Äthylthio-n/Miydroxy^-hydroxy-methylen-17«-methyl-5<x-androstan-3-on (hergestellt ge^ maß Beispiel 2) werden 0,255 _g 80%>ges Hydrazinhydrat und 30 ecm 95%iger Äthylalkohol gegeben.

ίο Dieses Lösungsgemisch wird 4 Stunden gerührt, dann wird ein Überschuß an Wasser zugesetzt und der Niederschlag mehrere Male mit Äther extrahiert. Die vereinigten Extrakte werden mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingeengt. Die Umkristallisation des Rohproduktes aus Aceton/Hexan liefert 0,25 g des gewünschten Produktes mit einem Schmelzpunkt von 151⁰C; [«]_fl -60,4°; λ*££!* 224 τημ (ε 6 500).

509 622/39

Claims

Patentansprüche:

1. T
drostano-[3,2-C]-pyrazol.

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach an sich bekannten Methoden 7<x-Äthylthio-17/?-hydroxy-17a-methyl-4-androsten-3-on mit Lithium in flüssigem Ammoniak reduziert, die entstandene Dihydroverbindung mit einem Alkylformiat in Gegenwart einer starken Base behandelt und das entstandene 7a-ÄthyIthio-17/?-hydroxy-2-hydroxymethylen-17«-methyl-5«-androstan-3-on mit Hydrazinhydrat umsetzt.

gemäßen Verbindung bekannt waren, beispielsweise aus der vorstehend genannten USA.-Patentschrift, zeigt die dort beschriebene und der erfindungsgemäßen Verbindung am meisten analoge Verbindung 17/J-Hydroxy-7a-methylthio-5«-androstano-[3,2-C]-pyrazol nur eine geringe anabolische Wirksamkeit, wenn sie in Vergleichsversuchen oral verabreicht wird.

Obwohl allgemein bekannt ist, daß 17-alkylierte Steroid-Verbindungen die Leber- und Nierenfunktionen im Menschen beeinträchtigen, zeigt die erfindungsgemäße Verbindung nicht diese unerwünschten Nebenwirkungen.

Es wurde insbesondere gefunden, daß die erfindungsgemäße Verbindung eine stärkere Fähigkeit zur Zurückhaltung von Stickstoff besitzt als die anderen bekannten anabolischen Steroide.

Die deutliche Überlegenheit in der anabolischen Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindung wird im nachfolgenden beschrieben.

Unter »erfindungsgemäßer Verbindung« wird im folgenden immer das 7a-Äthylthio-17j3-hydroxy-17amethyl-5oc-androstano-[3,2-C]-pyrazol verstanden.

Bei Vergleichsversuchen hinsichtlich der anabolischen Wirksamkeit wurde als Kontrollverbindung 17/?-Hydroxy-17«-methyl-5a-androstano-[3,2-C]-pyrazol verwendet, welches eine der erfindungsgemäßen Verbindung weitgehend analoge Struktur hat und als hervorragendes orales" anabolisches Mittel bekannt ist, sowie 17<x-Methyltestosteron, welches ein bekanntes orales anabolisches Mittel darstellt.