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DE19817521C1 - Preparation of 4,4-dimethyl-5-alpha-cholesta-8,14,24-trien-3-beta-ol useful as meiosis regulator for the promotion of fertility - Google Patents

Preparation of 4,4-dimethyl-5-alpha-cholesta-8,14,24-trien-3-beta-ol useful as meiosis regulator for the promotion of fertility

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Publication number
DE19817521C1
DE19817521C1 DE19817521A DE19817521A DE19817521C1 DE 19817521 C1 DE19817521 C1 DE 19817521C1 DE 19817521 A DE19817521 A DE 19817521A DE 19817521 A DE19817521 A DE 19817521A DE 19817521 C1 DE19817521 C1 DE 19817521C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
trien
cholesta
formula
dimethyl
beta
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19817521A
Other languages
German (de)
Inventor
Thorsten Blume
Peter Esperling
Joachim Kuhnke
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.)
Bayer Pharma AG
Original Assignee
Schering AG
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 Schering AG filed Critical Schering AG
Priority to DE19817521A priority Critical patent/DE19817521C1/en
Priority to DE19823678A priority patent/DE19823678A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19817521C1 publication Critical patent/DE19817521C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J7/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of two carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07JSTEROIDS
    • C07J9/00Normal steroids containing carbon, hydrogen, halogen or oxygen substituted in position 17 beta by a chain of more than two carbon atoms, e.g. cholane, cholestane, coprostane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P20/55Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

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Abstract

Multi-stage preparation of 4,4-dimethyl-5 alpha -cholesta-8,14,24-trien-3 beta -ol is carried out starting with a 3 beta -(alkoxy)pregna-5,7-diene-20-methanol derivative. Preparation of 4,4-dimethyl-5 alpha -cholesta-8,14,24-trien-3 beta -ol of formula (I) comprises: (a) conversion of the primary OH group of a 3 beta -(alkoxy)pregna-5,7-diene-20-methanol of formula (XVII) to a leaving group followed by reaction with a copper-containing Grignard reagent and cleavage of the 3-OH protecting group to give cholesta-5,7,25-trien-3 beta -ol of formula (XX); (b) oxidizing (XX) to give cholesta-5,7,25-trien-3-one of formula (XXI); (e) dimethylating (XXI) to give 4,4-dimethyl-cholesta-5,7,25-trien-3-one of formula (XXII); (f) reducing (XXII) to give 4,4-dimethyl-cholesta-5,7,25-trien-3 beta -ol of formula (XXIII); and (g) isomerising (XXIII) to give (I). R<2> = H, CH3, alkanoyl, alkoxymethyl or trialkylsilyl. Independent claims are also included for compounds of formula (XXI)-(XXIII).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 4,4-Dimethyl-5α-cholesta- 8,14,24-trien-3β-ol (1) und Zwischenprodukte im Verfahren.The invention relates to a process for the preparation of 4,4-dimethyl-5α-cholesta 8,14,24-trien-3β-ol (1) and intermediates in the process.

Untersuchungen von Byskov et al. (Nature 1995, 374, 559) zeigen, daß 4,4-Dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol, Formel 1, im folgenden FF-MAS genannt, isoliert aus menschlicher Follikelflüssigkeit, eine die Meiose regulierende endogene Substanz ist, der interessante hormonelle Effekte zugeschrieben werden. Somit ist diese Substanz für pharmazeutische Anwendungen, beispielsweise zur Fertilitätsförderung, von Bedeutung.Studies by Byskov et al. (Nature 1995, 374, 559) show that 4,4-dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol, formula 1, hereinafter referred to as FF-MAS, isolated from human follicular fluid, an endogenous substance that regulates meiosis which is attributed to interesting hormonal effects. So this substance is for pharmaceutical applications, for example to promote fertility, of importance.

Eine Synthese dieses Naturstoffes, welcher in der Biosynthese von Cholesterin aus Lanosterol durchlaufen wird, wurde bereits von Dolle et al. (J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 278) beschrieben. Ausgehend von Ergosterin wird FF-MAS in einer 18-stufigen aufwendigen Synthesesequenz erhalten. Große Teile der Synthese sind dem chemischen Teilabbau der Ergosterinseitenkette, dem anschließenden Aufbau der FF-MAS Seitenkette und der zur Erreichung dieses Zieles notwendigen Schutzgruppenchemie gewidmet.A synthesis of this natural product, which is used in the biosynthesis of cholesterol from lanosterol is followed by Dolle et al. (J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 278) described. Starting from ergosterol, FF-MAS is complex in an 18-step process Obtained synthesis sequence. Large parts of the synthesis are the chemical partial degradation of the Ergosterol side chain, the subsequent assembly of the FF-MAS side chain and the Achievement of this goal dedicated to protecting group chemistry.

Eine weitere Synthese von FF-MAS wurde von Schroepfer et al. ausgehend von Dehydrocholesterol in einer 13-stufigen Synthese beschrieben (Bioorg. Med. Chem. Lett. 1997, 8, 233). Auch in dieser Synthese muß zum Seitenkettenaufbau ein aufwendiger Schutz des Dien-Systems durchgeführt werden. Allein vier Schritte (Epoxydierung und Umlagerung zum Schutz; Reduktion und Eliminierung zur Regeneration des Dien-Systems) sind der Schutzgruppenstrategie geschuldet.Another synthesis of FF-MAS was by Schroepfer et al. starting from Dehydrocholesterol in a 13-step synthesis described (Bioorg. Med. Chem. Lett. 1997, 8, 233). In this synthesis, too, complex protection is required for building the side chain of the diene system. Four steps alone (epoxidation and rearrangement for protection; Reduction and elimination for regeneration of the diene system) are the Protection group strategy owed.

Aufgabe dieser Erfindung ist ein neues Verfahren zur Synthese von FF-MAS. Ebenfalls Gegenstand dieser Erfindung sind die neuen, bisher nicht bekannten Verbindungen, die im Rahmen der Synthesen durchlaufen werden und per se oder derivatisiert als Ausgangsmaterialien für die Synthese anderer Zielmoleküle verwendet werden können, beispielsweise zur Synthese von FF-MAS Analoga (siehe WO 96/00235). The object of this invention is a new method for the synthesis of FF-MAS. Likewise This invention relates to the new, previously unknown compounds, which in Be run through the syntheses and per se or derivatized as Starting materials can be used for the synthesis of other target molecules for example for the synthesis of FF-MAS analogs (see WO 96/00235).  

Erfindungsgemäßes Verfahren:Method according to the invention:

Gemäß Schema 1 wird FF-MAS ausgehend von einer Verbindung der allgemeinen Formel 17 [worin R2 = Wasserstoff, eine Methyl-, eine Alkanoyl- (z. B. Formyl-, Acetyl-, Propanoyl-), eine Trialkylsilylether- oder eine Alkoxymethyl-, (z. B. Methoxymethylgruppe) ist] in einer siebenstufigen Sequenz hergestellt. Die hier als Edukt genannten Verbindungen sind auf verschiedenen Wegen aus kommerziell erhältlichen Steroiden zugänglich. Bevorzugt wird das Ausgangsmaterial hier in einem mikrobiologischen Prozeß aus Ergosterin, beziehungsweise einem für einen mikrobiologischen Seitenkettenabbau geeigneten Derivat gewonnen. Ein Verfahren, welches für den mikrobiologischen Seitenkettenabbau den Methoxymethylether des Ergosterins verwendet, ist in der WO 92/03465 A1 beschrieben. Durch Anwendung des mikrobiologischen Verfahrens kann auf einen aufwendigen Schutz des Δ5,7-Diensystems verzichtet werden.According to Scheme 1, FF-MAS is started from a compound of the general formula 17 [in which R 2 = hydrogen, a methyl, an alkanoyl (e.g. formyl, acetyl, propanoyl), a trialkylsilyl ether or an alkoxymethyl -, (e.g. methoxymethyl group) is] prepared in a seven-step sequence. The compounds mentioned here as starting material can be obtained in various ways from commercially available steroids. The starting material here is preferably obtained in a microbiological process from ergosterol, or a derivative suitable for microbiological side chain degradation. A method which uses the methoxymethyl ether of ergosterol for microbiological side chain degradation is described in WO 92/03465 A1. By using the microbiological process, complex protection of the Δ5,7-diene system can be dispensed with.

Schema 1 Scheme 1

Die 22-Hydroxyfunktion einer Verbindung der allgemeinen Formel 17 wird in eine leicht zu substituierende Abgangsgruppe umgewandelt. Bevorzugt ist hier die Überführung in einen geeigneten Sulfonsäureester. Beispielsweise wird mit p-Toluolsulfonsäurechlorid in Pyridin zu einer Verbindung der Formel 18 umgesetzt, in welcher R3 dann für p-Toluolsulfonyl steht (z. B. J. Org. Chem. 1944, 9, 235). Wird der Methansulfonsäureester gewünscht, wird eine Verbindung der Formel 17 eingesetzt, in welcher R2 nicht Wasserstoff bedeutet, um Selektivitätsprobleme zu vermeiden. Aber auch ein geeignetes reaktives Derivat der 2,4,6- Trimethylbenzolsulfonsäure kann zur Überführung einer Verbindung der Formel 17 in eine Verbindung der Formel 18 verwendet werden. Eine Verbindung der allgemeinen Formel 18 mit R2 in der Bedeutung von Methoxymethyl und R3 in der Bedeutung von p-Toluolsulfonyl ist bereits beschrieben worden (JP 08333385 A2 961217).The 22-hydroxy function of a compound of general formula 17 is converted into an easily substituted leaving group. The conversion into a suitable sulfonic acid ester is preferred here. For example, reaction with p-toluenesulfonic acid chloride in pyridine to give a compound of the formula 18 in which R 3 then stands for p-toluenesulfonyl (for example JJ Org. Chem. 1944, 9, 235). If the methanesulfonic acid ester is desired, a compound of formula 17 is used in which R 2 is not hydrogen in order to avoid selectivity problems. However, a suitable reactive derivative of 2,4,6-trimethylbenzenesulfonic acid can also be used to convert a compound of the formula 17 into a compound of the formula 18. A compound of the general formula 18 with R 2 in the meaning of methoxymethyl and R 3 in the meaning of p-toluenesulfonyl has already been described (JP 08333385 A2 961217).

Es schließt sich eine kupferkatalysierte Reaktion der Grignardverbindung von 3-Methyl-3- butenyl-bromid an. Diese nucleophile Substitution eines Sulfonsäureesters in Position 22 einer Verbindung der Formel 18 wird in Gegenwart von Kupfersalzen als Katalysator (z. B.: Li2CuCl4, Li2CuCl3, CuJ, CuBr) durchgeführt (z. B. Chem. Pharm. Bull. 1980, 28, 606). Im Fall von Esterschutzgruppen in Position 3 bewirkt ein eingesetzter Überschuß des Grignard- Reagenzes eine Abspaltung dieser Schutzgruppe und es wird direkt Verbindung 20 erhalten. Andererseits bleibt beider Verwendung von Acetal- oder Silyletherschutzgruppen für R2 die Schutzgruppe in Position 3 erhalten und es wird Verbindung 19 erhalten.This is followed by a copper-catalyzed reaction of the Grignard compound of 3-methyl-3-butenyl bromide. This nucleophilic substitution of a sulfonic acid ester in position 22 of a compound of formula 18 is carried out in the presence of copper salts as a catalyst (e.g. Li 2 CuCl 4 , Li 2 CuCl 3 , CuJ, CuBr) (e.g. Chem. Pharm. Bull. 1980, 28, 606). In the case of ester protecting groups in position 3, an excess of the Grignard reagent used cleaves this protecting group and compound 20 is obtained directly. On the other hand, when using acetal or silyl ether protecting groups for R 2, the protecting group in position 3 is retained and compound 19 is obtained.

In diesem Fall wird im nächsten Schritt Verbindung 19 an der Position 3 entschützt, ohne das 5,7-Dien zu isomerisieren, welches im Fall von Acetalschutzgruppen zum Beispiel durch Umsatz mit Pyridinium-para-toluolsulfonat in tert-Butanol erreicht werden kann (Synth. Commun. 1983, 13, 1021). Auch andere Reagenzien, wie Trimethysilylbromid (Tetrahedron Lett. 1984, 25, 2515), Dimethylborbromid (Tetrahedron Lett. 30, 1989, 3201) oder wäßrige Salzsäure (J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 1767) können zur Entschützung verwendet werden. Im Fall von Silyletherschutzgruppen kann die Entschützung auch durch fluoridhaltige Reagenzien, wie Tetrabutylammoniumfluorid (z. B. Tetrahedron 1986, 42, 4035) oder Fluorwasserstoffsäure in verschiedenen Lösungsmitteln (J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 2967) erreicht werden. Auf diese Weise wird der Alkohol 20 erhalten, für den bereits eine andere, aufwendige Synthese beschrieben ist (J. Chem. Soc. Perk. I 1976, 731).In this case, connection 19 at position 3 is deprotected in the next step without the Isomerize 5,7-diene, which in the case of acetal protecting groups, for example, by Sales of pyridinium para-toluenesulfonate in tert-butanol can be achieved (Synth. Commun. 1983, 13, 1021). Other reagents such as trimethysilyl bromide (Tetrahedron Lett. 1984, 25, 2515), dimethylborbromide (Tetrahedron Lett. 30, 1989, 3201) or aqueous hydrochloric acid (J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 1767) can be used for deprotection be used. In the case of silyl ether protecting groups, deprotection can also be done by fluoride-containing reagents, such as tetrabutylammonium fluoride (e.g. Tetrahedron 1986, 42, 4035) or hydrofluoric acid in various solvents (J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 2967) can be achieved. In this way, the alcohol 20 is obtained, for which one already other, complex synthesis is described (J. Chem. Soc. Perk. I 1976, 731).

Die 3-Hydroxygruppe wird anschließend unter gleichzeitiger Wanderung einer Doppelbindung von Δ5 nach Δ4 zur Ketofunktion oxidiert. Dazu wird beispielsweise mit Aluminium­ tris(isoproylat) und Cyclohexanon im Sinne der Oppenauer-Oxidation umgesetzt (z. B. Helv. Chim. Acta 1939, 22, 1178). Die auf diese Weise erhaltene Verbindung 19 kann gemäß Standardmethoden dimethyliert und reduziert werden. The 3-hydroxy group is then migrated with a double bond oxidized from Δ5 to Δ4 to the keto function. This is done, for example, with aluminum tris (isoproylate) and cyclohexanone in the sense of Oppenauer oxidation (e.g. Helv. Chim. Acta 1939, 22, 1178). The compound 19 obtained in this way can according to Standard methods can be dimethylated and reduced.  

Die Umsetzung einer Verbindung der Formel 21 zu einer Verbindung der Formel 23 erfolgt nach an sich bekannten Verfahren (z. B. Helv. Chim. Acta 1980, 63, 1554; J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 2852). Beispielsweise wird eine Verbindung der Formel 21 in Gegenwart von Basen wie etwa den Alkalisalzen niederer Alkohole, bevorzugt aber Kaliumtertiärbutylat, mit einem Alkylierungsmittel wie etwa Dimethylsulfat, Dimethylcarbonat oder auch Methyljodid in einem Lösemittel oder Lösemittelgemisch umgesetzt. Als Lösemittel können niedere, bevorzugt tertiäre Alkohole sowie Ether, beispielsweise Methyltertiärbutylether oder Tetrahydrofuran und deren Gemische verwendet werden. Bevorzugt ist die Verwendung von tertiär-Butanol bzw. eines Gemisches aus tertiär Butanol und Tetrahydrofuran. Die Reaktion wird in einem Temperaturbereich von 0°C bis 65°C durchgeführt, bevorzugt aber im Temperaturbereich von 15 bis 50°C.The reaction of a compound of formula 21 into a compound of formula 23 takes place according to processes known per se (e.g. Helv. Chim. Acta 1980, 63, 1554; J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 2852). For example, a compound of formula 21 in the presence of bases such as the alkali salts of lower alcohols, but preferably potassium tert-butylate, with a Alkylating agents such as dimethyl sulfate, dimethyl carbonate or methyl iodide in one Solvent or solvent mixture implemented. Lower solvents are preferred, preferred tertiary alcohols and ethers, for example methyl tertiary butyl ether or tetrahydrofuran and whose mixtures are used. The use of tertiary butanol or a mixture of tertiary butanol and tetrahydrofuran. The reaction is in one Temperature range from 0 ° C to 65 ° C carried out, but preferably in the temperature range from 15 to 50 ° C.

Die Umsetzung eines Ketones der Formel 23 in den entsprechenden 3-Alkohol der Formel 23 läßt sich mit einer Vielzahl von Reduktionsmitteln durchführen. Als Beispiele seien genannt: BH3-Komplexe (z. B. mit tertiär-Butylamin oder Trimethylamin), Selectride, Natrium- und Lithiumborhydrid, gebremste Lithiumaluminiumhydride (z. B. LiAl(OtBu)3H); auch sind Mikroorganismen wie z. B. Bäckerhefen oder Enzyme, beispielsweise 3β-Hydroxysteroiddehydrogenase, verwendbar.The reaction of a ketone of formula 23 in the corresponding 3-alcohol of formula 23 can be carried out with a variety of reducing agents. Examples include: BH 3 complexes (e.g. with tertiary-butylamine or trimethylamine), Selectride, sodium and lithium borohydride, braked lithium aluminum hydrides (e.g. LiAl (O t Bu) 3 H); are also microorganisms such. B. baker's yeast or enzymes, for example 3β-hydroxysteroid dehydrogenase, can be used.

Dem Fachmann ist bekannt, daß je nach verwendetem Reagenz verschiedene Lösemittel oder Lösemittelgemische und Reaktionstemperaturen zum Einsatz kommen. Bevorzugt werden hier jedoch Borhydride, wie etwa Natriumborhydrid in geeigneten Lösemitteln wie etwa niederen Alkoholen oder Gemische von Alkoholen mit aprotischen Lösemitteln, beispielsweise Dichlormethan oder Tetrahydrofuran. Die Umsetzungen werden in einem Temperaturbereich von -20 bis 40°C, bevorzugt jedoch im Bereich von 0 bis 30°C durchgeführt.It is known to the person skilled in the art that, depending on the reagent used, different solvents or Solvent mixtures and reaction temperatures are used. Are preferred here however, borohydrides such as sodium borohydride in suitable solvents such as lower ones Alcohols or mixtures of alcohols with aprotic solvents, for example Dichloromethane or tetrahydrofuran. The implementations are in a temperature range from -20 to 40 ° C, but preferably in the range from 0 to 30 ° C.

Außer den dort für die Reduktion des 3-Ketones angegebenen Reagenzien läßt sich hier die Reduktion auch mit Lithiumaluminiumhydrid unter Standardbedingungen durchführen.In addition to the reagents specified there for the reduction of the 3-ketone, the Carry out the reduction with lithium aluminum hydride under standard conditions.

Die Verbindung 23, ein Isomeres von FF-MAS, kann anschließend unter sauren Bedingungen zu FF-MAS 1 umgelagert werden. Dies kann beispielsweise durch Erhitzen mit Schwefelsäure in Dioxan geschehen. Wie bereits bei Verfahren A beschrieben, können auch andere Reagenzien beziehungsweise Lösungsmittel zur Isomerisierung eingesetzt werden. Diese sauer katalysierte Umlagerung bewirkt dabei einerseits die Umlagerung des Δ5,7-Diensystems zum Δ8,14-Diensystem und andererseits die Umlagerung der isolierten Doppelbindung in der Seitenkette von Δ25 nach Δ24. Eine analoge Seitenkettenisomerisierung unter der Katalyse von Jod ist bereits beschrieben worden (J. Org. Chem. 1987, 52, 2586). Compound 23, an isomer of FF-MAS, can then be used under acidic conditions be transferred to FF-MAS 1. This can be done, for example, by heating with sulfuric acid happen in dioxane. As already described in method A, others can also Reagents or solvents are used for isomerization. This acid-catalyzed rearrangement causes the rearrangement of the Δ5,7-diene system to the Δ8,14 diene system and on the other hand the rearrangement of the isolated double bond in the Side chain from Δ25 to Δ24. An analogous side chain isomerization under catalysis of iodine has already been described (J. Org. Chem. 1987, 52, 2586).  

BeispieleExamples

  • a) (20S)-3ß-(Methoxymethoxy)pregna-5,7-dien-20-methanol-4-methylbenzolsulfonat:
    Man löst 5.0 g 3β-(Methoxymethoxy)pregna-5,7-dien-20-methanol in 100 ml Pyridin und gibt bei Raumtemperatur 4.12 g para-Toluolsulfonsäurechlorid portionsweise zu. Anschließend läßt man acht Stunden bei Raumtemperatur nachrühren. Zur Aufarbeitung verdünnt man mit Ethylacetat, wäscht zweimal mit 2 normaler Salzsäure und einmal mit gesättigter Natriumchloridlösung. Die organische Phase wird über Natriumsulfat getrocknet und anschließend am Rotationsverdampfer eingeengt. Nach dem Trocknen im Hochvakuum erhält man 6.9 g 3β-(Methoxymethoxy)-pregna-5,7-dien-20-methanol-4- methylbenzolsulfonat als gelbliches Pulver.
    1H-NMR (CDCl3): δ = 0,58 ppm (s, 3H, H-18); 0,93 (s, 3H, H-19); 1,04 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 3,38 (s, 3H, 3-OCH2O-CH3); 3,55 (m, 1H, H-3); 3,82 (m, 1H, H-22); 4,00 (m, 1H, H-22); 4,72 (s, 2H, 3-O-CH2-O); 5,38 (m, 1H, H-7); 5,57 (m, 1H, H-6); 7,46 (m, 2H, 22-OSO2-R); 7,80 (m, 2H, 22-OSO2R)
    a) (20S) -3ß- (methoxymethoxy) pregna-5,7-diene-20-methanol-4-methylbenzenesulfonate:
    5.0 g of 3β- (methoxymethoxy) pregna-5,7-diene-20-methanol are dissolved in 100 ml of pyridine and 4.12 g of para-toluenesulfonic acid chloride are added in portions at room temperature. Then allowed to stir for eight hours at room temperature. For working up, dilute with ethyl acetate, wash twice with 2 normal hydrochloric acid and once with saturated sodium chloride solution. The organic phase is dried over sodium sulfate and then concentrated on a rotary evaporator. After drying under high vacuum, 6.9 g of 3β- (methoxymethoxy) pregna-5,7-diene-20-methanol-4-methylbenzenesulfonate are obtained as a yellowish powder.
    1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 0.58 ppm (s, 3H, H-18); 0.93 (s, 3H, H-19); 1.04 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 3.38 (s, 3H, 3-OCH 2 OCH 3); 3.55 (m, 1H, H -3); 3.82 (m, 1H, H-22); 4.00 (m, 1H, H-22); 4.72 (s, 2H, 3-O-CH 2 -O); 5.38 (m, 1H, H-7); 5.57 (m, 1H, H-6); 7.46 (m, 2H, 22-OSO 2 -R); 7.80 (m, 2H, 22-OSO 2 R)
  • b) 3β-(Methoxymethoxy)cholesta-5,7,25-trien:
    Aus 34.93 g 3-Methyl-butenylbromid und 23.43 g Magnesiumspänen wird in 350 ml Tetrahydrofuran eine Grignardlösung hergestellt, die eine Stunde zur vollständigen Bildung des Grignard-Reagenzes unter Rückfluß gekocht wird. Die überstehende warme Lösung wird anschließend in einen mit Argon gespülten Dreihalskolben überführt. Man kühlt auf -30°C und gibt eine aus zwei Teilen Lithiumchlorid und einem Teil Kupfer(I)chlorid frisch hergestellte Dilithiumtrichlorcuprat(I)-Lösung (48 ml, 0.1 M, THF) zu. Bei dieser Temperatur läßt man 30 Minuten nachrühren und tropft anschließend eine Lösung von 6.21 g der in Stufe a) beschriebenen Verbindung in 150 ml Tetrahydrofuran zu. Man läßt weitere drei Stunden bei - 30°C nachrühren und läßt dann über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen. Zur Aufarbeitung wird auf gesättigte Ammoniumchloridlösung gegossen, dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte werden zweimal mit gesättigter Natriumchlorid-Lösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird an Kieselgel mit einem Gemisch aus Hexan und Diethylether chromatographiert. Man erhält 3.55 g 3ß-(Methoxymethoxy)-cholesta-5,7,25-trien als weißen Feststoff.
    1H-NMR (CDCl3): δ = 0,63 ppm (s, 3H, H-18); 0,93 (s, 3H, H-19); 0,94 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 1,72 (s, 3H, H-27); 3,38 (s, 3H, 3-OCH2O-CH3); 3,55 (m, 1H, H-3); 4,67 (m, 2H, H-26); 4,72 (s, 2H, 3-O-CH2-O); 5,38 (m, 1H, H-7); 5,57 (m, 1H, H-6)
    b) 3β- (methoxymethoxy) cholesta-5,7,25-triene:
    From 34.93 g of 3-methyl-butenyl bromide and 23.43 g of magnesium chips, a Grignard solution is prepared in 350 ml of tetrahydrofuran, which is boiled under reflux for one hour to complete the formation of the Grignard reagent. The supernatant warm solution is then transferred to a three-neck flask flushed with argon. The mixture is cooled to -30 ° C. and a dilithium trichlorocuprate (I) solution (48 ml, 0.1 M, THF) freshly prepared from two parts of lithium chloride and one part of copper (I) chloride is added. At this temperature, the mixture is stirred for 30 minutes and then a solution of 6.21 g of the compound described in step a) in 150 ml of tetrahydrofuran is added dropwise. The mixture is stirred for a further three hours at -30 ° C and then allowed to warm to room temperature overnight. For working up, the mixture is poured onto saturated ammonium chloride solution and extracted three times with ethyl acetate. The combined organic extracts are washed twice with saturated sodium chloride solution, dried over sodium sulfate and concentrated on a rotary evaporator. The residue is chromatographed on silica gel with a mixture of hexane and diethyl ether. 3.55 g of 3β- (methoxymethoxy) -cholesta-5,7,25-triene are obtained as a white solid.
    1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 0.63 ppm (s, 3H, H-18); 0.93 (s, 3H, H-19); 0.94 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 1.72 (s, 3H, H-27); 3.38 (s, 3H, 3-OCH 2 OCH 3); 3.55 (m, 1H, H -3); 4.67 (m, 2H, H-26); 4.72 (s, 2H, 3-O-CH 2 -O); 5.38 (m, 1H, H-7); 5.57 (m, 1H, H-6)
  • c) Cholesta-5,7,25-trien-3β-ol:
    Man löst 2.81 g der in Stufe b) beschriebenen Verbindung und 16.5 g Pyridinium-para­ toluolsulfonat in 70 ml tert.-Butanol und erhitzt dieses Reaktionsgemisch unter Rückfluß auf 95°C. Nach zwei Stunden läßt man abkühlen, verdünnt mit Wasser und extrahiert mit Diethylether. Die vereinigten organischen Extrakte werden einmal mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und anschließend am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird an Kieselgel mit einem Gemisch aus Hexan und Ethylacetat chromatographiert. Man erhält 1.82 g Cholesta-5,7,25-trien-3β-ol als weißen Feststoff.
    1H-NMR (CDCl3): δ = 0,63 ppm (s, 3H, H-18); 0,93 (s, 3H, H-19); 0,94 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 1,72 (s, 3H, H-27); 3,65 (m, 1H, H-3); 4,67 (m, 2H, H-26); 5,38 (m, 1H, H-7); 5,57 (m, 1H, H-6)
    c) Cholesta-5,7,25-trien-3β-ol:
    2.81 g of the compound described in step b) and 16.5 g of pyridinium para toluenesulfonate are dissolved in 70 ml of tert-butanol and the reaction mixture is heated to 95 ° C. under reflux. After two hours, the mixture is allowed to cool, diluted with water and extracted with diethyl ether. The combined organic extracts are washed once with saturated sodium chloride solution, dried over sodium sulfate and then concentrated on a rotary evaporator. The residue is chromatographed on silica gel with a mixture of hexane and ethyl acetate. 1.82 g of cholesta-5,7,25-trien-3β-ol are obtained as a white solid.
    1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 0.63 ppm (s, 3H, H-18); 0.93 (s, 3H, H-19); 0.94 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 1.72 (s, 3H, H-27); 3.65 (m, 1H, H-3); 4.67 (m, 2H, H-26); 5.38 (m, 1H, H-7); 5.57 (m, 1H, H-6)
  • d) Cholesta-4,7,25-trien-3-on:
    Man löst 1.83 g der in Stufe c) beschriebenen Verbindung in 18 ml Toluol und 3.6 ml Cyclohexanon und erhitzt am Wasserabscheider zunächst für 10 Minuten auf 140°C Badtemperatur. Anchließend gibt man eine Lösung von 0.48 g Aluminiumtris(isopropylat) in 3.6 ml Toluol und 1.1 ml Cyclohexanon zu und erhitzt weitere 30 Minuten auf 140°C Badtemperatur. Man läßt abkühlen, verdünnt mit Ethylacetat, wäscht mit 2 normaler Schwefelsäure, Natriumhydrogencarbonatlösung und mit Natriumchloridlösung. Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat wird am Rotationsverdampfer eingeengt. Der Rückstand wird an Kieselgel mit einem Gemisch aus Hexan und Ethylacetat chromatographiert. Man erhält 1.33 g Cholesta-4,7,25-trien-3-on als hellgelben Feststoff.
    1H-NMR (CDCl3): δ = 0,59 ppm (s, 3H, H-18); 0,96 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 1,18 (s, 3H, H-19); 1,72 (s, 3H, H-27); 4,67 (m, 2H, H-26); 5,18 (m, 1H, H-7); 5,70 (s, 1H, H-6)
    d) Cholesta-4,7,25-trien-3-one:
    1.83 g of the compound described in step c) are dissolved in 18 ml of toluene and 3.6 ml of cyclohexanone, and the mixture is first heated to a bath temperature of 140 ° C. for 10 minutes. A solution of 0.48 g of aluminum tris (isopropylate) in 3.6 ml of toluene and 1.1 ml of cyclohexanone is then added and the mixture is heated to a bath temperature of 140 ° C. for a further 30 minutes. Allow to cool, diluted with ethyl acetate, washed with 2 normal sulfuric acid, sodium hydrogen carbonate solution and with sodium chloride solution. After drying with sodium sulfate, the mixture is concentrated on a rotary evaporator. The residue is chromatographed on silica gel with a mixture of hexane and ethyl acetate. 1.33 g of Cholesta-4,7,25-trien-3-one are obtained as a light yellow solid.
    1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 0.59 ppm (s, 3H, H-18); 0.96 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 1.18 (s, 3H, H-19); 1.72 (s, 3H, H-27); 4.67 (m, 2H, H-26); 5.18 (m, 1H, H-7); 5.70 (s, 1H, H-6)
  • e) Herstellung von 4,4-Dimethylcholesta-5,7,25-trien-3-on:
    Zu 186,6 g Kaliumtertiärbutylat in einem Liter tertiär-Butanol werden 1.33 g der in Stufe d) beschriebenen Verbindung, gelöst in einem 20 ml Tetrahydrofuran, bei 45°C zugegeben. Nach 10 Minuten werden 1,83 ml Methyljodid zugetropft. Nach weiteren 50 Minuten wird auf 1,0 Liter Eiswasser gegossen, mit 4 normaler Salzsäure angesäuert und mit Ethylacetat extrahiert. Nach Waschen der organischen Phase mit Wasser, Natriumhydrogencarbonatlösung und gesättigter Kochsalzlösung wird über Natriumsulfat getrocknet, filtriert, eingeengt und der Eindampfrückstand an Kieselgel mit einem Gemisch aus n-Hexan und Ethylacetat chromatographiert. Man erhält 0.97 g 4,4-Dimethyl-cholesta-5,7,25-trien-3-on als weißen Feststoff.
    1H-NMR (CDCl3): δ = 0,62 ppm (s, 3H, H-18); 0.94 (s, 3H, H-19); 0,97 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 1,30 (s, 3H, 4-CH3); 1,32 (s, 3H, 4-CH3); 1,73 (s, 3H, H-27); 4,67 (m, 2H, H-26); 5,53 (m, 1H, H-7); 5,82 (d, J = 6 Hz, 1H, H-6)
    e) Preparation of 4,4-dimethylcholesta-5,7,25-trien-3-one:
    1.33 g of the compound described in step d), dissolved in 20 ml of tetrahydrofuran, are added to 186.6 g of potassium tert-butylate in one liter of tert-butanol at 45 ° C. After 10 minutes, 1.83 ml of methyl iodide are added dropwise. After a further 50 minutes, it is poured onto 1.0 liter of ice water, acidified with 4 normal hydrochloric acid and extracted with ethyl acetate. After washing the organic phase with water, sodium bicarbonate solution and saturated sodium chloride solution, it is dried over sodium sulfate, filtered, concentrated and the evaporation residue is chromatographed on silica gel with a mixture of n-hexane and ethyl acetate. 0.97 g of 4,4-dimethyl-cholesta-5,7,25-trien-3-one is obtained as a white solid.
    1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 0.62 ppm (s, 3H, H-18); 0.94 (s, 3H, H-19); 0.97 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 1.30 (s, 3H, 4-CH 3); 1.32 (s, 3H, 4-CH 3); 1.73 (s, 3H, H-27); 4.67 (m, 2H, H-26); 5.53 (m, 1H, H-7); 5.82 (d, J = 6 Hz, 1H, H-6)
  • f) Herstellung von 4,4-Dimethylcholesta-5,7,25-trien-3β-ol:
    Man löst 0.97 g der in Stufe e) beschriebenen Verbindung in 22 ml Tetrahydrofuran und tropft bei Raumtemperatur eine Suspension von 56 mg Lithiumaluminiumhydrid in 6 ml Tetrahydrofuran zu. Das Reaktionsgemisch wird 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird vorsichtig mit Wasser hydrolysiert und dreimal mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden einmal mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und am Rotationsverdampfer eingeengt. Das Rohmaterial wird an Kieselgel mit einem Gemisch aus Hexan und Ethylacetat chromatographiert. Man erhält 0.87 g 4,4-Dimethyl-cholesta-5,7,25-trien-3β-ol als weißen Feststoff.
    1H-NMR (CDCl3): δ = 0,60 ppm (s, 3H, H-18); 0,96 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 0.98 (s, 3H, H-19); 1,14 (s, 3H, 3-CH3); 1,22 (s, 3H, 4-CH3); 1,73 (s, 3H, H-27); 3,39 (m, 1H, H-3); 4,67 (m, 2H, H-26); 5,53 (m, 1H, H-7); 5,93 (d, J = 6 Hz, 1H, H-6)
    f) Preparation of 4,4-dimethylcholesta-5,7,25-trien-3β-ol:
    0.97 g of the compound described in step e) is dissolved in 22 ml of tetrahydrofuran and a suspension of 56 mg of lithium aluminum hydride in 6 ml of tetrahydrofuran is added dropwise at room temperature. The reaction mixture is stirred for 30 minutes at room temperature. It is then carefully hydrolyzed with water and extracted three times with ethyl acetate. The combined organic phases are washed once with saturated sodium chloride solution, dried over sodium sulfate and concentrated on a rotary evaporator. The raw material is chromatographed on silica gel with a mixture of hexane and ethyl acetate. 0.87 g of 4,4-dimethyl-cholesta-5,7,25-trien-3β-ol is obtained as a white solid.
    1 H NMR (CDCl 3 ): δ = 0.60 ppm (s, 3H, H-18); 0.96 (d, J = 7 Hz, 3H, H-21); 0.98 (s, 3H, H-19); 1.14 (s, 3H, 3-CH 3); 1.22 (s, 3H, 4-CH 3); 1.73 (s, 3H, H-27); 3.39 (m, 1H, H -3); 4.67 (m, 2H, H-26); 5.53 (m, 1H, H-7); 5.93 (d, J = 6 Hz, 1H, H-6)
  • g) 4,4-Dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol (FF-MAS):
    60 mg der in Stufe f) beschriebenen Verbindung werden in 15 ml 1,4-Dioxan mit 0,5 ml 6 normaler Schwefelsäure 170 Stunden gekocht. Nach weitgehendem Abziehen des Lösemittels wird der Eindampfrückstand zwischen Natriumhydrogencarbonatlösung und Ethylacetat verteilt. Nach Waschen der organischen Phase mit Natriumhydrogencarbonatlösung und gesättigter Kochsalzlösung, Trocknung über Natriumsulfat, Filtration und Einengen wird der Eindampfrückstand an Kieselgel mit einem Gemisch aus Hexan und Ethylacetat chromatographiert. Nach Einengen des Eluates und Kristallisation des Eindampfrückstandes aus Ethanol werden 30 mg 4,4-Dimethyl-5α-cholesta- 8,14,24-trien-3β-ol mit 90%-iger Reinheit erhalten. Die NMR-Daten stimmen mit denen der Literatur überein (J. Am. Chem. Soc. 111, 1989, 278)
    g) 4,4-Dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol (FF-MAS):
    60 mg of the compound described in step f) are boiled in 15 ml of 1,4-dioxane with 0.5 ml of 6 normal sulfuric acid for 170 hours. After the solvent has been largely removed, the evaporation residue is distributed between sodium hydrogen carbonate solution and ethyl acetate. After washing the organic phase with sodium bicarbonate solution and saturated sodium chloride solution, drying over sodium sulfate, filtration and concentration, the evaporation residue is chromatographed on silica gel with a mixture of hexane and ethyl acetate. After concentrating the eluate and crystallizing the evaporation residue from ethanol, 30 mg of 4,4-dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol with 90% purity are obtained. The NMR data agree with those of the literature (J. Am. Chem. Soc. 111, 1989, 278)

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von 4,4-Dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol der Formel 1
aus 3β-(Alkyloxy)pregna-5,7-dien-20-methanol der allgemeinen Formel 17
worin
R2 Wasserstoff oder eine Methyl-, Alkanoyl-, Alkoxymethyl- oder Trialkylsilylgruppe bedeuten,
  • a) durch Überführung der primären Hydroxylgruppe in eine leicht zu substituierende Abgangsgruppe, Umsetzung mit einem kupferhaltigen Grignard- Reagenz und Spaltung der 3-Hydroxyschutzgruppe zum Cholesta-5,7,25-trien- 3β-ol der Formel 20
  • b) durch Oxidation zum Cholesta-4,7,25-trien-3-on der Formel 21
  • c) durch Dimethylierung zum 4,4-Dimethylcholesta-5,7,25-trien-3-on der Formel 22
  • d) durch Reduktion der 3-Ketogruppe zum 4,4-Dimethylcholesta-5,7,25-trien-3β- ol der Verbindung der Formel 23
    und durch anschließende Isomerisierung zum 4,4-Dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol (1)
1. Process for the preparation of 4,4-dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol of formula 1
from 3β- (alkyloxy) pregna-5,7-diene-20-methanol of the general formula 17
wherein
R 2 is hydrogen or a methyl, alkanoyl, alkoxymethyl or trialkylsilyl group,
  • a) by converting the primary hydroxyl group into an easily replaceable leaving group, reaction with a copper-containing Grignard reagent and cleavage of the 3-hydroxy protecting group to give cholesta-5,7,25-trien-3β-ol of formula 20
  • b) by oxidation to cholesta-4,7,25-trien-3-one of formula 21
  • c) by dimethylation to give 4,4-dimethylcholesta-5,7,25-trien-3-one of formula 22
  • d) by reduction of the 3-keto group to 4,4-dimethylcholesta-5,7,25-trien-3β-ol of the compound of formula 23
    and by subsequent isomerization to give 4,4-dimethyl-5α-cholesta-8,14,24-trien-3β-ol (1)
2. Cholesta-4,7,25-trien-3-on (Verbindung 21)
2. Cholesta-4,7,25-trien-3-one (compound 21)
3. 4,4-Dimethylcholesta-5,7,25-trien-3-on (Verbindung 22)
3. 4,4-dimethylcholesta-5,7,25-trien-3-one (compound 22)
4. 4,4-Dimethylcholesta-5,7,25-trien-3β-ol (Verbindung 23)
4. 4,4-dimethylcholesta-5,7,25-trien-3β-ol (compound 23)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 278-284 *

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