DE2463203C2

DE2463203C2 -

Info

Publication number: DE2463203C2
Application number: DE2463203A
Authority: DE
Inventors: Derek Harold Richard Prof. London Gb Barton; Robert Henry Cambridge Mass. Us Hesse; Ezzio Garran Au Rizzardo
Original assignee: RESEARCH INSTITUTE FOR MEDICINE AND CHEMISTRY Inc CAMBRIDGE MASS US
Current assignee: RESEARCH INSTITUTE FOR MEDICINE AND CHEMISTRY Inc CAMBRIDGE MASS US
Priority date: 1973-01-10
Filing date: 1974-01-09
Publication date: 1987-06-04
Also published as: LU69133A1; IE40496B1; JPS5854160B2; HK98589A; JPS50100045A; DK158786C; CA1055011A; DE2400931A1; NL187010B; GB1463985A; BE809578A; SE419981B; JPS581116B2; JPS5745740B2; JPS51110554A; JPS50100216A; AU6434974A; FR2213053B1; MY104375A; ES422140A1

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines 1α,3β-Dihydroxysteroid-5-ens oder eines 1α-geschützten Hydroxylderivats davon durch Reduktion von 1α-Hydroxy- und 1α,2α-Epoxy-steroid-4,6-dien-3-onen oder eines 1α-geschützten Hydroxylderivats davon, die bei der Synthese von 1α-Hydroxy-vitamin-D-Derivaten wichtige Zwischenprodukte sind.

Es ist bekannt, daß 1α-Hydroxy-vitamin-D-Derivate, die ebenfalls eine 25-Hydroxygruppe besitzen, vorteilhafte biochemische Eigenschaften besitzen und daß sie in der Therapie häufig verwendet werden. Sie wirken schneller und werden leichter aus dem System eliminiert als die entsprechenden 1α-unsubstituierten Verbindungen, und daher induzieren sie weniger leicht eine Vitamin-Toxizität als die bekannten Vitamin-D-Verbindungen, die aus dem System nur langsam abgegeben werden. Weiterhin sind die hydroxylierten Derivate oft wirksam bei der Bekämpfung von Symptomen, die offenbar auf Vitamin-D-Mangel zurückzuführen sind, die aber auf die Behandlung mit den üblichen Vitaminen nicht reagieren.

Solche 1α-Hydroxy-vitamin-D-Derivate können nach analogen Verfahren, wie sie bei der Synthese der entsprechenden 1a-unsubstituierten Derivate verwendet werden, hergestellt werden, insbesondere durch fotochemischen Abbau von 1α,3β-Dihydroxy-steroid-5,7-dienen der Cholestan-Reihen unter Verwendung von UV-Bestrahlung.

Wertvolle Vorstufen für die als Ausgangsmaterialien verwendeten 1α,3β-Dihydroxy-steroid-5,7-dien-Derivate sind die entsprechenden Steroid-5-ene, da diese leicht in die 5,7-Diene, beispielsweise durch Bromierung in der 7-Stellung und anschließende Dehydrobromierung überführt werden können. Bei der Synthese solcher 1α,3β-Dihydroxy-steroid-5-ene treten jedoch eine Reihe von Schwierigkeiten auf, da es im allgemeinen erforderlich ist, die 1α-Hydroxylgruppe durch Michael-Addition an das Δ ^1,2-3-Ketosteroid einzuführen. Die nachfolgende Bildung der gewünschten 5,6-Doppelbindung ist schwierig, da die 1α-Hydroxylgruppe, die in β-Stellung zu einer Carbonylgruppe steht, eliminiert werden kann, und außerdem ist es schwierig, die 3-Ketogruppe zu der 3β-Hydroxygruppe mit hoher Stereospezifität unter Verwendung bekannter Verfahren zu reduzieren.

Ein Syntheseweg für 1α-Hydroxycholesterol wird von Pelc und Kodicek (J. Chem. Soc., 1970 (C), 1624) beschrieben. Bei diesem Verfahren wird 6β-Hydroxy-5α-cholest-1-en-3-on epoxidert, das erhaltene Produkt wird zu dem 1,2-Epoxy-3β-hydroxy-derivat unter Verwendung von Natriumborhydrid reduziert, dann wird die 6β-Hydroxylgruppe eliminiert, wobei man das entsprechende Δ ^5,6-Steroid erhält. Reduktion mit Lithium-aluminiumhydrid gibt das 1α,3β-Diol. Das bei diesem Verfahren erhaltene Produkt zeigt jedoch nicht die erwarteten physikalischen Eigenschaften. So wird die optische Drehung als [α]_D=0±1° (in MeOH) angegeben, wohingegen Δ ^5,6-Sterole üblicherweise durch eine mäßig negative spezifische Drehung, typischerweise von ungefähr -30°C, charakterisiert sind. Die gefundenen Analysewerte von C 76,2; H 11,1% stimmen ebenfalls nicht mit den für C₂₇H₄₆O₂ · 0,5 H₂O (C 78,8; H 11,5%) berechneten Werten überein, und die Struktur dieses Produktes erscheint daher zweifelhaft. Eine mögliche Fehlerquelle ist die Borhydrid-Reduktion der 3-Ketogruppe, bei der man zusätzlich zu dem gewünschten 3β-Ol eine beachtliche Menge an 3α-Ol erhält.

Ein ähnlicher Syntheseweg für die Steroid-Vorstufe für 1α,25-Dihydroxycholecalciferol wird von DeLuca und Mitarbeitern (Tetrahydron Letters 40, 4147, 1972) beschrieben. Diese Autoren epoxidieren das geeignete Steroid-2-en-3-on-6-(äthylenketal) und reduzieren dann das Produkt mit Lithium-aluminiumhydrid, wobei sie eine Mischung erhalten, aus der nur das 1α,3α-Diol abgetrennt werden kann. Mehrere zusätzliche Verfahrensstufen einschließlich der Oxidation des 3-Ons und der Reduktion mit Natrium-borhydrid sind daher ferner erforderlich, um das 1α,3β-Diol herzustellen, bevor die 6-Ketalgruppe abgespalten, eine Reduktion zu der 6-Hydroxyl-Verbindung und eine Wasserabspaltung, wobei man das Δ ^5,6-Steroid erhält, durchgeführt werden können, aber dadurch wird der gesamte Syntheseweg kompliziert.

Es besteht daher ein Bedarf für ein einfaches Verfahren zur Herstellung von 1α,3β-Dihydroxy-steroid,5,enen, welches eine leichte Kontrolle der Stereochemie der Produkte, insbesondere in der 3-Stellung, ermöglicht, und der vorliegenden Anmeldung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zu schaffen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß 1α-Hydroxy- und 1α,2α-Epoxy-steroid-4,6-dien-3-one -(oder die entsprechenden 6-substituierten Steroid-4-en-3-one, in denen der 6-Substituent ein reduktiv eliminierbares Atom oder eine Gruppe bedeuten) direkt zu den entsprechenden 1α,3β-Dihydroxy-steroid-5-enen reduziert werden können durch Umsetzung mit Lithium, Natrium, Kalium oder Calcium in Ammoniak oder in einem flüssigen Alkylamin in Anwesenheit eines Ammonium- oder Aminsalzes und in einem inerten organischen Lösungsmittel. Bei diesen Bedingungen werden die hochoxiderten Ausgangsmaterialien folgerichtig zu dem gewünschten Produkt reduziert, ohne daß eine wesentliche Isomerisierung der Doppelbindungen auftritt oder ohne daß Substituenten, die in β-Stellung zu der Carbonylgruppe in 3-Stellung vorhanden sind, eliminiert werden.

Das Verfahren ist besonders zur Herstellung von 1α-Hydroxy-steroiden der Cholestan-Reihen geeignet, die Vorstufen für 1α-hydroxylierte Vitamin-D-Derivate sind.

Der Ausdruck "Cholestan-Reihen", wie er hierin verwendet wird, umfaßt Steroide, die in der 17-Stellung die C₈-Kette enthalten, die für Cholestane charakteristisch ist, wie auch die analogen Verbindungen, bei denen diese Kette ungesättigt ist oder eine oder mehrere Hydroxy- oder Methylgruppen enthält, wobei dies die 17-Seitenketten sind, die in D-Vitaminen auftreten. Geeignete Ketone, die als Ausgangsmaterialien bei der Herstellung solcher 1α-Hydroxy-steroide der Cholestan-Reihen verwendet werden können, können durch die folgende Formel dargestellt werden, worin R¹ eine Hydroxylgruppe und R² ein Wasserstoffatom bedeuten, oder worin R¹ und R² zusammen eine Epoxidgruppe bedeuten, R³ ein reduktiv eliminierbares Atom oder eine reduktiv eliminierbare Gruppe und R⁴ ein Wasserstoffatom bedeuten, oder worin R³ und R⁴ zusammen eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung bilden und R⁵ die Gruppe bedeutet, worin R⁶ und R⁷ je Wasserstoffatome oder Hydroxylgruppen bedeuten, oder zusammen eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung bilden, oder eine Epoxygruppe bedeuten, R⁸ und R¹⁰, die gleich oder unterschiedlich sein können, je ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe bedeuten und R⁹ ein Wasserstoffatom oder eine Methyl- oder Äthylgruppe bedeutet.

Die Reduktion einer Verbindung der Formel I nach dem erfindungsgemäßen Verfahren führt zur Bildung eines 1α,3β-Diols, welches durch die folgende Formel dargestellt werden kann, worin R⁵ die bei Formel I gegebene Bedeutung besitzt.

1α,3β-Dihydroxy-25-hydrogen-cholest-5-ene und deren Derivat mit geschützter Hydroxylgruppe sind neue Verbindungen.

Lithium ist das bevorzugte reduzierende Metall zur Verwendung bei der Reaktion. Als flüssige primäre, sekundäre und tertiäre Alkylamine werden beispielsweise primäre niedrige Alkylamine, wie Methylamin oder Äthylamin, Di-(niedrig-alkyl)-amine, wie Dimethylamin oder Diäthylamin, und Tri-(niedrig-Alkyl)-amine, wie Triäthylamin; eingesetzt. Ein besonders bevorzugtes Reduktionsmittel ist Lithium und flüssiges Ammoniak.

Ammonium- und Aminsalze zur Verwendung als Protonenquelle umfassen beispielsweise die Salze, die sich von Mineralsäuren ableiten, wie die Halogenide, beispielsweise Fluorid oder Chlorid, Nitrat oder Sulfat.

Die Reduktion wird in einem inerten organischen Lösungsmittel, wie einem cyclischen Äther, beispielsweise Tetrahydrofuran oder Dioxan, oder in einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, wie Hexan, durchgeführt. Es kann von Vorteil sein, Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff aus dem Reaktionssystem auszuschließen. Die Reduktion wird zweckdienlich bei einer Temperatur zwischen dem Gefrierpunkt des Lösungsmittelsystems und 100°C, vorteilhafterweise in der Kälte, durchgeführt.

Um die Reaktionsteilnehmer miteinander zu vermischen, kann man verschiedene Arten der Zugabe wählen. Beispielsweise kann man eine Lösung des Steroids in einem oder in mehreren Teilen zu einer Lösung des Alkalimetalls in flüssigem Ammoniak oder einem flüssigen Amin geben und anschließend die Protonenquelle auf einmal oder in mehreren Teilen zufügen. Alternativ kann man, wobei man verbesserte Ausbeuten erhält und/oder das reduzierte Steroid leichter isolieren kann, wenn das Ammonium- oder Aminsalz z. B. festes Ammoniumchlorid zu Beginn einer Lösung des als Ausgangsmaterial verwendeten Steroids zugesetzt wird, und dann das Reduktionsmittel, nämlich das Metall/flüssiges Ammoniak oder flüssiges Amin in Portionen zugesetzt wird.

Es ist im allgemeinen bevorzugt, in den als Ausgangsmaterialien verwendeten Steroiden die 1α-Hydroxygruppen beispielsweise mit einer abspaltbaren Schutzgruppe zu schützen, da die Reduktion eines Steroids, welches eine freie 1α-Hydroxygruppe enthält, die Bildung eines Δ ^6,7-Steroids, bedingt durch einen inneren Protonen-Übergang, ergeben kann. Geeignete Schutzgruppen umfassen Silylgruppen, beispielsweise Tri-(niedrig-alkyl)-silylgruppen, wie Trimethylsilyl; solche Schutzgruppen können beispielsweise durch Umsetzungen des 1α-Hydroxy-steroids mit einem geeigneten Hexa-(niedrig-alkyl)-disilazan eingeführt werden.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen 1a,3β-Dihydroxy-steroid-5-ene können in die entsprechenden 1α,3β-Dihydroxy-steroid-5,7-diene, beispielsweise nach bekannten Verfahren, wie Bromierung in der 7-Stellung, beispielsweise unter Verwendung eines N-Bromamids, Imids oder Hydantoins, wie N-Bromsuccinimid, N-Bromphthalimid oder Dibromdimethylhydantoin als Bromierungsmittel, anschließende Dehydrobromierung, beispielsweise unter Verwendung eines Amids, wie Dimethylacetamid, in Anwesenheit eines Erdalkalimetall-carbonats überführt werden. Alternativ kann die Dehydrobromierung durch Behandlung mit Trimethylphosphit oder einer Base, wie Collidin, Pyridin oder Diazabicyclooctan, induziert werden.

Die 7,8-Doppelbindung kann ebenfalls unter Verwendung des von Daubin et al beschriebenen Verfahrens eingeführt werden, beispielsweise durch Oxidation des 1α,3β-Hydroxy-steroid-5-ens zu dem entsprechenden Steroid-5-en-3-on unter Verwendung von Chromtrioxid als Oxidationsmittel, vorteilhafterweise unter Verwendung von Chromtrioxid/Pyridin-Komplex. Anschließend wird dieses Keton mit einem Sulfonyl-hydrazin, bevorzugt einem aromatischen Sulfonyl-hydrazin, wie p-Tosylhydrazin, umgesetzt, wobei man das entsprechende 7-Sulfonyl-hydrazon erhält, welches dann Wolff-Kishner-Reduktionsbedingungen, beispielsweise unter Verwendung eines Alkalimetall-Alkoholats, wie Natrium-t-butylat, und eines Alkalimetallhydrids, wie Natriumhydrid, unterworfen wird, wobei man das gewünschte 5,7-Dien erhält.

Es kann vorteilhaft sein, die 1α- und 3β-Hydroxygruppen zu schützen, beispielsweise durch Veresterung mit beispielsweise einem Dibenzoat, um unerwünschte Nebenreaktionen während der Reaktionsreihenfolge, die zur Einführung der 7,8-Doppelbindung erforderlich ist, zu vermeiden.

Das Steroid-5,7-dien, das man bei der Behandlung einer Verbindung der Formel II bei irgendeinem der obigen Verfahren erhält, kann durch die Formel dargestellt werden, worin R⁵ die bei Formel I gegebenen Bedeutungen besitzt.

Die Bestrahlung einer solchen Verbindung der Formel III, bevorzugt mit nahem ultraviolettem Licht, beispielsweise mit einer Wellenlänge von 2,75-300 nm, aktiviert zu Beginn die Bildung des 1α-hydroxylierten Prävitamins, welches durch die Formel dargestellt werden kann, worin R⁵ die bei Formel I gegebene Bedeutung besitzt.

Die Verbindungen der Formel IV stehen in thermischem Gleichgewicht mit Vitamin-Derivaten der Formel worin R⁵ die bei Formel I gegebenen Bedeutungen besitzt, und können in solche Vitamin-Derivate überführt werden, indem man beispielsweise in einem Alkohol- oder Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel erwärmt. Die Vitamine, die die cis-Form besitzen, sind in Formel V dargestellt. Die Bildung von unerwünschten oxidierten Nebenprodukten während dieser Umwandlung kann minimal gehalten werden, indem man die 1α- und 3β-Hydroxygruppen beispielsweise durch Umwandlung in die 1,3-Diacetoxy-Derivate verestert.

Es ist so erkennbar, daß die 1α,3β-Dihydroxy-steroid-5-ene, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, wichtige Zwischenprodukte bei der Synthese von biologisch wertvollen Vitamin-D-Verbindungen sind, wobei einige von ihnen, besonders 1α-Hydroxy-Vitamin-D₃ und -D₂ und die entsprechenden 25-Hydroxyderivate in ihrer Wirkung dem Vitamin D₂ und D₃ überlegen sind. Die Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße reduktive Verfahren können nach irgendeinem geeigneten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Oxidation der geeigneten 3-Hydroxy-steroid-5-ene, beispielsweise unter Verwendung eines Chinol/Chinon-Oxidationsmittels, wie Dichlordicyanochinon, und anschließender Behandlung mit einem Peroxid, beispielsweise Wasserstoffperoxid, zusammen mit einer Base, beispielsweise Natriumhydroxid, geeigneterweise in einem wäßrigen alkoholischen Medium, wobei man ein 1α,2α-Epoxid erhält, welches gewünschtenfalls in die entsprechende 1α-Hydroxy-Verbindung durch Reduktion beispielsweise unter Verwendung von Zink und einer Säure, wie Essigsäure, überführt werden kann.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius aufgeführt.

Beispiel 1 a) Cholesta-1,4,6-trien-3-on

Cholesterin (19,3 g) und Dichlordicyanochinon (38 g) in trockenem Dioxan (500 ml) wurden am Rückfluß 22 Stunden erwärmt. Die Mischung wurde dann abgekühlt, filtriert und das Filtrat wurde zur Trockne eingedampft. Chromatographie des Rückstandes an Aluminiumoxid und Elution mit Benzol/Hexan und anschließende Elution mit Benzol ergab des Trion als schwach gefärbtes Öl (11,5 g), das sich beim Stehen verfestigte. Die physikalischen Eigenschaften dieses Materials waren richtig.

b) 1α,2α-Epoxycholesta-4,6-dien-3-on

Das Trion von a) (1 g) in Äthanol (50 ml) wird bei 0° mit einer 10%igen wäßrigen Natriumhydroxidlösung (0,25 ml) und mit 30%igem wäßrigen H₂O₂ (2,5 ml) behandelt. Die Mischung wird bei 5° über Nacht gelagert, dann wird das entstehende Epoxid abfiltriert, mit wäßrigem Alkohol gewaschen und getrocknet, wobei man die Titelverbindung (0,86 mg) erhält. Umkristallisation aus Äthanol ergibt farblose Nadeln, Fp 107-109°.

c) 1α,3β-Dihydroxycholest-5-en

Zu einer gerührten Lösung aus Lithiummetall (0,2 g) in flüssigem Ammoniak (80 ml) und trockenem Tetrahydrofuran (50 ml), welches Ammoniumchlorid (0,5 g) enthält, fügt man eine deoxigenierte Lösung des Epoxids von b) (4,3 g) in trockenem Tetrahydrofuran (25 ml) tropfenweise. Nachdem die blaue Farbe verschwunden war, wurde die Zugabe des Steroids beendigt, und weiteres Lithium (0,2 g) und Ammoniumchlorid (1 g) wurden zugegeben, und dann gab man weitere Epoxidlösung hinzu. Diese Reihenfolge wurde wiederholt, bis das gesamte Steroid zugefügt war. Zu diesem Zeitpunkt fügte man ein weiteres Stück Lithium (0,2 g, insgesamt 0,8 g) hinzu und gab ebenfalls zusätzliches Ammoniumchlorid (gesamt 8 g) zur Reaktionsmischung. Die Hauptmenge des Ammoniaks konnte dann verdampfen, und die restliche Mischung wurde auf Eiswasser gegossen und mit Chloroform extrahiert. Konzentration des Chloroforms ergab einen brauenen Gummi, der an Aluminiumoxid (160 g) chromatographiert wurde. Elution mit Äthylacetat/Benzol ergab 1α,3β-Diol als glasartiges Material, welches bei der Zugabe von Äthanol schnell kristallisierte. Umkristallisation aus wäßrigem Äthanol ergab die Titelverbindung (1,7 g), Fp. 161,5-163°C.
Analyse: C₂₇H₄₆O₂
ber.:C 80,54 H 11,52% gef.:C 80,40 H 11,39%.

Beispiel 2 a) 1a-Hydroxycholesta-4,6-dien-3-on

Das Epoxydion von Beispiel 1b (130 mg) in Äthanol (10 ml) wurde mit Zinkstaub (1 g) unter Rühren behandelt. Danach gab man 3 Tropfen Essigsäure hinzu. Die Mischung wurde filtriert und das Filtrat wurde zur Trockne eingedampft. Chromatographie an Silicagel ergab das Cholesta-1,4,6-trien-3-on, welches wiedergewonnen und recyclisiert wurde. Danach erhielt man die Titelverbindung λ _max 3600, 3400, 1675, 1625 und 1590 c,^-1; δ 6,15 (2 Protonen, s, H6, H7), 5,73 (1 Proton Singulett H4), δ 4,15 (1 Proton, enges Multiplett, H1).

b) 1α,3β-Dihydrocycholest-5-en

Das Hydroxydion von a) (0,6 g) wurde in seinen Trimethylsilyläther durch Behandlung einer Lösung in Tetrahydrofuran (2 ml) und Pyridin (2 ml) mit Hexamethyldisilazan (1,5 ml) und Trimethylchlorsilan (0,6 ml) überführt. Der rohe Trimethylsilyläther wurde in Tetrahydrofuran (10 ml) gelöst und die Lösung wurde tropfenweise zu einer gerührten Lösung aus Lithiummetall (ungefähr 200 mg) in flüssigem Ammoniak (20 ml) gegeben. Nach einigen Minuten wurde Amoniumchlorid (2 g) zugegeben, und die Lösung wurde gerührt. Ein weiterer Teil an Lithiummetall (ungefähr 100 mg) wurden zugegeben. Die Lösung wurde wieder gerührt. Ein weiterer Teil an Ammoniumchlorid wurde dann zugegeben, und die Mischung wurde in kaltes Wasser gegossen. Das Produkt wurde durch Extraktion in Äther und Methylenchlorid extrahiert und anschließend säulenchromatographiert, wobei man die Titelverbindung erhielt, die aus Äthanol kristallisiert bei 158 bis 161° schmolz.

Nach der Umkristallisation betrug der Fp 161,5 bis 163°C. [α]_D (CHCl₃) -38°. Dieses Material war mit dem Produkt von Beispiel 1c identisch, und bei der Hydrierung erhielt man eine Probe von 1α,3β-Dihydroxy-5α-cholestan, welche in jeder Hinsicht mit einer authentischen Probe identisch war.

Die Weiterverarbeitung dieser Verbindung zum 1α,25-Dihydroxy- Vitamin-D₂ kann in folgender Weise durchgeführt werden.

a) 1α,3β-Dibenzoyloxycholest-5-en

1α,3β-Dihydroxycholest-5-en (1,2 g) wurde in Pyridin (10 ml), welches Dimethylaminopyridin (20 mg) enthielt, mit Benzoylchlorid (5 ml) behandelt. Nach dem Lagern der Reaktionsmischung über Nacht wurde die Reaktionsmischung in Wasser gegossen, das Produkt mit Äther extrahiert, mit verdünnter wäßriger Chlorwasserstoffsäure, gesättigtert Bicarbonatlösung und Wasser gewaschen. Eindampfen des Ätherteils ergab das Dibenzoat (1,6 g), Fp 147-150°. Umkristallisation aus Äthanol ergab ein Produkt mit einem Fp 151-153°. [α]_D+24°.
Analyse: C₄₁H₅₄O₄
ber.:C 80,61 H 8,91% gef.:C 80,43 H 8,74%.

b) 1α,3β-Dibenzoyloxycholesta-5,7-dien

Eine Lösung des Dibenzoats, welches in a) beschrieben wird (0,58 g) in Hexan (10 ml) wird mit Dibromdimethylhydantoin (0,15 g) behandelt und am Rückfluß während 25 Minuten erwärmt. Nach dem Abkühlen wird die Mischung filtriert und das Filtrat konzentriert, wobei man ein schwach gefärbtes Öl erhält. Das Öl wird in trockenem Xylol (3 ml) gelöst und tropfenweise zu einer am Rückfluß siedenden Lösung aus Trimethylphosphit (0,4 ml) in Xylol (5 ml) zugegeben. Das Erwärmen am Rückfluß wird weitere 1,75 Std. fortgeführt, danach werden die Lösungsmittel bei vermindertem Druck entfernt und der Rückstand aus Aceton/Methanol kristallisiert, wobei man die Titelverbindung erhält. Nach der Umkristallisation aus Äthanol/Aceton besitzt das Produkt einen Fp von 161-162°C. [a]_D -8°.
Analyse C₄₁H₅₂O₄
ber.:C 80,88 H 8,61% gef.:C 80,69 H 8,66%.

c) 1α,3β-Dihydroxycholesta-5,7-dien

Das Dibenzoat von b), (300 mg), gelöst in Äthanol (30 ml) und Wasser (0,5 ml), welches KOH (0,6 mg) enthält, wird bei 80°C unter Argon während 0,5 Std. gelagert. Die Reaktionsmischung wird abgekühlt und mit Wasser verdünnt und mit Äther extrahiert. Eindampfen des Ätherextrakts ergibt die Titelverbindung als kristallinen Feststoff. Umkristallisation aus Methanol ergibt ein Produkt vom Fp 155-158°. λ _max. (Äthanol) 263 (7700); 272 (11 000); 282 (11 900); 295 (7000) nm.

Dieses Produkt (95 mg) in deoxygeniertem Äther (200 ml) wird während 12 Minuten unter Verwendung einer 200 Watt Hanovia-Lampe, die von einer filtrierten Lösung aus Toluol (24 ml) und CS₂ (4 ml) pro Liter Methanol umgeben ist, bestrahlt. Die kalte Lösung wird in einen Kolben überführt, der mit Argon gefüllt ist, und der Äther wird bei 0° entfernt. Der Rückstand wird in deoxygeniertem absolutem Alkohol (8 ml) gelöst und 1,5 Std. am Rückfluß erwärmt. Biologische Versuche, die an Küken mit Vitamin D-Mangel durchgeführt werden, zeigen, daß das 1α-Hydroxyvitamin-D₃, das gebildet wurde (λ _max. 264 (19 000)), durch einen sehr schnellen Beginn der physiologischen Aktivität (weniger als 3 Std.) charakterisiert ist, der zuvor nur für das natürliche Produkt, das als 1a,25-Dihydroxy-vitamin-D₂ vorläufig bezeichnet wurde, beobachtet wurde.

Beispiel 3 a) 25-Hydroxycholesta-1,4,6-trien-3-on

25-Hydroxycholesterin (3,4 g) und Dichlordicyanochinon (6,5 g) werden in gereinigtem Dioxan (100 ml) gelöst und 20 Std. am Rückfluß erwärmt. Die Mischung wird filtriert und das Lösungsmittel wird verdampft. Chromatographie des Rückstandes an Aluminiumoxid und Elution mit Äthylacetat und Benzol ergibt das Trion. Umkristallisation aus Methanol ergibt die Titelverbindung, Fp 183-184°. λ _max. 3600, 1650 und 1600 cm^-1.

b) 1α,2a-Epoxy-25-hydroxycholesta-4,6-dien-3-on

Das Trienon von Beispiel a (5,4 g) in Äthanol (250 ml) wird mit 50%igem Wasserstoffperoxid (5 ml) und 10%iger wäßriger KOH (1 ml) behandelt, und die Lösung wird bei 5° während 16 Std. gehalten (die Umsetzung ist nicht vollständig). Die Lösung wird mit weiteren Teilen von 50%igem Wasserstoffperoxid (5 ml) und 10%iger KOH (1 ml) behandelt und bei Zimmertemperatur während 7 Std. gerührt.

Die Umsetzungen werden mit Dünnschichtchromatographie (t.l.c.) verfolgt. Die Lösung wird mit Wasser verdünnt, das Produkt wird gesammelt und aus wäßrigem Äthanol umkristallisiert, wobei man farblose Nadeln der Titelverbindung (4,1 g, 73%) vom Fp 160- 162° erhält.

c) 1α,25-Dihydroxycholesterin

Lithiummetall (0,65 g) werden in flüssigem Ammoniak (100 ml) gelöst und dazu fügt man gereinigtes Tetrahydrofuran (THF) (80 ml). Das Epoxy-Dienon von b) (1,24 g, 3 mMol) in THF (20 ml) und festes NH₄Cl (9 g) werden langsam und gleichzeitig zu der gerührten Lithiumlösung zugegeben (5-10 Min.). Die Mischung wird gerührt, bis die blaue Farbe verschwindet (5-10 Min.) und dann wird ein weiteres Stück (0,1 g) Lithiummetall zugegeben, um eine vollständige Reduktion zu bewirken. Nachdem die Lösung wieder farblos ist, kann das Ammoniak verdampfen, die restliche Mischung wird mit Wasser verdünnt und mit Chloroform extrahiert. Verdampfen des Chloroforms ergibt einen farblosen Gummi, der an Aluminiumoxid (Aktivität IV, 50 g) chromatographiert wird (die Verbindung wird auf die Säule, absorbiert an Aluminiumoxid IV, 10 g), gegeben. Elution mit Benzol/Äthylacetat (3 : 2) ergibt weniger polare Verunreinigungen und dann folgt die Titelverbindung als farbloser Feststoff (0,76 g, 60%). (Geringe Mengen an unreiner Titelverbindung, die als erste und letzte Fraktionen eluiert werden, werden nicht gewonnen, d. h. daß die Ausbeute tatsächlich besser ist als 60%).

Umkristallisation aus Aceton-Acetonitril ergibt farblose Nadeln (0,71 g) als Hemiacetonat. Das Kristallisationsaceton wird im NMR-Spektrum bei w 1,97 (Pyridin als Lösungsmittel) und im IR- Spektrum bei 1710 cm^-1 festgestellt. Das Aceton war fest gebunden und es wurde erst vollständig entfernt, nachdem man bei 80°C/0,2 mm während 2 Tagen erwärmt hat. Der Schmelzpunkt dieses Materials variiert mit der Erwärmungsgeschwindigkeit. Beim langsamen Erwärmen über 160°C schmilzt es bei 171-173°C und verfestigt sich anschließend langsam aber vollständig wieder (die Temperatur blieb um 173°C während einiger Minuten), dan schmolz es wieder bei 177-179°C. [α]_D -35° (CHCl₃).
Analyse C₂₇H₄₆O₃
ber.:C 77,46 H 11,08 gef.:C 77,46 H 10,98.

ν _max. (Nujol) 3400, 1050 cm^-1. δ (CDCl₃) 5,60 (1 Proton, enges Multiplett, H₆), w 3,86 (2 Protonen, ein enges und ein breites Multiplett, H₁ und H₃) δ 1,20 (starkes Singulett, C₂₆ und C₂₇ Methylgruppen), δ 1,02 und 0,67 (Singulett C₁₉ und C₁₈ Methylgruppen). Reduktion von 2,3 g des Epoxids (IV), wobei alle Reagentien verdoppelt werden, ergaben 1,32 g Triol (V).

Beispiel 4 Reduktion eines 1α,2α-Epoxycholesta-4,6-dien-3-on mit Natrium in Ammoniak

Trockenes Tetrahydrofuran wurde langsam (80 ml) zu einer gerührten Lösung von Natrium (2,2 g) in flüssigem Ammoniak (100 ml) unter einer Argon-Atmosphäre zugesetzt. Eine Lösung von 1a,2α-Epoxycholesta-4,6-dien-3-on (1,19 g) in trockenem Tetrahydrofuran (40 ml) wurde tropfenweise während 30 Minuten zusammen mit 9,0 g Ammoniumchlorid zugesetzt. Wenn die blaue Farbe verschwunden war, wurde weiteres Natrium (0,25 g) zugesetzt und die Lösung kräftig gerührt, bis die Farbe weg war.

Nach Entfernen des meisten Ammoniaks (Strom von Argon) wurde die Reaktionsmischung in Eis/Wasser gegossen und mit Chloroform extrahiert. Nach Abdampfen des Chloroforms wurde der Rückstand an Aluminiumoxid (100 g) chromatographiert. Eluieren mit Ethylacetat/Benzol 1 : 4 ergab Cholesterin (0,3 g). Eluieren mit Ethylacetat/Benzol 1 : 1 ergab 1α-Hydroxycholesterin (0,7 g, F.=160°C).

Beispiel 5 Reduktion von 1α,2α-Epoxycholesta-4,6-dien-3-on mit Kalium in Ammoniak

Trockenes Tetrahydrofuran wurde langsam (80 ml) zu einer gerührten Lösung von Kalium (3,4 g) in flüssigem Ammoniak (100 ml) unter einer Argon-Atmosphäre gegeben. Eine Lösung von 1α,2α-Epoxycholesta-4,6-dien-3-on -(1,19 g) in trockenem Tetrahydrofuran (40 ml) wurde tropfenweise während 30 Minuten zusammen mit 9,0 g Ammoniumchlorid zugesetzt. Wenn die blaue Farbe sich aufgelöst hatte, wurde weiteres Kalium (0,45 g) zugesetzt und die Lösung kräftig gerührt, bis die Farbe verschwunden war.

Nach Entfernen des meisten Ammoniaks (Strom von Argon) wurde das Reaktionsgemisch in Eis/Wasser gegossen und mit Chloroform extrahiert. Nach Eindampfen des Chloroforms wurde der Rückstand an Aluminiumoxid (100 g) chromatographiert. Eluieren mit Ethylacetat/Benzol 1 : 4 ergab Cholesterin (0,3 g). Eluieren mit Ethylacetat/Benzol 1 : 1 ergab 1α-Hydroxycholesterin (0,7 g, F.=160°C).

Beispiel 6 Reduktion mit Natrium in Ethylamin

Trockenes Tetrahydrofuran (50 ml) wurde zu einer gerührten Lösung von Natrium (2,0 Mol) in Ethylamin unter Argon zugesetzt. Eine Lösung von 1α,2α-Epoxycholesta-4,6-dien (1,1 g) in Tetrahydrofuran wurde wie oben zusammen mit festem Ethylaminhydrochlorid (14,5 g) zugegeben. Weiteres Natrium (0,5 g) wurde zugesetzt und nach endgültigem Verschwinden der Farbe wurde das Reaktionsgemisch wie oben aufgearbeitet und chromatographiert und ergab 1α-Hydroxycholesterin (0,6 g; F.=158-160°C).

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines 1α,3β-Dihydroxysteroid-5-ens oder eines 1α-geschützten Hydroxylderivats davon, insbesondere von 1α-Hydroxy- und von 1α,25-Dihydroxycholesterin, dadurch gekennzeichnet, daß man ein entsprechendes 1α-Hydroxy- oder 1α,2αEpoxysteroid-4,6-dien-3-on oder ein 1α-geschütztes Hydroxylderivat davon mit Lithium, Natrium, Kalium oder Calcium in Ammoniak oder in einem flüssigen Alkylamin in Abwesenheit eines Ammonium- oder Aminsalzes und in einem inerten organischen Lösungsmittel reduziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial ein 1α-Silyloxy-Derivat einsetzt.