<B>Verfahren</B> zur Herstellung <B>einer</B> Steroidverbindung. Es wurde gefunden, dass, wenn eine 417 20-Cyano-pregnenverbindung mit Osmium- tetroxyd behandelt und der erhaltene Osmium- sä.ureester mit einem Hydrolysierungsmittel in Reaktion gebracht wird, die entsprechende 17(a)-Oxy-20-keto-pregnanverbindung erhal ten wird.
Die gemäss diesem neuen Verfahren eingeführte 17-Oxygruppe wird, wie sich über raschenderweise zeigte, nur in einer einzigen isomeren Porm erhalten, nämlich der a- oder Knatürlichen Konfiguration. Die Produkte haben also dieselbe stereochemische Struktur wie die in der Natur vorkommenden Neben nierenhormone. Dies ist von besonderem Inter esse für die Synthese von 4 4-Pregnen-diol- 17(a),21-trion-(3,11,20) (KendallsVerbindimg E ) und dessen 21-Acylder iv ate.
Behandelt man eine 417-20-Cyano-pregnen- verbindung, welche kerngebundene Oxygrup- pen enthält, mit Osmiumtetroxyd und bringt den erhaltenen Osmiumsäureester in Reaktion mit. einem Hy droly siermittel, so erhält man das entsprechende oxy-substituierte 17(a)- Oxy=30-keto-pregnan. Bei der Darstellung von Nebennierenhormonen, z.
B. Kendalls Verbin dung E, ist es jedoch im allgemeinen vorteil haft, solche 17(a)-Oxy-20-keto-pregnane her zustellen, die im Polyhydrophenanthrenkern Ketogruppen aufweisen.
Es wurde gefunden, dass 417-20-Cyano- pregnenverbindungen mit mindestens einer kerngebundenen Oxygruppe in die entspre- chenden ketosubstituierten 17(a)-Oxy-20-keto- pregnanverbindungen übergeführt werden können, ohne dass eine unerwünschte Oxyda tion eines andern Teils des Steroidmoleküls erfolgt.
Dies ermöglicht die Herstellung der im Kern Ketogruppen aufweisenden 17(a)- Oxy-20-keto-pregnanverbindungen aus den entsprechenden kernhydroxylierten d 17-20 Cyano-pregnenverbindungen in guter Aus beute und verhältnismässig hoher Reinheit. Die Behandlung einer d 17-20-Cyano-pre- gnenv erbindung mit mindestens einer kern gebundenen Oxygruppe,
die auch eine mit dem 21-Kohlenstoffatom verbundene Acyl- oxygruppe aufweisen kann, mit Osmittm- tetroxyd liefert zunächst den entsprechenden 17,20-Osmiumsäure-ester, dessen freie Oxy- gruppe durch Behandlung mit einem Oxyda tionsmittel in eine Kernketogruppe verwan delt werden kann.
Durch Behandlung des so erhaltenen Produktes mit einem Hydrolysier- mittel kann sodann die gewünschte ketosub- stituierte 17(a)-Oxy-20-ketoverbindung er halten werden. Diese Umwandlung erfolgt praktisch, wie sich zeigte, ohne unerwünschte Oxydation von andern Teilen des Steroid- moleküls.
Es ist überrsachend, dass die Oxydation der kerngebundenen Oxygruppen im 17,20- Osmiumsäure-ester von 17,20-Dioxy-20-cyano- pregnanverbindungen ohne Beeinflussung der Osmiumsäure-esterverbindumgen durchgeführt werden kann, da die 17,20-Osmatgruppe ge wöhnlich gegen Oxydationsmittel, wie Chrom säure, äusserst- empfindlich ist.
Wird bei spielsweise der 17,20-Osmiumsäure-ester des 3 (a),1 7,20 - Trioxy -11 - keto - pregmans mit Chromsäure unter Bedingungen oxydiert, welche für die Oxydation des entsprechenden 20-Cyanoderivates wirksam sind, so wird kei nes der erwarteten 17,20-Osmate des 3,11-Di- keto-17,20-dioxypregnans gebildet.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass, falls das 20-Kohlenstoff- atom des Osmiumsäure-esters einen Cyanrest aufweist, der Osmiumsäure-ester sehr bestän dig ist gegen Oxydationsmittel.
Es können also auf diese Weise in den 17,20-Osmium- säure-estern von 17,20-Dioxy-20-cyano-pre- gnanv erbindungen sekundäre, kerngebundene Hydroxylgruppen in Ketogruppen umgewan delt werden, ohne Beeinträchtigung der Aus beute durch unerwünschte Oxydation der 17,20-Osmatgruppierung. Gegenstand des Patentes ist ein Verfahren zur Herstellung einer Steroidverbindung, wel ches dadurch gekennzeichnet ist, dass der 17,20-Osmiumsäureester des äa,17a,
20-Trioxy- 11-keto-20-cyano-21-acetoxy-pregnans durch Behandlung mit einem Oxydationsmittel in den 17,20-Osmiumsäure-ester des 3,11-Diketo- 17a,20 -dioxy- 20 -cyano -21- acetoxy-pregnans übergeführt und dieser anschliessend zum 3,11,20-Triketo-17a,21-dioxy-pregnan hydroly- siert wird.
Die Oxydation der freien Kernoxygruppen des Osmiumsäure-esters erfolgt vorteilhaft mit Chromsäure, Kaliumpermanganat, unter- bromiger Säure oder andern starken Oxyda tionsmitteln. Vorzugsweise wird mit Chrom säure in essigsaurer Lösung oxydiert, wobei die Reaktion bei Raumtemperatur in etwa 30 Minuten durchgeführt ist.
Der erhaltene Os- miumsäure-ester des 3,11-Diketo-17a,20-dioxy- 20-cyano-21-acetoxy-pregnans wird vorzugs weise mit wässerigen Natriumsulfit und Ka- liumbicarbonat hydrolysiert. Bei Raumtem peratur ist die Reaktion in etwa 15 Stunden beendet.
Man kann den genannten Osmium- säure-diketoester isolieren oder das bei der Oxydation erhaltene Reaktionsgemisch nach erfolgter Neutralisation direkt hydrolysieren. Das Hydrolysierungsprodukt wird zum Bei spiel filtriert, auf ein kleines Volumen einge engt und mit: Chloroform extrahiert. Das Ein dampfen der Chloroformlösung liefert kristal lines 3,1.1,20-Triketo-17a,21-dioxy-pregnan vom Smp. 233-g35 C.
<I>Beispiel:</I> Der Ausgangsstoff wurde folgendermassen gewonnen: Durch Erhitzen von 3a-Oxy-11,20-diketo- 21-a.cetoxy-pregnen mit -einem I'berschuss von Py ridin und Essigsä.ureanhydrid während etwa 10 Minuten auf dem Dampfbad, Verdün nen der entstandenen Lösung mit. Wasser und Extrahieren mit Äther wurde eine Äther lösung erhalten, welche mit. verdünnter Salz säure, dann mit verdünnter Natriumbiearbo- natlösung und zuletzt mit Wasser ausgewa schen wurde.
Die auf ein kleines Volumen ein geengte Ätherlösung wurde mit Petroläther versetzt, wobei kristallines 3a,21-Diaeetoxy- 11,20-diketo-pregnan vom Sm.p. 100-11.0 C ausfiel, welches 10 /o Kristallösungsmittel ent hielt. Durch Umkristallisieren des Rohproduk tes aus einem Gemisch von Benzol und Petrol- äther wurde ein gereinigtes Produkt erhalten, das sich bei 82-90 C zu zersetzen beginnt.
3,0 g des erhaltenen 3a,21-Diaeetoxy-11,20- diketo-pregnans wurden in 30 em3 Alkohol und 11,4 em3 Essigsäure aufgelöst, die Lösung auf 0 C abgekühlt und mit 10,6 g Kalium cyanid versetzt. Die Mischung wurde eine halbe Stunde gerührt und dann der Erwär mung auf Zimmertemperatur überlassen. Nach zwei Stunden wurde die Mischung mit Was ser verdünnt, der Niederschlag abfiltriert und ausgewaschen.
Der feuchte Filterkuchen wurde in iithylaeetat aufgelöst, der I\ber- schuss an )Vasser entfernt und die Lösung im Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt. lNTaeh Zusatz von Petroläther zur Lösung bil dete sieh ein Niederschlag von kristallinem 3a,21-Diaeetoxy-11-keto-20-oxy-20-eyano-pre- gnan vom Smp. 148-150 C (unter Zerset zung).
2,2 g des erhaltenen 3a,21-Diacetoxy-11- keto-20-ox,y=20-evano-pregnans wurden in etwa 8 em3 absolutem Pyridin aufgelöst und 1,2 cm3 Pliosphoroxyehlorid zugesetzt. Das Reaktions gemisch blieb 24 Stunden bei Zimmertempera tur stehen und wurde dann in verdünnte Salz säure gegossen. Das Gemisch wurde mit Ben zol extrahiert und die erhaltene Lösung ein gedampft, wobei etwa 2,0 g eines öls erhalten wurde.
Dieses Öl wurde ehromatographisch getrennt; die unter Verwendung von Mischun gen von Petroläther und Äther erhaltenen Fraktionen wurden vereinigt; es wurden dar aus 1,84 g rohes d 17-3a,21-Diacetoxy-11-keto- 20-eyano-pregnan als öl erhalten.
Das eben genannte Rohprodukt wurde durch Behandlung mit einer Mischung von 10 cn13 Benzol und 10 em3 1,1n methanolischer Balilauge verseift. Das Reaktionsgemisch wurde nach zehn Minuten mit Essigsäure an gesäuert und die Benzollösung im Vakuum eingedampft. Es wurden so als Rückstand 1,.1.5 g Rohprodukt vom Smp. 242-254 C er halten.
Durch Umkristallisieren aus Aceton und aus verdünntem Alkohol wurde ein an nähernd reines 417-3a,21-Dioxy-11-keto-20- eyano-pregnen vom Smp. 256-257 C gewon nen.
754 mg d 17-3a,21-Dioxy-11-keto-20-cyano- pregnen wurden in 2,75 cm3 Pyridin aufge löst und der Lösung 255 mg Essigsäureanhy- drid zugesetzt. Das Reaktionsprodukt blieb 16 Stunden bei Zimmertemperatur stehen und wurde sodann mit Wasser verdünnt sowie mit Äther extrahiert. Der Extrakt wurde mit ver dünnter Salzsäure und dann mit verdünnter Natriumbicarbonatlösung gewaschen und dar auf auf ein kleines Volumen eingeengt.
Nach Abkühlen der konzentrierten Lösung fiel kri stallines 21-llonoacetat aus, welches durch L mkristallisieren aus Benzol praktisch reines A 17-3a-Oxv-11-keto-20-eyano-21-acetoxy-pre- gnen vom Smp. 153 C lieferte.
429 mg A17-3a-Oxy-11-keto-20-eyano-21- etoxy-pregnen wurden in 4 em3 Benzol auf- i ie gelöst und der Lösung 600 mg Osmium- tetroxy d und 0,30 cm3 Pyridin zugesetzt. Das Gemisch blieb 15 Stunden bei Zimmertem peratur stehen und wurde dann im Vakuum zur Trockne eingedampft; dabei wurde der 1.7,20-Osmiumsäure-ester des 3a,17a,20-Tri- oxy-11-keto-20-cyano-21-acetoxy-pregnans als amorphe Masse erhalten.
Zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens wurde folgendermassen gearbeitet: Der genannte Osmiumsäure-ester wurde in 5 em3 90 /o iger Essigsäure aufgelöst, die Lö sung abgekühlt und mit 1,05 em3 Essigsäure versetzt, die 3,52 Milliäquivalente Schwefel säure enthielt.
Der Lösung des Osmiumsäure- esters wurde eine Lösung von 250 mg Chrom- säure in 4,4 eins 90%iger Essigsäure zuge- setzt und die Mischung 30 Minuten stehen gelassen bei Zimmertemperatur. Sodann wur den 2 en-L-' Methanol zugefügt und die Mi schung in eine Suspension von 5 g Kalium bicarbonat in 20 em3 Wasser gegossen.
Das Gemisch wurde unter vermindertem Druck eingedampft, wodurch Methanol und Kohlen dioxyd entfernt wurden. Die erhaltene wäs serige Lösung kann zum Beispiel eingedampft werden zwecks Isolierung des rohen 17,20-Os- miumsäure-esters des 3,11-Diketo-17a,20-di- oxy-20-cyano-21-acetoxy-pregnans.
Die wässerige Lösung des Osmiumsäure- esters wird mit einer Lösung von 2,0g Na triumsulfit und 2,0 g Kaliumbicarbonat in 7.0 em3 Wasser unter Zusatz von 10 em3 Ben zol behandelt. Das Gemisch. kann 15 Stunden gerührt, dann filtriert und das Filtrat auf das halbe Volumen bei vermindertem Druck ein geengt werden.
Man kann dann die konzen trierte Lösung mit Chloroform extrahieren und die Chloroformlösung zur Trockene ein dampfen, wobei als Rückstand kristallines 3,11,20-Triketo-17a,21-dioxy-pregnan vom Smp. 233-235 C erhalten wird.
<B> Process </B> for producing <B> a </B> steroid compound. It has been found that if a 417 20-cyano-pregnene compound is treated with osmium tetroxide and the osmium acid ester obtained is reacted with a hydrolyzing agent, the corresponding 17 (a) -oxy-20-keto-pregnane compound is obtained will.
The 17-oxy group introduced according to this new process is, as surprisingly shown, only obtained in a single isomeric form, namely the a- or K-natural configuration. The products therefore have the same stereochemical structure as the naturally occurring side kidney hormones. This is of particular interest for the synthesis of 4 4-pregnene-diol-17 (a), 21-trione- (3,11,20) (Kendall's compound E) and its 21-acyl derivative.
If a 417-20-cyano-pregnene compound, which contains nucleus-bound oxy groups, is treated with osmium tetroxide and the osmic acid ester obtained is brought into reaction with it. a hydrolyzing agent, the corresponding oxy-substituted 17 (a) - oxy = 30-keto-pregnane is obtained. When displaying adrenal hormones, e.g.
B. Kendall's connec tion E, however, it is generally advantageous to produce those 17 (a) -oxy-20-keto-pregnanes which have keto groups in the polyhydrophenanthrene core.
It has been found that 417-20-cyano pregnene compounds with at least one nucleus-bound oxy group can be converted into the corresponding keto-substituted 17 (a) -oxy-20-keto-pregnane compounds without undesired oxidation of another part of the steroid molecule he follows.
This enables the production of the 17 (a) -oxy-20-keto-pregnane compounds with keto groups in the core from the corresponding core-hydroxylated d 17-20 cyano-pregnene compounds in good yield and relatively high purity. The treatment of a 17-20-cyano-pregen compound with at least one core-bound oxy group,
which can also have an acyloxy group connected to the 21-carbon atom, with osmittmetroxyd initially gives the corresponding 17,20-osmic acid ester, the free oxy group of which can be converted into a core keto group by treatment with an oxidizing agent.
By treating the product thus obtained with a hydrolyzing agent, the desired keto-substituted 17 (a) -oxy-20-keto compound can then be obtained. This conversion takes place practically, as has been shown, without undesired oxidation of other parts of the steroid molecule.
It is surprising that the oxidation of the nucleus-bound oxy groups in the 17,20-osmic acid ester of 17,20-dioxy-20-cyano-pregnane compounds can be carried out without influencing the osmic acid ester compounds, since the 17,20-osmate group is usually against Oxidizing agents, such as chromic acid, are extremely sensitive.
If, for example, the 17,20-osmic acid ester des 3 (a), 1 7,20 - trioxy -11 - keto - pregmans is oxidized with chromic acid under conditions which are effective for the oxidation of the corresponding 20-cyano derivative, kei nes of the expected 17,20 osmates of 3,11-diketo-17,20-dioxypregnans were formed.
However, it has been shown that if the 20-carbon atom of the osmic acid ester has a cyano residue, the osmic acid ester is very resistant to oxidizing agents.
In this way, secondary, core-bound hydroxyl groups can be converted into keto groups in the 17,20-osmic acid esters of 17,20-dioxy-20-cyano-pregnan compounds without impairing the yield through undesired oxidation the 17.20 osmate grouping. The subject of the patent is a process for the production of a steroid compound, which is characterized in that the 17,20-osmic acid ester of the aa, 17a,
20-trioxy- 11-keto-20-cyano-21-acetoxy-pregnans by treatment with an oxidizing agent in the 17,20-osmic acid ester of 3,11-diketo- 17a, 20 -dioxy- 20 -cyano -21- acetoxy-pregnans and this is then hydrolyzed to 3,11,20-triketo-17a, 21-dioxy-pregnane.
The free core oxy groups of the osmic acid ester are advantageously oxidized with chromic acid, potassium permanganate, hypobromous acid or other strong oxidizing agents. It is preferred to oxidize with chromic acid in acetic acid solution, the reaction being carried out at room temperature in about 30 minutes.
The osmic acid ester of 3,11-diketo-17a, 20-dioxy-20-cyano-21-acetoxy-pregnane obtained is preferably hydrolyzed with aqueous sodium sulfite and potassium bicarbonate. The reaction is complete in about 15 hours at room temperature.
The stated osmic acid diketoester can be isolated or the reaction mixture obtained in the oxidation can be hydrolyzed directly after neutralization has taken place. The hydrolysis product is, for example, filtered, concentrated to a small volume and extracted with: chloroform. Evaporation of the chloroform solution yields crystalline lines 3,1,1,20-triketo-17a, 21-dioxy-pregnane with a melting point of 233-g35 C.
<I> Example: </I> The starting material was obtained as follows: By heating 3a-oxy-11,20-diketo-21-a.cetoxy-pregnen with an excess of pyridine and acetic anhydride for about 10 minutes on the steam bath, diluting the resulting solution with. Water and extraction with ether, an ether solution was obtained, which with. diluted hydrochloric acid, then with dilute sodium bicarbonate solution and finally with water.
The ether solution, concentrated to a small volume, was mixed with petroleum ether, whereby crystalline 3a, 21-diaeetoxy-11,20-diketo-pregnane of sm.p. 100-11.0 C precipitated which contained 10 / o crystal solvent. By recrystallizing the raw product from a mixture of benzene and petroleum ether, a purified product was obtained which begins to decompose at 82-90 ° C.
3.0 g of the 3a, 21-diaeetoxy-11,20-diketo-pregnans obtained were dissolved in 30 cubic meters of alcohol and 11.4 cubic meters of acetic acid, the solution was cooled to 0 ° C. and 10.6 g of potassium cyanide were added. The mixture was stirred for half an hour and then allowed to warm to room temperature. After two hours, the mixture was diluted with water, and the precipitate was filtered off and washed out.
The moist filter cake was dissolved in iithylaeetat, the excess water was removed and the solution was concentrated to a small volume in vacuo. When petroleum ether was added to the solution, a precipitate of crystalline 3a, 21-diaetoxy-11-keto-20-oxy-20-eyano-pregnane with a melting point of 148-150 C (with decomposition) was formed.
2.2 g of the 3a, 21-diacetoxy-11-keto-20-ox, y = 20-evano-pregnans obtained were dissolved in about 8 cm3 of absolute pyridine and 1.2 cm3 of phosphorus oxychloride were added. The reaction mixture was left to stand for 24 hours at room temperature and was then poured into dilute hydrochloric acid. The mixture was extracted with benzene and the resulting solution evaporated to give about 2.0 g of an oil.
This oil was separated by chromatography; the fractions obtained using mixtures of petroleum ether and ether were combined; 1.84 g of crude d 17-3a, 21-diacetoxy-11-keto-20-eyano-pregnane were obtained as an oil.
The crude product just mentioned was saponified by treatment with a mixture of 10 cubic centimeters of benzene and 10 cubic centimeters of 1.1N methanolic sodium hydroxide solution. After ten minutes, the reaction mixture was acidified with acetic acid and the benzene solution was evaporated in vacuo. In this way, 1.5 g of crude product with a melting point of 242-254 C were obtained as a residue.
An almost pure 417-3a, 21-dioxy-11-keto-20-eyano-pregnen with a melting point of 256-257 ° C. was obtained by recrystallization from acetone and from dilute alcohol.
754 mg of d 17-3a, 21-dioxy-11-keto-20-cyano-pregnen were dissolved in 2.75 cm3 of pyridine and 255 mg of acetic anhydride were added to the solution. The reaction product remained at room temperature for 16 hours and was then diluted with water and extracted with ether. The extract was washed with dilute hydrochloric acid and then with dilute sodium bicarbonate solution and then concentrated to a small volume.
After the concentrated solution had cooled, crystalline 21-llonoacetate precipitated out, which by crystallization from benzene gave practically pure A 17-3a-Oxv-11-keto-20-eyano-21-acetoxy-pregnen of melting point 153 ° C.
429 mg of A17-3a-oxy-11-keto-20-eyano-21-etoxy-pregnen were dissolved in 4 em3 benzene and 600 mg osmium tetroxy d and 0.30 cm3 pyridine were added to the solution. The mixture remained at room temperature for 15 hours and was then evaporated to dryness in vacuo; the 1.7,20-osmic acid ester of 3a, 17a, 20-trioxy-11-keto-20-cyano-21-acetoxy-pregnans was obtained as an amorphous mass.
The process according to the invention was carried out as follows: The osmic acid ester mentioned was dissolved in 5 cubic meters of 90% acetic acid, the solution was cooled and 1.05 cubic meters of acetic acid was added, which contained 3.52 milliequivalents of sulfuric acid.
A solution of 250 mg of chromic acid in 4.4 one 90% acetic acid was added to the solution of the osmic acid ester and the mixture was left to stand for 30 minutes at room temperature. Then the 2 en-L- 'methanol was added and the mixture poured into a suspension of 5 g of potassium bicarbonate in 20 cubic meters of water.
The mixture was evaporated under reduced pressure, whereby methanol and carbon dioxide were removed. The aqueous solution obtained can be evaporated, for example, to isolate the crude 17,20-osmic acid ester of 3,11-diketo-17a, 20-dioxy-20-cyano-21-acetoxy-pregnans.
The aqueous solution of the osmic acid ester is treated with a solution of 2.0 g of sodium sulfite and 2.0 g of potassium bicarbonate in 7.0 em3 of water with the addition of 10 em3 of benzene. The mixture. can be stirred for 15 hours, then filtered and the filtrate concentrated to half its volume under reduced pressure.
You can then extract the concentrated solution with chloroform and evaporate the chloroform solution to dryness, crystalline 3,11,20-triketo-17a, 21-dioxy-pregnane with a melting point of 233-235 ° C. being obtained as residue.