CH620453A5

CH620453A5 -

Info

Publication number: CH620453A5
Application number: CH1360875A
Authority: CH
Inventors: Yehuda Mazur; Dalia Freeman; Aureliu J Acher
Original assignee: Yeda Res & Dev
Priority date: 1974-10-22
Filing date: 1975-10-21
Publication date: 1980-11-28
Also published as: AU8591375A; ZA756522B; FR2303026A1; JPS5165749A; US3966777A; GB1491296A; IL45897A; BE834713A; DE2546715A1; IL45897A0; FR2303026B3; CA1055484A

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung einer Vorstufe von la-Hydroxy-vitamin D3 und seines Vorläufers la-Hydroxy-provitamin D3. Erfindungsgemäss erhält man neue Zwischenprodukte, die für die Synthese des obigen Vitamins und Provitamins von Wert sind und die auch allgemein wertvolle Zwischenprodukte für die organische Chemie und insbesondere für die Herstellung von Cho-lestanderivaten sind. Das la-Hydroxy-provitamin D3 kann in ähnlicher Weise in Vitamin Da umgewandelt werden wie das Provitamin D3 in das Vitamin Ds umgewandelt wird, d. h. durch Bestrahlung mit Ultraviolettlicht, wie es von Windaus et al. in Ann. 533, 118 (1938) beschrieben wird.

Von Omdahl et al. ist in Physiol. Rev. 53, 327 (1973) schon berichtet worden, dass das la-Hydroxy-vitamin Ds eine physiologische Aktivität, und zwar hauptsächlich für den Calciumtransport in die Knochen, besitzt.

Es ist auch schon bekannt, Cholesterin in la,2a-Epoxy-cholesta-4,6-dien-3-on (I) umzuwandeln und diese Verbindung mit Lithiummetall in flüssigem Ammoniak zu behandeln, wodurch la,3/>-Dihydroxycholest-5-en erhalten wird. Auch diese Verbindung ist ein Vorläufer für la-Hydroxy-vitamin D3 [vgl. Barton et al-, J. A. C. S. 95, 2748 (1973)].

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird von dem gleichen Epoxyderivat (I) ausgegangen und dieses wird mit Lithium und Ammoniumchlorid in flüssigem Ammoniak behandelt, jedoch bei andern Reaktionsbedingungen als beim vorbekannten Verfahren, so dass hauptsächlich das neue la,3/?-Dihydroxycholest-6-en (II) erhalten wird.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von la,3/3-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholesta-5,7-dien (V), dadurch gekennzeichnet, dass man la,2/?-Epoxy-cholesta-4,6-dien-3-on (I), gelöst in einem Lösungsmittel bei niedriger Temperatur mit flüssigem Ammoniak, mit Ammoniumchlorid und mit Lithiummetall umsetzt, wodurch la,3/?-Di-hydroxycholest-6-en (II) erhalten wird, dass man diese Verbindung zum la,3/j-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-6-en (III) verestert, dass man dieses mit Brom zu l«,3/?-Di(niedrig-alkanoyloxy)-6/?,7a-dibromcholestan (IV) umsetzt, und dass man letzteres mit einer Base zu l«,3/j-Di(niedrig-alkanoyl-oxy)-cholesta-5,7-dien (V) dehydrobromiert. Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Variante dieses Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass man das wie oben erhaltene la,3/3-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-6-en (III) durch Behandlung mit Quecksilber(II)-bromid und Natriumacetat sowie durch Bestrahlung bei einer Wellenlänge von etwa 254 nm in la,3/3-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-5-en-7-on (VI) umwandelt, dass man letztere Verbindung in einem Lösungsmittel auflöst und die Lösung mit p-Toluolsulfonyl-hydrazid behandelt, wodurch das entsprechende 7-p-Toluol-sulfonylhydrazonderivat (VII) erhalten wird, und dass man dieses mit Lithiumhydrid behandelt, wodurch das la,3ß-Di-(niedrig-alkanoyloxy)-cholesta-5,7-dien (V) erhalten wird.

Die Umsetzungen können durch folgendes Reaktionsschema angegeben werden, welches auch die Formeln für die Verbindungen (I) bis (VII) enthält:

3 620 453

III IV

I /

VII

Darin bedeutet R eine niedere Alkanoylgruppe.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren geht man vorzugsweise so vor, dass man la,2a-Epoxy-cholesta-4,6-dien-3-on (I), gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel bei niedriger Temperatur (von etwa — 30° C), mit flüssigem Am- 35 moniak umsetzt und sodann eine wiederholte Behandlung mit Ammoniumchlorid und hierauf mit Lithiummetall vornimmt. Geeignete Lösungsmittel sind Äther wie Tetrahydro-furan. Vorteilhafterweise wird ein Überschuss von Ammoniumchlorid verwendet, woran sich ein Überschuss von 40 Lithium anschliesst. Diese Verfahrensweise wird mehrfach wiederholt, gewöhnlich 4 bis 7mal. Das bei dieser Verfahrensstufe entstehende Hauptprodukt ist l«,3/?-Dihydroxycholest-6-en (II), das mit einer Ausbeute von etwa 50 % erhalten wird. Als Nebenprodukte fallen Cholesterin und das be- 45 kannte la,3/?-Dihydroxy-cholest-5-en an.

1 «,3/?-Dihydroxycholest-6-en (II) wird zum entsprechenden l«,3/j-Di(niedrig-alkanoyl)-derivat (III) verestert, welches mit Brom zu dem entsprechenden Dibromderivat (IV) umgesetzt wird. Letztere Verbindung wird durch Behandlung 50 mit einer geeigneten Base, z. B. einem alkylierten Pyridin, Dimethylformamid, Hexamethylphosphoramid oder dgl., dehydrobromiert. Bei der bevorzugten Ausführungsform geht man so vor, dass man die Verbindung IV mit Hexamethylphosphoramid einige Stunden lang bei einer Temperatur von 55 etwa 100 bis etwa 140° C in Gegenwart einer geringen Menge von Tetraalkylammoniumsalzen eines Dialkylphos-phats oder mit ähnlichen Salzen eines Alkylphosphonats umsetzt. Diese Stufe führt zu einer Ausbeute von etwa 50 °/o an dem gewünschten la,3/?-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholesta- 60 5,7-dien (V).

Eine Verfahrensvariante der Erfindung zur Herstellung des gleichen Produktes (V) geht bis zur Verbindung III den gleichen, von hier an jedoch einen andern Weg. Dabei wird das la,3iS-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-6-en (III) Vorzugs- 65 weise in einem Lösungsmittel wie tert.-Butanol mit Queck-silber(II)-bromid und Natriumacetat behandelt und bei Raumtemperatur 5 Stunden lang bei einer Wellenlänge von etwa 254 nm bestrahlt. Nach dem Filtrieren und Extrahieren mit einem Lösungsmittel wie Hexan wird das la,3/?-Di-hydroxy-cholest-5-en-7-on-di(niedrig-alkanoyl)-derivat VI erhalten. Letztere Verbindung wird vorzugsweise,^ einem Lösungsmittel wie Methanol aufgelöst, mit p-Toluolsulfonyl-hydrazin behandelt und 5 Stunden lang unter einem Inertgas wie Stickstoff erhitzt. Die Lösungsmittel werden zweckmässig bei vermindertem Druck entfernt und der Rückstand wird in Methylenchlorid aufgelöst und auf Aluminiumoxyd chro-matographiert, wodurch das p-Toluol-sulfonylhydrazonderi-vat VII erhalten wird, welches in trockenem Toluol aufgelöst und mit Lithiumhydrid behandelt wird. Nach Kochen am Rückfluss unter Stickstoff wird das Reaktionsgemisch abgekühlt, filtriert und der Niederschlag wird mit Äther gewaschen. Die kombinierten organischen Fraktionen werden mit verdünnter Schwefelsäure und Wasser gewaschen und eingedampft, wodurch la,3/5-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cho-lesta-5,7-dien (V) erhalten wird.

Das bevorzugte Zwischenprodukt der Formel III ist das la,3/5-Diacetat, in den folgenden Beispielen als lila bezeichnet (auch bei den übrigen Formelnummern steht a für das Diacetat).

Das la,3/j-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholesta-5,7-dien kann durch herkömmliche Massnahmen in das la-Hydroxy-provitamin Da oder direkt in das la-Hydroxy-vitamin Ds umgewandelt werden.

Aufgrund ihrer physiologischen Eigenschaften sind la-Hydroxy-provitamin Ds und la-Hydroxy-vitamin Ds, das aus diesem Provitamin erhalten wird, wertvolle Zusatzstoffe für Nahrungsmittel für die menschliche und tierische Ernährung. Sie können in Vitaminzubereitungen verschiedener Arten verwendet werden und sind besonders gut als Bestandteile von Multivitaminpräparaten geeignet.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Zu einer Lösung von 6 g la,2a-Epoxy-cholesta-4,6-dien-

620 453

4

3-on (I), gelöst in 340 ml trockenem, frisch destilliertem Tetrahydrofuran, wurden bei — 30° C 480 ml flüssiges Ammoniak gegeben. Die Lösung wurde gerührt und bei dieser Temperatur wurden 4,3 g trockenes Ammoniumchlorid zugesetzt. Hierauf wurden 0,5 g Lithiummetall in Form von 5 kleinen Körnern zugegeben. Nach etwa 5 Minuten verblich die blaue Farbe der Lösung und es wurden weitere 4 g Ammoniumchlorid zugefügt, worauf 0,5 g Lithiummetall zugegeben wurden. Diese Verfahrensweise wurde viermal wiederholt. Nach der letzten Zugabe von Lithium wurde das 10 Reaktionsgemisch 2 Stunden bei — 25° C gehalten und hierauf wurde Ammoniumchlorid solange zugegeben, bis die blaue Färbung verschwunden war. Das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur stehen gelassen und mit Äther extrahiert. Der Rückstand wurde auf Kieselsäure chromato-graphiert, wodurch 1 g Cholesterin, Fp. 145—146° C, 1,2 g la,3/j-Dihydroxy-cholest-5-en, Fp. 156—157° C, und 3,5 g la,3/?-Dihydroxy-cholest-6-en (II), Fp. 143—145° C, [a]R = — 65°, erhalten wurden.

10 g la,3/i-Dihydroxycholest-6-en (II) wurden in 100 ml Pyridin aufgelöst und mit 90 ml Essigsäureanhydrid behandelt. Die Lösung wurde auf 80° C erhitzt und bei dieser Temperatur 24 Stunden lang gehalten. Das Produkt wurde mit Äther extrahiert, wodurch 8 g 1 «,3/j-Diacetoxy-choIest-6-en (Illa), Fp. 116—118° C, [a]D = —74°, erhalten wurden. . 25

Eine Lösung von 10 g l«,3/j-Diacetoxy-cholest-6-en (lila) in 50 ml Methylenchlorid wurde mit Eiswasser abgekühlt und tropfenweise mit 16 ml einer 17%igen (Gew./Vol.) Bromlösung in Methylenchlorid versetzt. Die gelbe Lösung wurde 10 Min bei Raumtemperatur gerührt, sodann mit Äther extra- 30 hiert und mit einer Lösung von Kaliumcarbonat gewaschen. Auf diese Weise wurde eine Menge von 9,5 g l«,3/3-Diacet-oxy-6/j,7«-dibromcholestan (IVa) erhalten, die aus Methanol umkristallisiert wurde. Fp. 155—156° C, [a]D = •■—25°.

Eine Lösung von 0,5 g des Dibromids (IVa) in 50 ml 35 Hexamethylpßosphoramid wurde mit 0,5 g Triäthylmethyl-ammonium-dimethylphosphat (hergestellt durch Erhitzen von Triäthylamin mit Trimethylphosphat) behandelt und 3 Stunden bei 135° C unter Stickstoff erhitzt. Das resultie-

40

rende Produkt wurde aus Hexan isoliert und auf mit Silbernitrat imprägnierter Kieselsäure Chromatographien. Die Eluierung erfolgte mit Hexan-Benzol-Gemischen (1:3), wodurch 0,25 g l«,3/j-Diacetoxy-cholesta-5,7-dien (Va), Fp. 113—114° C, [«] = —30 erhalten wurden.

/.luux 262, 271, 282, 294 nm. (r 8300, 12 000, 13 000 und 7500) in Cyclohexan.

Beispiel 2

Eine Lösung von 0,3 g Ir/,3/;-Diacetoxycholest-6-en (Illa) in 30 ml tert.-Butanol wurde mit 0,3 g Quecksilber(II)-bromid und 0,03 g Natriumacetat behandelt. Das gerührte Gemisch wurde 5 Stunden bei Raumtemperatur mit Licht einer Wellenlänge von 254 nm bestrahlt. Nach dem Filtrieren und Extrahieren mit 300 ml Hexan wurden 0,21 g l«,3/j-Di-acetoxy-cholest-5-en-7-on (Via) erhalten; Fp. 121—122° C.

Eine Lösung von 0,2 g l«,3/j-Diacetoxy-cholest-5-en-7-on (Via) in 10 ml Methanol wurde mit 0,2 g p-Toluolsulfonyl-hydrazid behandelt und 5 Stunden unter Stickstoff erhitzt (am Rückfluss gekocht). Die Lösung wurde bei vermindertem Druck eingedampft und der erhaltene Rückstand wurde in 3 ml Methylenchlorid aufgelöst und auf einer Aluminiumoxidsäule chromatographiert, wodurch 0,18 g des p-Toluol-sulfonyl-hydrazonderivats (Vlla) erhalten wurden. Dieses wurde in 15 ml trockenem Toluol aufgelöst und mit 0,2 g Lithiumhydrid umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht unter einer Stickstoffatmosphäre am Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch filtriert und der Niederschlag wurde mit 20 ml Äther gewaschen. Die kombinierte organische Fraktion wurde mit verdünnter Schwefelsäure und mit Wasser gewaschen. Nach dem Eindampfen wurden 0,12 g la,3/j-Diacetoxy-cholesta-5,7-dien (Va), Fp. 113—114° C, [a]D = — 30°, erhalten, wobei diese Werte mit derjenigen einer authentischen Probe identisch waren.

Die End- und Zwischenprodukte beider Beispiele wurden analysiert. Die Elementaranalyse, die massenspektroskopi-sche Untersuchung und die NMR-Messungen bestätigten die Struktur und die Zusammensetzung dieser Produkte.

M

Claims

620 453

1. Verfahren zur Herstellung von la,3yS-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholesta-5,7-dien, dadurch gekennzeichnet, dass man la,2a-Epoxy-cholesta-4,6-dien-3-on, gelöst in einem Lösungsmittel, bei niedriger Temperatur mit flüssigem Am- s moniak, mit Ammoniumchlorid und mit Lithiummetall umsetzt, wodurch la,3/?-Dihydroxycholest-6-en erhalten wird,

dass man diese Verbindung zum 1 a,3/3-Di(niedrig-alkanoyl-oxy)-cholest-6-en verestert, dass man dieses mit Brom zu la,3/?-Di(niedrig-alkanoyloxy)-6y3-7ß-dibromcholestan um- io setzt, und dass man letzteres mit einer Base zu lct,3/?-Di-(niedrig-alkanoyloxy)-cholesta-5,7-dien dehydrobromiert.

2. Verfahren zur Herstellung von la,3/3-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholesta-5,7-dien, dadurch gekennzeichnet, dass man la,2a-Epoxy-cholesta-4,6-dien-3-on, gelöst in einem Lö- 15 sungsmittel, bei niedriger Temperatur mit flüssigem Ammoniak, mit Ammoniumchlorid und mit Lithiummetall umsetzt, wodurch la-3/J-Dihydroxycholest-6-en erhalten wird,

dass man diese Verbindung zum Ia,3y3-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-6-en verestert, dass man das la,3/?-Di- 20 (niedrig-alkanoyloxy)-cholest-6-en durch Behandlung mit Quecksilber(II)-bromid und Natriumacetat sowie durch Bestrahlung bei einer Wellenlänge von etwa 254 nm in la,3ß-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cholest-5-en-7-on umwandelt, dass man letztere Verbindung in einem Lösungsmittel auflöst 25 und die Lösung mit p-Toluolsulfonylhydrazid behandelt, wodurch das entsprechende 7-p-Toluolsulfonylhydrazonderi-

vat erhalten wird, und dass man dieses mit Lithiumhydrid behandelt, wodurch das la,3/5-Di(niedrig-alkanoyloxy)-cho-lesta-5/7-dien erhalten wird. 30

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Behandlung mit Ammoniumchlorid und Lithiummetall mehrfach wiederholt.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das la,3/?-Dihydroxycholest-6-en durch 3J Umsetzung mit Essigsäureanhydrid in das entsprechende Di-acetoxy-Derivat umwandelt.

5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dehydrobromierung durch Behandlung mit einer Base aus der Gruppe alkylierte Pyridine, Di- 40 alkylformamid und Hexamethylphosphoramid vornimmt.

6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dehydrobromierung mit Hexamethylphosphoramid in Gegenwart eines Tetraalkylammonium-salzes eines Dialkylphosphats bei einer Temperatur von 100

bis etwa 140° C vornimmt. 45

7. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Behandlung mit Ammoniumchlorid und Lithiummetall mehrfach wiederholt.

8. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das la,3/?-Dihydroxycholest-6-en durch 50 Umsetzung mit Essigsäureanhydrid in das entsprechende Di-acetoxy-Derivat umwandelt.