CH646984A5

CH646984A5 - 10-alkinyl-steroide.

Info

Publication number: CH646984A5
Application number: CH411981A
Authority: CH
Inventors: Brian W Metcalf; J O'neal Johnston
Original assignee: Merrell Dow Pharma
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1981-06-22
Publication date: 1984-12-28
Also published as: ATA285781A; IE51351B1; ES503345A0; IT1171339B; DE3124780A1; SE8103963L; JPS5738797A; NL192455C; GB2135314A; GB2078749B; NO156693B; GB2135314B; DK162447C; NO156693C; DE3124780C2; DK161151C; BE889401A; AT385510B; AU542273B2; DK75190D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf 10-(2-AIkinyl)-Steroide. Das heisst, die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Steroide, welche eine 2-Alkinylgruppe in der 10-Stellung aufweisen anstelle der angulären Methylgruppe. Die Verbindungen können auch als 19-(l-Alkinyl)-Steroide betrachtet werden, weil die anguläre Methylgruppe in der 10-Stellung weiter substituiert ist durch eine 1-Alkinylgruppe.

Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf 10-(2-Alkinyl)-Steroid-Aromatase-Inhibitoren, welche die Formeln I oder II

XR'

besitzen, worin eine Einfach- oder eine Doppelbindung bedeutet;

R bedeutet Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl;

R1 bedeutet Methyl oder Ethyl;

R2 bedeutet (H) (OR8) oder =0;

R3 bedeutet Wasserstoff oder C1-C3-Alkyl;

R4 bedeutet Wasserstoff oder OR8;

R5 bedeutet Wasserstoff, Q-C3-Alkyl, oder, wenn die 5,6-

Bindung gesättigt ist, kann R5 divalenten =0 bedeuten; R6 und R7 bedeuten je Wasserstoff oder Q-Q-Alkyl; und R8 bedeutet Wasserstoff oder C2-C4-Alkanoyl.

Neue Zwischenprodukte, welche nützlich sind für die Herstellung der Aromatase-Inhibitoren, weisen die Formeln III, IV und V

10

■V

auf, worin

R Wasserstoff oder Ci-C4-Alkyl bedeutet,

R1 bedeutet CH3 oder C2H5,

R2 bedeutet (H) (OR8) oder =0;

R3 bedeutet Wasserstoff oder Ci-C3-Alkyl;

R5 bedeutet Wasserstoff oder Ci-C3-Alkyl;

R6 bedeutet Wasserstoff oder Ci-C3-Alkyl;

Rs bedeutet Wasserstoff oder Q-Q-Alkanoyl; und R9 und R1" bedeuten je OH, oder Rg und R10 bedeuten zusammen^ O.

In den Verbindungen der Formeln I und II bedeutet R Wasserstoff oder eine Q-Q-Alkylgruppe, wie etwa Methyl,

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Ethyl, Propyl oder Butyl, und R bedeutet vorzugsweise Wasserstoff; R1 bedeutet Methyl oder Ethyl, wobei die Methylgruppe bevorzugt ist; R2 bedeutet Oxo, (H) (Hydroxy) oder (H) (C2-C4-Alkanoyloxy), wobei die Hydroxygruppe oder die Alkanoyloxy-gruppen vorzugsweise die ß-Konfiguration aufweisen; R3 bedeutet Wasserstoff oder eine Q-C3-Alkylgruppe, wie etwa Methyl, Ethyl oder Propyl, wobei Wasserstoff bevorzugt ist; R4 bedeutet Wasserstoff, Hydroxy oder C1-C4-Alkanoyloxy, wobei Wasserstoffbevorzugt ist; R3 bedeutet Wasserstoff, eine Ci-C3-Alkyl-gruppe, wie etwa Methyl, Ethyl oder Propyl, oder, wenn die 5,6-Bindung gesättigt ist, ist R5 divalent und kann Oxo bedeuten; R6 und R7 bedeuten je Wasserstoff oder eine C1-C3-Alkylgruppe, wie etwa Methyl, Ethyl oder Propyl, wobei Wasserstoff für beide Reste bevorzugt ist; R8 bedeutet Wasserstoff oder eine C2-C4-Alkanoylgruppe, wie etwa Acetyl, Propionyl oderButyryl,

wobei Wasserstoff bevorzugt ist, und, falls R8 eine Alkanoyl-gruppe bedeutet, ist die Acetylgruppe bevorzugt. Die Verbindungen haben entweder eine 4,5-Doppelbindung, wie es in Formel I gezeigt ist, oder sie haben ein 5a-Wasserstoffatom, wie es in Formel II gezeigt ist. Die Verbindungen der Formel I können zusätzlich eine 1,2-Doppelbindung und/oder eine 6,7-Doppelbindung aufweisen; die Verbindungen der Formel II können ebenfalls eine 1,2-Doppelbindung aufweisen. Bevorzugt werden die Verbindungen der Formel I, welche nur eine 4,5-Doppelbindung aufweisen.

Die Verbindungen entsprechend der Erfindung sind optisch aktiv und die Stereochemie der Ringverbindungen ist die gleiche wie in den natürlichen Androstan-Serien. Demgemäss ist die Konfiguration der Alkinylgruppe ß-ständig, wie es das anguläre Wasserstoffatom am C-8 und der anguläife Substituent am C-13 sind.IndenV erbindungen derFormelnl und II sind die B/C- und C/D-Ringverbindungen trans, und die A/B-Ringverbindung ist ebenfalls trans in den Verbindungen der Formel II. Währenddem die Verbindungen die natürliche Steroid-Konfiguration haben, wie es beschrieben worden ist, sind die aktiven Inhibitoren Gemische dieser Verbindung mit ihren optischen Antipoden und werden ebenfalls vom Bereich der vorliegenden Erfindung mit-umfasst.

Spezifische und repräsentative Verbindungen gemäss der vorliegenden Erfindung sind die folgenden Beispiele, wobei diese aber in keiner Art und Weise als begrenzend aufgefasst werden dürfen:

7a-Methyl-10-(2-propinyl)-östr-4-en-3,17-dion, 6a, 18-Dimethyl-10-(2-propinyl)-östra-l,4-dien-3,17-dion, 4,17-Dihydroxy-16ß-methyl-10-(2-propinyl)-östra-4,6-dien-3-on,

10-(2-Propinyl)-östra-l,4-dien-3,6,17-trion, 17ß-Acetoxy-6ß,16a-dimethyl-10-(2-propinyl)-5a-östran-3-on,

18-Methyl-10-(2-propinyl)-5a-östr-l-en-3,17-dion, 17ß-Hydroxy-10-(2-propinyl)-östra-l,4-dien-3-on, 4-Acetoxy-17ß-hydroxy-10-(2-propinyl)-östr-4-en-3-on, 10-(2-Butinyl)-östr-4-en-3,17-dion.

Die Reaktionsserien, welche vorzugsweise verwendet werden für die Herstellung der verschiedenen erfindungsgemässen Verbindungen, sind im Formelschema 2 illustriert.

Formelschema 2

EtOCH=CHg

HgT

o-ch=ch2

I WSrme

CICH

If

CH

tßS6

0 HC

n 1

«

(C6H5)3P=CHC1

0 ,

LDA

I Aceton,

3j17-Dion

10

Ii) Bor-I hydrid |2) Li in NH-

1) m-C1P3A

h2o/thf

OH

5 , 6-Dihydroxy-

3,17-dion

1) Jones Reagenz ,

2) p-TosH ^

4-Ene-3, 6,17-trion~

h2c

OH

Ä0

4-Hydroxy-4-en

^Eorhydrid . 17giHydroxy

|_Dehydrogenierung | säure_

l,4-.Dien, anhydrid

.4,6-Dien oder *

1,4,6-Trien 175"Ester-

30

35

40

1)

2)

CHC1

ii

CH 0

0

H

I Ethylen-.[•glycol, H+ 3, IJj Diketal LDA

Aceton,

Oxidation (C6HS)3P=CHC1

Ii) LDA 2) Aceti | H+ '

CH

m

C 0

H„C

So wird die bekannte Verbindung, ein zyklisches bis(Ethylen-acetal) von 6ß-Hydroxy-östr-5(10)-en-3,17-dion (1), mit einem Alkyl-vinyl-ether zur Reaktion gebracht, in welchem die Alkyl-gruppe von 1 bis 4 Kohlenstoffatome, vorzugsweise eine Ethyl-43 gruppe, enthält, und zwar in der Gegenwart eines Quecksilbersalzes, wie etwa Quecksilber-(II)-acetat, um den entsprechenden 6-Vinyl-ether (die 6ß-Vinyloxy-Verbindung) (2) zu ergeben. Dieser Vinyl-ether lagert sich beim Erwärmen um, um den Aldehyd (3) zu ergeben, welcher mit einem geeigneten chlor-50 substituierten Ylid in einer Wittig-Reaktion umgesetzt wird, um das entsprechende 19-(2-Chlor-l-alkenyl)-Steroid (4) zu ergeben. Genauer gesagt, wird der Aldehyd mit einem Phosphoran zur Reaktion gebracht, welches aus (Chlormethyl)-triphenyl-phosphonium-chlorid oder Diphenyl-chlormethylphosphonat 55 und einer starken Base, wie etwa Lithium-diisopropylamid, in einem inerten Lösungsmittel, wie etwa Tetrahydrofuran, hergestellt worden ist, um das 19-(2-Chlor-l-ethenyl)-Steroid zu ergeben. Die erhaltene Chlor-Verbindung ist gewöhnlich ein Gemisch der eis- und trans-Isomeren, welches gewöhnlich nicht 60 aufgetrennt wird und direkt im nächsten Schritt verwendet wird. Die Chlor-Verbindungwird dehydrohalogeniert unter Verwendung einer starken Base, wie etwa Lithium-diisopropylamid, Kalium-t-butoxid oder Natriumamid, um die Alkinyl-Verbindung (5) zu ergeben. Die Schutzgruppen [die zyklischen 65 bis(Ethylen-acetal)-Gruppen] werden anschliessend entfernt mittels der Reaktion der Verbindung mit Aceton oder Butanon in der Gegenwart einer katalytischen Menge von Säure, wie etwa p-Toluolsulfonsäure, oder in einem Alkohol, welcher Mineral-

säure enthält, um die gewünschte 10ß-(2-Propinyl)-Verbindung (6) zu ergeben.

Währenddem diese Verbindung selbst eine nützliche und aktive erfindungsgemässe Verbindung ist, kann sie auch als ein sehr nützliches Zwischenprodukt für die Herstellung von weiteren verwandten Verbindungen dienen. So kann das 17-Keton reduziert werden, beispielsweise mit einem Borhydrid-Reduk-tionsmittel, wie etwa Kaliumborhydrid, um die entsprechende 17ß-Hydroxy-Verbindungzu ergeben, welche weiter umgesetzt werden kann mit einer Alkansäure oder einem Anhydrid, wobei jede dieser Verbindungen bis zu 4 Kohlenstoffatome enthält, um den entsprechenden 17-Ester zu ergeben.

Das 10ß-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion (6) kann ebenfalls mit einer Vielzahl von Dehydrogenierungsmitteln behandelt werden, um eine weitere Ungesättigtheit in die Verbindungen einzuführen. Demgemäss ergibt die Behandlung mit Dichlor-dicyanochinon das 1,4-Dien, währenddem die Behandlung mit Chloranil in tert.-Butanol das 4,6-Dien ergibt, und die Behandlung dieses Diens mit Dichlordicyanochinon ergibt das 1,4,6-Trien. Zusätzlich kann das Ketal (5) zuerst mit Methyllithium und anschliessend mit Methylbromid behandelt werden, um das entsprechende Butinylketal zu ergeben, wonach die Schutzgruppen entfernt werden, wie es weiter oben beschrieben worden ist, um die 10-(2-Butinyl)-Verbindung entsprechend (6) zu ergeben.

Andererseits ist es zum Erhalten der Verbindungen, in welchen das Steroid gesättigt ist, notwendig, den früher erhaltenen Aldehyd (3) zu verwenden. Die Schutzgruppen in den 3- und 17-Stellungen werden entfernt mittels der Behandlung mit Aceton oder 2-Butanon in der Gegenwart einer Säure, wie etwa p-Toluolsulfonsäure. Diese Behandlung ergibt das A4-3,17-Di-keton, welches mit einem Reduktionsmittel, vorzugsweise einem Borhydrid, wie etwa Natriumborhydrid, behandelt wird, um das 17-Keton und den 19-Carboxaldehyd zu den entsprechenden Alkoholen zu reduzieren. Die Verbindung wird anschliessend weiter behandelt mit Lithium in Ammoniak, um die Ungesättigtheit in der 4-Stellung (7) zu reduzieren, und die beiden Alkohole werden zurückoxidiert in die Carbonylgruppen mittels der Reaktion mit Pyridin-chlorochromat.

Wie mit dem früher erhaltenen Aldehyd wird dieser Aldehyd mit einem geeigneten chlor-substituierten Ylid in einer Wittig-Reaktion umgesetzt, um das entsprechende 19-(2-Chlor-l-alke-nyl)-Steroid (8) zu ergeben. Genauer gesagt wird der Aldehyd mit einem Phosphoran umgesetzt, welches aus (Chlormethyl)-triphenylphosphonium-chlorid und einer starken Base, wie etwa Lithium-diisopropylamid, in einem inerten Lösungsmittel, wie etwa Tetrahydrofuran, hergestellt worden ist, um das 19-(2-Chlor-l-ethenyl)-Steroid zu ergeben. Um eine Reaktion mit irgendeiner weiteren irgendwo im Molekül vorhandenen Keton-gruppe zu verhindern, wird nur ein Equivalent an Triphenylphos-phonium-chlorid verwendet. Die Chlor-Verbindung wird gewöhnlich als ein Gemisch der eis- und trans-Isomeren erhalten, welches gewöhnlich nicht aufgetrennt wird, sondern direkt im nächsten Schritt verwendet wird. In diesem Falle werden die Schutzgruppen in den 3- und 17-Stellungen wieder eingeführt mittels der Reaktion des Diketons mit Ethylen-glycol in der Gegenwart einer Säure, wie etwap-Toluolsulfonsäure. Die Chlorverbindung wird anschliessend dehydrohalogeniert, und die Schutzgruppen werden in der gleichen Art und Weise entfernt, wie es früher beschrieben worden ist, um das 10ß-(2-Propinyl)-5a-östra-3,17-dion zu ergeben. Diese Verbindung kann weiter dehydrogeniert werden, zum Beispiel mit Dichlordicyanochinon, um die entsprechende A1-Verbindung, lOß-(2-Propinyl)-5a-östr-l-en-3,17-dion zu ergeben.

Weitere Verbindungen, welche an der 4- oder 6-Stellung oxygeniert sind, können aus weiter oben beschriebenen Materialien hergestellt werden. So ergibt die Umsetzung des 10ß-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dions (6) mit alkalischem

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Wasserstoffperoxid das 4,5-Epoxid. Die Behandlung des Epo-xids mit Essigsäure und einer Spur an Schwefelsäure ergibt das entsprechende 4-Hydroxy-östr-4-en. Andererseits ergibt die Reaktion des zyklischen bis(Ethylen-acetals) von lOß-(2-Propinyl)-östr-5-en-3,17-dion (5) mit m-Chlorperbenzoesäure das entsprechende 5a, 6a-Epoxid, welches danach hydrolysiert (z. B. in der Gegenwart von Perchlorsäure) wird, um das entsprechende 5a,6ß-Diol zu ergeben. Wenn die Hydrolyse in der Gegenwart von Säure ausgeführt wird, werden die Schutzgruppen in den 3- und 17-Stellungen ebenfalls durch die Reaktion entfernt. Die B ehandlung des Diols mit einem Oxidationsmittel, wie etwa dem Jones-Reagenz, ergibt das entsprechende 5a-Hydroxy-6-keton. Dieses wird anschliessend sofort dehydrati-siert, z. B. unter Verwendung von p-Toluolsulfonsäure in Benzol, um das gewünschte 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,6,17-trion zu ergeben.

Das zyklische bis(Ethylen-acetal) von 6ß-Hydroxy-östr-5(10)-en-3,17-dion (1), welches weiter oben als Ausgangsmaterial verwendet worden ist, ist eine bekannte Verbindung und wird erhalten mittels der alkalischen Hydrolyse der entsprechenden 6ß-Acetoxy-Verbindung. Diese Verbindung wird erhalten aus dem zyklischen bis(Ethylen-acetal) von 19-Hydroxy-östr-5-en-3,17-dion mittels der Behandlung mit Blei-Tetraacetat. Die gleiche Reaktionssequenz kann ebenfalls verwendet werden für die Überführung von weiteren geeignet substituierten Verbindungen in die entsprechenden 6ß-Hydroxy-Verbindungen, welche anschliessend in den weiteren Reaktionen, wie sie weiter oben beschrieben worden sind, verwendet werden können.

Um Verbindungen zu erhalten, welche am C-16 alkyliert sind, wird 10-(2-PropinyI)-östr-4-en-3,17-dion zur 17ß-Hydroxy-Verbindung unter Verwendung von Borhydrid reduziert, und das 3-Keton wird in das Ketal unter Verwendung von Ethylenglycol und p-Toluolsulfonsäure in rückflussierendem Benzol übergeführt. Die resultierende Verbindung wird anschliessend mit Trimethylsilyl-chlorid weiter behandelt, um die entsprechende 10-(3-Trimethylsilyl-2-propinyl)-Verbindung zu ergeben. Die Oxidation des 17-Alkohols mit dem Chromtrioxid/Pyridin-Kom-plexin Dichlormethan, entsprechend dem Verfahren von Rat-cliffeetal., J. Org. Chem., 35,4000 (1970), ergibt das 17-Keton, welches in der C-16-Stellungmonoalkyliert werden kann, z. B. mittels der Reaktion mit Methyl-chloroformat und Kalium-1-butoxid, gefolgt von der Hinzugabe eines geeigneten Niederal-kylhalogenides, um ein 16-Alkyl-16-methoxy-carbonyI-Steroid zu ergeben. Mit der alkalischen Hydrolyse, gefolgt vom Ansäuern und Erwärmen wird eine Decarboxylierung, Deketalisierung und Entfernung der Trimethylsilyl-Gruppe erzielt, und man erhält das gewünschte 16-Alkyl-10-(2-propinyl)-östr-4-en-3,17-dion.

Die Alkylierung am C6 kann erzielt werden unter Verwendung des 5,6-Epoxides, welches weiter oben erwärmt worden ist. Dieses wird mit einem Überschuss an einem geeigneten Nieder-alkyl-Grignard-Reagenz in rückflussierendem Tetrahydrofuran zur Reaktion gebracht, um die entsprechende 6ß-Alkyl-5a-hydroxy-Verbindung zu ergeben. Die Acetal-Schutzgruppen werden durch Mineralsäure entfernt und die Dehydratisierung des Alkohols wird ausgeführt durch die Behandlung mit Säure, wie etwap-Toluolsulfonsäure, in Benzol. Diese Behandlung ergibt das gewünschte 6ß-Alkyl-4-en-3,17-dion.

Verbindungen, welche einen 7-Alkyl-Substituenten enthalten, können erhalten werden aus dem weiter oben beschriebenen 4-En-3,17-dion (6). Gemäss den Verfahren, welche weiteroben diskutiert worden sind für die gleiche oder ähnliche Verbindungen, wird diese dehydrogeniert zum 4,6-Dien, welches anschliessend mit einem Borhydrid reduziert wird, um die 17ß-Hydroxy-Verbindung zu ergeben, und der Alkohol wird unter Verwen-dung von Essigsäureanhydrid verestert. Die resultierende Verbindung, 17ß-Acetoxy-10-(2-propinyl)-östr-4,6-dien-3-on, wird anschliessend mit Lithium-di(Niederalkyl)-Kupfer umgesetzt.

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um das 7a-Alkyl-4-en-3-on zu ergeben. Diese Verbindung kann weiter dehydrogeniert werden, wie es beschrieben worden ist für (6).

Die 18-Methyl-Serien können aus dem bekannten Vorläufer (10) erhalten werden, welcher hergestellt worden ist entspre- 5 chend dem Verfahren von Baddely et al., J. Org. Chem., 31,1026 (1966). Um die 10-(2-Propinyl)-Serienzu erhalten, wird das Hydroxyenon (10) wie im Formelschema 3 gezeigt zur Reaktion gebracht.

Formelschema 3 io

Oäc jet?

AcO

OH

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50

_ 17

Das bekannte Hydroxyenon (10) wird in das Enoldiacetat (11) 40 übergeführt mittels Isopropenyl-acetat. Die Reduktion mit Natrium-Borhydrid, entsprechend dem Verfahren von Dauben et al., J. Am. Chem. Soc., 73,4463 (1951), ergibt das Endiol (12) welches in das entsprechende Diacetat (13) mittels herkömmlicher Behandlung mit Essigsäureanhydrid und Pyridin übergeführt wird.

In Analogie zur bekannten Verbindung mit einer Methylgruppe am C-13 wird das Diacetat (13) behandelt unter Verwendung des Verfahrens von Bowers et al., J. Am. Chem. Soc., 84, 3204 (1962).

Das Diacetat (13) wird ins Bromhydrin (14) mit N-Brom-Succinimid übergeführt. Blei-Tetraacetat-Behandlung ergibt den zyklischen Ether (15), welcher ins Keton (16) mittels der Hydrolyse des Acetates und einer Oxidation übergeführt wird. Die Behandlung mit metallischem Zink ergibt eine reduktive 55 Öffnung des Ethers und eine Konjugation der Enon-Doppelbin-dung, wobei das 4-En-3-on-19-ol (17) hergestellt wird. Der 19-Alkohol (17) kann zur 6-Hydroxy-Verbindung nach der Ketali-sierung der 3- und 17-Stellungen oxidiert werden und weiter umgesetzt werden mittels der Verfahren, welche weiter oben 60 diskutiert worden sind.

Die vorherigen Synthesen sind illustrativ, und viele weitere herkömmliche Reaktionen und Kombinationen von diesen Reaktionen könnten verwendet werden, um die Verbindungen der Erfindung herzustellen oder um sie ineinander überzuführen.65 Diese herkömmlichen Reaktionen und Bedingungen können beispielsweise bei Fieser et al., «Steroids» (Reinhold, New York, 1959) ; Djerassi, Ed., «Steroid Reactions» (Holden-Day, San

Francisco, 1963); Kirk et al., «Steroid Reaction Mechanisms» (Elsevier, Amsterdam, 1968); Carruthers, «Some Modern Methods of Organic Synthesis» (Cambridge U. Press, Cambridge, 1971); and Harrison et al., «Compendium of Organic Synthetic Methods» (Wiley-Interscience, New York, 1971) gefunden werden.

Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind Inhibitoren der Aromatase, und als solche sind sie nützlich bei der Behandlung von Hyperöstrogenemie. Demgemäss sind die Verbindungen nützlich bei der Kontrolle von (abnormalen) hohen Niveaux an Oestrogenen, sowohl wenn die beobachteten hohen Niveaux relativ gleichmässig sind, als auch wenn die beobachteten hohen Niveaux kurzfristige Wogen sind, welche als Teil von zyklischen Körperfunktionen auftreten. Sowohl weibliche als auch männliche Lebewesen können behandelt werden, wobei offensichtlich die absolute Menge an Oestrogen, welche in männlichen Lebewesen als hoch betrachtet werden kann, viel tiefer ist als die Menge in weiblichen Lebewesen. Speziell bevorzugte Verbindungen sind jene, in welchen der steroide Kern nur eine Doppelbindung, lokalisiert in der 4-Stellung, enthält. Solche À4-Verbindungen sind irreversible Aromatase-Inhibitoren, indem sie sich irreversibel mit dem Aromatase-Enzym verbinden.

Die Verbindungen sind demgemäss nützlich als anti-Fruchtbarkeitsmittel, um die Ovulation oder Implantation in weiblichen Lebewesen zu verhindern oder um das Paarungsverhalten von männlichen Lebewesen zu reduzieren, wobei eine Gehirn-aromatisierung erforderlich ist für ein solches Verhalten. Die Verbindungen haben auch einen Wert bei der Behandlung von Gynäkomastie, männlicher Unfruchtbarkeit, resultierend aus erhöhten Oestrogen-Niveaux, und Hyperöstrogenemie, welche einer myocardialen Infarzierung vorausgehen kann. Die Verbindungen können auch einen Wert bei der Behandlung von Brustkrebs und verschiedenen oestrogen-induzierten oder -stimulierten Tumoren haben. Die Aromatase-Inhibitor-Wirkung der Verbindungen der vorliegenden Erfindung kann bestimmt werden unter Verwendung eines radioenzymatischen Versuches. Eine Aromatase-Enzym-Herstellung aus der mikrosomalen Fraktion, isoliert aus menschlichem Plazenta, wird verwendet. Die stereospezifische Elimination von lß- und 2ß-Tritium-Markierungen aus Androgen-Substraten, wie etwa Testosteron oder Androstendion, und die nachfolgende Erscheinung von tritiumhaltigem Wasser wird verwendet zum Messen der Geschwindigkeit der Enzymreaktion während den in vitro-Inkubationen.

Die Enzym-Affinität der vorliegenden Aromatase-Inhibitoren wird bestimmt durch Messen ihrer kompetiven Inhibition der Überführung von 3H-Testosteronin Oestrogene. Daslß,2ß-3H-Testosteron (40-60 Ci/mM spezifische Aktivität) wird in einem Probepuffer gelöst, um eine Probenkonzentration von etwa 1,7 x 10~9 M mit ungefähr 200 000 Verfällen pro Minute in 100 |il zu ergeben. Der Probepuffer enthält 100 mM KCl, 100 mM KH2P04,10 mM Dithiothreitol und 1 mM EDTA bei einem pH-Wert von 8,0. Die Inhibitorverbindungen (—10 mg) wurden in Ethanol und/oder Dimethylsulfoxid gelöst und mit dem Probepuffer verdünnt, um Probekonzentrationen zu ergeben, welche sich von 10"4 M bis IO'9 M erstrecken. Tritium-markiertes Testosteron (Substrat), 100 [xl (~2,6 X IO"8 M), und der Enzym-Inhibitor, 100 nl, wurden zu einem 35 ml Zentrifugenrohr gegeben, welches 600 ul eines NADPH Entwicklungssystems enthielt. Die Aromatase erfordert NADPH als einen Ko-Faktor, und daher ist ein Entwicklungssystem mitumfasst, bei welchem 0,5 mMNADP+, 2,5 mM Glucose-6-phosphat, und 1,0 Einheiten/ml an Glucose-6-phosphat-dehydrogenase im Probepuffer verwendet wird. Die Enzymreaktion wird iniziiert durch die Hinzugabe von 700 jxl einer Aromatase-Herstellung, gewöhnlich 50 (igmikrosomales Protein pro ml an Probepuffer. Diese Herstellungen wurden vermischt unter Verwendung eines Vor-tex-Rührwerkes und wurden inkubiert während 30 min bei einer

Temperatur von 37° C mit einer 95 % 02:5 % C02 Gasphase in einem Dubinoff-Schüttelinkubator.

Die enzymatische Reaktion wurde beendet mittels der Hinzugabe von CHCI3. Nach dem Durchwirbeln während 20 sek war die wässrige, organische Emulsion dispergiert, und die Phasentrennung wurde nach einem Zentrifugieren bei 600 x g während 10 min erreicht. Gleiche 500 [xl-Proben der oberen wässrigen Phase von jeder Inkubationsprobe wurden zu 10 x 75 mm Kulturrohren gegeben. Zu diesen Rohren wurden 500 [il kalte 0,25%ige dextranüberzogene Holzkohlesuspension hinzugefügt, durchwirbelt, während 15 min bei einer Temperatur von 4° C inkubiert und anschliessend bei 2600 x g in einer gekühlten (4° C) Zentrifuge zentrifugiert. Die überstehende Fraktion wurde in ein 20 ml Szintillations-Glasfläschchen abdekandiertund 15 ml an wässrigem Szintillations-Gemisch wurden hinzugegeben. Die Radioaktivität an 3H20, resultierend aus freigesetzten lß- und 2ß-Tritiumatomen während der enzymatischen Reaktion, wurde bestimmt durch Zählen während 10 min in einem flüssigen Szintillationszähler. Dieses Versuchsverfahren ist angepasst an die Verfahren von Reed et al., J. Biol. Chem., 251,1625 (1976), und Thompson et al., J. Biol. Chem., 249,5364und 5374 (1974).

Die enzymatische Aktivität wird in Bezug gebracht mit dem Prozentgehalt an Tritium, freigesetzt aus 3H-Testosteron, welches als 3H20 erscheint. Die Aktivität jeder Inhibitorkonzentration wird berechnet als ein Prozentgehalt bezüglich des Kontrollmaterials, welches willkürlich auf 100 % festgesetzt wurde. Die molare Konzentration jedes Inhibitors, welcher die Enzymaktivität um 50 % reduziert, wird die 50 % Inhibitorkonzentration, IC50, genannt. Diese Werte für einen erfindungsgemässen Inhibitor, 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion, und für die Referenzverbindungen Amino-glutethimid,Androsta-l,4,6-trien-3,17-dion und 1-Dehydrotestololacton sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. Die 10-(2-Propinyl)-Verbindung hat eine grössere Enzymaffinität als die andern bekannten Inhibitoren, welche entweder als anti-Fruchtbarkeitsmittel beiNagetieren oderzum Blockieren derperipheralen Aromatisierung bei Patienten mit Brustkrebs verwendet wurden.

Tabelle 1

Kompetitive Inhibition von Aromatase-Inhibitoren

Inhibitor-Verbindungen IC50

10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion 4,2x IO"9 M

a-(p-Aminophenyl-a-ethylglutarimid 1,0 X10"6 (Aminoglutethimid)

Androsta-1,4,6-trien-3,17-dion 1,0 X10"7

l,2,3,4,4a,7,9,10,10a-Decahydro-2- 2,5xl0"6 hydroxy-2,4b-dimethyl-7-oxo-l-phenanthren-propionsäure-O-lacton

Die Verbindungen der Erfindung, welche eine gute Inhibition zeigen, IC50^ IO"7 M, wurden für eine zeitabhängige Inhibition evaluiert. Bei diesem Versuch wurde der Inhibitor vorinkubiert mit dem Enzym, vorgängig dem Versuch für die Enzymaktivität in Gegenwart von hohen Substratniveaux. Eine zeitbezogene Abnahme an Enzymaktivität ist indikativ für eine irreversible Verbindung des Inhibitors mit dem Enzym.

Bei dem zeitabhängigen Versuch wird eine Menge an Enzyminhibitor in 100 [xl des weiter oben beschriebenen Versuchpuffers, welcher Versuchskonzentrationen ergeben wird, welche ungefähr den 1- und 10-fachen ICso-Werten entsprechen, zu 35 ml Zentrifugenrohren gegeben, welche 600 (il am weiter oben beschriebenen NADPH-Entwicklungssystem enthalten. Die Preinkubation wird gestartet durch die Hinzugabe von 700 [xl an Aromatase-Herstellung, gewöhnlich 500-800 jxg an mikrosoma-lem Protein pro ml an Probepuffer. Diese Herstellungen werden

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vermischt unter Verwendung eines Vortex-Rührwerkes und werden während 0,10,20 oder 40 min bei einer Temperatur von 25° C inkubiert. Anschliessend werden 100 [d an Testosteron (—6,8 X 10"6M), versehen mit lß,2ß-3H-Testosteron, zum Versuchspuffer hinzugegeben, um eine Versuchskonzentration an Substrat (4,5 x IO"7 M) zu ergeben, welche wenigstens zehnmal dem Km von Testosteron (0,045 |iM) entspricht. Nach dem Durchwirbeln wird die Enzyminkubation während 10 min weitergeführt, bevor diese durch die Hinzugabe von Chloroform beendet wird. Die Menge an Radioaktivität in der wässrigen Fraktion wird mittels Szintillationsverfahren bestimmt. Die enzymatische Aktivität wird berechnet aus dem Prozentgehalt 3H-Testosteron, welches in 3H20 übergeführt wurde. Die Enzymaktivität für jede Inhibitorkonzentration bei jeder Zeitspanne der Preinkubation wird berechnet als ein Prozentgehalt des «0»-Minuten-Kontrollmaterials, welches willkürlich auf 100 % festgesetzt wurde. Daher wird die vorliegende Enzyminhibition als ein Prozentgehalt ausgedrückt: 100 Prozent minus Prozentgehalt an Enzymaktivität des Inhibitors.

Verbindungen, welche eine zeitabhängige Inhibition zeigen, wurden anschliessend geprüft, um die Inhibitionskonstante, Ki; zu bestimmen, welche die ersichtliche Dissoziationskonstante für den Enzym-Inhibitor-Komplex ist. Diese Bestimmung erfordert Messungen bei Anfangsgeschwindigkeiten der Enzymreaktion. Die Enzymaktivität wird bestimmt nach verschiedenen Preinku-bationszeiten bei verschiedenen Inhibitorkonzentrationen, wenn bei Substratkonzentrationen geprüft wird, welche wenigstens der 10-fachen Menge des Km-Wertes von Testosteron entsprechen. Die Enzym-Halbwertszeit (fc/2) bei diesen verschiedenen Inhibitorkonzentrationen ([In]) wird verwendet, um K; zu bestimmen mittels der linearen Regressionsgleichung von ti/2 versus l/[In]. Kj ist équivalent zur Inhibitorkonzentration, wenn t/2 gleich Null ist.

Das ersichtliche K;für 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion beträgt 8,9 X IO"9 M. Diese Daten zeigen, dass dieser Inhibitor irreversibel an das Enzym gebunden ist mit einer Affinität für die Enzymseite, welche fünfmal grösser ist als jene des natürlichen Substrates Testosteron, welches eine Enzymaffinität (Km) von 4,5 X 10"8 M hat.

Diese Daten zeigen, dass 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion den bekannten Aromatase-Inhibitoren überlegen ist. Eine signifikante, irreversible Aromatase-Inhibition wird ebenfalls gezeigt durch die anderen Verbindungen der Erfindung der Formeln I und II.

Bei der Behandlung von Hyperöstrogenemie können die Verbindungen der Erfindung in verschiedenen Arten an den zu behandelnden Patienten verabreicht werden, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Der hierin verwendete Ausdruck «Patient» bei der Behandlung von Hyperöstrogenemie bezieht sich auf Warmblutlebewesen, wie etwa Ratten, Hunde und Menschen. Die Verbindungen können alleine oder in Kombination untereinander verabreicht werden. Ebenso können die Verbindungen in der Form einer pharmazeutischen Präparation verabreicht werden. Die Verbindungen können oral, parenteral, z. B, intravenös, intraperitoneal, intramuskulär oder subcutan verabreicht werden, einschliesslich der Injektion des aktiven Bestandteiles direkt ins Gewebe oder in die Tumorseite, wie etwa die mammäre Drüse. Die Menge an zu verabreichender Verbindung kann über einen weiten Bereich variieren und kann irgendeine wirksame Menge sein. Abhängig vom zu behandelnden Patienten, dem zu behandelnden Zustand und der Art der Verabreichung kann die wirksame verabreichte Menge an Verbindung variieren von etwa 1 bis 250 mg/kg Körpergewicht pro Tag und vorzugsweise von 10 bis 50 mg/kg Körpergewicht pro Tag. Einheitsdosierungen für die orale oder die parenterale Verabreichung können beispielsweise von 10 bis 150 mg einer Verbindung der vorliegenden Erfindung enthalten.

Für die parenterale Verabreichung können die Verbindungen

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verabreicht werden als injizierbare Dosierungen einer Lösung oder Suspension der Verbindung in einem physiologisch annehmbaren Verdünnungsmittel mit einem pharmazeutischen Trägermaterial, welches eine sterile Flüssigkeit sein kann, wie etwa Wasser-in-Öl, mit oder ohne der Hinzugabe eines oberflächenaktiven Mittels und weiteren pharmazeutisch annehmbaren Hilfsstoffen. Illustrative Öle, welche bei diesen Herstellungen verwendet werden können, sind jene von Petrol, animalischer, vegetarischer oder synthetischer Herkunft, z. B. Erdnussöl, Sojabohnenöl und Mineralöl. Im allgemeinen sind Wasser, Salzlösung, wässrige Dextrose und verwandte Zuckerlösungen, Ethanole und Glycole, wie etwa Propylenglycol oder Poly-ethylenglycol, die bevorzugten Trägermaterialien, speziell bei injizierbaren Lösungen.

Die Verbindungen können in der Form einer Depotinjektion oder einer Implantatherstellung verabreicht werden, welche in einer solchen Art und Weise formuliert werden können, dass sie eine ununterbrochene Abgabe des aktiven Bestandteiles ermöglichen. Der aktive Bestandteil kann in Pillchen oder kleine Zylinder gepresst und subcutan oder intramuskulär als Depotinjektionen oder als Implantate implantiert werden. Bei Implantaten können inerte Materialien verwendet werden, wie etwa bioabbaubare Polymere und synthetische Silikone, z.B. Silastic, Silikongummi, hergestellt von Dow-Corning Corporation.

Es folgen illustrative pharmazeutische Formulierungen, welche geeignet sind für die orale oder parenterale Verabreichung und welche verwendet werden können bei der praktischen Ausübung der vorliegenden Erfindung:

Tablette

Depotimplantat

(a) 10ß-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion

(b) Dimethylsiloxan

(c) Katalysator qs

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(a) 10ß-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion

(b) Lactose

(c) Kornstärke

Man vermische den aktiven Bestandteil, die Lactose und die Kornstärke einheitlich. Man granuliere mit 10 % Stärkepaste. Man trockne zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2,5 %. Man siebe durch ein Nr. 12 Mesh-Sieb. Man füge die folgenden Bestandteile hinzu:

(a) Magnesium-Stearat

(b) Kornstärke

0,015 kg 1,725 kg 45

und vermische gut. In einer geeigneten Tablettenherstellungsmaschine presse man das Gemisch zu einem Gewicht von 0,115 g/ Tablette.

Weiche Gelatine-Kapsel

5,0mg 240,0 mg

Man dispergiere das Arzneimittel im flüssigen Dimethylsiloxan. Man gebe den Katalysator hinzu und packe alles in eine geeignete monolytische Struktur.

Alternativ hierzu kann das Arzneimittel von einer vorgeformten Polydimethylsiloxan-Umhüllung eingeschlossen werden.

Alternativ hierzu kann das Arzneimittel in einer geeigneten Menge an Hydroxyethylacrylat dispergiert werden, gefolgt von einer Polymerisation und einer Vernetzung durch die Hinzugabe von Ethylendimethacrylat und einem Oxidationsmittel, um ein 3-dimensionales formbares Gel aus Ethylen-Glycolmethacrylat (Hydron) zu ergeben.

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IM Injektionen A. Öliger Typ:

75 g 1,216 kg 0,3 kg 35

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(a)10ß-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion

25,0 mg

(b) BHA, BHT aa

0,01% w/v

(c) Erdnussöl oder Sesamöl qs

1,0ml

B. Suspensions-Typ:

(a) 10ß-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion

25,0 mg

(b)Natrium-carboxymethylcellulose

0,5% w/v

(c) Natrium-bisulfit

0,02% w/v

(d) Wasser für die Injektion, qs

1,0 ml

Bukkale oder sublinguale Tablette

(a) 10ß-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion

1%

(b) Kalzium-stearat

1%

(c) Kalzium-saccharin

0,02%

(d) Granuläres Mannitol

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(a) 10ß-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion

(b) Polysorbat 80

(c) Kornöl qs ad

0,251cg 0,25 kg 25,0 kg

Man vermische die Bestandteile und presse sie in einer geeigneten Tablettierungsmaschine auf ein Gewicht von 0,115 g/ Tablette.

Es wird angenommen, dass ein Fachmann ohne weitere Erklärung unter der Verwendung der vorangegangenen Beschreibung die vorliegende Erfindung bis ins letzte Detail ausführen kann. Die folgenden bevorzugten, spezifischen Ausführungsformen der Erfindung sind daher lediglich als illustrativ und in keiner Art und Weise als begrenzend zu betrachten. In den folgenden Beispielen sind alle Temperaturen in unkorrigierten Grad Celsius angegeben, Ausnahmen werden angegeben, und alle Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

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Man mische die oben genannten Bestandteile und fülle sie in 50000 weiche Gelatine-Kapseln ab.

IM Depotinjektion 60

Pro 1 ml sind folgende Bestandteile enthalten:

(a) 10ß-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion

(b) wasserfreies Chlorbutanol

(c) Aluminium-monostearat

(d) Erdnussöl qs ad

5,0 mg 5,0mg 50,0 mg 65 1,0 ml

Man löse oder dispergiere die Bestandteile in Erdnussöl.

Beispiel 1

Ein Gemisch von 30 ml an frisch destilliertem Ethyl-vinylether, 2,lgan3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-östr-5(10)-en-6ß-olund 800 mg an Quecksilber-(II)-acetat wurde während zwei Stunden rückflussiert und anschliessend wurden 250 mg frisches Quecksil-ber-(II)-acetat hinzugegeben. Das Erwärmen wurde während weiteren zwei Stunden fortgeführt, gefolgt von der Hinzugabe von 250 mg frischem Quecksilber-(II)-acetat, weiterem Rück-flussieren während zwei Stunden, der weiteren Hinzugabe von 250 ml an Quecksilber-(II)-acetat und schlussendlichem Erwärmen auf Rückflusstemperatur während 16 Stunden. Eine wässrige Natriumcarbonatlösung wurde hinzugegeben und das abgekühlte Gemisch wurde während 15 min gerührt, bevor es mit

Ether verdünnt wurde. Die organische Schicht wurde abgetrennt, mit wässriger Natriumchloridlösung gewaschen und getrocknet und das Lösungsmittel wurde abgedampft. Der erhaltene Rückstand wurde gereinigt mittels Flash-Chromatographie an Silicagel und unter Verwendung von 40 % Ethylacetat/Hexan, um3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-6ß-vinyloxy-östr-5(10)-en mit einem Schmelzpunkt von etwa 82°C bis 83°Cnach dem Umkristallisieren aus Hexan zu ergeben.

Eine Lösung von 950 mg an 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-6ß-vinyloxyester-5(10)-en in 20 ml sym-Collidin wurde auf eine Temperatur von 170-175° C während drei Stunden erwärmt. Das Lösungsmittel wurde anschliessend durch eine Destillation unter einem reduzierten Druck entfernt und das resultierende Gemisch wurde mittels Flash-Chromatographie an Silicagel in 40 % Ethylacetat/Hexan gereinigt, um 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-androst-5-en-19-carboxaldehyd mit einem Schmelzpunkt von etwa 128-130° C nach dem Umkristallisieren aus Ethylacetat/ Pentan zu ergeben.

Eine Lösung von Lithium-diisopropylamid, hergestellt aus 0,26 ml Diisopropylamin und 0,85 ml einer 2,1 molaren Lösung an Butyllithium, alles in 5 ml Tetrahydrofuran, wurde zu 640 mg (Chlormethyl)triphenylphosphoniumchlorid in 5 ml Tetrahydrofuran bei einer Temperatur von -70° C hinzugegeben. Das Gemisch wurde bei einer Temperatur von — 70° C während 10 min gehalten, und 560 mg 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-androst-5-en-19-carboxaldehyd in 4 ml Tetrahydrofuran wurden hinzugegeben, und das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Anschliessend wurde dieses Gemisch in Wasser geleert und das resultierende Gemisch wurde mit Ether extrahiert. Der Ether wurde abgedampft und der Rückstand, ein Gemisch der Isomeren (eis und trans) von 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-10-(3-chlorprop-2-enyl)-östr-5-en wurde mittels Flash-Chromatogra-phie an Silicagel in 40 % Ethylacetat/Hexan isoliert.

Die im vorherigen Abschnitt erhaltene Chlorverbindung wurde in 2 ml Tetrahydrofuran gelöst und zu Lithiumdiisopropyl-amid gegeben, hergestellt aus 0,18 ml Diisopropylamin, 0,6 ml einer 2,1M Lösung an Butyllithium und 3 ml Tetrahydrofuran bei einer Temperatur von —70°C. Nach 1,5 Stunden bei einer Temperatur von —70° C wurde eine wässrige Ammonium-chlo-rid-Lösung hinzugegeben, und das Gemisch wurde mit Ether extrahiert. Die Etherlösung wurde getrocknet und das Lösungsmittel wurde abgedampft unter Zurücklassung von 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-10-(2-propinyl)-östr-5-en als einen kristallinen Rückstand, welcher direkt im nächsten Schritt verwendet wurde. (Die Verbindung schmolz bei einer Temperatur von 152-153° C nach dem Umkristallisieren aus Ethylacetat/Pentan.) Der kristalline Rückstand wurde mit 30 ml Aceton behandelt, welches 20 mg an p-Toluolsulfonsäure enthielt, und das Gemisch wurde bei Raumtemperatur während 16 Stunden stehengelassen. Das Lösungsmittel wurde anschliessend entfernt und der Rückstand wurde gereinigt mittels einer Flash-Chromatographie an Silicagel in 50 % Ethylacetat/Hexan, gefolgt vom Umkristallisieren aus Ethylacetat/Hexan, und man erhielt 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion, welches bei etwa 174-175°C schmolz. Diese Verbindung hat die folgende Strukturformel:

Beispiel 2

Ein Gemisch von 60 mg an 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-androst-5-en-19-carboxaldehyd und 15 mg an p-Toluolsulfon-säure in 30 ml Aceton wurde während 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und anschliessend zur Trockne eingeengt. Der

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Rückstand wurde in Ether gelöst, und die Etherlösung wurde mit wässrigem Natriumbicarbonat gewaschen und getrocknet und das Lösungsmittel wurde entfernt, um 3,17-Dioxoandrost-4-en-19-carboxaldehydzu ergeben. Diese Verbindung wurde mit 18 mg Natriumborhydrid in 10 ml Methanol bei einer Temperatur von 0°C während einer Stunde behandelt. Essigsäure (0,05 ml) wurde anschliessend hinzugegeben und das Gemisch wurde zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde in Ether gelöst, die Etherlösung wurde mit einer IN Salzsäurelösung gewaschen und anschliessend getrocknet und das Lösungsmittel wurde verdampft, um einen Rückstand zurückzulassen, welcher 17ß-Hydroxy-10-(2-hydroxyethyl)-östr-4-en-3-on entsprach.

Eine Lösung von 300 mg an 17ß-Hydroxy-10-(2-hydroxy-ethyl)-östr-4-en-3-on in 500 ml Tetrahydrofuran wurde zu 30 mg Lithium in flüssigem Ammoniak bei Rückflusstemperatur gegeben. Nach 15 min bei dieser Temperatur wurde festes Ammoniumchlorid hinzugegeben und das Ammoniak wurde abdampfen gelassen. Der Rückstand wurde in Ether gelöst, die Etherlösung wurde mit wässrigem Natriumchlorid gewaschen und anschliessend getrocknet, und das Lösungsmittel wurde abgedampft, um als Rückstand 17ß-Hydroxy-10-(2-hydroxyethyl)-5<x-östran-3-on zu ergeben. Zu einer Lösung von 500 mg dieses Produktes in Methylenchlorid wurden 650 mg an Pyridinchloro-chromat hinzugegeben, und das Gemisch wurde bei einer Temperatur von 25° C während 16 Stunden gerührt. Ether wurde anschliessend hipzugegeben, und das Gemisch wurde filtriert. Das Filtrat wurde mit IN Chlorwasserstoffsäure, wässrigem Natriumbicarbonat und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet, und das Lösungsmittel wurde abgedampft, um als Rückstand 3,17-Dioxo-5a-androstan-19-carboxaldehyd zu ergeben.

Eine Lösung von Lithium-diisopropylamid, hergestellt aus 0,26 ml an Diisopropylamin und 0,85 ml einer 2,1 M Lösung an Butyllithium und 5 ml Tetrahydrofuran, wurde zu einer Lösung aus 640 mg (Chlormethyl)triphenylphosphoniumchlorid in 5 ml Tetrahydrofuran bei einer Temperatur von —70° C hinzugegeben. Nach 10 min bei einer Temperatur von —70°C wurde eine Lösung aus 560 mg 3,17-Dioxo-5a-androstan-19-carboxaldehyd in 4 ml Tetrahydrofuran hinzugegeben, und das Gemisch wurde auf Raumtemperatur erwärmt. Das Gemisch wurde anschliessend in Wasser geleert und mit Ether extrahiert. Das Lösungsmittel wurde abgedampft, und der Rückstand wurde mittels einer Flash-Chromatographie an Silicagel in 50 % Ethylacetat/Hexan gereinigt, um 10-(3-Chlorprop-2-enyl)-5a-östran-3,17-dion als ein Isomerengemisch zu ergeben.

Das im vorherigen Abschnitt erhaltene Produkt wurde in 20 ml Benzol gelöst, welches 4 ml Ëthylenglycol und 30 mg p-Toluolsulfonsäure enthielt. Das Gemisch wurde während 16 Stunden unter Entfernung von jeglichem dabei gebildeten Wasser rückflussiert. Ether wurde zum abgekühlten Gemisch hinzugegeben, welches danach mit Wasser, wässrigem Natriumbicarbonat und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet wurde, und dann wurde das Lösungsmittel abgedampft, um3,3,17,17-bis(Ethylen-dioxy)-10-(3-chlorprop-2-enyl)-5a-östran zu ergeben, welches gereinigt wurde mittels einer Flash-Chromatographie an Silicagel in 50% Ethylacetat/Hexan.

Eine Lösung von 243 mg an 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-10-(3-chlorprop-2-enyl)-5a-östran in 2 ml Tetrahydrofuran wurde zu Lithium-diisopropylamid hinzugegeben, welches hergestellt wurde aus 0,18 ml an Diisopropylamin und 0,6 ml einer 2,1 M Lösung an Butyllithium und 3 ml Tetrahydrofuran bei einer Temperatur von -70°C. Nach 1,5 Stunden bei einer Temperatur von -70° C wurde wässriges Ammoniumchlorid hinzugegeben, und das Gemisch wurde mit Ether extrahiert. Das Etherextrakt wurde getrocknet und eingeengt, um einen Rückstand zurückzulassen, welcher aus einem kristallinen Produkt bestand, nämlich 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-10-(2-propinyl)-5a-östran. Dieses Produkt wurde mit 30 ml Aceton, welches 10 mg an p-Toluolsul-

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fonsäure enthielt, bei Raumtemperatur während 16 Stunden behandelt, und das Lösungsmittel wurde danach abgedampft. Der Rückstand wurde mittels einer Flash-Chromatographie an Silicagel in 50 7c Ethylacetat/Hexan gereinigt, gefolgt vom Umkristallisieren aus Ethylacetat/Hexan, um 10-(2-Propinyl)-5a-östran-3,17-dion zu ergeben. Diese Verbindung hat die folgende Strukturformel:

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Beispiel 3

Eine Lösung von 312 mg 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion in 10 ml absolutem Methanol wurde mit 15 ml Kaliumborhydrid bei einer Temperatur von 0°C während einer Stunde behandelt. Essigsäure (0,05 ml) wurde hinzugegeben, und das Lösungsmittel wurde abgedampft. Der Rückstand wurde in Ether gelöst, die Etherlösung wurde mit IN Chlorwasserstoffsäure und mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet, und das Lösungsmittel wurde abgedampft. Der Rückstand wurde umkristallisiert aus Methanol, um 17ß-IIydroxy-10-(2-propinyl)-östr-4-en-3-on zu ergeben .Diese Verbindung hat die folgende Strukturformel:

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Beispiel 4

Zu einer Lösung aus 500 mg an 17ß-Hydroxy-10-(2-propinyl)-östr-4-en-3-on in 4 ml Pyridin bei einer Temperatur von 25° C wurden 4 ml Essigsäureanhydrid hinzugegeben und das Gemisch wurde bei Raumtemperatur während 16 Stunden stehengelassen. Anschliessend wurde diese Lösung unter einem reduzierten Druck eingeengt, der Rückstand wurde mit Ether verdünnt, und die Etherlösung wurde mit IN Chlorwasserstoffsäure und mit wässrigem Natriumbicarbonat gewaschen und danach getrocknet und eingeengt. Der resultierende Rückstand wurde aus Ethylacetat/Hexan umkristallisiert, um 17ß-Acetoxy-10-(2-propinyl)-östr-4-en-3-on zu ergeben. Diese Verbindung hat die folgende Strukturformel:

Beispiel 6

Ein Gemisch aus 190 mg an 10-(2-Propinyl)-östra-4,6-dien-3,17-dion, 168 mg Dichlordicyanochinon und 10 ml Dioxan wurde auf Rückflusstemperatur während 5 Stunden erwärmt. Das Gemisch wurde abgekühlt und filtriert, und das Filtrat wurde mit Ether verdünnt, mit wässriger IN Natrium-Hydroxydlösung und gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet und danach eingeengt. Der resultierende Rückstand wurde an Silicagel unter Verwendung von 50 % Ethylacetat/Hexan Chromatographien, um 10-(2-Propinyl)-östra-l,4,6-trien-3,17-dionzu ergeben. Diese Verbindung schmolz bei etwa 185-189°Cnach dem Umkristallisieren aus Ethylacetat/Hexan, und diese Verbindung hat die folgende Strukturformel:

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Beispiel 7

Ein Gemisch aus 250 mg an 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion und460 mg Chloranil in 17ml tert-Butylalkohol wurde auf Rückflusstemperatur während 3 Stunden erwärmt. Das Gemisch 35 wurde mit Ethylacetat verdünnt und filtriert und das Filtrat wurde mit wässrigem IN Natriumhydroxid und mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet. Das Lösungsmittel wurde anschliessend abgedampft und der Rückstand wurde an Silicagel unter Verwendung von Ethylacetat/Hexan chromato-40 graphiert, um 10-(2-Propinyl)-östr-4,6-dien-3,17-dion zu ergeben. Diese Verbindung hat die folgende Strukturformel:

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0-C-CH,

Beispiel 5

Ein Gemisch von 150 mg an 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion und 300 mg Dichlordicyanochinon in 10 ml Dioxan wurde während 20 Stunden rückflussiert. Das Gemisch wurde abgekühlt und mit Ether verdünnt und anschliessend mit wässrigem Natriumcarbonat gewaschen und getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abgedampft, und der Rückstand wurde an Silicagel in Ethylacetat/Hexan Chromatographien, um 10-(2-Propinyl)-östra-1,4-dien-3,17-dion mit einem Schmelzpunkt von etwa 200-201° C zu ergeben. Dieses Produkt hat die folgende Strukturformel:

50 Beispiel 8

Ein Gemisch aus 200 mg an 10-(2-Propinyl)-5a-östra-3,17-dion und 320 mg Dichlordicyanochinon in 4 ml Dioxan wurde auf Rückflusstemperatur während 24 Stunden erwärmt. Das Gemisch wurde mit Ethylacetat verdünnt und mit wässrigem IN 55 Natriumhydroxid und mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und anschliessend getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abgedampft, und der Rückstand wurde an Silicagel unter Verwendung von Ethylacetat/Hexan Chromatographien, um 10-(2-Pro-pinyl)-5a-östr-l-en-3,17-dion zu ergeben. Diese Verbindung hat 60 die folgende Strukturformel:

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Beispiel 9

Zu einer Lösung aus 650 mg an 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion in 5 ml Methanol bei einer Temperatur von 15°C wurden 0,6 ml 30%iges Wasserstoffperoxid hinzugegeben. Eine Lösung aus 46 mg an Natriumhydroxid in 0.4 ml Wasser wurde anschliessend tropfenweise hinzugegeben. Nach einer Stunde bei einer Temperatur von 15° C wurde die Lösung während zwei Stunden bei einer Temperatur von 25° C gerührt, bevor sie in gesättigte Kochsalzlösung geleert wurde. Das wässrige Gemisch wurde anschliessend mit Ether extrahiert, und die Etherlösung wurde getrocknet und eingeengt. Das Material im erhaltenen Rückstand wurde aus Methanol umkristallisiert, um 4,5ß-Epoxy-10-(2-propinyl)-östran-3,17-dionzu ergeben. Dieses Epoxid wurde zu 5 ml Essigsäure, welche 0,1 ml an konzentrierter Schwefelsäure enthielt, hinzugegeben, und das Gemisch wurde bei einer Temperatur von 25°C während 4 Stunden gerührt, wonach es auf Eis geleert wurde. Der Festkörper, welcher sich bildete, wurde mittels Filtration gesammelt und aus Ethylacetat umkrisfallisiert, um 4-Hydroxy-10-(2-propinyl)-östr-4-en-3,17-dion zu ergeben. Diese Verbindung hat die folgende Strukturformel:

Beispiel 10

Zu einer Lösung aus 152 mg 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-10-(2-propinyl)-östr-5-en in 7 ml Dichlormethan wurden 85 mg 85%ige m-Chlorperbenzoesäure hinzugegeben. Das Gemisch wurde bei einer Temperatur von 0° C während 16 Stunden gehalten und danach mit Dichlormethan verdünnt und mit Wasser, wässrigem 10%igem Natriumcarbonat und mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, bevor es getrocknet wurde, und das Lösungsmittel wurde abgedampft. Der Rückstand wurde einer Flash-Chromatographie an Silicagel in 60 % Ethylacetat/ Hexan unterworfen, um 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-5a,6a-epoxy-10-(2-propinyl)-östran zu ergeben. Die entsprechende 5ß,6ß-Epoxy-Verbindung wurde ebenfalls erhalten.

Eine Lösung aus 126 mg des 5a,6a-Epoxides in 20 ml Tetrahydrofuran und 5 ml Wasser wurde mit 0,4 ml 70%iger Perchlorsäure behandelt und bei einer Temperatur von 25° C während 48 Stunden gerührt. Bei diesem Zeitpunkt zeigte die Dünnschichtchromatographie die Abwesenheit des Epoxides an. Das resultierende Gemisch wurde mit Ether verdünnt, mit wässriger Natriumcarbonatlösung und mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und anschliessend getrocknet. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels wurde rohes 5a,6ß-Dihydroxy-10-(2-propi-nyl)-östran-3,17-dion erhalten.

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Das rohe Diol wurde in 25 ml Aceton bei einer Temperatur von 0° C gelöst und Jones-Reagenz wurde tropfenweise hinzugegeben, bis eine braune Farbe während 15 min bestehen blieb. Das Gemisch wurde anschliessend mit Dichlormethan und Wasser 5 extrahiert. Die organische Schicht wurde abgetrennt, mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet, und das Lösungsmittel wurde abgedampft, um als Rückstand ein Öl, 5a-Hydroxy-10-(2-propinyl)-östran-3,6,17-trion, zu ergeben. Dieses Öl wurde in 50 ml Benzol gelöst, 15 mg p-Toluolsulfon-10 säure wurden hinzugegeben, und das Gemisch wurde während 30 min rückflussiert, unter Verwendung eines Dean-Stark-Abscheiders. Das Gemisch wurde anschliessend abgekühlt, mit wässrigem Natriumbicarbonat und mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, und anschliessend wurde es getrocknet. Das 15 Lösungsmittel wurde abgedampft, um als Rückstand 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,6,17-trion zu ergeben. Diese Verbindung hat die folgende Strukturformel:

25 Beispiel 11

Zu einer Lösung aus 400 mg an 3,3,17,17-bis(Ethylendioxy)-10-(2-propinyl)-östr-5-en in 5 ml Tetrahydrofuran bei Raumtemperatur wurde Methyllithium (1,1ml einer 1,0 M Lösung in Ether) hinzugegeben. Nach 10min wurden 200mg an Methyl-30 iodid hinzugegeben, und das Gemisch wurde bei Raumtemperatur während etwa 8 Stunden gerührt. Das Gemisch wurde anschliessend mit Ether verdünnt, mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet, und das Lösungsmittel wurde abgedampft, um einen Rückstand zu ergeben, welcher aus 10-(2-35 Butinyl)-3,3,17,17-bis(ethylendioxy)-östr-5-enbestand. Die Ethylendioxy-Gruppen wurden anschliessend mittels des Verfahrens entfernt, welches im letzten Abschnitt des Beispiels 1 beschrieben ist, um 10-(2-Butinyl)-östr-4-en-3,17-dion zu ergeben.

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Die vorangegangenen Beispiele können wiederholt werden mit ähnlichem Erfolg durch Ersatz der generisch oder spezifisch beschriebenen Reaktanten und/oder Operationsbedingungen dieser Erfindung durch jene, welche in den vorangegangenen 45 Beispielen verwendet wurden.

Aus der vorangegangenen Beschreibung kann ein Fachmann leicht die wesentlichen Charakteristiken dieser Erfindung ermitteln, und ohne vom Inhalt und Bereich davon abzuweichen kann er verschiedene Veränderungen und Modifikationen dieser 50 Erfindung vornehmen, um sie verschiedenen Verwendungen und Konditionen anzupassen.

M

Claims

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2

PATENTANSPRÜCHE 1. Verbindungen der Formeln

1R'

o

'-vnrin eme Einfach- oder eine Doppelbindung bedeutet;

R bedeutet Wasserstoff oder Cj-C4-Alkyl;

R1 bedeutet Methyl oder Ethyl;

R2 bedeutet (H) (ÖRS) oder =0;

R3 bedeutet Wasserstoff oder Q-C3-Alkyl;

R4 bedeutet Wasserstoff oder OR8;

R5 bedeutet Wasserstoff, C1-C3-Alkyl oder, wenn die 5,6-

Bindung gesättigt ist, kann R5 divalenten =0 bedeuten; Rft und R7 bedeuten je Wasserstoff oder Q-Cj-Alkyl; und R8 bedeutet Wasserstoff oder C2-C4-Alkanoyl.
2. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R Wasserstoff bedeutet.
3. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R1 Methyl bedeutet.
4. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R2 ( Ii) (OH) oder =0 bedeutet.
5. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R3 Wasserstoff bedeutet.
6. Verbindungen nach Anspruch 1 der Formel I, dadurch gekennzeichnet, dass R5 Wasserstoff bedeutet.
7. Verbindungen nach Anspruch 1 der Formel worin eine Einfach- oder eine Doppelbindung bedeutet und

R2 bedeutet (H) (-OH) oder =0.
8. Eine Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion ist.
9. Eine Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 17ß-Hydroxy-10-(2-propinyl)-östr-4-en-3-on ist.
10. Eine Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 10-(Propinyl)-östra-l,4-dien-3,17-dionist.
11. Eine Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 10-(2-Propinyl)-östra-l,4,6-trien-3,17-dion ist.
12. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formeln oder

O

worin

R1 Methyl oder Ethyl bedeutet;

R3 bedeutet H oder Q-C3-Alkyl;

R' bedeutet Wasserstoff oder C1-C3-Alkyl; und R6 und R7 bedeuten je Wasserstoff oder Q-C3-Alkyl; dadurch gekennzeichnet, dass eine Chlorethenyl-Verbindung der Formel cich 11

ch I

h2c cxch

Ii ch oder mit einer starken Base in einem inerten Lösungsmittel zur Reaktion gebracht wird, um die entsprechende 10-(2-Propinyl)-Verbindung zu ergeben, gefolgt von der Behandlung mit Säure, um die Schutzgruppen in den 3- und 17-Stellungen zu entfernen, mit Verschiebung jeglicher 5-Ungesättigtheit in die 4-Stellung.
13. Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung von 10-(2-Propinyl)-östr-4-en-3,17-dion, dadurch gekennzeichnet, dass 3,3,17«17-bis(Ethylendioxy)-10-(3-chlorprop-2-enyl)-östr-5-en mit einer starken Base zur Reaktion gebracht wird, um die entsprechende 10-(2-Propinyl)-Verbindungzu ergeben, gefolgt von der Behandlung mit Säure, um die Schutzgruppen zu entfernen, unter Verschiebung der 5-Ungesättigtheit in die 4-Stellung.

Die weiblichen Sexualhormone Oestron und Oestradiol sind in viele physiologische Prozesse involviert und sind umfassend studiert worden. Die Bildung dieser Steroide wird durch eine Anzahl von Enzymen reguliert. Das Enzym Aromatase ist das geschwindigkeitsbegrenzende Enzym bei der Umwandlung von Testosteron und Androstendion (männlicheHormone, Androgene) in Oestradiol und Oestron (weibliche Hormone, Oestro-gene). Die nicht-reversible Umwandlung dieser Androgene in die Oestrogene involviert die Oxidation und Elimination der Methylgruppen am C-10 als Ameisensäure. Die lß- und 2ß-Wasserstoffatome am C-l und C-2 gehen verloren bei der Bildung einer Doppelbindung, so dass, nach derEnolisierung des„ 3-Ketons, der aromatische A-Ring der Oestrogene hergestellt wird. Die Androgene, Testosteron und Androstendion, können ineinander übergeführt werden mittels einer 17ß-Hydroxy-Ste-roid-Dehydrogenase, und die Oestrogene, Oestradiol und Oestron, können in ähnlicher Art und Weise ineinander übergeführt werden (Formelschema 1). Materialien, wie etwa Aroma-tase-Inhibitoren, welche die Umwandlung von Androgen in Oestrogen regulieren oder diese Umwandlung inhibieren, haben eine therapeutische Brauchbarkeit bei der Behandlung von klinischen Konditionen, welche potenziert werden durch die Anwesenheit der Oestrogene. Solche Aromatase-Inhibitoren sind identifiziert worden unter Verwendung von mikrosomalen Enzym-Herstellungen aus menschlichem Plazenta, und 4-Hydroxy- und4-Acetoxy-androst-4-en-3,17-dion, Androsta-l,4,6-trien-3,17-dion, Aminoglutethimid und Testololacton sind als Aromatase-Inhibitoren identifiziert worden.

Formelschema 1 Enzymatische Überführung der Androgene und Oestrogene o

OH

Dehydrogenase

Testosteron

Androstendion

(Aromatase)

(Aromatase)

ho

Oestradiol

Oestron

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

646 984

Die Konditionen, welche mit Aromatase-Inhibitoren behandelt werden, können erhöhte Niveaux an Oestrogenen umfassen, welche im wesentlichen gleichmässig sind oder welche nur temporäre Wogen sein können, resultierend aus zyklischen Körperfunktionen. Demgemäss sind Aromatase-Inhibitoren verwendet worden für die Behandlung von Hyperöstrogenemie in Konditionen wie etwa Gynäkomastie, und es resultierte eine klinische Besserung. Sie sind auch erfolgreich verwendet worden bei der Behandlung von männlicher Unfruchtbarkeit, assoziiert mit Oligospermie, welche resultiert aus erhöhten Oestrogen-Niveaux. Die Aromatase-Inhibitoren können ebenfalls verwendet werden bei der Behandlung von Hyperöstrogenemie, welche einer myo-kardialen Infarzierung vorausgehen kann.

Aromatase-Inhibitoren sind ebenfalls brauchbar bei der Fruchtbarkeitskontrolle, wo sie wirksam sind für die Reduktion der Oestrogen-Wogen, welche in verschiedenen Stadien des Ovulations-Zyklus beobachtet werden. So wurde 4-Acetoxyan-drost-4-en-3,17-dion als v/irksam gefunden bei der Verhinderung der Oestrogen-Produktion, welche benötigt wird für die Ovulation bei Ratten. Weil ferner die Oestrogen-Synthese notwendig ist für die Implantation eines befruchteten Eies bei vielen Spezies, hat sich die post-koitale Verabreichung von Aromatase-Inhibitoren als potent erwiesen für die Regulierung der Fruchtbarkeit, speziell bei Haustieren und wilden Tieren. Im speziellen wurde der Aromatase-Inhibitor Androsta-1,4,6-trien-3,17-dion als wirksam gefunden bei der Verhinderung der Implantation bei gepaarten Ratten. Aromatase-Inhibitoren sollten auch das Paarungsverhalten von männlichen Spezies reduzieren, wobei eine Aromatisierung im Gehirn für ein solches Verhalten erforderlich ist. Im speziellen ist eine Unterdrückung der Nagetier-Vermeh-rung erzielt worden unter Verwendung von Aromatase-Inhibitoren bei der Behandlung von Männchen und Weibchen während kontrollierten Paarungs-Programmen.

Es sind auch wesentliche klinische Anzeichen vorhanden, welche daraufhinweisen, dass viele Tumortypen assoziiert sind mit einer erhöhten Oestrogen-Produktion. Eierstockentfernung, Adrenalektomie und Hypophysektomie werden gewöhnlich bei Patientinnen mit Brustkrebs angewandt, als ein Mittel zur Reduktion der Menge an Oestrogen. Nichtchirurgische Verfahren umfassen Behandlungen mit hohen Niveaux an Steroiden, anti-Oestrogenen und Inhibitoren auf steroidalen enzymatischen Wegen. Die Behandlung mit anti-Oestrogenen ergibt bei etwa einem Drittel der Patientinnen objektive Tumorrückfälle. Adrenalektomie verursacht einen Rückfall des Brustkrebses bei post-klimaterischen Frauen mit hormonabhängigen Tumoren, wahrscheinlich als ein Resultat der Reduktion an erhältlichem Oestrogen, abgeleitet von Androstendion, dessen Quelle primär aus Adrenalen besteht. Das Wachstum von verschiedenen Linien von Brustkrebs-Zellen wurde als oestrogen-abhängig gefunden und kann inhibiert werden mit Verbindungen, welche die Oestrogenwirkung antagonisieren.

Somit können Aromatase-Inhibitoren, wie etwa jene, welche vorgängig erwähnt worden sind, wirksam die biologisch aktiven Oestrogene daran hindern, die endokrinen Tumore zu erreichen, oder sie reduzieren die Oestrogen-Biosynthese in diesen Tumoren, welche befähigt sind zur endogenen Oestrogen-Synthese, wobei Remissionen von metastatischem Brustkrebs produziert wird.

Endometrialer Krebs ist in Beziehung gebracht worden mit dem Vorhandensein von überschüssigem endogenem oder exogenem Oestrogen. Gonadale und trophoplastische Tumore verursachen eine somatische Hyperöstrogenisierung, welche sich in verschiedenen Graden an Verweiblichung in männlichen Spezies äussert. Bei weiblichen Spezies hängen die Symptome vom Alter des Patienten ab und können sich von der frühreifen Pseudopubertät über Abnormalitäten bei Monatsblutungen bis zu postmenopausalen Blutungen erstrecken. Die Aromatase-Inhibitoren können als zusätzliche Therapie bei der herkömmlichen Behandlung von Patienten mit solchen Tumoren verwendet werden, weil sie den somatischen Ausdruck an erhöhter Oestro-gen-Biosynthese reduzieren.