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Beschreibung Verfahren zur Herstellung von 21-Phosphaten von Steroiden
der Pregnanreihe Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von
Steroidderivaten und betrifft im besonderen ein neues Verfahren zur Herstellung
von 21-Phosphaten von Steroiden der Pregnanreihe oder anders ausgedrückt 21-Phosphorsäureestern
von Steroiden der Pregnanreihe.
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Aus dem Schrifttum ist es bekannt, daß die primären Phosphorsäureester
der Corticosteroide, wie von Hydrocortison, Cortison, Prednisolon, Prednison, Dexamethason
beziehungsweise Betamethason, mit der Phosphorsäureestergruppe in der 21hStellung
außer den bekannten entzündungshemmenden und antiallergischen Eigenschaften der
entsprechenden in 21-Stellung eine Hydroxygruppe aufweisenden Verbindungen den großen
Vorteil haben, daß sie wasserlöslich sind und daher in wäßriger Lösung
verabreicht
werden können. Es sind aus dem Schritttum auch zahlreiche Verfahren zur Herstellung
der genannten Corticosteroid--21-phosphate beziehungsweise Corticosteroid-21-phosphorsäureester
bekannt, beispielsweise aus der US-Patentschrift 2 789 117 und der britischen Patentschrift
902 254. Diese Verfahren haben jedoch viele Nachteile. So muß nach der US-Patentschrift
2 789 117 zur Erzeugung der Corticosteroid-21-phosphate mit einer komplizierten
Folge von Zwischenstufen gearbeitet werden. Das Verfahren umfaßt nämlich folgende
Stufen: a) Blokkieren der gegebenenfalls vorliegenden 5-Ketogruppe mit einem Alkylenglykol,
b) Umsetzen des entsprechenden 3-Alkylenketalderivates mit einem organischen Chlorsulfonat,
c) Uberführen des 21-8ulionatderivates in das entsprechende 21-Jodderivat, d) Umsetzen
dea 21-Jodderivates mit einem bis-(Aralkyl)-orthophosphat, e) katalytische Reduktion
des Phosphatzwischenproduktes und £) absohließend Hydrolyse der Ketalgruppe in 3-Stellung
zur Erzeugung des erwünschten 21-Phosphates. Auch das Verfahren der britischen Patentschrift
902 254 ist, wenn es auch einen technischen Fortschritt gegenüber dem vorhergehenden
darstellt, nicht frei von Nachteilen. Im Verfahren der britischen Patentschrift
902 254 werden nämlich als Ausgangsmaterial stets die 21-Halogenpregnane, und zwar
im allgemeinen die 21-Jodderivate verwendet. Dies bedeutet, daß bei Befolgung des
Verfahrens der britischen Patentschrift 902 254 zwingend zunächst die genannten
kostspieligen und wenig praktischen beziehungsweise unbequemen 21-Ealogenderivate
hergestellt werden müssen.
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Es wurde nun erfindungsgemäß überraschenderweise festgestellt, daß
zur Herstellung der 21-Phosphate der Steroide der Pregnanreihe direkt die entsprechenden
normalerweise zu einem deutlich niedrigeren Preis handelsüblichen entsprechenden
freien 21-Alkohole verwendet werden können, wobei auch ein wenig kostspieliges Phosphorylierungsmittel
beziehungsweise Mittel zur Veresterung mit Phosphorsäure eingesetzt wird. Das erfindungsgeiäße
Verfahren, dessen besondere Merkmale unten näher erläutert werden, beruht im wesentlichen
auf der Umsetzung des
Steroides mit der zu phosphorylierenden beziehungsweise
in die Phosphorsäuree stergruppe zu überführenden freien Hydroxygruppe in der 21-Stellung
mit einem N-Acylphosphoisäureamid beziehungsweise Phosphorsäure-N-acylamid in Gegenwart
einer organischen Base.
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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung
von 21-Phosphaten von Steroiden der Pregnanreihe, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß der entsprechende freie steroid-21-alkohol mit einem N-Acylphosphorsäureamid
in Gegenwart einer organischen Base umgesetzt und das in Form des Salzes mit der
zur Umsetzung eingesetzten organischen Base erhaltene saure Steroid-21-phosphat
in an sich bekannter Weise als solches isoliert und gereinigt oder in die freie
Säure oder in ein pharmazeutisch brauchbares Salz derselben überführt wird.
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Das N-Acylphosphorsäureamia hat die Formel
worin R im allgemeinen für einen freien oder substituierten Arylrest, insbesondere
einen freien oder substituierten Phenylrest, steht. Das N-Bensoylphosphorsäureamid
und seine am Benzolring substituierten Derivate sind aus dem Schriftgut bekannt
(A. W. Titherley und Mitarbeiter in J. Chem.
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Soc. 95, 1909, Seite 1 143 und A. V. Kirsanov und Mitarbeiter in J.
Gen. Chem. U.R.S.S. 26, 1956, Seite -905 und 27, 1957, Seite 450).
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Das Reaktionsschema des erfindungsgem*Ren Verfahrens wird durch die
folgende beispielhafte Reaktionsgleichung dargestellt:
| O H 0 organische |
| II 1 II - 21 - OH Base |
| o C - N - P - OH + St - 21 - OH |
| I |
| OH |
| x |
| organische 0 0 |
| II NH2 |
| Base a St - 21 - 0 - P - OH + s, C - |
| OH |
| x |
worin X Sür Wasserstoff oder einen Substituenten am Benzolring, wie Methyl- und
Nitrogruppen, steht und St den Steroidrest mit einer freien Hydroxygruppe in der
21-Stellung bedeutet.
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Die bemerkenswerten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber
dem 8tand der Technik sind wie folgt: 1.) Die Phosphorylierung der Steroide erfolgt
in nur 1 Stufe aus den entsprechenden 21-Alkoholen 2.) Die Phosphorylierung findet
nur an der primären Alkoholgruppe in der 21-Stellung statt 3.) Das Endprodukt ist
daher einheitlich 4.) Die Ausbeuten am Endprodukt sind hoch Das N-icylphosphorsäureamid
für die Phosphorylierungsreaktion in der 21-Stellung des Steroides kann in äquimolarer
Menge in Bezug auf das Steroid verwendet werden, es wird Jedoch vorgezogen, einen
bestimmten Uberschuß gegenüber dem Steroid einzusetzen; im allgemeinen werden 2
bis 8 Moläquivalente pro Mol Steroid verwendet. Darin liegt ein weiterer Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens. Nach den Verfahren des Schrifttumes unter Verwendung
eines verhältnismäßig niedrigen Verhältnisses
von Phosphorsäure
zu Steroid (4 : 1 oder weniger) bildet sich nämlich eine gewisse Menge von bis-(Steroid)-phosphaten.
Dies tritt beim erfindungsgemäßen Verfahren, welches stets zu einem Monosteroidphosphat
führt, nicht ein.
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Die Phosphorylierung des Steroides in der 21-Stellung mit dem N-Acylphosphorsäureamid
wird in Gegenwart einer organischen Base, wie von Isopropylamin, Diäthylamin, Triäthylamin,
Isobutylamin, Piperidin, N-Äthylpiperidin, Cyclohexylamin und dergleichen, durchgeführt.
Das Molverhältnis von organischer Base zu N-Acylphosphorsäureamid kann innerhalb
bestimmter nicht beschränkender Bereiche variieren. Es ist im allgemeinen bevorzugt,
mit 1 bis 2 Mol Base pro Mol der Säure N-Acylphosphorsäureamid zu arbeiten. Statt
der getrennten Verwendung der Base und der Säure kann es manchmal zweckmäßig sein,
das getrennt hergestellte entsprechende Salz zu verwenden. Die Phosphorylierung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise in einem geeigneten organischen
Lösungsmittel, in welchem das Salz des N-Acylphosphorsäureamides mit der genannten
organischen Base löslich ist, durchgeführt und daher werden vorzugsweise organische
Lösungsmittel mit hoher Dielektrizitätskonstante verwendet und diese insbesondere
aus den niederen aliphatischen Nitrilen, niederen aliphatischen Formamiden, acyclischen
Formamiden beziehungsweise den Dialkylsulfoxydn gewählt. Als Beispiele seien Acetonitril,
N ,N-Dimethylformamid , N-Formylpiperidin, Dimethylsulfoxyd und dergleichen erwähnt.
Die Phosphorylierung beginnt bereits bei Raumtemperatur, es ist jedoch bevorzugt,
sie in der Wärme zu vervollständigen. Im allgemeinen wird bei 60 bis 1100C gearbeitet.
Je nach dem verwendeten Steroid kann die Reaktionsdauer von 2 bis 10 Stunden variieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf die Herstellung einer großen Mannigfaltigkeit
von Steroiden der Pregnanreihe mit einer freien Alkoholgruppe in der 21-Stellung,
beispielsweise auf Cortison, Hydrocortison, Prednison, Prednisolon wie auch die
entsprechenden 6- und 9-Ualogenderivate, 16«-EWdroxy-, 16c(-Methyl- und 16ß-Methylderivate
und dergleichen, anwendbar.
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Das saure Steroid-21--phosphat in Form des Salzes mit der zur Umsetzung
verwendeten organischen Base kann nach irgendeiner an sich bekannten Verfahrensweise
als solches isoliert, in die freie Säure überführt oder in ein zur parenteralen
Verabreichung geeignetes Alkalisalz überführt werden. Im allgemeinen ist es zweckmäßig,
das Lösungsmittel durch Vakuumdestillation zu entfernen und den Rückstand mit siedendem
Benzol, welches das bei der Umsetzung freigesetzte Aroylamid, wie Benzamid, löst,
wieder aufzunehmen. Der Rückstand kann dann in Wasser gelöst werden und die Lösung
kann durch eine Kationenaustauscherharzsäule in der H+-Form geleitet werden. So
wird eine wäßrige Lösung des sauren Steroid-21-phosphates erhalten, welche in ein
zur parenteralen Verabreichung geeignetes Salz überführt werden kann. Als andere
Möglichkeit kann die wäßrige Lösung von dem obigen Rückstand, welcher das saure
Steroid-21-phosphat in Form des Salzes mit der zur Umsetzung eingesetzten Base enthält,
mit einem Alkalialkoholat umgesetzt werden, wodurch mittels doppelter Umsetzung
das entsprechende Alkalisalz erhalten wird. Die gebührend gereinigten Alkalisalze
können zur Konfektionierung zum fertigen Präparat für die parenterale Verabreichung
lyophilisiert beziehungsweise gefriergetrocknet werden.
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Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschrinkung aufzufassenden
Beispiele näher erläutert.
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Beispiel 1 Natriumsalz von Prednisolon-21-phosphat Es wurden zu 40,2
g (0,2 Mol) N-Bensoylphosphorsäureamid beziehungsweise Phosphorsäure-N-benzoylamid
in 400 cm3 Dimethylformamid in der Kälte 20,22 g (0,2 Mol) Triäthylamin tropfenweise
zugegeben. Am Ende der Zugabe wurden 36 g (0,1 Mol) Prednisolon (freier Alkohol)
zugesetzt und die Reaktionsmischung wurde 3 Stunden lang in einer Stickstoffatmosphäre
auf einer Temperatur von 600C gehalten. Nach Beendigung der Reaktion (Verschwinden
des Prednisolones in der Dunnschi chtchromatographie) wurde unter Vakuum auf 50
cm³ eingeengt, es wurde Methanol zugesetzt und mit wenig Kationenaustauscherharz
mit einem vernetzten tolystyrolgerüst mit - SO 3H - Gruppen (Type IR 120 [H+-Form])
zur Entfernung des vorhandenen 0,2 Mol Triäthylamines behandelt. Es wurde auf ein
kleines Volumen eingeengt, mit Natriummethylat in Methanol bei einem pH-Wert von
9 behandelt und Aceton zugesetzt. Es fiel das Natriumsalz von Prednisolon-21-phosphat
aus, welches unter Vakuum getrocknet wurde. So wurden 42 g (86,2S der Theorie) Produkt
mit den folgenden charakteristischen Eigenschaften erhalten: Spezifische Drehung
[α]D: + 102 (1% in Wasser) E1% = 302 bei iax. 247 1 cm Es wurden dieselben
Ergebnisse erhalten, wenn an Stelle des N-Benzoylphosphorsäureamides N-p-Nitrobenzoylphosphorsäureamid
verwendet wurde. Analoge Ergebnisse wurden auch erzielt, wenn an Stelle des Dimethylformamides
Acetonitril oder Dimethylsulfozyd verwendet wurde.
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Beispiel 2 Natriumsalz von Hydrocortison-21-phosphat Es wurden zu
einer Lösung von 3,16 g des Triäthylaminsalzes von N-p-Methylbenzoylphosphorsäureamid
in 80 cm3 Acetonitril in einer Stickstoffatmosphäre 3,62 g Hydrocortison (freier
Alkohol) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 9 Stunden lang auf 800C gehalten,
dann gekühlt und in eine Mischung aus Wasser und Eis (300 g) eingegossen. Es wurde
mit verdünnter Salzsäure angesäuert und zunächst 2-mal mit 50 cm3 Benzol zum Extrahieren
des p-Methylbenzamides und dann mit Xthylacetat zur Gewinnung des freien sauren
Hydrocortison-21-phosphates extrahiert. Durch Eindampfen der Äthylacetatlösungen
zur Trockene und anschließendes Titrieren der Suspension der freien Säure in Wasser
mit einer 0,1 n Natronlauge auf einen pH-Wert von 7,5 bis 8 wurde eine Lösung des
Natriumsalzes von Hydrocortison-21-phosphat erhalten, welche filtriert und dann
lyophilisiert beziehungsweise gefriergetrocknet wurde, wodurch 4,52 g (93% der Theorie)
Produkt erhalten wurden. Die charakteristischen Eigenschaften des Produktes sind
wie folgt: Spezifisches Drehungsvermögen [α]D = + 115 (1 in Wasser) E1XCX
. 308 bei max. 242 T (in Wasser) 1 cm -Analoge Ergebnisse wurden auch bei Verwendung
von Piperidin an stelle von Triäthylamin erhalten.
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Beispiel 3 Natriumsalz von Desamethason-21-phosphat Es wurden 392,4
g (1 Mol) Dexamethason (freier 21-Alkohol) zu 2 1 Dimethylformamid mit einem Gehalt
an 730,6 g (2 Mol) des Triäthylaminsalzes von N-p-Nitrobenzoylphosphorsäureamid
zugegeben. Es wurde 3 Stunden lang in einer Stickstoffatmosphäre auf 90°C erhitzt.
Es wurde gekühlt und unter Vakuum eingeengt.
Der Rückstand wurde
in 4 1 Methanol gelöst und mit einem Kationenaustauscherharz mit einem vernetzten
Polystyrolgerüst mit - SO3H - Gruppen (Type IR 120) in der H -Form bis zur Entfernung
des Triäthylamines behandelt. Es wurde unter Vakuum auf 600 cm3 eingeengt, mit Natriumhydroxyd
in Methanol- bis zur Erreichung eines pH-Wertes von 9 behandelt und dann in 4 1
Aceton eingegossen. Das Natriumsalz von Dexamethason-21-phosphat fiel aus und wurde
dann mit Aceton, Benzol und äther zur Entfernung des p-Nitrobenzamides gewaschen.
Daraufhin wurde unter Vakuum bis zur Erreichung der Gewichtskonstanz getrocknet.
Es wurden 438 g des Natriumsalzes von Dexamethason-21--phosphat (Ausbeute: 85% der
Theorie) mit den folgenden charakteristischen Eigenschaften erhalten: Spezifische
Drehung CAJD = + 78,1 (c . 1 in Wasser) 1% E1 cm I 287 bei t.q. max. 242 Beispiel
4 Natriumsalz von Betamethason-21-phosphat Es wurden zu 60,3 g (0,3 Mol) N-Benzoylphosphorsäureamid
in 50Q cm3 wasserfreiem Dimethylformamid in der Kälte 30,34 g (0,3 Mol) Triäthylamin
tropfenweise zugegeben. Am Ende der Zugabe wurden 39,2 g (0,1 Mol) Betamethason
(freier 21-Alkohol) zugesetzt und die Mischung wurde 6 Stunden lang auf 780C erhitzt.
Nach Beendigung der Reaktion wurde unter Vakuum fast bis zur Trockene eingedampft.
Es wurden 300 cm3 wasserfreies Methanol zugesetzt und das Ganze wurde mit wenig
Kationenaustauscherharz mit einem vernetzten Polystyrolgerüst mit - $0311 - Gruppen
in der H+-Form (Amberlite IR 120, Phase E+) zur Entfernung des Triäthylamines behandelt.
Es wurde unter Vakuum auf ein geringes Volumen eingeengt und dieses mit Natriummethylat
auf einen pH-Wert von 10 gebracht. Durch Zugabe von Äthyläther beziehungsweise Schwefeläther
fiel das Dinatriumsalz von Betamethasouphosphat als weißes Pulver aus.
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Es wurde filtriert und mit Benzol und Äther zur Entfernung des Benzamides
gewaschen und in einem Ofen bei 600C unter Vakuum getrocknet. Aus den Mutterlaugen
und Waschwässern wurde das Benzamid gewonnen. Das in einer Menge von 45,5 g (88%
der Theorie) erhaltene Natriumsalz von Betamethason-21-phosphat hat die folgenden
charakteristischen physikalisch-chemischen Eigenschaften: Drehvermögen [α]D
= + 102 (1% in Wasser) Spezifische Absorption E11%cm = + 286 bei max. 242 nu (in
1 cm Wasser) Beispiel 5 Natriumsalz von Sd-Bluorhydrocortison-21--phosphat Es wurden
zu 100,5 g (0,5 Mol) N-Benzoylphosphorsäureamid in 1 000 cm3 wasserfreiem Dimethylformamid
in der Kälte 85,15 g (1,0 Mol) Piperidin tropfenweise zugegeben. Am Ende der Zugabe
wurden 38,04 g (0,1 Mol) 9α-Fluorhydrocortison zugesetzt und die Reaktionsmischung
wurde 4 Stunden lang auf 100°C erhitzt. Nach Beendigung der Reaktion wurde unter
Vakuum auf ein sehr geringes Volumen eingeengt und ab da wurde wie im Beispiel 4
beschrieben gearbeitet. So wurde das Dinatriumsalz von 9α-Fluorhydrocortison-21-phosphat
mit den folgenden charakteristischen Eigenschaften erhalten.
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E11%cm = 301 bei max. 242 mµ.
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Patentansprüche