HU213017B

HU213017B - Method of preparing 17-oxosteroids

Info

Publication number: HU213017B
Application number: HU9201646A
Authority: HU
Inventors: Alfred Weber; Mario Kennekke; Uwe Klages; Klaus Nickisch; Ralph Rohde
Original assignee: Schering Ag
Priority date: 1990-08-18
Filing date: 1991-08-01
Publication date: 1997-01-28
Also published as: FI102973B1; CA2069956C; JP3137645B2; ES2103818T3; EP0496846A1; FI102973B; CS254991A3; CA2069956A1; AU8228491A; ATE152773T1; DE59108700D1; RU2082762C1; WO1992003572A1; FI921697A0; GR3024188T3; HU9201646D0; CZ279575B6; DK0496846T3; JPH05503218A; SK279666B6

Description

A találmány tárgya új eljárás 17-oxo-szteroid-származékok előállítására, a 173-hidroxi-szteroid-származékok fermentatív oxidálásával.

A 17-oxo-szteroid-származékok fermentációs úton történő előállítása már régóta ismert. Vercellone, A. és Momoli. L. már 1938-ban ismertettek egy eljárást 4androsztén-3,17-dion fermentációs úton történő előállítására, 5-androsztén-3p,17p-diolból [Bér. 71, 152-155 (1938)]. Ezzel az eljárással a végtermék hozama nagy, ha a megfelelő mikroorganizmusokat választjuk ki [Czech 87 068: C. A. 54, 2441 (1960)]. Számos publikációt találunk, amelyek a 17-oxo-szteroid-származékok, mint a 4-androsztén-3,l7-dion, 1,4-androsztadién3,17-dion vagy 3-hidroxi-l,3,5(10)-ösztratrién-17-on előállítását ismertetik nagy hozammal, olyan vegyületek fermentatív oldalláncának lebontásával, amelyek 17p-helyzetben szénhidrogénláncot hordoznak (például a 322 081 számú európai közrebocsátási irat).

Olyan eljárás, amelynek segítségével a 17P-hidroxi-szteroid-származékokat 17-oxo-szteroid-származékokká oxidálhatjuk mikrobiológiai úton, jó hozammal anélkül, hogy a szteroid vegyületben járulékos átalakulás ne következve be, csak nagyon kevéssé ismert. Welsh, M. és Heusghem, C. ismertetnek ugyan egy eljárást, amely lehetővé teszi az ösztradiol ösztronná alakítását 95%-os hozammal, azonban ez az eljárás nem ismételhető meg, mivel a szerzők által alkalmazott mikroorganizmus a nyilvánosság számára nem hozzáférhető [Compt. Rend. Soc. Bioi., 142 1074 (1948)].

Kinetikusán tekintve, a 17P-hidroxi-szteroidok 17oxo-szteroidokká való átalakítása reverzibilisen végbemenő redox-reakció, melynek egyensúlya rendszerint teljesen el van tolva a 17p-hidroxi-szteroidok irányába.

W. Charney és H. L. Herzog „Microbial Transformation of Steroids” c. munkájának (1967) 100-103. oldalain is ismertetik, hogy az oxidáció többnyire nem kielégítően megy végbe és az eljárás termékének kitermelése csekély.

Rendkívül nagy szükség vagy egy ilyen jellegű fermentatív eljárásra, mivel a kémiai úton történő oxidáció rendkívül költséges. Ezen túlmenően, a kémiai eljárások még azzal a nehézséggel is járnak, hogy ezeket olyan reagensekkel, mint piridinnel és kén-trioxiddal kell elvégezni, amelynek környezetbarát eltávolítása rendkívül problematikus.

Meglepő módon azt találtuk, hogy a 17-oxo-szteroid-származékokat nagy hozammal állíthatjuk elő 17βhidroxi-szteroid-származékokból, ha a 17P-hidroxiszteroid-származékok fermentációjához a Mycobacterium sp. NRRL B-3805, Mycobacterium sp. NRRL B3683, Mycobacterium pheli NRRL B-8154 vagy Mycobacterium fortuitum NRRL B-8153 törzs baktériumtenyészetét alkalmazzuk.

Ezek a törzsek ismertek, az NRRL (ARS Culture Collection, Northern Régiónál Research Laboratory, U. S: Department of Agriculture, Peoria, Illinois, USA) intézményen keresztül szerezhetők be.

Az említett törzseket szteroidok átalakítására alkalmazták.

A találmány szerinti eljárást azonos fermentációs körülmények között végezzük, mint amelyeket az ismert mikrobiológiai eljárások során alkalmazunk ezekkel a baktériumtenyészetekkel. A baktériumok tenyésztését a szokásos körülmények között végezzük, megfelelő táptalajban és süllyesztett tenyészet levegőztetésével.

Ezt követően a baktériumkultúrához hozzáadjuk a vegyületet (megfelelő oldószerben oldva vagy emulgeált alakban) és fermentáljuk, míg a vegyület maximális átalakulását el nem éri.

Kiindulási vegyület megfelelő oldószerei például a metanol, etanol, glikol-monometil-éter, dimetil-formamid vagy dimetil-szulfoxid.

A kiindulási anyag emulgeálását például úgy érhetjük el, hogy ezt mikronizált alakban juttatjuk be vagy vízzel elegyedő oldószerben (mint metanolban, etanolban, acetonban, glikol-monometil-éterben, dimetil-formamidban vagy dimetil-szulfoxidban) oldjuk erőteljes keverés közben (előnyösen kalcium-karbonát mentesített) vízben, amely a szokásos emulziós segédanyagokat tartalmazza. Megfelelő emulziós segédanyagok a nem-ionogén emulgeálószerek, mint például etilénoxid-adduktumok vagy poligikolok zsírsavészterei. Megfelelő emulgeátorok például a kereskedelmi forgalomban kapható nedvesítőszerek: Gegin^R, Tween^R és Span^R.

A kiindulási anyag optimális koncentrációja, a kiindulási anyag hozzáadásának időpontja és a fermentáció időtartama függ az alkalmazott kiindulási anyagtól, a mikroorganizmus törzstől és a fermentáció körülményeitől. Ezen faktorok meghatározásához előkísérletek szükségesek minden egyes esetben, ahogy ez a szteroidok mikrobiológiai átalakítása során általában szükséges, amint az a szakember számára ismert.

A találmány szerinti eljárás kivitelezéséhez kiindulási anyagként (I) általános képletű 17p-hidroxi-szteroid-származékokat alkalmazunk, ahol

St jelentése egy legfeljebb 4 nem-kumulált kettőskötést tartalmazó, a 3-as helyzetben egy fenolos hidroxilcsoporttal, egy rövidszénláncú alkoxicsoporttal vagy egy rövidszénláncú alkilén-dioxi-csoporttal, valamint adott esetben az 5,10-es helyzetben egy epoxicsoporttal szubsztituált ösztrán-17β-ο1származék maradéka.

Rövidszénláncú alkoxicsoporton előnyösen legfeljebb 4 szénatomos csoportot értünk. Megfelelő alkoxicsoportok például a metoxicsoport vagy a terc-butilcsoport. A rövidszénláncú alkilén-dioxi-csoport előnyösen egy 2-6 szénatomos csoport, mint például az etilén-dioxi-csoport vagy a 2,2-dimetil-propilén-dioxicsoport.

A találmány szerinti eljárás kivitelezéséhez alkalmasak még az (la) általános képletű ösztrán-17β-ο1származékok, ahol

R, jelentése hidrogénatom vagy legfeljebb 4 szénatomos alkilcsoport, és -A-B-C-D- jelentése

II I I

-CH,-CH₂-CH-CH- CH₂-CH=C-CH- vagy

I I

-CH=CH-C=C- képletű csoport.

HU 213 017 Β

Az ezekből a kiindulási anyagokból képezett ösztrán-17-on-számnazékok, illetve az ebből éterhasítással kapott 3-hidroxi-származékok farmakológiai szempontból közismerten hatásosak és ezen túlmenően, mint az ismert, a megfelelő 17a-hidroxi-származékokká redukálhatok vagy a megfelelő 17P-hidroxi-17aetinil-származékokká alakíthatók át.

Említésre méltóak még az (Id) általános képletű ösztrán-17P-ol-származékok, ahol R₂ és R₃ együtt egy rövidszénláncú alkilén-dioxi-csoportot képez.

Az ezekből a vegyületekből kapott ketonok a 0 129 499 számú európai közrebocsátási iratban ismertetett eljárás szerint antigasztegén hatású szteroid-származékokká alakíthatók.

A következő példákban közelebbről bemutatjuk a találmány szerinti eljárást.

1. példa

3,3-(2,2-Dimetil-trimetilén-dioxi)-5,10a-epoxi-5aösztra-9( ll )-én-17$-on

a) 500 ml Erlenmeyer-Iombikban lévő 100 ml steril táptalajt, amelynek pH értéke 6,7 és a következőket tartalmazza

1% élesztőkivonat,

0,45% Na₂HPO₄-2H₂O

0,34% KH₂PO₄

0.2% Tween 80

Mycobacterium sp. NRRL B-3638 törzs (US-A 3 684 657 sz. szabadalmi leírás, engedélyezve 1972. 08. 15-én) szuszpenziójával beoltunk és 72 órán keresztül 30 °C hőmérsékleten rázatjuk, (180 fordulat percenként).

b) 50 Erlenmeyer-Iombikban (100 ml-es) lévő 20 ml steril táptalajt, amelynek pH értéke 7,0 és a következőket tartalmazza:

0,5% kukoricalekvár

0,05% glükóz-monohidrát

0,2% élesztőkivonat ml Mycobacterium faj törzstenyészetével beoltunk és 24 órán keresztül rotációs rázókészülékben 30 °C hőmérsékleten inkubálunk (220 fordulat percenként).

Ezután minden egyes tenyészethez 0,02 g 3,3-(2,2dimetil-trimetilén-dioxi)-5,10a-epoxi-5a-ösztra-9( 11 )έη17β-ο1 0,2 ml dimetil-formamidban oldott és sterilre szűrt oldatát adjuk, majd további 48 órán keresztül fermentáljuk 30 'C hőmérsékleten.

c) Az egyesített tenyészeteket metil-izobutil-ketonnal extraháljuk és az extraktumokat forgó bepárlóban legfeljebb 50 °C hőmérsékleten vákuumban betöményítjük. Ezt követően kromatográfiás eljárással tisztítjuk 400 ml térfogatú kovasavgél-oszlopon és 70:30 arányú éter-etil-acetát eleggyel szobahőmérsékleten eluáljuk.

így 0,085 g 3,3-(2,2-dimetil-trimetilén-dioxi)5,10a-epoxi-5a-ösztra-9(l 1)-έη-17β-οηΐ kapunk, amely nagynyomású folyadékkromatográfiás vizsgálat alapján a hiteles mintával azonos. Olvadáspont: 125— 127 ’C.

2. példa

3-Hidroxi-1,3,5(10), 7-ösztratetraén-17-on

a) A törzstenyészet előállítását az la) példa szerinti eljárással végezzük.

b) 50 Erlenmeyer-Iombikban (100 ml-es) lévő 200 ml steril táptalajt, amelynek pH értéke 6,5, és a következőket tartalmazza:

2,5% kukoricalekvár

0,25% szójaliszt

0,3% (NH₄)₂HPO₄

0,25% Tween 80 ml Mycobacterium faj törzstenyészetével beoltunk és 24 órán keresztül rotációs rázókészülékben 30 °C hőmérsékleten inkubálunk (220 fordulat percenként).

Ezután minden tenyészethez hozzáadjuk 0,2 ml dimetilformamidban oldott 0,002 g 1,3,5(10),7-ösztratetraén3,17 β-diol oldatát, melyet sterilre szűrünk, majd tovább fermentáljuk 72 órán keresztül 30 ’C hőmérsékleten.

c) A termék elkülönítését az le) példa szerint végezzük.

így 0,095 g 3-hidroxi-l ,3,5(10),7-ösztratetraén-17ont kapunk, amelyet nagynyomású folyadékkromatográfiás eljárással megvizsgáltunk és amely a hiteles mintával azonos. Olvadáspont: 238-240 °C.

3. példa

3-M etoxi -1,3,5(10)-ösztratrién -17-on

Az 1. példa reakciókörülményei között, 1,00 g 3metoxi-l,3.5(10)-ösztratrién-173-olt reagáltatunk és dolgozunk fel. Ily módon kovasavgél oszlopon végzett kromatografálás után 0,73 g 3-metoxi-l,3,5(10)-ösztratrién-17-ont kapunk. Olvadáspont: 163-164,5 ’C.

4. példa

3.3- (2,2-Dimetil-trimetilén-dioxi)-5,10a-ösztra9(11 )-én-17-on

Az 1. példa reakciókörülményei között, de Mycobacterium sp. NRRL B-3805 (lásd US-A 3 759 791 sz. 1973. 09. 18-án megadott szabadalomban) alkalmazásával 1,00 g 3,3-(2,2-dimetil-trimetiIén-dioxi)-5,10aepoxi-5a-ösztra-9( 11)-έη-17β-ο1-όό1 0,8 g 3,3-(2,2-dimetil-trimetilén-dioxi)-5,10a-ösztra-9( 11 )-én-17-ont állítunk elő. Olvadáspont: 125,5-128 °C.

5. példa

3.3- (2,2-Dimetil-trimetilén-dioxi )-5,1 Oa-ösztra9(ll)-én-17-on

Az 1. példa reakciókörülményei között, de Mycobacterium phlei NRRL B-8154 (lásd US-A 4 293 645. sz. 1981. 10. 06-án megadott szabadalom) alkalmazásával 1,00 g 3,3-(2,2-dimetil-trimetilén-dioxid)-5,10aösztra-9(l 1)-έη-17β-ο1-0όΙ 0,85 g 3,3-(2,2-dimetil-trimetilén-dioxi)-5,10oc-ösztra-9( 11 )-én-17-ont állítunk elő. Olvadáspont: 125-127 °C.

6. példa

3.3- (2,2-Dimetil-trimetilén-dioxi)-5,10a-ösztra9(ll)-én- 17-on

Az 1. példa reakciókörülményei között, azonban Mycobacterium fortuitum NRRL B-8153 (lásd US-A

HU 213 017 Β

293 645 sz. 1981. 10. 06-án megadott szabadalom) alkalmazásával 1,00 g 3,3-(2,2-dimetil-trimetilén-dioxi)-5,10a-epoxi-5a-ösztra-9(ll)-én-17p-ol-ból 0,8 g

3,3-(2,2-dimetil-trimetilén-dioxi)-5,10a-ösztra-9( 11 )-én17-ont állítunk elő. Olvadáspont: 125-127 °C.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONT

Eljárás 17-oxi-szteroid-származékok előállítására (I) általános képletű 17P-hidroxi-szteroid-származékok fermentatív oxidálásával, a képletben

St jelentése egy legfeljebb 4 nem-kumulált kettőskötést tartalmazó, a 3-as helyzetben egy fenolos hidroxilcsoporttal, egy rövidszénláncú alkoxicsoporttal vagy egy rövidszénláncú alkilén-dioxi-csoport5 tál, valamint adott esetben az 5,10-es helyzetben egy epoxicsoporttal szubsztituált ösztrán-17P-olszármazék maradéka, azzal jellemezve, hogy a fermentáláshoz Mycobacterium sp. NRRL B-3805, Mycobacterium sp. NRRL B3683, Mycobacterium pheli NRRL B-8154 vagy Mycobacterium fortuitum NRRL B-8153 törzs baktériumtenyészetét alkalmazzuk.