Untersuchungen von Byskov et. al. (Nature 1995,374,559) zeigen, daß 4, 4-Dimethyl-5α-cholesta-8, 14,24-trien-3p-ol, Formel 2, im folgenden FF-MAS genannt, isoliert aus menschlicher Follikelflüssigkeit, eine die Meiose regulierende endogene Substanz ist, der interessante hormonelle Effekte zugeschrieben werden. Somit ist diese Substanz für pharmazeutische Anwendungen, beispielsweise zur Fertilitätsförderung, von Bedeutung.

Eine erste Synthese dieses Naturstoffes, welcher in der Biosynthese von Cholesterin aus Lanosterin durchlaufen wird, wurde von Dolle et al. (J. Am.

Chem. Soc. beschrieben. Ausgehend von Ergosterin wird FF-MAS in einer 18stufigen aufwendigen Synthesesequenz erhalten. Große Teile der Synthese sind dem chemischen Teilabbau der Ergosterinseitenkette, dem anschließenden Aufbau der FF-MAS Seitenkette und der zur Erreichung dieses Zieles notwendigen Schutzgruppenchemie gewidmet.

Eine zweite Synthese von FF-MAS wurde von Schroepfer et al. ausgehend von Dehydrocholesterol in einer 13stufigen Synthese beschrieben (Bioorg. Med.

Chem. Lett. 1997,8,233). Auch in dieser Synthese muR zum Seitenketten- aufbau ein aufwendiger Schutz des Dien-Systems durchgeführt werden. Allein vier Schritte (Epoxydierung und Umiagerung zum Schutz ; Reduktion und Eliminierung zur Regeneration des Dien-Systems) sind der Schutzgruppen- strategie geschuldet.

Eine dritte Synthese von FF-MAS wurde von Ruan et al. (Med. Chem. Letters 1998,233) entwickelt. Dabei wird ausgehend von Cholesteron in einer 15stufigen Synthese FF-MAS aufgebaut. Große Teile der Synthese sind dabei dem aufwendigen Aufbau des Doppelbindungssystems im Steroid und dem Aufbau der Seitenkette gewidmet.

Weitere Verfahren werden innerhalb der noch unveröffentlichten DE 198 17 520 und 198 23 677 beschrieben. Diese Synthesen gehen vom 3-Oxopregn-4-en-21-carbonsäureester aus. Zentrale Zwischenprodukte dieser Verfahren sind die unter der allgemeinen Formel 1 beschriebenen 4,4-Dimethyl- 3g-hyd roxypregna-8, 14-d ien-21-carbonsäu reester.

Aufgabe dieser Erfindung sind neue Verfahren zur Synthese dieser zentralen Zwischenstufen. Ebenfalls Gegenstand dieser Erfindung sind die neuen, bisher nicht bekannten Zwischenprodukte, die im Rahmen der Synthesen durchlaufen werden und per se oder derivatisiert als Ausgangsmaterialien für die Synthese anderer Zielmoleküle verwendet werden können, beispielsweise zur Synthese von FF-MAS Analoga (siehe WO 96/00235) und die Verwendung von Verbin- dungen zur Herstellung von 4X4-Dimethyl-5a-cholesta-8s14s24-trien-3s-ol.

Gelost wird diese Aufgabe durch die Lehre der Patentansprüche.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden weniger Zwischenstufen durchlaufen als in den bekannten Synthesen aus dem Stand der Technik, und die Anzahl der Reinigungsschritte sind deutlich niedriger.

ErFindungsgemäl3es Verfahren : Gemä# Schema 1 werden 4,4-Dimethyl-3D-hydroxypregna-8,14-dien-21- carbonsäureester der allgemeinen Formel 1 ausgehend von Androstendion (3) in einer 5stufigen Sequenz hergestellt.

Das als Ausgangsmaterial verwendete Adrostendion ist kommerziell erhältlich.

Schema 1

Die Umsetzung einer Verbindung der Formel 3 zu einer Verbindung der Formel 4 erfolgt nach an sich bekannten Verfahren (z. B. Helv. Chim. Acta 1980, 63,1554 ; J. Am. Chem. Soc. 1954,76,2852). Beispielsweise wird eine Verbin- dung der Formel 3 in Gegenwart von Basen wie etwa den Alkalisalzen niederer

Alkohole, bevorzugt aber Kaliumtertiärbutylat mit einem Alkylierungsmittel wie etwa Dimethylsulfat, Dimethylcarbonat oder auch Methyliodid in einem Löse- mittel oder Lösemittelgemisch umgesetzt. Als Lösemittel können niedere, bevorzugt tertiäre Alkohole sowie Ether, beispielsweise Methyltertiärbutylether oder Tetrahydrofuran und deren Gemische verwendet werden. Bevorzugt ist die Verwendung von tertiär-Butanol bzw. eines Gemisches aus tertiär-Butanol und Tetrahydrofuran. Die Reaktion wird in einem Temperaturbereich von 0 °C bis 65 °C durchgeführt, bevorzugt aber im Temperaturbereich von 15 °C bis 50 °C.

Die Umsetzung einer Verbindung der Formel 4 zu einer Verbindung der Formel 5 erfolgt nach an sich bekannten Verfahren (z. B. Synth. Commun. 1977, 7,215 ; JOC 1988,3947 ; J. Prakt. Chem. 1990,367). Beispielsweise wird eine Verbindung der Formel 4 in Gegenwart von Basen wie etwa den Alkalisalzen niederer Alkohole, bevorzugt aber Natriumethylat, mit einem Trialkylphosphono- acetat wie etwa Triethylphosphonoacetat oder Trimethylphosphonoacetat in einem Lösemittel oder Lösemittelgemisch umgesetzt. Als Lösemittel können niedere, bevorzugt primäre Alkohole sowie Ether, beispielsweise Methyltertiär- butylether oder Tetrahydrofuran und deren Gemische verwendet werden.

Bevorzugt ist die Verwendung von Ethanol. Die Reaktion wird in einem Temperaturbereich von 0 °C bis 100 °C durchgeführt, bevorzugt aber im Temperaturbereich von 20 °C bis 80 °C.

Ausgehend von einer Verbindung der Formel 4 ist eine Verbindung der Formel 5 auch via Kondensation mit Meldrumsäure oder Malonsäureestern, anschließender Verseifung und Decarboxylierung und Veresterung darstellbar.

Dem Fachmann ist geläufig, daß RI in Verbindungen der Formel 5 nach Standardmethoden variiert werden kann. Dies kann durch Verwendung anderer Alkohole im Veresterungsschritt geschehen, aber auch durch Umesterung eines schon vorhandenen Esters. R1 kann also die Bedeutung von Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl und die entsprechenden Butylisomere, Pentyl und die entsprechenden Pentylisomere sowie Hexyl und die entspre- chenden Hexylisomere, Phenyl, Benzyl, ortho-, meta-und para-Methylphenyl besitzen.

Die Umsetzung eines Ketons der Formel 5 in den entsprechenden 3-Alkohol der Formel 6 läßt sich mit einer Vielzahl von Reduktionsmitteln durchführen. Als Beispiele seien genannt : BH3-Komplexe (z. B. mit tertiär-Butylamin oder Trimethylamin), Selectride, Natrium-und Lithiumborhydrid, gebremste Lithiumaluminiumhydride (z. B. LiAI (OtBu) 3H) ; auch sind Mikroorganismen wie z. B. Bäckerhefen oder Enzyme, beispielsweise 3p-Hydroxysteroiddehydro- genase, verwendbar.

Dem Fachmann ist bekannt, daß je nach verwendetem Reagenz verschiedene Lösemittel oder Lösemittelgemische und Reaktionstemperaturen zum Einsatz kommen. Bevorzugt werden hier jedoch Borhydride, wie etwa Natriumborhydrid in geeigneten Lösemitteln wie etwa niederen Alkoholen oder Gemische von Alkoholen mit anderen Lösemitteln, beispielsweise Dichlormethan, Tetrahydro- furan oder Wasser. Die Umsetzungen werden in einem Temperaturbereich von -20 °C bis 40 °C, bevorzugt jedoch im Bereich von-10 °C bis 10 °C durchgeführt.

Die Reduktion der 17-Doppelbindung in den Verbindungen der allgemeinen Formel 6 ist nach an sich bekannten Verfahren möglich. Dabei können zwei prinzipiell verschiedene Verfahren zum Einsatz kommen.

Ein geeignetes Reduktionsmittel ist hierbei in Anlehnung an literaturbekannte Umsetzungen (Synthesis 1996,455) ein Gemisch aus Erdalkalimetallen in niederen Alkoholen. Beispielsweise wird eine Verbindung der allgemeinen Formel 6 in einem niederen Alkohol, bevorzugt Methanol, mit einem Erdalkali- metall, bevorzugt Magnesium, zur Reaktion gebracht. Die Reaktion wird in einem Temperaturbereich von 0 °C bis 80 °C durchgeführt, bevorzugt aber in einem Temperaturbereich von 20 °C bis 50 °C.

Als weiteres Reduktionsverfahren bietet sich in diesem Fall die katalytische Hydrierung an. Beispielsweise wird eine Verbindung der Formel 6 in Gegenwart eines geeigneten Katalysators wie etwa Edelmetalle oder deren Oxide, bevorzugt aber Platinoxid, hydriert. Als Lösemittel können nieder Alkohole, bevorzugt Ethanol, sowie Ether, beispielsweise Methyltertiärbutylether oder Tetrahydrofuran oder deren Gemische verwendet werden. Bevorzugt ist die Verwendung von Tetrahydrofuran. Überraschenderweise wird dabei die 5,6-Doppelbindung nicht hydriert.

Von Vorteil hat sich die Zugabe von katalytischen Mengen Säure wie etwa Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Zitronensäure erwiesen. Bevorzugt ist die Verwendung von Phosphorsäure. Die Umsetzung wird in einem Temperatur- bereich von 10 °C bis 100 °C durchgeführt ; sie kann sowohl unter Normal- druck wie auch unter erhöhtem Druck durchgeführt werden. Bevorzugt ist hierbei die Umsetzung im Temperaturbereich von 20 °C bis 50 °C und unter Normaldruck.

Die Einführung der 7,8-Doppelbindung und die Isomerisierung der Doppel- bindungen zu dem in der Zielverbindung etablierten Doppelbindungssystem kann durch Bromierung/Dehydrobromierung/Isomerisierung (es geht auch der Weg über das entsprechende Chlorid und Dehydrochlorierung) in einem Eintopfverfahren erreicht werden.

Zunächst wird allylisch zur 5,6-Doppelbindung in Position 7 bromiert und anschließend durch thermische Eliminierung von Bromwasserstoff das 5,7-Doppelbindungssystem erhalten, welches durch saure Isomerisierung in das gewünschte Doppelbindungssystem übergeht. Die Zugabe von Säure ist nicht nötig ; der zwischenzeitlich gebildete Bromwasserstoff übernimmt diese Aufgabe zufriedenstellend.

Die Bromierung erfolgt nach an sich bekannten Verfahren. Beispielsweise kann N-Bromsuccinimid oder N, N-Dibromdimethylhydantoin in einem geeigneten Lösemittel, wie etwa Benzol, niederen Alkanen oder auch halogenierten Kohlenwasserstoffen wie etwa Tetrachlorkohlenstoff verwendet werden. Es können aber auch andere als die bisher genannten Lösemittel eingesetzt werden, beispielsweise Ameisensäuremethylester (z. B. : Angew. Chem. 1980, 92,471).

Bevorzugt ist die Verwendung von Heptan als Lösemittel. Die Reaktion wird in einem Temperaturbereich von 30 °C bis 130 °C durchgeführt, bevorzugt aber im Temperaturbereich von 60 °C bis 100 °C.

Beispiele a) 4,4-Dimethylandrostendion (4) : Zu 500 g Androstendion in 51 tertiär-Butanol werden 411 g Kaliumtertiärbutylat bei RT zugegeben. Dann werden 229 ml Methyljodid zugetropft, und das Gemisch wird 1 h nachgerührt. Zur Aufarbeitung werden 400 ml 1 M H2SO4 und anschließend 2 I Wasser zugefügt. Der Niederschlag wird abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert. Es werden 413 g 4,4-Dimethylandrostendion erhalten.

1H-NMR (CDCl3) : 8 = 0.89 und 0.90 (2 s, 3H, 18-und 19-H3), 1.06-2.66 (m, 17H, Androstendion), 1.25 [s, 6H, 4- (CH3) 2], 5.58-5.61 (m, 1H, 6-H).

Smp. : 165-167°C, Verbrennungsanalyse : Ber. C 80.21 H 9.62 Gef. C79.96 H 9.61 b) (20E)-4,4-Dimethyl-3-oxopregna-5, 17-dien-21-carbonsäureethylester (5) : Zu 310 g 4,4-Dimethylandrostendion in 818 ml Ethanol werden 837 ml 20 % ige Natriumethylat-Lösung und 387 ml Triethylphosphonoacetat zugegeben. Das Gemisch wird 5 h unter Rückfluß gekocht, anschließend die Reaktion durch Zugabe von 1. 61 Wasser beendet. Der Niederschlag wird abfiltriert, nachge- waschen und getrocknet. Es werden 369 g (20E)-4,4-Dimethyl-3-oxopregna- 5,17-dien-21-säureethylestererhalten.

'H-NMR (CDC ! g) : 8 = 0.85 und 0.88 (2 s, 3H, 18-und 19-H3), 1.02-2.91 (m, 17 H, Androstendion), 1.26 [s, 6H, 4- (CH3) 2], 1.29 (t, 3H, J = 7.0, C02CH2CH3), 4.15 (q, 2H, J = 7.1, C02CH2CH3), 5.55-5.58 (m, 2H, 6-H und 20-H).

Smp. : 136-138°C. c) (20E)-4, 4-Dimethyl-3-hydroxy-pregna-5, 17-dien-21-carbonsäure- ethylester (6) : 200 g der in Stufe b) beschriebenen Verbindung werden in 2 I Ethanol vorgelegt und mit 20 g Natriumborhydrid in 0.4 I Wasser bei 0 °C versetzt. Anschließend wird 11 h gerührt. Zum Reaktionsgemisch wird eine Lösung von 328 g Citronen- säure in 2.8 I Wasser gegeben und nach 1 h der Feststoff abgetrennt. Der Rückstand wird mehrfach mit Wasser gewaschen und i. V. getrocknet. Es resultieren 190 g (20E)-4, 4-Dimethyl-3ß-hydroxy-pregna-5,17-dien-21-säure- ethylester, welcher ohne Reinigung weiterverwendet wird.

'H-NMR (CDCI3) : 5 = 0.83,1.08,1.10 und 1.15 [4 s, 3H, 4- (CH3) 2,18-und 19-H3], 0.91- <BR> <BR> <BR> 2.90 (m, 17 H, Androstendion), 1.28 (t, 3H, J = 7.1, C02CH2CH3), 3.24 (dd ä 1H, J = 10.2,5.5,3-H), 4.15 (q, 2H, J = 7.1, C02CH2CH3), 5.53-5.59 (m, 2H, 6-H und 20-H).

Smp. : 171-173°C, Verbrennungsanalyse : Ber. C 77.68 H 9.91 Gef. C 77.75 H d) (7) (durch Hydrierung) : 200 g (20E)-4,4-Dimethyl-3D-hydroxy-pregna-5, 17-dien-21-carbonsäure- ethylester werden in 1.2 I THF gelost und mit 0.4 ml 85 % iger Phosphorsäure und 4 g Platinoxid versetzt. Dann wird das Reaktionsgefäß mit Wasserstoff (1 bar) begast. Nach Beendigung der Wasserstoffaufnahme wird vom Katalysator filtriert und das Lösungsmittel abdestilliert. Es resultieren 210 g 4,4-Dimethyl-3-hydroxy-pregn-5-en-21-säureethylester, welcher ohne Reinigung weiterverwendet wird.

4,4-Dimethyl-3ß-hydroxy-pregn-5-en-21-carbonsäureethyle ster (7) (durch Magnesiumreduktion) : 5.0 g (20E)-4,4-Dimethyl-3D-hydroxy-pregna-5, 17-dien-21-säureethylester werden bei RT in 100 ml Methanol gelost und mit 0.5 ml Essigsäure versetzt.

Dann werden portionsweise Magnesiumspäne zum Gemisch gegeben. Nach 2.5 h wird mit 25 ml Essigsäure angesäuert und anschließend mit 200 ml Wasser versetzt. Der Niederschlag wird abfiltriert, mit Wasser nachgewaschen und getrocknet. Es resultieren 4.7 g 4, 4-Dimethyl-3ß-hydroxy-pregn-5-en-21- säureethylester, welcher ohne Reinigung weiterverwendet wird. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>'H-NMR (CDCl3) : 8 = 0.61,1.08,1.10 und 1.15 [4 s, 3H, 4- (CH3) 2,18-und 19-H3], 0.90- 2.42 (m, 18 H, Androstendion), 1.25 (t, 3H, J = 7.1, C02CH2CH3), 3.22-3.26 (m, 1H, 3-H), 4.11 (q, 2H, J = 7.1, C02CH2CH3), 5.55-5.58 (m, 1H, 6-H).

Smp. : 127-129°C, Verbrennungsanalyse : Ber. C 77.27 H 10.38 Gef. C 77.00 H 10.20. e) (1) : 100 g der in Stufe d) beschriebenen Verbindung werden mit 48 g 1,3-Dibrom- 5,5-dimethylhydantoin in 2. 5# n-Heptan 20 h refluxiert. Nach Abkühlung wird das Gemisch mit Essigester extrahiert, die organische Phase mehrfach mit

Wasser gewaschen und eingeengt. Es werden 50 g 4,4-Dimethyl-3p- hydroxypregna-8,14-dien-21-säureethylester erhalten.

'H-NMR (CDC ! g) : # = 0.75,0.83,1.02 und 1.03 [4 s, 3H, 4- (CH3) 2, 18-und 19-H3], 0.62- 2.59 (m, 17 H, Androstendion), 1.26 (t, 3H, J = 7.1, C02CH2CH3), 3.25 (dd, 1H, J = 11.4,4.8,3-H), 4.13 (q, 2H, J = 7.1, C02CH2CH3), 5.35 (br. s, 1H, 15-H).

MS (ber. 386.58) :. M+-Peak bei 387.

Weiterverarbeitung zum 24-trien-3ß-ol (2) (FF-MAS) : f) Beginnend beim 4,4-Dimethyl-3p-hydroxypregna-8, 14-dien-21-säuremethylester weiter zum g) 4, 4-Dimethyl-3ß-[[dimethyl (1,1-dimethylethyl) silyl] oxy] pregna-8,14-dien- 21-säuremethylester, 92 g 4,4-Dimethyl-3ß-hydroxypregna-8, 14-dien-21-säuremethylester werden mit 0,75 Litern N, N-Dimethylformamid, 51 g tertiär-Butyldimethylsilylchlorid und 27,8 g Imidazol 18 Stunden bei 70 °C gerührt. Nach Abkühlung wird auf 10 Liter einer eiskalten 0,5 molaren wässrigen Salzsäure gegossen und filtriert. Der Filterkuchen wird in Ethylacetat aufgenommen, mit 1 normaler Natronlauge neutral gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und eingeengt. Es werden 124,8 g 4, 4-Dimethyl-3ß-[[dimethyl (1,1-dimethylethyl) silyl] oxy] pregna-8,14-dien- 21-säuremethylester erhalten, welcher ohne Reinigung weiterverwendet wird.

h) 4, 4-Dimethyl-3ß-[[dimethyl (1,1-dimethylethyl) silyl] oxy]-5i-cholesta- 8,14,24-trien-21-säuremethylester Zu einer Lösung von 1,04 mol Lithiumdiisopropylamid, hergestellt aus 652 ml einer 1,6 molaren Lösung von n-Butyllithium in Hexan und 174 ml Diisopropyl- amin in 320 ml Tetrahydrofuran werden bei-20 °C 123,5 g der in Stufe b) beschriebenen Verbindung, gelöst in 2,0 Litern Tetrahydrofuran, zugetropft.

Nach 40 Minuten Rühren bei 0 °C wird auf-10 °C geküh ! t und es werden 270 g 5-lodo-2-methyl-2-penten zugetropft. Nach 3stündigem Rühren bei 0 °C wird der Ansatz zwischen Ethylacetat und gesättigter Ammoniumchloridlösung verteilt. Nach Waschen der organischen Phase mit Wasser und gesättigter Kochsalziösung, Trocknung über Natriumsulfat und Filtration wird eingeengt und grob über Kieselgel mit einem Gemisch aus n-Hexan und Ethylacetat filtriert.

Es werden 113 g (0,2 mol) 4, 4-Dimethyl-3ß-[[dimethyl(1,1-dimethylethyl)- silyl] oxy]-5a-cholesta-8, 14, 24-trien-21-säuremethylester erhalten, welcher ohne Reinigung weiterverwendet wird. i) 4, 4-Dimethyl-3ß-[[dimethyl (1,1-dimethylethyl) silyl] oxy]-5a-cholesta- 8,14, 24-trien-21-ol Zu 15,04 g Lithiumaluminiumhydrid, suspendiert in 0,7 Liter Tetrahydrofuran werden bei 0 °C 112,5 g der in Stufe c) beschriebenen Verbindung, gelöst in 0,7 Liter Tetrahydrofuran, getropft. Nach 3 Stunden Rühren bei Raumtempe- ratur wird unter Eiskühlung mit 60 ml gesättigter Ammoniumchloridlösung versetzt. Nach 20 Minuten Rühren wird mit Natriumsulfat versetzt und nach weiteren 10 Minuten abgesaugt. Der Eindampfrückstand wird über eine kurze Saule mit Dichlormethan als Lösemittel filtriert. Nach Einengen des Eluates werden 103,2 g 4, 4-Dimethyl-3ß-[[dimethyl (1,1-dimethylethyl) silyl] oxy]-5a-

cholesta-8,14,24-trien-21-ol erhalten, welches ohne weitere Reinigung weiterverwendet wird. j) 4,4-Dimethyl-3-[[dimethyl (1,1-dimethylethyl) silyl] oxy]-5a-cholesta- 8,14, 24-trien-21-ol-methansulfonat Bei 0 °C werden zu einer Lösung von 102,3 g der in Stufe d) beschriebenen Verbindung in einem Gemisch aus 440 ml Dichlormethan und 84 mi Triethyl- amin 21,8 ml Methansulfonsäurechlorid getropft. Nach 3 Stunden bei Raum- temperatur wird zwischen Wasser und Dichlormethan verteilt. Nach Waschen der organischen Phase mit Natriumhydrogencarbonatlösung, gesättigter Kochsalzlbsung, Trocknung über Natriumsulfat, Filtration und Einengen wird an Kieselgel mit einem Gemisch aus Hexan und Ethylacetat chromatographiert. Es werden 78,2 g 4,4-Dimethyl-3ß-[[dimethyl (1,1-dimethylethyl) silyl] oxy]-5a- cholesta-8,14, 24-trien-21-ol-methansulfonat erhalten. k) 4, 4-Dimethyl-3ß-[[dimethyl (1,1-dimethylethyl) silyl] oxy]-5a-cholesta- 8,14,24-trien 77,2 g der in Stufe e) beschriebenen Verbindung werden nach der in Stufe d) beschriebenen Methode umgesetzt. Nach Filtration des Rohproduktes über Kieselgel mit einem Gemisch aus n-Hexan und Ethylacetat werden 63 g 4,4-Dimethyl-3ß- [ [dimethyl (1, 1-dimethylethyl) silyl] oxy]-5a-cholesta-8, 14,24-trien erhalten.

I) 24-trien-3ß-ol 2 g der in Stufe f) beschriebenen Verbindung werden in einem Gemisch aus 5 ml 6 normaler Salzsäure, 10 ml Ethanol und 30 mi Tetrahydrofuran 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird zwischen Ethylacetat und Wasser verteilt. Nach Waschen der organischen Phase mit 1 normaler Natronlauge, Wasser und gesättigter Kochsalzlösung, Trocknung über Natriumsulfat und Filtration wird der Eindampfrückstand an Kieselgel mit einem Gemisch aus n-Hexan und Ethylacetat chromatographiert.

Es werden 1,45 g 24-trien-3ß-ol erhalten.

Die NMR-Daten stimmen mit denen der Literatur überein (J. Am. Chem. Soc.

111,1989,278)