Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft neue Silylverbindungen und ihre Verwendung bei der Synthese von Wirkstoffen, die in der pharmazeutischen Industrie zur Herstellung von Arzneimitteln verwendet werden.

Bekannter technischer Hintergrund

Aus dem U.S. Patent 3,513,163 sind 21-Trialkylsiloxy-pregnanderivate bekannt, die entzündungshemmende und gluconeogenetische Eigenschaften besitzen sollen. In der DE-OS 41 29 535 werden Pregna-l,4-dien-3,20-dion- 16,17-acetal-21-ester offenbart, die am cyclischen Acetalring einen Butyl-, Isopropyl-, sec. -Butyl-, Cyclohexyl- oder Phenylrest tragen, und deren C-21-Hydroxylgruppe durch einen Acetyl- oder Isobutyrylrest acyliert ist.

Beschreibung der Erfindung

Bei chiralen Wirkstoffen ist das eine Enantiomer bzw. das eine Epimer oftmals wirksamer oder mit weniger Nebenwirkungen verknüpft als das andere. Die möglichst selektive und reine Gewinnung des gewünschten Enantiomers bzw. Epimers ist daher bei chiralen Wirkstoffen von großer Bedeutung.

Erfindungsgemäß wird nun ein neues Verfahren zur Verfügung gestellt, mit dem sich die Epimeren bestimmter Pregna-l,4-dien-3,20-dionderivate besonders gut trennen lassen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Anreicherung des R-Epimeren in einem R/S-Epimerengemisch von Verbindungen der Formel I (siehe beigefügtes Formelblatt), worin Rl 1-7C-A1 kyl oder 3-8C-Cycloalkyl bedeutet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das R/S-Epimerengemisch der Verbindungen der Formel I mit Verbindungen X-Si (R2)(R3)R4, worin R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sind und jeweils einen 1-7C-Alkylrest oder Phenylrest darstellen und X eine geeignete Abgangsgruppe darstellt, sily- liert, das erhaltene R/S-Gemisch des Silylderivats der Formel II (siehe beigefügtes Formelblatt), worin Rl, R2, R3 und R4 die oben angegebenen Be-

deutungen haben, fraktioniert zur Kristallisation bringt, und aus den zuerst erhaltenen Kristallfraktionen das mit R-Epimeren angereicherte R/S-Epimerengemisch von Verbindungen der Formel I durch saure Hydrolyse freisetzt.

1-7C-Alkyl steht für geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen. Beispielsweise seien der Heptyl-, Hexyl-, Neopentyl-, Isopentyl-, Pentyl-, Butyl-, iso-Butyl-, sec.-Butyl-, tert. -Butyl-, Propyl-, Isopropyl-, Ethyl- und der Methylrest genannt.

Ein bevorzugter 1-7C-Alkylrest Rl ist der Propylrest.

Ein bevorzugter 1-7C-Alkylrest R2 ist der Methylrest.

Ein bevorzugter 1-7C-Alkylrest R3 ist der Methylrest.

Ein bevorzugter 1-7C-Alkylrest R4 ist der 1,1,2-Trimethylpropyl est

(Thexylrest) .

3-8C-Cycloalkyl steht für den Cyclopropyl -, Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl- und Cyclooctylrest. Ein bevorzugter 3-8C-Cyclo- alkylrest ist der Cyclohexylrest.

Die Umsetzung der Verbindungen der Formel I mit den Silylverbindungen X-Si (R2) (R3)R4 erfolgt auf eine dem Fachmann an sich vertraute Weise in inerten Lösungsmitteln, wie beispielsweise in Dimethylformamid, Chloroform, Methylenchlorid, Diethylether, Tetrahydrofuran oder Pyridin bei Temperatu¬ ren zwischen 20"C und 80°C, insbesondere zwischen 40 ^β C und 60'C. Als geeignete Abgangsgruppen X seien vorzugsweise Halogenatome, insbesondere Chlor genannt.

Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise in Gegenwart einer Hilfsbase, beispiels¬ weise in Gegenwart eines anorganischen Carbonats, wie Kaliumcarbonat, oder in Gegenwart eines geeigneten organischen Amins, wie Triethylamin, Diiso- propylethylamin, Pyridin oder Imidazol.

Die fraktionierte Kristallisation wird auf eine dem Fachmann vertraute Weise vorgenommen, beispielsweise durch allmähliches Einengen der Lösung, in deren Lösungsmittel das R-Epimer schwerer löslich ist als das S-Epimer, und Abtrennen der ausfallenden Kristalle, oder durch allmähliches Zugeben eines Lösungsmittels zu einer Lösung, in dem das R-Epimer schwerer löslich

ist als das S-Epimer, und Abtrennen der ausfallenden Kristalle. Als bei¬ spielhafte Lösungsmittel, in denen das R-Epimer der Verbindungen der Formel II schlechter löslich ist als das S-Epimer seien genannt: Ester, wie Ethylacetat oder Ethylacetat/Petrolether-Ge isehe; Alkohole, wie Ethanol oder Ethanol/Wasser-Gemische.

Durch diese fraktionierte Kristallisation, die gewünschtenfalls auch wiederholt werden kann, läßt sich erfindungsgemäß das R-Epimer zu > 97 %, insbesondere zu > 99 % anreichern.

Die saure Hydrolyse der Verbindungen der Formel II (Abspaltung des Si (R2) (R3)R4-Restes) erfolgt in an sich bekannter Weise in wäßrigen oder Wasser enthaltenden Lösungsmitteln, wie Tetrahydrofuran oder Dimethylfor- mamid in Gegenwart einer Säure, wie Trifluoressigsäure, Essigsäure oder Chlorwasserstoff, wobei das Molverhältnis Säure/Verbindung II vorteilhaf¬ terweise zwischen 1:1 und 10:1 und das Molverhältnis Wasser/Verbindung II zwischen 5:1 und 20:1 liegt. Überraschenderweise wird bei der sauren Hy¬ drolyse des Silylrestes der Acetalring nicht angegriffen.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man vorteilhaf¬ terweise von solchen Verbindungen der Formel I aus, bei denen das R-Epimer bereits angereichert ist. Die Verbindungen der Formel I erhält man dabei in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von 16-Hydroxyprednisolon mit dem entsprechenden Aldehyd R1-CH0, wobei durch geeignete Variation der Reak¬ tionsbedingungen die Umsetzung so gesteuert werden kann, daß überwiegend das R-Epimer entsteht. Zur überwiegenden Herstellung des R-Epimeren der Formel I werden beispielsweise folgende Bedingungen bevorzugt: Halogenierte Kohlenwasserstoffe oder Nitromethan mit Methansulfonsäure bei RT bis 40°C, oder 35-70 %ige Perchlorsäure bei 0°C bis RT. Eine weitere Möglichkeit zur überwiegenden Herstellung des R-Epimeren besteht in der Behandlung des Epi- merengemisches (Formel I) mit 70 %iger Perchlorsäure in einem geeigneten Lösungsmittel, wie z.B. Methylenchlorid, bei 0°C (Epi erisierung) .

Weiterer Gegenstand der Erfindung sind die Verbindungen der Formel II, worin Rl, R2, R3 und R4 die oben angegebenen Bedeutungen haben.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung näher. RT steht für Raum¬ temperatur, Min. für Minute(n), h für Stunde(n), Schmp. für Schmelzpunkt.

Bei spi el e

A. Herstellung der Verbindungen II

1. Verbindung Ha (R ¹ = Cyclohexyl, R ² =R ³ =R ⁴ =Methyl)

3,0 g (6,37 mmol) der Verbindung I mit R = Cyclohexyl werden in 15 ml Di- ethylformamid gelöst, mit 510 mg (7,5 mmol) Imidazol und 980 mg (9,0 mmol) Trimethylchlorsilan versetzt und 30 Min. bei RT gerührt. Man gießt auf Na- triumhydrogencarbonatlösung, saugt den Feststoff ab und spült mit Wasser nach. Rohausbeute quantitativ, R. = 0,66 (Kieselgel, Ethylacetat/Petrol- ether = 2:3).

2. Verbindung Ilb (R ¹ = Cyclohexyl, R ³ =R ⁴ =Methyl , R ² =Thexyl)

10,0 g (21,2 mmol) der Verbindung I mit R = Cyclohexyl werden in 60 ml Di- methylformamid gelöst, mit 2,0 g (29,4 mmol) Imidazol und 5,0 ml (25,4 mmol) Thexyldimethylsilylchlorid versetzt. Nach 2 h Rühren bei 30-40°C gießt man auf 400 ml 0,5N Salzsäure, saugt den Niederschlag ab und wäscht mit Wasser nach. Rohausbeute: quantitativ, R _f (22R) = 0,6, R _f (22S) = 0,56 (Kieselgel, Petrolether/Ethylacetat = 2:1).

3. Verbindung Ilb (R ¹ = Cyclohexyl, R ³ =R ⁴ =Methyl , R ² =Thexyl)

0,77 g (1,64 mmol) der Verbindung I mit R = Cyclohexyl werden in 10,0 ml Pyridin gelöst und mit 0,45 g (2,5 mmol) Thexyldimethylchlorsilan und 10,0 mg Dimethylaminopyridin versetzt. Man erwärmt 6 h auf 80°C, gießt dann auf Wasser und extrahiert die Wasserphase mit Ethylacetat. Die organische Phase wird mit IN Salzsäure gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet, abge¬ saugt, mit Hexan versetzt und im Vakuum langsam eingeengt. Der Niederschlag wird abgesaugt und getrocknet. Ausbeute 0,22 g (22 %) ; R _f -Wert siehe Bei¬ spiel 2.

4. Verbindung Ilb (R ¹ = Cyclohexyl, R ³ =R ⁴ =Methyl , R ² =Thexyl )

5 g (10,6 mmol) der Verbindung I mit R = Cyclohexyl werden in 30 ml Dime- thylformamid gelöst und mit 9,6 g (53,7 mmol) Thexyldimethylchlorsilan ver¬ setzt. Bei 60"C wird portionsweise 4 _> 5 g (32,6 mmol) Kaliumcarbonat zugege-

ben. Nach 6 h Rühren wird mit Wasser/Ethylacetat extrahiert und die organi¬ sche Phase nach Trocknen mit Natriumsulfat eingeengt. Der Rückstand wird mit 20 ml Isopropanol ausgerührt, abgesaugt und getrocknet. Ausbeute: 4,8 g (74 %); R _f -Wert siehe Beispiel 2.

5. Verbindung IIc (R^Cyclohexyl , R ² =R ³ =R ⁴ =Isobutyl)

5,0 g (10,6 mmol) der Verbindung I mit R = Cyclohexyl werden in 25 ml Dimethylformamid gelöst und mit 1,0 g (14,7 mmol) Imidazol und 3,08 g (13,1 mmol) Triisobutylchlorsilan versetzt. Nach 5 h Rühren wird die Lösung in Wasser getropft, mit Ethylacetat extrahiert, die organische Phase mit Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Rohausbeute 93 %, R _f =0,71 (Kiesel - gel, Petrolether/Ethylacetat = 3:2).

6. Verbindung Ild (R^Cyclohexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , R ² =t-Butyl)

10,0 g (21,3 mmol) der Verbindung I mit R = Cyclohexyl werden in 60 ml Dimethylformamid gelöst und mit 1,7 g (25,0 mmol) Imidazol und 3,77 g (25,0 mmol) t-Butyldimethylchlorsilan versetzt. Nach 3 h Rühren bei RT gießt man auf Wasser, saugt den Niederschlag ab und wäscht mit Wasser nach. Rohausbeute 95 %, R _f =0,76 (Kieselgel, Ethylacetat/Petrolether = 2:3).

7. Verbindung He (R^Cyclohexyl , R ² =t-Butyl, R ³ =R ⁴ =Phenyl)

4,7 g (10,0 mmol) der Verbindung I mit R = Cyclohexyl werden in 25 ml Dimethylformamid gelöst und mit 885 mg (13,0 mmol) Imidazol und 3,3 g (12,0 mmol) t-Butyldiphenylchlorsilan versetzt. Nach 4 h Rühren bei RT wird die Lösung in Wasser getropft, der Niederschlag abgesaugt, mit Wasser ge¬ waschen und getrocknet. Rohausbeute: 6,4 g (91 %) : R _r =0,55 (Kieselgel, Pe¬ trolether/Ethylacetat = 3:2).

8. Verbindung Ilf (R^Propyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl )

9,0 g (20,9 mmol) der Verbindung I mit R ¹ = Propyl und 1,77 g (26,0 mmol) Imidazol werden in 50 ml Dimethylformamid gelöst und mit 4,47 ml (25,0 mmol) Thexyldimethylchlorsilan versetzt. Nach 20 Min. Rühren bei 40°C wird die Lösung in 1 1 Wasser getropft, der Niederschlag abgesaugt und ge¬ trocknet. Rohausbeute: quantitativ. R _f =0,74 (Kieselgel, Ethylacetat/Petrol¬ ether = 1:1).

B. Epimerenanreicherung bei den Verbindungen II

9. 1,5 g (2,76 mmol) Ha (R^Cyclohexyl ; R ² =R ³ =R ⁴ =Methyl , 92 % 22 R-Epim¬ er) werden in der Wärme in 5 ml Ethylacetat gelöst und bis zur Trübung mit Petrolether versetzt. Die Kristalle werden abgesaugt und getrocknet. Ausbeute: 0,56 g (37 %) , Schmp. 176-179°C, 96 % 22R-Epimer. R _f -Wert siehe Beispiel 1.

10. 11,8 g (20,2 mmol) Ild (R^Cyclohexyl , R ² =t-Butyl, R ³ =R ⁴ =Methyl , 91 % 22R-Epimer), werden in Ethylacetat gelöst und im Vakuum langsam eingeengt. Der Niederschlag wird abgesaugt und getrocknet. Ausbeute: 4,42 g (37,5 %), 98,6 % 22R-Epimer. Schmp.: 238-24TC, R _f -Wert siehe Beispiel 6.

11. 396 g (646 mmol) Ilb (R^Cyclohexyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , 92,5,% 22R-Epimer) werden unter Erwärmen in 5,0 1 Ethylacetat gelöst und im Vakuum langsam eingeengt. Die entstehende Suspension wird abgesaugt und getrocknet. Ausbeute: 317 g (80 %) , 98 % 22R-Epimer. Schmp.: 237-243'C, Rf-Wert siehe Beispiel 2.

12. 13,0 g (21,2 mmol) Ilb (R^Cyclohexyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , 91 % 22R-Epimer) werden in 200 ml abs. Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 8,4 g (64,6 %), 97 % 22R-Epimer. Schmp.: 232-238'C, R _f -Wert siehe Beispiel 2.

13. 3,0 g (4,9 mmol) Ilb (R^Cyclohexyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , 93 % 22R-Epimer) werden mit 20 ml Ethylacetat heißextrahiert. Ausbeute: 2,02 g (3,29 mmol, 67,3 ), 99,3 % 22R-Epimer. Schmp.: 240-243 ^β C, R _f -Wert siehe Beispiel 2.

14. 3,0 g (4,9 mmol) Ilb (R^Cyclohexyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , 93 % 22R-Epimer) werden mit 20 ml Ethanol heißextrahiert. Ausbeute: 2,43 g (3,96 mmol, 81,0 ), 97,5 % 22R-Epimer. Schmp.: 241-243 ^β C, R _f -Wert siehe Beispiel 2.

15. 10,0 g (17,46 mmol) Ilf (R^Propyl, R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , 82 % 22R-Epimer) werden in 22 ml Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 5,81g (10,1 mmol, 58,1 %) , ca. 92 % 22R-Epimer. Schmp.: 220-223 ^β C, R _f -Wert siehe Beispiel 7.

C. Saure Hydrolyse der Verbindungen II

16. 16,6 g (27,1 mmol) Ilb (R^Cyclohexyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , > 99 % 22R-Epimer) werden in 65 ml Tetrahydrofuran gelöst, mit 4,6 g (40,5 mmol) Trifluoressigsäure und 3 ml Wasser versetzt und 12 h bei 60°C gerührt. Man versetzt mit 3,5 g festem Natriumhydrogencarbonat, saugt ab und engt das Filtrat ein. Der Rückstand wird in Ethylacetat gelöst und im Vakuum langsam eingeengt, der Niederschlag abgesaugt und getrocknet. Ausbeute 11,0 g der Verbindung I mit R^Cyclohexyl (86,2 %) . Schmp.: 256-261 ^β C (Heißextraktion mit Ethylacetat). 99,4 % 22R-Epimer. R _f = 0,21 (Kieselgel, Ethylacetat/Pe- trolether = 1:1) .

17. 5,0 g (8,2 mmol) Ilb (R^Cyclohexyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , > 98 % 22R-Epimer) werden in 15 ml Dimethylformamid suspendiert, mit 1,14 g

(13 mmol) Trifluoressigsäure und 2 ml Wasser und nach 6,5 h Rühren bei 50°C mit 1,1 g (13 mmol) Natriumhydrogencarbonat versetzt. Die Lösung wird in Wasser getropft, der Niederschlag abgesaugt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Ausbeute 3,75 g (97 %) der Verbindung I mit R =Cyclohexyl ;

> 98 % 22R-Epimer, R _f -Wert siehe Beispiel 16.

18. 20 mg Ilb (R^Cyclohexyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , > 98 % 22R-Epimer) werden in 500 μl Tetrahydrofuran gelöst, mit 500 μl Essigsäure und 200 μl Wasser versetzt, 4 h bei 40°C und 12 h bei RT gerührt. DC-Umsatz vollständig, R^-Wert siehe Beispiel 16, 98,5 % 22R-Epimer.

19. 20 mg Ilb (R^Cyclohexyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , > 98 % 22R-Epimer) werden in 1,0 ml Tetrahydrofuran gelöst und mit 50 μl 14%iger Chlorwasserstoff/Dioxanlösung versetzt. Man läßt 3 h bei RT rühren und neutralisiert dann mit Natriumhydrogencarbonat. DC-Umsatz vollständig, R _f -Wert siehe Beispiel 16, 98,7 % 22R-Epimer.

20. 0,5 g (0,85 mmol) Ild (R^Cyclohexyl , R ² =t-Butyl , R ³ =R ⁴ =Methyl ,

> 97,5 % 22R-Epimer) werden in 2 ml Tetrahydrofuran gelöst und mit 200 μl (2,6 mmol) Trifluoressigsäure und 100 μl Wasser versetzt. Nach 1 h Rühren bei 70°C wird die Lösung eingeengt, der Rückstand in Diisopropylether auf¬ geschlämmt, abgesaugt und getrocknet. Ausbeute: 0,32 g (80 %) der Verbin¬ dung I mit R =Cyclohexyl; 97 % 22R-Epimer, Rr-Wert siehe Beispiel 16.

21. 3,2g (5,59 mmol) Ilf (R^Propyl , R ² =Thexyl , R ³ =R ⁴ =Methyl , > 97 % 22R- Epi er) werden in 20 ml Tetrahydrofuran gelöst und mit 1,0 g (9,0 mmol) Trifluoressigsäure und 600 μl Wasser versetzt. Man rührt 10 h bei 65 ^β C und 10 h bei RT, gibt 840 mg (10 mmol) Natriumhydrogencarbonat zu und arbeitet auf wie unter Beispiel 16 angegeben. Ausbeute: 1,6 g (66,5 %) der Verbin¬ dung I mit R^Propyl. Schmp.: 264-267 ^β C (Heißextraktion Ethanol), 97,8 % 22R-Epimer. R _f = 0,19 (Kieselgel, Ethylacetat/Petrolether = 1:1).

D. Herstellung der Ausgangsverbindungen I

22. 9,4 g (25 mmol) 16α-Hydroxyprednisolon werden in 70 ml Nitromethan suspendiert, unter Kühlung im Eisbad mit 6,87 ml (80 mmol) 70 %iger Perchlorsäure versetzt und 2,16 g (30 mmol) Butyraldehyd zugetropft. Nach 16 h Rühren bei RT wird auf Natriumhydrogencarbonatlösung gegeben, der Niederschlag abgesaugt, mit Wasser gewaschen und bei 60 ^β C im Vakuum getrocknet. Ausbeute: 10,0 g (92 %) , Epi erenverhältnis R/S = 82/18.

23. 2,0 g (5,3 mmol) 16α-Hydroxyprednisolon werden in 10 ml Nitromethan suspendiert und 1,5 ml (17,4 mmol) 50 %ige Perchlorsäure und anschließend 0,8 ml (6,6 mmol) Cyclohexanaldehyd zugetropft. Nach 2 h Rühren bei RT wird die Reaktionsmischung mit Natriumhydrogencarbonatlösung versetzt, der Niederschlag abgesaugt, mit Wasser gewaschen und bei 50°C im Hochvakuum getrocknet. Ausbeute: 2,2 g (88 %) , Epimerenverhältnis R/S = 92/8.

Bestimmung der Epimerenverhältnisse für Verbindungen I und II

Die Bestimmung der Epimerenverhältnisse erfolgt mittels HPLC. Dabei müssen Verbindungen Ila-e in analytischen Mengen nach einer der in Beispielen 16-20 beschriebenen Methoden zu den entsprechenden Verbindungen I umgesetzt und dann deren Epimerenverhältnis bestimmt werden. Dabei führen unter¬ schiedliche Spaltungsbedingungen zu gleichen Ergebnissen.

Chromatographiebedingungen:

Phase: ODS-Hypersil , 5 μm, d = 4,6 mm, 1 = 12,5 cm

Fluß: 1 ml/min

Raumtemperatur

Verbindung I mit R = Cyclohexyl: Eluent Wasser/Ethanol = 53/47

Verbindung I mit R = Propyl: Eluent Wasser/Ethanol = 65/35

Verbindung Ilf: Eluent Wasser/Ethanol = 36/64