Derivaten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 16α-Hydroxy-estra- l,3,5(10)-trien-Derivaten der allgemeinen Formel I

worin

R _j ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit maximal 4 Kohlenstoffatomen, eine Benzylgnippe oder eine Acylgruppe mit maximal 8 Kohlenstoffatomen bedeutet,

und

X und Y gemeinsam eine Oxogruppe symbolisieren, oder worin X eine Hydroxygruppe und Y ein Wasserstoffatom darstellt, herstellbar, indem man ein Estra- 1,3,5(10), 16-tetraen-Derivat der allgemeinen Formel II

woπn

Rj die obengenannte Bedeutung besitzt und R ₂ eine Acylgruppe mit maximal 8 Kohlenstoffatomen darstellt,

mittels Persäuren in ein 16α,17α-Epoxid überfuhrt und dieses mittels Mineralsäuren spaltet oder daß man es mittels eines Bromkationen liefernden Reagenzes in das entsprechende 16α-Brom-Derivat überfuhrt und dann das Brom umlagert und gegen eine Hydroxygruppe austauscht

und/oder dann das erhaltene 16α-Hydroxy-estra-l,3,5(10)-trien-17-on-Derivat der allgemeinen Formel I a

worin R _j die obengenannte Bedeutung besitzt in Gegenwart einer starken, wässrigen Pufferlösung vom pH-Wert 5 - 6,5 mittels Natiumborhydrid zu den entsprechenden 3, 16α,17ß-Trihydroxy-estra-l,3,5(10)-trien-Derivaten der allgemeinen Formel I b

worin Ri die obengenannte Bedeutung besitzt, reduziert.

Estriol (Estra-l,3,5(10)-trien-3,16α,17ß-triol) ist ein natürlich vorkommendes Estrogen, welches auch in zahlreichen pharmazeutischen Präparaten Anwendung findet.

Seine Herstellung erfolgt seit langem, indem man Estra-l,3,5(10)-tetraen-Derivate der allgemeinen Formel II in ihre 16α,17α-Epoxide überführt und diese gegebenenfalls nach Aufspaltung in recht aufwendiger Weise mit Lithiumaluminiumhydrid reduziert (Norman S. Leeds et al., J. Amer. Chem. Soα, 1_, 1954, p 2943 ff).

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, das Estriol und dessen in der 3-Position mit Schutzgruppen versehenem Derivat auf wesentlich einfachere Weise herzustellen. Zudem hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorzug, daß die hierbei anfallenden Abwässer weniger umweltbelastend sind als jene, die bei den vorbekannten Verfahren anfallen.

Im Wesentlichen betrifft die Erfindung die Reduktion der lόα-Hydroxy-estra- l,3,5(10)-trien-17-on-Derivate der allgemeinen Formel I a mittels Natriumborhydrid zu den 3,16α,17ß-Trihydroxy-estra-l,3,5(10)-trien-Derivaten der allgemeinen Formel I b. Dieser Reaktionsschritt gelingt nach bisheriger Kenntnis nur dann unter Erzielung guter Ausbeuten an Verfahrensprodukt, wenn man ihn in Gegenwart einer starken, wässrigen-Pufferlösung vom pH- Wert 5 - 6,5 durchführt. Im neutralen oder schwach basischen Bereich werden die 16α-Hydroxy-estra-l,3,5(10)-trien-17-on-Derivate der allgemeinen Formel I a sehr rasch in die entsprechenden 17ß-Hydroxy-estra-l, 3,5(10)- trien-16-on Verbindungen umgewandelt, wie dies auch für andere derartige

Verbindungen beschrieben ist (N. S. Leeds et al., J. Amer. Chem. Soc., 7__, 2943, 1954 ff ; J. S. Elle et al., J. Chem. Soc. (C), 1967, 542 ff; A. B. Turner Natural Product Reports 1992, 39 ff). Diese 16-Ketoverbindungen führen aber bei der Reduktion zu den isomeren 16ß,17ß-Hydroxyverbindungen.

Bemerkenswert ist, daß Estron selbst in Gegenwart einer starken, wässrigen Pufferlösung vom pH-Wert 5 - 6,5 nicht mit Natriumborhydrid reduziert werden kann.

Da die Löslichkeit der 16 -Hydroxy-estra-l,3,5(10)-trien-17-on-Derivate in Wasser meist sehr gering ist, ist es zweckmäßig, der Reaktionsmischung ein wasserlösliches inertes Lösungsmittel, wie zum Beispiel einen polaren Ether (1,2-Dimethoxy-ethan, Dioxan, Tetrahydrofuran etc.), zuzusetzen.

Zur Durchführung des erfmdungsgemäßen Verfahrens ist es ohne Bedeutung, welche Puffersubstanzen man zur Herstellung der Pufferlösungen verwendet, vorausgesetzt, die Puffersubstanzen sind gegenüber Natriumborhydrid inert. Um die bei dieser Reaktion anfallenden Mutterlaugen und Waschflüssigkeiten möglichst umweltschonend zu entsorgen, ist es zweckmäßig, solche Puffersubstanzen zu verwenden, die biologisch leicht abbaubar sind, wie zum Beispiel Natriumacetat. Die Pufferlösung sollte zweckmäßigerweise 0,5 bis 15,0 mol Puffersubstanzen (vorzugsweise

Alkali etallacetat oder Alkalimetallphosphat) pro Liter enthalten, um eine starke Pufferwirkung zu erzielen.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man so vor, daß man das benötigte 16α-Hydroxy-estra-l,3,5(10),16- trien-17-on-Derivat der Formel I a nicht isoliert, sondern aus einem Estra- 1,3,5(10), 16-tetraen-Derivat der allgemeinen Formel π eine Lösung des 16α-Hydroxy-estra-l,3,5(10)-trien Derivates herstellt, welche durch eine zweckmäßige Wahl der zur Reaktion benötigten Säuren und Basen und/oder durch Zugabe von Salzen auf einen pH-Wert von 5 - 6,5 abgepuffert ist.

Dies kann auf zwei unterschiedlichen Wegen geschehen :

Bei dem Weg A wird das Estra-1, 3,5(10), 16-tetraen-Derivat der allgemeinen Formel π in einem polaren organischen Lösungsmittel, wie zum Beispiel einem polaren Ether gelöst und mit einer wässrigen Persäure-Lösung wie Perbenzoesäure-Lösung oder insbesondere Peressigsäure-Lösung versetzt. Das erhaltene Epoxid wird dann durch Einengen der Reaktionsmischung oder Ausfällen mit Wasser isoliert, in einem polaren Lösungmittel gelöst und mit einer verdünnten Mineralsäure wie verdünnter Schwefelsäure gespalten. Die erhaltene Reaktionslösung kann dann beispielsweise durch Zugabe von Natriumacetat auf eine pH-Wert von 5,0 - 6,5 abgepuffert und zur weiteren Umsetzung verwendet werden.

Bei dem alternativen Weg B wird das Estra-l,3,5(10),16-tetraen-Derivat der allgemeinen Formel II mit einem Bromkationen liefernden Reagenz, wie N-Bromsuccinimid, N-Bromacetamid oder Dibromdimethylhydantoin unter den an sich bekannten Bedingungen in die entsprechende 16-Brom Verbindung überführt (Gary J. Matthews et al. "Synthesis of Oxirones, Aziridines and Episulfides" in John Fried et al. "Organic Reactions in Steroid Chemistry", von Norstrand Reinhold Comp., New York et al., 1972, Vol II, p 1 ff). Das so erhaltene 16α-Brom-Derivat wird in einem polaren organischen Lösungmittel gelöst und dann mit wässriger Alkalimetallhydroxid- Lösung zur 16ß-Bromverbindung umgelagert, welche zur entsprechenden, 16α- Hydroxyverbindung hydrolysiert wird. Auch in diesem Fall wird die Reaktionsmischung in der gleichen Weise aufbereitet und umgesetzt wie die Reaktionslösung, die bei der Herstellung auf dem Weg A beschrieben ist. Es ist aber andererseits auch möglich, das 16α-Hydroxy-estra-l,3,5(10)-trien-17-en-Derivat der allgemeinen Formel I a zu isolieren und dieses mit Natriumborhydrid zu reduzieren.

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele dienen zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel i a) 100,0 g 3-Hydroxy-estra-l,3,5(10)-trien-17-on werden mit 500 ml Isopropenylacetat und 16,0 g p-Toluolsulfonsäure versetzt und unter Rückfluß erhitzt. Gleichzeitig wird eine Mischung aus Aceton und Isopropanylacetat kontinuierlich abdestilliert, bis eine Innentemperatur von 98 °C erreicht ist.

Dann kühlt man die Mischung auf -3 °C und versetzt sie mit 30 ml Triethylamin.

Man filtriert das ausgefallene 3,17 Diacetoxy-estra-l,3,5(10),16-tetraen ab, wäscht es mit kaltem Methanol, löst es in 800 ml Tetrahydrofuran und versetzt die Lösung mit 270 ml 20 %iger wässriger Peressigsäure. Man rührt die Reaktionsmischung 3 Stunden lang bei Raumtemperatur, versetzt sie mit einer Lösung von 200 g Natriumacetat in 750 ml Wasser, kühlt sie auf 10 °C, versetzt sie mit 2,3 1 Wasser und einer Lösung von 120 g Natriumbisulfit in 600 ml Wasser. Dann filtriert man das ausgeschiedene 3,17ß-Diacetoxy-16α,17α-epoxy-estra-l,3,5(10)-trien ab, wäscht es mit Wasser neutral, trocknet es bei 25 °C im Vakuum und erhält so 82,0 g Produkt vom Schmelzpunkt 148 - 150 °C.

b) 100,0 g 3,17ß-Diacetoxy-16α,17-epoxy-estra-l,3,5(10)-trien werden in 600 ml Tetrahydrofuran gelöst, und dann zu einer auf -10 °C gekühlten Lösung von 150 ml 6 N-wässriger Schwefelsäure in 200 ml Tetrahydrofuran zugetropft. Man läßt die Reaktionsmischung auf +3 °C erwärmen und rührt sie noch zwei weitere Stunden. Dann setzt man 350 ml Methanol und eine Lösung von 120,0 g Natriumacetat in 300 ml Wasser zu und kühlt die Mischung auf -20 °C. Bei einem pH- Wert von 5 - 6,5 tropft man eine Lösung von 20,0 g Natriumborhydrid in 100 ml Wasser zu, rührt noch 30 Minuten bei 0 °C und tropft dann bei 10 °C 50 ml Aceton zu.

Dann destilliert man 200 ml Lösungmittel-Gemisch ab, kühlt auf 40 °C, filtriert das ausgefallene 3-Acetoxy-estra-l,3,5(10)-trien-16α,17ß-diol ab und wäscht es mit Wasser neutral.

Das noch feuchte Produkt wird in einer Mischung von 560 ml Tetrahydrofuran und 240 ml Methanol gelöst, bei 25 °C mit 150 ml 6 N wässriger Schwefelsäure versetzt und 4 Stunden lang bei 55 °C gerührt.

o

Dann setzt man der Reaktionsmischung 72,0 g festes Natriumhydrogencarbonat zu, versetzt mit 800 ml Toluol und destilliert 800 ml Lösungmittelgemisch ab. Erneut werden 800 ml Toluol zugegeben und 1000 ml Lösungmittelgemisch abdestilliert. Man läßt die Mischung auf 35 °C abkühlen, versetzt sie mit 560 ml Dichlormethan und erhitzt eine Stunde lang unter Rückfluß. Dann läßt man die Mischung auf 25 °C abkühlen, filtriert das ausgeschiedene Estra-l,3,5(10)-trien-3,16α,17ß-triol ab, wäscht es mit Toluol/Dichlormethan (1:1) und trocknet es im Vakuumschrank bei 50 °C.

Man erhält so 63,5 g Produkt.

[a] ²⁰ D = +58 ° (c-1 in Dioxan)

Beispiel 2 a) 25,0 g 3, 17-Diacetoxy-estra-l,3,5(10),16-tetraen (hergestellt nach Beispiel 1) werden in 175 ml Isopropanol gelöst und bei 20 °C spatelweise mit 12,5 g

Dibromdimethylhydantoin versetzt. Man rührt die Mischung noch 2 Stunden lang, versetzt mit 0,75 g p-Toluolsulfonsäure und rührt weitere 30 Minuten lang.

Dann setzt man der Reaktionsmischung eine Lösung von 0,63 g Natriumbisulfit in 75 ml Wasser zu und fällt das Produkt durch Zugabe von 425 ml Wasser aus. Man filtriert das erhaltene 3-Acetoxy-16α-brom-estra-l,3,5(10)-trien-17-on ab, wäscht es mit Wasser neutral und trocknet es im Vakuumschrank bei 25 °C. Man erhält so 28 g Produkt vom Schmelzpunkt 168 - 171 °C.

b) 5,0 g 3-Acetoxy-16α-brom-estra-l,3,5(10)-trien-17-on werden in einer Mischung aus 15 ml Pyridin und 25 ml Dimethylformamid gelöst. Dann tropft man zu der Lösung eine Lösung von 1,5 g Natriumhydroxid in 15 ml Wasser, rührt zwei Stunden lang und fügt 120 ml 10 %ige wässrige Schwefelsäure zu. Man filtriert das ausgeschiedene 3,16α-Dihydroxy-estra-l,3,5(10)-trien-17-on ab, wäscht es mit Wasser neutral, trocknet es bei 25 °C im Umlufttrockenschrank und erhält so 3,3 g Produkt vom Schmelzpunkt 231 - 235 °C.

c) Das 3, 16α-Dihydroxy-estra-l,3,5(10)-trien-17-on wird in Tetrahydrofuran gelöst, mit 2 N Schwefelsäure-Natriumacetat-Puffer vom pH- Wert 5,0 - 6,5 versetzt, mit Natriumborhydrid reduziert wie im Beispiel 1 beschrieben, und man erhält nach der Aufbereitung der Reaktionsmischung das 3,16α,17ß-Trihydroxy-estra-l,3,5(10)trien.