AT316765B

AT316765B - Verfahren zur Herstellung von neuen Estern herzwirksamer Steroide oder Steroidglykoside

Info

Publication number: AT316765B
Application number: AT762169A
Authority: AT
Inventors: Rudolf Megges Dr; Franke Renate; Barbara Streckenbach Dr; Hans-Joerg Schmidt Dr; Dr Kurt Repke Dl
Original assignee: Dl Veb Arzneimittelwerk Dresde
Priority date: 1968-09-23
Filing date: 1969-08-07
Publication date: 1974-07-25

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Estern herzwirksamer Steroide oder Steroidglykoside. Bei diesem Verfahren wird eine selektive Acylierung durchgeführt. 



   Die herzwirksamen Steroide, beispielsweise Digitoxin, Gitoxin, Gitoxigenin, Lanatosid B, Purpureaglykosid B, Dioxin, Lanatosid C, Desacetyllanatosid C, Strophanthidin, Strophanthidol, Ouabain, enthalten eine mehr oder minder grosse Zahl von Hydroxygruppen, die durch Umsetzung mit reaktionsfähigen Säurederivaten verestert werden können (vgl.   z. B. DDR-Patentschrift   Nr. 47610, deutsche Auslegeschrift 1060160). Auf diese Weise ist jedoch nur ein geringer Teil der theoretisch möglichen Acylderivate der herzwirksamen Steroide zugänglich. Bedingt durch die Reaktivität und die sterischen Verhältnisse der Hydroxygruppen erfolgt der Eintritt 
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 Reaktionsbedingungen kaum zu beeinflussen ist. 



   So führt die Umsetzung von Gitoxin mit Acetanhydrid (Molverhältnis 1 : 80) bei   220C   nach 10 min überwiegend zum   B-Acety1derivat.   Nach 1 h ist das   ss,   16-Diacetylderivat Hauptprodukt, nach 8 h das a, ss, 16-Triacetat und nach 21 h sind etwa zu gleichen Teilen a,   ss,&gamma; , 16- und &alpha;ss,#,16-Tetraacetat   entstanden. Aus der DDR-Patentschrift Nr. 47610 schliesslich ist bekannt, dass die vollständige Acetylierung des Gitoxins durch einstündiges Kochen mit Acetanhydrid erreicht wird. Damit entstehen von den 31 theoretisch möglichen Acetylgitoxinen in nennenswertem Umfang nur 6. Die übrigen werden nur in geringer Menge oder gar nicht gebildet. 



   DiueUmsetzungvonherzwirksamenSteroidenmitTetraacetatoboratistausderDDR-PatentschriftNr. 58507 bekannt. Dabei werden aus den eingesetzten herzwirksamen Steroiden jeweils 1 bis 2 borhaltige Derivate ungeklärter Struktur erhalten,   d. h.   die Eintrittsstellen der borhaltigen Reste sind nicht bekannt. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur selektiven Acylierung herzwirksamer Steroide zu entwickeln und die Gewinnung bisher nicht oder nur schwer zugänglicher Acylderivate zu ermöglichen. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass herzwirksame Steroide oder   Steroidg1ykoside   vom   Cardenolid-bzw. Bufadienolidtyp,   die im Zucker-oder Steroldteil eine oder mehrere cis-ständige 1,   3- bzw. 1, 2-Diolgruppierungen   enthalten der allgemeinen Formel 
 EMI1.2 
 in der 
 EMI1.3 
 
Rriger Lactonring R7 = H oder 1 bis 4 miteinander verknüpfte Zuckerreste, wie Digitoxose, Rhamnose,
Glucose, Cymarose, 
 EMI1.4 
 
5 :

  Gruppierung der allgemeinen Formel 
 EMI1.5 
 worin
Rg = der Zucker- oder Steroidrest   RIO = Ary1-, oder OH   
X = sofern vorhanden - eine Methylen- oder eine Hydroxymethylengruppe 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
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    oderLösungsmitteln, vorzugsweise Alkoholen,   die Borsäure bzw. ihre Derivate abspaltet und die erhaltenen Acyl- derivate durch Kristallisation oder gegebenenfalls durch bekannte Verteilungsverfahren reinigt. 



   Als Lösungsmittel werden erfindungsgemäss Amine, Halogenkohlenwasserstoffe oder Ketone und zur Acylie- rung als reaktionsfähige Säurederivate Säureanhydride oder Säurechloride verwendet. 



   Erfindungsgemäss werden somit herzwirksame Steroide oder   Steroidglykoside,   beispielsweise Gitoxin, 
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   hältnis von 5 : 1   bis 1 : 10 umgesetzt. Die Umsetzung erfolgt bei Temperaturen zwischen 0 und   140 C,   gegebenenfalls in Anwesenheit von Lösungsmitteln, wie Alkoholen, Ketonen, Halogenkohlenwasserstoffen oder Aminen. 



   Hiebei bilden sich überraschenderweise nur die entsprechenden Borsäureester bestimmter OH-Gruppierun- 
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 und1, 3-Diolgruppierungen, deren OH-Gruppen cis-ständig zueinander angeordnet sind oder sein können (bei Beteiligung von Alkyl-OH). Die OH-Gruppen können primär, sekundär oder tertiär, sein, sie können Substituenten an   5- oder 6-gliedrigen tso- oder   heterocyclischen Ringen oder an Alkylresten sein. 



   So werden beim Gitoxin zunächst überraschend nur die in 14, 16-Stellung befindlichen OH-Gruppen, anschliessend die OH-Gruppen in    < x-und g-Stellung verestert. Diese   Umsetzung mit Borsäure,   Metaborsäure,   Polyborsäure bzw. deren Derivaten ist eine selektive Acylierung von herzwirksamen Steroiden. Die erhaltenen Verbindungen enthalten noch freie OH-Gruppen, die durch Umsetzung mit reaktionsfähigen Säurederivaten partiell oder vollständig verestert werden können. Das veresterte Gitoxin enthält beispielsweise noch zwei freie OH-Gruppen in   1-und 8-Stellung,   die sich acetylieren lassen. 



   Aus den. so erhaltenen Produkten können nach an sich bekannten Verfahren, z. B. durch Destillation mit Alkoholen, die entsprechenden Borsäurereste abgespalten werden. Dabei werden Acylderivate von herzwirksamen Steroiden erhalten, die nur noch die im zweiten Schritt eingeführten Acylreste tragen. Man erhält beispielsweise aus Gitoxin nach Durchführung der geeigneten erfindungsgemässen Operationen das y, 8-Diacetylderivat, das auf dem Wege der direkten Acetylierung nicht zugänglich ist. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Herstellung bisher unbekannter oder schwer zugänglicher Acylderivate herzwirksamer Steroide. Durch geeignete Anwendung des Verfahrens lassen sich die Wirkungsqualitäten und die Anwendungsmöglichkeiten der herzwirksamen Steroide damit in vielen Richtungen modifizieren. Die Acylderivate sind ebenfalls biologisch aktiv und zeigen z. B. eine positive inotrope Wirkung am Herzen. 



   Weiterhin sind die Acylderivate für Synthesen, in denen bestimmte OH-Gruppen geschützt sein müssen, geeignet. Mitunter gibt es spezielle Verwendungsmöglichkeiten für erfindungsgemäss hergestellte Verbindun- 
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 in vorteilhafter Weise eine Reinigung von Gitoxin durch Überführung in diesen Ester und nachfolgende Chromatographie. 



   Die Erfindung soll nachstehend an Beispielen näher erläutert werden. 



   Beispiel 1 : 200 mg Gitoxin und   16,   0 mg Orthoborsäure (Molverhältnis 1 : 1) werden unter Erwärmen in 5 ml Pyridin gelöst. Nach 10 min Stehen wird die Lösung in Vakuum zur Trockne eingedampft und 10 min 
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 brocken vom Schmelzpunkt 323,5 bis 325,   5 C,   IR-Spektrum : a)   B     1410cm-1   b) C=0 1745 cm-1 
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100/0kristallinen Niederschlag aus. Bei der Chromatographie an Aluminiumoxyd oder Silicagel kann die beim Auftragen sehr störende Schwerlöslichkeit des Gitoxins in geeigneten Solventien durch den Einsatz von Gitoxin- - 14, 16-borsäureester überwunden werden, der am Adsorbens völlig zerlegt wird und reines Gitoxin zurückliefert. 



     Beispiel 2 :   200 mg Gitoxin und 31,2 mg Phenylborsäure (Molverhältnis 1 : 1) werden nach Beispiel 1 umgesetzt. Es resultiert Gitoxin-14,   16-phenylbcrsäureester,   Fp. 170 bis 171 C. Die Löslichkeitseigenschaften entsprechen weitgehend denen des   Gitoxin-14, 16-borsäureesters.   Bei der Adsorptionschromatographie an Kieselgel tritt nur ein teilweiser Abbau zu Gitoxin ein. 



   Beispiel 3 : Der nach Beispiel 2 erhaltene Gitoxin-14,   16-phenylborsaureester   wird in 6 ml Pyridin gelöst, mit 2 ml Acetanhydrid versetzt und 3 h auf   1000C   erhitzt. Der erhaltene a,   0, y, 8-Tetraacetyl-gitoxin-   
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 EMI3.1 
 eszenz im UV. Die Prüfung auf cis-Glykol und Acetylwanderung fällt negativ aus. Bei der partiellen sauren
Hydrolyse   entstehen &gamma;#-Diacetyl-gitoxigenin-bis-digitoxosid, &gamma;-Acetyl-gitoxigenin-mono-digitoxosid   und i Gitoxigenin. 



   Beispiel 4: Aus 200 mg Gitoxin und 93,6 mg Phenylborsäure (Molverhältnis 1 : 3) wird bei Behandlung nach Beispiel 1 Gitoxin-14, 16-phenylborsäureester-a, ss-pyrophenylborsäureester erhalten. 



   Fp. 173 bis   176 C.   



   Beispiel 5 : 200 mg Gitoxin und 312 mg Phenylborsäure (Molverhältnis 1 : 10) werden nach Beispiel 1 umgesetzt. Die Acetylierung des Rückstandes erfolgt mit 2 ml Acetanhydrid in 6 ml Pyridin 4 h bei 100 C. 



   Der erhaltene   y,     #-Diacetyl-gitoxin-14,16-phenylbosäureester-&alpha;,ss-pyrophenylborsäureester schmilzt bei  
212 bis 217 C (lange Nadeln aus Cyclohexan). Löslichkeit gut in   CHCl3'zirka fF/o   in kochendem Cyclohexan. 
 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> 



  IR-Spektrum <SEP> : <SEP> C-0 <SEP> (Acetat) <SEP> : <SEP> 1265 <SEP> cm-1 <SEP> (Schulter)
<tb> B <SEP> - <SEP> O <SEP> : <SEP> 1355 <SEP> cm-l <SEP> (sehr <SEP> stark)
<tb> C <SEP> =0 <SEP> : <SEP> 1752 <SEP> cm-l <SEP> (schwach).
<tb> 
   Beispiel 6 :   Der nach Beispiel 5 erhaltene y,   #-Diacetyl-gitoxin-14,16-phenylborsäureester-&alpha;,ss-   
 EMI3.3 
 
 EMI3.4 
 
<tb> 
<tb> IR-Spektrum <SEP> a) <SEP> C <SEP> - <SEP> 0 <SEP> (Aceton) <SEP> : <SEP> 1255 <SEP> cm-l <SEP> (stark) <SEP> 
<tb> b) <SEP> C=0 <SEP> : <SEP> 1742 <SEP> cm-l <SEP> (stark) <SEP> 
<tb> 
 b) ist etwas intensiver als a)
Rf = 0, 17 (System s. Beispiel 3). Grüne Fluoreszenz im UV-Licht nach Behandlung des Chromatogramms mit Trichloressigsäure-Chloramin-T-Reagens. Prüfung auf cis-Glykol : positiv, Acetylwanderung : negativ. 



  Partielle saure Hydrolyse liefert die gleichen Produkte, wie sie in Beispiel 3 beschrieben sind. 



     Beispiel 7 :   40 mg Gitoxin und 3,2 mg Orthoborsäure werden in 2 ml Pyridin gelöst. Nach Zusatz von 
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 hydrid zugegeben und 2 h auf 60 bis   900C   ansteigend erwärmt. Nach Eindampfen der Lösung im Vakuum bis zur Trockne hinterbleibt der   2',3',4',6',&gamma;,#-Hexaacetyllanatosid B-14,16-phenylborsäureester   (die mit t markierten Zahlen bezeichnen die Kohlenstoffatome des   Glucoserestes).   Die Abspaltung des Phenylborsäurerestes erfolgt mit 1, 3-Propylenglykol in Aceton zum   2',3',4',6',&gamma;,#-Hexaacetyllanatosid B.   Aus Cyclohexan/Aceton verfilzte Nadeln. 



     Fp :   221 bis 2250C. Löslichkeit : gut löslich in Aceton, Chloroform, Benzol, Essigester, löslich in Methanol, unlöslich in Cyclohexan, Petroläther, Propyläther. 
 EMI3.6 
 
<tb> 
<tb> 



  IR-Spektrum <SEP> : <SEP> a) <SEP> C-0 <SEP> (Acetat) <SEP> 1250cm'"
<tb> b) <SEP> C=0 <SEP> 1750 <SEP> cm'
<tb> Molekulargewicht <SEP> : <SEP> ber. <SEP> : <SEP> 1237, <SEP> 3 <SEP> 
<tb> gef. <SEP> : <SEP> 1230, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Acetylgruppen <SEP> : <SEP> ber. <SEP> : <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> gef. <SEP> : <SEP> 7, <SEP> 1
<tb> 
 
Säurehydrolyse liefert Gitoxigenin und kein   16-Acetylgitoxingenin.   



     Beispiel 9 :   200 mg Lanatosid B werden mit   244 mg Phenylborsäure (Molverhältnis 1 :   10) in Pyridin bei Raumtemperatur zu einem Gemisch von Lanatosid B-14,   16-und 41, 61, 14, 16-phenylborsäureester   umgesetzt. Der nach 6 h durch Eindampfen der Reaktionslösung im Vakuum resultierende Rückstand wird mit 7 ml Acetanhydrid in Pyridin 4 h bei   900C   gehalten. Nach Eindampfen im Vakuum bis zur Trockne erhält man   2',3',4',6',&gamma;,#-Hexaacetyl-14,16- und 2',3',&gamma;,#-Tetraacetyl-4',6',14,16-phenylborsäureester   von Lanatosid B. 



   Die Abspaltung der Phenylborsäurereste aus dem Gemisch erfolgt, wie in Beispiel 8 beschrieben. Es resultiert ein Gemisch von   21.     31, y, ô-Tetraacetyllanatosid B   und das im Beispiel 8 bereits angeführte   2',3',4',6',&gamma;,#-Hexaacetyllanatosid B im Verhältnis 35 :   65.   Dasdunnschichtchromatographisch isolierte   Tetraacetyllanatosid B hat einen Schmelzpunkt von 210 bis   216 C.   
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<tb> 
<tb> 



  IR-Spektrum <SEP> : <SEP> a) <SEP> C-0 <SEP> (Acetat) <SEP> 1250 <SEP> cmb) <SEP> C <SEP> 1745 <SEP> cm-1 <SEP> 
<tb> Molekulargewicht <SEP> : <SEP> ber. <SEP> : <SEP> 1153,2
<tb> gef. <SEP> : <SEP> 1170, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Acetylgruppen <SEP> : <SEP> ber. <SEP> : <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> gef. <SEP> : <SEP> 5, <SEP> 2
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 4> 

   Bei s pie 1 10 : 150   mg Lanatosid B werden mit 9,3 mg Orthoborsäure (Molverhältnis 1 : 1) in Pyridin bei Raumtemperatur zu Lanatosid B-14, 16-borsäureester umgesetzt. Nach 1 h werden 10,5 ml Acetanhydrid zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird 22 Tage bei Raumtemperatur belassen.

   Nach Abspaltung des Borsäure- esters durch mehrfaches Eindampfen mit Methanol erhält man drei Verbindungen : 1. ein Pentaacetyllanatosid B : (26,   3% ; Rp   = 0, 69 im System   Propy1äther-Tetrahydrofuran   2 : 3/Formamid)
2. ein Hexaacetyllanatosid B : (38, 7%; RF = 0,80)
3. ein Heptaacetyllanatosid B; (34,8%; RF = 0,   89).   



     Bei spi el 11 :   400 mg Digoxin und 624 mg Phenylborsäure (Molverhältnis 1:10) werden in 12 ml Pyridin gelöst. Nach 10 min wird zur Trockne eingedampft und der Rückstand im kochenden Wasserbad je 10 min im
Wasserstrahl- und Ölpumpenvakuum erhitzt. Anschliessend wird in 12 ml Pyridin gelöst, mit 4 ml Acetanhydrid versetzt und 4 h bei   230C   stehen gelassen. Dann wird die Umsetzung durch Zugabe von 10 ml Methanol ge- stoppt. Nach Entfernung der Phenylborsäure durch Umsetzung mit 1, 3-Propylenglykol in an sich bekannter
Weise hinterbleibt rohes 12-Acetyldigoxin. Durch Chromatographie an Kieselgel wird es in reiner Form er- halten. 
 EMI4.1 
 
Fluoreszenz auf dem Papierchromatogramm nach Behandlung mit dem Trichloressigsäure-Chloramin-T-   - Reagens ; dunkelgelb.    



   B e i s p i e l 12: 1 g 16-epi-Gitoxin, 1,56 g Phenylborsäure (Molverhältnis 1 : 10) und 30 ml Pyridin werden nach Beispiel 1   zu 16-epi-Gitoxin-&alpha;,ss-pyrophenylboranat   umgesetzt. Das Produkt wird in 30 ml Pyridin 
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 die Phenylborsäure durch Umsetzung mit 1, 3-Propylenglykol entfernt. Die anschliessende Chromatographie an Kieselgel liefert reines   16-Acetyl-16-epi-Gitoxin.   



   Fp. = 240 bis   2430C (Aceton-Äther)   
 EMI4.3 
 
<tb> 
<tb> C43H66O15 <SEP> (822, <SEP> 96) <SEP> C <SEP> H <SEP> 
<tb> ber. <SEP> : <SEP> 62, <SEP> 7rP/o <SEP> 8, <SEP> ouzo
<tb> gef.: <SEP> 62,62% <SEP> 8, <SEP> 05%
<tb> IR <SEP> (KBr) <SEP> : <SEP> OH <SEP> 3570. <SEP> 3430 <SEP> cm- <SEP> 1 <SEP> 
<tb> C-O <SEP> 1760,1730, <SEP> 1700 <SEP> cm- <SEP> 1 <SEP> 
<tb> C-O <SEP> 1620 <SEP> cm- <SEP> 1 <SEP> 
<tb> C-O <SEP> 1245 <SEP> cm-1
<tb> R <SEP> (16-epi-Gitoxin=1) <SEP> = <SEP> 7 <SEP> (System <SEP> s. <SEP> Beispiel <SEP> 13)
<tb> 
 
 EMI4.4 
 



   -mono- Wld -bis-digitoxosid.B e i s p i e l 13: 1 g Gitoxin, 1, 56 g Phenylbonlure und 30 ml Pyridin werden nach Beispiel 1 umgesetzt. 



  Der Rückstand wird in 30 ml Pyridin mit 10 ml Acetanhydrid 17 h bei Raumtemperatur umgesetzt. Nach Ent- 
 EMI4.5 
    3-PropylenglykolR (Gitoxin   = 1) (System nach Beispiel 13) 
 EMI4.6 
 
<tb> 
<tb> &gamma;-Acetyl- <SEP> #-Acetylgitoxin
<tb> 2, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> cis-Glykolprobe <SEP> positiv <SEP> positiv
<tb> Acetylwanderung <SEP> negativ <SEP> negativ
<tb> partielle <SEP> saure <SEP> &gamma;-Acetyl- <SEP> #-AcetylHydrolyse <SEP> gitoxigenin- <SEP> gitoxigenin- <SEP> 
<tb> -bis-,-mono--bis-,-mono-
<tb> -digitoxosid <SEP> -digitoxosid
<tb> Gitoxigenin <SEP> Gitoxigenin
<tb>

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von neuenEstemherzwU'ksamerSteroîde oder Steroidg1ykoside, da dur c h gekennzeichnet, dass herzwirksame Steroide oder Steroidglykoside vom Cardenolid- bzw. Bufadienolidtyp, die im Zucker- oder Steroidteil eine oder mehrere cis-ständige 1, 3- bzw.

1, 2-Diolgruppierungen enthalten der allgemeinen Formel EMI5.1 in der EMI5.2 Hriger Lactonring, RT H oder 1 bis 4 miteinander verknüpfte Zuckerreste, wie Digitoxose, Rhamnose, Glucose, Cymarose, EMI5.3 Gruppierung der allgemeinen Formel EMI5.4 worin R9 = der Zucker- oder Steroidrest RIO = Aryl oder OH X = sofem vorhanden - eine Methylen- oder eine Hydroxymethylengruppe bedeutet, bilden und die freibleibenden, nicht cis-ständigen 1, 2- oder 1,. 3-Diolgruppierungen bzw.

einzelne EMI5.5 aus den erhaltenen Borsäure-Acyl-Derivaten durch Destillation mit Alkoholen, vorzugsweise 1, 3-Propylen- glykol, bei 20 bis 100 C, gegebenenfalls im Vakuum und/oder Chromatographie an Kieselgel mit polaren Lösungsmitteln, vorzugsweise Alkoholen, die Borsäure bzw. ihre Derivate abspaltet und die erhaltenen Acylderivate durch Kristallisation oder gegebenenfalls durch bekannte Verteilungsverfahren reinigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel Amine, Halogenkohlenwasserstoffe oder Ketone verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Acylierung als reaktionsfähige Säurederivate Säureanhydride oder Säurechloride anwendet.