<Desc/Clms Page number 1>
MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION " procédé de préparation de produits d'oxydation neutres non saturés, oarbonyles à partir des stérines
L'invention concerne les produits importants de la dégra- dation des stérols et plus spécialement la préparation de oétones polycycliques neutres non saturées à partir des stérols renfer- mant au moins une double liaison dans leur noyau oyolopentano - polyhydro-phénanthrène .
Un objet de la présente invention est une méthode permet- tant l'oxydation des stérols non saturés, c'est-à-dire des stérols qui ont au moins une double liaison du*leur noyau ayolopentano-polyhydro-phénanthrène, de manière à former des oétones polycycliques neutres non saturées qui renferment tou-
EMI1.1
jours le noyau oyalopentano-polyhydro-phènanthrène du stérol.
Un autre objet de l'invention est une méthode de sépara- tion des cétones polycycliques neutres non saturées,produites par l'oxydation des dits stérols non saturés, du mélange de
<Desc/Clms Page number 2>
réaction .
En¯suite un objet de l'invention est une méthode en vue de l'obtention, à partir des oétones neutres polycycliques non saturées résultant de l'oxydation des dits stérols non saturée et séparées du mélange d'oxydation, de divers composés.
Un autre objet encore est la conversion des hydroxy-céto- nes non saturées obtenues, en composés appréoiés, par hydrogé- nation, opération par laquelle on sature la double liaison du système cyclique et/ou l'on réduit le groupe oétonique à l'état de groupe alcoolique secondaire .
Divers autres objets et avantages de l'invention appa- raitront au fur et à mesure de la description.
Les produits de dégradation appréciés obtenus conformément à la présente invention renferment essentiellement des substan- ces répondant plus spécialement à la formule développeé sui-
EMI2.1
formule dans laquelle la notation R désigne -OR ou un groupe qui,par hydrolyse,se transforme en un groupe hydroxy,tel que O-acyl, 0-alkyl, 0-aryl ou un halogène,et X, soit #C = 0 ou le groupe #C et,partant,représentent des composés CO.
CH3 de la série C19 et de la série C21. C'est ainsi,par exemple, que l'on peut isoler des produits neutres de l'oxydation, pro- venant de la réaction, une déhydro-androstérone ou ses dérivés de la formule brute C19C27OR et de la formule développée suivante :
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
R = OH, o-aoyl, 0-Alkyl,
0-aryl ou halogène et une pregnenolone ou ses dérivés de formule brute C21H31OR et correspondant à la formule développée suivante :
EMI3.2
5 c=o H '5 //H 2 4t H 1\ H R comme ci-dessus.
La déhydro-androstérone de formule brute C19H28O2 ou ses hydroxy-dérivés qui,par hydrolyse,sont transformés en déhydro-androstérone,sont identiques à la déhydro-androstérone de même formule et à ses dérivés tels que préparés conformément à la demande de brevet en instance oorrespondante aux Etats- Unis no. 754.854,déposée le 26 novembre 1934, tandis que la pregnenolone de formule C21H32O2 peut être transformée aisément en pregnendione, l'hormone du oorpus luteum, par exemple, à l'aide du composé bromé, par oxydation, conformément au belge brevet no. 410.705, déposé le 3.8.1935 .
<Desc/Clms Page number 4>
Comme matières premières pour la réalisation de la présente invention, on emploie des stérols non saturés renfermant au moins une double liaison dans leur noyau oyolopentano-polyhydro- phénanthrène tels que par exemple le cholestérol, le phytostérol, le stigmastérol, le sitostérol, le cinchol, et analogues .
Conformément à la présente invention, la dégradation de ces stérols se fait par des agents oxydants à même de couper les liaisons -C-C-, tels que,par exemple,le trioxyde de chrome, les permanganates et analogues. La présente invention repose sur le fait que la longue chaîne de la molécule de stérol est brisée par le processus de l'oxydation. Ce processus d'oxydation s'accomplit dans des solvants appropriés et à basse température, c'est-à-dire de préférence au dessous de 70 C. Il convient en l'occurrence de protéger de l'oxydation la double liaison et de préférence aussi le groupe hydroxy se trouvant dans le noyau oyolopentano-polyhydro-phénanthrène des stérols.
La protection intermédiaire de la double liaison peut se faire par l'addition d'halogène,par exemple,de chlore ou de brome,ou par addition d'hydraoide, par exemple d'acide ohlorhy- drique. Après l'oxydation, on élimine l'halogène,ajouté à la double raison,par des agents à même de rétablir la double liai- son dans la molécule, tels que la poussière de zinc, l'amalgame de sodium, le nickel métallique ou analogue, tandis que l'hydra- cide est éliminé par traitement par des agents alcalins, tels que l'hydroxyde de potassium, la pyridine, un acétate alcalin et analogues.
Le groupe hydroxy des stérols peut être, si on le désire, protégé contre l'oxydation, par estérification, éthérification ou conversion en un groupe halogéné,par exemple par transformation en un groupe,qui par hydrolyse.,ou par sapo- nification,peut être reconverti en groupe hydroxy .
Pour séparer les produits neutres de l'oxydation des pro- duits acides de l'oxydation, on traite le mélange en réaction, par exemple, par un agent alcalin dans un milieu convenable qui
<Desc/Clms Page number 5>
fixe les sels des oonstituants acides du mélange d'oxydation formés par ce traitement,mais ne fixe pas la fraotion neutre.
On peut aussi dissoudre le mélange d'oxydation dans un solvant approprié ou l'extraire par un solvant approprié, après quoi on traite ou extrait la solution par un agent à même de former des sels avec les constituants acides du mélange d'oxydation, les sels en question ou leurs solutions étant insolubles dans le dit solvant ou immisoibles avec lui.
On peut séparer les matières premières qui n'ont pas réagi de la fraction neutre séparée et isoler de diverses manières les oétones polycycliques neutres non saturées, de valeur; de diverses manières .
On peut les isoler,par exemple,en mettant à profit la différence de solubilité des divers produits de la fraction neutre, dans des solvants appropriés, par exemple par cristalli- sation fractionnée ou précipitation fractionnée. C'est ainsi que la méthode de séparation des hydroxy-oétones de la série C19 et de la série C21 sur la base de la différence de solubilité de leurs esters a donné satisfaction. Dans le cas du benzoate, par exemple, il arrive que le benzoate de l'hydroxy-oétone- déhydro-androstérone de la formule C19H28O2 soit un composé difficilement soluble, tandis que le benzoate de l'hydroxy-
EMI5.1
oétone-pregnenolone de la formule 0 21 x 32 o 2 est rel4tigement plus soluble .
Un autre procédé de séparation des composés neutres de la série C19 de ceux de la série C21 oonsiste à les soumettre à la distillation ou à la sublimation sous vide élevé. Par ce moyen, les composés moléculaires inférieurs de la série C19 passent les premiers .
Les cétones préparées par le procédé dont il est question, peuvent aussi être séparées et isolées du mélange d'oxydation par combinaison avec des composés à même de former des substan- ces de solubilité différente, C'est ainsi que l'on met à
<Desc/Clms Page number 6>
profit les solubilités différentes des dérivés oétoniques obte- nus en précipitant la fraction neutre par des réactifs de céto-
EMI6.1
nes, par exemple par la semi-aarbazide, la thiosemiaarbazide, la phénylhydrazine et analogues. Les cétones de la série C19 forment avec les réactifs de cétones en général des composés plus difficilement solubles que les cétones de la série C21.
Une façon de procéder est celle qui consiste à précipiter tous les composés oarbonylés de la fraction neutre et à cristal- liser par fractionnement les composés oétoniques isolés. A l'aide de ce procédé, on peut, avec le maximum de simplicité, obtenir la partie la plus difficilement soluble, dans un état relativement par. Cependant, la partie la plus facilement solu- ble, d'une façon générale, constitue toujours un mélange de produits d'oxydation carbonylés différents; on peut lui faire subir une épuration supplémentaire, par exemple en la précipi- tant subséquemment par l'eau ou par un agent analogue .
Une autre façon de procéder est celle qui consiste à préci- piter le composé aétonique le plus difficilement soluble par précipitation fractionnée par des réactifs des cétones; ce composé, qui appartient à la série C19,est séparé de la solu- tion restante et de cette dernière les composés cétoniques les plus facilement solubles sont séparés de façon appropriée .
Les méthodes de séparation ci-dessus décrites peuvent être employées seules, comme telles ; toutefois, il est avantageux de les combiner de façon appropriée; par ce moyen, on obtient comme produits finals à la fois la déhydro-androstérone C19H28O2 et aussi la pregnenoloe à l'état pur .
Un procédé particulièrement utile est celui qui consiste à combiner la méthode décrite en premier lieu avec la dernière
EMI6.2
méthode déorite;w r.YX7T..xt*i...; à cet effet, on précipite tout d'abord les hydroxy-oétones des séries C19 et C21 de la fraction neutre par des réactifs de
<Desc/Clms Page number 7>
aétone; on élimine ceux-ci et ensuite, on estérifie les hydroxy- oétones obtenues,par exemple,par le chlorure de benzoyle. On sépare alors les esters par cristallisation fractionnée .
La conversion des hydroxy-oétones non saturées en produits d'hydrogénation de valeur se fait en soumettant les dits com- posés ou leurs dérivés à l'aotion d'agents susceptibles d'hy- drogéner la double liaison du système cyclique et/ou de réduire le groupe oétonique à l'état de groupe alooolique secondaire. par exemple., C'est ainsi que l'on obtient à partir de la déhydro-androstérone ayant comme formule brute C19H27O4 et comme formule développée :
EMI7.1
R=OH, 0-acyl, 0-alkyl,
O-aryl ou halogène par addition d'un molécule d'hydrogène conformément aux condi- tions de réaction appliquées, une androstanolone ayant comme formule brute C19H29OR et comme formule développée :
EMI7.2
R comme ci-aessus et un androstandiol ayant la même formule brute C19H29OR, mais ayant la formule développée suivante :
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
R comme ci-dessus tandis qu'en ajoutant deux molécules d'hydrogène on tonne an androstandiol ayant la formule brute 0 19 Il 31 OR et la formule développée suivante :
EMI8.2
R comme ci-dessus.
Les exemples décrits ai-après servent à illustrer l'in- vention sans être,toutefois,limitatifs de celle-ci .
Exemple 1.
A une solution de 100 grs. d'acétate de stigmastérol dans 2.000 ce de tétrachlorure de carbone, on ajoute une solution de 35,2 grs. de brome dans 1. 000 ce de tétrachlorure de car- bone en l'espace d'une demi-heure, en agitant et en refroidis- sant à 15-10 0 . Après ceci, on évapore la masse du solvant sous pression réduite,de façon qu'il reste environ 550 oc de tétra- de dibromure chlorure de oarbone. On mélange cette solution d'acétote stig- mastérol à 3.500 ce d'acide acétique glacial et l'on chauffe à 45 C environ. A ce mélange, on ajoute petit à petit une solu- tion de 207 grs. d'anhydride chromique dans 135 ce d'eau et 750 grs. ce d'acide acétique glacial, en l'espace de plusieurs heures en agitant.
On continue à agiter pendant 30 heures à la
<Desc/Clms Page number 9>
température de 45 C. Pour détruire l'acide chromique en excès, on ajoute environ 180 ce d'alcool méthylique. On évapore alors complètement le tétrachlorure de carbone sous pression réduite, et on évapore partiellement l'acide acétique glacial de façon qu'il reste environ 1.750 ce d'acide acétique glacial. On re- froidit le résidu par de l'eau contenant de la glace et on ajoute 180 grs. de poussière de zinc par petites quantités, en agitant. On continue à agiter pendant une nouvelle période de huit heures à la température de la chambre et l'on verse le tout dans dix litres d'eau. On reprend le précipité formé par l'éther, on sépare la poussière de zinc par filtration et on lave la solution éthérée par l'eau pour éliminer l'acide acéti- que.
On agite la solution éthérée avec 400 ce d'hydroxy sodique 2N pour éliminer les produits de l'oxydation. On sèche la solu- anhydre tion éthérée par le sulfate de magnésium/et on évapore. On dis- sout le résidu dans 270 ce d'alcool méthylique bouillant. Au refroidissement, l'acétate de stigmastérol inohangé se sépare par cristallisation (8,5 grs.). L'eau mère constituée par l'al- cool méthylique,est ramenée à 50 ce environ, par évaporation ; on ajoute une solution alcoolique méthylique d'acétate de semioar- bazide, consistant en 10 grs. de chlorhydrate de semioarbazide, 10 grs. d'acétate de potassium,et 50 ce d'alcool méthylique et l'on chauffe le tout au condenseur à reflux au bain-marie pendant une heure.
Après un repos de douze heures à la tempéra- ture de la chambre, on filtre le tout et l'on obtient ainsi 8,5 grs. de scmicarbazone d'un point de fusion de 267 environ.
Par reoristallisation du ohloroforme, on obtient environ 5 grs. de semi-carbazone pur,d'un point de fusion de 280 0. En ahauf- fant pendant deux heures avec 200 ce d'une solution alcoolique aqueuse d'acide sulfurique,renfermant 75 % d'alcool, 15 % d'eau, 10 % d'acide sulfurique concentré, le tout en volume, on obtient pratiquement la totalité du rendement théorique de déhydroandro- stérone de formule brute C19H28O2 ,ayant un point de fusion de
<Desc/Clms Page number 10>
148 à 150 0 .
On soumet la liqueur mère,d'où provient le semioarbazone par oristallisation dans le chloroforme, à une évaporation par- tielle et on la mélange à ohaud,à du méthanol, De cette manière, on obtient 2 grs. de semioarbazone d'un point de fusion de 255 à 259 C que l'on sépare de la même manière que le premier. Le produit ainsi obtenu est visqueux,et en traitant par de l'éther on y provoque le dépôt de cristaux. Par reoristallisation de l'éther, on obtient une nouvelle quantité de déhydroandrostérone.
On évapore la liqueur mère éthérée à siooité, on cristallise le résidu,puis on le recristallise par l'aoétone jusqu'à ce que l'on arrive à un point de fusion de 190 0. Ce corps,ayant un point de fusion de 190 0 et répondant à la formule brute C21H32O2,se révèle de la pregnenolone à l'analyse et à la déter- mination du point de.fusion du mélange ; par oxydation, par exem- belge ple conformément au brevet no. 410.705 déposé le 3.8.1935, on peut la transformer en pregnendione répondant à la formule brute C21H30O2, l'hormone du corpus luteum.
La séparation des semioarbazones de la série 0 19 et de la série C21, l'une de l'autreet l'isolement des divers composés peuvent aussi se faire comme suit .
On traite la liqueur mère alcoolique,obtenue après la séparation,par filtration,du semicarbazone à point de fusion de 267 C environ, par une quantité d'éther de pétrole suffisante pour former deux couches. Ensuite, on ajoute une quantité d'eau suffisante au mélange pour qu'il ne se produise plus de sépara- tion. L'addition d'eau provoque la précipitation des semicarba- zones qui restent encore en solution, tandis que toute matière première à base de stérol et les autres impuretés qui peuvent exister restent dissous dans l'éther de pétrole. La liqueur mère, qui surnage,est décantée du précipité; on dissout ce dernier dans la quantité d'alcool exactement nécessaire et l'on recommence
<Desc/Clms Page number 11>
la précipitation par l'éther de pétrol et par l'eau qui a été déorite.
On sèche et on triture avec de l'éther le mélange de semioarbazone ainsi obtenu. Par ce moyen, les semioarbazones le, plus facilement solubles et aussi les autres impuretés en présen- ce passent dans l'éther et sont éliminée avec celui-ci. Le semi- oarbazone épuré qui reste est éliminé de la manière habituelle et soumis ensuite à une saponification subséquente. On obtient ainsi une masse solide que, après dissolution dans la pyridine, on benzoyle de la f açon habituelle. Le composé benzoylique obte- benzoate de nu est soumis à ébullition avec de l'alcool; tout le/déhydro- androstérone,présent reste indissous; on en sépare le liquide par filtration On traite le filtrat alooolique à chaud par l'eau jusqu'à ce que la séparation d'une huile se produise.
Après avoir ajouté du noir animal et porté à ébullition, on filtre le tout à chaud. Par refroidissement il se sépare alors le benzoate de pregnenolone à l'état de fines aiguilles. En saponifiant par une solution méthanolée de potasse oaustique à 5 %, on obtient le pregnenolone libre,que l'on épure par reoris- de fusion tallisation de l'alcool dilué. Le point/da produit a l'état de pureté,est de 1900 0.
Exemples.
On traite une solution de dibromure dans du tétrachlorure de oarbone et l'aoide acétique glacial préparée à partir de 100 grs. d'acétate de stigmastérol conformément à l'exemple 1, par une solution de 380 grammes de permanganate de calcium dans 50 grs. d'eau et 950 grs. d'acide aoétique glacial de la manière oorrespondante à oelle du procédé de l'exemple 1. Après sépara- tion par filtration du bioxyde de manganèse qui s'est déposé, on débarrasse le filtrat du tétrachlorure de carbone comme dans l'exemple 1; on le traite par la poussière de zinc et l'on suit exaotement la même façon de procéder.
On fait réagir les produits neutres de l'oxydation avec l'acétate de semioarbazide. Par
<Desc/Clms Page number 12>
coupage des semioarbazones, on obtient les mêmes oxyoétones que dans l'exemple 1.
Exemple 3.
On dissout 35 grammes de dibromure d'acétate de cholestérol dans 1.750 ce d'acide aoétique glacial à la tempéra- ture de 45 C. On dissout ensuite 52,5 grs. d'acide chromique dans 35-50 ce d'eau et 200 ce d'acide acétique glacial sont ajoutés goutte à goutte pendant six heures à la température de 45 0. Finalement, on laisse la solution pendant une nouvelle période de 12 heures à la température de la chambre. On détruit l'excès d'acide chromique par 1'alcool méthylique et l'on éva- pore l'acide acétique glacial sous vide à la température de 45 C. On traite le résidu par l'acide sulfurique dilué et,après avoir ajouté de l'eau, on épuise intensément par l'éther. On sépare la solution éthérée en la traitant par une solution nor- male de soude caustique, en constituant acide et en constituant neutre .
Après séchage et évaporation de la couche d'éther, on ob- tient un constituant neutre d'un poids de 15 grammes; le poids du constituant acide est de 12,8 grammes ; on traite la fraction neutre dans l'acide acétique glacial par le double en poids de poussière de zinc à la température de 45 0; ensuite, on chauffe pendant une nouvelle période de 1 1/2 heure à la tempé- rature de 100 0. Après filtration, on traite le produit par l'eau, on extrait par l'éther; on lave l'éther par une solution de soude caustique 2N en vue d'éliminer les éléments acides qui peuvent encore être présents. On triture le résidu éthéré par 50 ce d'alcool et l'on chauffe au point de solution. Après re- froidissemer.t à 0 C, on sépare par filtration l'acétate de cho- lestérol qui s'est séparé par cristallisation.
On traite les eaux mère restantes évaporées(6,5 grs.) par 6 grammes d'acétate de semioarbazide et l'on chauffe légèrement. On obtient environ 1 gramme de semiaarbazone que l'on peut faire recristalliser par
<Desc/Clms Page number 13>
une solution de chloroforme et d'alcool méthylique. Point de fusion 280 0 avec décomposition. Le semioarbazone est coupé par aqueux aqueux l'acide oxalique/ou un acide minéral/et le produit de l'opéra- tion est saponifié par une solution alcoolique caustique* On obtient de cette façon l'hydroxy-cétone non saturée de formule C19H28O2 et d'un point de fusion de 148 0 .
On dissout 0,5 grs. d'hydroxy-oétone non saturée dans 75 ce d'alcool chaud et l'on réduit par l'addition petit à petit de 3 grammes de sodium métallique. Après dissolution du sodium, on verse la solution dans l'eau et on l'extrait par l'éther. On débarrassais résidu éthéré de la matière première non transfor- mée,en chauffant avec une solution alcoolique d'acétate de semi- carbazide. On ajoute de l'eau au filtrat du semioarbazone et on extrait le tout par l'éther. En évaporant l'éther, on obtient un diol non saturé de formule C19H30O2 ,qui après recristallisa- tion dans l'alcool dilué,a un point de fusion de 173 C environ.
Exemple 4. to
On dissout 300 grs. de dibromure d'acétate de si stérol obtenu, par exemple, en bromurant les acétates des stérols se trou- de l'acétate vant dans l'huile de soya et en séparant/de ttrabromo-stigma- stérol accompagnant, conformément à Bonstedt, Zeitschrift fûr physiologisohe Chemie 176. 269 (1988),dans 8.000 ce d'acide acétique glacial et 200 ce de tétrachlorure de carbone à une température de 40 C environ; à cette température, on traite en agitant pendant 5 heures par une solution de 450 grammes d'acide ahromique dans 277 ce d'eau et 1.350 ce d'acide acétique glacial.
Après une oxydation d'une durée de 24 heures environ, on dé- truit l'acide chromique non oonsumé par 200 ce de méthanol et l'on sépare l'acide acétique glacial par distillation sous 'bide à une température d'environ 40 C sous vide. On traite le résidu par l'eau et 700 grammes d'acide sulfurique et on extrait à répétition par l'éther. On élimine les constituants acides de la solution éthérée par une solution de potasse caustique à 10 %, on sèche par le sulfate de magnésium et on chasse l'éther
<Desc/Clms Page number 14>
à 30 C.
On dissout le résidu de la solution éthérée dans 750 ce d'acide acétique glacial, on traite la solution par 200 grammes de poussière de zinc et après repos pendant la nuit, on-- chauffe pendant 2 1/2 heures à la température de 100 0 en agitant vivement.
Après refroidissement, on filtre le résidu sous aspiration, on lave convenablement par l'acide acétique glaoial et l'on verse le filtrat dans 4 à 5 litres d'eau. La masse qui se sépare de la sorte est reprise par l'éther et la solution éthérée est agitée avec une solution caustique et séohée. Le résidu qui reste après évaporation de l'éther est trituré avec 200 ce d'alcool; la matière de départ non transformée reste indissoute ; on l'élimine par filtration. On traite le filtrat par une solution d'acétate de semiaarbazide(obtenue à partir de 20 grammes de chlorhydrate de semioarbazide et 20 grammes d'acétate de potassium)et l'on chauffe pendant une heure à l'ébullition.
On filtre sous succion la masse cristalline qui se sépare après 24 heures de repos et on lave convenablement consécutivement par l'aloool, l'éther de pétrole et l'eau .
Rendement en matière brute :8 geammes ayant un point de décomposition de 250 0 environ. Après reoristallisation par l'al- cool et le chloroforme, on porte le point de déaomposition à 280 C; rendement en semicarbazone pure - 5 grammes .
On chauffe ensuite 5 grammes de semicarbazone avec 200 ce d'un mélange de 75 ce d'éthanol ( 96 ), 10 ce d'acide sulfurique concentré et 15 ce d'eau, à ébullition pendant 40 minutes. On refroidit le tout rapidement, on verse dans un litre d'eau, on extrait par l'éther et on extrait la solution éthérée par une so- lution caustique. En vue de la saponification subséquente, on chauffe le résidu de la solution éthérée avec un excès de solu- tion caustique méthylalooolique à 3 pendant une heure au oonden- seur à reflux. On verse le tout dans l'eau, on extrait par l'éther,
<Desc/Clms Page number 15>
on sèche la solution éthérée par le sulfate de magnésium; on sépare l'éther par évaporation et l'on fait cristalliser le résidu dans l'éther ou l'alcool dilué.
On obtient ainsi environ 3,5 grammes d'une hydroxy-oétone non saturée répondant à la formule brute C19H28O2 et ayant un point de fusion de 144 à 145 C et affectant la forme de petites aiguilles. On dissout un gramme de l'hydroxy-oétone non saturée dans 50 ce d'aoide aoéti- que glacial et on traite par l'hydrogène en présence de 0,2 gram- mes de catalyseur à l'oxyde de platine jusqu'à fixation de deux molécules d'hydrogène. Après hydrogénation, on débarrasse la solution du oatalyseur par filtration et on la verse dans l'eau.
On extrait le mélange par l'éther et l'on saponifie le résidu d'éther par une solution alcoolique* On reverse le liquide de la réaction dans l'eau et on l'extrait par l'éther. On peut épurer le résidu d'éther par cristallisation dans l'alcool dilué, l'aoétate d'éthyle ou des solvants analogues. Le point de fusion de l'androstandio, répondant à la formule brute C19H32O2 ainsi obtenu, est approximativement de 162 C.
Exemple 5.
On dissout 180 grammes de méthoxy cholestérol dans 300 ce de tétrachlorure de oarbone et on mélange la solution à 72 gram- mes de brome dissous dans 500 ce de tétraohlorure de carbone, en agitant pendant deux à trois heures et à la température de 5 .
On ajoute ensuite 6.7 litres d'acide acétique glacial et l'on porte la température à 40-45 0. On ajoute à la solution ainsi obtenue 378 grammes d'acide ohromique dissous dans 1,3 litre d'acide acétique glacial et 0,2 litre d'eau en l'espace de 22 heures,, en agitant. Après 2 1/2 jours, la plus grande partie de l'acide ohromique est consommé. Après séparation de 5 litres d'aoide aoétique glacial par distillation, on verse la solution restante dans 15 litres d'eau, on laisse reposer pendant la nuit, puis l'on filtre. On ajoute au précipité 6 litres d'eau d'éther et 7 litres d'éther et on agite à fond.
On enlève la couche/qui
<Desc/Clms Page number 16>
surnage et on agite avec un litre d'une solution d'hydroxy potas- sique 2N pour éliminer les produits acides de l'oxydation. 100 grammes de résidu restent après élimination de l'éther par éva- poration. On reprend dans 1. 6 litre d'acide acétique glacial et l'on débrome par 160 grammes de poussière de zinc à une tempéra- ture de 100 C pendant une heure. On verse les produits de la réaction dans l'eau et on les extrait par l'éther. On traite la solution alcoolique du résidu obtenu après évaporation de l'éther par une solution alcoolique d'acétate de semicarbazide, ce qui provoque la précipitation de 18 grammes environ de semioarbazone impure.
On extrait la liqueur mère restant après élimin-ation du semioarbazone par filtration, par l'éther de pétrole; en traitant le résidu insoluble dans 1.' éther de pétrole,par l'eau, on obtient une nouvelle quantité de 20 grammes de semioarbazone,dont 5 gram- mes sont insolubles dans l'éther. La semioarbazone difficilement soluble dans l'éther de pétrole, l'éther et l'alcool, peut être cristallisée du chloroforme-méthanol (1 ;1) et fond alors à 244 . En séparant la semioarbazone, on obtient l'éther méthylé de l'oxyoétone non saturée répondant à la formule C19H28O2.
Exemple 6.
On dissout 130 grammes de benzoate de dibromo-aholestérol dans 4 1/2 litres d'acide acétique glacial et 400 ce de tétrachlo- ruce de carbone. Dans cette solution, on verse goutte à goutte 180 grammes d'acide chromique dans 150 ce d'eau et 1 litre d'aoide acétique glacial en l'espaoe de 40 heures et en mainte nant la température constante à 45-50 0. La suite du processus est identique à celle de l'exemple 3. On traite la totalité du produit neutre débromé à plusieurs reprises par l'éther de pé- trole ; le benzoate de cholestérol inchangé passe ainsi en solu- tion,tandis que le benzoate de l'oxyoétone C19H28O2reste indis- sous.
Ce dernier cristallise dans l'alcool et le chloroforme et on le saponifie pendant trois heures par une solution de potasse caustique et d'alcool méthylique à 5 . En faisant cristalliser
<Desc/Clms Page number 17>
par l'éther,on obtient des aiguilles incolores qui fondent à la température de 148 0 .
On peut récupérer de la liqueur mère de l'isolement et de celle de l'épuration du benzoate de l'oxyoétone C19H28O2, la semi- 19 28 2 oarbazone du benzoate de pregnenolone en employant la semioar- bazide comme exposé dans l'exemple 1.
Exemple 7.
On dissout 100 grammes d'acétate de oholestérol dans 800 ce d'éther absolu,et on ajoute 500 ce d'acide acétique glacial. On fait passer de l'acide chlorhydrique gazeux et sec dans la solu- tion pendant deux jours. Après refroidissement dans la glace, on sépare le précipité par filtration et on le lave par le méthanol froid. Le rendement atteint environ 75 grammes de chlorhydrate d'acéto-ch9olestérol qui fond à 146 0. De l'eau mère on récupère une nouvelle quantité,égale à 30 grammes,de chlorhydrate d'aoéto- moins pur, que l'on peut épurer cholestérol/par oristallisation du chloroforme-méthanol.
On mélange 50 grammes de chlorhydrate d'aoéto-cholestérol à 200 ce de tétrachlorure de carbone et 1.5 litre d'acide aoéti- que glacial. A la température de 35 à 45 0,on verse goutte à goutte une solution de 75 grammes de trioxyde de chrome dans 400 ce d'eau et 280 ce d'acide acétique glacial dans le mélange en l'espace de deux jours. On maintient cette température jusqu' à ce que la plus grande partie du trioxyde de chrome soit consum- mée. On élimine le restant de l'agent oxydant par addition de méthanol. On sépare le tétrachlorure de carbone par évaporation sous vide et l'on verse le liquide obtenu dans l'eau. On sépare par filtration le précipité et on le dissout dans l'éther. On sépare la solution éthérée en ses constituants acides et ses constituants neutres par une solution d'hydroxyde de potassium 1 n.
On porte à ébullition la fraction neutre,renfermant environ 20 grammes de matière organique,avec 10 grammes de potasse caus- tique dans 300 ce d'alcool méthylique pendant 4 1/2 heures. On l'acidifie ensuite avec de l'acide sulfurique 2 n et on l'extrait
<Desc/Clms Page number 18>
par l'éther. On traite le résidu restant après l'évaporation de l'éther,par 5 grammes d'acétate de semicarbazide dans 50 oc d'alcool et on chauffe au bain-marie pendant une heure, Après un repos de 12 heures, on lave à fond le précipité par l'eau, l'alcool, l'éther et, enfin,par l'éther de pétrole. On obtient environ 0.6 à 1 gramme d'une semioarbazone qui donne, par une opération de séparation appropriée, une oxyoétone de formule C19H28O2.
On dissout un gramme d'oxyoétone non saturée dans 28 2 30 ce d'acide acétique glacial et l'on traite par l'hydrogène à la température de la ohambre en présence de 0.3 grammes de noir de platine jusqu'à fixation d'une molécule d'hydrogène.
Après filtration pour séparer du catalyseur, on verse la solu- tion dans l'eau et l'on reprend le produit de la réduction par l'éther. On lave alors la solution éthérée par une solution alcaline diluée et par l'eau. On sépare l'éther par évaporation , et on fait cristalliser le résidu dans l'alcool dilué. Par cette hydrogénation, on obtient une oxyoétone saturée de formule brute C19H30O2, la trans-androstérone du point d'ébullition de 170 0 .
De la même manière, on peut hydrogéner l'oxycétone non saturée C19H28O2 pour obtenir l'acétate de la trans-androstérone ayant un point de fusion de 117-118 C. En saponifiant par une solution de potasse caustique alcoolique méthylique à 5 , on obtient la trans-androstérone ayant un point de fusion de 170 0.
Exemple 8.
On oxyde le chlorhydrate de l'aoétate de cholestérol dans un mélange d'acide acétique glacial et de tétrachlorure de car- bone par l'acide chromique de la même manière que celle exposée dans l'exemple 7; on sépare la solution éthérée ainsi obtenue un par une solution normale de soude caustique, en/constituant un acide et/constituant neutre. On traite ensuite ce dernier, non pas par la poussière de zinc et l'acide acétique glacial comme dans l'exemple 7, mais on le porte à ébullition dans une solution
<Desc/Clms Page number 19>
de pyridine en vue de l'élimination de l'acide chlorhydrique.
On verse la solution de pyridine dans de l'acide sulfurique dilué ; l'acétate séparé est repris par l'éther et manipulé comme dans l'exemple 7 pour former une hydroxy-cétone non saturée répondant à la formule brute C19H28O2. On dissout 1.5 grammes de l'hydroxy-oétone non saturée dans 45 co d'alcool et en présen- ce de 0.5 grammes de catalyseur à l'oxyde de platine à la tempé- rature de 40 à 50 0 par l'hydrogène jusqu'à fixation d'une molé- cule d'hydrogène. Après filtration pour séparation du catalyseur; on précipite le produit de la réduction par l'eau et on reprend par l'éther. On cristallise le résidu éthéré dans l'alcool dilué.
On obtient le même diol non saturé répondant à la formule brute
C19H30O2 et d'un point de fusion de 173 C, que dans l'exemple 3.
Le point de fusion du mélange n'accuse aucune diminution. Le ainsi diol ajoute la quantité théorique de brome/qu'il est exigé par en un groupe éthylique.
Exemple 8a.
On mélange à fond 100 grammes de dibromure d'acétate de sitostérol obtenu conformément à l'exemple 4, à 3 litres d'acide acétique glacial à la température de la chambre; il ne se produit pas de la sorte, de solution complète. Ensuite, on ajoute, en agitant, une solution de 100 grammes d'anhydride chromique dans 50 ce d'eau et 1 litre d'acide acétique glacial et l'on continue à agiter pendant deux heures, ce qui provoque la dissolution complète de la matière de départ. En laissant reposer la solution pendant 12 heures à la température de la chambre, celle-ci prend une couleur verdâtre. On la verse ensuite dans l'eau chargée de glace, on dissout le précipité-dans l'éther, on agite la solu- tion éthérée avec de l'eau et on évapore à sicoité sous vide.
On dissout le résidu dans 1 litre d'acide aoétique glacial, on ajoute 100 grammes de poussière de zino à cette solution et l'on chauffe le mélange à ébullition pendant une heure. Après sépara- tion de la poussière de zinc par filtration, l'aoétate de
<Desc/Clms Page number 20>
sitostérol qui n'a pas réagi cristallisé, au refroidissement et on le sépare par aspiration. On évapore le filtrat à sicoité sous vide, on dissout le résidu dans l'alcool et on le mélange à une solution alcoolique d'acétate de semicarbazide. Il se précipite une semicarbazone,que l'on sépare par filtration et que l'on lave par l'eau, l'éther de pétrole et l'éther. Son point de décomposition est de 276 C environ. En décomposant ce produit, on obtient de la déhydro-androstérone d'un point de fusion de 148 C Exemple 9.
On dissout 50 grammes de chlorure de oholestéryle dans 400 grammes de tétraohlorure de oarbone et on l'ajoute petit à petit, en refroidissant,à une solution de 20 grammes de brome dans 200 grandes de tétrachlorure de carbone. On lave la solution obtenue par une solution de carbonate sodique et de l'eau jusqu'à neutra- lité et l'on ramène par évaporation sous vide à 200 grammes envi- ron. On mélange le résidu à 3 kilos d'acide acétique glacial et au mélange, à la température de 40 C, on ajoute en l'espace d'une heure une solution de 120 grammes d'anhydride chromique dans 60 grammes d'eau et 300 grammes d'acide acétique glacial, en agitant. On continue à agiter pendant 20 à 30 heures à la tempé- rature de 40 C jusqu'à ce que la plus grande partie de l'agent oxydant soit consumé.
On détruit le restant de l'acide chromique en ajoutant SO oc de méthanol. On évapore alors le mélange sous vide à la moitié de son volume pour éliminer le tétrachlorure de carbone restant. On refroidit le résidu à 5-10 C et on ajoute 40 grammes de poussière de zinc; il ne se produit à cette occa- sion qu'une légère augmentation de la température. On agite le mélange avec le zinc pendant 24 heures. On débarrasse la solu- tion par filtration du zino non dissous et on la verse dans une bonne quantité d'eau. On reprend le précipité par l'éther; on lave la solution éthérée successivement par l'acide sulfurique
<Desc/Clms Page number 21>
dilué, une solution d'hydroxyde sodique et de l'eau et on évapore à siccité.
On chauffe le résidu avec une solution alcoolique d'acétate de semicarbazide au bain-marie pendant une heure; après refroidissement,on sépare la semicarbazone par filtration, on l'épure par dissolution et précipitation de l'alcool chloro- formé. La semioarbazone pure fond à la température de 275. . par chauffage avec de l'acide sulfurique alcoolique dilué; on obtient une ohlorooétone non saturée d'un point de fusion de 157 . Pour la transformer en l'hydroxy-cétone correspondante non saturée, on chauffe ce composé dans une solution d'alcool ou d'acide acétique avec de l'acétate de potassium dans un tube- bombe pendant 6 à 8 heures à la température de 180 200 0.
Après refroidissement, on expulse la masse du tube-bombe par de l'eau et on extrait la solution aqueuse par l'éther. Après évaporation du solvant, on obtient de l'éther, un mélange de oomposés d'ou l'on peut isoler l'acétate de l'hydroxy-oétone non saturée répondant à la formule brute C19H28O2, par cristal- lisation fractionnée, du méthanol. Par saponification, on ob- tient l'hydroxy-cétone répondant à la formule brute O19H 0 .
28 2
Les personnes versées en la matière peuvent apporter de nombreuses modifications aux exemples donnés ci-dessus. C'est ainsi qu'au lieu des composés dans lesquels le groupe hydroxy est libre ou est remplacé par le groupe 0-acétyl ou 0-benzoyle, par le groupe méthoxy ou le chlore comme dans les exemples qui précèdent, on peut employer des matières premières pour effea- tuer les divers stades de la réaction, dans lesquelles le groupe hydroxy est remplacé, par exemple, par le groupe 0- succinyle ou O-phtalyle, ou par tout autre groupe 0-aoyle, par le groupe éthoxy ou par tout autre groupe aroxy ou alkoxy ou par d'autres remplaçants qui peuvent être convertis en groupe hydroxy.
La conversion des esters ou des éthers en composé hydroxy correspondant se fait par les méthodes connues de saponification ou hydrolyse, tandis que la transformation du
<Desc/Clms Page number 22>
remplaçant halogène en groupe hydroxy correspondant peut se fai- re, au lieu d'opérer par la méthode conforme à l'exemple 9, en faisant réagir le composé halogéné avec des sels ou avec d'autres acides organiques carboxyliques ou sulfoniques, tels que l'acé- tate d'argent, le benzoate de potassium ou analogues. On obtient ainsi des esters qui, par saponification, donnent les hydroxy- composés correspondants.
L'oxydation se fait de préférence par l'anhydride ohromi- que, mais évidemment d'autres agents, tels que d'autres composés de chrome hexa-valents, par exemple l'oxychlorure de chrome CrO2Cl2, des bichromates en solution acide et analogues, ou des permanganates de potassium, de calcium et autres permanganates appropriés peuvent être employés, spécialement les agents à même de couper les liaisons saturées de -C-C.
On peut modifier la quantité des divers agents et le type et la quantité des solvants employés pour réaliser la présente invention, dans les limites connues des personnes versées en la matière. par exemple, au lieu de l'acide acétique glacial et du tétrachlorure de carbone employés dans les exemples ci- dessus, on peut employer d'autres solvants ou mélanges de sol- vants qui ne sont pas attaqués par l'agent oxydant employé .
D'une façon tout à fait générale, il apparat! qu'une dilution considérable du mélange réagissant est avantageuse pour le processus de l'oxydation. En ce qui concerne la température, on peut également la modifier conformément aux principes de la présente invention; néanmoins, il est à conseiller de ne pas élever trop fortement les températures citées dans les exemples précédents, car alors il est probable que des réactions secon- daires interviennent, par exemple, pendant le processus de l'oxydation.
La double liaison du système annulaire polycyclique n'est pas seulement rétablie en traitant les composés dihalogénés par les agents cités dans le mémoire et dans les exemples,
<Desc/Clms Page number 23>
mais on peut aussi faire appel à d'autres méthodes convenables, telles que le traitement par l'iodure de sodium dans l'acétone conformément à Pinkelstein, le traitement doux par l'hydrogène en présence de catalyseurs,tels que le platine ou le nickel, et des agents basiques,sans que l'hydrogénation de la double liaison se produise,ou analogues,comme décrit,par exemple,dans Houben, Méthoden der organisohen Chemie, Vol.2.p. 301-304 (1923).
Comme réactifs de oétones pour la séparation et l'isole- ment des composés neutres carbonylés, on peut employer en plus de la semicarbazide, la thiosemioarbazide, la phénylhydrazine, également d'autres corps à même de se condenser avec le groupe cétonique des composés carbonylés, tels que,par exemple,l'hydro- xylamine, les produits de substitution de la phénylhydrazine, tels que la p-nitrophényl-hydrazine, la p-bromo-phényl-hydrazine, la diphénylhydrazine et analogues, les benzhydrazides, les chlorure d'ammonium- ammonium-acétohydrazides quaternaires, telles que le/triméthyl de pyridinium- acéto-hydrazide., le chlorure /'acéthy-drazide et analogues,et d'autres composés connus dans la technique.
La décomposition des composés obtenus par réaction avec les réac- tifs oétoniques telles que,par exemple,le coupage des sêmi- carbazones et analogues,peut se faire de la façon usuelle.Pour éviter la saponifioation ou l'hydrolyse de ces produits de condensation dans lesquels le groupe hydroxy est remplacé comme exposé oi-dessus, on effectue la décomposition par des moyens doux, tels que le traitement par des réactifs acides en présen- de petites quantités d'eau, et de préférence aussi en présence ce/d'un solvant approprié.
Pour l'hydrogénation des produits d'oxydation obtenus, on peut employer de l'hydrogène activé catalytiquement par des catalyseurs à métaux nobles, tels que le platine ou ses oxydes, ou par le nickel ou tous autres catalyseurs connus, tels que, par exemple,le oatalyseur de Raney. Ensuite, on peut employer de l'hydrogène à l'état naissant, produit,par exemple, par
<Desc/Clms Page number 24>
l'action d'acides sur des métaux et oorps analogues ou d'un métal alcalin sur des alcools.
La réduction peut aussi se faire en chauffant les composes qui doivent être réduits avec des substances capables de fournir de l'hydrogène,telles que,par exemple,des alcools en présence d'alooolats ou en faisant réagir les composés qui doivent être réduits avec des halogénures métal- liques d'alcoyle à même de former des oléfines, tels que,par
EMI24.1
exemple,l'iodQre isopropylique de magnésium.
On peut isoler les produits obtenus par les divers stades, des matières de départ qui n'ont pas réagi, ainsi que des iso- mères et des sous-produits qui peuvent s'être formés,et les épurer ensuite par cristallisation fractionnée et/ou répétée, distillation, sublimation ou par toute autre méthode- En plus de la formation de produits de condensation de solubilité diffé- rente par les réactifs de cétones cités plus haut, on peut, par exemple, produire d'autres composés d'addition ou de condensa- tion de solubilité différente qui, après séparation en faisant appel à leurs caractéristiques de solubilité différentes, sont alors décomposés.
Le progrès réalisé par la présente invention réside dans le fait que l'on peut convertir des produits importants au point de vue physiologique et possédant les propriétés des hormones sexuelles ou facilement convertissables en composés possédant. ces propriétés synthétiquement, tandis que jusqu'à présent, ces produits ne pouvaient être isolés et encore qu'en petite quan- tité des sources naturelles telles que l'urine, les organes
EMI24.2
ou analogues. 0'est ainsi que,par exemple,qxn les hydro2ea6tones non saturées répondant à la formule brute C19H28O2 obtenues conformément aux exemples qui précèdent,accusent les mêmes 500-600 effets que les hormones mâles et possèdent une activité d'environ/ cobaye)
EMI24.3
r!u.o.(unitéf{;
il en est de même de l'hydroxy-aétone saturée répondant à la formule brute C19H30O2 obtenue conformément à l'exemple 7. Les esters tels que,par exemple, les acétates ou
<Desc/Clms Page number 25>
benzoates qui possèdent aussi une activité d'environ 500 mg/U.C. diffèrent des alcools libres correspondants du fait qae leur activité est répartie sur une période de temps relativement plus longue .
Evidemment, diverses modifioations et changements aux condi- tions de la réaotion peuvent être apportés par ceux qui sont ver- sés dans la teohnique, conformément aux principes ci-exposés et aux revendications ci-jointes .