Verfahren zur Herstellung von hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen der Cyelopentanopolyhydrophenanthr enreihe. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die an sich bekannte Hydrierung von ketogruppenhaltigen Verbindungen der Cy- clopentanopolyhydrophenanthrenreihe zu hy- droxylgruppenhaltigen Verbindungen der Cy- clopentanopolyhydrophenanthrenreihe und ist dadurch gekennzeichnet,
dass man den zur Hydrierung erforderlichem Wasserstoff in Anwesenheit der Ketone auf biochemischem Wege erzeugt.
Die biochemische Hydrierung wird nach an sich bekannten Methoden durchgeführt, z. B. in der Weise, dass man das zu hydrie rende Ausgangsmaterial allmählich oder auf einmal in ein Gärungssubstrat einführt, in welchem eine reduzierende Gärung statt findet. Als Mittel, welche die reduzierende Gärung verursachen, werden vorzugsweise Mikroorganismen bezw. von diesen erhaltene Enzyme angewandt; besonders zweckmässig ist z. B. die Verwendung von obergäriger lief e.
Mit dem erfindungsgemässen biochemi schen Hydrierungsverfahren gelingt es, je nach dem verwendeten Ausgangsmaterial in verhältnismässig einfacher Weise und in guter Ausbeute ,physiologisch wertvolle Stoffe darzustellen, die sich auf rein. chemi schem Wege meistens nur schwierig bezw. nur mit geringer Ausbeute gewinnen lassen.
So kann man z. B. Androsteron durch biochemische Hydrierung leicht in cis-An- drostandiol überführen, während Dehydro- androsteron bei der biochemischen Hydrie rung Androstendiol liefert.
Als sehr geeignet erweist sich das erfin- dungsgemässe Verfahren der biochemischen Hydrierung bei Polyoxoverbindungen der Cyclopentanopolyhydrophenanthrenreihe, und zwar insbesondere bei solchen, bei denen sich in Konjugation zu der einen Ketogruppe eine Kolilenstoff-gohlenstoffdoppelbindung befindet, wie dies z. B. bei dem dl,z-Andro- stendion-3,17 und dem J1,;-Androstendion- 3,17 der Fall ist.
Gerade die letztgenannte Verbindung, das zls,;-Androstendion, liefert bei der erfin dungsgemässen biochemischen Hydrierung ein besonders wertvolles Produkt, nämlich das dl,5-Androstenol-17-on-3, das sogenannte Testosteron; es wird also in diesem Falle überraschenderweise lediglich die Ketogruppe am Kohlenstoffatom 17 hydriert, während sowohl die Ketogruppe am Kohlenstoffatoin 3 wie auch die Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen 4 und 5 unangegrzffen bleiben.
Die Anwendbarkeit des erfindungsge mässen Verfahrens ist weiterhin aus den fol genden Beispielen ersichtlich, die gleich zeitig auch als Anleitung für die praktische Durchführung des Erfindungsgedankens dienen.
<I>Beispiel 1:</I> Zu einem in vollkommener Gärung be findlichen Gemisch, -elches aus 50 g Sacclia- rose, 25g Bäckereihefe und 300 b Wasser besteht, wird eine Lösung von 150 mg d4,@,- Androstendion-3,17 in 20 cm' ÄthylallZohol tropfenweise unter Rühren hinzugefügt. Die Gärung wird 4 Tage fortgesetzt,
dann wird der Alkohol abdestilliert und der verblei bende Teil mit Äther extrahiert. Der aus dem Ätherextrakt erhältliche Rückstand wird im Hochvakuum bei 0.001 pp, und 130-170 (Luftbad) destilliert und das er haltene Destillat anschliessend mehrmals aus verdünntem Aceton umkristallisiert. Man er hält in sehr guter Ausbeute einen kristalli nen Stoff, der bei 150-151 (unkorr.) schmilzt und mit Testosteron identisch ist.
<I>Beispiel 2:</I> Ein Gemisch aus 50 g Invertzucker, 2.5 g Oberhefe (Mailand, flockige Fermente) und 300 cm' Nasser wird nach Eintritt lebhafter Gärung unter Umschütteln tropfenweise mit einer Lösung von 180 mg Dehydro-andro- steron in 20 cm' Alkohol versetzt. Man lässt das Ganze 42 Stunden bei etwa 20 gären und fügt dann nochmals 10 g Invertzucker, 10 g Oberhefe und 100 cm' Wasser hinzu. Wenn die.
Gärung im wesentlichen beendet ist und die Flüssigkeit Fehlingsche Lösung nur noch schwach reduziert, was nach etwa 90 Stunden der Fall zu sein pflegt, wird die Flüssigkeit von dem Hefesatz abgegossen. Beide Teile werden dann mehrmals mit Äther extrahiert, die vereinigten Extrakte werden eingedampft und der erhaltene ölige Rückstand im Hochvakuum (0.001 pP Hg) fraktioniert destilliert.
Der zwischen 140 bis <B>180'</B> (Luftbad) übergehende halbfeste An teil wird mit Petrolätlier gewaschen, der hierbei erhaltene feste Rückstand wird dann mehrmals aus verdiiiintem Aceton umkristal lisiert. Nan erhält 32 mg einer kristallinen Substanz vom Schmelzpunkt<B>178-179</B> , die mit J;."-Ancli-osteiidiol identisch ist.
Beispiel <I>3:</I> Man fügt zu einem in lebhafter Gärung befindlichen Gemisch aus 40 g Rohzucker, 20 g Oberhefe und 300 ein" Leitungswasser unter häufigem Umschütteln eine Lösung von 200 mg d7,. Androstendion-3.17 in 20 cm' Alkohol hinzu iuid lässt das Ganze drei Tage bei Zimmertemperatur -eiter gären. Dann giesst man die Flüssigkeit von der Hefe masse ab und extrahiert beide Teile mit Äther.
Die Ätherextrakte werden vereinigt und mit n-1Tatronla.uge. verdünnter Salz säure und Nasser gewaschen. Der beim Ein dampfen der ätherischen Lösung erhaltene Rückstand wird aus Aceton iuid Petroläther sowie anschliessend aus Aceton und verdünn tem Alkohol umkristallisiert;
man erhält eine Substanz vom Schmelzpunkt 163 bis 164 (unkorr.) und von der optischen Drehung [al -f- 4.3 , die mit Iso- androstan.diol identisch ist.
Aus der Nutterlauge des ersten Kristalli- sats aus Aceton und Petroläther kristallisiert bei mehrtägigem Stehenlassen eine kleine Menge einer Substanz, die sich nach dem Umkristallisieren aus verdünntem Aceton als A",:;y-Indrostenol-17-on-3 erweist.
<I>Beispiel</I> 4.: Zu einem aus 40 g Invertzucker, 20 g Oberhefe und 300 cm' Wasser bestehenden Ansatz wird nach Eintritt lebhafter Gärung unter häufigem Umschütteln eine Lösung von 200 mg Androstandion-3,17 in 20 cm' Al kohol hinzugefügt. Das Gärungsgemisch lässt man drei Tage bei etwa 22 gären, dann extrahiert man das Ganze mit Äther und wäscht die ätherische Lösung nacheinander mit n-Natronlauge, mit verdünnter Salz säure und mit Wasser. Die ätherische Lö sung wird dann eingedampft und der Rück stand wird im Hochvakuum (0,001,uu Hg) fraktioniert destilliert.
Den zwischen 140' bis 170 (Luftbad) übergehenden Teil kristalli siert man aus Aceton und verdünntem Al kohol um; man erhält dabei eine kristalline Substanz vom Schmelzpunkt 163-164', die sich als Isoandrostandiol erweist.
<I>Beispiel 5:</I> Zu einem Gäransatz, der aus 150 g Rohr zucker, 20 g Bierhefe, 40 g Natriumsulfit und 1500 cm' Wasser besteht, wird eine Lösung von 10 g des Natriumsalzes der 3,12-Diketo-cholansäure hinzugegeben. Das Gärungsgemisch lässt man zwei Monate bei 35 stehen; während dieser Zeit wird der Rohrzuckergehalt dreimal erneuert. Dann wird das Reaktionsgemisch mit verdünnter Salzsäure angesäuert und mit Äther extra biert.
Die ätherische Lösung wird zur Trockne eingedampft und der Rückstand aus verdünntem Alkohol umkristallisiert. Man erhält auf diese Weise etwa 6 g 3-Oxy-12- ketocholansäure vom Schmelzpunkt 165 . <I>Beispiel 6:</I> Man fügt eine Lösung von 2 g Chole- stanon in 100 cm' Alkohol zu einem in leb hafter Gärung befindlichen Ansatz, der aus 150 g Rohrzucker, 20 g Bierhefe, 30 g Na triumsulfit und 1500 em3 Wasser bereitet ist.
Man lässt das Gärungsgemisch zwei Monate bei 35 stehen und erneuert während dieser Zeit den Rohrzucker dreimal. Dann -wird das Reaktionsgemisch mit Äther extrahiert, die ätherische Lösung wird mit n-Natron- lauge, mit verdünnter Salzsäure und Wasser gewaschen und anschliessend eingedampft; der Rückstand wird aus Alkohol umkristal lisiert; man erhält etwa 1,3 g Cholestanol vom Schmelzpunkt 14l-142 .
Anstatt der oben genannten Ausgangs materialien können natürlich auch andere ketogruppenhaltige Verbindungen verwendet werden, sofern sie das Cyclopentanopoly- bydrophenanthrenringsystem besitzen.
Ebenso können auch die Arbeitsweisen und Reaktionsbedingungen bei der Durch führung der biochemischen Hydrierung in mannigfacher, dem Fachmann geläufiger Art abgeändert werden. So kann man z. B. zur Förderung der Gärung sogenannte Akti vatoren, wie z. B.
Salze von der Art des primären oder sekundären Natriumphosphats, Calciumcarbonat oder stickstoffhaltige Ver bindungen, welche eine schnellere Entwick lung der Gärungsorganismen bewirken, zu dem Gärungssubstrat hinzufügen; in man chen Fällen kann sich auch ein Zusatz von Sulfiten, wie Natriumsulfit oder dergl. als empfehlenswert erweisen.