CH333077A - Process for the manufacture of testosterone derivatives - Google Patents

Process for the manufacture of testosterone derivatives

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CH333077A
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sep
testosterone
normethyl
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German (de)
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Charles Murray Herbert
Harold Peterson Durey
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Upjohn Co
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P33/00—Preparation of steroids
    • C12P33/06—Hydroxylating
    • C12P33/08—Hydroxylating at 11 position
    • C12P33/10—Hydroxylating at 11 position at 11 alpha-position

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Description

  

      Verfahren    zur Herstellung von     Testosteronderivaten       <I>Beispiel. Z</I>  I1     a-Oxy-testosteron     Es wird eine Nährlösung hergestellt, die  20g     Lactalbuminauszug,    3 g Maisquellwasser  und 50 g     teehnischer    Dextrose pro Liter ge  löst enthält und deren     pH-Wert    auf 4,3-4,5       eingestellt    wurde.

   Drei Liter dieses sterilisier  ten Mediums wurden mit     Rhizopus        nigrieans     minus     (ATCC    Nr. 6227b) geimpft und 24  Stunden bei 28  C     incubiert,    wobei die     Rühr-          gesehwindigkeit    und Belüftung so eingestellt  wurde, dass die     Sauerstoffaufnahme,    gemessen  nach der Methode von Cooper, Fernstrom,       Miller        [Ind.    Eng.     Chem.    36, 504     (1944)]    6,3  bis 7     Millimolen        Na.S03    pro Liter -und Stunde    entsprach.

   Zu dieser, eine 24stündige Kultur  von     Rhizopus        nigricans    minus enthaltenden  Nährlösung wurde 1,5 g     Testosteron,    das  zwecks Bildung einer Steroidsuspension in der  Nährlösung in 30     cm3    Äthanol gelöst worden  war, gegeben. Nach weiterer 24stündiger     In-          cubation    unter denselben Temperatur- und       BelüftLtngsbedingungen    wurden Würze und       Mycel    extrahiert.

   Das     Mycel    wurde filtriert,  zweimal     mit    einem, ungefähr dem     Mycelvolu-          men    gleichen     Volumteil    Aceton gewaschen und  zweimal mit einem, ungefähr dem     Mycelvolu-          men    gleichen     Vol,umteil        Methylenchlorid    ex  trahiert. Die Aceton- und     Methylenchlorid-          auszüge    wurden einschliesslich Lösungsmittel  dem Filtrat der Würze zugegeben.

   Die ver  mischten Extrakte und das Filtrat der Würze  wurden nacheinander zweimal mit 0,5     Vol:     Teilen     Methylenchlorid    und dann zweimal  mit 0,25     Vol.-Teilen        Methylenchlorid        extra-          biert.    Die vereinigten     Methylenchloridauszüge     wurden zweimal mit 0,1     Vol.-Teil    2      /oiger          Uatriumbicarbonatlösung    und dann zweimal  mit 0,1     Vol.-Teil    Wasser gewaschen.

   Nach dem  Trocknen des     Methylenchlorids    mit 3 bis 5 g  wasserfreiem Natriumsulfat pro Liter Lösung  und Filtrieren wurde das Lösungsmittel  durch Destillation entfernt. Der Rückstand  wurde in möglichst wenig     Methylenchlorid     aufgenommen, filtriert und das Lösungsmittel  an der Luft oder am     Wasserbad    verdampft.    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Herstellung von     1.1a.-Oxy-Testoste-          ron    und     11a-Oxy-10-normethyl-testosteron.     



       C*emäss    der Erfindung werden diese     Ver-          bindun--en    aus Testosteron bzw.     10-Normethyl-          testosteron    hergestellt, und zwar durch bio  chemische Oxydation mittels Enzymen, die  von einer Pilzart der     Cxattung        Rhizopus,    die  der Ordnung     lblucorales    angehört, erzeugt  werden.

   Vorzugsweise wird ein lebensfähiger  Pilz und das     Steroid    unter     Fermentationsbe-          dingungen    in Gegenwart eines für den Pilz  geeigneten Nährmediums zusammengebracht,  wie in den folgenden Beispielen noch ein  gehend beschrieben wird.      Der Rückstand wog nach dem Verdampfen  des     Methylenchlorids    2,5492 g.  



  Eine teilweise     Entfärbung    des rohen     Rüek-          standeskonnte    durch Aufnehmen desselben in  35     cm3        llethy        lenchlorid,    Zugabe von 3 g        Magnesol     (synthetisches     Magnesiumsilikat)     und Filtrieren erreicht werden.

   Nach dem  Verdampfen des Lösungsmittels wurde der  Rückstand in einem     L        berschuss    Aceton auf  genommen, mit 0,2 g      Celit         Nr.545        (Diato-          meenerde)    vermischt, filtriert und zur     Trok-          kene    verdampft. Der Rückstand wurde in  150     cm3    Benzol gelöst und über 75 g Tonerde  (mit Salzsäure gewaschen und bei l20  C ge  trocknet), mit 150     cm3-Mengen    Lösungsmittel,  wie in der Tabelle angegeben, fraktioniert.  Zur     Papierchromatographie    wurde das Pro  pylenglykol-Toluolsystein benutzt..  



  Die vom Lösungsmittel befreiten Frak  tionen 23 bis 30 ergaben 378 mg festes     Ehiat,     das in Aceton gelöst, wurde.     Diesa,Lösung7:wurde     auf 10     cm3    eingeengt, eine kleine Menge eines  flockigen Niederschlages     abfiltriert    und zur  Trockene verdampft. Der     Rüekstand    wurde  in 15     em3        :.1thy        lacetat    gelöst, am     Wasserbad       auf 5     cm3    eingeengt und bis     zur    Kristallisa  tion gekühlt.

   Diese Kristalle wurden durch  Filtration abgetrennt und dreimal mit je  1     ein3        Äthy        laeetat    gewaschen.  



  Diese Kristalle wogen<B>319,9</B> mg und wur  den in     Methylenchlorid    aufgenommen, die  Lösung mit      Magnesol     entfärbt, die Sus  pension     filtriert:    und das Filtrat eingedampft.  Der     Rüekstand    wurde nochmals in 2     cm3          Äthylaeetat    gelöst und daraus auskristalli  siert, wobei 7.98,7 mg Kristalle mit einem  Schmelzpunkt von 179-l82  C erhalten wur  den.

   Diese Kristalle wurden in 7     em3        Äthyl-          acetat    gelöst, die Lösung auf 4     em3    eingeengt,  wobei nach der Kristallisation 169,7 mg     11.a-          Oxy-testosteron    mit einem     Erweichungspunkt     von     17811    C und einem Schmelzpunkt von 181.  bis 181,5 C     erbalten        zenirdc,.n.    Die. optische  Drehung     betrug   
EMI0002.0052  
   (Chloroform).

    Das     Infrarotspektrum    zeigt die Anwesenheit  einer weiteren     11y        droxylgruppe    im.     Testoste-          ron.     



  <I>Analyse</I>  Berechnet für     Cl()-ff        "7011z:    C 74,97; H 9,27       Gefunden:    C 74,69; H 9,26  
EMI0002.0061     
  
    <I>Tabelle</I>
<tb>  Fraktionen <SEP> Lösungsmittel <SEP> Eluatfeststoffe <SEP> mg
<tb>  1, <SEP> 2 <SEP> Benzol <SEP> plus <SEP> 10 <SEP> % <SEP> Äther <SEP> 55,9
<tb>  3, <SEP> 4 <SEP> Benzol <SEP> plus <SEP> 50,% <SEP> Äther <SEP> 74,5
<tb>  5-7 <SEP> Äther <SEP> 904;

  5
<tb>  8-10 <SEP> Äther <SEP> plus <SEP> 5 <SEP> % <SEP> Chloroform <SEP> 191,6
<tb>  11, <SEP> 12 <SEP> Äther <SEP> plus <SEP> 101%. <SEP> Chloroform <SEP> 21,5
<tb>  13 <SEP> Äther <SEP> plus <SEP> <B>10%</B> <SEP> Chloroform <SEP> 2,4
<tb>  14-16 <SEP> Äther <SEP> plus <SEP> 50% <SEP> Chloroform <SEP> 15,0
<tb>  17-19 <SEP> Chloroform <SEP> 66,2
<tb>  20 <SEP> Chloroform <SEP> plus <SEP> 5 <SEP> 0M <SEP> Aceton <SEP> 34,7
<tb>  21 <SEP> Chloroform <SEP> plus <SEP> 5 <SEP> 0/a <SEP> Aceton <SEP> 27,5
<tb>  22 <SEP> Chloroform <SEP> plus <SEP> 5 <SEP> 0/a <SEP> Aceton <SEP> 30,8
<tb>  23-25 <SEP> Chloroform <SEP> plus <SEP> 10 <SEP> fl/a <SEP> Aceton <SEP> 113,3
<tb>  26-28 <SEP> Chloroform <SEP> plus <SEP> 50 <SEP> a/a, <SEP> Aceton <SEP> 139,7
<tb>  29 <SEP> Aceton <SEP> 62,1
<tb>  30 <SEP> Aceton <SEP> 32,4
<tb>  31 <SEP> Aceton <SEP> 16,

  9
<tb>  32 <SEP> Aceton <SEP> plus <SEP> 5 <SEP> % <SEP> Methanol <SEP> 30,1.
<tb>  33-41 <SEP> Aceton-Methanol, <SEP> ansteigend <SEP> auf
<tb>  1.00 <SEP> 0/m <SEP> Methanol <SEP> 35,3
<tb>  Insgesamt <SEP> 1854,4         <I>Beispiel 2</I>       11a-Oxy-10-normethyl-testosteron     Auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1  beschrieben, wird aus     10-Normethyl-testoste-          ron        [Biroh,    J.

       Chem.        Soc.    (London) 1950, 367]  durch Einwirkung des     Rhizopus        nigricans     minus     (ATCC    6227b)     11a-Oxy-10-normethyl-          testosteron    erhalten. Das erhaltene oxydierte       Steroid    wird aus der     Fermentationsmischung     auf die in Beispiel 1. gezeigte Weise isoliert  und das     lla-Oxy-10-normethyl-testosterori          dureh        Umkristallisieren    aus     Äthylacetat    ge  reinigt.  



  Die Verwendung von     Rhizopus        arrhizus    in  den beiden angeführten Beispielen liefert die  selben Ergebnisse.  



  Das     l.1a-Oxy-testosteron    und das     11a-Oxy-          10-normethyl-testosteron    sind gegen Wärme  und verdünnte Säuren beständig. Diese Ver  bindungen besitzen selbst pharmakologische  Wirksamkeit und sind als Zwischenprodukte  für die Synthese anderer, pharmakologisch       nützlicher    Steroide geeignet.



      Process for the preparation of testosterone derivatives <I> example. Z </I> I1 a-Oxy-testosteron A nutrient solution is prepared which contains 20 g of lactalbumin extract, 3 g of corn steep liquor and 50 g of teehnischer dextrose per liter and the pH of which has been adjusted to 4.3-4.5.

   Three liters of this sterilized medium were inoculated with Rhizopus nigrieans minus (ATCC No. 6227b) and incubated for 24 hours at 28 ° C., the stirring speed and ventilation being adjusted so that the oxygen uptake, measured according to the method of Cooper, Fernstrom, Miller [Ind. Closely. Chem. 36, 504 (1944)] 6.3 to 7 millimoles of Na.S03 per liter and hour.

   To this nutrient solution containing a 24-hour culture of Rhizopus nigricans minus was added 1.5 g of testosterone which had been dissolved in 30 cm 3 of ethanol to form a steroid suspension in the nutrient solution. After a further 24 hours of incubation under the same temperature and ventilation conditions, the wort and mycelium were extracted.

   The mycelium was filtered, washed twice with a volume of acetone approximately equal to the volume of the mycelium and extracted twice with a volume of approximately the same volume of methylene chloride. The acetone and methylene chloride extracts, including the solvent, were added to the wort filtrate.

   The mixed extracts and the filtrate of the wort were successively extracted twice with 0.5 part by volume of methylene chloride and then twice with 0.25 part by volume of methylene chloride. The combined methylene chloride extracts were washed twice with 0.1 part by volume of 2% sodium bicarbonate solution and then twice with 0.1 part by volume of water.

   After drying the methylene chloride with 3 to 5 g of anhydrous sodium sulfate per liter of solution and filtering, the solvent was removed by distillation. The residue was taken up in as little methylene chloride as possible, filtered and the solvent was evaporated in the air or on a water bath. The invention relates to a process for the production of 1.1a.-oxy-testosterone and 11a-oxy-10-normethyl-testosterone.



       According to the invention, these compounds are produced from testosterone or 10-normethyl testosterone, specifically by bio-chemical oxidation by means of enzymes which are produced by a species of fungus of the Rhizopus species, which belongs to the order lblucorales.

   A viable fungus and the steroid are preferably brought together under fermentation conditions in the presence of a nutrient medium suitable for the fungus, as will be described in detail in the following examples. The residue weighed 2.5492 g after evaporation of the methylene chloride.



  Partial decolorization of the raw residue could be achieved by taking it up in 35 cm3 of ethylene chloride, adding 3 g of magnesol (synthetic magnesium silicate) and filtering.

   After evaporation of the solvent, the residue was taken up in an excess of acetone, mixed with 0.2 g of Celite No. 545 (diatomaceous earth), filtered and evaporated to dryness. The residue was dissolved in 150 cm3 of benzene and fractionated over 75 g of clay (washed with hydrochloric acid and dried at 120 ° C.) with 150 cm3 of solvent as indicated in the table. The propylene glycol toluene system was used for paper chromatography ..



  The fractions 23 to 30 freed from the solvent gave 378 mg of solid Ehiat, which was dissolved in acetone. This, solution 7: was concentrated to 10 cm3, a small amount of a flaky precipitate was filtered off and evaporated to dryness. The residue was dissolved in 15 cubic meters of ethyl acetate, concentrated to 5 cm3 on a water bath and cooled until crystallization.

   These crystals were separated off by filtration and washed three times with 1 ein3 ethyl acetate each time.



  These crystals weighed <B> 319.9 </B> mg and were taken up in methylene chloride, the solution was decolorized with magnesol, the suspension was filtered: and the filtrate was evaporated. The residue was dissolved again in 2 cm3 of ethyl acetate and crystallized therefrom, 7.98.7 mg of crystals with a melting point of 179-182 ° C being obtained.

   These crystals were dissolved in 7 cubic meters of ethyl acetate, and the solution was concentrated to 4 cubic meters, with 169.7 mg of 11.a- oxy-testosterone having a softening point of 17811 C and a melting point of 181 to 181.5 C after crystallization inherited zenirdc, .n. The. optical rotation was
EMI0002.0052
   (Chloroform).

    The infrared spectrum shows the presence of a further 11y droxylgruppe im. Testosterone.



  <I> Analysis </I> Calculated for Cl () - ff "7011z: C 74.97; H 9.27 Found: C 74.69; H 9.26
EMI0002.0061
  
    <I> table </I>
<tb> Fractions <SEP> Solvents <SEP> Eluate solids <SEP> mg
<tb> 1, <SEP> 2 <SEP> Benzene <SEP> plus <SEP> 10 <SEP>% <SEP> ether <SEP> 55.9
<tb> 3, <SEP> 4 <SEP> benzene <SEP> plus <SEP> 50,% <SEP> ether <SEP> 74.5
<tb> 5-7 <SEP> ether <SEP> 904;

  5
<tb> 8-10 <SEP> ether <SEP> plus <SEP> 5 <SEP>% <SEP> chloroform <SEP> 191.6
<tb> 11, <SEP> 12 <SEP> ether <SEP> plus <SEP> 101%. <SEP> chloroform <SEP> 21.5
<tb> 13 <SEP> ether <SEP> plus <SEP> <B> 10% </B> <SEP> chloroform <SEP> 2.4
<tb> 14-16 <SEP> ether <SEP> plus <SEP> 50% <SEP> chloroform <SEP> 15.0
<tb> 17-19 <SEP> chloroform <SEP> 66.2
<tb> 20 <SEP> chloroform <SEP> plus <SEP> 5 <SEP> 0M <SEP> acetone <SEP> 34.7
<tb> 21 <SEP> chloroform <SEP> plus <SEP> 5 <SEP> 0 / a <SEP> acetone <SEP> 27.5
<tb> 22 <SEP> chloroform <SEP> plus <SEP> 5 <SEP> 0 / a <SEP> acetone <SEP> 30.8
<tb> 23-25 <SEP> chloroform <SEP> plus <SEP> 10 <SEP> fl / a <SEP> acetone <SEP> 113.3
<tb> 26-28 <SEP> chloroform <SEP> plus <SEP> 50 <SEP> a / a, <SEP> acetone <SEP> 139.7
<tb> 29 <SEP> acetone <SEP> 62.1
<tb> 30 <SEP> acetone <SEP> 32.4
<tb> 31 <SEP> acetone <SEP> 16,

  9
<tb> 32 <SEP> acetone <SEP> plus <SEP> 5 <SEP>% <SEP> methanol <SEP> 30.1.
<tb> 33-41 <SEP> acetone-methanol, <SEP> increasing <SEP>
<tb> 1.00 <SEP> 0 / m <SEP> methanol <SEP> 35.3
<tb> Total <SEP> 1854.4 <I> Example 2 </I> 11a-Oxy-10-normethyl-testosterone In the same way as described in Example 1, 10-normethyl-testosterone [Biroh , J.

       Chem. Soc. (London) 1950, 367] obtained by the action of the Rhizopus nigricans minus (ATCC 6227b) 11a-oxy-10-normethyl testosterone. The oxidized steroid obtained is isolated from the fermentation mixture in the manner shown in Example 1. and the IIIa-oxy-10-normethyl-testosterori is purified by recrystallization from ethyl acetate.



  The use of Rhizopus arrhizus in the two examples given gives the same results.



  The l.1a-oxy-testosterone and the 11a-oxy-10-normethyl-testosterone are resistant to heat and dilute acids. These compounds have pharmacological activity themselves and are suitable as intermediates for the synthesis of other pharmacologically useful steroids.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Testosteron- ; derivaten, dadurch gekennzeichnet, dass Testo- steron bzw. 10-Normethyl-testosteron einer biochemischen Oxydation mittels Enzymen unterworfen wird, die von einer Pilzart der Gattung Rhizopus erzeugt werden, wobei 11a- Oxy-testosteron bzw. 11a-Oxy-10 normethyl- testosteron entsteht. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM Process for the production of testosterone; Derivatives, characterized in that testosterone or 10-normethyl-testosterone is subjected to biochemical oxidation by means of enzymes produced by a species of fungus of the genus Rhizopus, 11a-oxy-testosterone or 11a-oxy-10 normethyl-testosterone arises. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Pilz Rhizopus arrhizus oder Rhizopus nigricans verwendet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Testosteron bzw. 10-Normethyl-testosteron unter Fermenta- tionsbedingungen in Gegenwart einer Nähr lösung für den Pilz mit einem lebensfähigen Pilz dieser Gattung in Berührung gebracht wird. Method according to claim, characterized in that the fungus used is Rhizopus arrhizus or Rhizopus nigricans. 2. The method according to claim, characterized in that testosterone or 10-normethyl testosterone is brought into contact with a viable fungus of this species under fermentation conditions in the presence of a nutrient solution for the fungus.
CH333077D 1952-02-23 1952-07-08 Process for the manufacture of testosterone derivatives CH333077A (en)

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