CH521328A

CH521328A - Verfahren zur Herstellung von 16a-Hydroxy-steroiden der Cardenolidreihe

Info

Publication number: CH521328A
Application number: CH370568A
Authority: CH
Inventors: Claus Dr Lindig; Repke Kurt Dr Prof
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1967-12-05
Filing date: 1968-03-13
Publication date: 1972-04-15

Description


  
 



  Verfahren zur Herstellung von 16a-Hydroxy-steroiden der Cardenolidreihe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von therapeutisch anwendbaren 16a-Hydroxy-steroiden der Cardenolidreihe der Formel
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 worin R, Wasserstoff oder ein Mono- oder Oligosaccharidrest, R2 Wasserstoff oder die Hydroxygruppe, R3 die Methyl-, Formyl- oder Hydroxymethylgruppe und R4 Wasserstoff oder die Hydroxygruppe bedeuten.



   Es ist bekannt, dass sich die   16,1-Hydroxygruppe    des Gitoxigenins mit Natriumtosylat in wasserfreiem Dimethylformamid in die 16a-Position umlagern lässt (1). Bei diesem Isomerisierungsverfahren erzielt man gewöhnlich jedoch auch bei Variation der Reaktionsbedingungen nur sehr geringe Ausbeuten an   16a-Gitoxigenin.    Ausserdem bereitet die präparative Auftrennung des Reaktionsgemisches insbesondere erhebliche Schwierigkeiten, so dass auf die Gewinnung des reinen 16a-Gitoxigenins verzichtet werden musste (2).



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein allgemein anwendbares und im wesentlichen ein einheitliches Produkt lieferendes Verfahren zur Herstellung der   16a-Hydroxy-    steroide aus natürlich vorkommenden 16ss-Vertretern durch Epimerisierung zu finden.



   Erfindungsgemäss werden 16a-Hydroxysteroide der Cardenolidreihe der Formel I hergestellt, indem man 16ss Hydroxysteroide der Cardenolidreihe der Formel II  
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 worin R1, R2, R3 und R4 die oben in Formel I genannte Bedeutung haben, in einem organisch-wässerigen Lösungsmittelgemisch bei erhöhter Temperatur der Baseneinwirkung unterwirft, das gebildete 16a-Hydroxysteroid durch Extraktion mit einem Lösungsmittel, vorzugsweise Chloroform oder Methylenchlorid bzw. mit einem Lösungsmittelgemisch, insbesondere Chloroform-Äthanol, aus der Reaktionslösung extrahiert und das Endprodukt durch Säulenchromatographie unter Verwendung von organischen Wasch- und Elutionsmitteln und vorzugsweise von Kieselgel als Adsorptionsmittel und/oder Kristallisation isoliert.



   Das erfindungsgemässe Verfahren kann angewendet werden, um aus 16ss-Acyloxysteroiden 16a-Hydroxysteroide herzustellen. Diese Anwendung ist dadurch gekennzeichnet, dass man als Ausgangsmaterial 16ss-Acyloxyverbindungen der Formel
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 einsetzt, in welcher Formel R1, R2, R3 und R4 die weiter oben angegebene Bedeutung haben und   R5    eine Acylgruppe ist, und diese in einem organisch-wässerigen Lösungsmittelgemisch bei erhöhter Temperatur der Baseneinwirkung unterwirft und die gebildete 16a-Hydroxyverbindung zwecks Isolierung, wie weiter oben beschrieben ist, weiter behandelt.



   Als organische Komponenten in dem für die Isomerisierung benutzten Lösungsmittelgemisch geeignet, sind vor allem solche mit gutem Lösungsvermögen für die eingesetzten 16ss Hydroxysteroide und guter Wassermischbarkeit, wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Pyridin, Acetonitril, Dioxan usw. Das Mischungsverhältnis zwischen Wasser und organischem Lösungsmittel kann in einem weiten Bereich variiert werden, wobei vorzugsweise 40 %iges wässeriges Dimethylformamid geeignet ist.



   Die Umsetzung wird zweckmässig so durchgeführt, dass man zu der organischen Lösung des 16ss-Hydroxysteroids bei erhöhter Temperatur die wässerige Lösung einer starken Base, vorzugsweise 0,1 KOH, oder einen stark basischen Ionenaustauscher möglichst rasch zugibt und die Reaktion nach 5 bis 10 Minuten durch schnelles Abkühlen des Reak tionsgemisches unterbricht.



   Die Reaktion wird vorteilhafterweise bei Temperaturen zwischen 60 und   100"    C, vorzugsweise zwischen 70 und   85"    C durchgeführt. Allgemein ist das 16a-Hydroxysteroid bei An wendung von niedrigen Temperaturen mit der Ausgangs verbindung verunreinigt, während es bei höheren Tempera turen reiner anfällt, aber eine geringe Ausbeuteverminderung eintritt.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht vor allem die Herstellung von 16a-Hydroxysteroiden der Cardenolid reihe in guten und reproduzierbaren Ausbeuten, wobei die Verwendung eines wässerig-organischen Lösungsmittelgemisches und die Anwendung starker Basen zu einem Pro  dukt führen, das keine wesentlichen Mengen der unerwünschten und schwer abtrennbaren Ausgangsverbindung enthält.



   Die erfindungsgemäss herstellbaren 16a-Hydroxy-cardenolide sind wie die natürlichen 16ss-Isomeren spezifische Hemmstoffe der (NaK)-ATPase des Herzmuskels und wie diese zur therapeutischen Anwendung bei Herzinsuffizienz geeignet. Gegenüber den natürlichen Vertretern weisen die 16a-Hydroxy-cardenolide folgende Vorzüge auf: Sie sind in Wasser und in vielen mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln gut löslich, so dass sich leicht Lösungen für die orale oder intravenöse Anwendung beim Menschen herstellen lassen. Auf Grund der relativ guten Wasserlöslichkeit werden die erfindungsgemäss erhältlichen 16a-Hydroxycardenolide, wie z. B. 16-epi-Gitoxin, schnell aus dem Magen Darmtrakt resorbiert.

   Infolge der erhöhten Polarität, die auch aus dem in den Beispielen angegebenen chromatographischen Verhalten hervorgeht, werden die 16a-Hydroxycardenolide schneller ausgeschieden, womit eine gute Steuerbarkeit der Dosierung gewährleistet ist.



   Beispiel 1
Die Lösung von 1 g Rohgitoxin in 100 cm3 Dimethylformamid wird bei   75"    C mit einer Mischung von 50 cm3 wässeriger 0,5n KOH und 100 cm3 Wasser versetzt und 10 Minuten bei   75"    C stehen gelassen. Nach dem Abkühlen wird mit Chloroform extrahiert, die organische Phase mit Salzsäure, Kaliumbicarbonatlösung und anschliessend mit Wasser neutral gewaschen. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat wird im Vakuum zur Trockne eingeengt. Der Destillationsrückstand wird in 10 cm3 Chloroform (5 % Äthanol) gelöst und an einer Säule von 50 g Kieselgel chromatographiert. Elution mit Chloroform-Äthanol liefert neben Mischfraktionen 461 mg reines   16a-Gitoxin,    das nach Umkristallisierung aus Chloroform mit einem Schmelzpunkt von 278 bis   279"    C erhalten wird.

   Relative Wanderungsgeschwindigkeit (Gitoxin = 1,00) bei der Papierchromatographie im System Chloroform-Di-n-propyläther   (3 : 1)/Formamid    RGitoxin =   0,39.   



   Beispiel 2
Die Lösung von 50 mg Pentaacetyl-gitoxin in 5 cm3 Pyridin wird bei   80"    C mit einer Mischung von 5 cm3 0,5n Kalilauge und 15 cm3 Wasser versetzt und 5 Minuten bei   800 C    stehen gelassen. Die Aufarbeitung analog Beispiel 1 liefert 16a-Gitoxin in ähnlicher Ausbeute.



   Beispiel 3
Im Verfahren nach Beispiel 2 wird Pyridin durch Dioxan ersetzt, wodurch ebenfalls   16a-Gitoxin    in ähnlicher Ausbeute erhalten wird.



   Beispiel 4
Analog Beispiel 1 erhält man aus Diginatin das 16a Digination. Relative Wanderungsgeschwindigkeit (Diginatin = 1,00) bei der Papierchromatographie im System Chloroform-Tetrahydrofuran   (4: 1)/Formamid      RDiginatin    = 0,62.



   Beispiel 5
Analog Beispiel 1 erhält man aus Oleandrin das Desacetyl  16a-oleandrin.    Relative Wanderungsgeschwindigkeit (Des  acetyloleandrin    = 1,00) bei der Papierchromatographie im System Chloroform-Di-n-propyläther   (3 : 1)/Formamid      RDesacetyloleandrin    = 0,67.



   Die nach den Beispielen 1 bis 3 und 5 erhaltenen Produkte liefern bei der Hydrolyse ein Aglykon, das sich bei der Papierchromatographie in den beiden angegebenen Lösungsmittelsystemen wie authentisches   1 6a-Hydroxy-gitoxigenin    (16-epi-Gitoxigenin) verhält.



   PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Herstellung von 16a-Hydroxy-steroiden der Cardenolidreihe der Formel
EMI3.1     
 worin R1 Wasserstoff oder ein Mono- oder Oligosaccharidrest, R2 Wasserstoff oder die Hydroxygruppe, R3 die Methyl-, Formyl- oder Hydroxymethylgruppe und R4 Wasserstoff oder die Hydroxygruppe bedeuten, dadurch gekennzeichnet, dass man ein 16ss-Hydroxy-steroid der Cardenolidreihe der Formel 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **. dukt führen, das keine wesentlichen Mengen der unerwünschten und schwer abtrennbaren Ausgangsverbindung enthält.

Die erfindungsgemäss herstellbaren 16a-Hydroxy-cardenolide sind wie die natürlichen 16ss-Isomeren spezifische Hemmstoffe der (NaK)-ATPase des Herzmuskels und wie diese zur therapeutischen Anwendung bei Herzinsuffizienz geeignet. Gegenüber den natürlichen Vertretern weisen die 16a-Hydroxy-cardenolide folgende Vorzüge auf: Sie sind in Wasser und in vielen mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln gut löslich, so dass sich leicht Lösungen für die orale oder intravenöse Anwendung beim Menschen herstellen lassen. Auf Grund der relativ guten Wasserlöslichkeit werden die erfindungsgemäss erhältlichen 16a-Hydroxycardenolide, wie z. B. 16-epi-Gitoxin, schnell aus dem Magen Darmtrakt resorbiert.

Infolge der erhöhten Polarität, die auch aus dem in den Beispielen angegebenen chromatographischen Verhalten hervorgeht, werden die 16a-Hydroxycardenolide schneller ausgeschieden, womit eine gute Steuerbarkeit der Dosierung gewährleistet ist.

Beispiel 1 Die Lösung von 1 g Rohgitoxin in 100 cm3 Dimethylformamid wird bei 75" C mit einer Mischung von 50 cm3 wässeriger 0,5n KOH und 100 cm3 Wasser versetzt und 10 Minuten bei 75" C stehen gelassen. Nach dem Abkühlen wird mit Chloroform extrahiert, die organische Phase mit Salzsäure, Kaliumbicarbonatlösung und anschliessend mit Wasser neutral gewaschen. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat wird im Vakuum zur Trockne eingeengt. Der Destillationsrückstand wird in 10 cm3 Chloroform (5 % Äthanol) gelöst und an einer Säule von 50 g Kieselgel chromatographiert. Elution mit Chloroform-Äthanol liefert neben Mischfraktionen 461 mg reines 16a-Gitoxin, das nach Umkristallisierung aus Chloroform mit einem Schmelzpunkt von 278 bis 279" C erhalten wird.

Relative Wanderungsgeschwindigkeit (Gitoxin = 1,00) bei der Papierchromatographie im System Chloroform-Di-n-propyläther (3 : 1)/Formamid RGitoxin = 0,39.

Beispiel 2 Die Lösung von 50 mg Pentaacetyl-gitoxin in 5 cm3 Pyridin wird bei 80" C mit einer Mischung von 5 cm3 0,5n Kalilauge und 15 cm3 Wasser versetzt und 5 Minuten bei 800 C stehen gelassen. Die Aufarbeitung analog Beispiel 1 liefert 16a-Gitoxin in ähnlicher Ausbeute.

Beispiel 3 Im Verfahren nach Beispiel 2 wird Pyridin durch Dioxan ersetzt, wodurch ebenfalls 16a-Gitoxin in ähnlicher Ausbeute erhalten wird.

Beispiel 4 Analog Beispiel 1 erhält man aus Diginatin das 16a Digination. Relative Wanderungsgeschwindigkeit (Diginatin = 1,00) bei der Papierchromatographie im System Chloroform-Tetrahydrofuran (4: 1)/Formamid RDiginatin = 0,62.

Beispiel 5 Analog Beispiel 1 erhält man aus Oleandrin das Desacetyl 16a-oleandrin. Relative Wanderungsgeschwindigkeit (Des acetyloleandrin = 1,00) bei der Papierchromatographie im System Chloroform-Di-n-propyläther (3 : 1)/Formamid RDesacetyloleandrin = 0,67.

Die nach den Beispielen 1 bis 3 und 5 erhaltenen Produkte liefern bei der Hydrolyse ein Aglykon, das sich bei der Papierchromatographie in den beiden angegebenen Lösungsmittelsystemen wie authentisches 1 6a-Hydroxy-gitoxigenin (16-epi-Gitoxigenin) verhält.

PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung von 16a-Hydroxy-steroiden der Cardenolidreihe der Formel EMI3.1 worin R1 Wasserstoff oder ein Mono- oder Oligosaccharidrest, R2 Wasserstoff oder die Hydroxygruppe, R3 die Methyl-, Formyl- oder Hydroxymethylgruppe und R4 Wasserstoff oder die Hydroxygruppe bedeuten, dadurch gekennzeichnet, dass man ein 16ss-Hydroxy-steroid der Cardenolidreihe der Formel EMI4.1

in einem organisch-wässerigen Lösungsmittelgemisch bei erhöhter Temperatur der Baseneinwirkung unterwirft, das gebildete 16a-Hydroxy-steroid durch Extraktion mit einem Lösungsmittel oder mit einem Lösungsmittelgemisch aus der Reaktionslösung extrahiert und das Endprodukt durch Säulenchromatographie unter Verwendung von organischen Waschund Elutionsmitteln und/oder Kristallisation isoliert.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man in mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln, wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Pyridin, Acetonitril, Dioxan usw., im Gemisch mit Wasser, vorzugsweise in 40 %igem wässerigem Dimethylformamid, arbeitet.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man für die basenkatalysierte Epimerisierung am C-16 starke Basen, wie die Alkalihydroxyde, vorzugsweise 0,1 m KOH oder stark basische Ionenaustauscher, verwendet.

3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Baseneinwirkung bei Temperaturen zwischen 60 und 100" C, vorzugsweise zwischen 70 und 85" C durchführt.

4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Extraktion mit einem Lösungsmittel, vorzugsweise Chloroform oder Methylenchlorid, durchführt.

5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Extraktion mit einem Lösungsmittelgemisch, vorzugsweise Chloroform/Äthanol, durchführt.

6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Säulenchromatographie an Kieselgel durchführt.

PATENTANSPRUCH II Anwendung des Verfahrens gemäss Patentanspruch I zur Herstellung von 16a-Hydroxy-steroiden aus 16ss -Acyloxy- steroiden, dadurch gekennzeichnet, dass man als Ausgangsmaterial 16ss -Acyloxyverbindungen der Formel EMI4.2 einsetzt, in welcher Formel R5 eine Acylgruppe ist, und diese in einem organisch-wässerigen Lösungsmittelgemisch bei erhöhter Temperatur der Baseneinwirkung unterwirft und die gebildete 16a-Hydroxyverbindung durch Extraktion mit einem Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch aus dem Reaktionsmedium extrahiert und durch Säulenchromatographie unter Verwendung von organischen Wasch- und Elutionsmitteln und/oder Kristallisation isoliert.