DE69507139T2

DE69507139T2 - Verfahren zur herstellung von 4-amino-delta 4-3-ketosteroiden via 4-nitro-delta-4-3-ketosteroiden

Info

Publication number: DE69507139T2
Application number: DE69507139T
Authority: DE
Inventors: Michael Angelastro; Timothy Curran; Gary Flynn; Cynthia Gates; Chi-Hsin King; Philip Weintraub
Original assignee: Merrell Dow Pharmaceuticals Inc
Current assignee: Aventis Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1994-05-02
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2015-04-12
Also published as: ES2128052T3; US5750744A; ZA953357B; CN1042540C; WO1995029932A1; CA2188760A1; NO964627L; NZ283974A; IL113532A; GR3029433T3; HU9603035D0; CN1147258A; FI964410A; EP0758340B1; AU2244995A; HUT75523A; FI964410A0; DK0758340T3; AU686793B2; DE69507139D1

Description

Verfahren zur Herstellung von 4-Amino-Delta-4-3-Ketosteroiden via 4-Nitro-Delta-4-3- Ketosteroiden

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft allgemein Androgen- und/oder Östrogen-Hemmstoff-Verbindungen, ihre Verwendung zur Hemmung von C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyase, C17α-Hydroxylase und 5α-Reduktase und ein Verfahren zur Herstellung von 4-Amino-Δ&sup4;-3-ketosteroiden.
Die Androgen- und Östrogen-Biosynthese wird hauptsächlich durch die Wirkungsweise der dual wirkenden Steroidenzyme C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyase und C17α-Hydroxylase gesteuert. Während die C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyase die Überführung von Steroiden katalysiert, die an der 17β-Stellung eine Seitenkette mit zwei Kohlenstoffatomen aufweisen, plaziert die C17α-Hydroxylase in einem solchen Molekül eine Hydroxylgruppe an die 17α-Stellung. Die Wirkung der C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyase erzeugt wichtige Vorläufer-Moleküle zur Bildung von Testosteron, 5α-Dihydrotestosteron und den Östrogenen, hauptsächlich Östron und Östradiol. Die effektive Hemmung der C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;- Lyase wäre zur Hemmung der Bildung von sowohl Androgen- als auch Östrogen-Steroiden nützlich und ist daher bei der Behandlung von Krankheitszuständen oder Gesundheitsstörungen nützlich bei denen Androgene und/oder Östrogene eine nachteilige Rolle spielen.
Das Steroidenzym 5α-Reduktase katalysiert die Überführung von Testosteron in Dihydrotestosteron oder DHT (17β-Hydroxy-5α-androstan-3-on). DHT ist ein wirksameres Androgen als Testosteron und wirkt in bestimmten Geweben als ein End-Organ-Effektor, insbesondere bei der Steuerung von Wachstum. Die wirksame Hemmung dieses Enzyms wäre bei der Verhinderung der DHT-Bildung nützlich, und ist daher zur Behandlung von Androgenabhängigen Gesundheitsstörungen nützlich, insbesondere bei solchen bei denen DHT eine nachteilige Rolle spielt.
Da die vorstehend erwähnten Hemmstoffe verschiedene Schritte des Androgen- und/oder Östrogen-Stoffwechselwegs beeinflussen, jeder mit bekannter therapeutischer Verwendbarkeit bei der Behandlung der verschiedenen Androgen- und/oder Östrogen-abhängigen Gesundheitsstörungen, wäre eine alternative Technik zur Synthese dieser Hemmstoffe ebenfalls nützlich.
Bestimmte 4-Aminosteroidderivate, die durch das in dieser Anmeldung beschriebene Verfahren erhalten werden können, sind in US-A-4 757 061, veröffentlicht am 12. Juli 1988, in US-A-5 120 840, veröffentlicht am 9. Juni 1992 und in US-A-5 143 909, veröffentlicht am 1. September 1992, offenbart. Die offenbarte Drei-Schritt-Synthese dieser Verbindungen umfaßt die Bildung eines 4,5-Epoxysteroidderivats, gefolgt von der Umsetzung mit Natriumazid, wodurch das 4-Azidosteroidderivat zur Verfügung gestellt wird. Das 4-Azidosteroidderivat wird anschließend reduziert, wodurch das 4-Aminosteroidderivat zur Verfügung gestellt wird. Die Verwendung von Natriumazid bei dieser Synthese umfaßt Gesundheitsrisiken infolge der inhärenten Instabilität der Verbindung. Ein Chemiker kann das vorstehende Verfahren in kleinem Maßstab im Labor sicher durchführen, da nur eine kleine Menge Natriumazid verwendet wird. Die großtechnische industrielle Herstellung des 4-Aminosteroidderivats erfordert jedoch große Mengen an Natriumazid und der daraus abgeleiteten Säure, der Stickstoffwasserstoffsäure. Diese Synthese, die große Mengen an Natriumazid und Stickstoffwasserstoffsäure bei erhöhten Temperaturen erfordert, birgt signifikante Risiken für Menschenleben und die Umwelt. Die Umwelt- und Gesundheitsrisiken könnten durch die geeignete Ausgestaltung der chemischen Anlagen verringert werden, die Kosten für eine solche Anlage wären jedoch zu hoch und die inhärenten Risiken könnten dennoch nicht vollständig beseitigt werden. Die Drei-Schritt-Synthese eines 4-Amino-Δ&sup4;-steroids über das 4-Azido- Zwischenprodukt ist in Schema A anschaulich erläutert. Schema A
Frühere Versuche zur Nitrierung von Δ&sup4;-3-Ketosteroiden, die von Schaub et al., Tetrahedron 20 (1964), 373 und von Suginome et al., J. Bull Chem. Soc. Jap. 62 (1989), 1343 beschrieben sind, ergaben die Bildung des entsprechenden 2-Nitrosteroids. Es wurde angenommen, daß dies deshalb eingetreten ist, weil die Nitrierung eher über das kinetische 2,4-Dienolat als über das 3,5-Dienolat verläuft, bei dem es sich um das thermodynamische Dienolat handelt. Die Herstellung des 4-Nitrosteroids würde Bedingungen erfordern, die die Erzeugung eines 3,5- Dienolats gegenüber dem 2,3-Dienolat begünstigen. In J. Chem. Soc. Perkin Transactions 1 Nr. 12 (1988), Seite 3239-3243, ist die Synthese von Nitro- und Amino-Sterolen offenbart.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren zur Herstellung von 4-Amino-3- ketosteroiden über die Bildung von 4-Nitro-3-ketosteroiden zur Verfügung, die das Produkt der Nitrierung des entsprechenden 3,5-Dienolats sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel
zur Verfügung, wobei
R eine Hydroxylgruppe, ein C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyl-, C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyloxy-, C&sub1;-C&sub4;-Alkanolrest, eine Gruppe COCH&sub2;OH, CO&sub2;H, ein Rest CONR&sub7;R&sub8;, eine Cyclopropyloxy-, Cyclopropylaminogruppe, ein Acetylthioalkanrest, eine 2,2-Dimethyldioxolan-4-yl-, 1,2-Dihydroxyethylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkanthiolrest ist;
R&sub1; ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist;
R und R&sub1; zusammen =O bedeuten können, d. h. ein Sauerstoffatom mit Doppelbindung an das 17-Kohlenstoffatom;
R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; unabhängig voneinander jeweils Wasserstoffatome oder C&sub1;-C&sub6;-Alkylreste sind;
R&sub5; und R&sub6; unabhängig voneinander jeweils Wasserstoffatome oder Hydroxylgruppen sind;
R&sub5; und R&sub6; zusammen =O bedeuten können, d. h. ein Sauerstoffatom mit Doppelbindung an das 11-Kohlenstoffatom;
R&sub7; ein Wasserstoffatom oder ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist;
R&sub8; ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist; und
die Bezeichnungsweise am Ring anzeigt, daß die Bindung eine Einfach- oder Doppelbindung sein kann;
die Bezeichnung
oder
einen Substituenten in der α-Konfiguration (unterhalb der Papierebene) anzeigt; die Bezeichnung
oder
einen Substituenten in der β-Konfiguration (oberhalb der Papierebene) anzeigt;
wobei das Vorstehende weiter beschränkt ist:
mit der Maßgabe, daß R&sub1; ein Wasserstoffatom ist, wenn R eine Hydroxylgruppe ist; und mit der Maßgabe, daß R&sub6; ein Wasserstoffatom ist, wenn R&sub5; eine Hydroxylgruppe ist;
umfassend aufeinanderfolgend:
a) Umsetzen einer Ausgangsverbindung der Formel
wobei R-R&sub8; und ,
oder , und
oder
wie vorstehend definiert sind, mit einer wirksamen Menge einer starken Base bei einer erhöhten oder geeigneten Temperatur für eine Zeitdauer, die ausreichend ist, das entsprechende thermodynamische Dienolat herzustellen, gefolgt von der Zugabe eines neutralen Nitrierungsmittels, um ein 4-Nitrosteroid herzustellen; und dann
b) Umsetzen des 4-Nitrosteroids mit einem geeigneten Reduktionsmittel; und
c) gegebenenfalls Überführen des 4-Aminosteroids in ein pharmazeutisch verträgliches Salz.
Wenn Veränderungen nach der Nitrierung erforderlich sind, können diese auf die übliche Weise durch bekannte Verfahren durchgeführt werden. Zum Beispiel ergibt die Oxidation der C&sub1;&sub7;-Hydroxylgruppe des 4-Nitrotestosterons das entsprechende 17-Keton, wie es in folgendem Schema veranschaulicht ist:
Das Entfernen der Schutzgruppen kann wie im folgenden Schema gezeigt durchgeführt werden:
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin bestimmte 4-Nitrosteroide zur Verfügung, die als Hemmstoffe von C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyase, C17α-Hydroxylase und/oder 5α-Reduktase verwendbar sind. Diese Verbindungen werden durch die Formel
dargestellt, wobei
R eine Hydroxylgruppe, ein C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyl-, C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyloxy-, C&sub1;-C&sub4;-Alkanolrest, eine Gruppe COCH&sub2;OH, CO&sub2;H, ein Rest CONR&sub7;R&sub8;, eine Cyclopropyloxy-, Cyclopropylaminogruppe, ein Acetylthioalkanrest, eine 2,2-Dimethyldioxolan-4-yl-, 1,2-Dihydroxyethylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkanthiolrest ist;
R&sub1; ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist;
R und R&sub1; zusammen =O bedeuten können, d. h. ein Sauerstoffatom mit Doppelbindung an das 17-Kohlenstoffatom;
R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; unabhängig voneinander jeweils Wasserstoffatome oder C&sub1;-C&sub6;-Alkylreste sind;
R&sub5; und R&sub6; unabhängig voneinander jeweils Wasserstoffatome oder Hydroxylgruppen sind;
R&sub5; und R&sub6; zusammen =O bedeuten können, d. h. ein Sauerstoffatom mit Doppelbindung an das 11-Kohlenstoffatom;
R&sub7; ein Wasserstoffatom oder ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist;
R&sub8; ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist; und
die Bezeichnungsweise am Ring anzeigt, daß die Bindung eine Einfach- oder Doppelbindung sein kann;
die Bezeichnung
oder
einen Substituenten in der α-Konfiguration (unterhalb der Papierebene) anzeigt;
die Bezeichnung
oder
einen Substituenten in der β-Konfiguration (oberhalb der Papierebene) anzeigt;
mit den Einschränkungen:
mit der Maßgabe, daß R&sub1; ein Wasserstoffatom ist, wenn R eine Hydroxylgruppe ist; und mit der Maßgabe, daß R&sub6; ein Wasserstoffatom ist, wenn R&sub5; eine Hydroxylgruppe ist;
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Hemmung der Steroid-C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;- Lyase, -C17α Hydroxylase und/oder -5α-Reduktase zur Verfügung, das die Verabreichung einer wirksamen hemmenden Menge der erfindungsgemäßen Verbindungen umfaßt.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Die Ausgangsverbindungen sind bekannt oder können durch bekannte Techniken erhalten werden.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "C&sub1;-C&sub6;-Alkanoylrest" auf einen gerad- oder verzweigtkettigen Alkanoylrest mit einem bis sechs Kohlenstoffatomen. Dieser Ausdruck schließt Formyl-, Acetyl-, Propionyl-, Butyryl-, Isobutyryl-, Hexanoylgruppen und dergleichen ein.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "C&sub1;-C&sub4;-Alkanolrest" auf einen gerad- oder verzweigtkettigen Alkoholrest mit einem bis vier Kohlenstoffatomen, der zumindest eine Hydroxygruppe enthält, wobei jedoch nicht mehr als eine Hydroxylgruppe an jedes Kohlenstoffatom gebunden ist. Dieser Ausdruck schließt Methanol-, Ethanol-, n-Propanol-, Isopropanol-, n-Butanol-, 2-Butanol-, 2-Methyl-1-propanol-, 2-Methyl-2-propanol-, 1,2- Dihydroxyethanol-, 1,3-Dihydroxyisopropanolgruppen und dergleichen ein.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest" auf einen gesättigten gerad- oder verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffrest mit einem bis sechs Kohlenstoffatomen. Dieser Ausdruck schließt Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, tert.-Butyl-, n- Pentyl-, n-Hexylgruppen und dergleichen ein.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest" auf einen gesättigten gerad- oder verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffrest mit einem bis acht Kohlenstoffatomen. Dieser Ausdruck schließt Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, tert.-Butyl-, n- Pentyl-, n-Hexyl-, n-Heptyl-, n-Octylgruppen und dergleichen ein.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "C&sub1;-C&sub4;-Alkanthiolrest" auf einen gesättigten gerad- oder verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffrest mit einem bis vier Kohlenstoffatomen, der eine Thiolgruppe enthält. Dieser Ausdruck schließt Methylthiol-, Ethylthiol-, Propylthiol-, Isopropylthiol-, n-Butylthiol-, Isobutylthiol-, t-Butylthiolgruppen und dergleichen ein.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Acetylthioalkanrest" auf einen gesättigten gerad- oder verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffrest mit einem bis acht Kohlenstoffatomen, der eine Acetylthiolgruppe enthält. Dieser Ausdruck schließt Acetylthiomethyl-, Acetylthioethyl-, Acetylthiopropyl-, Acetylthioisopropyl-, Acetylthiobutyl-, Acetylthio-s-butyl-, Acetylthio-t-butylgruppen und dergleichen ein.
Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyloxyrest" auf einen gesättigten gerad- oder verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffrest mit einem bis acht Kohlenstoffatomen, der eine Carboxylatogruppe enthält. Dieser Ausdruck schließt Formyloxy-, Acetoxy-, Propionyloxy-, Isopropionyloxy-, n-Butyryloxy-, s-Butyryloxy-, t-Butyryloxy-, n- Pentanoyloxy-, s-Pentanoyloxy-, t-Pentanoyloxy-, n-Hexanoyloxygruppen und dergleichen ein.
Wie hier verwendet, ist der Ausdruck "pharmazeutisch verträgliche Salze" von einem Durchschnittsfachmann leicht bestimmbar und bezeichnet ein Säureadditionssalz, das keine signifikante toxische Wirkung auf den Patienten ausübt und das pharmazeutisch gut handhabbar und formulierbar ist. Solche Salze können entweder anorganisch oder organisch sein und können hydratisiert oder im wesentlichen wasserfrei sein. Beispielhafte anorganische Säuren, die geeignete Salze bilden, schließen Chlorwasserstoff-, Bromwasserstoff-, Schwefel- und Phosphorsäure und Metallsalze, wie Natriummonohydrogenorthophosphat und Kaliumhydrogensulfat ein. Beispielhafte organische Säuren, die geeignete Salze bilden, schließen Mono-, Di- und Tricarbonsäuren ein. Beispielhaft für solche Säuren, jedoch nicht darauf beschränkt sind zum Beispiel Essig-, Glykol-, Milch-, Brenztrauben-, Malon-, Bernstein-, Glutar-, Fumar-, Äpfel-, Wein-, Zitronen-, Ascorbin-, Malein-, Hydroxymalein-, Benzoe-, Hydroxybenzoe-, Phenylessig-, Zimt-, Salicyl- und 2-Phenoxybenzoesäure und Sulfonsäuren, wie Methansulfonsäure und 2-Hydroxybenzoe- und 2-Hydroxyethansulfonsäure.
Das vorstehende Reaktionsschema erläutert das erfindungsgemäße Verfahren, in dem ein Δ&sup4;- 3-on-Steroid zunächst durch Umsetzen mit einer wirksamen Menge einer Base, die ausreichend stark ist, das Δ3,5-Dienolat herzustellen, zu der entsprechenden 4-Nitroverbindung nitriert wird. Mit "wirksamer Menge einer starken Base" ist eine Base mit solcher Stärke und Konzentration gemeint, daß sie unter geeigneten Reaktionsbedingungen die Δ&sup4;-3-on- Ausgangsverbindung in ihr thermodynamisches Dienolat überführen kann.
Bei der Auswahl geeigneter Reaktionsbedingungen ist die genaue Base und deren Konzentration eine Funktion anderer Reaktionsbedingungen, wie der Anzahl und Arten der Substituenten, der Reaktionszeit, dem Lösungsmittel und der verwendeten Temperatur. Diese allgemeinen Richtlinien für die Parameter der Bildung des thermodynamischen Dienolat- Zwischenprodukts über die Deprotonierung am Steroid-Kohlenstoffatom 6 sind im folgenden Text erläutert. Der Bereich verwendbarer "starker Basen" schließt Metallalkoholate und dergleichen ein, bevorzugt sind jedoch die Salze der verzweigtkettigen Alkohole mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt ist es, wenn diese verzweigtkettigen Alkohole 3 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten. Als Beispiel kann Kalium-tert.-Butoxid genannt werden.
Die "wirksame Menge" an starker Base ist variabel und hängt von der Anzahl von sauren Protonen am Steroid ab. Ein "saures Proton" ist eines, das leicht dissoziiert, wie zum Beispiel OH, CO&sub2;H und NH. Für jedes saure Proton wird ein zusätzliches Äquivalent an Base verwendet. Bei Verwendung der üblichen hier beschriebenen Basen und Steroide, die "kein saures Proton" enthalten, beträgt die Menge zumindest zwei (2) molare Äquivalente relativ zu der Steroidverbindung. Bevorzugt sind zwei bis vier molare Äquivalente und besonders bevorzugt sind etwa zwei (2) molare Äquivalente, bei Abwesenheit von sauren Protonen.
Bei der Herstellung des Dienolat-Zwischenprodukts bei der Nitrierungsumsetzung wird ein Fachmann den Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Reaktionszeit erkennen. Bei erhöhten Temperaturen würde man kürzere Reaktionszeiten erwarten, während man bei niedrigeren Temperaturen längere Reaktionszeiten erwarten würde. Bei der Durchführung der Erfindung liegt eine "erhöhte Temperatur" zwischen etwa 50ºC bis etwa 100ºC, bevorzugt zwischen 50ºC und 83ºC und eine besonders bevorzugte Reaktionstemperatur liegt bei etwa 83ºC. Bei erhöhten Temperaturen liegt die "ausreichende Zeit zur Herstellung des entsprechenden thermodynamischen Dienolats" zwischen etwa 15 Minuten und 8 Stunden, bevorzugt zwischen etwa 15 Minuten und etwa 180 Minuten und eine besonders bevorzugte Reaktionszeit liegt bei etwa 60 Minuten.
Bei niedrigeren Temperaturen liegt eine "geeignete Temperatur" bei etwa 15ºC bis etwa 50ºC, bevorzugt bei 17ºC bis etwa 30ºC und besonders bevorzugt bei etwa 20ºC bis etwa 25ºC. Bei diesen Temperaturen liegt die "Zeit, die ausreichend ist, ein thermodynamisches Dienolat herzustellen" zwischen etwa 15 Minuten und 48 Stunden, bevorzugt bei etwa 1 Stunde bis 24 Stunden und besonders bevorzugt bei etwa 10 bis 24 Stunden. Die Reaktionsausbeuten können durch Verwendung niedriger Reaktionstemperaturen mit längeren Reaktionszeiten erhöht werden und dies ist erfindungsgemäß bevorzugt. Da bestimmte Lösungsmittel, die im erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise verwendet werden, einen Gefrierpunkt am unteren Ende des vorstehenden Temperaturbereichs aufweisen, kann es notwendig sein, das Lösungsmittel leicht zu erwärmen oder vor der Umsetzung mit einem der Reaktionspartner zu mischen, bevor die Umsetzung bei diesen niedrigen Temperaturen erfolgen kann.
Geeignete Lösungsmittel, die die Nitrierung bewirken, können beliebige Alkohole sein, die von gerad- oder verzweigtkettigen Alkanen abstammen, die zwei (2) bis fünf (5) Kohlenstoffatome enthalten. Besonders bevorzugt sind sekundäre und tertiäre Alkohole. Während zum Beispiel Ethanol oder Isopropanol wirkungsvoll verwendet werden können, sind tert.-Amylalkohol und tert.-Butylalkohol bevorzugt. Das besonders bevorzugte Lösungsmittel ist tert.-Butanol.
Die Nitrierung kann durch ein beliebiges neutrales Nitrierungsmittel, wie zum Beispiel Alkylnitrate, durchgeführt werden. Die Auswahl eines bestimmten Alkylnitrats wird durch das Abwägen von Reaktivität und Kosten bestimmt. Geeignete Alkylnitrate sind beliebige gesättigte gerad- oder verzweigtkettige Organo-Nitrate, die drei bis acht Kohlenstoffatome enthalten. Bevorzugte Alkylnitrate schließen Isopropylnitrat, Isobutylnitrat und 2- Ethylhexylnitrat ein. Das besonders bevorzugte geeignete Alkylnitrat ist Isopropylnitrat.
Die Reduktion der 4-Nitrosteroid-Verbindung durch ein geeignetes Reduktionsmittel kann durch ein beliebiges bekanntes Verfahren durchgeführt werden, einschließlich zum Beispiel chemisch oder katalytisch. Übliche chemische Katalysatoren umfassen: 1) Zinkmetall in Essigsäure; 2) Zinkmetall in Methanol entweder in Gegenwart oder Abwesenheit von Ammoniumchlorid; 3) Zinndichlorid in Ethanol; oder 4) Eisen und Essigsäure in Ethanol. Ein wirksames katalytisches System schließt Lindlar's Katalysator (Palladium auf Calciumcarbonat, "vergiftet" mit Blei und Chinolin) in einem alkoholischen Lösungsmittel, wie Ethanol ein. Andere Systeme können zur katalytischen Hydrierung verwendet werden, wie zum Beispiel Palladium auf Holzkohle und Ammoniumformiat in Methanol, Palladium auf Holzkohle und Trifluoressigsäure in Ethanol oder Palladium auf Bariumsulfat in Ethanol.
Die in vitro enzymatisch hemmende Wirksamkeit der vorliegenden Verbindungen als Hemmstoffe von C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyase wurde unter Verwendung von mikrosomalen Zubereitungen des Enzyms aus Hodengewebe von Ratten oder Makakenaffen nachgewiesen. Es wurden Mikrosomen aus dem Hodengewebe von Makakenaffen oder Ratten isoliert. Die zu untersuchende Verbindung wurde in Dimethylsulfoxid gelöst und in 0,5 M Kaliumphosphatpuffer (pH 7,4 für die Lyaseaktivität bei Makakenaffen und pH 7,2 für die Lyaseaktivität bei Ratten) verdünnt, wodurch die gewünschten Konzentrationen der Versuchsverbindung erhalten wurden. Die End-Probenkonzentration von DMSO betrug 0,1% (V/V). Die Proben enthielten ein NADPH-Regenerierungssystem, das 1 M NADPH, 5 mM Glukose-6-phosphat, 1 IU/ml Glukose-6-phosphatdehydrogenase und mikrosomales Protein in einem Gesamtvolumen von 0,2 ml umfaßt.
Zur Bestimmung der zeitabhängigen C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyaseinaktivierung wurde die Versuchsverbindung mit 20 bis 62 ug/ml mikrosomalen Proteins, 0,05 M Kaliumphosphatpuffer, pH 7,4 und dem vorstehend beschriebenen NADPH-Regenerierungssystem 0 bis 40 Minuten bei 34ºC inkubiert. Es wurden Aliquote von 180 ul entnommen und auf Enzymwirksamkeit untersucht. Jedes Aliquot wurde zu [7-³H]-17α-Hydroxypregnenolon (11,2 mCi/mmol; 0,2 uCi pro Probe) plus unmarkiertem 17α-Hydroxypregnenolon hinzugefügt, wodurch eine Gesamt- Substratkonzentration von 0,3 uM pro Probe erhalten wurden und es wurde anschließend 6 Minuten bei 34ºC inkubiert. Zur Bestimmung der reversiblen Hemmung durch die Versuchsverbindung wurde die Umsetzung durch die gleichzeitige Zugabe von Substrat und Hemmstoff (oder für die Kontrollen DMSO in Puffer) zu den anderen Probenkomponenten gestartet. Das für die Makakenaffen-Lyase verwendete Substrat war [7-³H]-17α- Hydroxypregnenolon, das eine Endkonzentration von 0,3 uM des Substrats bewirkte. Das für die Untersuchung der Lyaseaktivität von Ratten verwendete Substrat war [1,2-³H]-17α- Hydroxyprogesteron, wobei eine Gesamt-Substratkonzentration von 0,1 uM (Km = 0,095 uM) verwendet wurde. Die vollständige Probe wurde sowohl für die Ratten- als auch die Makakenaffen-Lyase 6 Minuten bei 34ºC inkubiert.
Die Wirksamkeit der vorliegenden Verbindungen als Hemmstoffe von Steroid-5α-reduktase wurde unter Verwendung von mikrosomalen Zubereitungen von 5α-Reduktase-Enzym aus Prostatagewebe von Labortieren bestimmt. Genauer wurden Mikrosomen aus Prostatagewebe von Makakenaffen isoliert. Die Proteinkonzentration der mikrosomalen Zubereitungen wurden vor der Verwendung der Proben bestimmt. Einzelne Proben der Makakenaffenprostata-5α- Reduktaseaktivität enthielten 0,1 M Kaliumphosphat-Natriumcitratpuffer, pH 5,6, 0,1% Rinderserumalbumin (G/V), 1,0 mM Natrium-EDTA, 7 bis 96 mg mikrosomales Protein, 1,0 mM NADPH, 5,0 mM Glucose-6-phosphat, 1 IU/ml Glukose-6-phosphatdehydrogenase, [1,2- ³H]-Testosteron (0,15 uCi), unmarkiertes Testosteron, um die gewünschte Substratkonzentration zu erhalten und es wurde Hemmstoff in DMSO gelöst und dann in 0,1 M Kalium-Natriumcitratpuffer (50 : 50), pH 5,6, verdünnt, wodurch eine End- Probenkonzentration von 0,1% (V/V) DMSO erhalten wurde. Derselbe Puffer und DMSO ohne Hemmstoff wurden in Kontrollproben verwendet. Die Hintergrund-Radioaktivität wurde von allen Proben bestimmt, die alle Komponenten außer dem Enzym enthielten. Die Untersuchungen wurden doppelt durchgeführt. Die Umsetzung wurde durch die Zugabe von Testosteron gestartet und 30 Minuten bei 25ºC in einem Dubnoff® Schüttelinkubator inkubiert. Das Gesamtvolumen der Proben betrug 100 ul. Die Untersuchung war unter diesen Bedingungen mit der Zeit von 30 Minuten linear.
Die Verbindung, deren Hemmung untersucht werden sollte, wurde gleichzeitig mit Testosteron hinzugefügt. Für die IC&sub5;&sub0;-Bestimmungen wurde eine Einfach-Konzentration von Testosteron bei dem Km-Spiegel verwendet. Die Km-Werte von Testosteron wurden in Mehrfach- Experimenten bestimmt und bewegten sich von 0,025 uM bis 0,091 uM für die 5α-Reduktase von Makakenaffen.
Jede Probe wurde durch Zugabe von 5 ml Chloroform : Methanol (2 : 1) beendet. Das Trägersteroid (jeweils 2,5 ug), das die Substrate und Produkte darstellt und 0,8 ml destilliertes, deionisiertes Wasser wurden dann zu jeder Probe hinzugefügt. Die Trägersteroide für die Lyaseuntersuchungen waren 17α-Hydroxypregnenolon, Dehydroepiandrosteron und Androst-5-en-3β,17β-diol (Lyaseuntersuchungen von Makakenaffen) oder 17α- Hydroxyprogesteron, Androsten-dion und Testosteron (Lyaseuntersuchungen von Ratten). Testosteron, Dihydrotestosteron und 3,17-Androstandiol wurden zu 5α-Reduktase als Trägersteroide hinzugefügt. Radiomarkierte und unmarkierte Steroide wurden nach dem Verfahren von Moore und Wilson extrahiert (Methods in Enzymol., Hersg. B.W. O'Malley und J.G. Hardlan, 36 (1975), 466-473). Die organische Phase, die die Steroide enthielt, wurde unter Stickstoffgas abgedampft. Für die Lyaseuntersuchungen wurden die Rückstände in 18% Tetrahydrofuran (V/V) in Hexan gelöst. Für die 5α-Reduktaseuntersuchungen wurden die getrockneten Steroidrückstände in 3% (V/V) Isopropanol in Hexan gelöst. Die Steroide wurden dann durch normal-phase HPLC auf einer LiChrosorb® DIOL derivatisierten Kieselgel- Säule (10 um; 4 · 250 mm) mit einem 3% bis 7,5% Isopropanol in Hexan Gradienten, gefolgt von isokratischen Bedingungen von 75% (V/V) Isopropanol in Hexan getrennt. Die Radioaktivität in den Steroid-Peaks wurde unter Verwendung eines Radiomatic® Modells HS oder Modell A515 Flo-One Detektor für sowohl die Lyase- als auch die 5α- Reduktaseuntersuchungen gemessen.
Die Enzymaktivität für jede Probe wurde aus der prozentualen Umsetzung von Substrat in Produkte berechnet und die Ergebnisse wurden als prozentuale Hemmung der Kontrolle ausgedrückt. Die Werte dieser Experimente wurden an das geeignete Zwei-Parameter-Modell angepaßt, wobei zur Bestimmung eines IC&sub5;&sub0;-Wertes sechs Hemmstoffkonzentrationen verwendet wurden. Wenn die Verbindungen unter Verwendung der vorstehenden Verfahren untersucht wurden, wurden folgende Ergebnisse erhalten: (20S)-20-Hydroxymethyl-4- nitropregn-4-en-3-on weist einen IC&sub5;&sub0;-Wert von 41 nM für C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyase aus Affenhoden, 86 nM für C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyase aus Rattenhoden und 17 nM für 5α-Reduktase aus Affenprostata, auf. Wenn die Verbindungen unter Verwendung der vorstehenden Verfahren mit Hodenlyase von Makakenaffen untersucht wurden, wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:
Bei der Hemmung von Steroid-C&sub1;&sub7;&submin;&sub2;&sub0;-Lyase, 5α-Reduktase und/oder C17α-Hydroxylase ist die "wirksame Hemmmenge" die Menge an Verbindung, bei der eine Hemmwirkung auf das Enzym erhalten wird. Die genaue Menge, die notwendig ist, den gewünschten Hemmspiegel zu erreichen, ist eine Funktion der Enzymkonzentration, des Oberflächenbereichs, der Temperatur und anderer üblicher experimenteller Parameter und liegt innerhalb der experimentellen Variationen eines Durchschnittsfachmanns. Üblicherweise ist die minimale wirksame Menge bei Verabreichung solcher Verbindungen an tatsächliche Patienten die Menge, bei der eine therapeutische Wirkung erreicht wird. Die genaue zu verabreichende Verbindungsmenge variiert über einen großen Bereich, im wesentlichen abhängig von der Art des Patienten und dessen Größe. Zum Beispiel kann die zu verabreichende wirksame Hemmmenge der Verbindung abhängig von dem Patienten der zu behandeln ist und der Schwere der zu behandelnden Erkrankung von etwa 0,625 bis 62,5 mg/kg Körpergewicht pro Tag variieren und liegt bevorzugt bei etwa 0,5 bis 30 mg/kg Körpergewicht pro Tag. Einheitsdosierungen zur oralen Verabreichung können zum Beispiel 10 bis 500 mg einer erfindungsgemäßen Verbindung enthalten. Alternativ dazu können die vorliegenden Verbindungen auf parenteralen Wegen oder durch Implantate verabreicht werden.
Die folgenden Beispiele werden vorgestellt, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, sie sollen jedoch in keiner Weise als einschränkend angesehen werden. Wie hier verwendet, sollen alle Bezugnahmen auf "Raumtemperatur" etwa 20ºC bis etwa 23ºC bedeuten, sofern es nicht anderweitig beschrieben ist.

Schritt eins: Herstellung von 4-Nitrosteroiden

Beispiel 1

(20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on

Kalium-tert.-butoxid (1,70 g, 15 mM) und (20S)-20-Hydroxymethylpregn-4-en-3-on (1,65 g, 5 mM) werden zusammen in tert.-Butanol (25 ml) gemischt und 75 Minuten unter einer Argonatmosphäre bei Rückflußtemperatur erhitzt. Isopropylnitrat (0,51 ml, 5 mM) wird dann zu dem Reaktionsgemisch unter Rückfluß hinzugefügt, wodurch eine exotherme Reaktion hervorgerufen wird. Nach einer Minute wird das Reaktionsgefäß aus der Hitze entfernt und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Das abgekühlte Gemisch wird dann durch Zugabe von Essigsäure (5 ml) angesäuert und über Nacht gerührt. Das Gemisch wird dann mit Dichlormethan so weit verdünnt, daß sich eine abtrennbare Phase bildet, die ausreichend ist, das synthetisierte Produkt zu lösen. Anschließend werden die Feststoffe abfiltriert und mit Dichlormethan gewaschen. Die Materialien sowohl in den Filtraten als auch in der (den) Waschflüssigkeit(en) werden miteinander vereinigt und eingeengt. Der Rückstand wird dann in Dichlormethan wieder aufgelöst und dann durch Flashchromatographie über Kieselgel gereinigt, wodurch (20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on erhalten wird. Durch Kristallisation dieses Materials aus wässrigem Aceton werden weiße Nadeln erhalten (Smp.: 166-168ºC).
IR: 3435, 1696, 1623(m), 1633 cm&supmin;¹
MS(CI): 376(100%, M+1), 358(30%, M+1-H&sub2;O)
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,73 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,06 (d, C&sub2;&sub0;-Me), 1,29 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 3,38 (1H, dd, ½ x C&sub2;&sub1;-CH&sub2;), 3,64 (1H, dd, ½ x C&sub2;&sub1;-CH&sub2;).
Analyse:
Berechnet für C&sub2;&sub2;H&sub3;&sub3;NO&sub4; · (0,2)H&sub2;O: C: 69,70; H: 8,80; N: 3,62
Gefunden: C: 69,78; H: 9,13; N: 3,40.
Diese Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 1A

(20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on

Kalium-tert.-butoxid (1,70 g, 15 mM) und (205)-20-Hydroxymethylpregn-4-en-3-on (1,65 g, 5 mM) werden zusammen in tert.-Butanol gemischt und 90 Minuten unter einer Argonatmosphäre bei Rückflußtemperatur erhitzt. Das Gemisch wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einem zusammenhängenden Anteil an Isopropylnitrat (0,51 ml, 5 mM) umgesetzt. Nach 18 Stunden wird der Inhalt des Reaktionsgefäßes mit 5 ml Essigsäure angesäuert und anschließend mit Dichlormethan verdünnt. Die Feststoffe werden dann abfiltriert und weiter mit zusätzlichem Dichlormethan gewaschen. Das Filtrat und der Waschrückstand werden, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt, wodurch kristallines (20S)- 20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on erhalten wird.

Beispiel 1B

(20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on

Kalium-tert.-butoxid (1,70 g, 15 mM) und (20S)-20-Hydroxymethylpregn-4-en-3-on (1,65 g, 5 mM) werden zusammen in tert.-Butanol (25 ml) gemischt und 3 Stunden unter einer Argonatmosphäre bei Raumtemperatur gerührt. Zu dem Gemisch wird dann als ein zusammenhängender Anteil Isopropylnitrat (0,51 ml, 5 mM) hinzugefügt und danach wird das Gemisch über Nacht gerührt. Es wird dann Essigsäure (5 ml) hinzugefügt. Nach 1 Stunde werden die im Reaktionsgefäß zurückgebliebenen Feststoffe abfiltriert und mit Dichlormethan gewaschen. Die vereinigten Filtrate und Waschrückstände werden dann, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt, wodurch kristallines (20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on erhalten wird.

Beispiel 1C

(20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on

Kalium-tert.-butoxid (7,6 g, 67,8 mM) und (205)-20-Hydroxymethylpregn-4-en-3-on (6,6 g, 20 mM) in tert.-Butanol werden 60 Minuten unter einer Argonatmosphäre bei Rückflußtemperatur erhitzt. Es wird dann Isobutylnitrat als ein zusammenhängender Anteil (2,34 ml, 20 mM) hinzugefügt. Nach 20minütigem weiteren Erhitzen unter Rückfluß wird das Reaktionsgefäß auf Raumtemperatur abgekühlt. Es wird dann Essigsäure (10 ml) hinzugefügt und das Reaktionsgefäß wurde 18 Stunden gerührt und danach wird das Gemisch mit Dichlormethan (200 ml) verdünnt. Die Feststoffe werden entfernt, gewaschen und mit den Waschrückständen vereinigt und anschließend, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt, wodurch kristallines (20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on erhalten wird.

Beispiel 1D

(20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on

Kalium-tert.-butoxid (7,6 g, 67,8 mM) und (205)-20-Hydroxymethylpregn-4-en-3-on (6,6 g, 20 mM) werden in tert.-Butanol gemischt und 120 Minuten unter Rückflußtemperatur erhitzt. Es wird dann 2-Ethylhexylnitrat (3,56 ml, 20 mM) als ein zusammenhängender Anteil hinzugefügt. Nach 10 Minuten wird das Reaktionsgefäß auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Umsetzung wird dann mit Essigsäure (9 ml) gequencht und über Nacht gerührt. Nach dem Verdünnen mit Dichlormethan (200 ml) werden die Feststoffe entfernt, gewaschen, mit den Waschrückständen vereinigt und anschließend, wie in Beispiel 1 beschrieben, gereinigt, wodurch kristallines (205)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on erhalten wird.

Beispiel 1E

(20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on

Setze (205)-20-Hydroxymethylpregn-4-en-3-on (6,18 g, 18,7 mmol) in tert.-Butanol (91 ml) mit Kalium-tert.-Butoxid (6,43 g, 57,3 mmol, 3 molare Äquivalente) 1,5 Sunden unter Rückflußtemperatur um. Füge über 20 Minuten tropfenweise Isopropylnitrat (2,9 ml, 1,6 molare Äquivalente) hinzu. Danach wird die Umsetzung auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und dann über Nacht gerührt (12-18 Stunden). Das Reaktionsgemisch wird dann mit Essigsäure (6,2 ml) umgesetzt, 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und in Wasser (400 ml) gegossen. Extrahiere mit Dichlormethan (4 X 100 ml), vereinige alle organischen Phasen und trockne über Magnesiumsulfat. Enge das Filtrat nach dem Filtrieren unter vermindertem Druck ein, wodurch ein rötliches Öl erhalten wird, das durch Filtration über einen Kieselgelpfropfen gereinigt wird (Hexan : Et&sub2;O : CH&sub2;Cl&sub2; = 4 : 2 : 1, 2,5 l dann 2 : 2 : 1, 1 L). Vereinige und enge die geeigneten Fraktionen ein und kristallisiere das erhaltenen Material aus kochendem Isopropanol zu dem Wasser hinzugefügt wird bis es trübe wird um, wodurch die Titelverbindung (2,66 g) erhalten wird.

Beispiel 2

17β-Hydroxy-4-nitroandrost-4-en-3-on

Testosteron (2,88 g, 10 mM), Kalium-tert.-butoxid (3,40 g, 30 mM) und Isopropylnitrat (1,01 ml) werden nach dem Verfahren aus Beispiel 1 umgesetzt, wodurch 17β-Hydroxy-4- nitroandrost-4-en-3-on erhalten wird; Smp.: 158-160ºC (Aceton-Hexan).
IR: 3533, 1689, 1615(m), 1635 cm&supmin;¹
MS(CI): 334(100%, M+1), 316(50%, M+1-H&sub2;O)
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,80 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,30 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 3,66 (1H, t, C&sub1;&sub7;·H).
Diese Verbindung hat die folgende Struktur:
Die vereinigten Filtrate und Waschflüssigkeiten aus der vorstehenden Kristallisation können mit Essigsäureanhydrid (3 ml) und Pyridin (6 ml) umgesetzt werden. Nachdem über Nacht bei Raumtemperatur stehen gelassen wurde, wird die Umsetzung 1 Stunde mit Wasser gerührt. Durch Abdekantieren der Flüssigkeiten wird ein klebriger Feststoff erhalten, der durch Chromatographie gereinigt wird, wodurch 17β-Acetoxy-4-nitroandrost-4-en-3-on erhalten wird; Smp.: 216-217ºC (wässriges Aceton).
IR (CHCl&sub3;): 1725, 1695, 1623(m), 1536, 1256 cm&supmin;¹
MS(CI): 376(100%, M+1), 316(35%, M+1-AcOH)
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,84 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,30 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 2,05 (s, COMe), 5,62 (1H, dd, C&sub1;&sub7;-H).
Diese Verbindung hat die folgende Struktur:
Wie vorstehend angenommen, kann das 17β-Hydroxy-4-nitrosteroid in die entsprechende 17- on-Verbindung überführt werden, wie es im folgenden Beispiel beschrieben ist.

Beispiel 2A

4-Nitroandrost-4-en-3,17-dion

Eine auf -6ºC abgekühlte Lösung aus 17β-Hydroxy-4-nitroandrost-4-en-3-on (4-Nitrotestosteron, 10,56 g, 31,7 mM) in Aceton (900 ml) wird mit Jones Reagens (10,0 ml) umgesetzt. Nachdem das überschüssige Reagens mit Methanol zerstört worden ist, werden die Feststoffe abfiltriert. Das Filtrat wird eingeengt, zum Beispiel durch einen Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck, und dann durch Flashchromatographie über Kieselgel gereinigt, wodurch 4-Nitroandrost-4-en-3,17-dion erhalten wird; Smp.. 205-205,5ºC Zersetzung (Aceton-Hexan).
IR: 1738, 1622, 1533, 1373 cm&supmin;¹
MS(CI): 332(100%, M+1)
¹H-NMR(CDCl&sub3;): δ 0,93 (s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,13 (s, C&sub1;&sub9;-Me).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 3

17β-Hydroxy-7α-methyl-4-nitroandrost-4-en-3-on

17β-Hydroxy-7α-methyltestosteron (11,2 g, 37,0 mM), Kalium-tert.-butoxid (8,29 g, 73,9 mM) und Isopropylnitrat (3,76 ml) werden nach dem Verfahren aus Beispiel 1 umgesetzt, wodurch 17β-Hydroxy-7α-methyl-4-nitroandrost-4-en-3-on erhalten wird; Smp.: 229-230ºC, Zersetzung (Aceton-Hexan).
IR (CHCl&sub3;): 3614, 1694, 1658(m), 1623, 1536 cm&supmin;¹
MS(CI): 348(100%, M+1), 330(40%, M+1-H&sub2;O)
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,89 (d, C&sub7;-Me), 0,91 (s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,16 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 3,68 (t, C&sub1;&sub7;-H).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:
Das 17β-Hydroxysteroid kann durch das im folgenden Beispiel beschriebene Verfahren in die entsprechende 17-on-Verbindung überführt werden.

Beispiel 3A

7α-Methyl-4-nitroandrost-4-en-3,17-dion

Eine Lösung aus 17β-Hydroxy-7α-methyl-4-nitroandrost-4-en-3-on (4,2 g, 12,1 mM) in Aceton (400 ml) wird auf 0ºC abgekühlt und mit Jones Reagens (4,0 ml) umgesetzt. Jeglicher Überschuß an Reagens wird durch Zugabe von Methanol zerstört. Die Feststoffe werden abfiltriert und das Filtrat wird zu einem grünen Feststoff eingeengt. Das Material wird durch Flashchromatographie über Kieselgel gereinigt, wodurch 7α-Methyl-4-nitroandrost-4-en-3,17- dion erhalten wird (wässriges Aceton).
IR (CDCl&sub3;): 1735, 1697, 1625(m), 1537 cm&supmin;¹
MS(CI): 346(100%, M+1), 328(50%, M+1-H&sub2;O)
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,86 (3H, d, C&sub7;-H), 0,93 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,33 (s, C&sub1;&sub9;-Me).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 4

11α,17β-Dihydroxy-17α-methyl-4-nitroandrost-4-en-3-on

11α,17β-Dihydroxy-17α-methylandrost-4-en-3-on (6,37 g, 20,0 mM), Kalium-tert.-butoxid (6,73 g, 60,0 mM) und Isopropylnitrat (2,02 ml) werden nach dem Verfahren aus Beispiel 1 umgesetzt, wodurch 11α,17β-Dihydroxy-17α-methyl-4-nitroandrost-4-en-3-on als fester Schaum erhalten wird.
IR: 3435, 1691, 1618(m), 1533, 1373 cm&supmin;¹
MS(CI): 364(100%, M+1), 346(30%, M+1-H&sub2;O), 328(37%, M+1-2H&sub2;O)
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,93 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,21 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 1,43 (s, C&sub1;&sub7;-Me), 4,08 (1H, dt, C&sub1;&sub1;-H).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 5

20,21-Dihydroxy-4-nitropregn-4-en-3-on-Acetonid

20,21-Dihydroxypregn-4-en-3-on-21-acetat (6,73 g, 18,0 mM), Kalium-tert.-butoxid (5,78 g, 51,5 mM) und Isopropylnitrat (1,60 ml) werden nach dem Verfahren aus Beispiel 1 umgesetzt, wodurch 20,21-Dihydroxy-4-nitropregn-4-en-3-on erhalten wird. Durch Umkristallisieren aus wässrigem Aceton wird das entsprechende Acetonid erhalten; Smp.: 221-223ºC (Zersetzung).
IR: 1693, 1622(m), 1535, 1371 cm&supmin;¹
MS(CI): 418(55%, M+1), 101(100%)
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,90 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,03 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 1,33 (s, Me), 1,37 (s, Me), 3,46- 3,54 (1H, m, C&sub2;&sub0;-H), 3,93-4,05 (2H, m, C&sub2;&sub1;-CH&sub2;).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:
Die Acetonidgruppe kann durch das im folgenden Beispiel beschriebene Verfahren aus den 20,21-dioxygenierten-Kohlenstoffatomen entfernt werden.

Beispiel 5A

20,21-Dihydroxy-4-nitropregn-4-en-3-on

Eine Lösung aus 20,21-Dihydroxy-4-nitropregn-4-en-3-on-Acetonid, das aus dem Umkristallisationsfiltrat des Beispiels 5 in Methanol erhalten wurde, wird zur Lösungsbildung kurz erwärmt. Das Reaktionsgefäß wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt und es wird 5%ige wässrige Chlorwasserstoffsäure (10 ml) hinzugefügt. Nachdem 4 Stunden gerührt worden war, wird die Umsetzung mit wässriger Kaliumcarbonatlösung neutralisiert und unter vermindertem Druck eingeengt. Der Rückstand wird zwischen verdünnter wässriger Chlorwasserstoffsäure und Dichlormethan verteilt. Die organische Phase wird dann abgetrennt, über Magnesiumsulfat getrocknet und zu einem gelben Schaum eingeengt, der dann durch Flashchromatographie über Kieselgel gereinigt wird, wodurch 20,21-Dihydroxy-4-nitropregn- 4-en-3-on erhalten wird; Smp.: 183-185ºC (wässriges Methanol).
IR (CHCl&sub3;): 3628, 3587, 1693, 1622, 1535, 1373 cm&supmin;¹
MS(CI): 378(100%, M+1), 342(35%, M+1-2H&sub2;O)
¹H-NMR: δ 0,92 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,30 (3H, s, C&sub1;&sub9;-Me), 3,34-3,44 (1H, m, C&sub2;&sub0;-H), 3,61-3,72 (2H, m, C&sub2;&sub1;-CH&sub2;).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 6

17β-Cyclopropyloxy-4-nitroandrost-4-en-3-on

17β-Cyclopropyloxyandrost-4-en-3-on (9,70 g, 29,5 mM), Kalium-tert.-butoxid (7,0 g, 62,4 mM) und Isopropylnitrat (2,99 ml) werden nach dem Verfahren aus Beispiel 1 umgesetzt, wodurch 17β-Cyclopropyloxy-4-nitroandrost-4-en-3-on erhalten wird; Smp.: 137-38ºC (Methanol).
IR (CHCl&sub3;): 1695, 1622(m), 1535, 1373 cm&supmin;¹
MS(CI): 374(100%, M+10), 316(20%, M+1-c-C&sub3;H&sub5;-O)
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,38-0,61 (4H, m), 0,80 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,29 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 3,25-3,33 (1H, m, Cyclopropyl-CHO), 3,44 (1H, t, C&sub1;&sub7;-H).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:
Das Ausgangsmaterial für die vorstehende Nitrierung kann wie folgt hergestellt werden:
Eine Lösung aus 17β-Cyclopropyloxy-androst-5-en-3β-ol (19,36 g, 58,9 mM) in Aceton (1,9 1) wird auf -3ºC abgekühlt und dann mit Jones Reagens (20 ml) umgesetzt. Das überschüssige Reagens wird mit Methanol zerstört. Die Feststoffe werden abfiltriert. Das Filtrat wird zu einem grünen Öl eingeengt, das durch Flashchromatographie über Kieselgel gereinigt wird, wodurch 17β-Cyclopropyloxy-androst-4-en-3-on erhalten wird (11,0 g, 57%).
Das Ausgangsmaterial (17β-Cyclopropyloxy-androst-5-en-3β-ol) für die vorstehende Oxidation kann wie in US-A-4 966 897 von Angelastro und Blohm beschrieben, hergestellt werden.

Beispiel 6A

17β-(Cyclopropoxy)-4-nitroandrost-4-en-3-on

Kalium-tert.-butoxid (109 g, 0,97 Mol, 2,1 molare Äquivalente) wird unter Rühren über 10 Minuten bei Raumtemperatur unter Stickstoff zu einer Lösung aus 17β-(Cyclopropyloxy)- androst-4-en-3-on (150 g, 0,46 Mol) in tert.-Butanol (21) hinzugefügt. Es wird 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und dann wird Isopropylnitrat (48,2 g, 0,46 Mol, 1,0 molare Äquivalente) in tert-Butanol (50 ml) über 30 Minuten bei Raumtemperatur hinzugefügt. Es wird ein weiterer Tag unter Raumtemperatur gerührt, dann wird über 25 Minuten Eisessig (130 ml) hinzugefügt und das Rühren wird zusätzliche 18 Stunden fortgesetzt. Anschließend werden Methylenchlorid (1,5 l) und Kochsalzlösung (gesättigte NaCl, 800 ml) hinzugefügt und die Lösung wird zusätzliche 10 Minuten gerührt. Die organische Phase wird dann abgetrennt und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die entstandene Aufschlämmung wird filtriert und das Filtrat wird eingeengt (35ºC/40 Ton), wodurch eine dunkelrotes Öl erhalten wird. Reinige durch Flashchromatographie (SiO&sub2;, Eluierungsmittel: EtOAc/Hexan 5 : 95, EtOAc/Hexan 1 : 9 und EtOAc/Hexan 15 : 85). Vereinige und enge die Fraktionen ein, die das gewünschte Produkt enthalten (30ºC/40 Torr), wodurch ein fester Rückstand erhalten wird, der unter Hexan (350 ml) gerührt wird. Filtriere und trockne die Feststoffe, wodurch die Titelverbindung als gelber Feststoff (68 g, 40%) erhalten wird. Zusätzliche Verbindung kann nach Einengen und nochmaliger Chromatographie wie vorstehend aus dem Filtrat erhalten werden (8 g, 5%); Smp.: 133-134ºC.
IR (KBr): 3437, 3090, 2945, 2870, 1693, 1624, 1531, 1450, 1373, 1346, 1332, 1211, 1188, 1170, 1076, 1062, 1035, 1012, 962, 794, 765 cm&supmin;¹
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,50 (4H, m, 2 · Cyclopropyl-CH&sub2;), 0,80 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,30 (3H, s, C&sub1;&sub9;-Me), 3,3 (3H, m, OCH von Cyclopropyl), 3,44 (1H, t, C&sub1;&sub7;-H)
MS(CI, CH&sub4;) m/z (rel. Intensität) 374(100%, M+1)
Analyse:
Berechnet für C&sub2;&sub2;H&sub3;&sub1;NO&sub4;: C: 70,75; H: 8,37; N: 3,75
Gefunden: C: 70,99; H: 8,44; N: 3,56.

Beispiel 7

4-Nitroandrost-4-en-3-on-17β-carbonsäure

Androst-4-en-3-on-17β-carbonsäure (3,63 g, 11,4 mmol), Kalium-tert.-butoxid (4 g, 35,3 mmol) und Isopropylnitrat (1,9 ml) werden nach dem Verfahren aus Beispiel 1 umgesetzt, wodurch 4-Nitro-21-androst-4-en-3-on-17β-carbonsäure erhalten wird; Smp.: 205-208ºC Zersetzung.
IR (CHCl&sub3;): 3034, 2970, 1697, 1535, 1373 cm&supmin;¹
MS(CI): 362(100%, M+1)
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,79 (3H, s, C&sub1;&sub8;·Me), 1,3 (3H, s, C&sub1;&sub9;·Me).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 8

3-Hydroxy-4-nitroandrost-3,5-dien-17β-tert-butylcarboxamid

In einem 250 ml Rundkolben, der mit einem magnetischen Rührstab und einer Gaszuleitung ausgestattet ist, werden Kalium-tert.-butoxid (8,5 75 mmol) und tert.-Butylalkohol (75 ml) hinzugefügt. Androst-4-en-3-on-17β-carboxamid (9,3 g, 25 mmol) wurde hinzugefügt und die Lösung wurde 20 Minuten bei 65ºC unter einer Argonatmosphäre gerührt. Es wurde Isopropylnitrat (2,8 ml, 28 mmol) hinzugefügt, wodurch eine stark exotherme Reaktion hervorgerufen wurde und die Lösung wurde 1 Stunde auf 25ºC gekühlt. Es wurde Essigsäure (7,5 ml) hinzugefügt und der Niederschlag wurde abfiltriert und das Filtrat wurde eingeengt. Der erhaltenen schwarze Gummi wurde in Dichlormethan gelöst, mit Wasser gewaschen, eingeengt und über 300 ml Kieselgel unter Verwendung von 30-50% Ethylacetat/Hexan chromatographiert, wodurch 441 mg (1,05 mmol) kristallines Produkt aus Dichlormethan/Hexan erhalten wurde; Smp.: 207-208,5ºC (Zersetzung).
IR (KBr): 3441, 2967, 2943, 2916, 2885, 2847, 1693, 1670, 1624, 1535, 1508, 1475, 1452, 1390, 1367 cm&supmin;¹
UV (EtOH)λmax = 242 nM; &epsi; = 13100
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 4,40 (s, 1H), 2,52-2,60 (m, 2H), 1,4-2,46 (m, 16H), 1,35 (s, 9H), 1,31 (s, 3H), 1,03-1,32 (m, 4H), 0,74 (s, 3H) ppm
Analyse:
Berechnet für C&sub2;&sub4;H&sub3;&sub6;N&sub2;O&sub4;: C: 69,20%; H: 8,71%; N: 6,72%
Gefunden: C: 69,33%; H: 8,63%; N: 6,60%.
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 9A

20-Acetylthiomethyl-4-nitropregn-4-en-3-on

Eine Lösung aus 20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on (750 mg, 2,0 mmol) (hergestellt in Beispiel 1) und Tosylchlorid (400 mg, 2,1 mmol) wurde in Pyridin (2 ml) hergestellt und 12 Stunden bei 25ºC gerührt. Nach 24 Stunden wurde der Rückstand in Dichlormethan (2 ml) wieder aufgelöst und es wurde zusätzliches Tosylchlorid (40 mg) hinzugefügt. Nachdem weitere 12 Stunden gerührt worden war, wurden 2 Tropfen H&sub2;O hinzugefügt und das Gemisch wurde 30 Minuten gerührt und mit Dichlormethan (50 ml), Wasser (50 ml) und 10% HCl (50 ml) gewaschen und über MgSO&sub4; getrocknet. Dieses Material wurde eingeengt und aus einer 50 : 50 Lösung aus Ethylacetat/Hexan (1 : 1) auskristallisiert, wodurch ein gelber Feststoff erhalten wurde; Smp.: 181-182ºC.
Das Tosylat (529 mg), das durch das vorstehende Verfahren hergestellt worden war, wurde in trockenem Dimethylformamid (10 ml) gelöst und zu CsSCOCH&sub3; hinzugefügt, das durch Lösen von Cs&sub2;CO&sub3; (163 mg, 0,5 mmol) und HSCOCH&sub3; (86 mg, 1,1 mmol) in CH&sub3;OH (3 ml) und Einengen frisch hergestellt worden war. Nach 24 Stunden wurde die Umsetzung mit Diethylether verdünnt, mit Wasser gewaschen, eingeengt und durch Flashchromatographie unter Verwendung von Dichlormethan/Hexan (4 : 1) gereinigt. Die Fraktionen, die das gewünschte Produkt enthalten, wurden eingeengt und aus Hexan auskristallisiert, wodurch 225 mg Thioester erhalten wurden.
Alternativ dazu wurde das durch das vorstehende Verfahren hergestellte Tosylat eingesetzt, um durch das folgende Verfahren die entsprechende Thioacetylverbindung herzustellen: Cs&sub2;CO&sub3; (163 mg, 0,5 mmol) wurde in Methanol (2 ml) und HSCOCH&sub3; (90 mg, 1,1 mmol) gelöst. Die homogene Lösung wurde unter vermindertem Druck eingeengt. Der erhaltenen Rückstand wurde in Dimethylformamid (3 ml) mit dem Tosylat (529 mg, 1,0 mmol) gelöst. Die erhaltene Lösung wurde 18 Stunden bei 25ºC unter Stickstoff gerührt. Eine andere Lösung (1,0 ml von Dimethylformamid) von Cäsiumthioacetat (1,0 mmol), die auf die vorstehende Weise hergestellt worden war, wurde in das Reaktionsgefäß hinzugefügt. Nach Vollständigkeit der Überführung (bestimmt durch DC) wurde 1 N HCl (1 ml) hinzugefügt und die erhaltene Lösung wurde in Ethylacetat gelöst, mit Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet.
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 9B

20-Mercaptomethyl-4-nitropregn-4-en-3-on

Das in Beispiel 9A hergestellte Thioacetat (65 mg, 0,15 mmol) wurde mit 0,3 ml 1 N LiOH in 2 ml Methanol und 1 ml THF gelöst. Nachdem 1 Stunde gerührt worden war, wurden 0,1 ml Essigsäure hinzugefügt. Die Lösung wurde in Ethylacetat extrahiert, mit Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Das Produkt wurde in 1,0 ml Essigsäure gelöst, auf etwa 50ºC erhitzt und unter vermindertem Druck eingeengt, wodurch ein hellgelber Feststoff (30 mg) erhalten wurde.
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 10

17β-Cyclopropylamino-4-nitroandrost-4-en-3-on

Eine Lösung aus 17β-Cyclopropylamino-4-en-3-on (4,61 g, 14,07 mmol) und Kalium-tert.- butoxid (4,74 g, 42,22 mmol, 3 molare Äquivalente) in tert.-Butanol (60 ml) wurden eine Stunde unter Rückfluß erhitzt. Isopropylnitrat (1,43 ml, 14,07 mmol, 1 molares Äquivalent) wurde auf einmal zu der Lösung unter Rückfluß hinzugefügt. Die Umsetzung wurde langsam auf Raumtemperatur abgekühlt und dann wurde Eisessig (20 ml) und Dichlormethan (20 ml) zu dem Reaktionsgemisch hinzugefügt, um den rot-orangen Niederschlag aufzulösen. Die Umsetzung wurde über Nacht bei Raumtemperatur stehen gelassen. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und der Filterkuchen wurde mit Dichlormethan gewaschen bis er weiß war. Das Filtrat wurde mit zusätzlichem Dichlormethan (200 ml) verdünnt und anschließend mit einer wässrigen halbgesättigten Natriumchloridlösung (200 ml) gewaschen und anschließend mit einer Lösung (200 ml) gewaschen, die aus äquivalenten Anteilen aus wässriger halbgesättigter Natriumchloridlösung und wässriger gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung besteht. Die organische Phase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet, unter vermindertem Druck eingeengt und durch Chromatographie über Kieselgel (Dichlormethan/Methanol, 19 : 1) gereinigt, wodurch 17β-Cyclopropylamino-4-nitroandrost-4-en-3-on als fester gelber Schaum erhalten wurde.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl&sub3;): δ (ppm) 0,75 (3H, s, C&sub1;&sub9;-Me), 1,30 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me).
IR (KBr): 3435, 2944, 2870, 1695, 1533, 1371, 1013, 766 cm&supmin;¹
MS(EI): 372(M&spplus;)
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Schritt zwei: Reduktion von Steroid-4-Nitro-Δ&sup4;-3-on-Verbindungen zu Steroid-4- Amino-Δ&sup4;-3-on-Verbindungen

A. Katalytische Reduktion

Beispiel 11

4-Amino-20-Hydroxymethylpregn-4-en-3-on

Eine Lösung aus 20 -Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on (2,01 g, 5,35 mM) in absolutem Ethanol (28 ml) wird nacheinander mit Lindlar's Katalysator (5% Pd auf CaCO&sub3; mit 5,2% Pb, 0,81 g) und mit Chinolin (37 ul) umgesetzt und 24 Stunden unter einer Wasserstoffatmosphäre zwischen 40-55 p. s. i. gehalten. Das Gemisch wird dann über Celite filtriert und das Filtrat wird zu einem gelben Feststoff eingeengt, der durch Kurzweg-Chromatographie gereinigt wird, wodurch 4-Amino-20-hydroxymethylpregn-4-en-3-on erhalten wird; Smp.: 180-185ºC (wässriges Isopropanol).
IR: 3512, 3470, 3384, 1648, 1614, 1576 cm&supmin;¹
MS(CI): 346(100%, M+1), 328(30%, M+1-H&sub2;O)
¹H-NMR: δ 0,72 (3H, s, C&sub8;-Me), 1,02 (d, C&sub2;&sub1;-Me), 1,5 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 2,6-3,2 (v. br., NH&sub2;), 3,36 (1H, dd, 0,5 · C&sub2;&sub2;-CH&sub2;), 3,63 (1H, dd, 0,5 · C&sub2;&sub2;-CH&sub2;).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 12

17β-Cyclopropyloxy-4-amino-androst-4-en-3-on

Eine Lösung aus 17β-Cyclopropyloxy-4-nitroandrost-4-en-3-on (4,36 g, 11,6 mM) in absolutem Ethanol (125 ml) wurde mit Lindlar's Katalysator und dann mit Chinolin (80 ml) umgesetzt. Das Gemisch wurde unter Wasserstoff etwa 117 Stunden bei 1 Atmosphärendruck gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde durch Celite, das mit Holzkohle bedeckt war, filtriert und mit absolutem Ethanol gewaschen. Die vereinigten Filtrate und Waschflüssigkeiten wurden zu einer braunen Flüssigkeit (3,7 g) eingeengt und in Methylenchlorid gelöst, auf eine Säule mit Kieselgel aufgebracht, die mit Hexan/Ethylacetat (1 : 4) hergestellt worden war und durch Flashchromatographie und Eluation mit Hexan : Ethylacetat (1 : 4) gereinigt.
Die Fraktionen, die Produkt enthalten, wurden vereinigt und eingeengt, wodurch ein hellgelbes Glas erhalten wird, das beim Stehen auskristallisiert (2,3 g). Die Kristalle wurden in Methanol gelöst, durch Watte filtriert und es wurde tropfenweise Wasser hinzugefügt, bis die Kristallisation begann. Das Gemisch wurde über Nacht tiefgekühlt (12-18 Stunden). Die Kristalle wurden abfiltriert und mit kaltem wässrigen Methanol und mit Wasser gewaschen, dann unter vermindertem Druck getrocknet, wodurch 4-Amino-17β-(cyclopropyloxy)-androst- 4-en-3-on als hellgelber Feststoff(1,97 mg) erhalten wurde.
IR (KBr): ν 3458, 3372, 1674, 1622(m), 1585 cm&supmin;¹
Berechnet für C&sub2;&sub2;H&sub3;&sub3;NO&sub2;: C: 76,92; H: 9,68; N: 4,08
Gefunden: C: 76,86; H: 10,04; N: 4,08
¹H-NMR (CDCl&sub3;): 50,38-0,61 (4H, m, 2 · CH&sub2;), 0,79 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,15 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 3,27 + 3,44 + ca. 3,4 (4H, Cyclopropoxy-H, C&sub1;&sub7;-H, NH&sub2;, m+t, v. br.)
UV (EtOH) λ = 294 (&epsi; 7570, lg. &epsi; 3879)
MS/CI 344(100%, M+1), 286(30%, M+1-C&sub3;H&sub5;OH).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 12A

4-Amino-17β-(cyclopropoxy)-androst-4-en-3-on-hydrochlorid

Zu einer Lösung aus 17β-(Cyclopropyloxy)-4-nitroandrost-4-en-3-on (10 g, 26,7 mmol) in Methanol (200 ml) wurden unter Rühren bei 35ºC Lindlar's Katalysator (4 g, 5,9% Pd + 5,4% Pb/CCP3 (CaCO&sub3;), D.R. Engelhard, Seneca, SC) und Chinolin (0,2 g, 1,6 mmol) unter einer Stickstoffatmosphäre hinzugefügt. Das erhaltene Gemisch wurde in einen Parr-Schüttler gegeben und unter einer Wasserstoffatmosphäre 20 Stunden unter 50 psi bei Raumtemperatur geschüttelt, wobei etwa 3 molare Äquivalente Wasserstoff verbraucht wurden. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt.
Das vorstehende Verfahren wurde etwa 9 mal wiederholt (8 · 10 g-Maßstab und 1 · 7 g- Maßstab) und die Produktlösungen wurden nach der Filtration vereinigt. Es wurde Siliciumdioxid (SiO&sub2;, 550 g) zu der Lösung hinzugefügt und das Gemisch wurde unter vermindertem Druck (10 Torr) und Temperatur (10-15ºC) eingeengt. Das Gemisch aus SiO&sub2; und Produkt wurde auf eine Flashsäule (20 cm i. D., enthält 5 kg SiO&sub2;) aufgebracht und die Säule wurde nacheinander mit 15% (20 l), 20% (20 l) und 30% (40 l) Ethylacetat in Hexan eluiert. Die Fraktionen, die Produkt enthalten, wurden vereinigt und bei verminderter Temperatur (10ºC) und Druck (30 Ton) eingeengt, wodurch eine gelbe Lösung (600 ml) erhalten wurde. Die Lösung wurde mit 1,8 M HCl in Ethylacetat (75 ml) bei 4ºC umgesetzt. Die erhaltene Aufschlämmung wurde mit Aceton (200 ml) und CH&sub2;Cl&sub2; (100 ml) verdünnt. Nach 30minütigem Rühren wurden die Feststoffe abfiltriert und mit Aceton (300 ml) gewaschen und getrocknet, wodurch die Titelverbindung (34 g, 37%) erhalten wurde; Smp.: 206-207. Das Filtrat wurde zu einer Lösung (300 ml) eingeengt und der Feststoff wurde abgetrennt, wodurch eine zweite Ausbeute an Verbindung (3,4 g, 4%) erhalten wurde; Smp.: 203-204ºC.
IR (KBr): 3445, 3086, 2945, 2872, 2555, 1967, 1791, 1682, 1641 cm&supmin;¹
¹H-NMR (CDCl&sub3;): δ 0,50 (4H, m, 2 · Cyclopropyl-CH&sub2;), 0,76 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,21 (3H, s, C&sub1;&sub9;-CH&sub3;), 3,2 (1H, m, OCH von Cyclopropyl), 3,39 (1H, t, C&sub1;&sub7;-H), 9,6(3H, br. s, NH&sub3;) MS (CI) m/z 344(100%, M&spplus;)
Analyse:
Berechnet für C&sub2;&sub2;H&sub3;&sub4;NO&sub2;Cl · (0,6) H&sub2;O: C: 68,05; H: 9,07; N: 3,61
Gefünden: C: 68,18; H: 9,06; N: 3,52.

Beispiel 13

17β-Cyclopropylamino-4-aminopregn-4-en-3-on

17β-Cyclopropylamino-4-nitropregn-4-en-3-on (670 mg, 1,80 mmol) wurde in absolutem Ethanol (11 ml) gelöst und mit Lindlar Katalysator (268 mg), dann mit Chinolin (3 ul) umgesetzt. Die Lösung wurde 18 Stunden unter einer Wasserstoffatmosphäre bei Atmosphärendruck (etwa 760 mm/mg) heftig gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und mit Ethanol (100 ml) und Dichlormethan (100 ml) gewaschen. Die Lösungsmittel wurden unter vermindertem Druck entfernt und das Produkt wurde durch Chromatographie über Kieselgel (CH&sub2;Cl&sub2;/CH&sub3;OH, 47 : 3) gereinigt, wodurch ein gelbes Öl erhalten wurde, das zu einem gelblichen Feststoff auskristallisierte; Smp.: 149-150ºC (Et&sub2;O).
IR (KBr): 3474, 3366, 2945, 1616, 1577 cm&supmin;¹
MS (CI/CH&sub4;) [M&spplus; + H] = 343
¹H-NMR (33 MHz, CDCl&sub3;): δ 0,73 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,15 (3H, s, C&sub1;&sub9;-Me), 2,66 (1H, t, C&sub1;&sub7;-H)
¹³C-NMR (75 MHz, CDCl&sub3;): δ 6,464, 7,185, 11,289, 20,803, 23,682, 24,757, 29,683, 29,753, 30,914, 32,860, 34,899, 35,307, 37,904, 42,453, 52,910, 54,549, 69,014, 132,938, 138,860, 194,343.
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

B. Chemische Reduktion

Beispiel 14

4-Amino-20-hydroxymethylpregn-4-en-3-on

Eine Lösung aus 20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on (0,52 g, 1,38 mmol) in absolutem Ethanol (4,8 ml) wurde mit Zinndichlorid (2,1 g), das in einem Anteil hinzugefügt wurde, vereinigt und dann wurde 6 Stunden auf 70ºC erhitzt. Das Reaktionsgefäß wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und die Lösung wurde für eine Zeitdauer von 10 Minuten vorsichtig mit Natriumhydrogencarbonat (9 g) neutralisiert. Die erhaltenen Aufschlämmung wurde dann filtriert, wodurch ein brauner Feststoff entfernt wurde, der dann in 10% Fluorwasserstoffsäure (25 ml) und Ethylacetat (25 ml) gerührt wurde. Die HF/EtOAc- Umsetzung wurde wiederholt. Die organischen Phasen jeder Filtration wurden vereinigt, über Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und eingeengt. Der erhaltene Rückstand wurde durch Flashchromatographie gereinigt, wodurch 4-Amino-20-hydroxymethylpregn-4-en-3-on als weißer Feststoff erhalten wurde, der zu dem in US-A-5 218 110 von Weintraub und in US -A 5 120 840 von Weintraub et al. beschriebenen Material identisch ist: Beide sind hier durch Bezugnahme eingeschlossen.
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 15

4-Amino-17-cyclopropyloxyandrost-4-en-3-on

Eine Lösung aus 17-Cyclopropyloxy-4-nitroandrost-4-en-3-on (1,0 g, 2,71 mM) in Essigsäure (10 ml) wurde mit Zinkstaub (1,0 g) umgesetzt. Das Gemisch wurde 1,5 Stunden bei Raumtemperatur heftig gerührt. Die Zinksalze wurden abfiltriert und mit Ethylacetat gewaschen. Die vereinigten Filtrate und Waschflüssigkeiten wurden vereinigt und zu einem gelben Feststoff eingeengt, der in Ethylacetat wieder aufgelöst wurde und dreimal mit 1 M Salzsäure (150 ml) extrahiert wurde. Die vereinigten Säure-Extrakte wurden mit Natriumhydroxid (pH 14) neutralisiert und weiter mit Ether extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden dann über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt, wodurch 4- Amino-17-cyclopropyloxyandrost-4-en-3-on (0,59 g) erhalten wurde; Smp.: 100-102ºC (wässriges Methanol).
IR (KBr): 3354, 1662, 1620, 1581 cm&supmin;¹
MS (CI) 344(100%, M +1)
¹H-NMR: δ 0,37-0,61 (4H, m, 2 · Cyclopropyl-CH&sub2;), 0,79 (3H, s, C&sub1;&sub8;-Me), 1,16 (s, C&sub1;&sub9;-Me), 3,25-3,33 (m, Cyclopropyl-CHO), 3,44 (t, C&sub1;&sub7;-H).
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Beispiel 16

20-Acetylthiomethyl-4-aminopregn-4-en-3-on

20-(Thioacetyl)methyl-4-nitropregn-4-en-3-on (173 mg, 0,40 mmol) und 300 mg Zinkstaub wurden 30 Minuten in 2 ml Eisessig gerührt. Das Gemisch wurde in Ethylacetat (50 ml) gegossen, mit 3 · 50 ml einer gesättigten wässrigen Natriumhydrogencarbonatlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet; Smp.: 173-176ºC.
Die Verbindung hat die folgende Struktur:

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel

wobei

R eine Hydroxylgruppe, ein C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyl-, C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyloxy-, C&sub1;-C&sub4;-Alkanolrest, eine Gruppe COCH&sub2;OH, CO&sub2;H, ein Rest CONR&sub7;R&sub8;, eine Cyclopropyloxygruppe, ein Acetylthioalkanrest, eine Cyclopropylamino-, t-Butylcarboxamid-, 2,2-Dimethyldioxolan-4-yl-, 1,2-Dihydroxyethylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub4; Alkanthiolrest ist;

R&sub1; ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist;

R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; unabhängig voneinander jeweils Wasserstoffatome oder C&sub1;-C&sub6;-Alkylreste sind;

R&sub5; und R&sub6; unabhängig voneinander jeweils Wasserstoffatome oder Hydroxylgruppen sind;

R&sub7; ein Wasserstoffatom oder ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist;

R&sub8; ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist; und

die Bezeichnungsweise am Ring anzeigt, daß die Bindung eine Einfach- oder Doppelbindung sein kann;

wobei R und R&sub1; zusammen und/oder R&sub5; und R&sub6; zusammen =O bedeuten können;

mit der Maßgabe, daß R&sub1; ein Wasserstoffatom ist, wenn R eine Hydroxylgruppe ist; und mit der Maßgabe, daß R&sub6; ein Wasserstoffatom ist, wenn R&sub5; eine Hydroxylgruppe ist;

umfassend aufeinanderfolgend:

a) Umsetzen einer Ausgangsverbindung der Formel

wobei R-R&sub8; und wie vorstehend definiert sind, mit einer wirksamen Menge einer starken Base bei einer erhöhten Temperatur für eine Zeitdauer, die ausreichend ist, das entsprechende thermodynamische 3,5-Dienolat herzustellen, gefolgt von der Zugabe eines neutralen Nitrierungsmittels, um ein 4-Nitrosteroid herzustellen; und dann

b) Umsetzen des 4-Nitrosteroids mit einem geeigneten Reduktionsmittel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hergestellte Verbindung (17S)-Cyclopropyloxyandrost-4-en-3-on oder (20S)-4-Amino-21-hydroxy-20-methylpregn-4-en-3-on ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die starke Base ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Kalium-tert.-butoxid und Kalium-tert.-amylat.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die wirksame Menge an starker Base zwischen etwa zwei und etwa vier Moläquivalenten liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die wirksame Menge an starker Base etwa zwei Moläquivalente beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erhöhte Temperatur zwischen etwa 17ºC und etwa 100ºC liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die erhöhte Temperatur zwischen etwa 50ºC und etwa 83ºC liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die erhöhte Temperatur etwa 83ºC beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeitdauer, die ausreichend ist, das thermodynamische Dienolat herzustellen, zwischen etwa 5 Minuten und 8 Stunden liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Zeitdauer, die ausreichend ist, das thermodynamische Dienolat herzustellen, zwischen etwa 15 Minuten und etwa 180 Minuten liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Zeitdauer, die ausreichend ist, das thermodynamische Dienolat herzustellen, etwa 60 Minuten beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das neutrale Nitrierungsmittel ein Alkylnitrat ist, das ein gesättigtes gerad- oder verzweigtkettiges Organo-Nitrat ist, das drei bis acht Kohlenstoffatome aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Alkylnitrat ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Isopropylnitrat, Isobutylnitrat und 2-Ethylhexylnitrat.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das geeignete Reduktionsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: eine Chemikalie, wie Zinkmetall in Essigsäure oder Zinkmetall in Methanol: und einen Katalysator, wie Lindlar's Katalysator.

15. Verbindung der Formel

wobei

R eine Hydroxylgruppe, ein C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyl-, C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyloxy-, C&sub1;-C&sub4;-Alkanolrest, eine Gruppe COCH&sub2;OH, CO&sub2;H, ein Rest CONR&sub7;R&sub8;, eine Cyclopropyloxy-, Cyclopropylaminogruppe, ein Acetylthioalkanrest, eine 2,2-Dimethyldioxolan-4-yl-, 1,2-Dihydroxyethylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkanthiolrest ist;

R und R&sub1; zusammen =O bedeuten können, d. h. ein Sauerstoffatom mit Doppelbindung an das 17-Kohlenstoffatom;

R&sub5; und R&sub6; zusammen =O bedeuten können, d. h. ein Sauerstoffatom mit Doppelbindung an das 11 Kohlenstoffatom;

R&sub7; ein Wasserstoffatom oder ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist;

R&sub8; ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist; und

16. Verbindung nach Anspruch 15, nämlich (20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4en-3-on oder 17β-Cyclopropyloxy-4-nitroandrost-4-en-3-on.

17. Verwendung einer Verbindung der Formel

wobei

R eine Hydroxylgruppe, ein C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyl-, C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyloxy-, C&sub1;-C&sub4;-Alkanolrest, eine Gruppe COCH&sub2;OH, CO&sub2;H, ein Rest CONR&sub7;R&sub8;, eine Cyclopropoxygruppe, ein Acetylthioalkanrest, eine Cyclopropylamino-, 2,2-Dimethyldioxolan-4-yl-, 1,2-Dihydroxyethylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkanthiolrest ist;

R&sub5; und R&sub6; zusammen =O bedeuten können, d. h. ein Sauerstoffatom mit Doppelbindung an das 11-Kohlenstoffatom;

R&sub7; ein Wasserstoffatom oder ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist;

R&sub8; ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist; und

mit der Maßgabe, daß R&sub1; ein Wasserstoffatom ist, wenn R eine Hydroxylgruppe ist; und mit der Maßgabe, daß R&sub6; ein Wasserstoffatom ist, wenn R&sub5; eine Hydroxylgruppe ist,

zur Herstellung eines Arzneimittels zur Hemmung von 5α-Reduktase.

18. Verwendung nach Anspruch 17, wobei die Verbindung (20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn- 4-en-3-on ist.

19. Verwendung einer Verbindung der Formel

wobei

R eine Hydroxylgruppe, ein C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyl-, C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyloxy-, C&sub1;-C&sub4;-Alkanolrest, eine Gruppe COCH&sub2;OH, CO&sub2;H, ein Rest CONR&sub7;R&sub8;, eine Cyclopropyloxy-, Cyclopropylaminogruppe, ein Acetylthioalkanrest, eine 2,2-Dimethyldioxolan-4-yl-, 1,2- Dihydroxyethylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylthiolrest ist;

R&sub7; ein Wasserstoffatom oder ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist;

R&sub8; ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist; und

mit der Maßgabe, daß R&sub1; ein Wasserstoffatom ist, wenn R eine Hydroxylgruppe ist; und mit der Maßgabe, daß R&sub6; ein Wasserstoffatom ist, wenn R&sub5; eine Hydroxylgruppe ist, zur Herstellung eines Arzneimittels zur Hemmung von Steroid-C&sub1;&sub7;-C&sub2;&sub0;-Lyase.

20. Verwendung nach Anspruch 19, wobei die Verbindung 17β-Cyclopropoxy-4-nitroandrost- 4-en-3-on, (20S)-20-Hydroxymethyl-4-nitropregn-4-en-3-on oder (20S)-20-Mercaptomethyl- 4-nitropregn-4-en-3-on ist.

21. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel

wobei

R eine Hydroxylgruppe, ein C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyl-, C&sub1;-C&sub6;-Alkanoyloxy-, C&sub1;-C&sub4;-Alkanolrest, eine Gruppe COCH&sub2;OH, CO&sub2;H, ein Rest CONR&sub7;R&sub8;, eine Cyclopropyloxygruppe, ein Acetylthioalkanrest, eine Cyclopropylamino-, tert.-Butylcarboxamid-, 2,2-Dimethyldioxolan-4- yl-, 1,2-Dihydroxyethylgruppe oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkanthiolrest ist;

R&sub7; ein Wasserstoffatom oder ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist;

R&sub8; ein C&sub1;-C&sub8;-Alkylrest ist; und

mit der Maßgabe, daß R&sub1; ein Wasserstoffatom oder ein C&sub1;-C&sub4;-Alkylrest ist, wenn R eine Hydroxylgruppe ist; und mit der Maßgabe, daß R&sub6; ein Wasserstoffatom ist, wenn R&sub5; eine Hydroxylgruppe ist, und daß R&sup5; ein Wasserstoffatom ist, wenn R&sup6; eine Hydroxylgruppe ist;

umfassend aufeinanderfolgend:

a) Umsetzen einer Ausgangsverbindung der Formel

wobei R-R&sub8; und wie vorstehend definiert sind, mit einer wirksamen Menge einer starken Base bei einer geeigneten Temperatur für eine Zeitdauer, die ausreichend ist, das entsprechende thermodynamische 3,5-Dienolat herzustellen, gefolgt von der Zugabe eines neutralen Nitrierungsmittels, um ein 4-Nitrosteroid herzustellen; und dann

b) Umsetzen des 4-Nitrosteroids mit einem geeigneten Reduktionsmittel; und

c) gegebenenfalls Überführen in ein pharmazeutisch verträgliches Salz.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die hergestellte Verbindung (17S)-4-Aminocyclopropyloxy-androst-4-en-3-on, (20S)-4-Amino-21-hydroxy-20-methylpregn-4-en-3-on oder 4-Amino-21-hydroxy-20-methylpregn-4-en-3-onhydrochlorid ist.

23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die geeignete Temperatur zwischen etwa 17ºC und etwa 30ºC liegt.

24. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die geeignete Temperatur zwischen etwa 20ºC und etwa 25ºC liegt.