147029. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a Reichstein-féle S-anyag előállítására

147.029 A (IIb), (Illa), (Illb) és (IIIc) vegyületeket az eddigi irodalom még nem ismertette, a (IV) vegyület Flavobacterium dehydrogenans mikroorganizmussal, ill. az e mikroorganizmusból nyerhető enzimmel 80%-os termelési hányaddal alakítható át Reichstein-féle S-anyaggá. Ez a mikroorganizmus elsődlegesen a 21- és 3^-acetátcsoportokat szappanosítja el szabad hidroxilcsoportokká, majd ezt követően dehidrogénező hatást gyakorol a 3-helyzetben, amikor is az 5,6-helyzetű kettőskötés a 4,5-helyzetbe lép, kanjugálódva a 3-helyzetben képződött karbonilcsoporttal. A találmány szerinti eljárást annak végső lépénében oly módon is kivitelezhetjük, hogy a (IV) vegyületet előbb kémiai szerekkel, előnyösen alkálihidrogénkarbonáttal részlegesen elszappanosítjuk a 21-helyzetben, majd ezután vetjük alá biológiai kezelésnek Flavobacterium dehydrogenans mikroorganizmus vagy az ebből előállított enzim segítségével. Az acetátcsoportnak a 21-helyzetbe való bevitele különösen jó termelési hányaddal sikerül, ha káliumacetátot alkalmazunk erre a célra (aj és a2 reakciók). 5,ldß, 21-tribróm-pregnán-3,17a-diol-20-on-3, -acetát (la) kiindulóanyagként való alkalmazása esetén alkáliacetát hatására a (Ha) vegyület keletkezik. Ha az (Ib) klórvegyületből indulunk ki, akkor az 5-helyzetű klóratom megmarad a molekulában és a (IIb) epoxidvegyületet kapjuk. A (Ha) és/vagy (IIb) vegyület halogénhidrogénsavval (HJ, HBr vagy HCl) való kezelése esetén analóg lefolyású reakciók útján a megfelelő 16«, 17«-halogénhidrine~ ket kapjuk. A (Ha) vegyület azonban ennek során két különböző reakcióterméket szolgáltathat: ha a halogénhidrogénsavat feleslegben alkalmazzuk, ül. ha az elegyet huzamosabb' időn át engedjük reagálni, akkor nem csupán az epoxidgyűrű hasad fel, hanem egyidejűleg halogénhidrogén is helyeződik az 5,6-helyzetű kettőskötésre. Ily módon a megfelelő 5,16>ö-dihalogén-pregnán-3;/

s

,17a,21-triol-20-on-3,21-diacetátot (Illb) kapjuk. Ha ekvimolekuláris mennyiségben alkalmazzuk a halogénhidrogénsavat, vagy ha feleslegben levő mennyiségű halogénhidrogénsavval, de rövid reakcióidővel dolgozunk, akkor 16/Mialogé!n-5-pregnán-3^,17a,21--triol-3,21-diacetátot (Illa) kapunk. Ha a (Illa), (Illb) vagy (IIIc) vegyületre redukálószer hat, akkor a lö^-halogénatom helyébe hidrogén lép és az 5-helyzetű halogénatom halogénhidrogén alakjában lehasad, aminek következtében kettőskötés alakul ki az 5,6-helyzetben. Ily módon igen jó termelési hányaddal kapunk (ci—C3 reakciók) 5-pregnén-3/?,17«,21-triol-20-on-3,21-diacelátot (IV), ez azután a fentebb leírt módon alakítható át Reichstein-féle S-anyaggá. Valamennyi ismertetett reakciólépés igen igen jó termelési 'hányadot ad. Az ai, a2

, ci, C2 és C3 reakciók mindegyike legalább 85%-os termelési hányaddal hajtható végre. A bj, b2

és b3 átalakulások gyakorlatilag mennyiségi hozammal folynak le. A d mikrobiológiai reakció termelési hányada legalább kb. 80%. A kiindulóanyagként alkalmazott (I) trihalogenid legalább 80%-os hozammal állítható elő 16«, 17«-oxiao-5-pregnén-3/?-01-20-on-3-acetát halogénhidrogénsavval való kezelése (vö. Niemann, H., Diss., Technische Hochschule Braunschweig, 1953), majd a kapott halogórihidrin brómozása útján, a 18o:,17a:-oxido-5-pregnén-3^-01-20-on-3-acetát a dioszgeninből történő kortizonelőállítás ipari méretekben keletkező közbenső terméke. Dehidrogénezési és elszappanosítási reakciók Flavobacterium dehydrogenans mikroorganizmussal történő lefolytatása az irodalomból már ismeretes, vö. pl. 2 816 121, 2 816 902, 2 814 631 és 2 814 632 sz. USA szabadalmi leírások, valamint: Zeitschrift für physiologische Chemie 270, 266 (1941). A jelen találmány szerinti eljárás által biztosított műszaki haladás abban van, hogy ezzel a szintézissel jobb termelési hányad érhető el, mint a Reichstein-féle S-anyag előállítására eddig ismert bármely eljárással, emellett ez az eljárás csupán 6 reakciólépést igényel az ipari termékként rendelkezésre álló 16,17-oxido-pregnenolon-diacetát Reichstein-féle S-anyaggá való átalakítására. A találmány szerinti eljárás gyakorlati kiviteli módját közelebbről az alábbi példák szemléltetik. 1. példa: a2

reakció. 56 g 5,15/5-diklór-21-bróm-3^17«-diol-20-on-3--acetátot (Ib) és 190 g vízmentes káliumacetátot 1,4 liter acetonban éjszakán át forralunk, visszacsepegő hűtő alatt. Ezután a reakcióelegyet vízbe öntjük, éterrel kirázzuk és a szokásos módon feldolgozzuk. Metanolból kikristályosítva 170—171 C° olvadáspontú 16«,17a-oxido-5-klór-pregnán-3/?

,21--diol-20-on-3,21-diacetátot (IIb) kapunk. A terme^ lési hányad 85%. b3 reakció. 20 g 16ff,17a-oxido-5-klór-pregnán-3^,21-diol-20--on-3,21-diacetátot (IIb) 200 ml jégecetben oldunk, 27 ml 30%-os jégecetet HBr-oldatot adunk hozzá, majd fél óra hosszat állni hagyjuk szobahőmérsékleten. Ezután a reakcióelegyet jégbe hűtjük és leszívatjuk. A keletkező 5-klór-16^-brómpregnán-3/S,17«,21-triol-20-on-3,21-diacetát (IIIc) 183—184 C°-on olvad; a termelési hányad gyakorlatilag 100%-os. C3 reakció. 20 g 5-klór-16 -brómpregnán-3^,17«,21-triol-20--on-3,21-diacetátoti(IIIc) 2 liter alkoholban 200 g Raney-nikkellel 3 óra hosszat forralunk, visszacsepegő hűtő alatt. Ezután a Raney-nikkelt kiszűrjük és alkohollal kifőzzük, az alkoholos oldatokat vízzel hígítjuk és éterrel kirázzuk. Az éteres kivonatot a szokásos módon dolgozzuk fel. S-pregnén-Sí^l?«,-21-triol-20-on-3,21-diacetátot (IV) kapunk, amely aceton és metanol elegyéből kristályosítva 188 C°-on olvad. A termelési hányad 85%. d reakció. Egy 13 liter térfogatú, kisméretű f érmen torba 10 liter tápoldatot töltünk, a tápoldat összetétele: 1% Basamin Bush, 1/60 mól Sörensen-féle foszfátpuff érrel, pH = 6,8; ezt a tápoldatot 400 ml olyan kultúrába oltjuk be, amelyet Flavobacterium de-