7-карбоксизамещенные стероиды, способ их получения, способы получения эплеренона

7-карбоксизамещенные стероиды, способ их получения, способы получения эплеренона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Для некоторых 7-карбоксизамещенных стероидов, например для эплеренона, хорошо известна их антагонистическая по отношению к альдостерону активность и поэтому они пригодны для лечения и профилактики заболеваний сердечно-сосудистой системы. В патентах США №№4559332 и 5981744 и в международной публикации WO 98/25948 описан ряд способов получения эплеренона и родственных соединений. Однако появление новых и расширенных применений эплеренона в клинике создает необходимость в усовершенствованных способах производства этого и других родственных стероидов. Основной проблемой эффективного синтеза эплеренона и родственных стероидных соединений является введение карбоксигруппы в положение C-7. В используемых в настоящее время способах синтеза для введения карбоксигруппы в положение C-7 применяются токсичные цианидные соединения.

Настоящее изобретение относится к способам получения 7-карбоксизамещенных стероидных соединений формулы I

в которой R₁ выбирают из H или COR₄;

R₄ представляет собой C₁-C₆-алкил или C₁-C₆-алкоксигруппу;

R₃ представляет собой C₁-C₆-алкил;

Z₁ представляет собой -CH₂- или

в которой O-COR₄ находится в α-конфигурации;

Z₂ представляет собой -CH-;

или Z₁ и Z₂ объединены вместе с образованием углерод-углеродной двойной связи;

Q представляет собой

Указанные промежуточные соединения применимы для получения 7-карбоксизамещенных стероидных соединений, и конкретно настоящее изобретение относится к новым и эффективным способам получения 9,11-α-эпокси-17-α-гидрокси-3-оксопрегн-4-ен-α-7-21-дикарбоновой кислоты, γ-лактона, метилового эфира (эплеренон; эпоксимексренон). Основной стадией способов по настоящему изобретению является стадия взаимодействия стероидного промежуточного продукта формулы II

в которой R₁ и R₂ независимо представляют собой H или COR₄;

значения Z₁, Z₂, R₄ и Q определены выше для формулы I;

с окисью углерода в присутствии спирта, основания и палладиевого катализатора, что приводит к эффективному введению карбоксильной группы в положение C-7 ("C-7-карбонилирование") с получением стероидных соединений формулы I.

Другие промежуточные соединения по настоящему изобретению соответствуют формуле IIIA

в которой значения R₁, R₂, Z₁ и Z₂ определены выше для формулы II.

Новые последовательности синтеза, использующие преимущества реакции карбонилирования, подробно рассмотрены в описании вариантов осуществления изобретения.

В подробном описании настоящего изобретения применяются следующие определения. Термин "алкил", отдельно или как часть другого заместителя, означает, если не указано особо, углеводородный радикал с неразветвленной или разветвленной цепью, или циклический углеводородный радикал, или их комбинацию. Примеры насыщенных углеводородных радикалов включают без ограничения группы, такие как метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, трет-бутил, изобутил, втор-бутил, циклогексил, циклогексилэтил, циклопропилметил, гомологи и изомеры, например, н-пентила, н-гексила, н-гептила, н-октила и тому подобное.

Термин "арил" (Ar), применяемый отдельно или в комбинации с другими терминами (например, арилокси, арилтиокси, аралкил), означает, если не указано особо, ароматический заместитель, который может представлять собой одно кольцо или несколько (до трех) колец, которые конденсированы вместе или ковалентно связаны.

Краткое схематическое описание

На схемах I-IV представлены схемы последовательностей операций в примерах способов по настоящему изобретению.

Исходное вещество 1 (3β,7β,11α-тригидрокси-5-андростен-17-он) в схемах I-III может быть получено путем преобразования 5-андростен-3β-ол-17-она при помощи взвешенной культуры Absidia coerulea ATCC 6647 (синоним Absidia orchidis) в 10-литровом объеме брожения (смотри пример 17). Исходное вещество схемы IV может быть получено путем преобразования 3β-гидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-она (I) в 3β,7β-дигидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-он при помощи взвешенной культуры Diplodia gossypina ATCC 20571 (синоним Botryodiplodia theobromae IFO 6469) в 10-литровом объеме брожения (смотри пример 16).

Стадии I-A, II-E, III-D и IV-D: Добавление ацетилена к промежуточным 17-оксосоединениям

Взаимодействие промежуточных 17-оксосоединений с ацетиленом с получением соответствующих продуктов присоединения осуществляют в соответствии с методиками, описанными в литературе (смотри, например: Schwede W. et al., Steroids, 63 166 (1998); Corey E.J. et al., J. Amer. Chem. Soc. (1999), 121, 710-714; Schwede W. et al., Steroids (1998), 63(3), 166-177; Ali H. et al., J. Med. Chem. (1993), 36(21), 3061; Turuta A.M. et al., Mendeleev Commun. (1992), 47-8; Kumar V. et al., Tetrahedron (1991), 47(28), 5099; Page P.C., Tetrahedron (1991), 47, 2871-8; Curts S.W. et al., Steroids (1991), 56, 8; Kataoka H. et al., Chem. Lett. (1990), 1705-8; Christiansen R.G. et al., J. Med. Chem. (1990), 33(8), 2094-100). Тригидроксисоединение 1 на стадии I-A может быть необязательно триметилсилилировано без выделения перед добавлением ацетилена. Силилирование осуществляют при помощи гексаметилдисилазана и мягкого кислотного катализатора, такого как триметилсилилхлорид или сахарин. После добавления ацетилена триметилсилильные группы удаляют путем смешивания реакционной смеси с мягкой неорганической кислотой, уксусной кислотой, фосфорной кислотой, тетраалкиламмонийфторидом и тому подобное.

Стадии I-B, II-A, III-A и IV-A: Гидроксиацилирование

Промежуточные гидроксисоединения ацилируют при помощи ацилирующего реагента в присутствии четвертичного органического основания в соответствии с методиками, известными из уровня техники. Ацилирующие реагенты включают ангидриды низших алканов, хлориды низших алканов, хлориды низших алкилкарбонилов, ангидриды низших алкилкарбоновых кислот и тому подобное. Подходящие четвертичные органические основания включают пиридин, 4-диметиламинопиридин, N-оксид 4-диметиламинопиридина, триэтиламин, диизопропилэтиламин и тому подобное. Смешанные карбонаты (RO-CO-O-) могут быть альтернативно получены путем осуществления взаимодействия с алкоксикарбонилоксибензтриазолом в присутствии четвертичного органического основания в соответствии с опубликованными методиками (Harada T. et al., J. Carbohydrate Chem., (1995), 14, 165) с заменой полярного растворителя, такого как пиридин, диметилформамид или ацетонитрил, на метиленхлорид в качестве реакционного растворителя.

Стадии I-C, II-F, III-E и IV-E: Гидроформилирование ацетиленовых аддуктов

Промежуточные лактолы получают путем гидроформилирования окисью углерода и водородом в присутствии каталитического количества родиевого катализатора и родий-координируемого лиганда в соответствии с методиками, описанными в литературе (Wuts P.G.M. et al., J. Org. Chem. 1989, 54, 5180; Botteghi C. et al., Tetrahedron, 2001, 57, 1631). Взаимодействие осуществляют при давлении 14-500 фунтов/дюйм², предпочтительно при 100-200 фунтов/дюйм². Соотношение водорода и окиси углерода составляет от 1/5 до 5/1, предпочтительно 1/1. Подходящие родиевые катализаторы включают ацетат родия, хлорид родия, гидридородийтристрифенилфосфин и дикарбонилацетилацетонатородий(II). Подходящие лиганды включают триарилфосфины, триалкилфосфаты, бидентатфосфины, такие как ксантфос, бидентатфосфиты, и тому подобное.

Стадии I-D, II-G, III-F и IV-F: Окисление лактолов до лактонов

Окисление лактолов до лактонов может быть осуществлено при помощи множества стандартных окислителей. Примеры подходящих окислителей включают: иодосукцинимид/иодид тетрабутиламмония (Kraus, George A. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters (2000), 10(9), 895-897; Barrett A.G.M. et al., J. Org. Chem. (1989), 54(14), 3321); реактив Джонса (хромовая кислота в ацетоне) (Panda J. et al., Tetrahedron Letters (1999), 40, 6693; Tomioka K. et al., J. Org. Chem. (1988), 53(17), 4094); карбонат серебра (Chow T.J. et al., J. Chem. Soc., Perkin Transactions 1, (1999), 1847); пиридинийхлорхромат (Uchiyama M. et al., Tetrahedron Letters (2000), 41(51), 10013; Vanderiei J.M. de L., Synthetic Communications (1998), 28(16), 3047; Kassou M. et al., Journal of Organic Chemistry (1997), 62, 3696; Rehnberg N. et al., J. Org. Chem. (1990), 55 (14), 4340-9); RuO₄/соли тетраалкиламмония/N-оксид третичного амина (Jeewoo K. et al., Chem. Lett. (1995), (4), 299); пиридинийдихромат (Paquette L.A. et al., J. Am. Chem. Soc. (1995), 117(4), 1455-6); гипохлорит натрия/N-оксид третичного амина (Waldemar A. et al., Chem. Rev., (2001), 101, 3499); алкоксиды алюминия/ацетон (Ooi T. et al., Synthesis (2002), 279; Djerassi C. et al., Org. React. (1951), 6, 207); триацетоксипериодиндан (Martin J.C. et al., J. Amer. Chem. Soc., (1991), 113, 7277).

Стадии I-E, II-B, III-B и IV-B: C-7-Карбонилирование

Карбонилирование стероидных Δ⁵-ен-7-ацилатов (формула II) выполняют путем осуществления взаимодействия с окисью углерода в присутствии спирта, основания, такого как амин, палладиевого катализатора и, необязательно, сорастворителя с получением стероидных соединений формулы I. В общем, палладиевый катализатор содержит любой окруженный лигандами палладиевый комплекс, например, окруженный галогеновыми и/или органическими лигандами, по крайней мере, один атом Pd, который облегчает преобразование C-7-OR₂-группы в формуле II в желаемую -C(O)OR₃-группу формулы I. Подходящие палладиевые катализаторы включают без ограничения ацетат палладия, ацетилацетонат палладия(II), бис(дибензилиденацетон)палладий(0) (Pd₂(dba)₂), дибромид 1,3-дифенилфосфинопропанпалладия (Pd(dppp)Br₂), диметил-2-(диметилфосфино)этилфосфинпалладий и дибромид бистрифенилфосфинпалладия (Pd₂(Ph₃P)₂Br₂). Подходящие основания включают без ограничения N-метилморфолин (NMM), триэтиламин (TEA), диизопропилэтиламин (DIPEA) и тому подобное. Примеры спирта могут включать без ограничения бензиловый спирт или соединения формулы C₁-C₆-алкил-OH, такие как метанол, этанол, 2-бутанол и изопропанол. Другие примеры подходящих спиртов могут включать любые реагенты, содержащие гидроксигруппу, которая вместе с CO образует желаемый сложный эфир в C-7-положении стероида. Например, спиртом может служить любой первичный или вторичный углеводородный реагент. Взаимодействия могут быть осуществлены в спирте при температуре приблизительно от 20°C приблизительно до 150°C и при давлении CO приблизительно от 500 фунтов/дюйм² приблизительно до 2000 фунтов/дюйм² (1 фунт/дюйм²=6,88 кПа) в течение приблизительно от 5 до приблизительно 24 часов. Например, соединения по настоящему изобретению могут быть получены при температуре 50-90°C, например при 70-80°C, и при давлении CO 800-1500 фунтов/дюйм², например при 1200-1400 фунтов/дюйм², в метаноле в течение 10-12 ч. Реакционная смесь необязательно содержит бромид, полученный, например, из бромида лития. Результаты проведенного в различных условиях карбонилирования просуммированы в таблице 1. Как можно видеть, выход продукта зависит от условий проведения реакции. Конкретные условия проведения данной реакции приведены в примерах.

Таблица I

Карбонилирование C-7-ацилпроизводных

Субстрат	Источник палладия/лиганд	Основание	Добавка	Выход (%)
	Pd2(dba)3·CHCl3	NMM	PPh3, NaBr,	48
"	Pd2(dba)3·CHCl3	NMM	PPh3, NaBr	60
"	Br2Pd(PPh3)2	DIPEA	Отсутствует	80
	(dppe)PdBr2	DIPEA	LiBr,	32
"	(dppf)PdBr2	DIPEA	LiBr	<10
	(dppp)PdBr2,	DIPEA,	LiBr,	50
	Br2Pd(PPh3)2	DIPEA	Отсутствует	<10
	Pd(OAc)2	DIPEA	DMPE,	<10
"	Br2Pd(PPh3)2	DIPEA	NaBr,	39

Все взаимодействия проводили при 70-80°C и при давлении окиси углерода 1200-1400 фунтов/дюйм² в метаноле в течение 10-12 ч.

DMPE=диметил-2-(диметилфосфино)этилфосфин;

DIPEA=диизопропилэтиламин;

NMM=N-метилморфолин;

IPA=изопропиловый спирт;

Pd(dppp)Br₂=дибромид бисдифенилфосфинопропанпалладия;

Pd(dba)₂-CHCl₃=бис(дибензилиденацетон)палладий(0).

Стадии I-F, I-H, II-D, III-C и IV-C: Гидролиз ацильной группы

Гидролиз промежуточных 3- и/или 11-ацилгидроксисоединений осуществляли при помощи гидроксида, бикарбоната или карбоната щелочноземельного металла, такого как гидроксид натрия, карбонат калия, бикарбонат натрия, гидроксид цезия, бикарбонат лития, и тому подобное с применением в качестве растворителя метанола с необязательным добавлением сорастворителя. Карбонаты могут быть также гидролизованы с применением приготовленных заранее или образующихся in situ реагентов, таких как триметилсилилиодид или триметилсилилбромид, в растворителях, таких как ацетонитрил или метиленхлорид.

Стадии I-G, II-F, III-F и IV-F: Окисление промежуточных 3-гидрокси-Δ⁵-еновых соединений

Окисление промежуточного 3-гидрокси-Δ⁵-енового соединения 7 до Δ⁴-енеона 8 выполняли при помощи реагентов, описанных для стадии I-C.

В тех примерах, где окисление на стадиях I-G, II-F, III-F и IV-F приводит к образованию несопряженной C_5-6-двойной связи, миграцию двойной связи в более термодинамически стабильное C_4-5-положение осуществляли путем обработки промежуточного соединения, такого как соединение 8, органической или неорганической кислотой в инертном растворителе или в водной смеси растворителей при температуре 0-80°C. Подходящие органические кислоты включают без исключения толуолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту, бензолсульфоновую кислоту, трифторуксусную кислоту, щавелевую кислоту, трихлоруксусную кислоту и тому подобное. Подходящие неорганические кислоты включают без ограничения соляную кислоту бромистоводородную кислоту, фосфорную кислоту, перхлорную кислоту и тому подобное. Катализатор может альтернативно представлять собой третичное органическое основание, такое как триэтиламин, диазабициклоундекан (DBU) и тому подобное, или неорганическое основание, такое как гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция и тому подобное. Миграция двойной связи была ранее описана (Bakshi et al., патент США №5237064; Pollack et al., J. Amer. Chem. Soc., 1987, 109, 5048; Tsubuki et al., J. Org. Chem., 1992, 57, 2930; Zeng et al., J. Amer. Chem. Soc., 1991, 113, 3838).

Стадия I-H

Гидролиз соединения 8 осуществляли по методике, представленной при описании стадии I-F.

Стадии I-I и I-J

Преобразование известного промежуточного соединения 9 до соединения 10 (эплеренон) описано в патентах США №№4559332 и 5981744.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Добавление ацетилена к промежуточным 17-оксосоединениям

Гексаметилдисилазан (HMDS) (100 мл) добавляли к перемешанной взвеси 50,0 г триола 1 в 400 мл метиленхлорида. Добавляли сахарин (0,57 г) и нагревали смесь с обратным холодильником в течение 3 часов, за которые взвесь постепенно растворялась с получением прозрачного раствора янтарного цвета. Добавляли воду (5 мл) для тушения избытка HMDS. После нагревания с обратным холодильником в течение 5 минут реакционную смесь фильтровали через смоченный CH₂Cl₂ слой 32,6 г магнезола на оснащенной фриттой фильтр-воронке на 350 мл. Фильтрат должен быть чистым и почти бесцветным. Осадок на фильтре промывали 2×100 мл CH₂Cl₂. Объединенные фильтраты концентрировали при пониженном давлении, удаляли остаток метиленхлорида путем выпаривания с двумя порциями (по 500 мл) тетрагидрофурана (THF) и концентрировали досуха после каждого добавления с получением белого твердого вещества.

Суспензию трет-бутоксида калия (42,0 г) в 500 мл THF охлаждали до -9±5°C в бане со льдом/метанолом. Смесь барботировали ацетиленом (непосредственно под поверхностью смеси) при умеренном перемешивании в течение, по крайней мере, 1 часа. Полученный ранее силилированный стероидный промежуточный продукт в THF (400 мл) добавляли в течение 30 мин при поддержании температуры реакционной смеси 0±5°C. После добавления реакционную смесь перемешивали в течение дополнительного часа при 5±5°C. Медленно добавляли воду (100 мл), позволяя реакционной смеси нагреться до 15±5°C. Медленно добавляли 125 мл 10% HCl для корректировки значения pH до 2,5-3. Смесь перемешивали при pH 2,5-3, добавляя при необходимости поддержания значения pH 2,5-3 небольшие количества 5% HCl, в течение 1-2 часов при 20±5°C. После завершения гемолиза добавляли полунасыщенный раствор NaHCO₃ для повышения значения pH до 5,5-6. Смесь разбавляли этилацетатом (500 мл) и разделяли фазы. Водную фазу экстрагировали этилацетатом и промывали объединенные этилацетатные фазы водой, солевым раствором, сушили над сульфатом магния и концентрировали с получением продукта добавления 2.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (141,99, 127,38, 89,37, 77,73, 75,24, 72,13, 70,54, 67,68, 54,13, 49,57, 47,43, 43,94, 42,58, 40,52, 40,22, 39,80, 39,59, 39,39, 39,01, 38,09, 31,95, 25,80, 18,58, 14,09.

Пример 2

Гидроксиацетилирование

Смесь растворенного в пиридине (150 мл) тетраола 2 (50,00 г, 144 ммоль) охлаждали до <10°C на ледяной бане. Добавляли диметиламинопиридин (DMAP) (1,7 г, 14 ммоль), затем медленно добавляли уксусный ангидрид (41,4 мл, 439 ммоль) со скоростью, подходящей для поддержания температуре ниже 10°C. После добавления реакционную смесь нагревали до комнатной температуры. Реакционную смесь разбавляли этилацетатом (75 мл) и водой (50 мл), перемешивали в течение 5 минут и разделяли слои. Органический слой промывали 10% HCl (4×25 мл), а затем H₂O (2×50 мл), сушили над MgSO₄ и концентрировали. Продукт перекристаллизовывали из толуола (100 мл).

¹³C ЯМР (CDCl₃) (170,68, 170,10, 143,48, 128,90, 128,10, 125,17, 122,59, 86,63, 78,21, 75,07, 74,40, 72,79, 71,47, 50,16, 48,07, 47,02, 38,76, 38,06, 37,83, 37,67, 36,92, 27,66, 24,18, 21,74, 21,44, 18,65, 13,06.

Пример 3

Гидроформилирование ацетиленовых аддуктов

Раствор триацетата 3 (25,4 г, 54 ммоль), PPh₃ (2,13 г, 8,1 ммоль) и Rh₂(OAc)₄ (716 мг, 1,62 ммоль) в этилацетате (200 мл) нагревали при 80°C в атмосфере водорода/окиси углерода (смесь 1/1) при давлении 170 фунтов/дюйм² в течение 12 часов. Реакционную смесь концентрировали при пониженном давлении и очищали продукт 4 по методу колоночной хроматографии (на 500 г силикагеля, элюируя 70/30 EtOAc/Hex). Обычно неочищенный продукт не охарактеризовали, так как изомеры лактола приводили к плохому качеству результатов ЯМР-спектроскопии. Их применяли непосредственно для окисления.

Пример 4A

Окисление лактолов до лактонов

Смесь лактола 4a (25 г, 50 ммоль), метиленхлорида (250 мл), воды (38 мл), 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила (TEMPO) (156 мг, 1 ммоль), KBr (595 мг, 5 ммоль) и NaHCO₃ (5,5 г, 65 ммоль) охлаждали до 10°C на ледяной бане. Медленно добавляли раствор 1,1M гипохлорита натрия (NaOCl) (50 мл, 55 ммоль). Смесь оставляли нагреваться до комнатной температуры и разбавляли водой (50 мл). Слои разделяли и промывали органический слой солевым раствором (2×50 мл). Органический слой сушили над MgSO₄, фильтровали и концентрировали с получением соединения 5a в виде не совсем белой пены.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (177,94, 172,60, 172,15, 171,58, 145,49, 124,36, 96,18, (79,22, 78,90, 78,59 CDCl₃), 76,59, 74,57, 72,63, 52,14, 49,55, 47,75, 40,00, 39,75, 39,61, 38,65, 37,47, 32,74, 30,85, 29,56, 26,01, 23,61, 23,37, 23,17, 23,11, 20,52, 16,19.

Пример 4B

Окисление лактолов до лактонов

Раствор лактола 4b (1,0 г) в 25 мл CH₂Cl₂ и 9 мл H₂O обрабатывали 300 мг NaHCO₃, 142 мг KBr, 15 мг TEMPO и охлаждали до 5°C. Затем медленно добавляли 2,4 мл NaOCl. После окончания реакции продукт экстрагировали EtOAc и кристаллизовали из EtOAc/Hex с получением 876 мг лактона 5b.

¹H ЯМР (CDCl₃) (5,39 (с, 1H), 5,1 (м, 1H), 4,98 (д, J=8,4 Гц, 1H), 3,80 (с, 6H), 3,78 (с, 3H), 2,56-2,6 (м, H), 2,05-1,85 (м, H), 1,19 (с, 3H), 1,04 (с, 3H).

Пример 5

Карбонилирование в положении C-7

Триацетат 5 (2,0 г), Pd(dppp)Br₂ (126 мг), диизопропиламин (0,78 мл), Et₄NBr (260 мг), NaBr (1,09 г) в 20 мл метанола обрабатывали CO под давлением 1200 фунтов/дюйм², затем нагревали при 65°C в течение 12 часов. Раствор охлаждали, концентрировали и подвергали остаток хроматографии на силикагеле, элюируя 40-75% этилацетатом/гексаном, с получением сложного метилового эфира 6.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (176,12, 172,77, 170,40, 169,88, 143,71, 129,27, 127,07, 119,65, 94,83, 73,02, 71,29, 51,70, 46,27, 45,67, 44,26, 43,62, 38,49, 38,30, 37,92, 37,53, 35,54, 34,64, 30,98, 28,97, 27,57, 22,93, 21,87, 21,73, 18,87, 14,55.

Пример 6

Гидролиз ацильных групп в положении C-3

Раствор сложного диацетилового эфира 6 (5,01 г) в 0,15 н. растворе карбоната калия в метаноле (50 мл) перемешивали при комнатной температуре и контролировали реакцию по методу ТСХ. После того как исходный материал 6 больше не обнаруживался, смесь разбавляли водой (200 мл) и экстрагировали этилацетатом (3×200 мл). Объединенные экстракты промывали водой (100 мл), солевым раствором (100 мл), сушили над сульфатом магния и концентрировали досуха при пониженном давлении. Остаток подвергали хроматографии на силикагеле, элюируя этилацетатом/гексаном с получением 3-гидроксисоединения 7.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (176,29, 173,18, 169,96, 144,88, 118,56, 94,93, 71,32, 70,93, 60,34, 51,63, 49,87, 44,61, 43,77, 42,49, 38,24, 37,79, 35,50, 34,72, 31,34, 30,94, 28,97, 22,92, 21,73, 18,94, 14,53.

Пример 7

Окисление 3-гидроксистероидов

Раствор диола (300 мг, 0,72 ммоль), 14 мг KBr, 130 мг NaHCO₃, 4 мг TEMPO в 6 мл CH₂Cl₂ и 2 мл H₂O охлаждали до 18°C и медленно обрабатывали 0,73 мл (1,1M) NaOCl. После окончания реакции, контролируемой по методу ТСХ, добавляли NaHSO₃ для тушения избытка гипохлорида. Продукт экстрагировали EtOAc и кристаллизовали из EtOAc с получением 230 мг енона с несопряженными связями.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (209,16, 176,57, 172,72, 143,25, 119,13, 95,45, 68,50, 51,69, 49,10, 49,0, 46,94, 46,05, 43,68, 42,66, 42,13, 38,33, 37,54, 35,46, 34,51, 22,84, 18,18, 15,09.

После выдерживания в растворе EtOAc двойная связь медленно изомеризовалась в сопряженное положение.

Пример 8

Получение трикарбонатов

Раствор 9,97 г тетрола 2 в 80 мл пиридина и 15 мл триэтиламина обрабатывали в течение ночи 33,6 г N-метоксикарбонилоксибензтриазола и 360 мг DMAP при комнатной температуре. Смесь разбавляли водой (150 мл), фильтровали полученный осадок и сушили его. Перекристаллизацией из этилацетата/метанола получали трикарбонат 3. Результаты проведения разделения по методу ТСХ (100% EtOAc): rf=0,94.

Пример 9

Гидроформилирование трикарбонатов

Раствор 9,95 г соединения 3,18 мг Rh₂(OAc)₂ и 430 мг трифенилфосфина в 100 мл этилацетата обрабатывали окисью углерода/водородом (1:1) под давлением 190 фунтов/дюйм² и нагревали при 80°C в течение ночи. Реакционную смесь фильтровали еще будучи теплой. После охлаждения продукт 4 кристаллизовали и отфильтровывали. Результаты проведения разделения по методу ТСХ (75% EtOAc/Hex): rf=0,96.

Пример 10

Карбонилирование трикарбонатов

Смесь трикарбоната 18 (20,00 г), диизопропилэтиламина (7,1 мл), Pd(dppp)Br₂ (582 мг) в MeOH (300 мл) обрабатывали CO при давлении (1200 фунтов/дюйм²) и нагревали при 70°C в течение 18 часов. Охлажденную реакционную смесь фильтровали через магнезол и концентрировали. Остаток растворяли в этилацетате, дважды промывали водой, сушили над MgSO₄, фильтровали и концентрировали. Остаток перекристаллизовывали из метанола с получением соединения 19.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (217,64, 172,86, 155,35, 155,04, 143,86, 120,19, 77,26, 79,87, 55,14, 54,89, 52,25, 47,68, 47,26, 46,17, 43,69, 38,88, 38,67, 37,75, 37,57, 36,02, 34,01, 27,85, 22,06, 19,32, 13,87.

Пример 11

Карбонилирование дикарбонатов

Дикарбонат 25 (521 мг, 1,25 ммоль), диизопропиламин (0,219 мл, 1,25 ммоль), Br₂Pd(PPh₃)₂ (18 мг, 0,063 ммоль) и NaBr (26 мг, 0,25 ммоль) в EtOH (10 мл) нагревали при 80°C с окисью углерода при давлении 1300 фунтов/дюйм² в течение 12 ч. Охлажденную реакционную смесь концентрировали и подвергали хроматографии на 100 г силикагеля, элюируя 50/50 EtOAc/гексаном, с получением сложного эфира 14.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (221,27, 172,47, 155,44, 143,94, 142,47, 119,68, 118,67, 77,96, 54,98, 46,91, 45,55, 44,98, 39,30, 38,36, 37,41, 37,79, 36,60, 34,71, 33,59, 28,14, 22,97, 13,94.

Пример 12

Получение дикарбонатов

Раствор триола 1 (2,0 г) в 5 мл пиридина охлаждали до 0°C и обрабатывали раствором метилхлороформиата (3,4 мл) в 5 мл CH₂Cl₂. Смесь медленно нагревали до к.т., а затем добавляли по 50 мл воды и CH₂Cl₂. Фазы разделяли и экстрагировали водную фазу 3×20 мл CH₂Cl₂. Объединенные органические слои промывали 20 мл воды и концентрировали. Проводили хроматографию на силикагеле, элюируя 50% EtOAc/Hex, с получением дикарбоната 12.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (221,37, 155,46, 143,94, 142,48, 119,68, 118,67, 77,97, 60,91, 54,98, 46,92, 45,56, 38,36, 39,30, 37,41, 34,72, 33,59, 28,14, 22,97, 14,66, 13,95.

Пример 13

Гидролиз карбонатов

Дикарбонат 18 (0,86 г) и карбонат калия (1,49 г) в MeOH (10 мл) перемешивали при комнатной температуре в течение 12 ч. Реакционную смесь разбавляли этилацетатом (50 мл), промывали водой (2×50 мл), сушили над MgSO₄ и концентрировали до прозрачного бесцветного масла. Гидролиз приводил к изомеризации C7-сложного эфира. Карбонат дополнительно очищали по методу колоночной хроматографии на силикагеле, элюируя 30% ацетоном/CH₂Cl₂, с получением соединения 19 в виде смеси α- и β-изомеров в положении C7. Результаты проведения ВЭЖХ на колонке Phenomenex Nucleosil C18 (элюируя 65:35 ACN:H₂O): t=4,17 мин, t=4,60 мин.

Пример 14

Окисление 3-гидрокси-Δ⁵-енов

Смесь спирта 7 (6,0 г), CH₂Cl₂ (40 мл), воды (9,0 мл), 2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксила (TEMPO)(38 мг), KBr (142 мг) и бикарбоната натрия (4,0 г) охлаждали до 5°C. К этой смеси медленно добавляли 14,1 мл 1,1M NaOCl. После добавления смесь дополнительно оставляли перемешиваться в течение 1 ч и подкисляли разбавленной HCl. Продукт экстрагировали CH₂Cl₂.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (198,83, 175,95, 169,63, 168,87, 159,04, 130,89, 94,52, 74,0, 70,99, 52,00, 46,95, 46,21, 44,59, 44,49, 38,65, 38,41, 37,95, 35,31, 33,97, 32,05, 30,95, 28,91, 22,57, 21,72, 21,16, 20,07, 14,97.

Пример 15

Дегидрирование промежуточного 11-гидроксисоединения

К раствору спирта в THF при -51°C добавляли PCl₅ (1,08 г), что приводило к повышению температуры до -48°C. Через 2 ч реакционную смесь вливали в водный раствор NaHCO₃, экстрагировали EtOAc и концентрировали. Материал подвергали хроматографии на силикагеле, элюируя EtOAc/гексаном, с получением диена 25.

¹³C ЯМР (CDCl₃) (220,52, 155,39, 154,92, 142,57, 141,92, 122,07, 120,02, 80,26, 54,85, 54,58, 47,58, 46,53, 39,50, 38,5, 37,34, 36,21, 33,13, 26,0, 26,78, 24,26, 13,75.

Пример 16

Биопреобразование 3β-гидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-она до 3β,7β-дигидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-она

Биопреобразование 3β-гидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-она до 3β,7β-дигидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-она осуществляли при помощи взвешенной культуры Diplodia gossypina ATCC 20571 (синоним Botryodiplodia theobromae IFO 6469) в 10-литровом объеме брожения.

(A) Стадия первичного посева

Замороженные вегетативные клетки Diplodia gossypina (ATCC 20571) размораживали, переносили на чашку с картофелем/декстрозой/агаром (PDA) и инкубировали при 28°C в течение 72 часов. Для засева колб для перемешивания (500 мл), покрытых ровным слоем силикона и содержащих 100 мл среды для первичного посева, применяли single mycelium-plug (диаметром 6-7 мм). Среда для первичного посева содержит (на литр): декстрин 50 г; соевую муку 35 г; церелозу 5 г; кобальтхлоридгексагидрат 2 мг; силиконовый противовспениватель (SAG 471) 0,5 мл. Предстерилизационное значение pH корректировали до 7,0-7,2 добавлением гидроксида натрия (2 н.). Бродильную среду стерилизовали, засевали Diplodia gossypina ATCC 20571 и инкубировали в течение 48 часов при 28°C с применением инкубатора-шейкера (280 об/мин) с регуляцией условий окружающей среды (1" orbital stroke).

(B) Стадия вторичного посева

Брожение в 10-литровом объеме проводили путем засева вегетативной среды для первичного посева (1,2 мл; степень засева - 0,012% по объему). Среда для вторичного посева содержит (на литр RO-воды): церелозу 60 г; соевую муку 25 г; соевое масло 30 мл; гептагидрат магния 1 г; дигидрофосфат калия 0,74 г; моноолеат полиоксиэтиленсорбитана 2 мл; силиконовый противовспениватель (SAG 471) 0,5 мл. Предстерилизационное значение pH корректировали до 3,95-4,00 добавлением концентрированной серной кислоты. Содержащие среду для вторичного посева бродильные аппараты стерилизовали в течение 20 минут при 121°C с применением и паровой рубашки, и струи пара. Скорость перемешивания во время стерилизации составляла 200 об/мин. Постстерилизационное значение pH среды корректировали до 4,0 добавлением стерильной серной кислоты (5%). Diplodia gossypina ATCC 20571 инкубировали при 28°C с применением следующих начальных параметров: перемешивание 100 об/мин; противодавление=5 фунтов/дюйм²; воздушный поток=2,5 SLM (0,25 VVM); установка низкого значения DO, 30%; контроль pH отсутствует. Когда сначала значение DO падало до 30%, воздушный поток увеличивали до 5 SLM (0,5 VVM). Когда в среде снова достигалось низкое значение DO, его поддерживали на уровне 30% при помощи регулировки перемешивания. Вторично засеянные культуры культивировали в течение приблизительно 60 часов после посева, если значение OUR находилось приблизительно между 10 и 15 мМ/л/ч.

(C) Биопреобразование стероида

Приготавливали культуры для биопреобразования в 10-литровом объеме. Приблизительно через 24 часа после засева к 10-литровому объему брожения добавляли взвесь 120 г сильно измельченного 3β-гидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-она в минимальном объеме моноолеата полиоксиэтиленсорбитана (0,2%).

Анализ содержания 3β,7β-дигидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-она в культурах для биопреобразования проводили ежедневно. Биопреобразование 3β-гидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-она в 3β,7β-дигидроксиандроста-5,9(11)-диен-17-он завершалось приблизительно через 3 суток после засева.

Пример 17

Биопреобразование 5-андростен-3β-ол-17-она до 5-андростен-3β,7β,11α-триол-17-она

Биопреобразование 5-андростен-3β-ол-17-она до 5-андростен-3β,7β,11α-триол-17-она осуществляли при помощи взвешенной культуры Absidia coerulea ATCC 6647 (синоним Absidia orchidis) в 10-литровом объеме брожения.

(A) Стадия первичного посева

Культуру для первичного посева Absidia coerulea ATCC 6647 приготавливали так же, как и для Diplodia gossypina ATCC 20571 в примере 16.

(B) Стадия вторичного посева

Брожение в 10-литровом объеме проводили путем засевания 1,2 мл вегетативной среды для первичного посева (степень засева - 0,012% по объему). Среда для вторичного посева содержит (на литр RO-воды): декстрин 50 г; соевую муку 35 г; церелозу 5 г; кобальтхлоридгексагидрат 2 мг; силиконовый противовспениватель (SAG 471) 0,5 мл; предстерилизационное значение pH корректировали до 4,95-5,00 добавлением концентрированной серной кислоты. Содержащие среду для вторичного посева бродильные аппараты стерилизовали в течение 20 минут при 121°C с применением и паровой рубашки, и струи пара. Скорость перемешивания во время стерилизации составляла 200 об/мин. Постстерилизационное значение pH среды корректировали до 5,0 добавлением стерильной серной кислоты (5%). Absidia coerulea ATCC 6647 инкубировали при 28°C с применением следующих начальных параметров: перемешивание 100 об/мин; противодавление=5 фунтов/дюйм²; воздушный поток=2,5 SLM (0,25 VVM); установка низкого значения DO 50%; контроль pH отсутствует. Когда сначала значение DO падало до 30%, воздушный поток увеличивали до 5 SLM (0,5 VVM). Когда в среде снова достигалось низкое значение DO, его поддерживали на уровне 30% при помощи регулирования перемешивания. Вторично засеянные культуры культивировали в течение приблизительно 76 часов после посева, если значение OUR находилось приблизительно между 4 и 7 мМ/л/ч.

(C) Биопреобразование стероида

Биопреобразование стероида в 10-литровом объеме проводили путем засевания 500 мл вегетативной среды для вторичного посева (степень засева - 5% по объему). Среда для биопреобразования стероида содержит (на литр RO-воды): декстрин 50 г; соевую муку 35 г; церелозу 20 г; силиконовый противовспениватель (SAG 471) 0,5 мл; предстерилизационное значение pH корректировали до 2,95-3,00 добавлением концентрированной серной кислоты. Условия стерилизации были теми же, что и описанные для среды для вторичного посева. Постстерилизационное значение pH среды корректировали до 3,0 добавлением стерильной серной кислоты (5%). Absidia coerulea ATCC 6647 инкубировали при 28°C с применением тех же начальных параметров, что и для инкубации после вторичного посева. Приблизительно через 17 часов после засева к 10-литровому объему брожения добавляли взвесь 200 г сильно измельченного 5-андростен-3β-ол-17-она в минимальном объеме 0,2% октилфеноксиполиэтоксиэтанола.

Анализ содержания 5-андростен-3β,7β,11α-триол-17-она в культурах для биопреобразования проводили ежедневно с применением ТСХ. Один миллилитр цельной питательной среды экстрагировали 10 мл метанола. Клетки отделяли от водно-метанольной смеси путем центрифугирования (3000g в течение 10 минут) и наносили несколько микролитров на пластину для проведения ТСХ. Пластину для проведения ТСХ проявляли в циклогексане/этилацетате/метаноле (90/60/15), и визуализировали продукт путем опрыскивания пластины для проведения ТСХ 50% серной кислотой с последующим обжигом в печи. Продукт сравнивали с достоверным стандартом, который приобретал синее окрашивание при опрыскивании 50% серной кислотой. Биопреобразование 5-андростен-3β-ол-17-она до 5-андростен-3β,7β-диол-17-она завершалось приблизительно через 4 суток после засева.

Биопреобразование 5-андростен-3β-ол-17-она до 5-андростен-3β,7β,11α-триол-17-она завершалось приблизительно через 6-7 суток после засева.

(D) Процедура выделения

Твердые вещества цельной питательной среды восстанавливали путем центрифугирования. Жидкость декантировали. Обогащенные твердые вещества экстрагировали 10 литрами смеси (85% ацетона и 15% воды) при температуре от 45 до 50°C и удаляли взвешенные примеси из теплого экстракта путем фильтрации. Для удаления ацетона обогащенный фильтрат концентрировали путем перегонки с получением водной взвеси неочищенных кристаллов. Взвесь кристаллов фильтровали и декантировали маточную жидкость. Смоченные водой кристаллы растирали в 600 миллилитрах метиленхлорида для удаления примесей, растворяли в 700 миллилитрах метанола (путем нагревания до 55°C), а затем обесцвечивали путем добавления 5 граммов угля Darco G-60. После удаления угля путем фильтрации фильтрат концентрировали для кристаллизации продукта. Затем удаляли метанол путем добавления 300 мл н-бутилацетата и концентрировали до состояния плотной кристаллической взвеси. Кристаллы фильтровали, промывали н-бутилацетатом и сушили с получением 75,5 грамма неочищенного кристаллического 5-андростен-3β,7β,11α-триол-17-она.

Неочищенные кристаллы растирали в 600 миллилитрах метиленхлорида для удаления дополнительных примесей, растворяли в 700 миллилитрах метанола (путем нагревания до 55°C), а затем обесцвечивали путем добавления 5 граммов угля Darco G-60. После удаления угля путем фильтрации фильтрат концентрировали для кристаллизации продукта. Затем удаляли метанол путем добавления 300 мл н-бутилацетата и концентрировали до состояния плотной кристаллической взвеси. Кристаллы фильтровали, промывали н-бутилацетатом и сушили с получением 42,1 грамма очищенного кристаллического 5-андростен-3β,7β,11α-триол-17-она.

1. 7-Карбоксизамещенные стероиды формулы I

в которой R₁ представляет собой Н, COR₄;

R₄ представляет собой C₁-С₆-алкил или C₁-С₆-алкоксигруппу;

R₃ представляет собой С₁-С₆-алкил;

Z₁ представляет собой

в которой O-COR₄ находится в α-конфигурации;

Z₂ представляет собой -СН-;

или Z₁ и Z₂, взятые вместе, образуют двойную связь;

Q представляет собой