Способ разделения стереоизомерных смесей
Патент 468408
Авторы
Способ разделения стереоизомерных смесей
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К IlAIEHlV
Союз Советских
Социалистических
Республик (») 468408 (б1)Зависимый от патента(22) Заявлено18.05.73 (21)191. 8554/23-4 (51) М. Кл.
С 07 с 169/30
С 07 с 169/32 (32) Приоритет19.05.72(31)6645/72 (33) Швеция
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изооретеиий и открытий (53) УДК 547.689.6..05 (088. 8) (43) Опубликовано25,0-.! 75,Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования опнсания20.11.75
Иностранцы
Ральф Леннарт Брэтсэнд, Карл баран Клэсон, ho Турессон аф Экепсталл и Брор Арне Тален (Швеция) (72) Авторы изобретения
Инострашшя фирма
A f> 1эофорс (Швеция) (71) Заявитель й-фи 1. и - с )
-",- сг ;:; (54 ) С110С(1l 1 A.Ski .П Г111!Я СТЕРЕОИЗОМЕРНЫХ
CМЕСЕЙ (:ТЕ (01ШОВ!
CH X
С=Π— — 0 Я
0 С я
Х;
11редлагае соя новый способ разделения стереоизомерных смесей новых соединений, а именно 16, 17-ацеталей галоидсодержа цих коргикостероидов, обпадаюших весьма ценными свойствами. 5
Известно, что смеси стереоизомеров с одинаковыми молекулярными весами и с практически одинаковой растворимостью весьма трудно поддаются разделению.
Предлагаемый способ разделения стереоизомерс>в осушествляют путем фильтрования через гели. Методику фильтрования через гели обычно используют для отделения молекул с меньшим молекулярным !5 весом от молекул с большим молекуляр
1 ным весом. Стереоизомеры, молекулы которых имеют одинаковые молекулярные веса и поэтому одинаковое время удерживания в фильтруюшем геле, с трудом под- уО даются разделению этим способом и последний для разделения стереоизомерных смесей стеройаов не применяют.
Авторам .удалось с помошью фильтрации через гели разделить смеси стереоизоме- 25 ров стероидов, являюшихся 16, 17 ацеталями галоидсодержаших кортикостероидов, на отдельные компоненты, имеюшие одинаковые молекулярные веса, причем один из стереоизомерных компонентов постоянно облвлвет большей физиологической активностью.
Предлагается способ разделения стереоизослерных смесей стероидов обшей формулы
468408 где положения 1,2 и 4,5 насыщены или по крайней мере в одном из указанных положений имеется двойнач связь, К вЂ” алкил нормального или изостро ния, содержащий 1-10, предпочтительно
1-6, атомов углерода;
Х вЂ” водород или фтор, если Х водород, и Х вЂ” фтор, если радикал Х водород или фтор;
", — гидроксильная группа, которая может быть превращена в сложноэфирную группу, на их стереоизомерные компоненты, образующиеся вследствие пространственной ориентацитт заместителей у атома углерода в. 2 — положении диоксаланового кольца, заключающийся в том, что смесь стереоизомеров указанной формулы подвергают фильтрованию через гель, в резудьтате чего происходит разделение компонентов с различными удерживающими объемами, а затем осуществляют извлечение каждого из этих компонентов. 25
Фильтрование можно осуществлять чэрез гели различного типа. Одним типом таких материалов являются оксипропилированные сшитые декстрановые гели типа
".Сефадекс (,Н", на пример "Сефадекс 30 Н вЂ” 20 " с мол,в. 100-4000, дающие хорошее фракционирование. Другой тип полезных гелей представляет собой сопс лимеры винилацетата с. мол.в. до 1000, 35 а именно "Меркогель типа ОЯ-ЯДА.
Гели используют в виде равновесной системы с подходящим растворителем. В качестве элюирующего средства можно применять ! галогенированные углеводороды, простые 40
, или сложные эфиры или их смеси, причем наилучшие результаты получают при применении хлороформа, дихлорметана, дихлорэтана, тетрагидрофурана, диоксана и этилf ацетата. В результате достигают вполне 45 удовлетворительного отделения стереоизомера А от стереоизомера В, причем смесь изомеров А и В можно также с успехом отделять от побочных продуктов, образующихся при синтезе стероидов. 50
В приведенной формуле гидроксильная группа в положении 21 может бить этерифицирована жирной кислотой. Такая жирная кислота может в своей структуре иметь углеводородную цепь нормального или изостроения и предпочтительно содержит 1-12 атомов углерода. В качестве примера подходящей кислоты можно назвать уксусную, проционовую и так далее или гетероциклическую карбоновую кислоту. 6О
Стероиды указанной формулы в виде циклических ацеталей можно синтезировать известным способом: взаимодействием 16, 17-диоксистероидов с альдегидом в присутствии кислого катализатора, например хлорной кислоты, tl -толуолсульфокислоты, хлористоводородной кислоты и тому подобное, в среде диоксана или другого подхо-, дящего растворителя. В результате реакции получают смесь стереоизомеров А и В с одинаковыми молекулярными весами и практически одинаковой pBGTBopBMocTbIo, I причем эти стереоизомеры, как было найдено, с большим трудом поддаются разде1 лению обычными способами разделения стереоизомеров, например перекристалли . зацией.
Для гель-фильтрации применяют колонку длиной 85 см с внутренним диаметром 2,5 см при скорости потока 1 мл/ мин. Удерживающие объемы, приведенные в примерах, получены при применении хлороформа в качестве элюируюшего средства.
При фильтрации через гель на колонке неочищенного продукта более легко отделяются побочные продукты от смеси изомеров, чем нзомеры друг от друга, так как в первом случае имеет место боль
f шая разница в удерживающих объемах.
Найдено также, что растворимость неочищенного продукта, а также растворимость очищенной изомерной смеси понижается, в то время, как повышается степень разделения по мере уменьшения полярности растворителей. Это особенно проявтыется у производных, замешенных короткой боковой цепью у атома углерода в положении 2 диоксолановот о колт ца. Поэтому при хроматографическом разделении, описанном в примерах, рекомендуется сначала отделять смесь изомеров от побочных продуктов, содержащихся в неочищенном продукте, с по мощью немного более пог.ярного раство рителя, а затем -изомеры друг от друга с помощью растворителя, обладающего меньшей полярностью. Можно использовать всю мощность колонки и в каждом процессе отделять побочные продукты от значительных количеств неочищенного продукта или возможцое частичное использо- вание мощности колонки вследствие ограниченной растворимости смеси изс меров в растворителях с меньшей полярностью может быть компенсировано пов торной хроматографией,на колонке, проводимой через относительно короткий промежуток времени без удаления ранее загруженной смеси из колонки.
468408
С помощью растворителей, которые являются высокоактивными при предварительном разделении, таких как дихлорметан, дихлорэтан, тетрагидрофуран и этилацетат, вполне удовлетворительно 5 разделяют изомеры в то время, как хлороформ и диоксан дак>т лучшие результаты для изомеров, с трудом поддающихся разделению.
Но всех примерах л1олекулярпьж Bi. са
10 определяют посредством массспектросгк пии, а во всех исследованиях ядерно-магнитного резонанса в качестве внутреннего эталона применяют тетраметилсилан. Тем15 пературу плавления определяют с помощью микроскопа Рейхерта для определения температур плавления.
25
При мер 1. 16Ц, 17@ — (2 Водород-2 -метил ) метилендиокси-9-фтоопрегнадиен-3,4-диол-11 9, 21-дион-3,20.
К раствору 112,0 мг свежеотогнанного паральдегида и 0,2 мл 72%-ной хлорной кислоты в 75 мн хорошо очишенного и высушенного диоксин» добавляют по частям 500„0 лн три мцилона в течение
40 мин . Реакционную смесь перемешивают еше 5,5 час при комнатной температуре, после чего ее разбавляют 200 мл З0 дихлорметаиа. Раствор промывают дважды
15%-ным раствором бикарбоната натрия и трижды водой, а затем высушивают.
Растворители упаривают под вакуумом, остаток обрабатывают эфиром и осаждают Зб петролейным эфирол . Высушенный неочищенный продукт (533,0 мг) хроматографируют на колонке, заполненной оксипропилироваиным сшитым декстрановым гелем
"Сефадекс® („11-20 " (мол.в. 100- 40
4000), с применением дихлорметана в к ачестве элюируюшего растворителя. Получают 431,7 мг (81%) чистой смеси изомеров, т.пл. примерно 207-222 С;
6 (ц» 25 +107,20 (с =0,3, СН С1 ); р 2 2 мол.в. 420 (теоретический 420,5).
Смесь изомеров (338,2 мг) хромато-.; графируют на колонке, заполненной гелем
Сефадекс® LH-20», с применением хлоро-, форма в качестве. элюирующего средства.,:
Получают два разных изомера (Л и В)
169, 17@ — (2-водород -2- метил)метиленди окс и-9-фторпрегнадиен-1, 4-диол-11/, 21-диона -3,20, Выход изомера А 123,4 мг (37%);
xS т.пл.217 219оС. (С 3D 87,4о(с=013
CH С1,); мол.в. 420 (теоретический
420,5); удерживающий объем 920-990 мл, Выход изомера В 194,7 мг (58%,). т.пл. 224 228оС. EllD+120 8о (с=0,3
СН С1).; мол.в. 420 (теоретический
2 2
420,5); удерживающий объем 1020-1100мл
Чистоту изомеров А и В (> 98%о) устанавливают по ЯМР— спектроскопии, изучая сигнал для 18-СН, расположенный при 5 =1,00 млн.д,((ЪС13) для A u при h =0,92 млн.д.(COCA, ) для В, 3
Аналогичные результаты по разделению изомеров получают с применением геля из
j сополимера винилацетата ("Меркогель +>
ОЦ-Я /А 2000, мол.в. до 1000), а также с использованием (кроме хлороформа и дихлорметана, дихлорэтана, этилацетата, теп рагидрофурана и диоксана в качестве элюируюших средств на обоих типах гелей.
Пример ы 2-15. Аналогично методике, описанной в примере 1, синтезируют смеси различных изомеров, и bio методике разделения, описанной там же, получают изомеры, приведенные в табл. 1. Исследования ЯМР проводят в среде CQCi
3 если не указана другая среда.
46 8408 оо
tQ IQ
nI m
1 1 оо о (о
Al cg
Ц
Я ф, 2
Щ о "{ î
CD
t о о (O 3
tQ (О (О Ч" (О (О
I о< с CD ц tQ о си
СО CD о {
CO (О
t (О (р Ф
t» CD (О д (Ч
1-{ (О CD
oI Î (О О)
CO CD
I I о
g) CD
0) х и
1-1
CO Я
О1 CD о" о"
О) (О
О) CD оо а (О д CD оо ол оа
{о
С5 Л
О) CD оо
O (O о
Ю
С4 (О Ф
Щ 1
03 1, ( с{ (О
° { Т
Ф Я (О {0
1-Ч 1-{
1{ 1»
Ю C (D tQ
t (O
I I си о
t СО
t (О ло
1 i
03 Al
oI Î
О (1
o t»
CD (0
tQ O
{О {О
1 I
o t»{Q Ф
1 С4
a CD -{
Q CD
O (O
Я 1-{ о о
1-{
tQ w (О
+ а
Е й;
©{» о
Я
O л
»{ и
»Ф (Рах г и
Pl
Ч ч5
Л
fl о
Х о о а о
Ф а о, гм Ц ф
f сц о а {О
tQ
1= O
t {
+ +
2 и
Л
I х о о
Ц о о и о о
t» (О
03 03
t CD
+ +
O
Др
Х Р ф
{{{
Q. д -ч Щ о о гЧ CD о г=
t CD
+ +
3
5 о о
Ц о
»» Д
4$ ц
P {» о а
CD (О
Л { (О О)
+ +
Л
i о
{ o а (Х Х (О 03 (О CO оо
О а (О î -{ г-{ (W
+ + о о
Ц о
И о
g л
& g о о (D сц
Я
1-{
O {О
С0 ц т-{ ()
1-{ (;О 03
О) CD о о" о а оа
CD { (O CD
+ + о х о о
{»
Ц и о а о
o o
CD t
tQ Я" (О О)
+ +
Я и о о
Ц»; и
Б оа
И СО
Ст3 Л ! оа
Л Ю
Ст3 Ст3 ао юо
С9 т, !
Я lQ
Я СО
Я С 3 ((, о
Я
С({
{C{ О
Ст) 03 (i
Я
{ Ж
Ч
CO С
0) Ст)
С 3 сГ ц Q3
С-) CD ! н (() Г.о с!! (», o
Т-{
S (С) Я о о а С
O" O
CD
О) Са оо
Ж С 3
CD CD оо
{Xi (0
CD CD оо
Г
Т{
Т"{
Я о
Я
И
Т о
Т! ({ о
{,) д
О! Ю с{ О!
Ю
lQ о!
Т-{ !
I c
tQ О1
1-{
<о
Я т-{
{ ч
О!
I- O
Н С {
Я (O
I <
I I ()) Я (C) O
CD Г
Ю О{ !
Я с! (О С! т1 н{
) n
С() (Q с!
Т-{ 1-{
+ + Я
<о
<{ {
+ +
»I
А
Я о
ТД о
С4
И
О A
I ж
Р
sA о
Ц ж
{ (О
A ! м
\
А
nfl
o ° к
И
О
{: .(I
Л
l0 п
{»
Ж
Q.
И
Cg
М
2 о
2 о
Ц о о
52 (Q м О
{-( ад
{ о о о
Ж {:({{I
Ж {{)
{- 1 {-1
О Д
Х е( (Ц н О
Ц {:(О Д
С4 {
О о о о
ИИ
О
О д
{=I {(О
О О (.{ D)
Т-{ О:) ({ CQ
4 + (Й (Э CD
О от!
О 5 о
{- {-(О
Р {О
Ц
v л
{» с
<к (О. О
Q (» и
Т-{ (-) о!
Я
1-{ !
Т
"Б (()
Т-{ 2!
Т1 ! о
О Ст) 468408
О п
0)
С 4 ({
o n О с)
Г- Ж (C) CD
+ + о О о С {» () И (CD
+ +
468408
Пример 16. Расшеплецие 16
I /
1 7 Oi -(2-водород-2-метил ) метилендиокси1 1- 3 окси-2 14 бенз офуран-2-карбонилокси )9- фторпрегнадиен-1,4.-диона-3, 20 на изомеры. 5
Раствор 60 мг чистой смеси изомеров
16ф, 17 Я -(2 -водород-2 -метил) ма»
I I тилендиокси-9-фторпрегнадиен-1, 4-диол-llew, 21-диона-3,20 в 2 мл сухого пиридина добавляют к 72,2 мг хлорангид- IO рида бензофуран-2-карбоновой кислоты, растворенной в 1 мл сухого диоксана.
Реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре в течение ночи, большую часть растворителей упаривают под 15 вакуумом и остаток выливают в 3%-ный раствор хлористого аммония. Полученный осадок отделяют центрифугированием и раствпряют в 100 мл хлороформа. Хлороформенный раствор промывают однократно 20
5% -ным раствором карбоната натрия и три раза водой, высушивают над сульфатом магния и упаривают под вакуумом.
Остаток хроматографируют на геле Сефадекс Э ) Н-20 с применением хлоро- 2á форма в качестве элюента. Получают два разных изомера (А и В) 16((,17g (2 -водород-2 -метил) метилендиокси-1 1-окси-2 1- (бензофуран-2-карбонилокси )9-фторпрегнадиен-1,4-диона-3,20.
Выход изомера А 2 8, 1 мг (35% ), т.пл. 250-256оС; gd) 4 158,9о ((c=0,, СН С1 ); мол.в. 564 (теорети2 2
Ф ческий 564,6), удерживающий объем 27090 мл.
Выход изомера В 24,2 мг (30%), т.пл. 247-250 С; Я) +168,3о (с=0,2, СН Cl ); мол.в. 564 (теоретический 564,6); удерживаюшнй объем
300-60 мл.
Чистоту изомеров А и В (98%) устанавливают с помошью ЯМР-спектроскопии по изучению сигнала для 18-СН, расположенного при $ -1,06 млн.д (СЙС13) для А и при Q 1 03 млн.д. (СДС). ) для В, Аналогичные результаты по разделению изомеров получают с применением геля
"Меркогель® ОК-Кф А 2000", а также с использован ием (кроме хлороформа) ди . хлорметана, дихлорзтана, этилацетата, тетрат идрофурана и диоксана в качестве растворителей для элюирования на гелях обоих типов.
Пример ы 17-27. Получают раз личные 21-зфиры изомерных смесей, полученных по методике, описанной в примерах 1-15, способом, описанным в приме ре 16. Изомеры, полученные с применением таких способов очистки и разделения, указаны в табл.2. Исследования по изучению ЯМР-спектра проводят в среде
СДС1, .
468408
О О О а с0 сс (X) ., 4 С Д „CD с1 с»4 с».» с ) с) с0 с »
4 аа Оа С Д Оо аЩ Юо4 соО 4-О о4 с аО ао
4- сЧ 7 сО с > с.
ОО Оо а сО с»4
cU я с" ао AD% t0o
О а с» 03 с0 Л
4 оа сна ао
:4 4 4 «с»4 С0
Я с» С»4 с0 с0 Л
Ot- СОС 4 жа ас0
OCD OO CD CD ОО
-«О -«-» ОО
4-m OtOO OCD
«««О
Ю с0 4» с» аж, Оо
o" o
4 о
Т ««
t0 о
СО 4
Ю 4 о а о о Ф (О
CU о а 1" а
Г4
t0 с" с0 а о4 (Q
Л « а ж а о с 4 с»4»-«с 4 ео а 4 т-«C»4 (v)
«с4
4 4
o4 O т-4 с" с»3 с») «р4
o t- OC CCl
l t t0 CD »-« t0 f а
q " с»4 с»4»-«с »4 с0 а Ю»-«
4о4 О4
CDt Ф CG оа 4-а л1 л) л4 С,4 о4 с»4 т-«с»4 а
t (Ц а р а> о
К М д лГ
«
Л
v а
44) !
C ) FI
Ж
«tt о а (Р
Г о
t»3 »
Ф
И Ы
o o во
«а с»4». .»
»-»» ««
+ + о о с
Ю со о
+ + о
o G
C»J
4»-«
СО W
+. + о о
СО
CD 4 с0 40
Т- », Т-»
+ + о о
O CD с »4 с»4
О С0
Т «
+ + о о о с4-" Г-"
Ю CD
+ + о о с0 »4 с0 4 с4 Ю
»-»
+ + о о С0
4 а" о -«
+ + о о г«C0
0) 4=
Я с4
»-«»-4
+ +
468408 л mm дО
СО И 0 СО СО СО ва жв оо оо оо
СЦ Ф
ВС аз С О - Ю (СС{ CU C9
1-{ 1-{ -{ -{ л юА da
wСО t CO {Я
Я СЧ 1-{
t о
lA
О О
СО l
С0 {О (Q ОЭ
+ +
О О
Al СО
Ю t
СО (D
+ +
o o
O C0
Л С 3 б t0
Ф-{
+ +
468408
17
CH — Е
С=Π— — О „H
, т" — — —.ОГ С Н 20
25 фтор;
Составнтел в1!. Пастухова
Ре:rar r op О.Кузнецова Тех ред Н.Ханеева Корректор Л.Котова
Заказ )!» /
Ивд. М 6.I. ItПодписное
"иран< 12с!
111!1!!1! !1! осударствениого комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий
Москва, 1!3035, Раушская наб., 4! Iредяриятне «! !атенть, Москва, -59, Бережковская наб., 24
Хлора»п" идриды, применяечыо для эте-.
l рификации, обозна rerrr r в табл.2 следующим образом: XI IK-хлорангидрид никотиновой кислоты, ХУК-хлорангидрид уксусной кислоты, ХЬК вЂ” хлорангидрид бенз<э- 5 фуран-2-карбоновой кислоты, ХВК вЂ” хлорангидрид валериановой кислоты.
Предмет изобретения 10!
1 1.. Способ разделения стереоизомерных смесей стероидов обшей формулы
1 х где положения 1,2 или 4,5 насьццены или по крайней мере l5 одном из указанных двух положений имеется двойная связь;
X — водород или фтор, если Х, — водо1 2 род, и Х -фтор, если Х,. — водород или
Я вЂ” гидроксильная группа, которая может быть превращена в сложноэфирную группу;
Я вЂ” алкин с углеводородной цепью нормального или изостроения, содержашей .1-10 атомов углерода, . на их стереоизомерные компоненты, образующиеся вследствие пространственной ориентации заместителей у атома углерода в 2 1-положении диоксаланового кольца, отличаюшийсятем, что смесь стереоизомеров указанной фор мулы подвергают фильтрованию через гель, в резульаате чего происходит разделение компонентов с различными удержив»ношими объемами, а затем осуществляют извлечение каждого из этих компонентов, 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что фильтрование проводят через гель из сшитого декстрана., 3. Способ по п.2, о т л и ч а юш и и с я тем, что фильтровацие осуи ествлякзт через гель марки "Сефадекс ! (-20".
4. Способ по и. 1, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что фильтрование проводят через гель из сополил<ера винилацетата.
5. Способ по п.4, о т л и ч а югц и и с я тем, что фильтрование осуществляет через гель марки "Меркогель ®
OR -RVA