Procédé de préparation de 9 -fluoro-stéroïdes du groupe prégnane Le présent brevet a pour objet un procédé de préparation de 9a-fluoro-stéroïdes du groupe pre- gnane. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on fait réagir un 9p,11p-oxydo-stéroïde du groupe pregnane La réaction en question peut être représentée avec de l'acide fluorhydrique, ce qui donne le 9a- fluoro-llp-hydroxy-stéroïde correspondant. On effec tue de préférence la réaction dans un solvant exempt d'alcool, à environ 00 C.
par l'équation suivante
EMI0001.0011
Y peut être de l'hydrogène ou un groupe - OH ou - O(acyle), Z peut être de l'hydrogène ou un groupe a-hydroxyle, la liaison entre les positions 4 et 5 est saturée ou non saturée, R peut être de l'hydrogène, R' peut être un groupe hydroxyle, ou encore R et R' peuvent former ensemble un groupe céto ou un groupe transformable par hydrolyse en un groupe hydroxyle ou céto.
Le procédé ci-dessus peut, le cas échéant, être complété par l'oxydation du dérivé 11(3-hydroxy ob tenu en le 9a-fluoro-11-céto-stéroïde correspondant, par exemple la 9a-fluorocortisone. Cette oxydation peut être effectuée par les procédés conventionnels d'oxydation, par exemple au moyen d'acide chromi- que dans l'acide acétique glacial.
Le présent procédé permet notamment de pré parer la 9a-fluorohydrocortisone, la 9a-fluorocorti- costérone, les esters de ces composés, la 9a-fluoro- 11(3-hydroxyprogestérone et la 9a-fluôro-11(3,17a-di- hydroxyprogestérone. Comme mentionné, ces 9a- fluoro-11#-hydroxy-stéroïdes peuvent alors être oxy dés en composés 11-céto. correspondants.
Les stéroïdes du groupe pregnane ayant un subs tituant 9a-fluoro et un substituant 11-céto ou 11p hydroxy (ainsi que les esters de ceux ayant un groupe 21-hydroxy), contrairement à ce que l'on aurait prédit, possèdent une activité corticoïde à l'essai du glycogène du foie.
Cette activité est bien plus grande que celle des stéroïdes correspondants dans lesquels un autre reste halo est substitué au lieu du reste 9a-fluoro, et est de même plus grande que celle des stéroïdes corres pondants non substitués en position 9. Les 9a-fluoro- stéroïdes qui ont un groupe 21-hydroxy peuvent être obtenus directement sous forme de leurs esters d'aci des gras, spécialement d'esters d'acides alcanoïques inférieurs, ou être facilement convertis en ceux-ci.
Comme 9p, llp-oxydo-stéroïde de départ, on peut notamment utiliser la 9p,11 p-oxydo-04-pre- gnène-17a,21-diol-3,20-dione (ou 9p,llp-oxydo-17(X, 21-dihydroxyprogestérone), la 9p,11 p-oxydo-04-pre- gnène-21-ol-3,20-dione (ou 9p,llp-oxydo-21-hydr- oxy-progestérone), les esters de ces composés, la 9p, 11 p-oxydoprogestérone et la 9p,
11 p-oxydo-17a-hy- droxyprogestérone.
Les formules ci-dessous illustrent schématique ment et dans l'ordre les réactions d'une préparation de l'oxydo-stéroïde de départ, du procédé selon l'in vention, et de l'oxydation éventuelle du produit final.
EMI0002.0020
I Y=OAc; Z=OH II Y=OAc; Z=H III Y=Z=H IV Y=H; Z=OH V Y=OAc; Z=OH VI Y=OAc;
Z=H VII Y=Z=H VIII Y=H; Z=OH IX Y=Z=OH
EMI0002.0038
X Y=OAc; Z=OH XI Y=Z=OH XII Y=OAc; Z=H XIII Y=OH; Z=H XIV Y=Z=H XV Y=H;
Z=OH XVI Y = OAc ; Z = OH XVII Y=Z=OH XVIII Y = OAc ; Z = H XIX Y=OH; Z=H XX Y=Z=H XXI Y=H; Z=OH On montre, par l'exemple ci-dessous, comment le stéroïde de départ peut être préparé ;
(dans les exemples ci-après, toutes les températures sont don nées en degrés centigrades, et toutes les dilutions sont faites avec de l'eau, à moins de spécification contraire).
04-pregnène 9p,11p-oxydo-17a-ol-3,20-dione (VIII) <I>(a) 11</I> a-tosyloxy-17a-hydroxyprogestérone <I>à partir de 11</I> a-17a-dihydroxy- progestérone On dissout 1,2 g de lla,17a-dihydroxyprogesté- rone dans 12 ml de pyridine anhydre, et à la solu tion résultante, immergée dans un bain de glace, on ajoute goutte à goutte en agitant une solution de 1,4g de chlorure de p-toluène-sulfonyle dans du chloroforme exempt d'alcool.
Cette addition demande environ deux heures, après quoi on laisse le mélange de réaction à 00 pendant encore deux heures, puis éventuellement jusqu;au lendemain, à la température ordinaire. On ajoute de la glace et, après une demi- heure, la solution est concentrée à un faible volume sous vide. Le résidu résultant est traité par du chlo roforme et de l'eau et la solution dans le chloroforme est lavée avec de l'acide chlorhydrique dilué froid, avec une solution diluée de bicarbonate de sodium et finalement avec de l'eau. La solution dans le chloroforme est séchée sur du sulfate de sodium puis évaporée à siccité dans le vide.
On obtient environ 1,7 g du tosylate, lequel, après recristallisation à par tir d'acétone, a les propriétés suivantes<B>:</B> P. F. envi ron 143 -1460 (déc.) ; [ ]23 = + 480 (C = G,29 dans du chloroforme) ; @é#nol = 299 mu (s = 26,500 ), 274 m#t (e = 606), 285 m[. (s = 305) ;
iNuiol = 3,03 1. (OH), 5,88 l,, 5,99 li, 6,05 #t. Ana- max.
lyse<B>:</B> calculé pour C28H2EO5S <B>(500, 63)</B> : C = 67,17 ; H = 7,25 ; S = 6,44. Trouvé (approximativement) C = 67,08 ; H = 7,52 ; S = 6,35. <I>(b)</I> A4,-9(i1)-pregnadiène-17a-ol-3,20-dione <I>à partir de 11</I> a-tosyloxy-l7a-hydroxy- progestérone On traite 1,19g de lla-tosyloxy-17a-hydroxy- progestérone avec 2,4 g d'acétate de sodium anhydre dans 25 ml d'acide acétique glacial. Le mélange est chauffé avec reflux pendant une heure.
Après éva poration de la plus grande partie de l'acide acétique dans le vide, le résidu est repris dans du chloro forme et extrait avec de l'eau puis avec du bicarbo nate de sodium dilué, puis de nouveau avec de l'eau. La solution dans le chloroforme, qui contient le pro duit cherché, est séchée sur du sulfate de sodium, puis le chloroforme est éliminé dans le vide. Le ré sidu (environ 693 mg) cristallise facilement à partir d'acétone, en donnant environ 520 mg de A4,9(11)_ pregnadiène-17a-ol-3,20-dione pure, ayant les pro priétés suivantes<B>:</B> P.
F. environ 214 - 2160 ; [ ]D = + 670 (C = 0,82 dans le chloroforme)<B>;</B> l",âX= 239 m[, (E = 18,450) ; I,m@i@l = 2;88 [, (OH), 5,87 @, (20-cétone), 5,99 [, 6,04 u, 6,16 #t (A4-3-cétone). Analyse: calculé pour 021H2803 (328,44) : C = 76,79 ; H = 8,59. Trouvé (approximativement) C =<B>76,52;</B> H = 8,46.
<I>(c)</I> 9a-bromo-11 p,17a-dihydroxyprogestérone (IV), <I>à partir de</I> A4,9(11)=pregnadiène-17a-ol- 3,20-dione On traite 330 mg de A4,9(11)-pregnadiène-17a-ol- 3,20-dione, en suspension dans du dioxane et de l'eau, avec 200 mg de N-bromo-acétamide et 3 ml d'acide perchlorique aqueux 1 N ; le mélange est doucement agité de temps en temps jusqu'à ce qu'il soit devenu parfaitement limpide.
Après une durée totale de réaction d'une heure, on ajoute une solu tion diluée de sulfite de sodium jusqu'à ce que la solution jaune soit presque complètement décolorée. On ajoute alors du chloroforme, puis on élimine la faible phase aqueuse qui surnage. On lave la phase chloroforme-dioxane, qui contient la bromohydrine (IV), avec du bicarbonate de sodium dilué et avec de l'eau, puis on la sèche sur du sulfate de sodium. L'élimination des solvants dans le vide laisse un résidu amorphe, que l'on dissout dans de l'acétone. Une cristallisation se produit rapidement.
Le produit brut résultant (environ 450 mg) est recristallisé à partir d'acétone-chloroforme ; il donne environ 362 mg (85%) de 9a-bromo-11p,17a-dihydroxy- progestérone pure, ayant les propriétés suivantes P. F. environ 189-1911, (déc.) ; [a] D =+1280 <B>(C=0,33</B> dans du chloroforme) ; lmeX. = 243 m[, (8 = 16,700) ; INuiol = 2,88 [, (OH), 5,86 [t (20-cé- max.
tone), 6,04 l., 6,08 [, (A4-3-cétone). Analyse<B>:</B> calculé pour C21H2904Br (425,36) : C = 59,29 ; H = 6,87 ; Br = 18,79. Trouvé (approximativement) : C = 59,59 ; H = 6,81 ; Br = 18,61.
<I>(d) Préparation de</I> A4-pregnène-9(3,11(3-oxydo- 17a-ol-3,20-dione (VIII),<I>à partir de</I> 9a- bromo-11(3,17a-dihydroxyprogestérone (IV) Une solution de 247 mg de 9a-bromo-11(3,17a- dihydroxyprogestérone et 630 mg d'acétate de potas sium anhydre dans 19 ml d'alcool absolu est chauf fée à reflux pendant 90 minutes. Après addition de 2 ml d'eau, la solution est concentrée dans le vide jusqu'à cristallisation naissante.
On ajoute de nou veau de l'eau (5 ml) et la cristallisation est terminée dans un réfrigérant ; on obtient une seconde récolte par concentration de la liqueur-mère. Le produit brut obtenu est recristallisé à partir d'acétone-hexane, et donne la A4-pregnène-9(3,11p-oxydo-17a-ol-3,20- dione pure, ayant les propriétés suivantes : P.
F. en viron 197 -<B>1990</B> ; [a]23 = + 60 (C = 0,32 dans du CHC13) ; @,m@X.= 243 mu (s = 15,200), 283 mu (e = 630) ; iNuiol = 2,86u, 3,05u (OH), 5,89 u (20-C0), Max.
6,04 [, (A4-3-cétone). Analyse: calculé pour 021H2804 (344,44) : C =<B>73,22;</B> H = 8,18. Trouvé (approxi mativement) : C =<B>72,99;</B> H = 8,11.
Les exemples ci-après illustrent le procédé selon l'invention. Exemple 1 <I>(a) Acétate de</I> 9a-fluorohydrocortisone <I>(X),</I> <I>à partir de</I> 21-acétate <I>de</I> A4-pregnène- 9(3,11(3-oxydo-17a,21-diol-3,20-dione <I>(V)</I> De l'acide fluorhydrique anhydre est ajouté à une solution de 15 g de 21-acétate de A4-pregnène-9p, 11(3-oxydo-17a,21-diol-3,20-dione dans 300 ml de chloroforme (contenu dans un récipient de polyéthy lène muni d'un tube d'introduction en cuivre).
Pen dant l'adjonction, la solution est maintenue dans un bain de glace et agitée par action magnétique, jus qu'à ce que la solution prenne une couleur prédomi nante rouge. Le tube d'introduction est alors rem placé par un capuchon (de polyéthylène), et on laisse la réaction se faire, tout en agitant pendant 4 heures et demie à 00. On ajoute alors une solution aqueuse concentrée de bicarbonate de sodium jusqu'à ce que la solution soit légèrement alcaline ; il se sépare deux couches. La solution dans le chloroforme, qui est maintenant légèrement jaune, est lavée avec de l'eau ; après séchage sur du sulfate de sodium, on l'évapore à siccité dans le vide.
Le résidu (environ 17,0 g) est alors repris avec 125 ml d'acétate d'éthyle chaud, et la suspension résultante est filtrée, puis le précipité (sur le filtre) et le filtrat sont traités comme décrit ci-après. Le filtrat d'acétate d'éthyle dépose, par refroi dissement, un précipité cristallin formé de longues aiguilles mélangées avec de petits prismes lourds. Cette substance (environ 6,2 mg) fond à environ 228 2300, et est de l'acétate de 9a-fluorohydrocortisone essentiellement pur. Pour son analyse, on la recris- tallise à partir d'acétate d'éthyle ; elle fond alors à environ 233 - 2340.
(On a obtenu occasionnellement des échantillons qui se ramollissaient à environ 205 208o et qui, resolidifiés, fondaient éventuellement à 226 - 2280, probablement du fait d'un polymor phisme). Elle a les propriétés suivantes : [a123 = -I- 1230 (C = 0,64 dans du CHC13) ; a mâ@.= 238 mu, (s = 16,800) ; INu?_ol 2,86 R., 3,01 R., 5,62 [,, 5,78 R,, 5,83 R,, 6,05 R. Analyse:
calculé pour C23H310cF (422) : C = 65,39 ; H = 7,39 ; F = 4,52. Trouvé (approximativement) : C = 65,32 ; H = 7,26 ; F = 4,50.
Par fractionnement de la liqueur-mère d'acétate d'éthyle, on obtient une nouvelle quantité d'acétate de 9a-fluoro-hydrocortisone, ce qui donne un rende- ment total de 50 %.
L'acétate de 9a-fluorohydrocortisone est environ 11 fois plus actif que l'acétate de cortisone à l'essai du glycogène de foie de rat, et environ 1 - 2 fois aussi actif que l'acétate de désoxycorticostérone pour produire la rétention du sodium chez le rat.
La substance insoluble dans l'acétate d'éthyle, restée sur le filtre (environ 1,35 g) est recristallisée dans l'acétone. Le composé pur a les propriétés sui vantes<B>:</B> P. F. environ 259 - 2620, avec brunissement ; [a]23 = -I- 2620 (C = 0,53 dans de l'éthanol à 95 0/0) ; X## g.= 239 mR (e = 18,000) ; lmu#ol = 2,94 R, 3,03 R,, 5,75 l., 5,82 R., 6,07 [,, 6,11 R,. Ana lyse:
calculé pour C23H3006 (40-2): C = 68,63 ; H = 7,51. Trouvé (approximativement) : C=68,45; H = 7,17.
(b) On peut obtenir la 9a-f luorohydrocor-tisone (XI) <I>à partir de l'acétate de</I> 9 -f luorohydrocorti- sone (X), en opérant comme suit A une solution de 103,8 mg d'acétate de 9a- fluorohydrocortisone dans 10 ml de méthanol absolu, on ajoute sous une atmosphère d'azote une solution de 11,4 mg de sodium dans 1,9 ml de méthanol an hydre. On laisse reposer le mélange pendant 30 mi nutes à la température ordinaire, puis on l'acidifie par addition de quelques gouttes d'acide acétique glacial.
On ajoute alors de l'eau; après avoir éliminé le méthanol dans le vide, on extrait la 9a-fluoro- hydrocortisone avec de l'acétate d'éthyle. L'extrait est lavé avec une solution de bicarbonate de sodium et avec de l'eau, puis il est séché sur du sulfate de sodium. Après évaporation du solvant, il reste un résidu cristallin (environ 92 mg), lequel, après re- cristallisation dans de l'alcool à 95 0/0, a les proprié tés suivantes: P.
F. environ<B>260-2620</B> (déc.) ; [ ]23=+1390 (C=0,55 dans alcool 95%); mR1.= 239 mN, (e=17,600) ; @m@"Nui= 3,01 Et,, 5,84 R,, 6,07 El, 6,20 R. Analyse<B>:</B> calculé pour CZ1HZ90,,F (380,4) ; C = 66,30 ; H = 7,68. Trouvé (approxi mativement): C = 66,49 ; H = 8,22.
La 9a-fluorohydrocortisone a approximativement la même activité biologique que son acétate.
(c) On peut obtenir l'acétate de 9a-f lciorocortisone (XVI) <I>à partir de l'acétate de</I> 9a-fluorohydro- cortïsone (X), en opérant comme suit A une solution de 31,2 mg d'acétate de 9a-fluoro- hydrocortisone dans 3 ml d'acide acétique glacial, on ajoute une solution de 10 mg d'acide chromique dans 2 ml d'acide acétique Une demi-heure après, on ajoute 1 ml de méthanol et le mélange résultant est concentré dans le vide.
Le résidu est réparti entre du chloroforme et de l'eau, et l'extrait résultant dans le chloroforme est lavé avec de l'eau, une solution de bicarbonate de sodium et de nouveau avec de l'eau. Après séchage sur du sulfate de sodium et éva poration du solvant dans le vide, le résidu (environ 25 mg) est cristallisé à partir d'alcool à 95 0/0. L'acé tate pur de 9a-fluorocortisone a les propriétés sui vantes<B>:</B> P.
F. environ 254 - 2550 ; [a123 = -f- 155 (C = 0,45 dans du CHC13) ; lm@X.=234 mR (e = 17,000) ; iNujol = 2,86 R,, 5,72 R,, 5,78 [,, 5,83 6,05 R. Analyse: calculé pour C23HZ900F : C = <B>65,70;</B> H = 6,95. Trouvé (approximativement) C =<B>65,62;</B> H = 7,19.
L'acétate de 9a-fluorocortisone est environ 10 fois plus actif que l'acétate de cortisone à l'essai du glycogène de foie de rat.
(d) On peut obtenir la 9 -f luorocortisone (XVII), <I>à partir de l'acétate de</I> 9a-fluorocortisone (XVI), en opérant comme suit 25 mg d'acétate de 9a-fluorocortisone sont dés- acétylés comme décrit à la section b de l'exemple 1. On obtient environ 18,4 mg du produit qui, par cris tallisation à partir d'alcool à 95 0/0, donne environ 14 mg de 9a-fluorocortisone ayant les propriétés sui vantes<B>:</B> P.
F. environ 261 - 262o ; [a]23 = -f- 144o (C = 0,41 dans du CHC13) ; ).mii. = 234 mR, (e = 16,000) ; ).mu\ol = 2,88 R,, 5,87 l., 6,08 R,. Analyse calculé pour C,1HZ;O,F : C = 66,65 ; H = 7,19. Trouvé: C =<B>66,50;</B> H = 6,98.
Exemple 2 <I>Acétate de</I> 9a-f luorocorticostérone (XII) <I>à partir de</I> 21-acétate <I>de</I> A4-pregnène-90, ll(3-oxydo-21-ol-3,20-dione (VI) : De l'acide fluorhydrique anhydre est ajouté à une solution refroidie à la glace de 100 mg de 21 -acétate de A4-pregnène-9p,11a-oxydo-21-ol-3,20-dione dans 10 ml de chloroforme. Après une heure à 0o, on ajoute encore du chloroforme et la solution est ex traite avec une solution de bicarbonate de sodium et est finalement séchée sur du sulfate de sodium.
Le résidu (environ 125 mg) est alors repris avec de l'acé tate d'éthyle chaud et purifié comme décrit à la sec tion a de l'exemple 1. L'acétate pur de 9a-fluorocor- ticostérone a les propriétés suivantes : P. F. environ 212 - 2140 C ;<B>[ ]23</B> = -I- 1840 (C = 0,11 dans du CHCl3) ; activité: 4 fois celle de l'acétate de corti- costérone à l'essai du glycogène du foie, et plus de deux fois celle de l'acétate de désoxycorticostérone à l'essai de rétention du sodium.
En opérant comme à la section b de l'exemple 1, l'acétate de 9a-fluorocorticostérone peut être hydro lysé pour donner la 9a-fluorocorticostérone (XIII). En opérant comme décrit à la section c de l'exemple 1, l'acétate de 9a-fluorocorticostérone peut être oxydé en acétate de 9a-fluoro-11-déhydrocorticostérone (XVIII). En opérant comme à la section b de l'exem ple 1,
l'acétate de 9a-fluoro-11-déhydrocorticosté- rone peut être hydrolysé pour donner la 9a-fluoro- 11-déhydrocorticostérone (XIX). Exemple 3 9a-f luoro-11 p-hydroxyprogestérone (XIV) <I>à partir de</I> 9(3,11(3-oxydoprogestérone (VII) On fait réagir 63,2 mg de 9(3,11(3-oxydoprogesté- rone dans 6,
3 ml de chloroforme avec de l'acide fluorhydrique gazeux à Oo pendant une heure. Le mélange de réaction est traité comme décrit à la section a de l'exemple 1, et le résidu résultant (envi ron 61 mg) est cristallisé dans de l'acétone-hexane. La 9a-fluoro-11[3-hydroxyprogestérone pure est ob tenue par une nouvelle cristallisation à partir d'étha nol absolu ; elle a les propriétés suivantes : P.
F. en viron 216 - 2170 C ; [ ]p = -I- 191o (C = 0,74 dans du chloroforme) ; activité égale à celle de l'acétate de cortisone à l'essai du glycogène du foie, et deux fois celle de l'acétate de désoxycorticostérone à l'es sai de rétention du sodium.
Par oxydation de la 9a-fluoro-11(3-hydroxypro- gestérone avec l'acide chromique de la manière dé crite à la section c de l'exemple 1, on peut obtenir la 9a-fluoro-11-cétoprogestérone (XX). Exemple 4 9a-fluoro-11(3,17a-dihydroxyprogestérohe (XV) <I>à partir de</I> A4-pregnène-9(3,11(1-oxydo-17a- ol-3,20-dione (VIII) On dissout 42 mg de A4-pregnène-9(3,11(3-oxydo- 17a-ol-3,
20-dione dans 3 ml de chloroforme et la fait réagir avec de l'acide fluorhydrique gazeux à 0o pendant une heure. Le mélange de réaction est traité comme décrit à la section a de l'exemple 1, et le résidu résultant (environ 36 mg), après cristallisation dans de l'acétone-chloroforme-hexane, donne la 9a- fluoro-11(3,17a-dihydroxyprogestérone pure, qui a les propriétés suivantes<B>:</B> P. F. environ 274 - 275o C ; [a]D = -I- <B>1360</B> (C = 0,3 dans le dioxane) ; acti vité : un tiers de celle de l'acétate de cortisone à l'es sai du glycogène du foie.
La 9a-fluoro-11(3,17a-dihydroxyprogestérone peut être oxydée en 9a-fluoro-11-céto-17a-hydroxypro- gestérone (XXI) par la méthode décrite à la section c de l'exemple 1.