RO116550B1 - Procedeu de obtinere a unor alchene delta-5-7-ceto-steroidice prin oxidare catalitica - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la un procedeu de obtinere a unor alchene delta-5-7-ceto-steroidice prin oxidare catalitica care cuprinde tratarea alchenelor delta-5-steroidice corespunzatoare, intr-un solvent, cu un hidroperoxid, in prezenta unui catalizator pe baza de ruteniu, la o temperatura de reactie cuprinsa in intervalul -20...100 degree C, de preferinta 5...50 degree C, la pH acid, in atmosfera inerta.

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a unor alchene A-5-7-cetosteroidice prin oxidare catalitică, cu utilizare în industria de sinteză a medicamentelor.

Se cunoaște că principalul mediator al activității androgene în unele organe țintă, de exemplu prostată, este 5a-dihidrotestosteronul (“DHT”), format local în organul țintă, prin acțiunea 5a-reductazei care transformă testosteronul în DHT. Anumite manifestări fiziologice nedorite, cum ar fi acneea vulgară, seboreea, pilozitatea feminină, alopecia androgenă care include chelia de tip feminin și masculin, și hiperplazia prostatică benignă, sunt rezultatul stimulării hiperandrogene cauzate de o acumulare excesivă a testosteronului (T”) sau a hormonilor androgeni similari, în sistemul metabolic. Inhibitorii 5a-reductazei vor servi pentru prevenirea sau micșorarea simptomelor stimulării hiperandrogene în aceste organe (US 4377584 și 4760071].

De asemenea, în prezent, se cunoaște că există o a doua izoenzimă 5a-reductază, care interacționează cu țesutul pielii, în special țesutul scalpului (G.Harris et al., Proc.Natl.Acad.Sci. US, voi.89, pag. 10787-10791, noiembrie 1992). Izoenzimă care interacționează, în principal, în țesuturile pielii este desemnată ca 5a-reductaza 1 (sau 5a-reductaza de tip 1), pe când izoenzimă care interacționează în principal cu țesutul prostatic este desemnată ca 5a-reductază 2 (sau 5a-reductaza de tip 2).

Oxidarea alchenelor Δ-5-steroidice la enonele corespunzătoare este o etapă importantă în sinteza produșilor finali steroidici, care sunt utili ca inhibitori ai 5areductazei. Oxidările pe bază de crom au fost utilizate mai înainte pentru oxidarea grupărilor alilice, dar sunt inacceptabile din punct de vedere ecologic și necesită cromatografie pe silicagel.

Prezenta invenție oferă o metodă alternativă îmbunătățită de oxidare a alchenelor Δ-5-steroidice, care este convenabil de realizat și este avantajoasă din punct de vedere ecologic. Mai mult, randamentul și puritatea intermediarului oxidat, obținut prin procedeul prezentat, sunt la nivelul sau le depășesc pe cele obținute atunci când sunt utilizate alte metode de oxidare, cunoscute mai înainte.

Problema pe care o rezolvă invenția este de a realiza un procedeu de oxidare a compușilor care conțin o grupare de alcool alilic sau hidrogeni alilici la enonele corespunzătoare, utilizând un catalizator pe bază de ruteniu, în prezența unui hidroperoxid.

Procedeul de obținere a alchenelor A-5-7-ceto-steroidice, conform invenției, cuprinde tratarea alchenelor D-5-steroidice corespunzătoare, într-un solvent, cu un hidroperoxid, în prezența unui catalizator pe bază de ruteniu, la o temperatură de reacție cuprinsă în intervalul -2O...1OO°C, de preferință 5...5O°C, la pH acid, în atmosferă inertă.

Acest procedeu poate fi exemplificat în următoarea variantă:

1) Catalizator

Ru______

2) t-BuOH

O

(II)

RO 116550 Bl

Compușii de formula II sunt utili ca intermediari pentru prepararea compușilor 3-ceto-4-azasteroidici 7p-substituiți, cum ar fi cei care sunt inhibitori ai 5a-reductazei. Inhibitorii de 5a-reductază sunt utili pentru tratamentul afecțiunilor hiperandrogenice cum ar fi hiperplazia prostatică benignă, acneea vulgară, seboreea, pilozitatea 50 feminină, alopecia androgenică, chelia de tip masculin, prevenirea și tratamentul carcinomului de prostată.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:

- procedeul este convenabil de realizat și avantajos din punct de vedere ecologic; 55

- procedeul conduce la un produs cu puritate avansată, având randamente superioare altor procedee cunoscute în stadiul tehnicii.

Procedeul descris în invenție implică descoperirea conform căreia compușii steroidici care conțin o dublă legătură C₅-C₆ (adică, alchene Δ-5-steroidice] pot fi oxidați la compuși 7-ceto prin tratare cu un hidroperoxid în prezența unui catalizator eo pe bază de ruteniu. Utilizând același procedeu, compușii care conțin o grupare de alcool alilic pot fi oxidați în mod asemănător la cetonele lor corespunzătoare. Pentru referință, numerotarea standard în jurul miezului nesubstituit al structurii steroidice și desemnarea cu litere a ciclurilor sunt după cum urmează:

S-a descoperit în mod surprinzător că prezentul procedeu de oxidare se va desfășura utilizând orice catalizator care este pe bază de ruteniu. în domeniu sunt 75 cunoscuți mai mulți astfel de catalizatori și oricare dintre acești catalizatori pe bază de ruteniu pot fi folosiți în prezentul procedeu. Exemple de catalizatori pe bază de ruteniu care pot fi utilizați în acest procedeu includ, dar nu se limitează la următorii: RuW^OagSiNag, RuCIg, RuCyPPhgJg, Rufacacjg, RuidimetilglioximatoyPPhgk, RuQ,. Ru(TPP)(CO)(THF), Ru(bipy)₂CI₂, Ru/C și K₂SiRu(H₂0]W₁₁0_3g, în care TPP este tetra- eo fenilporfină; “acac” este acetilacetonat; “bipy” este bipiridină. Catalizatorii pe bază de ruteniu sunt descriși de R.Neuman [J.Am.Chem.Soc., Voi. 112, 6025 (1990)] și S-l. Murahashi [Tetraheddron Letters, Voi. 34, 1299(1993]).

în particular, este utilizat un catalizator pe bază de tungstat de sodiu ruteniu și, mai ales, RuWnOggSiNag. în această reacție se utilizează o cantitate catalitică de 85 compus al ruteniului. Specialiștii în domeniu sunt familiarizați cu utilizarea unor cantități catalitice de catalizatori de reacție și vor aprecia cantitatea de catalizator care poate fi utilizată și poate varia în funcție de scala la care are loc reacția și de catalizatorul particular de ruteniu, folosit. 0 cantitate exemplificatoare de catalizator pe bază de ruteniu se situează între circa 0,05 și 5 procente molare și mai ales circa 0,5 90 procente molare de catalizator pe procentul molar de materie primă, dar vor fi acceptabile, de asemenea, și variațiile dincolo de acest interval.

RO 116550 Bl

Alchena materie primă este tratată cu un hidroperoxid în prezența catalizatorului pe bază de ruteniu pentru transformarea în enona corespunzătoare. în domeniul de specialitate sunt cunoscută mulți hidroperoxizi și oricare dintre acești hidroperoxizi poate fi utilizat în prezentul procedeu. Exemple de hidroperoxizi care pot fi utilizați în acest procedeu includ, dar nu se limitează la hidroperoxid de t-butil, hidroperoxid de cumen, peroxid de hidrogen și peroxid de benzoil, fiind preferat t-BuOOH. Trebuie utilizată o cantitate suficientă de hidroperoxid pentru a completa oxidarea, de exemplu cel puțin circa 2 moli și preferabil circa 8...10 mol de materie primă.

în această etapă de procedeu, se poate folosi orice solvent sau combinație de solvenți accesibilă comercial, cum ar fi alcani, eteri, alcooli, solvenți halogenați, apă etc. Exemple ale diversității de solvenți care pot fi utilizați includ, dar nu se limitează la toluen, acetat de etil, hexan, clorbenzen, heptan, t-butil metil eter (MTBE), benzen, acetonitril, ciclohexan, clorură de metilen, și alcool t-butilic (t-BuOH), sau combinațiile acestora. Atunci când drept catalizator de utilizează RuW₁₁0_3gSiNa₅, solventul preferat este heptanul. Pentru RuCI₂(PPh₃]₃, solvenții preferați sunt clorbenzenul sau benzenul.

Acest procedeu de oxidare poate fi condus la o temperatură cuprinsă între -20 până la temperatura de reflux a solventului utilizat, de exemplu 1OO°C, și în particular, între 5 și 5O°C, mai ales 15°C. Reacția poate fi condusă la orice pH și în particular la un pH acid, mai ales la pH=1. pH-ul amestecului de reacție poate fi ajustat înainte de adăugarea t-BuOOH prin adăugarea unui acid apos cum ar fi acid sulfuric. Deși nu este obligatoriu, reacția este preferabil să fie condusă în atmosferă inertă, cum ar fi azot sau argon.

Alchenele Δ-5-steroidice care pot fi utilizate în acest procedeu sunt cunoscute în domeniul de specialitate (vezi substanțele listate și accesibile de la Sigma Chemical Co.J.

variantă a prezentei invenții cuprinde etapa de tratare a unui compus cu formula I:

(I) cu un hidroxiperoxid în prezența unui catalizator pe bază de ruteniu într-un solvent, pentru a forma un compus de formula II:

RO 116550 Bl în care Y este hidroxi, o grupare hidroxi esterificată, ceto sau etilen cetal, X este -CH₂, -NH-, sau -N(CH₃)- sau -N-2,4-dimetoxi-benzil și Z este:

140

sau

145

Reacția de oxidare nu este afectată de substituentul din poziția 16- sau 17-a steroidului și astfel “A” poate fi orice substituent care poate fi obținut pe cale sintetică. Flexibilitatea și larga aplicabilitate a prezentului procedeu sunt demonstrate de faptul că nu sunt limitate de alegerea substituentul din poziția 16- sau 17- ale steroidului materie primă.

Exemple reprezentative de “A” includ, dar nu se limitează la: -H; ceto(=O); hidroxil protejat, de exemplu dimetil-t-butil sililoxi, trimetilsililoxi, trietilsililoxi, trAApropilsililoxi, trifenilsililoxi; acetat, hidroxi, amino protejat, de exemplu acetamino; amino; alchil C^, de exemplu metil, etil, 1,5-dimetilhexil, 6-metilhept-2-il-colestanil cu catenă laterală în 17, pregnan sau stigmasterol cu catenă laterală în 17; alchil substituit cu arii, de exemplu omega-fenilpropil, 1-(clorfenoxi)etil; alchil substituit cu arii carbamoil, de exemplu 2-(4-piridinil-carbamoil)etil; alchil C.,._1O carbonil, de exemplu izobutilcarbonil; arilcarbonil, de exemplu fenilcarbonil; alchil C₁₁₀ substituit cu eter, de exemplu 1-metoxi-etil, 1-etoxi-etil; alchil C^q substituit cu ceto, de exemplu 1-ceto-etil; alchil C₁₁₀ substituit cu heteroaril, de exemplu omega-(4-piridil)-butil; carboxi; esteri carboxilici, de exemplu esteri alchil carboxilici C^o cum ar fi carbometoxi; carboxamide, de exemplu alchil C₁₁₀ carboxamide sau aralchil C_11O carboxamide cum ar fi Ν,Ν-diizopropil carboxamidă, N-t-butil carboxamidă sau N-(difenilmetil)carboxamidă; carbamați cum ar fi alchil C₁₁₀ carbamați, în special t-butilcarbamat; derivați substituiți sau nesubstituiți de anilide în care fenilul poate fi substituit cu 1 sau 2 substituenți selectați dintre etil, metil, trifluormetil sau halogen (F, CI, Br, I); uree, de exemplu alchil C^q carbonilamino uree, de exemplu t-butilcarbonilamino uree; alchil carbonilamino, de exemplu t-butilcarbonilamino; eteri, de exemplu n-butiloxi, etilen cetal; arii eteri substituiți sau nesubstituiți cum ar fi clorfeniloxi, metilfeniloxi, feniloxi, metilsulfonilfeniloxi, pirimidiniloxi; și alții asemenea.

Termenul “alchil” include grupările alchil atât cu catenă lineară, cât și ramificată, și “arii” include fenil, piridinil și pirimidinil.

Grupările protectoare hidroxi și amino sunt cunoscute de către specialiștii în domeniu și se poate utiliza oricare dintre aceste grupări. De exemplu, acetatul, benzoatul, eterul și sililul sunt grupările protectoare potrivite pentru hidroxi. Grupările protectoare silii standard au formula generală -Si(Xa)₃, în care fiecare grupare Xa este în mod independent o grupare alchil arii și include, de exemplu, trimetilsilil, trAetilsilil, tw-propilsilil, trifenilsilil ca și t-butil-c/A[Xb)-silil unde Xb este metil, etil, l-propil sau fenil (Ph). Grupările protectoare standard pentru amino au formula generală -C(Q]-Xc, în care Xc este alchil, arii, O-alchil sau O-aril și include, de exemplu N-C-butoxicarbonil. Vezi de asemenea “Grupări Protectoare În Sinteza Organică’, T.W.Green et al. (J.Wiley & Sons, 1991) pentru descrierea grupărilor protectoare.

150

155

160

165

170

175

180

RO 116550 Bl

După cum se va aprecia de către specialiștii în domeniu, atunci când Y este o grupare hidroxi esterificată, sunt recomandați substituenți cum ar fi cei având formula III:

în care Xd poate fi orice grupare de ester care se poate obține pe cale sintetică.

Produsul nu se limitează la alegerea unei forme particulare de ester pentru Y. Exemple reprezentative de Xa includ, dar nu se limitează la alchil cu catenă lineară sau ramificată, de exemplu alchil C^g, fenil, fenil mono- sau disubstituit în care substituenții includ, de exemplu halogen, alcoxi și amino.

Compusul intermediar II este util pentru a obține compuși 4-azasteroidici 7βsubstituiți și în particular pe cei care sunt inhibitori ai 5a-reductazei. Exemple de astfel de compuși includ dar nu se limitează la cei descriși în US 4377584 și 4760071; WO 93/23419 și WO 93/232420 în particular, compușii care pot fi obținuți din intermediarul II includ pe cei de formula IV:

în care R este H sau metil, Z este;

sau

și Alk este selectat dintre alchil C₁₂₅ linear sau ramificat, de exemplu metil (Me), etil (Et), propil (Pr), izopropil (l-Pr), n-butil (n-Bu), sec-butil, izobutil, terț-butil (T-Bu) și alții asemenea; cicloalchil C_3B, de exemplu ciclopropil, ciclobutil, ciclopentil și ciclohexil, și alil. Procedeele pentru obținerea unor astfel de compuși sunt date, de exemplu, în US 5237064, WO 93/23419 și WO 93/23420 și cererea PCT cu numărul US 94/12071 □ schemă sintetică care exemplifică suplimentar cum se obțin compușii de formula IV este următoarea:

230

RO 116550 Bl

SCHEMA DE REACȚIE

235

240

245

250

255

Materiile prime pentru procedeu sunt în general 3-acetoxi-androst-5-enele care 265 sunt cunoscute și accesibile în domeniu.

Termenul “A” este descris mai sus și poate fi orice substituent preferabil inert și care nu interferează în condițiile particulare de reacție ale fiecărei etape prezentate în schema de reacție de mai sus.

Gruparea A poate fi, de asemenea, o grupare hidroxi protejată sau amino pro- 27o tejată care suferă secvența de reacție indicată și apoi este îndepărtată sau poate fi îndepărtată, de asemenea, în timpul unei anumite etape, cu condiția să nu interfereze cu reacția indicată. De exemplu, atunci când A este -O-TBDMS, adică t-butildimetilsililoxi, gruparea silii protectoare poate fi îndepărtată în timpul -de exemplu- etapei de închidere a ciclului seco acidului 6 la 4-aza steroidului, astfel încât etapele următoare 275

RO 116550 Bl sunt realizate pe compusul 16- sau 17-OH. De asemenea, gruparea inițială A poate fi un precursor al grupării finale dorite și poate fi transformată în aceasta în același timp, într-una dintre etape. De exemplu, atunci când A conține o dublă legătură, de exemplu, un analog de stigmasterol, dubla legătură din catena laterală din poziția 17 poate fi, de asemenea, oxidată în timpul formării seco acidului, mergând de la 5 la 6.

Așa cum se arată în schema de reacție de mai sus, substituentul Alk” poate fi introdus pe ciclul B al 4-aza steroidului în general prin aplicarea unei reacții de adiție a unui carbonil organometalic, de exemplu, reacția Grignard în care gruparea 7carbonil poate reacționa cu reactivul Grignard care conține “Alk” ca radical R în RmgX. Condițiile reacției Grignard sunt convenționale și includ utilizarea, de exemplu, clorurii de metil, alil sau ciclohexil magneziu, bromurii de etil magneziu, bromurii de ciclopropil magneziu și altele asemenea. Preferabil, reactivul Grignard utilizat este CeCI₃. Solvenții anhidri utilizabili includ, de exemplu, tetrahidrofuran (THF), eter dietilic, dimetoxietan și c/A/T-butil eter. Reacția este condusă în condiții anhidre, în general în intervalul de temperatură de la O la 40°C. în general, reacția necesită pentru perfectare circa 6 la 24 h. în această etapă se pot utiliza și alte reacții de adiție a carbonililor organometalici, cum ar fi cele utilizând reactivi organometalici ai litiului și zincului care sunt cunoscuți din stadiul tehnicii.

Aductul 3 este apoi oxidat cu, de exemplu, izopropoxid de aluminiu și ciclohexanonă (condițiile oxidării Oppenauer) în, de exemplu toluen ca solvent, la reflux, pentru a produce 7-alchil-4,6-dien-3-ona 4. Alți reactivi care pot fi utilizați includ, de exemplu, etoxid de aluminiu sau t-butoxid de aluminiu. Alți solvenți care pot fi utilizați includ, de exemplu, metiletilcetonă (MEK) și xilen. Temperatura este, în general, în intervalul de la circa 60 la 12O°C și reacția este condusă în condiții anhidre și necesită în general circa 2 la 24 h pentru perfectare.

Dien-3-ona 4 este apoi transformată în 4-ena 5 prin tratare cu Pd pe cărbune, DBU și ciclohexenă, într-un solvent cum ar fi etanol.

Ciclul A este apoi scindat prin tratare cu, de exemplu, permanganat de potasiu, periodat de sodiu în, de exemplu, alcool t-butilic la 8O°C pentru a produce seco-acidul 6 corespunzător. Alți reactivi de oxidare care pot fi utilizați includ tetraoxid de ruteniu și ozon. Alți solvenți care pot fi utilizați sunt: CH₃CN₇Cel₄, metanol (MeOH) și CH₂CI₂. în general, reacția necesită de la circa 2 la 4 h pentru a fi perfectată.

Seco-acidul într-un acid alcanoic C₂^ cum ar fi acidul acetic (AcOH) este tratat cu acetat de amoniu la circa 15...3O°C urmată de încălzire la reflux timp de circa 2 la 4 h. După răcire la circa 5O...7O°C, se adaugă apă și amestecul se însămânțează pentru a provoca cristalizarea lactam-4-5-enei 7.

Hidrogenarea lactam-4-5-enei este realizată cu un catalizator de metal nobil, cum ar fi Pd(0H)₂, Pt0₂, Pd pe cărbune, Rh pe cărbune sau Rh/AI₂0₃ și utilizând preferabil Rh pe cărbune sau Rh/AI₂0₃ într-un acid alcanoic C₂₄ cum ar fi acid acetic sau un alcool cum ar fi etanol, sau acetat de etil, la circa 35...49 at (50...70 psi) de hidrogen. Reacția este condusă la circa 15...25°C timp de circa 8 la 12 h și apoi temperatura poate fi ridicată, de exemplu la circa 50...70^oC, până când reacția este în esență completă. Catalizatorul se îndepărtează prin filtrare și se concentrează la sec. Produsul 8 poate fi purificat apoi, de exemplu, prin recristalizare.

Ultima etapă, N-metilarea, se realizează prin tratarea unei soluții a lactamei 8 într-un solvent aromatic cum ar fi benzen sau toluen, în prezența sulfatului acid de

RO 116550 Bl tetrabutilamoniu sau a unei baze apoase cum ar fi hidroxid de potasiu sau hidroxid de sodiu, cu clorură de metilen gazoasă cu agitare rapidă la circa 40...60°C până când reacția este în esență completă, în mod uzual în circa 20...30 h.

Se dau în continuare 5 exemple de realizare a invenției.

Exemplul 1. Prepararea 4.7fi-dimetil-4-aza-5a-colestan-3-onei

Etapa 1:

325

330

335

Materiale	Cant	Moli	GM
Acetat de colesteril (95% Aldrich)	78,1 g	0,173	428,7
t-BuOOH (70% în greutate, Aldrich)	189 g	1,46	90,12
Na2W04-2H20	3,3 g	0,010	329,9
RuCI3-xH20	0.24 g	0,00116	207,43
Metasilicat de sodiu (Na2SiO3)	0,315 g	0,00258	122,06
Acid sulfuric (d=1,84 g/ml, 18 M)	0,45 ml	0,0081	98,08
Sulfit de sodiu (Na2S03)	39 g	0,309	126,04
Heptan	300 ml
MEK (metiletilcetonă)	550 ml
Apă	460 ml

340

345

350 într-un balon de 2000 ml cu 3 gâturi se adaugă 3,3 g de wolframat de sodiu dihidrat, 0,315 g de metasilicat de sodiu și 70 ml de apă și se agită până la omogenizare. Soluția se neutralizează (pH=6...7) cu 0,45 ml de acid sulfuric. La adăugarea acidului se observă un efect exoterm de 4°C. Se adaugă 240 mg de hidrat de triclorură de ruteniu și amestecul se agită timp de 10 min. La amestecul de catalizator se adaugă 78,1 g de acetat de colesteril și 300 ml de heptan. Viteza de agitare este de 225...275 rot/min cu un agitator cu paletă superioară.

în intervalul de 5...10 min se adaugă 189 g t-BuOOH 70%. Se menține o temperatură internă de 15,..20°C prin răcire pe o baie de apă. Temperatura șarjei începe să crească încet, după o perioadă de inducție de 5...15 min. Amestecul de reacție se agită până ce mai rămân mai puțin de 1,5% în greutate din materia primă și mai puțin de 2% din intermediarul acetat de 7-hidroxi colesteril, circa 20...24 h.

355

360

RO 116550 Bl

Reacția se monitorizează cu o coloană de bază YMC, 9O:1O acetonitril:apă, viteza de curgere=1,5 ml/min, detectare UV la 200 nm. Timpii de retenție: tp acetat de colesteril=17,0 min, tp acetat de 7-ceto colesteril=7,8 min, tp endionă=4,5 min, tp intermediari 7-hidroxiperoxizi, 7-oli=6,8, 6,9, 7,0, 8,2 min. Ultimele impurități care se eluează la 18 și 19 min sunt acetații de 7-t-BuOO-colesteril.

La amestecul de reacție se adaugă 550 ml MEK, 390 ml de apă și 39 g sulfit de sodiu. Amestecul se încălzește circa 3 h la 7O°C, până când dispare impuritatea de endionă. Amestecul de reacție răcit, se transferă apoi într-o pâlnie de separare și stratul apos se separă și apoi stratul organic se spală cu 100 ml de saramură 1 %. MEK-ul și t-BuOH-ul se îndepărtează prin distilare azeotropă cu 800 ml de hexan după o concentrare inițială la 300 ml, până când rămâne mai puțin de 0,7% MEK și t-BuOH combinate, conform determinării prin cromatografie gazoază (CG).

Heptanul se analizează pentru determinarea nivelurilor de MEK și t-BuOH prin CG utilizând o coloană HP-5 la 35°C cu o viteză de scurgere de 0,5 ml. T_R MEK=4,9 min, tp t-BuOH=5,3 min, t_R heptan=7,7 min. Volumul se ajustează la 350 ml, se răcește la -5°C și se filtrează, spălând de două ori cu 150 ml heptan la 0°C. După uscare, produsul este obținut în cantitate de 51,5 g total (94% în greutate, 97% A; randament 62%) sub forma unui solid aproape alb. “A%” este suprafața %.

Punct de topire (p.t.J: 155...157°C.

RMN(¹H, 300 Mhz, CDCI₃): 5,70(s, 1H), 4,7(m, 1H), 2,5-0,8(m, 43H), 0,6(s, 3H).

Etapa 2:

Materiale	Cant	Moli	GM
Acetat de 7-ceto-colesteril (95% pur)	60 g ca atare	0,13	442
Clorură de metil magneziu (3,0 M)	160 ml	0,48
CeCI3 (anhidridă)	16,6g	0,068	245
THF (KF=50 pg/ml)	300 ml
Acid citric	115 g	0,60	192
apă	500 ml
toluen	600 ml
NaHCOg saturat	240 ml

RO 116550 Bl

16,6 g de clorură de ceriu anhidridă se agită sub forma unei suspensii în 150 ml de THF la 20°C sub N₂ timp de 2 h.

Clorura de ceriu se obține sub forma unui heptahidrat și se usucă în vid, la □ temperatură a etuvei de 17O°C timp de trei până la patru zile. Clorura de ceriu uscată arată o pierdere în greutate de 0,7% prin analiza T.G. După 2 h o probă din suspensie se îndepărtează și se prezintă la microscop sub formă de ace fine. La suspensie se adaugă 160 ml de reactiv Grignard și amestecul purpuriu deschis, rezultat, se maturează timp de 30 min.

La amestecul răcit la 20°C se adaugă 60 g de cetonă cu puritate 95% (57 g determinat prin testare) în 150 ml THF de-a lungul a 50 min în timp ce amestecul este lăsat să se încălzească exoterm la 30°C. Adăugarea cetonei la reactivului Grignard este exotermă; căldura degajată s-a controlat cu ajutorul vitezei de adăugare. Soluția de cetonă în THF trebuie încălzită la 30°C pentru a se asigura dizolvarea completă, înainte de adăugarea sa la reactivul Grignard.

Progresarea reacției se monitorizează prin HPLC (cromatografie de lichide de înaltă performanță). O probă de 0,5 ml se adaugă la 10 ml de AcOH 0,1 N și apoi se diluează la 50 ml cu CH₃CN. Condițiile HPLC [coloană Zorbax^R fenil, CH₃CN, apă, acid fosforic; 75:25:0,1 gradientde eluare la 90:10:0,1 la 18 min, curgere=1,5 ml/min, detectare UV la 200 nm). Timpii de retenție 3,7-diol 1^=5,6 și 5,9 min, cetona de pornire ^=10,9 min, intermediar 7-OH, 3-OAc ^=9,8 și 10,8 min. Se găsește o suprafață de circa 95% de 3,7 diol (circa 85 mg/ml).

(NOTĂ: Orice materie primă sau intermediari de reacție reziduali pot fi transformați în produs prin utilizarea de reactiv Grignard suplimentar).

Odată terminată, reacția se stinge prin adăugarea amestecului la 0°C peste o soluție din 115 g de acid citric în 300 ml de apă și 300 ml de toluen. Stingerea este exotermă. (Adăugarea trebuie controlată cu atenție, pentru a menține o temperatură internă sub 10°C).

Amestecul bifazic de reacție se agită timp de 30 min și este lăsat să stea timp de 10...15 min pentru o separare adecvată a fazelor. pH-ul stratului apos este de circa 2. Faza organică se separă, se spală cu 200 ml de apă (pH=3 după spălare) și cu 240 ml soluție saturată de NaHC0₃ (pH=8 după spălare). Aceasta duce la obținerea a 750 ml de strat organic care conține 66 mg/ml de diol pentru a se obține 49,5 g (93%). Stratul apos conține mai puțin de 1% produs.

Șarja se concentrează la 300 ml sub vid (100...200 mm), se diluează la 600 ml cu toluen și se reconcentrează la 360 ml. Schimbarea solventului cu toluen este considerată completă atunci când la analiza prin gaz-cromatografie suprafața THF-ului este <2% din suprafața toluenului. (Primii 200 ml de la distilare au tendința de a spuma la presiune scăzută. O dată ce această fază este completă, vidul trebuie scăzut la 100 mm. Temperatura de distilare crește încet, de la 20°C la circa 45°C, pe măsură ce înlocuirea solventului cu toluen se apropie de sfârșit).

Probe din distilat sunt analizate pentru determinarea THF-ului rezidual utilizând G.C. O probă de circa 0,1 ml se diluează la 1 ml cu metanol. Condițiile de G.C.: [coloană HP-5 (25 M, 0,32 pm ID) utilizând un bloc injector încălzit, izotermă de 35°C, curgere=0,5 ml/min], MeOH tp=5,5 min, THR ^=6,2 min, toluen ^=10,1 min. Testul final se realizează utilizând o probă din șarjă.

Stratul organic conține 134,4 mg/ml dioli pentru un randament total obținut de 48,4 g (90%). (NOTĂ: KF-ul șarjei trebuie să fie sub 100 pg/ml înainte de a trece la etapa următoare).

410

415

420

425

430

435

440

445

450

455

RO 116550 Bl

Etapa 3: Oxidarea Oppenauer

Materiale	Cant	Moli	GM
7-metil-7-hidroxi-colesterol	30,2	72,6	416
2-butanonă (d=0,805, KF=480 pg/ml)	126 ml	1404	72,11
Izopropoxid de aluminiu	18,9 g	93	204,25
HCI 3N	120 ml
Soluție 5% de NaCI	120 ml
HCI concentrat	3,5 ml	42
Apă D.l.	60 ml
NaHC03 saturat	60 ml

La 256 ml de soluție de diol în toluen (118 mg/ml) se adaugă 126 ml de 2butanonă și 18,9 g de izopropoxid de aluminiu. Soluția se încălzește la reflux (92°C) sub azot. Progresarea reacției se monitorizează prin HPLC.

Șarja se analizează pentru conținutul de 2-butanonă prin G.C. înainte de adăugarea izopropoxidului de aluminiu. O probă de circa 0,1 ml se diluează la 1 ml cu MeOH. Condițiile G.C. [coloană HP-5 (25 m, 0,32 pm ID) utilizând un bloc injector încălzit la 25O°C, temperatura coloanei la izotermă de 35°C, curgere=O,5 ml/min],

2-butanonă t_R=6,1 min, MeOH ^=5,5 min, toluen t_R=1O,1 min. KF-ul amestecului inițial este de 70 pg/ml.

□ probă de 0,1 ml din amestecul de reacție se stinge în 2...3 ml de soluție 0,1 N de AcOH și apoi se diluează la 10 ml cu CH₃CN într-un balon volumetric. Condiții HPLC: [coloană de 25 cm Zorbax^RPhenyl, CH₃CN:H₂0 cu 0,1% acid fosforic: gradient de eluție 90:10 la 18 min, menținut la 90:10 până la 22 de min; curgere=1,5 ml/min, detecție UV la 210 nm. Dioli de pornire ^=5,4; 5,8 min, intermediar Δ-4enonă t_R=6,4 min, dienonă t_R=12,1 min.

Reacția este considerată completă atunci când nivelul de diol materie primă este <3% din suprafață (8 h). Odată terminată, șarja este răcită la 15...20°C și se stinge cu HCI 3N (120 ml). Amestecul celor două faze se agită timp de 20 min și apoi este lăsat să se separe. Stratul apos inferior se îndepărtează și stratul organic se spală cu 120 ml de NaCI 5%.

RO 116550 Bl

Șarja se concentrează la vid la jumătate din volum la 4O...6O°C și 150 mm. Nivelul de 2-butanonă în șarja finală este de <2% din toluen (utilizând G.C.] și KF-ul este de 60 pg/ml.

Soluția de toluen se tratează cu 3,5 ml de HCI concentrat, la 25°C sub N_a. Reacția se analizează prin HPLC până ce alcoolul terțiar este transformat complet în dienonă (circa 1 h). Soluția se spală cu 60 ml de apă D.l. și 60 ml de NaHC0₃ saturat. pH-ul apei de spălare cu bicarbonat este de 8,5. (NOTĂ: Reacția de descompunere se va inversa dacă durează mai mult de 8 h). Cei 128 ml de soluție roșie rezultată conțin 202 mg/ml de dienonă pentru un randament de 25,9 gm (90%).

Etapa 4: Hidrogenarea prin transfer

500

505

510

515

520

Materiale	Cant	MMoli	GM
Dienonă (soluție în toluen)	31,5g	79,5	396,7
Paladiu 5% pe cărbune (anhidru)	4,5 g
Ciclohexenă (d=O,811)	120 ml	1,18 moli	82,15
1,8-diazabiciclo[5,4,0]undec-7-enă (DBU)	0,63 ml	4,2	152,2
Etanol absolut	495 ml
HCI 3N	150 ml
NaHC03 semisaturat	100 ml
Solka Flok
Hexani	250 ml
t-butanol	175 ml

525

530

150 ml de soluție de dienonă în toluen (214,6 mg/ml) se diluează cu 120 ml de etanol și 120 ml de ciclohexenă și 0,62 ml de DBU. La amestec se adaugă 9,0 g paladiu 5% pe cărbune (umiditate 50% cu apă). Amestecul se degazează utilizând 3 purjări cu azot sub vid. Suspensia se încălzește apoi la reflux (temperatura de reflux=72°C). Reacția se monitorizează prin HPLC.

535

RO 116550 Bl probă de 2 ml din amestecul de reacție se filtrează prin Solka Floc. □, 1 ml de filtrat se diluează la 10 ml cu CH₃CN și se analizează prin HPLC:coloană de 25 cm Zorbaxf’fenil; acetonitril/apă conținând 0,1% acid fosforic:gradient de eluare de la 75:25 la 90:10 CH₃CN:apă în 18 min, menținut la 90:10 până la 22 min; curgere=1,5 ml/min; detectare UV la 200 nm.

Dienona ^=12,1 min, Δ-4 enona tp=13,2 min, Δ-5 enonă tp=14,1 min, cetonă redusă total ^=14,4 min, etil enol eter 1^=20,9 min. Cetona redusă trebuie analizată la 192 nm.

Reacția este considerata completă atunci când nivelul de dienă este <2 A% și nivelul de Δ-5 enonă este 5% (circa 10 h). Când reacția este completă, amestecul se răcește la temperatura ambiantă. Paladiul se îndepărtează prin filtrare prin Solka Floc și turta de filtrare se spală cu 150 ml de etanol.

Șarja conține enonă 51 mg/ml. (NOTĂ: Timpii de reacție prelungiți trebuie evitați, deoarece poate apare reducerea excesivă. Dacă materia primă a fost consumată și nivelul de Δ-5 enonă este >5% după 10 h, atunci paladiul trebuie filtrat și izomerizarea terminată fără prezența catalizatorului).

Soluția se concentrează la presiune redusă (75 mm) până la un volum la circa 150 ml. Șarja se diluează cu 225 ml de etanol și se reconcentrează la 150 ml.

înlocuirea solventului cu etanol este considerată completă atunci când nivelul de toluen este <2% din cel al etanolului prin G.C. și nu există ciclohexenă detectabilă. (NOTĂ: îndepărtarea ciclohexenei este importantă, deoarece ea reacționează în etapa următoare de scindare și consumă în mod neproductiv periodat). O probă de 0,1 ml se diluează la 1 ml cu etanol, pentru analizarea ciclohexenei (și cu 1,1,1-tricloretan pentru analiza toluenului). Condițiile G.C. [coloană 25M x 0,32 pm ID), utilizând un bloc injector încălzit la 250°C, temperatura coloanei la izotermă de 35°C, curgere=0,5 ml/min], etanol ^=5,6 min, ciclohexenă ^=7,7 min, tricloertan tp=7,7 min, toluen t_R=10,2 min. Prezența ciclohexenei este de asemenea detectabilă prin ¹H NMR (CDCI₃) a soluției: protoni vinii al ciclohexenei la δ=5,64 ppm, protonul vinilului enonei la 6=5,69.

Concentratul se diluează cu 250 ml de hexani și 150 ml de HCI 3N. Amestecul bifazic se încălzește la 40°C până când hidroliza enol eterului este completă. Straturile se separă și stratul organic se spală cu 100 ml de bicarbonat de sodiu semisaturat. Faza de hexan are un volum de 291 ml și conține mai puțin de 5% etanol în volume și se determină că conține 92 mg/ml de enonă.

Soluția se concentrează la 100 ml la presiune redusă (100 mm 715°C). Șarja se diluează cu 175 ml de t-butanol și se reconcentrează la 100 ml (100 mm/40°C). Șarja conține 260 mg/ml din 7-p-metil enona dorită, în cantitate de 26,8 g (85%).

(NOTĂ: Acești compuși pot fi detectați, de asemenea, prin G.C.M.S. Utilizarea G.C. pentru a urmări acestă reacție trebuie evitată deoarece enona se disproporționează pe coloană. Condițiile G.C.M.S. [coloană HP-5 (25M), la injectare pe coloană la izotermă de 285°C); enona supra redusă ^=12,8 min, epimer-7-a/fa ^=15,7 min, produs t_R=17,3 min, materie primă t_R=21,3 min.

RO 116550 Bl

585

Etapa 5: Scindare oxidativă

590

595

Materiale	Cant	Mol	GM
7-p-Metilcolest-4-en-3-onă	300 g	0,75	398
t-Butanol (d=O,786)	6,6 I
Carbonat de sodiu	159 g	1,5	106
Periodat de sodiu	1550g	7,2	213,9
Permanganat de potasiu	11.1 g	0,07	158
Apă D.l.	14,2 I
Diatomită	50 g
Acetat de etil (d 0,902)	2,6 I
Heptan (d=0,684)	5,0 I
Acid clorhidric concentrat	250 ml
NaCI apos 5%	2,5 I
Acid acetic (d=1,049)	9,0 I

600

605 într-un balon cu fund rotund de 5 I se încarcă 4,93 I de apă D.I., 1,55 kg periodat de sodiu și 11,1 g permanganat de potasiu. Suspensia se agită la 65°C timp de 30 min pentru a se obține o soluție omogenă.

La o soluție formată din 300 g enonă în 4,60 I t-butanol se adaugă o soluție de 159 g carbonat de sodiu în 2,3 I apă. Amestecul de faze se încălzește la 65°C. Enona trebuie să fie lipsită de toluen și ciclohexenă. (NOTĂ: Concentrația enonei din stratul organic este de circa 56 mg/ml). Soluția de periodat de sodiu se adaugă la soluția de enonă de-a lungul a 3 h, cu agitare rapidă, menținând temperatura de reacție la 65°C. Suspensia se maturează la 65°C timp de 2 h. Soluția de periodat se adaugă printr-o pâlnie încălzită.

în timpul reacției se degajează bioxid de carbon gazos. O adăugare înceată asigură controlul degajării de gaz. în timpul adăugării se formează o suspensie purpurie/brună.

610

615

620

RO 116550 Bl

Progresarea reacției este monitorizată prin HPLC. O probă de 2 ml din amestecul de reacție se răcește la 15°C și se filtrează. □, 1 ml de filtrat se diluează la 10 ml cu apă/CH₃CN (1:3). Condițiile HPLC [coloană YMC Basic 25 cm x 4,6 mm, CH₃CN, H₃P0₄ 0,01 M; 90:10, curgere izocratică=1,5 ml/min, detectare UV la 200 nm); enonă t_R=11,5 min, seco-acid ^=5,5 min.

Reacția este considerată completă atunci când enona inițială este <0,5 mg/ml. Se adaugă 3,0 I de apă și suspensia se încălzește la reflux timp de 2 h, pentru a descompune orice urmă de K Mn0₄ (culoarea se schimbă de la purpuriu la brun) și a dizolva cea mai mare parte dintre solidele care au precipitat pe pereții vasului. Suspensia rezultată se răcește la 15°C și se filtrează prin 50 g de dicalită. Vasul și precipitatul se spală cu 6,0 I de amestec 1:2 de butanol/apa.

Turta de filtrare se analizează pentru determinarea seco-acidului prin dizolvarea a 200...400 mg de precipitat cu 50 ml de apă și 50 ml de acetonitril filtrând apoi în fiola de probă prin diatomită pentru a îndepărta cantitatea mică de solide portocalii de mangan. Filtratele (pH=9,0...10,5) se extrag cu 5,0 I heptan.

La amestecul apos se adaugă 2,6 I de acetat de etil și pH-ul se ajustează la 2,5±0,3 prin adăugarea a 250 ml de HCI concentrat. Stratul apos se îndepărtează.

Stratul organic se spală cu 2 x 1,2 I de saramură apoasă 5%. Soluția de acetat de etil se concentrează la 150 mm Hg și 30°C la aproximativ 10% din volum. Se adaugă 7,4 I de acid acetic și acetatul de etil rezidual se îndepărtează prin concentrare (100 mm Hg, 60°C) la <1% volum (<0,5 procente de suprafața prin HPLC). Volumul final se ajustează la 5,0 I prin adăugare de acid acetic. îndepărtarea acetatului de etil se monitorizează prin HPLC, utilizând condițiile de mai sus cu excepția vitezei de curgere care este de 0,5 ml/min și detectare UV la 210 nm. Acetat de etil ^=7,4 min, acid acetic ^=6,9 min. Rezultatul determinării este de 275 g care reprezintă un randament de 88%. Soluția de acid acetic este utilizată direct în etapa următoare (formarea en-lactamei).

Etapa 6: Formarea lactam-A-5-enei

Materiale	Cant	Moli	GM
Seco-acid	265 g	0,634	418
Acetat de amoniu	488 g	6,33	77,1
2,6-c//-t-butil-4-metilfenol (BHT)	5,3 g	0,024	220
Apă D.l.	565 ml
Acid acetic	833 ml

RO 116550 Bl

675

La o soluție din 265 g seco-acid în 5,3 I de acid acetic obținută în etapa precedentă se adaugă 5,3 g de BHT și 488 g de acetat de amoniu la 2O°C. Suspensia se încălzește la reflux ușor sub atmosferă de azot timp de 3 h. La 3O°C se obține o dizolvare completă. Temperatura internă la reflux este de 12O°C. Culoarea se schimbă de la galben la roșu închis/brun. Utilizarea unor cantități reduse de acid acetic conduce la obținerea unui produs uleios în etapa de cristalizare.

Progresarea reacției este monitorizată prin HPLC. Condițiile HPLC [coloană SB fenil, CH₃CN, H₃P0₄ 0,01 M; izocratic 80:20 timp de 30 min, curgere=1,5 ml/min, detectare UV la 190/200 nm). Timpi de retenție: lactam-A-5-enă 1^=9,4 min., secoacid ^=5,3 min. Detectarea UV este la 190 nm pentru avansarea reacției și la 200 nm pentru materiile prime și determinarea produsului. Reacția este considerată terminată atunci când rămâne sub 0,05% seco acid, circa 3...4 h.

Amestecul de reacție se răcește la 60°C și se adaugă 398 ml de apă de-a lungul a 15 min. (NOTĂ: Este importantă adăugarea a extract 7,3% v/v apă la soluția în acid acetic). Soluția este lăsată să se răcească la 50°C și se însămânțează cu 1,0 g de lactam-A-5-enă. Cristalizarea are loc la 50°C. Suspensia răcită se maturează la 50°C timp de 1 h și apoi se răcește la O...2°C timp de 2 h.

Suspensia se filtrează și solidul slab colorat se spală cu 1 I amestec de acid acetic/apă 5:1. Solidul se usucă la vid la 30°C peste noapte pentru a da 255 g de produs 87% în greutate la analiză (restul este acid acetic) cu un randament de 88%. Profilul HPLC, UV la 200 nm este de 99,4%. Punctul de topire (p.t.) al solvatului =

112...115°C. P.t. produs pur = 175...178°C, se înmoaie la 162°C.

Etapa 7: Recristalizarea lactam-A-5-enei

680

685

690

695

700

Materiale	Cant	Mol	GM
Lactam-4-5-enă	20 g	0,041	400
Apă D.l.	17 ml
Acid acetic	133 ml
BHT	0,20 g	0,00091	220

705

La 20 g de lactam-A-5-enă cu 83% puritate se adaugă 100 ml de acid acetic care conține 200 mg de BHT. Suspensia se încălzește la 60°C sub atmosferă de azot, pentru a realiza dizolvarea, apoi se răcește la 50°C. Apoi se adaugă o porție de 10 ml de apă. Amestecul este răcit după aceasta la 5°C pe o perioadă de 1,5 h, se maturează timp de 1 h și apoi solidele se îndepărtează prin filtrare. (NOTĂ: Soluția la 50°C trebuie să fi început să cristalizeze înainte de răcirea la 5°C). Kf-ul soluției după adăugarea BHT-ului este de circa 0,2...0,4% g/g.

710

715

RO 116550 Bl

Cantitățile din lichidul mamă sunt monitorizate prin HPLC. Condițiile HPLC [coloană SB fenil, CH₃CN, H₃P0₄ O,O1 M; izocratic 80:20 timp de 30 min, curgere=1,5 ml/min, detectare UV la 200 nm]. Timpi de retenție: lactam-A-5-enă ^=9,4 min. Probă de 100 pl care se diluează la 10 ml cu acetonitril.

Suspensia se filtrează și solidul slab colorat se spală cu 40 ml de acid acetic:apă 5:1 la 5°C. Solidul se usucă la vid la 3O°C peste noapte pentru a da 18,5 g de produs 84% în greutate (restul este acid acetic) cu o recuperare de 94%. Profilul HPLC, UV la 200 nm este de 99,4% A.

P.t. solvatului este de 112...115°C. P.t. al produsului pur este de

175...178°C, cu înmuiere la 162°C.

Etapa 8: Reducerea !actam-A-5-enei

Materiale	Cant	Mol	GM
Lactam-A-5-enă (87% în greutate)	190,0g	0,475	399,64
AcOH (d=1,05)	3,8 I
BHT	3,8 g	0,017	220,4
Pd 10%/C (50% umed)	38 g	10% (g)
Hidrogen	60 psi
Heptan	3,8 I
MEK	2,65 I

3,8 g de BHT se dizolvă în 1,71 I de acid acetic la 20°C. Soluția se degazează prin purjare cu azot timp de 30 min și într-o porțiune se adaugă 218 g (87% în greutate) lactam-A-5-enă. Soluția rezultată se purjează timp de 15 min cu azot. Se adaugă 38 g de Pd 10%/C (umiditate 50%) și suspensia se transferă într-o autoclavă de 4 I cu agitare. Pentru a spăla suspensia și a o transfera în autoclavă se utilizează 190 ml de acid acetic degazat. (NOTĂ: Utilizarea acidului acetic stabilizat cu BHT este necesară din cauza instabilității oxidative a lactam-A-5-enei).

După purjarea sub vid cu azot, amestecul se plasează sub o presiune de 60 psi H₂ și se agită la 20°C. După 10 h la 20°C temperatura de reacție este mărită la 60°C, până când reacția este completă în proporție de >99,0%.

RO 116550 Bl

Reacția se monitorizează prin HPLC, [coloană Zorbax^R fenil SB de 25,0 cm, CH₃CN:H₃P0₄ 0,01% 90:10, 1,5 ml/min, detectare duală UV la 210 nm și 240 nm]. Timpii de retenție: lactam-A-5-enă 8,50 min, trans-lactamă 12,4 min, c/s-lactamă 18,4 min. Probă de 20 pl care se diluează la 2 ml cu acetonitril.

La terminarea reacției (adică la conversie >99,9%) amestecul se răcește la 20°C și se filtrează prin 20 g de Solka-Floc. Turta de filtrare se spală cu 1,9 I de acid acetic. Filtratele se combină și se concentrează la 30°C/10 mm Hg până la un volum de 570 ml. Se adaugă în total 3,8 I de heptan și se continuă concentrarea la presiune atmosferică (azeotrop p.f.= 91...92°C) pentru a îndepărta acidul acetic. (NOTĂ: îndepărtarea acidului acetic la <0,2% din volum este importantă din cauza solubilității foarte mari a produsului în acid acetic). P.f. final este de 98...99°C. Acidul acetic se monitorizează la 200 nm prin HPLC utilizând o coloană Zorbax^R fenil SB de 25,0 cm cu 90:10 CH₃CN:apă, curgere 0,5 ml/min, drept eluant. Probă de 100 pl diluată la 10 ml cu acetonitril.

Soluția se concentrează la 570 ml și se adaugă în total 2,5 I de MEK. Heptanul se îndepărtează prin distilare azeotropă la presiune atmosferică, până la <5% în volum, așa după cum se determină prin G.C.-ul distilatelor și al șarjei. Condițiile G.C.: coloană DB-5 de 20 m; 0,5 ml/min heliu, izotermă de 35°C; MEK ^=6,4, heptan ^=8,0 min. Cristalizarea apare în timpul îndepărtării heptanului.

Volumul se ajustează la 600 ml și soluția este lăsată să se răcească la 20°C pe timpul a 3 h. Suspensia rezultată se maturizează la -10°C timp de 2 h. Solidul se colectează pe o frită de filtrare și se spală cu 150 ml MEK rece. Solidul se usucă la vid la 20°C. Rezultă 170 g, cu >99% în greutate; >99,2% la 210 nm. Randamentul etapei 89%.

Etapa 9: Metilarea

760

765

770

775

780

785

C^H^NO G_M-415.7

790

795

Materiale	Cant	Moli	GM
Lactamă N-H	3,0 kg	7,47	401,6
Clorură de metil	453 g	8,96	50,5
KOH/Alumină (1:1)	3,0 kg	22,8	56
BnMe3NCI	150 g	0,81	185,7
Toluen (d=0,867)	14,01

800

RO 116550 Bl

O autoclavă de 19 I se încarcă cu o suspensie formată din 3,0 kg de lactamă, 150 g de BnMe₃NCI și 3,0 kg de hidroxid de potasiu pe alumină (1:1) în 12 I de toluen la temperatura camerei. Sub agitare lentă la 2O°C se introduc 453 g de clorură de metil. Suspensia se încălzește la 65°C cu agitare ușoară și se maturează timp de 1 h. La 52°C se notează o exotermă de circa 3°C ca un vârf la înregistrarea temperaturii.

Progresarea reacției se monitorizează prin HPLC. Condițiile HPLC (coloană Zorbax^R SB fenil, CH₃CN, H0,01 M; 90:10 izocratic, curgere=1,5 ml/min, detectare UV la 200 nm) lactamă ^=12,4 min, IV-a t_R=15,0 min. 0 probă de 25 pl din stratul de toluen se diluează la 2 ml cu acetonitril. Reacția se monitorizează până la conversie completă >99,95%. Reacția este completă în <60 min la 6O°C.

Amestecul de reacție se răcește la 20°C și se purjează de 4 ori cu azot, pentru a îndepărta excesul de MeCI. Soluția toluenică se filtrează prin 100 g de Solka Floc și vasul și turta de filtrare se spală cu 2 I de toluen. Filtratele combinate se concentrează la 100 mm Hg la 2O...3O°C până la obținerea unui ulei rezidual. Uleiul trebuie să fie omogen în heptan (10 ml/g) fără opalescență.

Uleiul se analizează pentru toluen prin G.C. (temperatura etuvei izotermă de 35°C). 100 mg de produs se dizolvă în 0,5 ml de metanol și 1 pl se injectează. Toluen t_R=4,4 min, metanol t_R=2,7 min.

Uleiul se menține la vid până când nivelul de solvent este <2%. Uleiul se toarnă într-o tavă de sticlă și se însămânțează cu 1,25 g de IV-a și este lăsat să stea la vid de 20 mm Hg peste noapte.

Solidul rezultat se taie în bucăți și se macină într-un amestecător WARING care conține 10 I de apă la 2°C, până la o dimensiune a particulei <50 pm. Suspensia se filtrează, se spală cu 5,0 I de apă și se usucă peste noapte în curent de azot. Produsul rezultat = 3,0 kg (97%).

Exemplul 2. Prepararea acetatului de 7-ceto-colesteril mg (0,1 mol) de catalizator clorură de tris(trifenil fosfin) ruteniu (II) se dizolvă în 10 ml de clorbenzen, urmat de 4,3 g (10,0 mmoli) de acetat de colesteril. Amestecul se degazează prin 3 purjări cu azot sub vid, apoi se răcește la +5°C. La amestec, sub N₂, se adaugă 4,4 ml (40 mmoli) de peroxid de t-butil 90% pe o perioadă de timp de 15 h. Analiza HPLC arată 2,85 g (65%) de acetat de 7-ceto colesteril.

Șarja se filtrează prin Solka Floc și solventul se îndepărtează la vid. Reziduul se dizolvă în metanol și apoi șarja se răcește la +5°C și se maturează timp de 30 min. Șarja se filtrează și se spală cu metanol rece. Solidul se usucă la aer pentru a da 2,26 g (51%) acetat de 7-ceto colesteril.

Exemplul 3. Prepararea acetatului de 7-ceto-colesteril

RO 116550 Bl

855

Materiale	Cant	Moli	GM
Acetat de colesteril (95% Aldrich)	78,1	0,173	428,7
t-BuOOH (70% Aldrich)	229 g	1,77	90,12
RuCI3-xH20	0,24 g	0,00116	207,43
Sulfit de sodiu (Na2SO3)	39 g	0,309	126,04
heptan	310 ml
MEK (metil etil cetonă)	550 ml
apă	445 ml

860 într-un balon cu 3 gâturi de 2000 ml, cu cap de agitare, se adaugă 240 mg de hidrat de triclorură de ruteniu, 55 ml de apă, 78,1 g de acetat de colesteril și 310 ml de heptan. Viteza de agitare este de 225...275 rot/min cu un agitator cu palete.

229 g de t-BuOOH 70% se adaugă încet, de-a lungul a 4 h. Se menține o temperatură internă de 15...20°C prin răcire pe o baie de apă. Temperatura șarjei începe să se ridice încet, după o perioadă de inducție de 5...15 min.

Reacția se perfectează sub agitare, până când rămân mai puțin de 1,5% în greutate din materia primă și mai puțin de 2% din acetatul de 7-hidroxi colesteril intermediar, circa 20...24 h.

Reacția se monitorizează cu o coloană YMC, acetonitrikapă 90:10, viteză de curgere=1,5 ml/min, detectare UV la 200 nm. Timpii de retenție: acetat de colesteril ^=17,0 min, acetat de 7-ceto colesteril tp=7,8 min, endionă ^=4,5 min, intermediari 7-hidroxiperoxizi, 7-oli ^=6,8, 6,9, 7,0, 8,2 min. Ultimele impurități care se eluează la 18 și 19 min sunt acetații de 7-t-Bu00-colesteril.

La amestecul de reacție se adaugă 550 ml de MEK, 390 ml de apă și 39 g de sulfit de sodiu. Amestecul se încălzește circa 3 h la 70°C până când dispare endiona impuritate. Amestecul de reacție se răcește și se se filtrează printr-un strat de Solka-Floc pentru a îndepărta sărurile de ruteniu. Soluția limpede se transferă într-o pâlnie de separare, stratul apos se îndepărtează și apoi stratul organic se spală cu 100 ml de saramură 1%. MEK-ul și t-BuOH-ul se îndepărtează apoi prin distilare azeotropă cu 800 ml de heptan (heptanul se adaugă după o concentrare inițială la 300 ml) până când rămân mai puțin de 0,7% MEK și t-BuOH combinate, după cum se determină prin G.C. (cromatografie gazoasă).

Heptanul se analizează pentru determinarea nivelurilor de MEK și t-BuOH prin G.C. utilizând o coloană HP-5 la 35°C cu o viteză de curgere de 0,5 ml. t_RMEK=4,9 min, t_Rt-BuOH=5,3 min, tRheptan=7,7 min.

Volumul se ajustează la 350 ml, se răcește la -5°C și se filtrează, spălând de două ori cu 150 ml de heptan la 0°C. După uscare, se obțin 51,5 g în total (94% în greutate, 97%A, randament de 62%), sub forma unui solid aproape alb.

Exemplul 4. Urmând în esență același procedeu cu cel descris în exemplul 1, etapa 1, compușii de formula II se obțin din materiile prime corespunzătoare formulei I, în care Z este:

865

870

875

880

885

890

895

RO 116550 Bl

A, X și Y sunt definiți după cum urmează:

(a) A=6-metilhept-2-il, X=-CH₂- și Y=-OH;

(b) A=etilen cetal, X=-CH₂- și Y=etilen cetal;

(c) A=t-butil-dAmetilsililoxi(TBDSMS-O-), X=-CH₂- și

Y=-0C(0)CH₃, și (d) A=6-metilhept-2-il, X=-N(CH₃)- și Y=ceto(=O) în plus, ciclohexanolul se oxidează la ciclohexanonă, utilizând în esență același procedeu ca în exemplul 1, etapa 1.

Materia primă pentru (b) se prepară prin tratarea 4-androsten-3,17-dionei accesibile comercial cu etilen glicol și HCI, utilizând condiții standard de reacție. Materia primă pentru (c) se prepară utilizând 5-androsten-3,17-diol-3-acetatul accesibil comercial cu TBDMS-CI și imidazol, utilizând condiții standard de reacție. Materia primă pentru (d) se prepară utilizând procedee sintetice cunoscute, adică scindarea oxidativă a colestanonei accesibile comercial (procedeul descris în exemplul 1, etapa 5) urmată de tratarea cu NH₂CH₃.

Exemplul 5.

Eter 16-TBS 7-Cetonă

Materiale	Cant	Moli	GM
Eter 16-TBS	100g*	0,224	447
Hexan	1000 ml
Hidrat de clorură de ruteniu	0,46 g	0,0022	207,43
tBuOOH (70% în greutate)	432 g	3,36	90,12
Sulfit de sodiu	20 g	0,24	126
Apă	600 ml
Cărbune	10g

* greutate determinată prin HPLC

La o soluție formată din 10O g de eter 16-TBS (eter 16-terț-butilsilil determinat prin analiză) în 500 ml de hexan la 20°C se adaugă 300 ml de apă și 0,46 g de hidrat de triclorură de ruteniu. Amestecul bifazic se agită și se răcește la 1O°C. De-a lungul a 5 h se adaugă 432 g de t-BuOOH (70% în greutate), în timp ce temperatura reacției se menține la 1O...15°C.

Reacția este ușor exotermă. Pentru a menține temperatura între 10 și 15°C se utilizează apă/gheață.

RO 116550 Bl

Reacția este urmărită cu HPLC folosind o coloană ZORBAX fenil SB de 25,0 cm, acetonitrikapă 30:70 până la 80:20 de-a lungul a 25 min, apoi se menține timp de 15 min. Detectare UV la 200 nm. Curgere 1,5 ml/min.

940

Timpi de retenție	Minute
Eter OTBS	29,4
7-Cetonă	23,8
TBHP	3,25

945

Reacția este considerată completă atunci când rămâne <2% din materia primă (<1,5 mg ml'¹).

Timpul tipic de reacție este de 10 h.

După ce reacția este terminată, se adaugă 10 g de cărbune urmate de 20 g de sulfit de sodiu și suspensia se agită timp de 30 min.

Sulfitul de sodiu descompune orice t-BuOOH și alți hidroperoxizi reziduali. Adăugarea sulfitului de sodiu este ușor exotermă și depinde de concentrația de tBuOOH. îndepărtarea completă a t-BuOOH se urmărește prin HPLC. Amestecul celor două faze se filtrează prin DICALITĂ (3 în pâlnie sinterizată) și turta de filtrare se spală cu 300 ml de hexan. Stratul apos se separă și stratul de hexan se spală cu 2 x 100 ml de apă.

Un strat subțire de la interfață se îndepărtează prin adăugarea a 200 ml de acetonitril.

Stratul de hexan se concentrează la un volum mic și se spală cu 400 ml de hexan. Soluția se concentrează la un volum final de 150 ml (aproximativ 2:1, hexan:substrat) și se utilizează ca atare pentru etapa de purificare. Soluția de hexan se usucă înainte de tratarea cu silice.

Tratare cu silice

Soluția de hexan de mai sus se încarcă pe o coloană cu 470 g de silicagel (60...230 mesh presuspendată în hexan). Coloana se eluează cu 800 ml de hexan pentru a îndepărta materia primă nereacționată. Apoi coloana se eluează cu 1000 ml de acetat de etil 10% în hexan, pentru a da 7-cetona.

Detalii ale coloanei: fracțiuni de 100 ml, coloana este urmată de TLC (acetat de etil 20% în hexan) sau alternativ de HPLC ca mai sus.

Fracțiunile 14...17 sunt combinate și concentrate la un volum total de 100,0 ml.

Revendicări

Claims (14)

1. Procedeu de obținere a unor alchene A-5-7-ceto-steroidice prin oxidare catalitică, caracterizat prin aceea că, cuprinde tratarea alchenelor Δ-5-steroidice corespunzătoare, într-un solvent, cu un hidroperoxid, în prezența unui catalizator pe bază de ruteniu, la o temperatură de reacție cuprinsă în intervalul -2O...1OO°C, de preferință 5...50°C, la pH acid, în atmosferă inertă.

2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că temperatura de reacție este 15°C.

950

955

960

965

970

975

980

RO 116550 Bl

3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că reacția este condusă la pH=1.

4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că solventul utilizat este ales dintre apă, toluen, acetat de etil, hexan, clorbenzen, 1,2-dicloretan, heptan, t-butil metil eter, benzen, acetonitril, ciclohexan, clorură de metilen, alcool tbutilic și amestecuri ale acestora.

5. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, catalizatorul pe bază de ruteniu este ales dintre RuW^OggSiNag, RuCI₃, RuCI₂(PPh₃)₃, Ru(acac]₃, Ru(dimetilghOximato]₂(PPh₃)₂, Ru0₂, Ru/C, Ru(TPP)(CO](THF], Ru(bipy) CI , și _{2 2}

K₂SiRu(H₂0)W₁₁0₃g, în care TPP este tetrafenilporfină; acac este acetilacetonat și bipy este bipiridină.

6. Procedeu conform revendicărilor 1 și 5, caracterizat prin aceea că, catalizatorul pe bază de ruteniu este un catalizator pe bază de wolframat de sodiu și ruteniu, cu formula RuW^OggSiNag.

7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că hidroperoxidul este ales dintre peroxid de t-butil, hidroperoxid de cumen, peroxid de hidrogen și peroxid de benzoil.

8. Procedeu conform revendicărilor 1,,.7, caracterizat prin aceea că hidroperoxidul este peroxid de t-butil, catalizatorul pe bază de ruteniu este RuW^OggSiNag, iar solventul este heptan.

9. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că alchenele Δ5-steroidice prezintă structura corespunzătoare formulei generale I:

în care Z este:

sau în care: Y este ales dintre hidroxi, o grupare hidroxi esterificată, ceto și etilen cetal; X este ales dintre -CH₂-, -NH- sau -N(CH₃J- sau -N-2,4-di-metoxibenzil; iar A este ales dintre hidrogen, ceto, hidroxil protejat, acetat, hidroxi, amino protejat, amino, alchil C_V1O, alchil C.|._1O substituit cu arii, alchil substituit cu arii carbamoil, alchil C₁₁₀ carbonil, arilcarbonil, alchil C₁₁₀ substituit cu eter, alchil C₁₁₀ substituit cu ceto, alchil C_11o substituit cu heteroaril, ester carboxilic, carboxamidă, carbamat, derivați de anilide substituiți sau nesubstituiți, uree, C₁₁₀ alchilcarbonilamino, etilen cetal, eter și arileter substituit sau nesubstituit.

RO 116550 Bl

1035

10. Procedeu conform revendicării 9, caracterizat prin aceea că, în gruparea A:

(a) hidroxilul protejat este ales dintre dimetil-t-butil sililoxi, trimetilsililoxi, trietilsililoxi, trAApropilsililoxi, trifenilsililoxi;

(b) amino protejat este acetamino;

(c) alchilul este ales dintre metil, etil, 1,5-dimetilhexil, 6-metilhept-2-il și 1-metil-4izopropilhexil;

(d) alchilul substituit cu arii este ales dintre omega-fenilpropil, 1-(clorfenoxi)etil;

(e) alchilul C^q substituit cu arii carbamoil este 2-(4-piridinil-carbamoil)-etil;

(f) alchilul C₁₁₀ carbonil este izobutilcarbonil;

(g) arilcarbonilul este fenilcarbonil;

(h) alchilul C_11O substituit cu eter este ales dintre 1-metoxi-etil și 1-etoxi-etil;

(i) alchilul 0_νιο substituit cu ceto este 1-ceto-etil, (j) alchilul C_V1O substituit cu heteroaril este omega-(4-piridil)-butil, (k) esterii carboxilici sunt esteri alchil carboxilici C_V1O selectați dintre carbometoxi și carboetoxi;

(l) carboxamidele sunt selectate dintre Ν,Ν-diizopropil carboxamidă. N-t-butil carboxamidă și N-(difenilmetil)carboxamidă;

(m) carbamații sunt aleși dintre t-butilcarbamat și izopropilcarbamat, (n) derivații de anilide substituiți sau nesubstituiți sunt aleși dintre cei în care gruparea fenil poate fi substituită cu 1...2 substituenți aleși dintre etil, metil, trifluormetil sau halogen (F, CI, Br, I);

(o) ureea este t-butilcarbonilamino uree;

(p) alchilul C,.^ carbonilamino este t-butilcarbonilamino;

(q) eterii sunt aleși dintre n-butiloxi și etilen cetal;

(r) arii eterul substituit sau nesubstituit este ales dintre clorfeniloxi, metilfeniloxi, feniloxi, metilsulfonilfeniloxi și pirimidiniloxi.

11. Procedeu conform revendicării 9, caracterizat prin aceea că, în alchenele Δ-5-steroidice, Z are formula structurală:

A în care A este ales dintre 6-metilhept-2-il, t-butilcarbamoil, fenilcarbamoil, 2,5ditrifluormetilfenilcarbamoil, 4-metilsulfonil-fenoxi, izobutilcarbonil, fenilcarbonil, 1metoxietil, 1-ceto-etil, 2-(4-piridinilcarbamoil]etil și clorfenoxietil.

12. Procedeu conform revendicării 11, caracterizat prin aceea că gruparea A este 6-metilhept-2-il.

13. Procedeu conform revendicării 9, caracterizat prin aceea că, în alchenele Δ-5-steroidice, Z are formula:

1040

1045

1050

1055

1060

1065

1070

RO 116550 Bl

1075 în care A este ales dintre fenoxi, clorfenoxi, metilfenoxi, 2-pirimidiniloxi și t-butilsililoxi.

14. Procedeu conform revendicării 9, caracterizat prin aceea că Y este 0C(0)CH₃, iar X este -CH₂-,