Het Anabolenboek

Willem Koert
Aede de Groot

Wageningen, 18/10/2006

5. De Naamgeving van Steroïden

Aede de Groot, Willem Koert

De beste bron van informatie over een stof levert zijn structuurformule, maar niet iedereen kan die lezen en interpreteren. Een juiste naam is dan een alternatief. Je moet weten over welke stof je praat. Je wilt weten welke stof er in een geneesmiddel, voedingsupplement of anabolenpreparaat zit. Daarover mogen geen onduidelijkheden bestaan. Daarom behandelen we in dit hoofdstuk de internationaal afgesproken regels voor de naamgeving - chemici zeggen de nomenclatuur - van testosteron en andere steroidhormonen.

Voor anabole steroïden zijn vier steroidskeletten, die elk een eigen naam hebben, voor ons van belang: het gonaanskelet, het estraanskelet, het androstaanskelet en het pregnaanskelet (zie Figuur 1).

Het gonaanskelet is het eenvoudigste. De C19-methylgroep op C10 en de C18 methylgroep op C13, die wel aanwezig zijn in het androstaanskelet, ontbreken hier.

In het estraanskelet ontbreekt alleen de C19-methylgroep op C10. Dit skelet wordt ook regelmatig aangegeven als 19-nor-androstaan, maar dat is geen officiële naam. De aanduiding nor betekent dat er één C-atoom ontbreekt in het betreffende skelet. Er zijn veel 19-nor-anabole steroïden bekend, maar nandrolon (=19-nor-testosteron) is wel de allerbekendste.

Figuur 1

In het androstaanskelet zijn beide methylgroepen op C10 en C13 aanwezig.

Het pregnaan skelet heeft daarnaast ook nog een ethylgroep op de b-plaats aan C17.

In alle vier basisskeletten moet nog worden aangegeven hoe de koppeling van de A- en de B-ring is, 5a of 5b. Als beide posities van het H-atoom op C-5 mogelijk zijn, of als het niet bekend is hoe het zit, dan geven we dit aan met een slingerlijn in de structuurformule en met de aanduiding 5x in de naam. Als het H-atoom aan de onderkant zit, dan geven we dat in de structuurformule aan met een gearceerde binding en in de naam met de aanduiding 5a. Als het H-atoom aan de bovenkant zit dan is dit in de structuurformule aangegeven met een dikgetrokken wigvormige binding en in de naam met de aanduiding 5b.

De ruimtelijke structuurformules van het 5a en het 5b-androstaanskelet zijn in Figuur 2 getekend. De figuur laat zien hoe belangrijk het is voor de vorm van het molecuul hoe dit H-atoom aan C-5 gebonden zit. Het 5a-skelet is vrijwel vlak, maar het 5b-skelet heeft een knik in het molecuul. Dat betekent dat hij beduidend minder goed hecht aan de androgeenreceptor.

Figuur 2

Aan de C-atomen van het skelet kunnen ook andere groepen gebonden zitten dan waterstof. Zulke groepen noemen we substituenten, en elk substituent heeft een eigen naam, plaats, richting en functie. De substituenten methyl (-CH₃) en ethyl (-CH₂-CH₃) hebben we in hoofdstuk 2 al genoemd. De namen van deze substituenten zijn afgeleid van methaan en ethaan. We vervangen de uitgang –aan in deze gevallen door de uitgang –yl.

In testosteron zitten methyl-groepen op C10 en C13, de C-atomen van de methylgroepen zelf hebben respectievelijk de nummers 19 en 18. Het pregnaan skelet heeft een ethylgroep op de b-plaats aan C17, en de C-atomen van die ethylgroep hebben de nummers 20 en 21 (zie Figuur 1).

Het substituent aan C17 in testosteron is een hydroxylgroep. Die noemen we ook wel een alcoholgroep of kortweg een OH-groep. Deze substituent krijgt in de naam de uitgang –ol, afgeleid van alcohol. De substituent aan C3 is een carbonylgroep of oxogroep. Deze groep krijgt in de naam de uitgang –on. Een oudere naam voor deze groep is keton, en daar komt die uitgang –on vandaan.

Een dubbele binding tussen twee C-atomen is niet echt een substituent, maar hij heeft wel een zeer duidelijk eigen reactiepatroon en functie. Chemici geven de plaats van een dubbele binding nog vaak aan met de Griekse hoofdletter D = D, maar dit is in de steroid naamgeving een beetje ouderwets.

Een dubbele binding krijgt in de naam de uitgang –een. Deze uitgang wordt vastgeplakt aan de naam van het skelet, gonaan wordt dan goneen, estraan wordt estreen, androstaan wordt androsteen, en pregnaan wordt pregneen. De plaats van de dubbele binding geven we aan met een cijfer voor de naam van het skelet. In het geval van testosteron spreken we dus over D⁴-dubbele binding. Of we spreken over 4-androsteen, om aan te geven waar de dubbele binding in het skelet zit.

De onderstaande tabel noemt de substituenten die het meest voorkomen in anabole steroïden.

In de naam van een steroid kunnen we de substituenten plaatsen voor de naam van het steroidskelet, als een voorvoegsel. We kunnen ze ook achter de naam van het skelet zetten, als een uitgang (zie tabel). De plaats van het substituent in het skelet geven we aan met een cijfer, de richting geven we aan met de Griekse letters a of b. De cijfers en de Griekse letters plaatsen we voor het voorvoegsel of de uitgang.

Er mag eigenlijk maar één uitgang achter de naam van het steroidskelet staan. Als er meer substituenten aanwezig zijn, dan plaatsen we die als voorvoegsel voor de naam van het skelet. Chemici passen die regel niet altijd toe, maar een aantal vuistregels zijn:

- De halogeenatomen (F, Cl en Br) en methyl- en ethylgroepen zetten we als voorvoegsel voor de naam van het steroidskelet.

- Als een steroid een hydroxylgroep heeft, mag je het voorvoegsel hydroxy gebruiken of het steroid de uitgang –ol geven.

- De uitgang –een voor een dubbele binding plakken we vast aan de naam van het skelet.

- Als een steroid een carbonylgroep heeft, plaatsen we de uitgang -on achter de naam van het skelet.

Als we al deze regels, met nog een aantal andere conventies die we hier niet noemen, samen nemen en de officiële naam van testosteron formuleren, dan komt daar uit: 17b-hydroxy-10,13-dimethyl- 1,2,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17- tetradecahydrocyclopenta[a]phenanthreen-3-on.

Figuur 3

Dat is natuurlijk een onmogelijke naam. Daarom hebben chemici voor het dagelijks gebruik versimpelende afspraken gemaakt. Daarvan is de belangrijkste dat vier skeletten een eigen naam hebben gekregen, zoals we hierboven hebben verteld.

Een eenvoudiger naam voor testosteron is 17b-hydroxy-4-androsteen-3-on. Die naam geeft aan dat testosteron om te beginnen een androstaanskelet heeft. Aan dat skelet zit op C17 een b-OH-groep, op C3 een carbonylgroep, en tussen C4 en C5 een dubbele binding. Als het molecuul echt belangrijk is dan krijgt het een geheel eigen naam voor zichzelf. Dat noemen we een triviale naam - en in dit geval is dat testosteron.

Er zijn tegenwoordig goede computerprogramma’s beschikbaar die de juiste naam bij een structuurformule helpen vinden, of omgekeerd een naam in een structuurformule helpen vertalen. Het chemische tekenprogramma ChemDraw is een goed voorbeeld.

De hierboven vermelde afspraken komen uit de koker van de IUPAC (Intenational Union of Pure and Applied Chemistry). [1] Voordat de IUPAC in de jaren veertig en vijftig van de vorige eeuw afspraken maakte over de nomenclatuur van steroiden, bestond er een andere naamgeving. Dat verouderde systeem heeft in de supplementenindustrie recentelijk een onverwachte come back gemaakt.

Op etiketten van flesjes met pillen en in de bijbehorende reclameteksten, maar ook in wetenschappelijke publicaties, zien we nog vaak de naam etiocholaan. Dat is een ouderwetse naam voor het 5b-androstaanskelet (zie Figuur 4), die nog stamt uit de periode van voor de tweede wereldoorlog.

Het voorvoegsel etio betekent afgebroken in het Grieks. We hebben hier dus met een afgebroken cholaanskelet te maken.

Een oude term voor het 5a-androstaanskelet in dit naamsysteem is etioallocholaan. Het voorvoegsel allo betekent anders in het Grieks. Chemici gebruikten deze aanduiding ook voor andere steroidskeletten voor het aangeven van de 5a-configuratie.

Een androstaanskelet met een dubbele binding heet in dit systeem etiocholeen. Als er verder niks bij staat, dan zit de dubbele binding meestal tussen C2 en C3. Als de dubbele binding op een andere plaats in het skelet zit dan wordt dat aangegeven met de aanduiding D en het laagste nummer van de C-atomen aan weerskanten van die dubbele binding.

In wetenschappen zoals de biologie, de fysiologie, de endocrinologie, de medische wetenschappen en de voedingswetenschappen komen we de oude naamgeving nog wel tegen, ook al dringen onderzoekers erop aan om ook hier de juiste nomenclatuur te gebruiken [3]. Ook in de handel en in advertenties voor designer-supplementen met steroidcomponenten duiken allerlei oude namen weer op. De makers van die producten gebruiken de oude naamgeving overigens niet altijd op de juiste manier.

1. Steroid Nomenclature, Chemistry and Industry, London, (1950), 1-11; Steroid Nomenclature, Journal of the Chemical Society, (1951), 3526.
2. Nomenclature of steroids, Pure and Applied Chemistry, (1972), vol. 1, 2, 285.
3. D.E. Kime, Steroid Nomenclature, General and Comparative Endocrinology, (1995), 98, 119.