CH653321A5

CH653321A5 - 1alpha-hydroxylierte vitamin d-derivate und verfahren zu ihrer herstellung.

Info

Publication number: CH653321A5
Application number: CH8364/79A
Authority: CH
Inventors: Luca Hector F De; Heinrich K Schnoes; David E Hamer; Herbert E Paaren
Original assignee: Wisconsin Alumni Res Found
Priority date: 1978-01-16
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1985-12-31
Also published as: NL188901C; FR2438035B1; GB2013686A; JPS5828876B2; AU4339479A; CH658050A5; BE873512A; FR2478631B1; DK169871B1; DK374083A; DK147912B; IE790055L; SE429971B; US4195027A; DK170437B1; FR2478631A1; DE2933189C2; NZ189388A; WO1979000513A1; FR2529888A1

Description

Die Erfindung betrifft Verbindungen mit einer Vitamin D-artigen Wirksamkeit sowie Verfahren zur Herstellung solcher Verbindungen.

Es ist bekannt, dass die Vitamine D bestimmte biologische Wirkungen zeigen, wie die Stimulierung der intestinalen Calciumabsorption, die Stimulierung der Knochen-Mineralien-Resorption und die Verhinderung von Rachitis. Es ist auch bekannt, dass diese biologische Wirksamkeit davon abhängt, dass diese Vitamine in vivo verändert werden, d.h. zu hydroxylierten Derivaten metabolisiert werden.

Beispielsweise zeigen gegenwärtige Beweise, dass la,25-Di-hydroxyvitamin D3 die in vivo wirksame Form von Vitamin D3 darstellt und die für die vorstehend erwähnten biologischen Wirkungen verantwortliche Verbindung ist.

Die synthetischen la-Hydroxyvitamin D-Analogen, wie la-Hydroxyvitamin D3 und la-Hydroxyvitamin D2, zeigen auch eine ausgeprägte biologische Wirksamkeit, und derartige Verbindungen sowie die natürlichen Metabolite sind vielversprechend als Mittel zur Behandlung verschiedener Cal-cium-Metabolismen und Knochenerkrankungen, wie Osteodystrophie, Osteomalazie und Osteoporose.

Stand der Technik:

Da die la-Hydroxylierung ein wesentliches Element bei der Verleihung biologischer Wirksamkeit an Vitamin D-Verbindungen und ihre Derivate darstellt, bestand ein zunehmendes Interesse an Methoden zur chemischen Bewir-kung dieser Hydroxylierung. Mit Ausnahme einer empfohlenen Verfahrenweise für die Totalsynthese von la-Hydroxyvitamin D3 [Lythgoe et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans I, Seite 2654 (1974)] bezogen sämtliche bisherigen Synthesen für la-hydroxylierte Vitamin D-Verbindungen die Herstellung eines la-hydroxylierten Steroids ein, aus dem nach Umwandlung in das entsprechende la-Hydroxy-5,7-diensterol-bzw. -sterin-Derivat die gewünschte Vitamin D-Verbindung nach den bekannten photochemischen Methoden erhalten wird. So sind die verfügbaren Synthesen mehrstufige Verfahren und sind in vielen Fällen unzureichend und aufwendig.

Beispiele für andere Synthesen unter Einbeziehung der la-Hydroxylierung in mit Vitamin D verwandten Verbindungen sind in folgenden Literaturstellen zu finden. Process for Préparation of Steroid Derivative, Ishikawa et al., US-PS

3 929 770 vom 30. Dezember 1957; Process for Préparation of la,25-Dihydroxycholecalciferol, Matsunaga et al., US-PS

4 022 768 vom 10. Mai 1977; la-Hydroxycholecalciferol, DeLuca et al., US-PS 3 741 996 vom 26. Juni 1973; la-Hydroxyergocalciferol and Processes for Preparing Same, DeLuca et al„ US-PS 3 907 843 vom 23. September 1975; The Sélénium Dioxide Oxidation of Cholcalciferol, Bohumil Pelc, Steroids, Band 30, Nr. 2, August 1977.

Darstellung der Erfindung:

Es wurden neue Verbindungen der Formel I gemäss Anspruch 1 mit Vitamin D-artiger Wirksamkeit sowie ein neues Verfahren zur Einführung einer Hydroxylgruppe in die Stellung des Kohlenstoffs 1 (C-l) in das Vitamin D- oder Vitamin D-Derivat-Molekül gefunden. Das Verfahren unterscheidet sich in seinem Konzept und in der Ausführung stark von bekannten Synthesen. Dieses Verfahren, das im folgenden genauer geschrieben wird, ermöglicht die direkte Einführung einer Sauerstoff-Funktion am C-l durch Allyloxidation.

Im allgemeinen besteht die erfindungsgemässe Verfahrensweise in der Herstellung von la-hydroxylierten Verbindungen mit der folgenden Formel

K

OH

durch Allyloxidation von Verbindungen (im folgenden allgemein als «Cyclovitamin D» bezeichnet) mit der allgemeinen Formel

F

Gewinnen der la-hydroxylierten Cyclovitamin D-Verbindung aus dem Allyloxidations-Reaktionsgemisch, Acylieren der gewonnen Verbindung und Gewinnen des resultierenden

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la-O-Acyl-Derivats, Unterziehen dieses Derivats einer sauer katalysierten Solvolyse, Gewinnen der gewünschten la-O-Acyl-Vitamin D-Verbindung und Hydrolysieren oder Reduzieren mit Hydrid-Reagentien des la-O-acylierten Produkts unter Bildung von la-Hydroxyvitamin D-Verbindungen.

In dem vorstehend beschriebenen Verfahren bedeutet R in den Formeln eine substituierte oder unsubstituierte, gesättigte oder ungesättigte Steroidseitenkette, im allgemeinen eine substituierte und ungesättigte Cholesterinseitenketten-gruppe, und Z stellt Wasserstoff oder eine niedrig-Alkyl-oder niedrig-Acylgruppe oder aromatische Acylgruppe dar. Vorzugsweise ist R eine Cholesterin- oder Ergosterinseiten-kettengruppe, die durch die Anwesenheit eines Wasserstoffs oder der Hydroxylgruppe an der Stelle, die die 25-Kohlen-stoffstellung (C-25) in dem gewünschten Produkt darstellen wird, charakterisiert ist.

Wird in der vorliegenden Beschreibung und in den Patentansprüchen das Wort «niedrig» zur Bezeichnung von Alkyl oder Acyl verwendet, so soll dies eine Kohlenwasserstoffkette mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bezeichnen, und es kann entweder eine geradkettige oder verzweigtkettige Konfiguration vorliegen. Eine aromatische Acylgruppe ist eine Gruppe, wie Benzoyl oder substituiertes Benzoyl. Auch soll in den verschiedenen dargestellten Formeln eine Wellenlinie zu einem beliebigen Substituenten anzeigen, dass der spezielle Substituent entweder in der stereoisomeren a- oder ß-Form vorliegt.

Insbesondere stellt bei der Durchführung des erfmdungs-gemässen Verfahrens R in den vorstehenden und folgenden Formeln sowie in den Patentansprüchen vorzugsweise eine Cholesterinseitenkettengruppe dar, die charakterisiert ist durch die Formel worin R,, R2 und R3 jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe von Wasserstoff, Hydroxy, niedrig-Alkyl, substituiertem niedrig-Alkyl, O-niedrig-Alkyl, substituiertem O-niedrig-Alkyl und Fluor. In der bevorzugtesten Seitenkettengruppe oder zweckmässig hergestellt und sind geeignete Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemässe Verfahren.

Das Cyclovitamin-Ausgangsmaterial für das Oxidations-verfahren wird zweckmässig aus einer Vitamin D-Verbindung mittels eines Zwei-Stufen-Verfahrens hergestellt, das darin besteht, eine Vitamin D-Verbindung, die eine 3ß-Hydroxygruppe enthält, in das entsprechende 3ß-Tosylat-

mit der vorstehenden Konfiguration sind R, und R3 Wasserstoff und R2 ist Hydroxyl. Andere bevorzugte Seitenket-tengruppen sind solche, worin Rj, R2 und R3 Wasserstoff darstellen, oder worin Rj Hydroxyl ist und R2 und R3 Was-5 serstoff sind, oder worin R! und R2 Hydroxyl sind und R3 Wasserstoff ist.

Eine weitere bevorzugte Seitenkettengruppe, die durch R dargestellt wird, ist die Ergosterinseitenkettengruppe, charakterisiert durch die Formel worin Rl5 und R2 und R3 jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe von Wasserstoff, Hydroxyl, niedrig-Alkyl, substi-20 tuiertem niedrig-Alkyl, O-niedrig-Alkyl, substituiertem O-niedrig-Alkyl und Fluor und R4 ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff und niedrig-Alkyl. Die bevorzugtesten Seitenkettengruppen mit der Ergosterin-Seitenketten-konfiguration sind solche, worin Rj und R3 Wasserstoff, R2 25 Hydroxyl und R4 Methyl sind, oder worin Rl5 R2 und R3 Wasserstoff bedeuten und R4 Methyl ist und worin die Stereochemie von R4 die des Ergosterins ist.

Es versteht sich, dass, wo immer Hydroxylgruppen in der Seitengruppe R des Cyclovitamin D-Ausgangsmaterials auf-30 treten, derartige Gruppen acyliert sein können, z.B. niedrig-Acyl, wie Acetyl oder substituiertes niedrig-Acyl, Benzoyl oder substituiertes Benzoyl, obwohl eine derartige Acylie-rung für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens nicht erforderlich ist.

35 Ferner sei festgestellt, dass die Seitenkettengruppe R nicht auf die vorstehend ausdrücklich und einzeln aufgezählten Arten beschränkt sein muss. Bei dem erfindungsgemäs-sen Verfahren handelt es sich um ein allgemeines Verfahren, das auf Cyclovitamin D-Verbindungen anwendbar ist, die 40 viele der üblichen Steroidseitenketten enthalten, z.B. die Seitenkette von Desmosterin, Cholansäure oder Homocholan-säure. Zusätzlich zu den vorstehend definierten Seitenkettengruppen werden Cyclovitamin D-Verbindungen, in denen die Seitenkettengruppe R beispielsweise durch folgende 45 Strukturen dargestellt wird:

Derivat umzuwandeln und anschliessend dieses Tosylat in einem geeigneten gepufferten Lösungsmittelgemisch, wie Methanol/Aceton, das Natriumacetat enthält, unter Bildung 65 des Cyclovitaminprodukts zu solvolysieren. Sheves und Ma-zur [J. Am. Chem. Soc. 97, 6249 (1975)] wendeten diese Folge auf Vitamin D3 an und erhielten als Hauptprodukt ein Cyclovitamin D3, dem sie die nachstehend gezeigte Struktur

zuordneten, d.h. 6R-Methoxy-3.5-cyclovitamin D3. Ein geringer Anteil des bei diesem Verfahren gebildeten Cyclovit-amins wurde als die entsprechende Verbindung mit dem Methoxy in der 6S-Konfiguration identifiziert.

Es wurde nunmehr gefunden, dass man bei Durchführung der Solvolysereaktion in Methanol unter Verwendung von NaHC03-Puffer eine bessere Ausbeute an Cyclovit-aminprodukt erhält als die nach Sheves und Mazur erhältliche.

CH.,0

Es wurde auch gefunden, dass Vitamin D-Verbindungen, die andere chemisch reaktive Substituenten tragen (z.B. Seitenketten-Hydroxylgruppen), wirksam in ihre Cyclovitamin D-Derivate umgewandelt werden können. Beispielsweise wird mit 25-Hydroxyvitamin D3 als Ausgangsmaterial bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren 25-Hydroxy-6-méthoxy-3,5-cyclovitamin D3 festgestellt. Die Struktur dieser Verbindung wird nachstehend gezeigt, worin R die 25-Hydroxycholesterin-Seitenkette darstellt. In gleicher Weise führt das vorstehende Verfahren mit 24, 25-Dihydroxyvit-amin D3 als Ausgangsmaterial zu 24,25-Dihydroxy-6-methyl-3,5-cycIovitamin D3, das durch die nachstehend gezeigte Struktur dargestellt wird, worin R die 24,25-Dihy-droxycholesterin-Seitenkette darstellt. Mit Vitamin D2 als Ausgangsmaterial führt die gleiche Reaktionsfolge zu Cyclovitamin D2, das ebenfalls durch die nachstehende Struktur dargestellt wird, worin jedoch R die Ergosterin-Seitenkette bedeutet. Diese Cyclovitamin D-Verbindungen sind neue Verbindungen.

In Analogie mit den Ergebnissen von Sheves und Mazur, loc. cit., kann dem Haupt-Cyclovitamin D-Produkt, das durch diese Reaktionen erhalten wird, die 6R-Methoxy-Stereochemie zugeordnet werden und dem geringeren Bestandteil (5-10%) des Cyclovitaminproduktgemischs die 6S-Methoxy-Konfiguration. Das erfmdungsgemässe Verfahren erfordert keine Trennung dieser Stereoisomeren, wobei es sich jedoch versteht, dass, falls gewünscht, eine derartige Trennung nach bekannten Methoden erzielt werden kann und dass jedes C-(6)-Epimere verwendet werden kann, jedoch nicht notwendigerweise mit der gleichen Verfahrensleistungsfähigkeit. Aus diesen Gründen wird die stereochemische Konfiguration am C-6 der Cyclovitamin D-Verbindungen in den Strukturen der Beschreibung und der Ansprüche nicht bezeichnet.

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R

CH.,0

Durch geeignete Wahl geeigneter Reagentien oder Bedingungen des erfindungsgemässen Verfahrens erhält man Cyclovitamin D-Analoge, die durch die folgende allgemeine Struktur veranschaulicht werden:

R

ZO

worin Z Wasserstoff, Alkyl oder Acyl bedeutet und R jegliche der Seitenkettenstrukturarten, wie sie vorstehend bzw. früher definiert wurden, darstellen kann. Wir beispielsweise Äthanol anstelle von Methanol in dem Solvolysemedium verwendet, so erhält man ein Cyclovitamin der vorstehenden Struktur, worin Z Äthyl bedeutet. Es ist ersichtlich, dass andere O-alkylierte Cyclovitamin D-Produkte erhalten werden können durch Verwendung des geeigneten Alkohols in dem Reaktionsmedium.

In gleicher Weise führt ein Solvolysereaktionsmedium, das aus Lösungsmitteln zusammengesetzt ist, die H20 enthalten, wie Aceton/H20 oder Dioxan/H20, in Anwesenheit eines Acetatsalzes oder eines anderen Puffermittels zu der entsprechenden Cyclovitamin D-Verbindung der vorstehend gezeigten Formel, worin Z Wasserstoff bedeutet. Sheves und Mazur [Tetrahedron Letters (Nr. 34) Seite 2987-2990 (1976)] haben so tatsächlich 6-Hydroxycyclovitamin D3 hergestellt, d.h. die Verbindung, die durch die vorstehende Struktur dargestellt wird, worin Z Wasserstoff ist und R die Choleste-rinseitenkette bedeutet, durch Behandlung von Vitamin D3-tosylat mit wässrigem Aceton, gepuffert mit KHC03.

Es wurde nunmehr gefunden, dass gegebenenfalls ein 6-Hydroxycyclovitamin in das entsprechende Acyl-Derivat (d. h. Z = Acyl, wie Acetyl oder Benzoyl) umgewandelt werden kann durch Acylierung unter Verwendung von Stan5

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dardbedingungen (z.B. Essigsäureanhydrid/Pyridin). Das acylierte Cyclovitamin D der vorstehend gezeigten Struktur, worin Z Acetyl darstellt, kann ebenfalls als geringeres Produkt erhalten werden, wenn die Solvolysereaktion in einem Medium von trockenem Methanol durchgeführt wird, das Natriumacetat enthält. Die Cyclovitamin D-Verbindung, worin Z Methyl darstellt, ist ein bevorzugtes Ausgangsmaterial für nachfolgende Reaktionen.

Beim erfmdungsgemässen Verfahren wird die Allyloxidation im allgemeinen in einem geeigneten Lösungsmittel durchgeführt, wie beispielsweise CH2C12, CHC13, Dioxan oder Tetrahydrofuran, unter Verwendung von Selendioxid als Oxidationsmittel. Auf Grund der Natur dieser Oxida-tionsreaktion ist es bevorzugt, sie bei Raumtemperatur oder niedrigeren Temperaturen durchzuführen. Die Oxidationsre-aktion wird besonders zweckmässig auch in Anwesenheit eines Hydroperoxids, wie tert.-Butylhydroperoxid, durchgeführt. Das Oxidationsprodukt, d.h. die la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung, wird leicht aus dem Reaktionsgemisch durch Lösungsmittelextraktion (z. B. Äther) gewonnen und wird zweckmässig weiter durch Chromatographie gereinigt. Andere Allyloxidationsmittel können gegebenenfalls verwendet werden, wobei es sich versteht, dass mit derartigen anderen Oxidationsmitteln Änderungen der Produktausbeute erfolgen können und dass die Bedingungen zur Durchführung der Oxidation einzustellen sind, was für den Fachmann ersichtlich ist. Die bei der Allyloxidation von Cyclovitamin D-Produkten resultierenden Produkte der vorstehend gezeigten Struktur, worin Z niedrig-Alkyl (z.B. Methyl) darstellt, lassen sich leicht durch die folgende Formel darstellen.

F

.OH

worin R jegliche der vorstehend bzw. früher definierten Sei-tenkettenstrukturen darstellt und Z niedrig-Alkyl (z. B. Methyl) bedeutet.

Die Oxidation der Cyclovitamine durch das erfindungs-gemässe Verfahren führt zur Bildung von 1-Hydroxycyclo-vitaminen, die zu der gewünschten la-Stereochemie führen, d.h. die Stereochemie von biologisch wirksamen 1-hydroxy-lierten Vitamin D-Metaboliten. Die Stellungs- und stereochemische Selektivität sowie die ausgeprägte Wirksamkeit des Oxidationsverfahrens sind beide neu und überraschend, und alle beschriebenen la-Hydroxy vitamine sind neue Verbindungen.

Geringfügige Produkte, die aus der Selendioxidoxidation von Cyclovitamin D-Verbindungen resultieren, sind 1-Oxo-cyclovitamin D-Derivate der folgenden Struktur

R

ZÜ

worin Z niedrig-Alkyl bedeutet und R jegliche der früher bzw. vorstehend definierten Seitenkettengruppen darstellt. Diese 1-Oxocyclovitamin D-Derivate werden leicht durch Hydrid-Reagentien (z. B. LiAlH4 oder NaBH4 oder äquivalente Reagentien) unter Bildung von vorwiegend la-Hydroxycyclovitamin D-Derivaten der vorstehend dargestellten Formel reduziert. Die leichte Reduktion von 1-Oxocyclovit-amin D-Verbindungen und insbesondere die überwiegende Bildung von 1-Hydroxycyclovitamin D-Verbindungen, die die la-Stereochemie aufweisen stellt ein überraschendes Moment dar, da mechanistische Argumente die Näherung des Hydrid-Reduktionsmittels von der weniger gehinderten Seite des 1-Oxocyclovitamin D-Moleküls vorsehen würden, was zur überwiegenden Funktion des 1 ß-Hydroxycyclovitamin-Epimeren führen würde.

Die Acylierung der gewonnenen la-Hydroxycyclovit-amin D-Verbindung führt man zweckmässig mittels Standardmethoden mit bekannten bzw. üblichen Acylierungsmit-teln, eines davon ist beispielsweise Essigsäureanhydrid, in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Pyridin, durch, und man arbeitet normalerweise bei Raumtemperatur während mehrerer Stunden, z. B. über Nacht. Das Acylierungsprodukt ist die entsprechende la-O-Acylcyclovitamin D-Verbindung, die zweckmässig in ausreichender Reinheit für weitere Reaktionen gewonnen wird durch Lösungsmittel-(z.B. Äther)-extraktion aus dem Medium mit anschliessender Verdampfung der Lösungmittel.

Es kann erwartet werden, dass unter diesen Bedingungen auch jegliche primäre oder sekundäre Hydroxylgruppen, die in der Seitenkette (R) der la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung vorhanden sind, ebenfalls acyliert werden. Wird eine vollständige Acylierung von tertiären Hydroxylgruppen (z.B. der 25-Hydroxygruppen) gewünscht, so sind normalerweise kräftigere Acylierungsbedingungen erforderlich, z. B. erhöhte Temperaturen (75-100 °C). In solchen Fällen ist es günstig, die Reaktion unter einer Stickstoffatmosphäre durchzuführen, um eine Zersetzung labiler Verbindungen zu vermeiden. Die Produkte derartiger Acylierungen können durch die folgende Formel dargestellt werden:

R

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worin Y eine niedrig-Acylgruppe oder aromatische Acylgruppe darstellt und Z niedrig-Alkyl bedeutet, und worin R jegliche der früher in dieser Beschreibung definierten Ste-roidseitenketten darstellen kann, wobei es sich versteht, dass ursprünglich vorhandene sekundäre oder primäre Hydroxylgruppen nunmehr als der entsprechende O-Acyl-Substituent erscheinen und jegliche ursprünglich vorhandene tertiäre Hydroxylgruppe je nach der gewählten Bedingung Hydroxyl oder O-Acyl sein kann.

Die Umwandlung des la-O-Acylcyclovitamins in das la-O-Acylvitamin D-Derivat erzielt man durch säurekatalysierte Solvolyse des Cyclovitamins. So führt das Erwärmen von la-O-Acylcyclovitamin D mit p-Toluolsulfonsäure in einem geeigneten Lösungsmittelgemisch (z. B. Dioxan/H20) zur la-O-Acyl vitamin D-Verbindung. Sheves und Mazur verwendeten diese Reaktion zur Umwandlung von Cyclovitamin D3 in Vitamin D3 [J. Am. Chem. Soc., 97, 6249 (1975)].

Es war aus dem Stand der Technik nicht herzuleiten und ist überraschend, dass nunmehr la-O-Acylcyclovitamin D-Verbindungen klar in guten Ausbeuten in das entsprechende la-O-Acylvitamin durch saure Solvolyse umgewandelt werden. Dieses Ergebnis war völlig unvorhersehbar, da es zu erwarten war, dass die allylische la-Sauerstoff-Funktion einer la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung Solvolysebedingun-gen zugänglich sein würde. Die direkte Solvolyse des la-Hydroxycyclovitamins D kann in Anwesenheit von organischen Carbonsäuren, z.B. Essigsäure, Ameisensäure, mit anschliessender Gewinnung des entsprechenden 3-O-Acyl-la-hydroxyvitamin D-Derivats und Umwandlung dieses Derivats in die entsprechende Hydroxyverbindung durchgeführt werden.

Es ist auch wichtig, dass jegliche tertiäre oder Allylalko-holfunktion, die in der Seitenkette auftreten kann, als entsprechende Acylate oder andere geeignete säurestabile Schutzgruppe geschützt wird. Das erzeugte la-O-Acylvit-amin D wird leicht aus dem Solvolysegemisch durch Lösungsmittelextraktion gewonnen und wird weiter gereinigt durch Chromatographie. Die Solvolysereaktion führt sowohl zu la-O-Acylvitamin D, das die natürliche 5,6-cis-Doppelbindungsgeometrie aufweist, als auch zum entsprechenden la-O-Acylvitamin D mit der 5,6-trans-Geometrie in einem Verhältnis von etwa 5:1. Diese Produkte werden durch Lösungsmittelextraktion und Chromatographie getrennt unter Bildung der reinen Form des la-O-Acylvitamin D-Produkts der nachstehend gezeigten allgemeinen Formel (sowie, falls gewünscht, des entsprechenden 5,6-trans-Isome-ren)

HO

worin Y eine niedrige Acylgruppe (z. B. Acetyl) oder aromatische Acylgruppe (z.B. Benzoyl) darstellt und worin R jegliche der früher bzw. vorstehend definierten Steroidseitenket-ten bedeutet, wobei es sich versteht, dass alle Hydroxylfunk-tionen als ihre entsprechenden O-Acyl-Derivate vorliegen.

la-O-Acylcyclovitamin D-Derivate werden bequem in die gewünschten 1 a-Hydroxyvitamin D-Verbindungen durch hydrolytische oder reduktive Entfernung der Acyl-

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schutzgruppe umgewandelt. Die speziell gewählte Methode hängt von der Natur der Verbindung ab, insbesondere auch von der Natur der Seitenkettengruppe R und ihren Substi-tuenten. Es versteht sich beispielsweise, dass man die Hydridreduktion nicht verwenden würde, wenn eine gleichzeitige Reduktion einer anderen reduzierbaren Funktion, z.B. von Keton oder Ester, vermieden werden soll, oder würde man derartige Funktionen vor der reduktiven Entfernung von Acylgruppen in geeigneter Weise modifizieren. So führt die Behandlung der acylierten Verbindung mit einem geeigneten Hydridreduktionsmittel (z. B. Lithiumaluminiumhydrid) zu der entsprechenden la-Hydroxyvitamin D-Verbindung. In gleicher Weise wird durch milde basische Hydrolyse (z. B. KOH/MeOH) die acylierte Verbindung in das gewünschte la-Hydroxy-Derivat umgewandelt, wobei es sich versteht, dass, falls die Seitenkette sterisch gehinderte (z. B. tertiäre) O-Acylgruppen trägt, kräftigere Bedingungen (erhöhte Temperaturen, verlängerte Reaktionszeiten) erforderlich sein können. Die nach jeglicher Methode hergestellte la-Hydroxyvitamin D-Verbindung kann leicht in reiner Form durch Lösungsmittelextraktion (z.B. Äther) und Chromatographie und/oder Kristallisation aus einem geeigneten Lösungsmittel gewonnen werden.

Eine alternative und neue Methode zur Umwandlung der la-O-Acylcyclovitamin D-Verbindungen in entsprechende Vitamin D-Derivate besteht in der säurekatalystierten Solvolyse der Cyclovitaminverbindung in einem Medium, das aus einer organischen Säure (z. B. Essigsäure, Ameisensäure) oder aus einer organischen Säure mit einem Co-Lösungsmit-tel, wie Aceton oder Dioxan, falls zur Löslichmachung des Cyclovitamins erforderlich, besteht. Es stellt einen besonderen Vorteil dieses Verfahrens dar, dass, falls die Seitenkettengruppe R irgendwelche tertiären Hydroxylgruppen (z. B. die 25-Hydroxygruppe) enthält, der Schutz derartiger funktioneller Gruppen, z. B. in Form ihrer Acyl-Derivate, nicht notwendig ist. So führt beispielsweise die Solvolyse von la-O-Acetoxyvitamin D3 in Eisessig zu la-Acetoxyvitamin D3-3ß-acetat, sowie zu ein wenig der entsprechenden 5,6-trans-Verbindung (Produktverhältnis etwa 3:1). Diese Produkte können durch Chromatographie getrennt werden oder kann das Gemisch unter basischen Bedingungen (wie KOH/ MeOH) hydrolysiert werden unter Bildung von la-Hydroxy-vitamin D3 und dem entsprechenden la-Hydroxy-5,6-trans-5,6-vitamin D3, die anschliessend durch Chromatographie getrennt werden können. Diese Methode kann auf jegliche la-O-Acylcyclovitamin D-Verbindung angewendet werden, die irgendeine der Seitenkettengruppen R aufweist, die vorstehend in der Beschreibung definiert wurden.

Noch vorteilhafter kann die Solvolyse von la-O-Acylcy-clovitaminen in Ameisensäure oder Ameisensäure plus einem geeigneten Co-Lösungsmittel, wie Dioxan, durchgeführt werden. Dieses Verfahren führt zur Bildung von la-O-Acylvitamin D-3ß-formiat-Derivaten, dargestellt durch die folgende Formel

R

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worin Y eine niedrig-Acylgruppe (vorzugsweise nicht For-myl) oder eine aromatische Acylgruppe darstellt und R jegliche der früher bzw. vorstehend definierten Seitenkettengrup-pen bedeutet. Wiederum wird die entsprechende 5,6-trans-Verbindung ebenfalls als geringeres Produkt gebildet. Da die 3ß-0-Formylgruppe sehr leicht unter Bedingungen hydroly-siert wird, bei denen die la-O-Acylgruppe nicht angegriffen wird (z. B. durch Behandlung mit Kaliumcarbonat während einiger Minuten, wie durch die speziellen Beispiele gezeigt), werden die vorstehenden gemischten 3-O-Formylprodukte leicht in la-O-Acylvitamin D und sein entsprechendes 5,6-trans-Isomeres umgewandelt. Dieses Gemisch kann zweckmässig in dieser Stufe durch chromatographische Methoden getrennt werden unter Bildung von reinem la-O-Acylvit-amin D und dem entsprechenden 5,6-trans-la-O-Acylvit-amin D, die nunmehr getrennt der basischen Hydrolyse oder der reduktiven Spaltung der Acylgruppe unterzogen werden können unter Bildung der la-Hydroxyvitamin D-Verbin-dung und der 5,6-trans-la-Hydroxyvitamin D-Verbindung.

Eine andere neue Verfahrensweise zur Umwandlung der la-O-Acylcyclovitamin-Derivate in la-0-Acyl-3ß-formyl-vitamin D-Verbindungen der vorstehend veranschaulichten Formel erfolgt unter Verwendung der «Kronenäther»-Kata-lyse. Beispielsweise wandelt ein Zwei-Phasen-System, bestehend aus Ameisensäure und einer Kohlenwasserstofflösung (z.B. Hexan/Benzol) von la-O-Acylcyclovitamin D, das einen geeigneten Kronenäther (z.B. 15-Krone-5 bzw. 15-crown-5, Aldrich Chemical Co., Milwaukee) und Formiat-Ion enthält, das la-O-Acylcyclovitamin D in guter Ausbeute in das la-0-Acyl-3ß-0-formylvitamin D-Derivat um. Das entsprechende 5,6-trans-Isomere wird als geringeres Produkt gebildet und wird zweckmässig durch Chromatographie abgetrennt.

Eine weitere Variation der eben beschriebenen Methoden besteht in der Umwandlung einer la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung in das entsprechende la-O-Formyl-Derivat (z. B. mittels Essigsäure-Ameisensäure- Anhydrid in Pyridin), dargestellt durch die folgende Formel:

R

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.OC Fl worin R jegliche der vorstehend definierten Seitenketten-gruppen darstellt und Z niedrig-Alkyl bedeutet, und Unterziehen dieses Zwischenprodukts einer Solvolyse in Eisessig, wie vorstehend beschrieben, unter Erzielung von la-Formyl-oxyvitamin D-3ß-acetat und als geringeres Produkt des entsprechenden 5,6-trans-Isomeren. Die Entfernung der For-mylgruppe wie vorstehend beschrieben führt zum la-Hydroxyvitamin D3-acetat und seinem 5,6-trans-Isomeren, die zweckmässig in dieser Stufe durch Chromatographie getrennt werden und anschliessend getrennt der Hydrolyse oder reduktiven Spaltung der Acetate unterzogen werden unter Bildung einer reinen la-Hydroxyvitamin D-Verbindung und ihres 5,6-trans-Isomeren.

Das erfindungsgemässe Allyloxidationsverfahren kann auch auf Cyclovitamin D-Verbindungen angewendet werden, die 6-Hydroxy- oder 6-0-Acylgruppen tragen. So können Cyclovitamin D-Verbindungen der folgenden Struktur

R

ZO.

worin Z Wasserstoff darstellt und R jegliche der vorstehend definierten Seitenkettengruppen bedeutet, am Kohlenstoff 1 durch das Allyloxidationsverfahren der Erfindung oxidiert werden unter Bildung von la-Hydroxy-6-hydroxycyclovit-amin D-Verbindungen und l-Oxo-6-hydroxycyclovitamin D-Verbindungen. Unter den vorstehend beschriebenen Oxi-dationsbedingungen tritt auch eine gewisse Cycloumkehrung der la-Hydroxy-6-hydroxycyclovitamin D-Verbindung in ein Gemisch von 5,6-cis- und 5,6-trans-la-Hydroxyvitamin D-Verbindungen auf. Alle Produkte werden leicht aus dem Oxidationsgemisch durch Chromatographie gewonnen. Die la-Hydroxy-6-hydroxycyclovitamin D-Verbindungen, die durch Allyloxidation erhalten werden, können acyliert werden (z. B. acetyliert) nach dem vorstehend beschriebenen Standardverfahren, und die resultierenden 1,6-Diacylcyclo-vitamin D-Zwischenprodukte werden leicht durch saure Solvolyse, wie vorstehend diskutiert, in 5,6-cis- und 5,6-trans-la-O-Acylvitamin D-Verbindungen umgewandelt, die leicht durch Chromatographie getrennt werden. Die Hydrolyse (nach bekannten bzw. üblichen Verfahren) der 1-O-Acyl-Derivate führt zu den gewünschten la-Hydroxyvitamin D-Produkten bzw. zu deren 5,6-trans-Isomeren. Die l-Oxo-6-Hydroxycyclovitamin D-produkte werden leicht durch Hy-drid-Reagentien zu la-Hydroxycyclovitamin -Derivaten reduziert.

In gleicher Weise können Cyclovitamin D-Verbindungen der vorstehend gezeigten Struktur, worin Z Acyl bedeutet (z. B. Acetyl, Benzoyl) und R jegliche der vorstehend definierten Seitenkettengruppen darstellt, durch die Reaktionsfolge Allyloxidation, Acylierung, saure Solvolyse und schliesslich Hydrolyse der Acylgruppen, wie für den Fall der 6-Hydroxy-Analogen beschrieben, in la-Hydroxyvitamin D-Produkte und ihre entsprechenden 5,6-trans-Isomeren umgewandelt werden.

Es ist ferner nennenswert und überraschend, dass es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung gezeigt hat, dass la-Hydroxyvitamin D-Verbindungen leicht und wirksam in la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindungen umgewandelt werden durch Solvolyse der 3ß-Tosylate (oder Mesylate) von la-Hydroxy- oder la-O-Acylvitamin D-Derivaten. Beispielsweise führt la-Acetoxyvitamin D3-3-tosylat bei der Solvolyse unter Anwendung der vorstehend beschriebenen

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Bedingungen, z. B. Erwärmen in Methanol-Lösungsmittel, enthaltend NaHC03, zu la-Hydroxy-6-methoxy-3,5-cyclo-vitamin D3. Die Oxidation dieses Produkts (z.B. mit Mn02 in CH2C12-Lösungsmittel) führt zu dem entsprechenden 1-Oxo-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D3-Analogen wie in den speziellen Beispielen beschrieben.

Wege zur Ausführung der Erfindung:

In den folgenden Beispielen, die lediglich zur Erläuterung dienen, entsprechen die Nummern zur Identifikation spezieller Produkte, z.B. 3a für la-Hydroxycyclovitamin D3, den Nummern, die den verschiedenen Strukturen für derartige Produkte, wie nachstehend angegeben, zugeordnet wurden.

HO /

K

5

a: R =

b: R =

r^

c: R =

d: H =

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9 Z = Ac

R R

a: R

b: R

c: R

d: R

OH

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Beispiel 1

la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) und 1-Oxo-cyclovitamin D3 (7a)

Zu einer gerührten Suspension von 1,4 mg (1,2 • 10"5 Mol) Se02 in 1,0 ml trockenem CH2C12 fügt man 7 |il (5,1 • 10 ~5 Mol) einer 70%-igen Lösung von tert.-Butyl-hydroperoxid (t-BuOOH). Nach 25-minütigem Rühren fügt man eine Lösung von 9 mg (2,3 • 10"s Mol) 3,5-Cyclovit-amin D3 [Verbindung 2a, hergestellt aus Vitamin D3 (la) nach der Methode von Sheves und Mazur, J. Am. Chem. Soc. 97, 6249 (1975)] in 0,5 ml CH2C12 tropfenweise zu. Das Gemisch wird bei Raumtemperatur während weiterer 25 Minuten gerührt. Anschliessend werden 2,0 ml 10% NaOh zugesetzt, und dieses resultierende Gemisch wird mit 15 ml Di-äthyläther verdünnt. Die organische Phase wird abgetrennt und nacheinander mit 2 x 10 ml 10% NaOH, 1 x 10 ml H20, 3 x 10 ml gesättigtem FeS04 und 15 ml gesättigtem NaCl gewaschen und anschliessend über MgS04 getrocknet. Durch Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum erhält man ein öliges Produkt, das nach Chromatographie an einer Sili-ciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (10 x 20 cm, 750 (im), entwickelt in 30% Äthylacetat: Skellysolve B, 4,5 mg (43% Ausbeute) eines la-Hydroxy-3,5-cyclovitamins D3 (3a) ergibt: Massenspektrum: (m/e) 414(30), 382(70), 341(35), 269(20), 247(45), 174(25), 165(30), 135(65); NMR-Spektrum: S 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,61 (2H, m, 4-H2), 0,87 (6H, d, 26-H3 und 27-H3), 0,92 (3H, d, 21-H3), 3,26 (3H, s, 6-OCH3), 4,18 (IH, d, J = 9,0 Hz, 6-H), 4,22 (1H, m, 1-H), 4,95 (1H, d, J = 9 Hz, 7-H) 5,17 (IH, d, J = 2,2 Hz, 19(Z)-H), 5,25 (1H, d, J = 2,2 Hz, 19(E)-H).

Als geringere Komponente wurden 2,0 mg (19% Ausbeute) 1-Oxocyclovitamin D3 (7a) aus dem Reaktionsgemisch isoliert: Massenspektrum: (m/e) 412 (40), 380 (50), 267 (15), 247 (23), 135 (50), 133 (100); NMR-Spektrum: 5 0,49 (3H, s, 18-H3), 0,58 (2H, m, 4-H2), 0,87 (6H, d, 26-H3), 0,93 (3H, d, 21-H3), 3,30 (3H, s, 6-OCH3), 4,07 (1H, d, J = 9,0 Hz, 6-H), 5,02 (IH, d, J = 9,0 Hz, 7-H), 5,62 (1H, s, 19(Z)-H), 6,04 (1H, s, 19(E)-H); UV-Spektrum: 248 (4000).

Beispiel 2 la-Acetoxy-cyclovitamin D3 (4a)

1,5 mg der Verbindung 3a werden in 200 |il trockenem Pyridin und 50 |xl Essigsäureanhydrid gelöst. Das Reaktionsgemisch wird über Nacht bei Raumtemperatur gehalten und anschliessend mit 5 ml gesättigter NaHC03-Lösung verdünnt. Diese Lösung wird mit drei 5 ml-Anteilen Äther extrahiert, und die organischen Extrakte werden mit 2 x 10 ml H20 gewaschen, über MgS04, getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt unter Bildung der Verbindung 4a: NMR-Spektrum: 8 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,69 (2H, m, 4-H2), 0,87 (6H, d, 26-H3 und 27-H3), 0,92 (3H, d, 21-H3), 2,10 (3H, s, 1-0Ac), 3,26 (3H, s, 6-0CH3), 4,18 (1H, d, J = 9,2 Hz, 6-H), 4,98 (IH, d, J = 9,2 Hz, 7-H), 4,98 (1H, d, J = 2,1 Hz, 19(Z)-H), 5,23 (1H, m, 1-H), 5,25 (1H, d, J-2,1 Hz, 19(E)-H).

Beispiel 3 la-Hydroxyvitamin D3 (6a)

Eine Lösung von 1,3 mg (4a) in 0,5 ml eines 3:1-Ge-mischs von 1,4-Dioxan und H20 wird auf 55° erwärmt, 0.2 mg p-Toluolsulfonsäure in 4 nl H20 werden zugesetzt, und es wird weitere 0,5 Stunden erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend mit 2 ml gesättigtem NaHC03 abgeschreckt und mit zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert. Die organischen Extrakte werden über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum verdampft. Das rohe Produkt wird anschliessend auf eine 10 x 20 cm Sili-ciumdioxidgel-Platte aufgebracht, in 30% EtOAc: Skellysolve B entwickelt, unter Bildung von 400 pg des Produkts 5a: UV-Spektrum: X,nvix 264 nm; Massenspektrum: m/e 442 (M +, 75) 382 (70),'269 (15), 134 (100); NMR-Spektrum: 6 0,52 (3H, s, 18-H3), 0,86 (6H, d, J = 5,5 Hz, 26-H3 und 27-H3), 0,91 (3H, d, J = 5,9 Hz, 21-H3), 2,03 (3H, s, 1-OCOCH3 ), 4,19 ( 1 H, m, 3-H), 5,04 ( 1 H, d, J = 1,5 Hz, 19(Z)-H), 5,31 (1H, m (scharf), 19(E)-H), 5,49 (1H, m, 1-H), 5,93 (IH, d, J = 11,4 Hz, 7-H), 6,37 (lH,d,J = 11,4 Hz, 6-H).

Das Produkt 5a wird in 0,5 ml Äther aufgenommen und mit überschüssigem LiAlH4 behandelt. Das Reaktionsgemisch wird mit gesättigter NaCl-Lösung abgeschreckt, und das Produkt wird durch Filtrieren und Verdampfen des Lösungsmittels im Vakuum isoliert. Das einzige Produkt (6a) ergibt eine Co-Chromatographie mit einer Standardprobe von la-Hydroxyvitamin D3 in 97:3 CHCl3:CH3OH (la-Hydroxyvitamin D3, R, = 0,10, 1 ß-Hydroxyvitamin D3, Rf = 0,15, Reaktionsprodukt (6a), Rf = 0,10). Dieses Produkt weist ein Xlrmx = 264 nm und ein Massenspektrum und ein NMR-Spektrum auf, die identisch mit denjenigen des authentischen la-Hydroxyvitamins D3 sind.

Beispiel 4 25-Hydroxycyclovitamin D3 (2b)

Eine Lösung von 100 mg 25-Hydroxyvitamin D3 (lb) und 150 mg p-Toluolsulfonylchlorid in 0,5 ml trockenem Pyridin lässt man 24 Stunden bei 3° reagieren und schreckt anschliessend mit 5 ml gesättigtem NaHC03 ab. Die wässrige Phase wird mit 2 x 10 ml Äther extrahiert, und der ätherische Extrakt wird mit 3 x 10 ml gesättigtem NaHC03, 2 x 10 ml 3% HCl und 2 x 10 ml H20 gewaschen und anschliessend über MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt, und der rohe Rückstand (25-Hydroxy-vitamin D3-3-tosylat) wird in 1,5 ml wasserfreiem Methanol und 0,3 ml wasserfreiem Aceton aufgenommen; 170 mg (8 Äq.) NaOAc werden zugesetzt, und die Lösung wird 20 Stunden auf 55° erwärmt. Das Gemisch wird gekühlt, mit 10 ml H20 verdünnt und mit 3 x 10 ml Äther extrahiert. Die organischen Extrakte werden mit drei 10 ml-Anteilen H20 gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Der rohe Rückstand wird auf eine 20 cm x 20 cm-Siliciumdioxidgel-Dünnschichtchromatogra-phieplatte (750jim dick) aufgetragen, die einmal in einem Skellysolve B: Äthylacetat (8:2)-System entwickelt wird, unter Bildung von 48 mg (45% Gesamtausbeute von lb) von 2b: Massenspektrum: m/e: 414 (M+, 40), 399 (10), 382 (80), 253 (50), 59 (100); NMR-Spektrum: 5 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,74 (2H, m, 4-H2), 0,94 (3H, d, J = 6,2 Hz, 21-H3), 1,21 (6H, s, 26-H3 und 27-H3), 3,25 (3H, s, 6-0CH3), 4,16 (1H, d, J = 9,2 Hz, 6-H), 4,89 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 4,99 (1H, d, J = 9,3 Hz, 7-H), 5,04 (1H, m (scharf), 19(E)-H).

Beispiel 5

1 a,25-Dihydroxycyclovitamin D3 (3b) und l-Oxo-hydroxy-cyclovitamin D3 (7b)

Ein Gemisch von 2,45 mg (0,5 Äq.) Se02, 14 jj.1 (2 Äq.) t-BuOOH und 1,2 ml trockenem CH2C12 lässt man bei Raumtemperatur während 30 Minuten reagieren. Eine Lösung des Cyclovitamins (2b) in 0,5 ml CH2C12 wird zu diesem Oxida-tionsmedium getropft, und die Reaktion wird 15 Minuten weitergeführt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend mit 2,0 ml 10% NaOH abgeschreckt und mit 20 ml Diäthyläther verdünnt. Die organische Phase wird abgetrennt und nacheinander mit 10% NaOH, H20, gesättigter FeS04-Lösung, gesättigtem NaHC03 und erneut mit H20 gewaschen und schliesslich über MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt, und der rohe Rückstand wird auf eine Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (20 cm x 20 cm,

5

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15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

653 321

12

750 (im dick) aufgetragen, die in Skellysolve B:Äthylacetat (6:4)-System entwickelt wird, unter Bildung von 11 mg (53% Ausbeute) (3b): Massenspektrum: m/e 43o (M+, 15), 412 (12), 380 (35), 269 (10), 59 (100); NMR-Spektrum: 5 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,61 (2H, m, 4-H2), 0,93 (3H, d, J = 6,2 Hz, 2I-H3), 1,21 (6H, s, 26-H3 und 27-H3), 3,25 (3H, s, 6-OCH3), 4,17 (1H, d, J = 9,2 Hz, 6-H), 4,20 (1H, m, 1-H), 4,95 (1H, d, J = 9,2 Hz, 7-H), 5,19 (1H, d, J = 1,9 Hz, 19(Z)-H), 5,22 (1H, d, J = 1,9 Hz, 19(E)-H). Als geringere Komponente wurde l-Oxo-25-hydroxycyclovitamin D3 (7b) aus dem Reaktionsgemisch isoliert (15%). Massenspektrum: m/e 428 (M+).

Beispiel 6

1 a,25-Dihydroxycyclovitamin D3-1,25-diacetat (4b-25-OAc)

Eine Lösung von 7 mg (3b) in 200 jxl trockenem Pyridin wird mit 10 (xl Essigsäureanhydrid behandelt. Das System wird mit N2 gespült und 16,0 Stunden auf 97° erwärmt.

Nach dem Kühlen wird das Gemisch mit 5 ml gesättigtem NaHC03 verdünnt. Das wässrige Gemisch wird mit zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert, und die organische Phase wird nacheinander mit zwei 10 ml-Anteilen gesättigtem NaHC03 und anschliessend mit 10 ml H20 gewaschen.

Nach dem Trocknen über MgS04 werden das Lösungsmittel und restliches Pyridin durch azeotrope Destillation mit Benzol im Vakuum entfernt. Das Rohprodukt wird anschliessend auf eine Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (10 x 20 cm, 750 |im dick) aufgetragen, in Skellysolve B: Äthylacetat (8:2) entwickelt, unter Bildung von 6 mg (72%) des Diacetats (4b,25-OAc) und 1,2 mg des entsprechenden 3-Acetoxy-25-hydroxy-Derivats.

Beispiel 7

la,25-Dihydroxy vitamin D3-l,25-diacetat (5b,25-0 Ac) Zu 3,8 mg (4b,25-OAc), gelöst in 400 nl Dioxan :H20 (3:1) und erwärmt auf 55°, fügt man 8 jj.1 einer Lösung von p-Toluolsulfonsäure in H20 und erwärmt weitere 10 Minuten. Das Reaktionsgemisch wird mit gesättigtem NaHC03 abgeschreckt und mit zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert. Die ätherische Lösung wird mit zwei 10 ml-Anteilen H20 gewaschen und über MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt, und der Rückstand wird auf eine Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (5 x 20 cm, 250 um dick) aufgetragen, die in Skellysolve B: Äthylacetat (8:2) entwickelt wird, unter Bildung von 1,8 mg (45%) (5b,25-0Ac): UV-Spektrum: A,m.ix 265 nm; Massenspektrum: m/e 500 (M +, 25), 440 (55), 422 (15), 398 (10), 380 (45), 134 (100); NMR-Spektrum: 5 0,52 (3H, s, 18-H3), 0,92 (3H, d, J = 6,2 Hz, 21-H3), 1,42 (6H, s, 26-H3 und 27-H3), 1,97 (3H, s, 25-OCOCH3), 2,03 (3H, s, l-OCOCH3), 4,18 (1H, m, 3-H), 5,03 (1H, d, J = 1,1 Hz, 19(Z)-H), 5,31 (1H, m (scharf), 19(E)-H), 5,49 (1H, m, 1-H), 5,93 (1H, d, J = 11,4 Hz, 7-H), 6,37 ( 1 H, d, J = 11,4 Hz, 6-H).

Beispiel 8 1 a,25-Dihydroxyvitamin D3 (6b)

Zu einer gerührten Lösung von 1,0 mg des Diacetats (5b,25-0Ac) in 1,5 ml Äther fügt man 0,5 ml einer ätherischen, mit LiAlH4 gesättigten Lösung. Nach 10 Minuten bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch mit gesättigter NaCl-Lösung abgeschreckt, und die Salze werden durch Zusatz von 3% HCl gelöst. Die wässrige Phase wird mit Äther extrahiert, und die ätherischen Extrakte werden mit H20 gewaschen und über MgS04 getrocknet. Dürch Dünnschichtchromatographie (5 x 20 cm Siliciumdioxidgel-Platten, 250 um dick) unter Verwendung von 5% MeOH:CHCl3 erhält man 0,6 mg (70%) la,25-Dihydroxyvitamin D3 (6b),

mit einem UV-Spektrum mit A,max 265 nm. Die Identität von 6b als la,25-Dihydroxyvitamin D3 zeigt man durch direkten Vergleich der Massen- und NMR-Spektren mit denen eines authentischen Materials sowie durch Co-Chromatographie von 6b mit authentischem la,25-Dihydroxyvitamin D3.

Beispiel 9 Cyclovitamin D2 (2c)

Eine Lösung von 100 mg Vitamin D2 (lc) und 100 mg p-Toluolsulfonylchlorid in 0,3 ml Pyridin lässt man 24 Stunden bei 3° reagieren und schreckt anschliessend mit 10 ml gesättigtem NaHC03 ab. Das wässrige Gemisch wird mit zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert, und der ätherische Extrakt wird nacheinander mit 3 x 10 ml gesättigtem NaHC03, 2 x 10 ml 3% HCl und 2 x 10 ml H20 gewaschen und anschliessend über MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt, und das rohe Vitamin D2-3-tosylat wird in 1,5 ml wasserfreiem Methanol und 0,3 ml wasserfreiem Aceton aufgenommen. Nach Zusatz von 170 mg Na-triumacetat wird die Lösung 20 Stunden auf 55° erwärmt. Nach dem Kühlen wird die Lösung mit 10 ml HzO verdünnt und mit drei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert. Die organischen Extrakte werden mit drei 10 ml-Anteilen H20 gewaschen, mit MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird an einer Silicium-dioxidgel-Dünnschichtplatte (20 x 20 cm, 750 (im) in Skellysolve B: Äthylacetat (8:2) chromatographiert unter Bildung von 60 mg (59%) (2c): Massenspektrum: m/e 410 (M+, 15), 378 (40), 253 (40), 119 (60); NMR-Spektrum: 8 0,55 (3H, s, I8-H3), 0,74 (2H, m, 4-H2), 0,82 und 0,84 (6H, dd, J = 4,1 Hz, 26-Hj und 27-H3), 0,91 (3H, d, J = 7,0 Hz, 21-H3), 1,02 (3H, d, J = 6,6 Hz, 28-H3), 3,26 (3H, s, 6-OCH3), 4,13 (1H, d, J = 9,6 Hz, 6-H), 4,89 (1H, m, 19(Z)-H), 5,00 (1H, d, J = 9,4 Hz, 7-H), 5,04 (1H, m (scharf), 19(E)-H), 5,20 (2H, m, 22-H und 23-H).

Beispiel 10

la-Hydroxycyclovitamin D2 (3c) und l-Oxo-cyclo-vit'amin D2 (7c)

Ein Gemisch von 2,7 mg Se02 und 13,4 (j.170% t-BuOOH in 1,5 ml trockenem CH2C12 lässt man 30 Minuten reagieren. 30 mg der Verbindung 2c in 0,5 ml CH2C12 werden anschliessend zugetropft, und man lässt die Reaktion 15 Minuten weiterlaufen, worauf man mit 2,0 ml 10% NaOH abschreckt. Die Lösung wird mit 15 ml Äther verdünnt, die ätherische Phase wird abgetrennt und nacheinander mit 10% NaOH, H20, gesättigter FeS04-Lösung, gesättigtem NaHC03 und erneut mit H20 gewaschen. Nach dem Trocknen über MgS04 wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt, und der Rückstand wird auf ein Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (20 x 20 cm, 750 um) aufgetragen, die einmal in einem Skellysolve B: Äthylacetat (8:2)-System entwickelt wird, unter Bildung von 9,5 mg (45%) (3c): Massenspektrum: m/e 426 (M + , 55), 394 (75), 353 (30), 269 (40), 135 (95); NMR-Spektrum: 8 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,63 (2H, m, 4-H2), 0,82 und 0,84 (6H, dd, 26-H3 und 27-H3), 0,92 (3H, d, J = 6,0 Hz, 21-H3), 1,02 (3H, d, J = 6,4 Hz, 28-H3), 3,26 (3H, s, 6-OCH3), 4,18 (1H, d, J = 9,6 Hz, 6-H), 4,21 (1H, m, 1-H), 4,94 (1H, d, J = 9,6 hz, 7-H), 5,17 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,19 (2H, m, 22-H und 23-H), 5,24 (1H, m (scharf), 19(E)-H). Eine zweite geringere Komponente, die aus dem Reaktionsgemisch isoliert wurde, erwies sich als 1-Oxo-cyclovitamin D2 (7c): Massenspektrum: m/e 424 (M +).

Beispiel 11 la-Hydroxycyclovitamin D2-l-acetat (4c) Zu 6,5 mg (3c) in 300 (il trockenem Pyridin fügt man 150 (al Essigsäureanhydrid. Diese Lösung erwärmt man 1,5

5

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25

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45

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60

65

13

653 321

Stunden auf 55 und verdünnt anschliessend mit 5 ml gesättigtem NaHCOj und extrahiert mit zwei 10 ml-Anteilen Äther. Die organischen Extrakte werden mit gesättigtem NaHC03 und H20 gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das restliche Pyridin und Lösungsmittel werden durch azeotrope Destillation mit Benzol um Vakuum entfernt unter Bildung der Verbindung 4c: Massenspektrum: m/e 468 (M+, 40), 408 (20), 376 (65), 251 (60), 135 (100).

Beispiel 12 la-Hydroxyvitamin D2-l-acetat (5c)

Eine Lösung von 5,0 mg (4c) in 400 |il Dioxan : H20 (3:1) wird auf 55° erwärmt. 12 (il einer wässrigen Lösung von 50 (ig/(xl p-Toluolsulfonsäure werden zugesetzt, und es wird weitere 10 Minuten erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend mit gesättigtem NaHC03 abgeschreckt und mit zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert. Die abgetrennte ätherische Phase wird mit 10 ml gesättigtem NaHC03 und zwei 10 ml-Anteilen H20 gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Durch präparative Dünnschichtchromatographie an Siliciumdi-oxidgel (Skellysolve B: Äthylacetat, 8:2) erhält man 1,6 mg 5c (32% Ausbeute): UV-Spektrum: Xmax 265 nm; Massenspektrum: m/e 454 (M +, 80), 394 (80), 376 (20), 269 (40), 135 (100); NMR-Spektrum: 5 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,81 und 0,84 (6H, d, J = 4,4 Hz, 26-H3 und 27-H3), 0,91 (3H, d, J = 7,0 Hz, 21-H3), 1,01 (3H, d, J = 6,7 Hz, 28-H3), 2,03 (3H, s, 3-OCOCH3), 4,18 (1H, m, 3-H), 5,03 (1H, d, J = 1,5 Hz, 19(Z)-H), 5,19 (2H, m, 22-H und 23-H), 5,3 (1H, m (scharf), 19(E)-H), 5,48 (1H, m, 1-H), 5,92 (1H, d, J= 11,0 Hz, 7-H), 6,37 (1H, d, J = 11,0 Hz, 6-H).

Beispiel 13 la-Hydroxyvitamin D2 (6c)

Eine Lösung von 1,1 mg (5c) in 1,5 ml Äther wird mit 0,5 ml einer ätherischen Lösung, gesättigt mit LiAlH4, behandelt. Nach 10 Minuten bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch mit gesättigtem NaCl abgeschreckt, und die Salze werden in 3-% HCl gelöst. Diese wässrige Lösung wird mit Äther extrahiert, und die organischen Extrakte werden mit Wasser gewaschen und über MgS04 getrocknet. Dünnschichtchromatographie an 250 ji dicken 5 x 20 cm-Platten in 5% Methanol:Chloroform ergibt 0,8 mg (75% Ausbeute) la-Hydroxyvitamin D2: UV-Spektrum: X,max 265 nm; Massenspektrum: m/e 412 (M+) 394, 376,287, 269, 251,152,134 (Basis-Peak); NMR-Spektrum: 8 0,56 (3H, s, 18-H3), 0,82 und 0,84 (6H, dd, J = 4,4 Hz, 26-H3 und 27-H3), 0,92 (3H, d, J = 6,6 Hz, 21-H3), 1,02 (3H, d,

J = 6,6 Hz, 28-H3), 4,23 (1H, m, 3-H), 4,42 (1H, m, 1-H), 5,00 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,20 (2H, m, 22-H und 23-H), 5,32 (1H, dd, J = 1,4 Hz, 19(E)-H), 6,02 (1H, d, J = 11,1 Hz, 7-H), 6,38 (1H, d, J = 11,6 Hz, 6-H). Diese Spektraldaten stimmen voll mit Daten überein, die mit la-Hydroxyvitamin D2 erhalten werden, das nach einer völlig verschiedenen Methode hergestellt wird [Lam et al., Science, 186,1038-1040(1974)].

Beispiel 14

Solvolyse von la-Acetoxycyclovitamin D in Essigsäure

Eine Lösung von 3,0 mg la-Hydroxycyclovitamin D3-l-acetat (4a) in 200 |il Eisessig wird 15 Minuten auf 55° erwärmt und anschliessend mit eiskaltem gesättigten NaHC03 abgeschreckt. Das wässrige Gemisch wird mit Diäthyläther extrahiert und die organische Phase wird mit gesättigtem NaHC03 und Wasser gewaschen, über MgS04 getrocknet und filtriert unter Bildung einer Lösung von 5,6-cis- und 5,6-trans-la-Acetoxyvitamin D3-3-acetaten (UV-Spektrum: Xmax 267-269 nm). Die getrocknete ätherische Lösung wird mit einer geringen Menge (1,0 mg) Lithiumaluminiumhydrid behandelt, mit gesättigtem NaCl abgeschreckt, filtriert, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das rohe Öl wird auf eine 5 x 20 cm-Siliciumdioxidgel-Dünnschichtchro-matographieplatte (250 (xm dick) aufgetragen, die in 5% Methanol: Chloroform entwickelt wird unter Bildung von 1,6 mg eines Gemischs (UV-Spektrum: ^max 267-269 nm) von la-Hydroxyvitamin D3 (6a) und dem entsprechenden 5,6-trans-Isomeren (5,6-trans-la-Hydroxyvitamin D3) in einem Verhältnis von 3:1, bestimmt durch NMR-Analyse: Charakteristische Resonanzen für das cis-Isomere (6a): 8 6,38 und 6,01 (d, J = 11,4 Hz, 6-H und 7-H), 5,33 (dd, J = 1,5 Hz, 19(E)-H), 5,01 (scharfes m, 19(Z)-H), 0,54 (s, 18-H3); für das trans-Isomere: 6,58 und 5,88 (d,

J = 11,4 Hz, 6-H und 7-H), 5,13 (d, J = 1,4 Hz, 19(E)-H), 4,98 (scharfes m, 19(Z)-H), 0,56 (s, 18-H3).

Die gleiche Arbeitsweise kann angewendet werden zur Spaltung des Cyclopropanringes (Cycloumkehr bezw. Cy-cloumlagerung bzw. Cycloreversion) anderer Cyclovitamine oder ihrer C-l-oxygenierten Analogen. So führt die Erwärmung von la-Acetoxy-25-hydroxyvitamin D3 (Verbindung 4b), keine Schutzgruppe für die 25-OH-Funktion erforderlich) in Eisessig, wie vorstehend beschrieben, zu la-Acetoxy-25-hydroxyvitamin D3-3-acetat als Hauptprodukt (plus etwas von dem entsprechenden 5,6-trans-Isomeren als geringeres Produkt), und dieses Gemisch kann direkt hydrolisiert (MeOH/KOH) oder einer Hydridreduktion wie vorstehend beschrieben unterzogen werden, unter Bildung von la,25-Dihydroxyvitamin D3 als Hauptprodukt und 5,6-trans-la,25-Dihydroxyvitamin D3 als geringeres Produkt.

Beispiel 15

Ameisensäurekatalysierte Solvolyse von la-Acetoxy-cyclovitamin D3

Eine Lösung von la-Acetoxycyclovitamin D3 (4a) in trockenem Dioxan erwärmt man auf 55° und behandelt mit einer 1:1-Lösung von 98% Ameisensäure:Dioxan (50 |il/mg Cyclovitamin) während 15 Minuten. Die Reaktionsmischung wird anschliessend mit Eiswasser abgeschreckt und mit Äther extrahiert. Die ätherischen Extrakte werden mit Wasser, gesättigtem NaHC03, gesättigtem NaCl gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das Rohprodukt (la-Acetoxy-3ß-formylvit-amin D3 und sein 5,6-trans-Isomeres) wird in einer 1:1-Lö-sung von Dioxan:Methanol gelöst, und eine äquivalente Menge von wässrigem K2C03 (10 mg/100 jxl) wird zugesetzt. Nach 5 Minuten bei Raumtemperatur wird die Lösung mit Wasser verdünnt und mehrfach mit Äther extrahiert. Die ätherischen Extrakte werden mit Wasser gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das rohe eis- und trans-Gemisch von l-Acetoxy-3-hydroxyvitaminen wird anschliessend an einer 10 x 20 cm, 750 |iin dicken Siliciumdioxidgel-Platte in 1:3 Äthylectat: Skellysolve B chromatographiert unter Bildung des reinen eis-la-Acetoxy vitamins D3. Durch basische Hydrolyse (NaOH in Methanol) erhält man ein Produkt, das chromatographisch und spektroskopisch identisch ist mit einer authentischen Probe von la-Hydroxyvitamin D3.

Beispiel 16

Cyclovitamin D3 (2a) durch NaHC03-gepufferte Solvolyse von Vitamin D3-tosylat

Zu einer Suspension von 170 mg Vitamin D3-tosylat in 6,0 ml wasserfreiem Methanol fügt man 213 mg (8,0 Äq.) NaHC03. Das System wird mit Stickstoff gespült und 20 Stunden auf 58: erwärmt. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch mit gesättigter NaCl-Lösung verdünnt, in einen Scheidetrichter überführt und mit 2x10 ml-Anteilen

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Et20 extrahiert. Die organischen Extrakte werden mit 1x10 ml-Anteil gesättigtem NaCl gewaschen und über MgS04 getrocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird der ölige Rückstand an einer 7 50 um, 20 x 20 cm-Siliciumdioxidgel-präparativen Platte in Äthylacetat: Skellysolve B (2:8) chromatographiert unter Bildung von 94 mg (75%) Cyclovitamin D3 (2a).

Beispiel 17 6-Hydroxycyclovitamin D3 (8a)

Eine Lösung von 100 mg Vitamin D3, 100 mg TsCl und 500 (al trockenem Pyridin wird 24 Stunden bei 5 gehalten, anschliessend mit Äther verdünnt und mehrfach mit gesättigtem NaHC03 gewaschen. Die organische Schicht wird über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das rohe D3-Tosylat wird in 4,0 ml Ace-ton:H20 (9:1) zusammen mit 175 mg (8 Äq.) NaHC03 suspendiert. Das resultierende Gemisch wird über Nacht auf 55° erwärmt, mit gesättigtem NaCl verdünnt und 2 x mit Äther extrahiert. Der ätherische Extrakt wird 1 x mit Wasser gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Durch präparative Dünn-schichtchromatographie (20 x 20 cm, 750 |xm, 8:2 Skellysolve B: Äthylacetat) erhält man 55 mg des 6-Hydroxy-3,5-cyclovitamins D3 (8a); Massenspektrum: m/e 384 (M+), 366, 253,247.

Beispiel 18 6-Acetoxycyclovitamin D3 (9a)

Zu einer Lösung von 300 jj.1 trockenem Pyridin und 200 nl Ac20 fügt man 6 mg 6-Hydroxycyclovitamin D3 (8a) in 200 (il Pyridin. Das Reaktionsgemisch wird 2,0 Stunden auf 55° unter N2 erwärmt und anschliessend mit einem grossen Überschuss an Toluol verdünnt. Die Lösung wird bei 40° im Vakuum zur Trockene verdampft unter Bildung von rohem 6-Acetoxycyclovitamin D3 (9a); Massenspektrum: m/e 426 (M+).

Beispiel 19

Hydridreduktion von 1-Oxo-cyclovitamin D3 (7a) zu 3a Eine Lösung von 2,0 mg 1-Oxo-cyclovitamin D3 in 500 nl Äther wird mit 300 jj.1 Äther, gesättigt mit LiAlH4, behandelt. Nach 30 Minuten wird das Reaktionsgemisch sorgfältig durch tropfenweise Zugabe von gesättigtem NaCl abgeschreckt. Die unlöslichen Salze werden durch Filtrieren entfernt, und das Filtrat wird über MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt unter Bildung von 1,7 mg eines 95:5-Gemischs von la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) und dem entsprechenden lß-Hydroxycyclovitamin D3-Isomeren, die durch Chromatographie getrennt werden. Durch gleiche Behandlung von 1-Oxo-cyclovitamin D3 mit 300 |il 100% Äthanol, gesättigt mit NaBH4, erhält man ein 8:2-Gemisch von la-Hydroxy-und lß-Hydroxycyclovitamin D3-Verbindungen (3a und sein 1 ß-Epimeres)

Beispiel 20

Se02/t-BuOOH-Oxidation von 6-Hydroxycyclovitamin D3 (8a)

Zu einer gerührten Suspension von 2,0 mg Se02 in 1,5 ml trockenem CH2C12 fügt man 10 (il 70% t-BuOOH. Bei Homogenität wird eine Lösung von 14 mg 6-Hydroxycyclovitamin D3 (8a) in 500 jj.1 trockenem CH2C12 zugetropft, und die Reaktion wird 1,5 Stunden bei Raumtemperatur weitergeführt. Das Reaktionsgemisch wird mit 10% NaOH abgeschreckt, mit Äther verdünnt, mit 10% NaOH und Wasser gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Der rohe ölige Rückstand wird chromatographiert (10 x 20 cm, 750 (im, 1:1 Äthylacetat: Skellysolve B) unter Bildung von 1,5 mg (10%) l-Oxo-6-hydroxycyclovitamin D3: Massenspektrum: (m/e) 398 (35), 380 (25), 247 (25), 135 (40). 133 (100); 2,0 mg (15%) la,6-Dihydroxycyclovitamin D3 (10a): Massenspektrum: (m/e) 5 400 (50), 382 (80), 269 (20), 247 (40), 135 (80), 133 (40); und 2,0 mg (15%) la-Hydroxyvitamin D3 (6a) und des entsprechenden 1 a-Hydroxy-5,6-trans-Isomeren.

Beispiel 21

io Umwandlung von la,6-Dihydroxycyclovitamin D3 (10a) in la-Hydroxyvitamin D3 (6a)

Eine Lösung von 400 (il trockenem Pyridin, 200 jxl Essigsäureanhydrid und 2,0 mg la,6-Dihydroxycyclovitamin D3 (10a) wird 2,0 Stunden auf 55: erwärmt. Das Reaktionsgeis misch wird anschliessend mit Toluol verdünnt und zur Trockne gestrippt. Das resultierende Öl (la,6-Diacetoxycy-clovitamin D3) wird in 100 [il THF aufgenommen und mit 200 |il 97% HC02H während 15 Minuten bei 55° behandelt. Durch Verdünnen mit gesättigtem NaCl, Extrahieren mit 20 Äther, Waschen mit gesättigtem NaHCO 3, Trocknen über MgS04 und Entfernen des Äthers im Vakuum erhält man rohes l-Acetoxy-3-formiat-cis- und -trans-vitamin-Derivate. Die selektive Formiathydrolyse mit K2C03, gefolgt von einer Chromatographie, führt zu reinem la-Acetoxyvitamin 25 D3 (5a), das durch einfache KOH/MeOH-Hydrolyse in la-Hydroxyvitamin D3 (6a) umgewandelt wird.

Beispiel 22 24(R),25-Dihydroxy-cyclovitamin D3 (2d) 30 Zu 150 [il trockenem Pyridin fügt man 10,4 mg 24R,25-(OH)2D3 und 7,13 mg (1,5 Äq.) TsCl. Die Reaktion wird 72 Stunden bei 0° gehalten, worauf mit gesättigtem NaHC03 verdünnt und mit Äther extrahiert wird. Nach dem Waschen des ätherischen Extrakts mit gesättigtem NaHC03, Trock-35 nen über MgS04 und Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird das rohe Tosylat ( ~ 70% durch Dünnschichtchromatographie) in 2 ml wasserfreiem MeOH zusammen mit 25 mg NaHC03 suspendiert und 20 Stunden unter N2 auf 58° erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend 40 mit gesättigtem NaCl verdünnt und mit Äther extrahiert. Die ätherischen Extrakte werden mit Wasser gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Präparative Dünnschichtchromatographie (10 x 20 cm, 750 (im Siliciumdioxidgel, 6:4 Skellysolve 45 B: Äthylacetat) ergibt 2,5 mg des gewonnen 24R,25-(OH)2D3 und 4,4 mg 24R,25-Dihydroxycyclovitamin D (2d): Massenspektrum: (m/e) 430 (15), 398 (65), 253 (40), 159 (45), 119 (55), 59 (100); NMR-Spektrum: S 0,55 (3H, s, 18-H3), 0,74 (2H, m, 4-H2), 0,94 (3H, d, J = 6,2 Hz, 21-H3), so 1,17 (3H, s, 26-H3), 1,22 (3H, s, 27-H3), 3,26 (3H, s, 6-OCH3), 3,34 (1H, m, 24-H), 4,17 (1H, d, J = 9,0 Hz, 6-H), 4,88 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,00 (1-H, d, J = 9,0 Hz, 7-H), 5,04 (1H, m (scharf), 19(E)-H).

55 Beispiel 23

la,24(R),25-Trihydroxy-cyclovitamin D3 (3d) Zu einer vorausgehend hergestellten Lösung von 1,12 mg Se02 und 12 (il 70% t-BuOOH in 1,0 ml trockenem CH2C12 fügt man 4,2 mg 24R,25-Dihydroxy-cyclovitamins D3 in 60 500 (il CH2C12. Nach 30 Minuten wird ein weiterer Anteil von 1,12 mg Se02 und 12 (il 70% t-BuOOH in 500 (il CH2C12 zugesetzt, und die Reaktion wird während einer weiteren Stunde weitergeführt. Das Reaktionsgemisch wird mit 10% NaOH abgeschreckt, mit Äther verdünnt und zwei-65 mal mit 10% NaOH gewaschen, worauf eine Wäsche mit Wasser erfolgt. Die organische Lösung wird über MgS04 getrocknet, das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt, und das resultierende Öl wird an einer 5 x 20 cm, 250 (im Sili-

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ciumdioxidgel-Platte in Äthylacetat:Skellysolve B (1:1) chromatographiert unter Bildung von 1,6 mg, la,24(R),25-Trihydroxy-cyclovitamin D3 (3d): Massenspektrum: (m/e) 446 (30), 414 (50), 396 (40), 269 (30), 135 (80), 59 (100); NMR-Spektrum: 8 0,55 (3H, s, 18-H3), 0,65 (2H, m, 4-H2), 0,96 (3H, d, J = 6,0 Hz, 21-H3), 1,19 (3H, s, 26-H3), 1,24 (3H, s, 27-H3), 3,28 (3H, s, 6-OCH3), 3,35 (1H, m, 24-H), 4,20 (IH, d, J = 9,0 Hz, 6-H), 4,22 (1H, m, 1-H), 4,97 (1H, d, J = 9,0 Hz, 7-H), 5,18 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,26 (1H, d, J = 2,2 Hz, I9(E)-H). l-Oxo-24(R),25-Dihydroxy-cyclovitamin D3 (7d) wird ebenfalls als geringere Komponente (>20%) isoliert.

Beispiel 24 la,24(R),25-Trihydroxy vitamin D3 (6d)

Zu 200 jj.1 trockenem Pyridin und 150 jj.1 Äc20 werden 1,4 mg la,24R,25-Trihydroxy-Cyclovitamin D3 (3d) gefügt. Das System wird mit N2 gespült und 20 Stunden auf 95° erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend mit trok-kenem Toluol verdünnt und azeotrop zur Trockne destilliert. Das ölige Produkt, la,24(R),25-Triacetoxy-cyclovit-amin D3 (4d-24,25-diacetat), wird in 200 jal THF gelöst und zu 500 jj.1 einer 1:1-Lösung von 97% HC02H:THF gefügt und 15 Minuten auf 55° erwärmt. Das gekühlte Reaktionsgemisch wird mit Äther verdünnt, mit H20, gesättigtem NaHC03, gesättigtem NaCl gewaschen und über MgS04 getrocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird das rohe la,24R,25-Triacetoxy-3ß-formiat-vitamin D-Zwischenprodukt in 200 jj.1 THF gelöst und mit 1,0 mg K2C03 in 10 jj.1 H20 und 90 jj.1 MeOH während 5 Minuten bei Raumtemperatur behandelt. Durch Verdünnen mit gesättigtem NaCl, Extrahieren mit Äther und Chromatographie an einer 5 x 20 cm, 250 jjm Siliciumdioxidgel-Platte in Äthylacetat: Skellysolve B (4:6) erhält man la,24R,25-Tri-acetoxy-vitamin D3. Durch Behandeln dieses Triacetats mit LiAlH4 erhält man la,24R,25-Trihydroxyvitamin D3 (6d), das in jeder Hinsicht mit einer authentischen Probe identisch ist.

Beispiel 25

Umwandlung von 1-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) in la-Hydroxyvitamin D3 (6a) über das 1-Formyl-Zwischen-produkt (IIa)

Ein 200 |jl-Anteil von Essigsäureanhydrid wird auf 0° gekühlt, und 100 jj.1 97% Ameisensäure werden langsam zugefügt. Die Lösung wird kurz (15 Minuten) auf 50° erwärmt und anschliessend auf 0° gekühlt. Ein Anteil von 100 jj.1 des Essigsäure-Ameisensäure-Anhydrids wird anschliessend zu einer Lösung von 5 mg la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) in Pyridin bei 0° gefügt. Nach 2,0 Stunden wird das Reaktionsgemisch mit gesättigtem NaCl verdünnt, mit Äther extrahiert, mit H20 gewaschen und über MgS04 getrocknet. Das nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum erhaltene rohe la-Formylcyclovitamin D3 (1 la) wird in Eisessig gelöst und 15 Minuten auf 55° erwärmt. Durch Verdünnen mit gesättigtem NaCl, Extrahieren mit Äther und Isolieren der organischen Produkte erhält man das rohe Produkt, bestehend aus 1-Formyloxyvitamin D3-3-acetat (12a) und dem entsprechenden 5,6-trans-Isomeren. Durch Behandlung des rohen Gemischs mit K2C03 in H20/Me0H, gefolgt von einer Chromatographie (5 x 20 cm, 250 Jim, Siliciumdioxidgel, 3:7 Äthylacetat:Skellysolve B), erhält man reines la-Hydroxyvitamin D3-3-acetat und 5,6-trans-la-Hydroxyvitamin D3-3-acetat, die hydrolytisch (KOH/MeOH) in das entsprechende la-Hydroxyvitamin D3 (6a) bzw. sein 5,6-trans-Isomeres umgewandelt werden.

Beispiel 26

Durch Kronenäther katalysierte Cycloreversion von la-Acetoxycyclovitamin D3 Eine 0,5 m-Hexan: Benzol-Lösung (1:1) von 15-Krone-5 (15-crown-5) (Aldrich Chemical Co., Milwaukee) wird mit feinverteiltem wasserfreiem Natriumacetat gesättigt. Zu 300 jj.1 dieser Lösung fügt man 11,0 mg la-Acetoxycyclovitamin D3 (4a) in 600 jj.1 trockenen Hexanen, gefolgt von 200 jj.1 97% Ämeisensäure. Das Zwei-Phasen-Gemisch wird gelegentlich während 30 Minuten verwirbelt, anschliessend mit Hexanen verdünnt, und die saure Schicht wird entfernt. Die organische Phase wird mit gesättigtem NaHC03, gesättigtem NaCl gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das rohe Öl wird in 300 jj.1 THF und 300 jj.1 Methanol aufgenommen und mit 10 mg K2C03 in 100 jj.1 H20 behandelt. Nach 5 Minuten bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch mit gesättigtem NaCl verdünnt und mit zwei Anteilen Äther extrahiert. Die organische Schicht wird mit H20 gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das resultierende Gemisch wird einer präparativen Dünnschichtchromatographie unterzogen (750 Jim, 10 x 20 cm, 75:25 Skellysolve B: Äthylacetat) unter Bildung von 5,7 mg (54%) la-Acetoxyvitamin D3 (5a) und 2,1 mg (20%) 5,6-trans-la-Acetoxy vitamin D3.

Beispiel 27

Umwandlung von la-Hydroxyvitamin D3 (6a) in la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a)

Zu 0,2 ml Pyridin werden 3,0 mg la-Acetoxy vitamin D3 (5a), erhalten entweder durch selektive Acetylierung von la-Hydroxyvitamin D3 (3a) [2-molarer Überschuss Essigsäureanhydrid in Pyridin, 4 Stunden, Raumtemperatur, gefolgt von einer Trennung des gewünschten la-Acetoxy vitamin D3-Derivats durch präparative Siliciumdioxidgel-Dünn-schichtchromatographie unter Verwendung von Skellysolve B: Äthylacetat (3:1)] oder als Produkt aus Beispiel 2, und 6,0 mg Tosylchlorid gefügt. Nach 18 Stunden bei 3° wird das Reaktionsgemisch mit gesättigter NaCl-Lösung abgeschreckt, mit Äther extrahiert, und die ätherischen Extrakte werden mehrfach mit gesättigter NaHC03-Lösung gewaschen. Nach dem Trocknen über MgS04 und Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird das rohe la-Acetoxy vitamin D3-3-tosylat in 3,0 ml wasserfreiem MeOH, gepuffert mit 12,0 mg NaHC03, aufgenommen. Das Reaktionsgemisch wird über Nacht auf 55° erwärmt, mit gesättigter NaCl-Lösung abgeschreckt, mit Äther extrahiert, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das Rohprodukt wird einer präparativen Dünnschichtchromatographie (5 x 20 cm, 250 jim-Siliciumdioxidgel, Skellysolve B: Äthylacetat, 3:1) unterzogen unter Bildung von 2,2 mg la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a), das in jeder Hinsicht mit dem in Beispiel 1 erhaltenen Produkt identisch ist.

Beispiel 28

Mn02-Oxidation von la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) zu 1-Oxo-cyclovitamin D3 (7a)

Zu 1,0 ml trockenem CH2C12 fügt man 3,0 mg la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) und 35 mg feinverteiltes Mn02 [vergi, beispielsweise Paaren et al., J. Chem. Soc., Chem. Comm. 890 (1977)]. Nach 2,0 Stunden wird das Reaktionsgemisch durch Celite filtriert und ergibt nach präpa-rativer Dünnschichtchromatographie (5 x 20 cm, 250 jjm, Siliciumdioxidgel, Skellysolve B: Äthylacetat) 2,6 mg 1-Oxo-cyclovitamin D3 (7a), das in jeder Hinsicht mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Produkt identisch ist.

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Beispiel 29

Direkte Solvolyse von la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindungen 3,0 ml Eisessig werden zu 380 mg la-Hydroxycyclovit-amin D3 gefügt, und die Lösung wird 10 Minuten auf 60 erwärmt. Nach dem Kühlen wird das Gemisch zu einer gerührten Lösung von Eis/NaHC03 gefügt. Die neutralisierte wässrige Lösung wird mit Diäthyläther extrahiert, die vereinten organischen Extrakte werden einmal mit Wasser gewaschen und über MgS04 getrocknet. Das Rohprodukt wird nach der Entfernung des Lösungsmittels chromatographiert an einer 1,5 x 60 cm-Säule von 50 g neutralem Siliciumdioxidgel, eluiert mit 100 ml 4%, 100 ml 8%, 100 ml 12% und 400 ml 16% EtOAc/Skellysolve B. Das gewünschte la-Hydroxyvitamin D3-3-acetat-Isomere eluiert vor dem la-Hydroxy-5,6-trans-vitamin D3-3-acetat, man erhält 175 mg 1 a-Hydroxyvitamin D3-3-acetat; UV-Spektrum: Xmax 264 nm; Massenspektrum: (m/e) 442 (M +, 8), 382 (70), 364 (15), 269 (20), 134(100).

Durch Hydrolyse des la-Hydroxyvitamin D3-3-acetats (10% NaOH/MeOH, 2 Stunden, RT) erhält man la-Hydro-xy vitamin D3.

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PATENTANSPRÜCHE 1. Verbindung der Formel I

X

OX

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worin Xj und X2, unabhängig voneinander, Wasserstoff, niedrig-Acyl oder aromatisches Acyl und R eine Gruppe der Formel worin R,, R2 und R3, unabhängig voneinander, Wasserstoff, Hydroxy, Fluor, niedrig-Alkyl, O-niedrig-Alkyl, O-niedrig-Acyl oder O-aromatisches Acyl und R4 Wasserstoff oder niedrig-Alkyl bedeuten, mit der Bedingung, dass, wenn R für die Gruppe steht, worin R, und R2, unabhängig voneinander, Wasserstoff oder Hydroxy bedeutet, R3 nicht Wasserstoff ist und, wenn R für die Gruppe steht, worin Rj und R3 beide Wasserstoff und R4 eine Methylgruppe mit der sterischen Orientierung der Ergosterin-Seitenkette bedeutet, R2 nicht Wasserstoff oder Hydroxy ist.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R! Wasserstoff und R2 und R3 beide Hydroxy bedeuten.
3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R, und R2 Wasserstoff und R3 Hydroxy bedeuten.
4. Verfahren zur Herstellung von la-hydroxylierten Ver bindungen der Formel

HO

OH

worin R für eine gesättigte oder ungesättigte, substituierte oder unsubstituierte Steroidseitenkette steht, dadurch gekennzeichnet, dass man Verbindungen der Formel

ZO

worin R wie vorstehend definiert ist und Z ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff, niedrig-Alkyl, niedrig-Acyl und aromatischem Acyl, einer Allyloxidation unterzieht, das entsprechende la-Hydroxycyclovitamin D-Derivat gewinnt, das gewonnene la-Hydroxycyclovitamin D-Derivat acyliert und das la-O-Acylcyclovitamin D-Derivat gewinnt, dieses Derivat einer säurekatalysierten Solvolyse unterwirft und das solvolysierte Produkt durch Hydrolyse oder Reduktion mit einem Hydrid in die entsprechende Hydroxyverbindung überführt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Allyloxidation mit Selendioxid durchführt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Allyloxidation in Anwesenheit eines Hydroperoxids durchführt.
7. Verfahren zur Herstellung von la-hydroxylierten Verbindungen der Formel

HO

OH

worin R für eine gesättigte oder ungesättigte, substituierte oder unsubstituierte Steroidseitenkette steht, dadurch gekennzeichnet, dass man Verbindungen der Formel

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ZO

worin R wie vorstehend definiert ist und Z ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff, niedrig-Alkyl, niedrig-Acyl und aromatischem Acyl, einer Allyloxidation unterzieht und das gewonnene la-Hydroxycyclovitamin D-Derivat direkt in Anwesenheit einer organischen Carbonsäure solvolysiert, das entsprechende 3-O-Acyl-la-hydroxycyclovitamin D-Derivat gewinnt und letzteres durch Hydrolyse oder Reduktion mit einem Hydrid in die entsprechende Hydroxyverbin-dung überführt.

Technisches Gebiet: