CH661047A5 - Vitamin d analog connections. - Google Patents

Vitamin d analog connections. Download PDF

Info

Publication number
CH661047A5
CH661047A5 CH1547/84A CH154784A CH661047A5 CH 661047 A5 CH661047 A5 CH 661047A5 CH 1547/84 A CH1547/84 A CH 1547/84A CH 154784 A CH154784 A CH 154784A CH 661047 A5 CH661047 A5 CH 661047A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
vitamin
fluoro
dihydroxyvitamin
hydroxylation
compounds
Prior art date
Application number
CH1547/84A
Other languages
German (de)
Inventor
Hector F Deluca
Heinrich K Schnoes
Yoko Tanaka
Original Assignee
Wisconsin Alumni Res Found
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wisconsin Alumni Res Found filed Critical Wisconsin Alumni Res Found
Publication of CH661047A5 publication Critical patent/CH661047A5/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C401/00Irradiation products of cholesterol or its derivatives; Vitamin D derivatives, 9,10-seco cyclopenta[a]phenanthrene or analogues obtained by chemical preparation without irradiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/59Compounds containing 9, 10- seco- cyclopenta[a]hydrophenanthrene ring systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14The ring being saturated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2602/00Systems containing two condensed rings
    • C07C2602/02Systems containing two condensed rings the rings having only two atoms in common
    • C07C2602/14All rings being cycloaliphatic
    • C07C2602/24All rings being cycloaliphatic the ring system containing nine carbon atoms, e.g. perhydroindane

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

New fluorinated derivatives of vitamin D among which are 24-fluoro- alpha , 25-dihydroxyvitamin D3 and 24-fluoro-1 alpha , 25-dihydroxy-5,6-trans-vitamin D3. The compounds should be a ready substitute for 1 alpha ,25-dihydroxyvitamin D where the need for vitamin D-like activity is indicated but should be more resistant to degradative 24-hydroxylation because of the presence of fluorine as a blocking substituent at C-24.

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE 1. Verbindungen der Struktur
EMI1.1     
 worin jeder der Reste R1, R2 und R3, die untereinander gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoffatom oder ein Acylrest ist.



   2. Verbindungen nach Anspruch 1, worin jeder der Reste   Rl,    R2 und R3 ein Wasserstoffatom, ein Acetyl- oder Benzoylrest ist.



   3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Reste R1, R2 und R3 nicht für Wasserstoff steht.



   4. 24-Fluoro-la,25-dihydroxy vitamin D3 als Verbindung nach Anspruch 1.



   5.   24-Fluoro-la,25-dihydroxy-5,6-trans-vitamin    D3 als Verbindung nach Anspruch 1.



   6. Verfahren zur Herstellung von 24-Fluoro- 1 u,25-dihydroxyvitamin D3 nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man 24-Fluoro-25-hydroxyvitamin D3 enzymatisch hydroxyliert.



  Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft fluorierte Analoga des Vitamins D3, die durch eine dem Vitamin D ähnliche Aktivität gekennzeichnet sind.



  Stand der Technik
Es ist derzeit gesichert, dass die Wirkung von Vitamin D bei der Regulierug der Calcium- und Phosphat-Hämeostase in Tieren und Menschen von dem Metabolismus des Vitamins in vivo zu hydroxylierten Formen abhängt. Im Falle des Vitamins D3 beinhaltet diese metabolische Aktivierung eine anfängliche Hydroxylierung am Kohlenstoffatom 25, um 25-Hydroxyvitamin D3 zu ergeben, woran sich eine andere Hydroxylierung am Kohlenstoffatom 1 anschliesst, um la,25-Dihydroxyvitamin D3 zu erzeugen. Diese letztere Verbindung wird allgemein als die aktive Form des Vitamins D3 angesehen, und ist so dasjenige Mittel, welches direkt für die Stimulierung des intestinalen Calciumtransports und der Knochenmineral-Mobilisierung in vivo verantwortlich ist.



     1 a,25-Dihydroxyvitamin    D3 ist jedoch selbst Subjekt eines weiteren Metabolismus in vivo, wobei es beispielsweise durch enzymatische Hydroxylierung am C-24-Atom in   1 a,24,25-Trihydroxyvitamin    D3 (beschrieben in der US-PS 3 847 955) umgewandelt wird. Diese in 24-Stellung hydroxylierte Form ist jedoch weniger aktiv als 1 a,25-Dihydroxyvitamin   D3    selbst und die Hydroxylierung in 24-Stellung kann tatsächlich einen Schritt in Richtung einer Inaktivierung und in Richtung eines Abbaus der aktiven Form des Vitamins bedeuten. Somit werden in dem Ausmasse, in dem die Hydroxylierung in 24-Stellung auftritt, die Körpervorräte des physiologisch am meisten aktiven Metaboliten, la,25-Dihydroxyvitamin D3, erschöpft.

  Aus diesem Grunde wurden neulich die 24,24-Difluoroverbindungen vorgeschlagen als pharmakologisch gewünschte Analoga und Ersatzverbindungen, da das Vorhandensein der 24-Difluoro-Substituenten die Hydroxylierungsreaktionen in 24-Stellung, welche die Aktivität herabmindern, blockiert. Es hat sich tatsächlich erwiesen, dass derartige Verbindungen zumindest äquivalente Wirkungen aufweisen und im allgemeinen überlegen sind gegenüber dem entsprechenden   nicht-íluorierten    Metaboliten (vgl. US-PSen 4 196 133 und   4201    881; Tanaka et al, J. Biol. Chem. 254, 7163 (1979); Tanaka et al, Arch.



  Biochem. Biophys. 199, 473 (1980). In der US-PS 4 229 357 wird ein Verfahren zur Herstellung verschiedener Vitamin D-Derivate mit mindestens einem Fluoratom in der Seitenkette beschrieben.



  Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Verbindungen, welche die wünschenswerten Eigenschaften hoher Wirksamkeit und einer blockierten C-24-Stellung aufweisen. Ein Beispiel einer derartigen Verbindung ist das   24-Fluoro-la,25-di-    hydroxyvitamin D3, welches durch die nachfolgende Struktur angegeben werden kann:
EMI1.2     
 und die entsprechenden Acylderivate dieser Verbindungen, wie auch deren 5,6-trans-Isomeren.



   Die oben gezeigte Struktur ist durch das Vorhandensein der die Aktivität steigernden Hydroxylgruppen an den Kohlenstoffatomen 1 und 25 gekennzeichnet, wie sie in dem natürlichen Metaboliten auftauchen, und durch Fluor als einen blockierenden Substituenten am Kohlenstoffatom 24. Der Blockierungs-Substituent behindert die Einführung der  



  24-Hydroxylgruppe über einen in vivo-Metabolismus.   Auf-    grund der Gegenwart eines einzelnen Fluor-Substituenten besitzen diese Verbindungen gegenüber den vorher vorgeschlagenen, in 24-Stellung blockierten Analoga (US-PSen   4201    881 und 4 196 133, oben genannt) den Vorteil, dass sie biologisch und chemisch dem natürlichen 1,25-Dihydroxy Metaboliten ähnlicher und diesem nahe verwandt sind, und somit ein mehr erwünschter Ersatz für die natürliche Verbindung sind.

  Aufgrund dieser geringeren Fluorsubstitution kann diese neue Analogverbindung auch vorteilhaft und in breiterem Umfang bei der Behandlung von Knochenerkrankungen und damit in Zusammenhang stehenden Calcium Störungen verwendet werden, da es bei praktischen pharmazeutischen Anwendungen von Arzneimitteln oft wünschenswert ist, die Einführung von unnatürlichen Fremdelementen so weit wie möglich zu vermeiden.



     24-Fluoro- la,25-dihydroxyvitamin    D3 kann durch enzymatische Hydroxylierung in vitro von 24-Fluoro-25-hydroxyvitamin D3 (US-PS 4 305 880) am Kohlenstoffatom 1 unter Verwendung eines Homogenisats von Nierengewebe, welches von Küken mit Vitamin D-Mangel erhalten wurde, hergestellt werden. Das erforderliche Homogenisat wird folgendermassen hergestellt: Einen Tag alte Leghorn-Küken wurden mit einer Vitamin D-Mangeldiät, die   1 %    Calcium enthielt, für einen Monat gefüttert (Omdahl et al, Biochemistry, 10 2935-2940 (1971). Die Küken wurden sodann getötet, ihre Nieren wurden entfernt und ein 20%iges (Gewicht/Volumen) Homogenisat wurde in einer eisgekühlten 0,19 M Sucroselösung, die 15 mM Tris-acetat (Trihydroxymethylaminoethanacetat, pH 7,4) und 1,9 mM Magnesiumacetat enthielt, hergestellt. (Omdahl, J., et al.

  Biochemistry, 10, 2935-2940 (1971) und Tanaka, Y., et al, Arch. Biochem.



  Biophys. 171, 521-526 (1975)).



   Um die gewünschte Analogverbindung,   24-Fluoro- l a,25-    dihydroxyvitamin D3 herzustellen, wird sodann die Vorläuferverbindung, 24-Fluoro-25-hydroxyvitamin D3 mit diesem Homogenisat inkubiert. Das folgende Verfahren erläutert eine Inkubation in kleinem Massstab, jedoch soll verstanden werden, dass diese Menge in geeigneter Weise erhöht werden können, wenn dies gewünscht wird.



   Eine Probe (ca. 3   pg)    24-Fluoro-25-hydroxyvitamin D3 in 25   ij1    95%igem Ethanol wird zu einem aliquoten Teil des Nieren-Homogenisats (hergestellt nach obiger Beschreibung und stellt etwa 600 mg Nierengewebe dar), suspendiert in 4,5 ml einer Pufferlösung (pH 7,4), die 0,19 M Sucrose, 1,5 mM Tris-acetat, 1,9 mM Magnesiumacetat und 25 mM Succinat enthält, zugesetzt. Nach dem Schütteln des Gemisches für einen Zeitraum von 2 Stunden bei 37   "C    wird die Reaktion durch Zugabe eines 2:1-Gemisches von   Methanol:CHC13-    Lösungsmittel abgebrochen. Die organische Phase des sich ergebenden Gemisches wird abgetrennt und eingedampft und der Rückstand, welcher das gewünschte 24-Fluoro   la,25-Dihydroxyvitamin    D3 enthält, wird einer Chromatographie unterworfen.



   Die anfängliche Reinigung des Produktes wird leicht durchgeführt mittels der Chrpmatographie über kleine Sephadex LH-20-Säulen (Pharmacia Corp., Piscataway, N.J.), wobei Lösungsmittelsysteme, wie   CHC13:Hexan    (65:35, v/v) oder   Hexan:CHC13:MeOH      (9:1:1,    v/v) verwendet werden, jedoch höchstbevorzugt das Produkt durch Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie gereinigt wird. (Ein Chromatograph, der für einen derartigen Zweck geeignet ist, ist ein Modell ALC/GPC 204 Hochdruck-Flüssigkeitschromatograph (Waters Associates, Medford, MA), ausgerüstet mit einem Ultraviolett-Detektor, der bei 254 nm arbeitet).

  Die wie oben erhaltene Probe wird auf eine Silicagelsäule injiziert (Zorbax-SIL, 0,46 x 25 cm, hergestellt von Dupont, Inc.), die unter einem Druck von 0,69 x 107 Pa (1000 psi) betrieben wird, wodurch eine Fliessgeschwindigkeit von etwa 2   ml    min. erzeugt wird. Unter Verwendung eines Lösungsmittelsystems, welches 9% 2-Propanol in Hexan enthält. wird die Probe zweimal durch diese Säule zurückgeführt (indem das Gerät auf seine Rückflussstellung eingerichtet wird) und anschliessend gesammelt.

  Das Lösungsmittel wird verdampft und der Rückstand wird weiter auf einer Umkehrphasen Säule [Zorbax-ODS (Octadecylsilan, welches an ein fein gra   nuliertes    Silicalgel gebunden ist,) Abmessung 0,45 x 25 cm, ein Produkt der Firma Dupont and Co.] unter Verwendung des gleichen Hochdruck-Flüssigkeitschromatographen, der bei einem Druck von 2,1 x 107 Pa (3000 psi) arbeitet, gereinigt. Das Produkt wird mit einem Lösungsmittelgemisch von   H20/MeOH    (1:3) eluiert, einmal rückgeführt und anschliessend gesammelt. Die gesammelten Fraktionen werden eingedampft und der Rückstand wird erneut über eine Direktphasen-Silicagelsäule (Zorbax-SIL, Abmessung 0,46 x 25 cm) unter Verwendung genau der gleichen Bedingungen, wie sie oben beschrieben wurden, rechromatographiert.

  Nach zweimaliger Rückführung wird die Probe gesammelt und nach Verdampfen des Lösungsmittels wird das reine Produkt   (24-Fluoro-la,25-dihydroxyvitamin    D3) erhalten und durch sein Ultraviolett-Absorptionsmaximum bei 264 nm und durch sein charakteristisches Massenspektrum-Muster (MW = 434) charakterisiert und quantifiziert.



   Aus dem 24-Fluoro-1 a,25-Dihydroxyvitamin D3 wird das entsprechende   5.6-trans-Isomere    leicht durch mit Jod katalysierte Isomerisierung nach dem allgemeinen Verfahren von Verloop et al, Rec. Trav. Chim. Rays-Bas 78, 1004 (1969) hergestellt. So wird durch Behandlung von 24-Fluoro-la,25-dihydroxyvitamin D3 in Ether-Lösung, die einen Tropfen Pyridin enthält, mit einer Lösung von Jod in Hexan (ca.

   0,5   mg/ml)    über einen Zeitraum von 15 Minuten und anschliessender Zugabe einer wässrigen Lösung von Natriumthiosulfat, Abtrennung der organischen Phase und Verdampfen des Lösungsmittels ein Rückstand erhalten, aus   dem das gewünschte 24-Fluoro- 1 a,25-dihydroxy-5,6-trans-    vitamin D3 durch eine Kombination von Umkehrphasenund Geradphasen-Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) unter Verwendung der oben beschriebenen Systeme oder durch Dünnschichtchromatographie (TLC) über Silicagel unter Verwendung von   Ethylacetat/Hexan-Lö-    sungsmittelgemischen isoliert wird.



   Acylierte Derivate der beiden obigen Verbindungen, die zu bestimmten Anwendungen erwünscht sein können, werden nach herkömmlichen Methoden dargestellt, d.h. Behandlung einer Lösung der Hydroxylverbindung mit einem Acylierungsmittel, wie einem Acylanhydrid oder einem Acylchlorid. Verschiedene Verfahren für derartige Acylierungen sind dem Fachmann, wie auch die benötigten Acylierungsreagentien bekannt. So ergibt beispielsweise die Behandlung von 24-Fluoro-1,25-dihydroxyvitamin D3 mit Essigsäureanhydrid in Pyridin oder Gemischen von Pyridin und einem inerten Co-Lösungsmittel bei Temperaturen unterhalb von 50   C    das entsprechende 1,3-Diacetat, während unter stärkeren Bedingungen, beispielsweise 80 bis   90 C,    das 1,3,25-Triacetat erhalten wird. Andere Acylate, wie Propionate, Butyrate,   Benzoate.    Nitrobenzoate. 

  Hemisuccinate, Hemiglutamate, Hemiadipate, Hemidiglykolate, etc.



  werden in analoger Weise durch Umsetzung des Vitaminalkohols mit den entsprechenden Anhydriden oder Acylchloriden hergestellt. Gewünschtenfalls werden die Acylgruppen in derartigen acylierten Derivaten auf herkömmliche Weise, wie durch Hydrolyse mit einer milden Base (KOH/MeOH oder ähnlichen Bedingungen) entfernt. Mittels selektiver Acylierung und/oder Deacylierung, die an 24-Fluoro-la, 25-dihy  droxyvitamin D3 oder seinem 5,6-trans-lsomer durchgeführt werden, kann man Verbindungen erhalten, die durch die nachfolgenden Strukturen gekennzeichnet sind.
EMI3.1     




  worin jeder der Reste   RI,    R2 und R3, die untereinander gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoffatom oder ein Acylrest ist.



   In dieser Beschreibung und in den Ansprüchen bezieht sich der Begriff Acyl auf eine aliphatische Acylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in allen möglichen isomeren Formen, wie Acetyl, Propionyl, Butyryl, etc., oder auf herkömmliche aromatische Acylgruppen, wie Benzoyl, Nitrobenzoyl, Halogenbenzoyl, Methylbenzoyl, etc., oder auf eine Dicarbonsäure-Acylgruppe mit 2 bis 6 Atomen Kettenlänge, wie sie durch Oxalyl, Malonyl, Succinyl, Glutaryl, Adipyl, Diglycolyl, etc. dargestellt ist.

 

   Die hohe, dem Vitamin D ähnliche Aktivität der neuen Verbindungen gemäss der Erfindung, die derjenigen des natürlichen Hormons, 1,25-Dihydroxyvitamin D3, ähnlich ist, legt ihre Anwendung als therapeutische Mittel bei Erkrankungen, die den Calcium- und Phosphat-Metabolismus einschliessen, mit möglicherweise besserer Beibehaltung des Verbindungsvorrats in vivo aufgrund der Interferenz mit der Hydroxylierung in 24-Stellung stark nahe. 



  
 

** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   PATENT CLAIMS 1. Structure links
EMI1.1
 wherein each of R1, R2 and R3, which may be the same or different, is a hydrogen atom or an acyl group.



   2. Compounds according to claim 1, wherein each of the radicals Rl, R2 and R3 is a hydrogen atom, an acetyl or benzoyl radical.



   3. A compound according to claim 1, characterized in that at least one of the radicals R1, R2 and R3 is not hydrogen.



   4. 24-fluoro-la, 25-dihydroxy vitamin D3 as a compound according to claim 1.



   5. 24-fluoro-la, 25-dihydroxy-5,6-trans-vitamin D3 as a compound according to claim 1.



   6. A process for the preparation of 24-fluoro-1 u, 25-dihydroxyvitamin D3 according to claim 4, characterized in that 24-fluoro-25-hydroxyvitamin D3 is enzymatically hydroxylated.



  Technical field
The invention relates to fluorinated analogues of vitamin D3, which are characterized by an activity similar to vitamin D.



  State of the art
It is currently certain that the effect of vitamin D in regulating calcium and phosphate haemostasis in animals and humans depends on the metabolism of the vitamin in vivo to hydroxylated forms. In the case of vitamin D3, this metabolic activation involves an initial hydroxylation on carbon atom 25 to give 25-hydroxyvitamin D3, followed by another hydroxylation on carbon atom 1 to produce la, 25-dihydroxyvitamin D3. This latter compound is generally considered to be the active form of vitamin D3, and is thus the agent that is directly responsible for stimulating intestinal calcium transport and bone mineral mobilization in vivo.



     However, 1 a, 25-dihydroxyvitamin D3 is itself the subject of a further metabolism in vivo, for example by enzymatic hydroxylation at the C-24 atom in 1 a, 24,25-trihydroxyvitamin D3 (described in US Pat. No. 3,847,955) is converted. However, this 24-position hydroxylated form is less active than 1 a, 25-dihydroxyvitamin D3 itself, and the 24-position hydroxylation may actually be a step towards inactivation and degradation of the active form of the vitamin. Thus, to the extent that the 24-position hydroxylation occurs, the body stores of the physiologically most active metabolite, la, 25-dihydroxyvitamin D3, are exhausted.

  For this reason, the 24,24-difluoro compounds have recently been proposed as pharmacologically desirable analogs and substitutes, since the presence of the 24-difluoro substituents blocks the 24-position hydroxylation reactions, which reduce activity. In fact, it has been found that such compounds have at least equivalent effects and are generally superior to the corresponding non-fluorinated metabolite (see US Pat. Nos. 4,196,133 and 4201,881; Tanaka et al, J. Biol. Chem. 254, 7163 (1979); Tanaka et al, Arch.



  Biochem. Biophys. 199: 473 (1980). US Pat. No. 4,229,357 describes a method for producing various vitamin D derivatives with at least one fluorine atom in the side chain.



  Presentation of the invention
The present invention relates to new compounds which have the desirable properties of high potency and a blocked C-24 position. An example of such a compound is the 24-fluoro-la, 25-di-hydroxyvitamin D3, which can be indicated by the structure below:
EMI1.2
 and the corresponding acyl derivatives of these compounds, as well as their 5,6-trans isomers.



   The structure shown above is characterized by the presence of the activity enhancing hydroxyl groups on carbon atoms 1 and 25 as they appear in the natural metabolite and by fluorine as a blocking substituent on carbon atom 24. The blocking substituent hinders the introduction of the



  24-hydroxyl group via in vivo metabolism. Due to the presence of a single fluorine substituent, these compounds have the advantage over the previously proposed analogs blocked in the 24-position (US Pat. Nos. 4201 881 and 4 196 133, mentioned above) that they are biologically and chemically the natural 1 25-Dihydroxy metabolites are more similar and closely related, making them a more desirable substitute for the natural compound.

  Because of this lower fluorine substitution, this new analogue compound can also be used advantageously and more widely in the treatment of bone disorders and related calcium disorders, since it is often desirable in practical pharmaceutical applications of drugs to introduce unnatural foreign elements as much as possible to avoid.



     24-fluorola, 25-dihydroxyvitamin D3 can be obtained by enzymatic hydroxylation in vitro of 24-fluoro-25-hydroxyvitamin D3 (US Pat. No. 4,305,880) on carbon atom 1 using a homogenate of kidney tissue obtained from chicks with vitamin D- Deficiency has been received, will be manufactured. The required homogenate is prepared as follows: One-day-old Leghorn chicks were fed a vitamin D deficiency diet containing 1% calcium for one month (Omdahl et al, Biochemistry, 10 2935-2940 (1971). The chicks were then killed, their kidneys removed and a 20% (w / v) homogenate prepared in an ice-cooled 0.19 M sucrose solution containing 15 mM tris-acetate (trihydroxymethylaminoethane acetate, pH 7.4) and 1.9 mM magnesium acetate . (Omdahl, J., et al.

  Biochemistry, 10, 2935-2940 (1971) and Tanaka, Y., et al, Arch. Biochem.



  Biophys. 171: 521-526 (1975)).



   In order to produce the desired analogue compound, 24-fluoroola, 25-dihydroxyvitamin D3, the precursor compound, 24-fluoro-25-hydroxyvitamin D3 is then incubated with this homogenate. The following procedure illustrates a small scale incubation, but it should be understood that this amount can be appropriately increased if desired.



   A sample (approx. 3 pg) of 24-fluoro-25-hydroxyvitamin D3 in 25 ml of 95% ethanol is made into an aliquot of the kidney homogenate (prepared as described above and represents about 600 mg of kidney tissue), suspended in 4. 5 ml of a buffer solution (pH 7.4) containing 0.19 M sucrose, 1.5 mM Tris-acetate, 1.9 mM magnesium acetate and 25 mM succinate are added. After shaking the mixture for a period of 2 hours at 37 ° C., the reaction is stopped by adding a 2: 1 mixture of methanol: CHC13 solvent. The organic phase of the resulting mixture is separated off and evaporated, and the residue, which contains the desired 24-fluoro la, 25-dihydroxyvitamin D3, is subjected to chromatography.



   The initial purification of the product is easily performed using Chromatography on small Sephadex LH-20 columns (Pharmacia Corp., Piscataway, NJ) using solvent systems such as CHC13: hexane (65:35, v / v) or hexane: CHC13: MeOH (9: 1: 1, v / v) can be used, but most preferably the product is purified by high pressure liquid chromatography. (A chromatograph suitable for such a purpose is a Model ALC / GPC 204 high pressure liquid chromatograph (Waters Associates, Medford, MA) equipped with an ultraviolet detector operating at 254 nm).

  The sample obtained as above is injected onto a silica gel column (Zorbax-SIL, 0.46 x 25 cm, manufactured by Dupont, Inc.), which is operated under a pressure of 0.69 x 107 Pa (1000 psi), whereby a Flow rate of about 2 ml min. is produced. Using a solvent system containing 9% 2-propanol in hexane. the sample is returned twice through this column (by setting the device to its reflux position) and then collected.

  The solvent is evaporated and the residue is further used on a reverse phase column [Zorbax-ODS (octadecylsilane, which is bound to a finely granulated silica gel,) dimension 0.45 x 25 cm, a product of Dupont and Co.] the same high pressure liquid chromatograph that works at 2.1 x 107 Pa (3000 psi). The product is eluted with a solvent mixture of H20 / MeOH (1: 3), recycled once and then collected. The collected fractions are evaporated and the residue is again chromatographed on a direct phase silica gel column (Zorbax-SIL, dimension 0.46 x 25 cm) using exactly the same conditions as described above.

  After recycling twice, the sample is collected and after evaporation of the solvent, the pure product (24-fluoro-la, 25-dihydroxyvitamin D3) is obtained and by its ultraviolet absorption maximum at 264 nm and by its characteristic mass spectrum pattern (MW = 434) characterized and quantified.



   The corresponding 5.6-trans isomer is easily converted from the 24-fluoro-1 a, 25-dihydroxyvitamin D3 by isomerization catalyzed with iodine according to the general method of Verloop et al, Rec. Trav. Chim. Rays-Bas 78, 1004 (1969). Treatment of 24-fluoro-la, 25-dihydroxyvitamin D3 in ether solution containing a drop of pyridine with a solution of iodine in hexane (approx.

   0.5 mg / ml) over a period of 15 minutes and then adding an aqueous solution of sodium thiosulfate, separating the organic phase and evaporating the solvent to give a residue from which the desired 24-fluoro- 1 a, 25-dihydroxy-5 , 6-trans-vitamin D3 is isolated by a combination of reverse phase and straight phase high performance liquid chromatography (HPLC) using the systems described above or by thin layer chromatography (TLC) over silica gel using ethyl acetate / hexane solvent mixtures.



   Acylated derivatives of the above two compounds, which may be desirable for certain applications, are prepared by conventional methods, i.e. Treating a solution of the hydroxyl compound with an acylating agent such as an acyl anhydride or an acyl chloride. Various methods for such acylations are known to the person skilled in the art, as are the acylation reagents required. For example, the treatment of 24-fluoro-1,25-dihydroxyvitamin D3 with acetic anhydride in pyridine or mixtures of pyridine and an inert cosolvent at temperatures below 50 ° C. gives the corresponding 1,3-diacetate, while under more severe conditions, for example 80 to 90 C, the 1,3,25-triacetate is obtained. Other acylates, such as propionates, butyrates, benzoates. Nitrobenzoates.

  Hemisuccinate, Hemiglutamate, Hemiadipate, Hemidiglykolate, etc.



  are produced in an analogous manner by reacting the vitamin alcohol with the corresponding anhydrides or acyl chlorides. If desired, the acyl groups in such acylated derivatives are removed in a conventional manner, such as by hydrolysis with a mild base (KOH / MeOH or similar conditions). By means of selective acylation and / or deacylation, which are carried out on 24-fluoro-la, 25-dihydroxyvitamin D3 or its 5,6-trans-isomer, compounds can be obtained which are characterized by the structures below.
EMI3.1




  wherein each of RI, R2 and R3, which may be the same or different, is a hydrogen atom or an acyl group.



   In this specification and in the claims, the term acyl refers to an aliphatic acyl group with 1 to 6 carbon atoms in all possible isomeric forms, such as acetyl, propionyl, butyryl, etc., or to conventional aromatic acyl groups, such as benzoyl, nitrobenzoyl, halobenzoyl, Methylbenzoyl, etc., or on a dicarboxylic acid acyl group with 2 to 6 atoms chain length, as represented by oxalyl, malonyl, succinyl, glutaryl, adipyl, diglycolyl, etc.

 

   The high activity, similar to that of vitamin D, of the new compounds according to the invention, which is similar to that of the natural hormone, 1,25-dihydroxyvitamin D3, places their use as therapeutic agents in diseases which include calcium and phosphate metabolism, with possibly better retention of the compound stock in vivo due to the interference with the 24-position hydroxylation.


    

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE 1. Verbindungen der Struktur EMI1.1 worin jeder der Reste R1, R2 und R3, die untereinander gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoffatom oder ein Acylrest ist.  PATENT CLAIMS 1. Structure links EMI1.1  wherein each of R1, R2 and R3, which may be the same or different, is a hydrogen atom or an acyl group. 2. Verbindungen nach Anspruch 1, worin jeder der Reste Rl, R2 und R3 ein Wasserstoffatom, ein Acetyl- oder Benzoylrest ist.  2. Compounds according to claim 1, wherein each of the radicals Rl, R2 and R3 is a hydrogen atom, an acetyl or benzoyl radical. 3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Reste R1, R2 und R3 nicht für Wasserstoff steht.  3. A compound according to claim 1, characterized in that at least one of the radicals R1, R2 and R3 is not hydrogen. 4. 24-Fluoro-la,25-dihydroxy vitamin D3 als Verbindung nach Anspruch 1.  4. 24-fluoro-la, 25-dihydroxy vitamin D3 as a compound according to claim 1. 5. 24-Fluoro-la,25-dihydroxy-5,6-trans-vitamin D3 als Verbindung nach Anspruch 1.  5. 24-fluoro-la, 25-dihydroxy-5,6-trans-vitamin D3 as a compound according to claim 1. 6. Verfahren zur Herstellung von 24-Fluoro- 1 u,25-dihydroxyvitamin D3 nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man 24-Fluoro-25-hydroxyvitamin D3 enzymatisch hydroxyliert.  6. A process for the preparation of 24-fluoro-1 u, 25-dihydroxyvitamin D3 according to claim 4, characterized in that 24-fluoro-25-hydroxyvitamin D3 is enzymatically hydroxylated. Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft fluorierte Analoga des Vitamins D3, die durch eine dem Vitamin D ähnliche Aktivität gekennzeichnet sind. Technical field The invention relates to fluorinated analogues of vitamin D3, which are characterized by an activity similar to vitamin D. Stand der Technik Es ist derzeit gesichert, dass die Wirkung von Vitamin D bei der Regulierug der Calcium- und Phosphat-Hämeostase in Tieren und Menschen von dem Metabolismus des Vitamins in vivo zu hydroxylierten Formen abhängt. Im Falle des Vitamins D3 beinhaltet diese metabolische Aktivierung eine anfängliche Hydroxylierung am Kohlenstoffatom 25, um 25-Hydroxyvitamin D3 zu ergeben, woran sich eine andere Hydroxylierung am Kohlenstoffatom 1 anschliesst, um la,25-Dihydroxyvitamin D3 zu erzeugen. Diese letztere Verbindung wird allgemein als die aktive Form des Vitamins D3 angesehen, und ist so dasjenige Mittel, welches direkt für die Stimulierung des intestinalen Calciumtransports und der Knochenmineral-Mobilisierung in vivo verantwortlich ist. State of the art It is currently certain that the effect of vitamin D in regulating calcium and phosphate haemostasis in animals and humans depends on the metabolism of the vitamin in vivo to hydroxylated forms. In the case of vitamin D3, this metabolic activation involves initial hydroxylation on carbon atom 25 to give 25-hydroxyvitamin D3, followed by another hydroxylation on carbon atom 1 to produce la, 25-dihydroxyvitamin D3. This latter compound is generally considered to be the active form of vitamin D3 and is thus the agent that is directly responsible for stimulating intestinal calcium transport and bone mineral mobilization in vivo. 1 a,25-Dihydroxyvitamin D3 ist jedoch selbst Subjekt eines weiteren Metabolismus in vivo, wobei es beispielsweise durch enzymatische Hydroxylierung am C-24-Atom in 1 a,24,25-Trihydroxyvitamin D3 (beschrieben in der US-PS 3 847 955) umgewandelt wird. Diese in 24-Stellung hydroxylierte Form ist jedoch weniger aktiv als 1 a,25-Dihydroxyvitamin D3 selbst und die Hydroxylierung in 24-Stellung kann tatsächlich einen Schritt in Richtung einer Inaktivierung und in Richtung eines Abbaus der aktiven Form des Vitamins bedeuten. Somit werden in dem Ausmasse, in dem die Hydroxylierung in 24-Stellung auftritt, die Körpervorräte des physiologisch am meisten aktiven Metaboliten, la,25-Dihydroxyvitamin D3, erschöpft.    However, 1 a, 25-dihydroxyvitamin D3 is itself the subject of a further metabolism in vivo, for example by enzymatic hydroxylation at the C-24 atom in 1 a, 24,25-trihydroxyvitamin D3 (described in US Pat. No. 3,847,955) is converted. However, this 24-position hydroxylated form is less active than 1 a, 25-dihydroxyvitamin D3 itself, and the 24-position hydroxylation may actually be a step towards inactivation and degradation of the active form of the vitamin. Thus, to the extent that the 24-position hydroxylation occurs, the body stores of the physiologically most active metabolite, la, 25-dihydroxyvitamin D3, are exhausted. Aus diesem Grunde wurden neulich die 24,24-Difluoroverbindungen vorgeschlagen als pharmakologisch gewünschte Analoga und Ersatzverbindungen, da das Vorhandensein der 24-Difluoro-Substituenten die Hydroxylierungsreaktionen in 24-Stellung, welche die Aktivität herabmindern, blockiert. Es hat sich tatsächlich erwiesen, dass derartige Verbindungen zumindest äquivalente Wirkungen aufweisen und im allgemeinen überlegen sind gegenüber dem entsprechenden nicht-íluorierten Metaboliten (vgl. US-PSen 4 196 133 und 4201 881; Tanaka et al, J. Biol. Chem. 254, 7163 (1979); Tanaka et al, Arch. For this reason, the 24,24-difluoro compounds have recently been proposed as pharmacologically desirable analogs and substitutes, since the presence of the 24-difluoro substituents blocks the 24-position hydroxylation reactions, which reduce activity. In fact, it has been found that such compounds have at least equivalent effects and are generally superior to the corresponding non-fluorinated metabolite (see US Pat. Nos. 4,196,133 and 4201,881; Tanaka et al, J. Biol. Chem. 254, 7163 (1979); Tanaka et al, Arch. Biochem. Biophys. 199, 473 (1980). In der US-PS 4 229 357 wird ein Verfahren zur Herstellung verschiedener Vitamin D-Derivate mit mindestens einem Fluoratom in der Seitenkette beschrieben. Biochem. Biophys. 199: 473 (1980). US Pat. No. 4,229,357 describes a method for producing various vitamin D derivatives with at least one fluorine atom in the side chain.   Darstellung der Erfindung Die vorliegende Erfindung betrifft neue Verbindungen, welche die wünschenswerten Eigenschaften hoher Wirksamkeit und einer blockierten C-24-Stellung aufweisen. Ein Beispiel einer derartigen Verbindung ist das 24-Fluoro-la,25-di- hydroxyvitamin D3, welches durch die nachfolgende Struktur angegeben werden kann: EMI1.2 und die entsprechenden Acylderivate dieser Verbindungen, wie auch deren 5,6-trans-Isomeren. Presentation of the invention The present invention relates to new compounds which have the desirable properties of high potency and a blocked C-24 position. An example of such a compound is the 24-fluoro-la, 25-di-hydroxyvitamin D3, which can be indicated by the structure below: EMI1.2  and the corresponding acyl derivatives of these compounds, as well as their 5,6-trans isomers. Die oben gezeigte Struktur ist durch das Vorhandensein der die Aktivität steigernden Hydroxylgruppen an den Kohlenstoffatomen 1 und 25 gekennzeichnet, wie sie in dem natürlichen Metaboliten auftauchen, und durch Fluor als einen blockierenden Substituenten am Kohlenstoffatom 24. Der Blockierungs-Substituent behindert die Einführung der **WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.  The structure shown above is characterized by the presence of the activity enhancing hydroxyl groups on carbon atoms 1 and 25 as they appear in the natural metabolite and by fluorine as a blocking substituent on carbon atom 24. The blocking substituent hinders the introduction of the ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.
CH1547/84A 1982-07-26 1983-06-22 Vitamin d analog connections. CH661047A5 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40199782A 1982-07-26 1982-07-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH661047A5 true CH661047A5 (en) 1987-06-30

Family

ID=23590116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1547/84A CH661047A5 (en) 1982-07-26 1983-06-22 Vitamin d analog connections.

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS59501314A (en)
AU (1) AU1821383A (en)
CH (1) CH661047A5 (en)
DE (1) DE3390125T1 (en)
DK (1) DK161484D0 (en)
IL (1) IL69061A0 (en)
NL (1) NL8320218A (en)
WO (1) WO1984000550A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3590020C2 (en) * 1984-01-30 1995-03-09 Wisconsin Alumni Res Found 1-Hydroxy-vitamin-D compounds which are unsaturated in the side chain

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3847955A (en) * 1973-07-16 1974-11-12 Wisconsin Alumni Res Found 1,24,25-trihydroxycholecalciferol
US4229357A (en) * 1978-07-26 1980-10-21 Wisconsin Alumni Research Foundation Fluorovitamin D compounds and processes for their preparation
US4305880A (en) * 1980-09-22 1981-12-15 Wisconsin Alumni Research Foundation Process for preparing 24-fluoro-25-hydroxycholecalciferol

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59501314A (en) 1984-07-26
DE3390125T1 (en) 1984-09-20
AU1821383A (en) 1984-02-23
DK161484A (en) 1984-03-21
DK161484D0 (en) 1984-03-21
IL69061A0 (en) 1983-10-31
WO1984000550A1 (en) 1984-02-16
NL8320218A (en) 1984-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT392964B (en) METHOD FOR PRODUCING NEW OPTICALLY ACTIVE OR RACEMIC PROSTAGLAND IN DERIVATIVES
US4188345A (en) Fluorovitamin D compounds and processes for their preparation
DE2526981B2 (en) lalpha ^ Dihydroxycholecalciferol derivatives and process for their preparation and pharmaceutical agents
DD158773A5 (en) PROCESS FOR PRODUCING NEW GLYCEROL DERI VATE
DE2828075A1 (en) NEW STRUCTURAL ANALOGS OF THE PROSTAGLANDIN
DE3448360C2 (en)
DE3490636C2 (en) New double-bond isomer of 1-alpha, 25-di:hydroxy:vitamin=D-2
CH650240A5 (en) 24,24-DIFLUOR-1ALPHA, 25-DIHYDROXYCHOLECALCIFEROL.
CH635072A5 (en) PROSTAGLANDIN ANALOGS.
DE3153427C2 (en)
CH661047A5 (en) Vitamin d analog connections.
DE69318142T2 (en) 1 alpha-HYDROXY-24- (EPI) -VITAMIN D4
DE3590021C2 (en) Alpha-hydroxyvitamin D derivative and medicinal product containing the same
GB2126234A (en) Novel vitamin D analogs
DE69307414T2 (en) Dipeptide derivatives and prophylactic or therapeutic agent for bone diseases containing them as active ingredients
DE3212027C2 (en)
DE3590080C2 (en)
DE3041130C2 (en)
US4263214A (en) Fluorovitamin D compounds and processes for their preparation
US4229358A (en) Fluorovitamin D compounds and processes for their preparation
US4224230A (en) Fluorovitamin D compounds and processes for their preparation
US4226787A (en) Fluorovitamin D compounds and processes for their preparation
DE2940746A1 (en) PROSTACYCLINE
US4229357A (en) Fluorovitamin D compounds and processes for their preparation
DE69108319T2 (en) METHOD FOR PRODUCING VITAMIN D2 COMPOUNDS AND THEIR 1-ALPHA HYDROGENATED DERIVATIVES.

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased