CH668258A5

CH668258A5 - Hydroxyvitamin d2-isomere.

Info

Publication number: CH668258A5
Application number: CH4258/85A
Authority: CH
Inventors: Hector F Deluca; Heinrich K Schnoes; Rafal R Sicinski; Yoko Tanaka
Original assignee: Wisconsin Alumni Res Found
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1988-12-15
Also published as: IE57935B1; GB2153829A; GB2153829B; DK437485A; GB8502162D0; BE901603A; DE3490636C2; DK437485D0; JPS61501088A; DE3490636T1; FR2558829A1; IE850211L; US4505906A; FR2558829B1; NL8420327A; WO1985003298A1; JPH0480022B2

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft neue Isomeren von 25-Hydroxy-vitamin D2 und la,25-Dihydroxyvitamin D2 mit Doppelbindungen, die dadurch charakterisiert sind, dass eine Doppelbindung in der 23,24-Stellung ist.

Stand der Technik

Sowohl Vitamin D2 als auch Vitamin D3, deren hydro-xylierte Metaboliten, wie auch einige von ihren Strukturanalogen sind als wirksame Regulatoren der Calcium- und Phos-phat-Homöostase beim Tier und beim Menschen bekannt. Diese Verbindungen werden somit als therapeutische Mittel zur Verhinderung und Behandlung von Störungen des Calcium- und Phosphat-Metabolismus eingesetzt, wie bei Rachitis, Knochendystrophie, Knochenerweichung, Osteoporose und verwandten Zuständen des Mineral-Ungleichgewichts.

Bekannte Verbindungen dieser Klasse sind allgemein charakterisiert durch eine gesättigte Steroid-Seitenkette (wie bei der Vitamin-Dî-Serie) oder eine 22-trans-ungesättigte Seitenkette mit einem 24-Methylsubstituenten (wie in der Vitamin-Dî-Serie). Die erfmdungsgemässen Verbindungen sind seiten-ketten-ungesättigt, unterscheiden sich jedoch durch die Gegenwart einer 23-trans-Doppelbindung von den bekannten Vitamin-Dî-Metaboliten, welche 25-Hydroxyvitamin D2 (US-PS 3 585 221), la, 25-Dihydroxyvitamin D2 (US-PS 3 880 894), wie auch 24-Hydroxy- und 24, 25-Dihydroxyvitamin-D2-Verbindungen [Jones et al., Arch. Biochem. Biophys. 202,450 (1980)] umfassen.

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Andere Strukturanaloge zu Vitamin D2, die hergestellt worden sind, umfassen la-Hydroxyvitamin D2 (US-PS 3 907 843) und bestimmte, in der Seitenkette ungesättigte Verbindungen [(Bogoslovskii et al., J. Gen. Chem USSR, 48 (4)], 828 (1978; US-PS 3 786 062), welche aufgrund des Vorhandenseins einer 22,23-trans-Doppelbindung als 24-Desmethylderivate von Vitamin D2 angesehen werden können. Eine andere Verbindung, welche strukturell mit den erfindungsgemässen Produkten verwandt ist, ist das 23-De-hydro-25-Hydroxyvitamin D3 (US-PS 4 360 471).

Darstellung der Erfindung,

Es sind nun neue Vitamin-D-Derivate hergestellt worden, welche durch die Struktur VII

OH

charakterisiert sind, worin R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet.

Diese Verbindungen sind somit Isomere von 25-Hydroxy-vitamin D2 bzw. la, 25-Dihydroxyvitamin D2 und werden durch das neue Merkmal charakterisiert, dass sie eine 23,24-Doppelbindung in der Seitenkette aufweisen, was eher zu einer planaren als zu einer tetrahedrischen Orientierung des Methylsubstituenten am Kohlenstoffatom 24 führt.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Die obigen Verbindungen können nach dem folgenden Verfahren hergestellt werden:

Die bekannte Keto-Vitamin-D-Analogverbindung (24R/S)-25-Oxo-27-norvitamin D2) (I) der nachstehend angegebenen Struktur wird als Ausgangsmaterial verwendet.

Dieses Material, welches nach dem Verfahren von DeLuca et al. zugänglich ist (Patentanmeldung PCT/US 83/01393), wird in wasserfreiem Methanol (9 ml) gelöst, wozu 135 mg NaHC03 zugegeben werden, und das Gemisch wird gerührt und für 6 Stunden auf 50 °C erhitzt. Nach dem Abkühlen und Einengen unter vermindertem Druck auf etwa 1 ml wird das Gemisch in Wasser gegossen und mit Benzol und Ether extrahiert. Die organischen Extrakte werden vereint, mit Wasser gewaschen, getrocknet (Na2S04) und eingedampft. Das Rohprodukt wird einer Hochauflösungs-Flüssigchromatographie unterworfen (2% 2-Propanol/Hexan, Zorbax-SIL-Säule mit den Abmessungen 6,2 mm x 25 cm), um 2,4 mg (80%) des a,ß-ungesättigten Ketons zu erhalten (Eluation bei 45 ml), welches durch die folgenden Spektraldaten charakterisiert ist: NMR Ô 0,58 (3H, s, I8-H3), 0,97 (3H, d, J = 6,8 Hz, 21-Hs), 1,77 (3H, s, 28-H3) 2,33 (3H, s, CH>-C<0), 3,98 (1H, m, 3-H), 4,83 und 5,06 (2H, jeweils schmale Multiplets, 19-H2), 6,05

und 6,25 (2H, ABq, J= 12,0 Hz, 7-H und 6-H), 6,67 (1H, t, J = 7,0 Hz, 23-H) ; UV (Et20) K™ 223 und 264 nm ; UV (EtOH) Ämax 236 und 263 nm; Massenspektrum, m/e 396 (M+, 33), 363 (M+-H20-Me, 13), 253 (M+-Seitenketten-H20, 4), 136 (100), 118 (98). Dieses a,ß-ungesättigte Ketonprodukt besitzt die nachstehend dargestellte Struktur II:

HO

Eine Lösung des obigen a,ß-ungesättigten Ketons in wasserfreiem Ether (1 ml) wird sodann mit CHsMgBr (2,85 M, gelöst in Ether) behandelt, und das Gemisch wird für 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Abschrecken mit gesättigter NH4CI wird die Lösung mit Benzol verdünnt und mit Wasser gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt, getrocket (Na2SÜ4) und eingedampft. Das Rohprodukt wird durch Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie gereinigt (Zorbax-SIL-Säule mit den Abmessungen 6,2 mm x 25 cm unter Verwendung 2% 2-Propanol in Hexan als Eluationsmit-tel). Das gewünschte Produkt (Eluation bei 83 ml) hat die nachfolgend angegebene Struktur III:

OH

und ist durch die folgenden Angaben charakterisiert: NMR 5 0,56 (3H, s, I8-H3), 0,91 (3H, d, J = 7,0 Hz, 21-H3), 1,34 (6H, s, 26- und 27-H3), 1,59 (3H, s, 28-Hs), 3,96 (1H, m, 3-H), 4,83 und 5,06 (2H, jeweils schmale Multiplets, 19-H2), 5,50 (IH, t, J = 7,0 Hz, 23-H), 6,04 und 6,25 (2H, ABq, J = 11,9 Hz, 7-H und 6-H); UV (EtOH) ^ax 265 nm, Xmia 228 nm; Massenspektrum, m/e 412 (M+, 38), 394 (M+-H20,10), 379 (M+-H20-Me, 15), 299 (C20/C22 Abspaltung, 5), 281 (299-mO, 9), 271 (M+-Seitenkette, 4), 253 (M+-Seitenketten-H20, 5), 136 (100), 118(74).

Die oben angegebene A23-25-Hydroxy-Verbindung kann sodann la-hydroxyliert werden nach dem Verfahren von DeLuca et al. (US-PSen 4 195 027,4 260 549). Das obige Produkt wird zuerst unter herkömmlichen Bedingungen tosyliert, um das entsprechende 3ß-Tosylatderivat zu erhalten. Diese 3ß-Tosyl-Zwischenverbindung wird sodann sovolysiert,

indem sie in einer Lösung von MeOH, die NaHCOa enthält, für 8,5 Stunden auf 55 °C erhitzt wird, um das 3,5-Cyclovit-amin-D-Derivat zu erhalten, welches die unten angegebene Struktur IV aufweist, worin R für ein Wasserstoffatom steht:

OH

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Diese 3,5-Cyclovitamin-D-Verbindung wird sodann am Kohlenstoffatom 1 durch Behandlung mit SeCh (0,45 molare Äquivalente) und tert.-BuOOH (1,2 molare Äquivalente) nach dem Verfahren von DeLuca et al. (US-PS 4 195 027) hydroxyliert. Nach dem Reinigen durch Hochleistungs-Flüssigkeits-chromatographie oder durch Dünnschichtchromatographie wird das gewünschte la,25-Dihydroxy-3,5-cyclovitamin D als Zwischenverbindung erhalten, welche die obige Struktur aufweist, worin R für OH steht. Dieses Produkt wird sodann durch Erhitzen in Eisessig für 15 Minuten bei 55 0 C solvoly-siert, um im Gemisch das 5,6-cis-la,25-Dihydroxyvitamtin-D-Derivat der nachstehend angegebenen Struktur und das entsprechende 5,6-trans-Isomer zu erhalten. Das oben angegebene 5,6-cis-3ß-Acetat-Derivat (V) wird aus dem Gemisch durch Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie gereinigt und sodann einer Hydrolyse in einer schwachen Base unterworfen (z.B. 10% KOH in MeOH, 1 Stunde, 50 °C), um die gewünschte la,25-Dihydroxy-A23-Vitamin-D-Verbindung zu erhalten, welche durch die nachstehende Struktur VI dargestellt wird:

Bei der voranstehenden Beschreibung wurden die angegebenen physiko-chemischen Daten unter Einsatz der unten angegebenen Verfahren und Apparate erhalten. Die Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) wurde mit dem Modell ALC/GPC 204 von Waters Associates unter Verwendung von

Zorbax-Sil (DuPont) (6,2 mm x 25 cm Säulenabmessung, Fliessgeschwindigkeit 4 ml/min, 1500 psi) durchgeführt. Die präparative Dünnschichtchromatographie (TLC) wurde mittels Silika 60 PF-254 (Platten mit den Abmessungen 20 x 20 5 cm, 1 mm Silikagel) durchgeführt. Alle Reaktionen wurden vorzugsweise unter Inertatmosphäre (z.B. Argon) durchgeführt.

Wenn es gewünscht wird, können die erfmdungsgemässen Verbindungen leicht in kristalliner Form durch Umkristalli-io sation aus einem geeigneten Lösungsmittel, wie Hexan, Ethern oder Alkoholen (in absoluter Form oder in wässriger Lösung je nach Gebrauch) oder Gemischen davon, wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist, erhalten werden.

Die neuen erfmdungsgemässen Verbindungen zeigen eine 15 biologische Aktivität, wie durch Konkurrenz-Bindungsversuche bewertet wurde, die nach dem Verfahren von Shepard et al., Biochem. J. 182, 55 (1979) durchgeführt wurden. Nach diesen Versuchen wurde gefunden, dass beispielsweise das A23-25-Hydroxyprodukt, III, eine Aktivität zeigt, die derjeni-2o gen von 25-Hydroxyvitamin D3 gleicht, welches ein bekannter und wirksamer Vitamin-D3-Metabolit ist. Die erfmdungsgemässen Verbindungen können somit Anwendung finden als wirksame therapeutische Mittel in der Human- und Veterinärmedizin, wie beispielsweise für die Behandlung von 25 Erkrankungen auf der Grundlage des Calcium-Ungleichge-wichts und der bekannten Knochenerkrankungen, die auf Vitamin D ansprechen, wie auch für die Korrektur von Erkrankungen aufgrund von Mineral-Ungleichgewichten bei Tieren. Besonders bevorzugt für derartige Anwendungen ist die la-30 hydroxylierte Verbindung gemäss der Erfindung, da die Gegenwart einer la-Hydroxygruppe die Aktivität und die Wirksamkeit des Vitamins erhöht.

Für therapeutische Anwendungen können die Verbindungen als Pillen, Tabletten, Kapseln oder Suppositorien formu-35 liert werden zusammen mit pharmazeutisch verträglichen Exzipienten oder als Lösungen, Exmulsionen, Dispersionen oder Suspensionen in unschädlichen und pharmazeutisch verträglichen Lösungsmitteln, Ölen oder anderen Trägern, und können nach bekannten und herkömmlichen Verfahren ver-"o abfolgt werden, z.B. oral oder durch Injektion, Infusion oder dermale Verabfolgung in Mengen, die das Empfängertier mit etwa 0,5 jxg bis etwa 10 (ig pro Tag versorgen, wobei die Mengen selbstverständlich abhängig sind von der Grösse der Tiere, von der Krankheitsgeschichte, dem Zustand und dem 45 Ansprechverhalten.

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G

Claims

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PATENTANSPRÜCHE 1. Verbindungen der Formel VII

OH

HO

worin R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe steht.
2. Verbindung nach Anspruch 1, worin R für Wasserstoff steht.
3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R für eine Hydroxylgruppe steht.
4. Pharmazeutische Zusammensetzung, welche eine Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und einen pharmazeutisch verträglichen Exzipienten enthält.
5. Verbindung der Formel II

HO

für die Herstellung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
6. Verfahren zur Herstellung der Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Keton der Formel I

HO

einer basekatalysierten Isomerisation unterwirft und den erhaltenen 23,24-ungesättigten Keton der Formel II

HO

mit einem Methyl-Grignard-Reagenz umsetzt.
7. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Verfahren gemäss Anspruch 6 eine Verbindung der Formel III

OH

(III)

HO

herstellt und letztere in das Cyclovitamin oder Formel IV

OH

ZO ».

R

überführt, in der Z Alkyl oder Acyl bedeutet und R für Wasserstoff steht und diese in der 1-Stellung hydroxyliert und die erhaltene Verbindung, in der R für OH steht, solvolysiert und hydrolysiert.
8. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Herstellung von Mitteln für die Behandlung von Ungleichgewichten des Calziumhaushaltes und von Knochenerkrankungen, die auf Vitamin D ansprechen.