CN1008368B

CN1008368B - 2位上具有取代基的维生素d3衍生物的制备方法

Info

Publication number: CN1008368B
Application number: CN85108857A
Authority: CN
Inventors: 久保寺登; 宫本胜仁; 越智清成; 松永功; 村山荣五郎
Original assignee: Chugai Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Chugai Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 1984-12-05
Filing date: 1985-12-04
Publication date: 1990-06-13
Also published as: JPS61267549A; CN85108857A; CA1330806C; EP0184206A2; KR940002981B1; JPH0623185B2; DK161197B; ATE41924T1; IL77122A; DE3569238D1; KR860004850A; US4666634A; EP0184206A3; IL77122A0; DK561485A; DK561485D0; EP0184206B1; DK161197C

Abstract

一种通式如下所示的1α-羟基维生素D₃衍生物，其中R₁为羟基，氨基或OR′基团(R′为含1～7个碳原子的低级烷基，此烷基可被羟基、卤素原子、氰基、含1～3个碳原子的低级烷氧基、氨基、或酰氨基所取代，也可不被它们所取代)；R₂为氢原子或羟基，文中披露了制备此化合物的方法。此化合物有钙控作用和诱导肿瘤细胞分化的能力，因此可用作抗肿瘤药剂及治疗钙代谢障碍引起的疾病的药物。

Description

本发明涉及具有钙控作用并有诱导肿瘤细胞分化能力的新型维生素D₃衍生物及其制备方法。该衍生物既可用作抗肿瘤药剂，又可用作治疗钙代谢障碍引起的疾病如骨质疏松症和骨软化症的药物。更具体地说，本发明涉及2β位上具有取代基的维生素D₃衍生物。

现有技术所熟知的许多维生素D₃化合物一般被划分为天然存在的维生素D₃代谢物（如25-羟基维生素D₃，1α，25-二羟基维生素D₃和1α，24，25-三羟基维生素D₃）和它们的合成相似物（如1α-羟基维生素D，1α-24-二羟基维生素D₃，和各种氟化维生素D₃化合物）。在这些已知的维生素D₃化合物中，天然存在的1α，25-二羟基维生素D₃和一种合成的相似物（其维生素D₃的第17个碳原子上的侧链被氟化，如24，24-二氟-1α，25二羟基维生素D₃）具有很强的钙控作用，并且适用于治疗各种骨骼病症。

在研究各种维生素D₃衍生物的同时，本发明人发现某些在2位上尤其是在2β-位上具有取代基的维生素D₃衍生物在体内的钙控作用能力与1α，25-二羟基维生素D₃相近，在2β位上具有取代基的1α-羟基维生素D₃维生物可用下列化

式中R为羟基，氨基或OR′基团，（这里的R′为低级烷基，它可被羟基、卤素原子、氰基、低级烷氧基、氨基或酰氨基所取代，也可不被它们所取代）R₂为氢原子或羟基。

式（Ⅰ）中用R′表示的低级烷基的具体例子是具体1～7个碳原子的支链或直链烷基，而且这些烷基可以在所要求的位置上被羟基、卤素（如溴或氟）、氰基具有1～3个碳原子的低级烷氧基、氨基或酰氨基所取代。

（Ⅰ）式表示一种新型的1α-羟基维生素D₃化合物，它可由下列步骤合成而得：

1）一种1，5，7-胆甾三稀-3β-醇和4-苯基-1，2，4-三唑啉-3，5-二酮的环化加成物系按照未审查公开日本专利申请第84555/1975号和84560/1975号由胆甾醇或25-羟基胆甾醇制备而得。

2）将此环化加成物转化成具有如下化学式的1α、2α-环氧化物（化合物1）：

（Ⅰ）

式中R₂为氢原子或羟基;Ph为苯基;

3）此环氧化物（化合物1），在有酸性催化剂如对甲苯磺酸存在的情况下，在惰性溶剂中与化学式为R′OH的聚醇之类的亲核试剂相作用（式中R′与前面的说明相同）以获得具有下面化学式（Ⅱ）的化合物：

（Ⅱ）

式中R′，R₂和Ph分别与前面的说明相同;

4）用化合物（Ⅱ）按照未审查公开日本专利申请第84555/1975号所示方法，此方法包括消除三唑啉-3，5-二酮环，辐照和异构化，就可制得具有化学式（Ⅰ）的化合物。

通过用水代替醇作亲核试剂与环氧化物（化合物1）反应，可获得在2-位上具有羟基的化合物（Ⅱ）。如果用叠氮化钠作亲核试剂，可获得在2-位上具有叠氮基的化合物（Ⅱ）。这些化合物经步骤（4）获得化学式（Ⅰ）的化合物，其中R′分别为羟基和氨基。在消除1，2，4-三唑啉的同时，通过采用氢化铝锂使化合物（Ⅱ）还原就可将化合物（Ⅱ）2-位上的叠氮基转化为氨基。

化合物（Ⅰ）的药理作用

通过下列实验可以看出本发明的化合物具有钙控作用和诱导肿瘤细胞分化的能力。

（A）钙控作用

ⅰ）在白炽灯照射下，用第11号饲料和去离子水喂养一些45～50克重的刚断奶的Sprague Dawley小雄鼠达3个星期，本发明的化合物（如实施例4所制备），和一种对照物1α，25-二羟基维生素D₃（1α，25-（OH）₂D₃），分别溶于乙醇，然后注入小鼠静脉。此后对小鼠停止喂食24小时，并从每只小鼠心脏中抽取血样，从每份血样中分离出血浆，采用OCPC法测定其中的钙和无机磷的含量。OCPC法曾在Am.J.Clin.Path.45，290（1966）和Biochem.J.65.709（1957）中有所描述，其结果如表1所示。

ⅱ）用与ⅰ）中描述的相同的小鼠采用ⅰ）中所示的相同的方式喂养。将本发明的两种化合物（实施例4和实施例6中所制备的）和两种对照物，1α-羟基维生素D₃（1α-OH-D₃）和25-羟基维生素D₃（25-OH-D₃）溶于一种中等链长的脂肪酸（MCT）-甘油三醋后，让小鼠连继口服五天，服最后一次剂量后，使小鼠停食24小时，尔后从每只小鼠的心脏抽取血样，通过ⅰ）中所用的方法测定血浆中的钙和无机磷的含量。其结果如表2所示。

（B）诱导分化

ⅰ）形态变化

人的前髓白血病细胞（HL-60细胞谱系）在一种RPMI-1640介质中培养，该介质中添加10%的牛犊胎血清，血清须在37℃下在5%CO/95%空气的条件下进行热失活。将实施例4中得到的化合物的乙醇溶液和对照物1α-羟基维生素D₃加入如此制得的介质中，使液体介质中的乙醇浓度为0.1%。添加实施例4中的化合物和对照物后，通过三天的形态观察可以看到HL-60细胞分化成巨噬细胞那样的细胞。通过计数确定发生分化的HL-60细胞的百分数。

经过剂量数量极为10^-6～10^-7M的实施例4化合物处理的HL-60细胞至少有60%被分化为巨噬细胞，这使人们看到上述化合物具有与对照物1α-羟基维生素D₃相近的诱导分化的能力。

ⅱ）NBT还原细胞诱导能力

将实施例4中制备的化合物加入HL-60细胞达4～5天的时间。将TPA（12-邻-十四烷醇佛波醇-13-乙酸酯）和NBT（四唑氮蓝）加入处理过的细胞中，使最终浓度分别为100mg/ml和0.1%。在37℃下放置20分钟后，便可确定分化成巨噬细胞并使NBT还原生成甲的HL-60细胞的百分数。实施例4中的化合物和对照物1α-羟基维生素D₃都表现出95%以上的分化诱导能力，此时的剂量数量级为10^-6M。

下列例子是为了对本发明作进一步的说明，但本发明决非仅限于这些例子。

实施例1：1α-羟基-2β-甲氧基维生素D₃的制备。

a）2β-甲氧基-5，7-胆甾二烯-1α、3β-二醇和4-苯基-1，2，4-三唑啉-3，5-二酮的狄耳斯-阿德耳加成物的制备。

将500毫克（0.871mmol）的1α，2α-环氧化物1（R₂＝H）溶解于4ml无水四氢呋喃中，向此溶液中加入10ml甲醇和35mg（0.184mmol）对甲苯磺酸，将此混合物回流加热5小时，冷却后加入乙酸乙酯，并用碳酸氢钠水溶液连继洗有机层，经在硫酸镁上面干燥后，蒸馏除去溶剂。残余的通过硅胶柱色层分离，并用含20%（体积比）丙酮的氯仿洗脱，得到240.2mg的最终产品。

核磁共振谱δ（CDCl₃）：0.80（3H，s），0.90（3H，s），3.43（3H，s），4.65（1H，m），6.07和6.33（2H，AB，J＝7.0Hz），7.28（5H，m）

b）2β-甲氧基-5，7-胆甾二烯-1α、3β-二醇的制备：

将一部分（229mg，即0.378mmol）a）中制备的2β-甲氧基-5，7-胆甾二烯-1α、3β-二醇与4-苯基-1，2，4-三唑啉-3，5-二酮的狄耳斯-阿德耳加成物于氩气氛中溶于10ml无水四氢呋喃，并在室温下搅拌此溶液，逐渐加入60mg（1.58mmol）氢化铝锂后，将此混合物回流加热一小时，在搅拌的情况下，向冰浴冷却的反应化合物中滴加硫酸钠饱和水溶液，以使过量的氢化铝锂骤冷，通过抽吸过滤除去凝胶，并蒸馏除去四氢呋喃。残余部分须经过乙酸乙酸萃取，相继用稀盐酸和水洗涤，并在硫酸镁上面干燥。蒸馏除去溶剂，残余物通过硅胶柱色层分离。用86mg的氯仿洗脱后，便得到86mg最终产品。

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：292，281，270，262（sh）

c）1α-羟基-2β-甲氧基维生素D₃的制备。

将b）中得到的86毫克（0.20mmol）的2β-甲氧基-5，7-胆甾二烯-1α、2β-二醇溶于400ml质量有保证的乙醇中，在氩气氛和冰浴条件下将此溶液用200W水银灯，通过一个硼硅酸盐耐热玻璃滤光片辐照3分钟。经减压蒸馏除去溶剂后，残余物溶于10ml无水四氢呋喃，此混合物回流加热一小时，冷却后蒸馏除去溶剂，使残余物通过交联葡聚糖凝胶柱LH-20（Phorma-cia Fine Chemical，）色层分离。用氯仿和己烷的65∶35混合物洗脱后，可获得14.0mg本发明的油状最终产物。

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：263.5

质谱（m/e）：430（M⁺），412，398，380，150。

实施例2：1α-羟基-2β-乙氧基维生素D₃，

a）2β-乙氧基-5，7-胆甾二烯-1α、3β-二醇和4-苯基-1，2，4-三唑啉-3，5-二酮的狄耳斯-阿德耳加成物的制备：

将一部分（506mg，即0.882mmol）实施例1a中所用的化合物1（R＝H）溶解于无水四氢呋喃（6ml）。将12ml二醇和68mg（0357mmol）对甲苯磺酸加入此溶液中，将这样得到的混合物在室温下搅拌2天，随后将此搅拌过的混合物如实施例1a）那样进行处理，以得到172mg最终化合物。

核磁共振谱δ（CDCl₃）：0.80（3H，s）

b）2β-乙氧基-5，7-胆甾二烯-1α、3β-二醇的制备：

将a）中获得的化合物（172mg，即0.277mmol）在氩气氛中溶于15ml无水四氢呋喃，在室温下搅拌此溶液。逐渐加入154mg（4.06mmol）氢化铝锂后，将混合物回流加热一小时，然后进行冰浴冷却，并一边搅拌一边滴加氢氧化钠溶液，以便使过量的氢化铝锂骤冷。随后按照实施例1b中的方法处理此混合物，得到60.1mg的最终化合物。

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：293，281，271，262（sh）

核磁共振谱δ（CDCl₃）：0.62（3H，s）0.81（3H，s），1.05（3H，t），3.68（2H，q），5.31和5.67（2H，AB，J＝21.06，6.0Hz）

c）2β-乙氧基-1α-羟基维生素D₃的制备：

将b）中获得的2β-乙氧基-5，7-胆甾二烯-1α、3β-二醇（60.1mg，即0.135mmol）按实施例1c）的方法处理，以获得10.5mg的最终化合物。

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：264

质谱（m/e）：444（M⁺），426，398，380，150。

实施例3：1α-羟基-2β-异丁氧基维生素D₃。

通过重复实施例1α）至c）的步骤获得最终化合物，所不同的是用异丁醇代替实施例1α）中所使用的甲醇。

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：265

质谱（m/e）：416（M⁺），398，380，150，

实施例4：1a-羟基-2β-（2-羟基乙氧基）维生素D₃。

a）2β-（2-羟基乙氧基）-5，7-胆甾二烯-1a、3β-二醇和4-苯基-1，2，4-三唑啉-3，5-二酮的狄耳斯-阿德耳加成物的制备：

ⅰ）使用乙二醇：

将一部分（265mg，即0.462mmol）例1a）中使用的化合物1（R₂＝H），5ml无水四氢呋喃，10ml乙二醇和37mg（0.195mmol）对甲苯硫酸，按例1a）的方法处理，以获得最终化合物。

核磁共振谱δ（CDCl₃）：0.80（3H，s），0.90（3H，s），3.56（2H，s），3.74（2H，m），4.57（1H，m），6.09和6.29（2H，AB，J＝9.0Hz），7.29（5H，m）。

ⅱ）使用二氧戊环化合物：

将一部分（102mg，即0.178mmol）实施例1a）中使用的化合物1溶于2ml无水四氢呋喃中。向此溶液中加入1.0ml（9.30mmol）2，2-二甲基-1，3-二氧戊环和100μl醚合三氟化硼，将此混合物在室混下搅拌20小时。然后加入乙酸乙酯，用水洗此混合物并在硫酸镁上面干燥。然后将溶剂蒸馏除去。残余物经硅胶柱色层分离，并用含20%（体积比）丙酮的氯仿洗脱，得到21.3克与ⅰ）中得到的化合物具有相同物理数据的最终化合物。

b）2β-（2-羟基乙氧基）-5，7-胆甾二烯-1α、3β-二醇的制备：

将一部分（398.5mg，或0.627mmol）上述a）ⅰ）或ⅱ）中获得的狄耳斯-阿德耳加成物按照实施例1b）中所述方法用40ml无水四氢呋喃和333mg（8.77mmol）氢化铝锂进行处理，可获得数量为173.2mg的最终化合物。

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：293.5，281.5，271，262（sh）

核磁共振谱δ（CDCl₃）：0.55（3H，s），0.83（3H，s），0.91（6H，s），5.30和5.62（2H，AB，J＝6.0Hz）

c）1α-羟基-2-（2-羟基乙氧基）维生素D₃的制备：

将一部分（173mg，即0.376mmol）b）中获得的2β-（2-羟基乙氧基）-5，7-胆甾二烯-1α、3β-二醇，按照实施例1c）的方法处理，以得到39.9mg的最终化合物。

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：262.5

质谱（m/e）：446（M⁺），442，398，380，150。

傅里叶变换-核磁共振谱δ（CDCl₃）：0.55（3H，s），0.86（6H，d，J＝6.6Hz），0.92（3H，d，J＝6.4Hz），3.33（1H，dd），3.65-3.90（1H，m），4.23（1H，m），4.37（1H，d，J＝1.4Hz），5.09（1H，s），5.49（1H，s），6.04（1H，d，J＝12.6Hz），6.37（1H，d，J＝12.6Hz）

实施例5～10

通过重复实施例1a）到c）的步骤获得下列化合物，与这些步骤所不同的是，例1a）中使用的甲醇分别被2-溴乙醇（实施例5）1，3-丙二醇（实施例6）4-甲基-1，4-戊二醇（实施例7）3-羟基丙腈（实施例8）水（实施例9）和1，4-丁二醇（实施例10）所代替。

实施例5：2β-（2-溴乙氧基）-1a-羟基维生素D₃：

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：264

质谱（m/e）：444（M⁺-Br），428，400，382，134

实施例6：1a-羟基-2β-（3-羟基丙氧基）维生素D₃：

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：263

质谱（m/e）：474（M⁺），456，398，380，150

实施例7：1a-羟基-2β-（4-羟基-4-甲基戊氧基）维生素D₃：

乙醇

紫外光谱λ最大值（nm）：263

质谱（m/e）：517（M⁺+1），500，398，380，150，83，59

实施例8：2β-（2-氰乙氧基）-1a-羟基）维生素D₃：

乙醇

紫外光谱λ_最大值（nm）：262

质谱（m/e）：469（M⁺），416，398，380，150

实施例9：1a，2β-二羟基维生素D₃：

乙醇

紫外光谱λ_最大值（nm）：263

质谱（m/e）：416（M⁺），398，380，150

实施例10：1a-羟基-2β-（4-羟基丁氧基）维生素D₃

乙醇

紫外光谱λ_最大值（nm）：263.5

质谱（m/e）：488（M⁺），470，452，150

实施例11：2β-（2-N-乙酰氨基乙氧基）-1a-羟基维生素D₃

α）制备1a，2a-环氧-5，7-胆甾二烯-3β-醇：

将一部分（2.05mg，即3.57mmol）实施例1a）中使使用的化合物1（R₂＝H）溶于100ml无水甲基甲酰胺中。添加0.92g（8.51mmol）三苯膦后，将此溶液在水浴（90～100℃）中一边搅拌，一边加热10小时，然后将反应混合物倒入冰水中并用乙酸乙酯萃取。用水洗有机层，并在硫酸镁上面干燥，然后蒸馏除去溶剂。残余物须用硅胶柱色层分离并且用含20%（体积比）丙酮的氯仿洗脱，这样便得到了1.29克最终化合物。

乙醇

紫外光谱λ_最大值（nm）：290，279，269，261（sh）

核磁共振谱δ（CDCl₃）：0.63（3H，s），0.82（3H，s），091（6H，s），5.36和5.66（2H，AB，J＝6.0Hz）

b）2α-（2-N-乙酰氨基乙氧基）-5，7-胆甾二烯1α，3α-二醇的制备：

将一部分（397mg，即0.996mmol）a）中获得的1α，2α环氧-5，7-胆甾二烯-3β-醇在氩气氛条件下溶于8ml无水四氢呋喃中。添加2-N-乙酰氨基乙醇（3ml）后，将此混合物在室温下搅拌。向此混合物中滴加0.2ml的醚合三氟化硼，并在室温下将得到的混合物搅拌10小时，然后回流加热7小时。将其冷却后，加入乙酸乙酯。用水洗有机层，并且在硫酸镁上面干燥，然后蒸馏除去溶剂。残余物须用硅胶柱色层分离并用含20%（体积比）丙酮的氯仿洗脱，制得32.6mg最终化合物。

核磁共振谱δ（CDCl₃∶CD₃OD＝3∶1）：0.64（3H，5），0.81（3H，s），0.90（6H，s），2.07（3H，s），3.34（2H，m），3.68（2H，m），5.28和5.60（2H，AB，J＝6.0Hz）

c）2α-（2-N-乙酰氨基乙氧基）-1α-羟基维生素D₃的制备：

按照实施例1c）的方法处理b）中获得的2α-（2-N-乙酰氨基乙氧基）-5，7-胆甾二烯1α，3α-二醇（32.6mg，即6.5×10^-2mmol），从而得到6.96mg的最终化合物。

乙醇

紫外光谱λ_最大值（nm）：262.5

质谱（m/e）：458（M⁺-CH³CO），440，395，383，150，43

实施例12：2β-氨基-1α-羟基维生素D₃

a）2β-叠氮基-5，7-胆甾二烯-1α，3β-二醇和4-苯基-1，2，4-三唑啉-3，5-二酮的狄耳斯-阿德耳加成物的制备：

将一部分（501mg，即0.873mmol）实施例1a）中使用的化合物1（R₂＝H）在氩气氛中溶于10ml二噁烷，并将此溶液回流加热。然后向此溶液滴加溶于2.6ml水中的102mg（1.57mmol）叠氮化钠，得到的混合物再回流加热10小时。冷却后，此混合物用乙酸乙酯萃取，水洗并在硫酸镁上面干燥。经蒸馏除去溶剂后，残余物还要经过硅胶柱色层分离以及用含20%（体积比）丙酮的氯仿洗脱，以获得81.9mg的最终化合物。

红外光谱ν_最大值（cm^-1）：2250

核磁共振谱δ（CDCl₃）：0.81（3H，s），0.90（3H，s）6.24（2H，AB，J＝10.8，8.0Hz），7.33（5H，m）

b）2α-氨基-5，7-胆甾二烯-1α，3α-二醇的制备：

用实施例1b）的方法处理a）中得到的狄耳斯-阿德耳加成物（81.9mg，即0.133mmol），10ml无水四氢呋喃和94mg（2.48mmol）氢化铝锂，以制备39.5mg最终化合物。

乙醇

紫外光谱λ_最大值（nm）：292.5，281，271，262（sh）

红外光谱ν_最大值（cm^-1）：3500，3320，3210

核磁共振谱δ（CDCl³：CD³OD＝3∶1）∶0.62（3H，s），0.83（3H，s），0.92（6H，s），5.48和5.59（2H，AB，J＝6.0Hz）

c）2α-氨基-1α-羟基维生素D₃的制备：

按照实施例1c）的方法处理由25-羟基胆甾醇制备而得到的化合物1（R₂＝OH），以制取下列化合物。

实施例13：1α，25-二羟基-2β-（3-羟基丙氧基）维生素D₃

乙醇

紫外光谱λ_最大值（nm）：263

质谱（m/e）：490（M⁺），472，454，59

实施例14：1α，25-二羟基-2β-（2-羟基乙氧基）维生素D₃

乙醇

紫外光谱λ_最大值（nm）：262

质谱（m/e）：476（M⁺），458，440，59

表1

化合物剂量血浆中钙含量血浆中无机磷

mg/dl mg/dl

乙醇 0.5mg/kg 4.796±0.207 9.403±1.517

（唯一组份）

＊＊＊

实施例4中 6.25μg/0.5ml/kg 5.916±0.323 8.533±0.687

的化合物

＊＊＊

12.5μg/0.5ml/kg 6.058±0.551 8.503±1.387

＊＊＊

1α，25- 1.25μg/0.5ml/kg 5.463±0.290 7.561±0.477

（OH）₂-D₃

＊＊

2.5μg/0.5ml/kg 5.506±0.324 9.066±1.906

＊＊＊：P＜0.001，＊＊：P＜0.01，＊：P＜0.05。

表2

化合物剂量血浆中钙含量血浆中无机磷

mg/dl mg/dl

MCT 1mg/kg 4.263±0.235 7.488±0.933

（唯一组份）

＊

例4中的化合物 6.25μg/ml/kg 5.552±0.912 8.713±1.648

＊＊＊

例6中的化合物 6.25μg/ml/kg 8.093±0.648 7.040±0.595

1α-OH-D₃6.25μg/ml/kg 4.798±0.582 7.776±0.682

＊＊＊＊＊

25-OH-D₃6.25μg/ml/Kg 5.682±0.364 9.115±0.647

＊＊＊：P＜0.001，＊＊：P＜0.01，＊：P＜0.05。

Claims

1、一种制备下式所示1α-羟基维生素D₃衍生物的方法，

式中R₁为羟基、氨基或基团OR′(R′为被羟基、卤原子、氰基、C_1-3低级烷氧基、氨基或酰氨基所取代或未被取代的C_1-7低级烷基)；R₂为氢原子或羟基，所述方法包括用紫外线辐射下式所示维生素D₃衍生物。

(其中R₁和R₂如上所限定)，并对经过辐射后的衍生物进行热异构化处理。

2、按照权利要求1所述的方法，其中原料中的R₁为OR′（R′如权利要求1所限定）。

3、按照权利要求2所述的方法，其中原料中的R′为被羟基取代的C_1-7低级烷基。

4、按照权利要求1所述的方法，其中原料中的R₂为氢原子。

5、按照权利要求1所述的方法，其中原料中的R₂为羟基。

6、按照权利要求2所述的方法，其中原料中的R₂为氢原子。

7、按照权利要求2所述的方法，其中原料中的R₂为羟基。

8、按照权利要求3所述的方法，其中原料中的R₂为氢原子。

9、按照权利要求3所述的方法，其中原料中的R₂为羟基。