CZ286090B6

CZ286090B6 - Způsob výroby derivátů vitaminu D a aldehydický adukt použitelný jako meziprodukt

Info

Publication number: CZ286090B6
Application number: CS19902920A
Authority: CZ
Inventors: Sebastianus J. Halkes; Wilhelmus R. M. Overbeek
Original assignee: Duphar International Research B. V.
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 2000-01-12
Also published as: RU2036904C1; CZ292090A3; US5110924A; HU207992B; PL163128B1; ZA904539B; JPH0324053A; AU5698290A; EP0402982B1; CA2018769C; IL94702A; ATE99676T1; SK281081B6; HUT54634A; CA2018769A1; SK292090A3; DK0402982T3; DE69005709T2; HU903818D0; JP2804606B2

Abstract

Popisuje se způsob výroby derivátů vitaminu D, obecného vzorce III, kde R je vodík nebo popřípadě esterifikovaná nebo etherifikovaná hydroxyskupina, R.sub. 1.n. je popřípadě esterifikovaná nebo etherifikovaná hydroxyskupina a R.sub. 2.n. je rozvětvený nebo nerozvětvený alkylový, alkenylový, alkinylový, alkoxylový, alkenyloxylový nebo alkinyloxylový zbytek obsahující 1 až 14 atomů uhlíku, popřípadě substituovaný, při kterém se adukt previtaminu D.sub. 2.n. obecného vzorce II, kde Z je sulfonylová skupina nebo zbytek obecného vzorce a, kde A a B jsou stejné nebo rozdílné alkoxyskupiny s 1 až 4 atomy uhlíku nebo A a B společně tvoří fenyliminoskupinu nebo o-fenylenovou skupinu, podrobí reakci s ozonem k oxidaci selektivní pro dvojnou vazbu mezi polohami C.sub. 22.n. a C.sub. 23.n., a pak redukci vzniklého ozonidu, načež se takto získaný aldehyd obecného vzorce I podrobí reakci sloužící k prodloužení řetězce za použití Grignardova činidla nebo Wittigova činidla, při níž se aldehydická funŕ

Description

Vynález se týká způsobu výroby derivátů vitaminu D za použití aldehydického aduktu jako meziproduktu, jakož i způsobu přípravy tohoto meziproduktu.

Dosavadní stav techniky

Je obecně známo, že deriváty vitaminu D mají silnou biologickou účinnost a že je lze používat ve všech případech, v nichž sehrávají svou roli problémy spojené s metabolismem vápníku. Před několika málo lety bylo zjištěno, že různé aktivní deriváty vitaminu D vykazují i jiné farmakoterapeutické účinky, a že je lze úspěšně používat například k léčbě určitých chorob kůže a kostí a k léčbě chorob spojených s diferenciací buněk. Je tedy nanejvýš důležité mít k dispozici arzenál aktivních derivátů vitaminu D pro tyto různé aplikační oblasti, aby bylo možno pro zamýšlenou aplikaci vybrat vždy co nej lepší derivát vitaminu D.

Deriváty vitaminu D, vhodnými pro shora zmíněné aplikace, jsou hydroxylované deriváty vitaminu D, jako například 1 alfa-hydroxyvitamin D₃ nebo lalfa-hydroxycholekalciferol, 24Rhydroxyvitamin D₃, lalfa,25-dihydroxyvitamin D₃, 25-hydroxyvitamin D₃, 24R,25-dihydroxyvitamin D₃, lalfa,24R-dihydroxyvitamin D₃, lalfa,24R,25-trihydroxyvitamin D₃, 1 alfa,25dihydroxyvitamin D₃-26,23-lakton, 25-hydroxyvitamin D₃-26,23-lakton, 22-oxo-l alfahydroxyvitamin D₃, 22-oxo-l alfa,25-dihydroxyvitamin D₃, 24-oxo-lalfa-hydroxyvitamin D₃, 24-oxo-lalfa,25-dihydroxyvitamin D₃, deriváty vitaminu D₂ hydroxylované v polohách la, 24 nebo/a 25, 22-oxa-substituované deriváty vitaminu D₃ a deriváty vitaminu D s prodlouženými řetězci v poloze 17, jako jsou 24,24-dihomoderiváty a 24,24,24-trihomoderiváty, ať už v těchto řetězcích obsahují nebo neobsahují dvojné vazby nebo/a hydroxylové skupiny, jakož i příbuzné deriváty vitaminu D obsahující v postranním řetězci na C_]7 cykloalkylovou skupinu se 3 až 6 atomy uhlíku, například cyklopropylovou skupinu na C₂4. Jako příklad tohoto posledního typu derivátů lze uvést (1S, 1Έ, 3R, 5Z, 7E, 20R)-9,10-seko-20-(3'-cyklopropyl-3'-hydroxyprop-l'-enyl)-l,3-dihydroxypregna-5,7,10(19)-trien. Vzhledem ke svým biologickým účinkům jsou dále důležité i fluorované, popřípadě hydroxylované deriváty vitaminu D.

Vhodný způsob zavádění hydroxylové skupiny do polohy la derivátu vitaminu D je popsán v evropském patentovém spisu č. 70588 stejného přihlašovatele. Pro modifikaci postranního řetězce na C_]7 v derivátech vitaminu D však dosud nebylo nalezeno řešení, které by vyhovovalo ve všech ohledech. Oba výchozí materiály pro přípravu derivátů vitaminu D s takto modifikovaným postranním řetězcem musí být totiž snadno dostupné nebo připravitelné a několikastupňový pochod musí vést k zamýšlenému cíli s dostatečnou selektivitou a účinností. Kromě toho není tímto zamýšleným cílem konkrétně definovaná látka, ale řada derivátů vitaminu D s modifikovaným řetězcem na Cj₇, jak bylo uvedeno výše, z nichž je pak možno podle potřeby provést výběr. Z toho vyplývá, že preparativní postup by měl být vhodný, bez nutnosti provádění nějakých základních změn nebo úprav, pro syntézu co největšího počtu různých derivátů vitaminu D.

V literatuře popsané metody pro syntézu aktivních derivátů vitaminu D, zejména aktivních metabolitů vitaminu D, nevyhovují vzhledem ktomu, že nesplňují jeden nebo několik zvýše uvedených požadavků. S cílem splnit posledně zmíněný požadavek navrhli různí výzkumní pracovníci používat k syntéze derivátů vitaminu D s modifikovaným postranním řetězcem aldehyd jako jakýsi „univerzální meziprodukt“ a využít reaktivitu aldehydické funkce k výstavbě žádaného postranního řetězce na C]₇. Jak Salmond a spol. (J. Org. Chem. 43, 1978, 790-793)

- 1 CZ 286090 B6 tak Kutner a spol. (Tetrahedron Letters, 28, 1987, 6129-6132) však používají výchozí látky, které jsou obtížně připravitelné nebo dostupné a navíc aldehydy, které slouží jako „klíčové meziprodukty“, nelze s uspokojivými výtěžky převést na žádané deriváty vitaminu D, zejména na metabolity 25-hydroxyvitaminu D. Andrews a spol. (J. Org. Chem. 51, 1986, 4819—4828) používají jako „klíčový meziprodukt“ při syntéze metabolitů 25-hydroxyvitaminu D C₂₂-aldehyd vitaminu D, v němž je citlivý trienový systém vitaminu D chráněn Diels-Alderovou reakcí s 4fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-dionem nebo s ftalazin-1,4—dionem, přičemž dienofil je navázán v polohách 6 a 19 molekuly vitaminu D. Při této metodě je však v konečné fázi nutná dodatečná fotoisomerizace k regeneraci systému vitaminu D, která je spojena se ztrátami drahého finálního produktu a s kontaminací tohoto finálního produktu.

Podstata vynálezu

Podstatou způsobu výroby derivátů vitaminu D podle vynálezu je použití aldehydického meziproduktu pro tuto výrobu, který by neměl nevýhody popisované výše.

V souladu s vynálezem splňuje tyto cíle C₂₂-aldehyd odvozený od derivátů previtaminu D, odpovídající obecnému vzorci I

(I) ve kterém

R představuje atom vodíku nebo hydroxylovou skupinu, popřípadě esterifíkovanou alkylchlorkarbonátem obsahujícím 2 až 5 atomů uhlíku, benzoovou kyselinou, nasycenou alifatickou karboxylovou kyselinou s 1 až 4 atomy uhlíku, p-toluensulfonovou kyselinou, methansulfonovou kyselinou nebo trifluoroctovou kyselinou, nebo hydroxylovou skupinu etherifikovanou trifenylmethylhalogenidem, 2,3-dihydropyranem, trialkylsilylhalogenidem obsahujícím v každé alkylové části vždy 1 až 6 atomů uhlíku nebo trialkylsilylethoxymethylhalogenidem obsahujícím v každé alkylové části vždy 1 až 6 atomů uhlíku,

Ri znamená hydroxylovou skupinu, popřípadě esterifíkovanou alkylchlorkarbonátem obsahujícím 2 až 5 atomů uhlíku, benzoovou kyselinou, nasycenou alifatickou karboxylovou kyselinou s 1 až 4 atomy uhlíku, p-toluensulfonovou kyselinou, methansulfonovou kyselinou nebo trifluoroctovou kyselinou, nebo hydroxylovou skupinu etherifikovanou trifenylmethylhalogenidem, 2,3-dihydropyranem, trialkylsilylhalogenidem obsahujícím v každé alkylové části vždy 1 až 6 atomů uhlíku nebo trialkylsilylethoxymethylhalogenidem obsahujícím v každé alkylové části vždy 1 až 6 atomů uhlíku a

Z představuje sulfonylovou skupinu nebo zbytek obecného vzorce

O

kde A a B jsou stejné nebo rozdílné alkoxyskupiny s 1 až 4 atomy uhlíku nebo A a B společně tvoří fenyliminoskupinu nebo o-fenylenovou skupinu.

Deriváty previtaminu D jsou známé z literatury. Velluz a spol. (Bull. Soc. Chim. Fr. 1949, 501) objevili previtamin D₃ již v roce 1949, zatímco Koevoet a spol. (Revueil 74, 1955, 788-792) věnovali svoji publikaci této sloučenině v roce 1955. Ze zmíněných publikací vyplývá, že previtamin D₃ lze získat ekvilibrací z vitaminu D₃, že však může velmi snadno opět přecházet na výchozí látku. Navíc není previtamin D₃ krystalický, takže jej prakticky nelze získat v čistém stavu. Nestabilita derivátů previtaminu D a obtížná manipulace s nimi byly nejpravděpodobněji příčinou toho, že bylo v literatuře až dosud věnováno tak málo pozornosti upotřebení těchto látek k syntetickým účelům. Totéž v podstatě platí o stereoisomeru previtaminu D₃, totiž tachysterolu, o němž rovněž pojednávají Koevoet a spol. v Recueil 74, 1955, 788 - 792.

Derivát previtaminu D₂ je možno použít jako výchozí materiál pro přípravu shora zmíněného aldehydu, který je možno získat z derivátu vitaminu D₂ stejným způsobem jako previtamin D₃, totiž ekvilibrací. Tato ekvilibrační reakce závisí na teplotě - vznik derivátu previtaminu D₂ je možno stimulovat zvýšením teploty. Jako výchozí látku lze rovněž použít derivát tachysterolu₂. Alternativně vede k vzniku žádaného derivátu previtaminu D₂ rovněž ozařování derivátu ergosterolu při nízké teplotě. Po chránění hydroxylové skupiny nebo hydroxylových skupin přítomných v molekule je pak možno provést adici za použití vhodného dienofilu, jak je popsáno ve shora zmíněném evropském patentovém spisu č. 70588. Vznikne adukt previtaminu D₂, odpovídající obecnému vzorci II

(Π)

Vhodnými dienofily pro shora uvedenou adiční reakci jsou oxid siřičitý a sloučeniny obecného vzorce

O

v němž maj í A a B shora uvedený význam.

Jako příklady vhodných dienofilů odpovídajících tomuto posledně uvedenému obecnému vzorci je možno uvést l,2,4-triazolin-3,5-diony substituované v poloze 4 popřípadě substituovanou fenylovou skupinou, 1,4-ftalazindiony a dialkylazodikarboxyláty obsahující v každé alkylové části vždy 1 až 4 atomy uhlíku. Vzhledem k jednoduchému průběhu vzniku aduktu a snadnému následujícímu odstranění jsou výhodnými dienofily 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-dion, dimethylazodikarboxylát, diethyl-azodikarboxylát a 1,4-ftalazindion. Po syntéze žádaného derivátu vitaminu D je možno dienofilní skupinu Z z aduktu snadno odstranit, přičemž, na rozdíl od aduktu vitaminu D uvedeného výše, který syntetizovali Andrews a spol., zůstává zachována stérická konfigurace a vzniká přímo žádaný derivát cis-vitaminu D.

Hydroxylové skupiny v aduktu, které jsou na závadu reakci, je možno před nebo po vzniku aduktu chránit reakcí s esterifikačním nebo etherifíkačním činidlem. Vhodnými esterifikačními činidly jsou alkylchlorkarbonáty obsahující 2 až 5 atomů uhlíku, aromatické karboxylové kyseliny, nasycené alifatické karboxylové kyseliny s 1 až 4 atomy uhlíku, p-toluensulfonová kyselina, methansulfonová kyselina, trifluoroctová kyselina a deriváty těchto kyselin použitelné k esterifikačním reakcím. K chránění nestálých hydroxylových skupin ve formě etheru je v podstatě možno použít libovolné z etherifikačních činidel o nichž je známo, že je lze k tomuto účelu použít, jako jsou například trifenylmethylhalogenidy, 2,3-dihydropyran nebo trialkylsilylhalogenidy či trialkylsilylethoxymethylhalogenidy, v nichž jednotlivé alkylové skupiny obsahují vždy 1 až 6 atomů uhlíku. Zvlášť vhodné k tomuto účelu jsou trimethylsilylchlorid, terc.butyldimethylsilylchlorid nebo trimethylsilyl-ethoxymethylchlorid, protože tato etherifikační činidla snadno reagují s hydroxylovou skupinou, která má být chráněna, za vzniku etherové funkce, která je na jedné straně dostatečně stálá za reakčních podmínek, na druhé straně ji však lze snadno odštěpit za regenerace původní hydroxylové skupiny. Výhodným činidlem je terc.butyl-dimethylsilylchlorid, protože bylo zjištěno, že terc.butyl-dimethylsilylová skupina je vynikající chránící skupinou.

Adukty previtaminu D₂, výtečně dostupnými adicí dienofilů na snadno přístupné výchozí materiály, jsou adukty odpovídající obecnému vzorci II, v němž R představuje atom vodíku. Tyto adukty lze snadno převést na odpovídající sloučeniny hydroxylované v poloze 1, s výhodou v poloze la, postupem popsaným ve shora zmíněném evropském patentovém spisu č. 70588. Tímto způsobem vzniknou adukty previtaminu D₂, odpovídající obecnému vzorci II, ve kterém R představuje hydroxylovou skupinu nebo popřípadě chráněnou hydroxylovou skupinu. Není pochopitelně nezbytně nutné zavádět 1-hydroxyskupinu v tomto stupni syntézy žádaného derivátu vitaminu D. Hydroxylační reakci popsanou v evropském patentovém spisu č. 70588 pro přípravu 1-hydroxysubstituovaných derivátů vitaminu D lze uskutečnit rovněž v pozdějším stupni syntézy, zejména po přípravě žádaného derivátu vitaminu D výstavbou postranního řetězce na C₎₇, ale před odstraněním dienofilní skupiny Z.

-4CZ 286090 B6

Bylo zjištěno, že C^-aldehyd obecného vzorce I je možno jednoduchým způsobem připravit oxidací shora zmíněného aduktu previtaminu D₂, obecného vzorce II, selektivní pro dvojnou vazbu mezi uhlíkovými atomy v polohách 22 a 23. Tuto konverzi je možno s vynikajícím výtěžkem uskutečnit tak, že se adukt previtaminu D₂ nechá nejprve reagovat s ozonem, s výhodou v přítomnosti organické báze (například pyridinu) a následující redukcí vzniklého ozonidu. S překvapením bylo zjištěno, že při této konverzi zůstává zachována stérická konfigurace na C₂o, i když při srovnatelných konverzích, jak je například popsali Salmond a Sobala (Tetrahedron Letters, 20, 1977, 1695 - 1698), snadno dochází k epimerizaci na C₂o·

Výsledný C₂₂-aldehyd obecného vzorce I je velmi vhodným meziproduktem pro přípravu velkého počtu různých derivátů vitaminu D, lišících se postranními řetězci na C₁₇. C₂₂-aldehyd lze zejména použít k přípravě derivátů vitaminu D, obecného vzorce III

(III) ve kterém

R a R[ mají shora uvedený význam a

R₂ znamená rozvětvený nebo nerozvětvený alkylový, alkenylový, alkinylový, alkoxylový, alkenyloxylový nebo alkinyloxylový zbytek obsahující 1 až 14 atomů uhlíku a popřípadě substituovaný alespoň jedním substituentem vybraným ze skupiny zahrnující hydroxylovou skupinu, oxoskupinu, cykloalkylové skupiny se 3 až 6 atomy uhlíku nebo/a atom fluoru, spočívající v tom, že se v aldehydu obecného vzorce I prodlouží řetězec, obecně řadou postupných reakcí, jimiž se aldehydická funkce převede na skupinu R₂, načež se o sobě známým způsobem odstraní zbytek Z.

Odštěpení dienofilní skupiny Z je možno uskutečnit jednoduchým způsobem, například pomocí báze v protickém nebo aprotickém polárním rozpouštědle nebo v jejich směsi, jak je popsáno ve shora zmíněném evropském patentovém spisu č. 70588. Vhodnými systémy pro tento účel jsou hydroxidy alkalických kovů v alkoholech, například v methanolu nebo n-butanolu, hydridy kovů, například lithiumaluminiumhydrid, v inertních aprotických rozpouštědlech, nebo alkoxidy alkalických kovů v alkoholech. Odštěpení skupin chránících hydroxylovou funkci nebo funkce lze rovněž uskutečnit způsobem o sobě známým pro odštěpování takovýchto skupin. Tak například chránící silyletherové skupiny lze odštěpit působením sloučenin fluoru, například tetrabutylamoniumfluoridu, v inertním organickém rozpouštědle, například v etheru, jako tetrahydrofuranu. Toto odštěpení lze uskutečnit rovněž působením kyseliny, popřípadě adsorbované na nosiči, například na oxidu křemičitém.

-5CZ 286090 B6

Bylo zjištěno, že C22-aldehyd shora uvedeného obecného vzorce I se výtečně hodí pro prodlužování řetězce. Při tomto postupu se, obvykle pomocí řady na sebe navazujících reakcí, vybuduje žádaný postranní řetězec na Cp. V souladu s tímto postupem je možno aldehydickou 5 funkci v předmětném C22-aldehydu převést na skupinu R2 (viz vzorec III) pomocí Grignardovy reakce nebo Wittigovy reakce, jak popisuje následující reakční schéma A.

Schéma A

-6CZ 286090 B6

V tomto reakčním schématu mají používané zkratky a obecné symboly následující význam:

LDA = lithium-diisopropylamid

R4 = chránící skupina hydroxylové funkce

R₅ = alkylový, alkenylový, alkinylový, alkoxylový, alkenyloxylový nebo alkinyloxylový zbytek

X = halogen

Ph = fenyl

Bylo zjištěno, že Grignardova činidla a Wittigova činidla jsou zvlášť vhodná k reakcím sC₂₂aldehydem obecného vzorce I. Tímto způsobem je možno snadno vybudovat uhlíkatý skelet žádaného postranního řetězce na C₁₇. Následnými reakcemi je pak možno tento postranní řetězec modifikovat, například zavádět do něj hydroxylové skupiny, oxoskupiny, atomy fluoru apod. K reakci s C₂₂-aldehydem obecného vzorce I je zvlášť vhodné Wittigovo činidlo odpovídající obecnému vzorci

Ph₃P=CH-R₃ ve kterém

Ph znamená fenylovou skupinu, a

R₃ představuje atom vodíku nebo rozvětvený či nerozvětvený alkylový, alkenylový nebo alkinylový zbytek obsahující 1 až 13 atomů uhlíku, popřípadě substituovaný alespoň jednou etherifikovanou nebo esterifikovanou hydroxylovou skupinou nebo atomem fluoru.

Toto činidlo totiž snadno reaguje s aldehydickou funkcí, přičemž ostatní funkční skupiny v molekule aldehydu nenapadá.

Další možnou reakcí k prodlužování řetězce je konverze C₂₂-aldehydu na intermediámí sulfon, s výhodou na 22-arylsulfonyl-24-hydroxysubstituovanou sloučeninu nebo na 23-arylsulfonyl22-hydroxysubstituovanou sloučeninu, prováděná o sobě známým způsobem, následovaná desulfonylační reakcí. Příklady takovýchto reakcí sloužících k prodlužování řetězce jsou uvedeny ve schématu A.

Z výše uvedených způsobů je vlastním předmětem vynálezu způsob výroby derivátů vitaminu D výše uvedeného obecného vzorce III, při kterém se adukt previtaminu D₂ výše uvedeného obecného vzorce II podrobí reakci s ozonem k oxidaci selektivní pro dvojnou vazbu mezi polohami C₂₂ a C₂₃, a pak redukci vzniklého ozonidu, načež se takto získaný aldehyd výše uvedeného obecného vzorce I podrobí reakci sloužící k prodloužení řetězce za použití Grignardova činidla nebo Wittigova činidla, při níž se aldehydická funkce převede na zbytek R₂definovaný níže u obecného vzorce III a z výsledného produktu se působením báze odštěpí zbytek Z. Reakce s ozonem se výhodně provádí v přítomnosti organické báze. Prodloužení řetězce se výhodně provádí pomocí reakce s Wittigovým činidlem obecného vzorce Ph₃P=CHR₃, ve kterém Ph a R₃ mají výše uvedený význam. Předmětem vynálezu je rovněž meziprodukt výše uvedeného obecného vzorce I.

Vynález ilustrují následující příklady provedení, jimiž se však rozsah vynálezu nijak neomezuje. Prováděná reakce popisují následující schémata B a C, na něž se vztahuje i číslování sloučenin v příkladech.

-7 CZ 286090 B6

Schéma B

-8CZ 286090 B6

Schéma C

-9CZ 286090 B6

Příklad 1

Příprava aduktu previtamin D₂-acetátu s 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-dionem a jeho oxidace na žádaný C₂₂-aldehyd (a) K roztoku 22,5 g vitaminu D₂ ve 200 ml suchého pyridinu se přidá 40 ml acetanhydridu. Reakční směs se nechá 16 hodin stát při teplotě místnosti, pak se vylije do vody s ledem a přidá se k ní 1 litr diethyletheru. Po oddělení vrstev se organická fáze třikrát promyje vodou a pak postupně 2N kyselinou chlorovodíkovou, roztokem hydrogenuhličitanu sodného a konečně roztokem chloridu sodného až do neutrální reakce. Po vysušení organického roztoku a odpaření za sníženého tlaku se zbytek rozpustí v malém množství acetonu a ochladí se na -20 °C. Ve výtěžku 22,3 g se získá žádaný vitamin D₂-acetát (2) o teplotě tání 88 °C.

(b) 22,3 g shora připraveného vitamin D₂-acetátu (2) se roztaví a zhruba 45 minut se zahřívá na teplotu cca 100 °C. Tímto zpracováním se zhruba 30% výchozího materiálu převede (podle NMR spektroskopie) na previtamin Dr-acetát. Po ochlazení se krystalizací z acetonu získá 10,8 g nepřeměněného vitamin D₂-acetátu. Po odpaření matečného louhu se získá 11,4 g zbytku, z něhož 6,7 g tvoří previtamin D₂-acetát (3).

(c) K roztoku previtaminu D₂-acetátu (3), získaného postupem podle odstavce (b), ve 330 ml dichlormethanu, se v dusíkové atmosféře za míchání při teplotě 0 °C přidá roztok 7,25 g 4fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-dionu v 90 ml suchého dichlormethanu. Vypočtené množství použitého previtaminu D^-acetátu činí 18,14 g, tj. ekvimolámí množství vztažené na množství výchozího triazolindionu.

Po odpaření rozpouštědla se zbytek překrystaluje z ethanolu, čímž se ve výtěžku 65 % získá žádaný adukt (4) previtamin D₂-acetátu s 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-dionem. Produkt identifikovaný NMR spektroskopií taje při 126,3 až 128 °C.

(d) 13,33 g výsledného čistého aduktu (4) se rozpustí ve 200 ml suchého methanolu, v roztoku se suspenduje 12 g uhličitanu draselného a suspenze se 45 minut zahřívá kvaru pod zpětným chladičem. Po odpaření za sníženého tlaku se zbytek vyjme směsí vody a diethyletheru, organická vrstva se oddělí, postupně se promyje zředěnou kyselinou, roztokem uhličitanu sodného a roztokem chloridu sodného, vysuší se a rozpouštědlo se odpaří. Zbytek poskytne po překrystalování z acetonu ve výtěžku 12,04 g žádaný alkohol (5), charakterizovaný pomocí NMR a IČ spektroskopie.

(e) Roztok 12,04 g shora připraveného alkoholu (5), 1,98 g imidazolu a 3,70 g terc.butyldimethylsilylchloridu ve 100 ml dimethylformamidu se v dusíkové atmosféře 18 hodin míchá při teplotě místnosti, k směsi se pak až do úplného rozpuštění přidává hexan, načež se dimethylformamidová vrstva od hexanové vrstvy oddělí a extrahuje se hexanem. Spojené hexanové frakce se postupně promyjí 0,lN kyselinou chlorovodíkovou, vodou, roztokem hydrogenuhličitanu sodného a roztokem chloridu sodného, vysuší se a odpaří. Zbytek poskytne po překrystalování z ethanolu žádaný terc.butyl-dimethylether (6), který rezultuje ve výtěžku 83 %, počítáno na výchozí acetát (4). Produkt byl identifikován NMR spektroskopií a taje při 147,4 až

148,5 °C.

Výsledný adukt terc.butyl-dimethylsilyletheru previtaminu D₂ a 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5dionu (6) je možno selektivně hydrolýzovat v poloze 1, popřípadě stejným způsobem jako je popsáno ve shora zmíněném evropském patentovém spisu č. 70588, přičemž se získá adukt terc.butyl-dimethylsilyletheru 1-hydroxyprevitaminu D₂.

(f) Shora připravený adukt terc.butyl-dimethylsilyletheru previtaminu D₂ s 4-fenyl-l,2,4triazolin-3,5-dionem se rozpustí ve 470 ml methylenchloridu obsahujícího 4,7 ml suchého

-10CZ 286090 B6 pyridinu. Adukt se použije v množství 40 g. Do roztoku se při teplotě -70 až -75 °C uvádí ozon rychlostí 0,6 mmol 0₃/min, přičemž průběh reakce se sleduje chromatografií na tenké vrstvě, za použití směsi toluenu a acetonu v poměru 95 : 5 jako elučního činidla. Po 140 minutách se uvádění ozonu přeruší a k směsi se při teplotě -70 až -75 °C přidá 23 g zinkového prachu a 116 ml ledové kyseliny octové. Reakční směs se za uvádění dusíku pomalu zahřeje na teplotu místnosti a pak se 8 minut zahřívá kvaru pod zpětným chladičem. Po odfiltrování nadbytku zinku se filtrát postupně promyje roztokem chloridu sodného, roztokem uhličitanu sodného, 2M roztokem hydroxidu sodného a znovu roztokem chloridu sodného. Po vysušení a vyčištění chromatografií na sloupci silikagelu, za použití směsi methylenchloridu a acetonu jako elučního činidla, se ve výtěžku 28,04 g (78 %) získá žádaný adukt C₂₂-aldehydu (7). Je-li to žádoucí, lze produkt dále vyčistit překrystalováním z acetonu. Produkt, identifikovaný NMR spektroskopií, taje při 195,7 až 197,7 °C.

Příklad 2

Modifikace C₂₂-aldehydu (7) pomocí Grignardovy reakce

2,6 g kovového hořčíku se převrství suchým diethyletherem a přidá se 1 g z celkového množství

10,5 g 3-chlor-l,l-dimethylpropyl-trimethylsilyletheru potřebného pro přípravku Grignardova činidla. Reakce se nastartuje přidáním malého množství dibromethanu a pak se udržuje v chodu postupným přidáváním zbývající části silyletheru v 10 ml suchého diethyletheru, při teplotě zhruba 38 °C. Po přidání veškerého silyletheru se reakční směs 30 minut míchá za varu pod zpětným chladičem.

K výsledné směsi se přidá 10 g C₂₂-aldehydu (7), připraveného postupem podle příkladu 1, ve 20 ml suchého tetrahydrofuranu, reakční směs se za míchání 15 minut zahřívá kvaru pod zpětným chladičem, pak se ochladí na teplotu místnosti a přidá se k ní 50 ml nasyceného roztoku chloridu amonného. Po promytí roztokem chloridu sodného a vysušení se reakční směs opaří a zbytek se podrobí adsorpční sloupcovou chromatografií. Ve výtěžku 3,13 g se elucí sloupce směsí toluenu a acetonu v poměru 95 : 5 získá žádaný produkt (8).

Pro přípravu 25-hydroxyvitaminu D₃ se tento produkt (8) nechá reagovat s toluensulfonylchloridem, čímž se hydroxylová skupina na C₂₂ převede na tosyloxyskupinu, za vzniku produktu (9). Redukcí lithiumaluminiumhydridem v suchém diethyletheru se vytvoří trimethylsilylether žádaného postranního řetězce na C_i7, čímž se získá adukt terc.butyldimethylsilyletheru 25-trimethylsilyloxyprevitaminu D₃ s 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-dionem (10). Po odštěpení chránících silyletherových skupin a dienofilní skupiny lze z tohoto produktu získat žádaný 25hydroxyvitamin D₃. Tyto štěpící reakce budou detailněji popsány v příkladu 4.

Příklad 3

Modifikace C₂₂-aldehydu (7) pomocí Wittigovy reakce (a) 3 ,0 g C₂₂-aldehydu (7), vyrobeného postupem podle příkladu 1, se nechá reagovat s 2,9 g Wittigovy soli připravené z trifenylfosfinu a 4-chlor-2-methyl-2-butanu v tetrahydrofuranovém roztoku. Výsledný produkt poskytne po překrystalování z diethyletheru ve výtěžku 79 % žádaný adukt 22,24-dienového derivátu vitaminu D₃ (11), který je tvořen směsí 22-cis- a 22-transisomerů v poměru 1:3. Identifikace produktu se provádí pomocí NMR spektroskopie.

(b) Vzniklý adukt 22,24-dienového derivátu vitaminu D₃ se na dvojné vazbě mezi C₂₄ a C₂₅selektivně epoxiduje působením směsi dibenzoylperoxidu a hexamethyldidilazanu v methylenchloridovém roztoku. Z NMR spektroskopie vyplývá, že 24,25-epoxid (12) je tvořen směsí

-11CZ 286090 B6 stereoisomemích 24,25-epoxidů. Adukt 22-en-24-epoxyvitaminu D₃(12) se čistí velmi rychlou sloupcovou chromatografií za použití směsi hexanu a acetonu v poměru 7 : 3 jako elučního činidla. Výtěžek činí 60 %.

(c) Roztok 1,0 g epoxysloučeniny (12) v ethylacetátu se ve vodíkové atmosféře v přítomnosti 0,22 g Raney-niklu třepe za atmosférického tlaku, přičemž podle NMR spektroskopie proběhne žádaná hydrogenace. Ve výtěžku 50 % vznikne adukt 25-hydroxyvitaminu D₃ (13).

Grignardovou reakcí epoxysloučeniny (12) s methylmagnesiumchloridem se po rozdělení vzniklé směsi isomerů získá adukt 25-hydroxyvitaminu D₂ (16), z něhož se odštěpením chránících skupin, jak bude popsáno v příkladu 4, získá 25-hydroxyvitamin D₂.

Příklad 4

Příprava 25-hydroxyvitaminu D₃ odštěpením chránících skupin (a) Adukt 25-hydroxyvitaminu D₃ (13), připravený postupem podle příkladu 3, se destiluje tak, že se v množství 9,80 g rozpustí v 90 ml acetonitrilu a k roztoku se přidá 15 ml 40 až 45% vodné kyseliny fluorovodíkové. Reakční směs se v dusíkové atmosféře 3 hodiny míchá při teplotě místnosti, přičemž průběh štěpení etherové vazby se sleduje chromatografií na tenké vrstvě. Reakční směs se vylije do 300 ml vody, přidá se 100 ml methylenchloridu, organická vrstva se oddělí, postupně se promyje 5% roztokem hydrogenuhličitanu sodného a roztokem chloridu sodného, a vysuší se. Po odpaření rozpouštědla se vzniklý žádaný produkt (14) vyčistí chromatografií na sloupci silikagelu, za použití směsi methylenchloridu a acetonu jako elučního činidla. Výtěžek činí 86 %. Produkt byl identifikován NMR spektroskopií.

Obdobným způsobem se desilyluje bis(silylether) připravený v příkladu 2, přičemž rovněž vznikne adiční produkt (14).

(b) 500 mg vzniklého aduktu 25-hydroxyvitaminu D₃ se rozpustí ve 25 ml methanolu. Po přidání 25 ml 15N vodného roztoku hydroxidu draselného se reakční směs 24 hodiny zahřívá pod zpětným chladičem na teplotu 85 °C, pak se vylije do směsi ledu a vody a extrahuje se diethyletherem. Organická fáze se postupně promyje roztokem hydrogenuhličitanu sodného a roztokem chloridu sodného a organická fáze se odpaří. Ve výtěžku 50 % se získá žádaný finální produkt, totiž 25-hydroxyvitamin D₃ (15). Po překrystalování ze směsi acetonu a vody taje produkt při 108,4 až 111,4 °C. Identifikace se provádí pomocí NMR spektroskopie.

-12CZ 286090 B6

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby derivátů vitaminu D, obecného vzorce III (III) ve kterém

R představuje atom vodíku nebo hydroxylovou skupinu, popřípadě esterifikovanou alkylchlorkarbonátem obsahujícím 2 až 5 atomů uhlíku, benzoovou kyselinou, nasycenou alifatickou karboxylovou kyselinou s 1 až 4 atomy uhlíku, p-toluensulfonovou kyselinou, methansulfonovou kyselinou nebo trifluoroctovou kyselinou, nebo hydroxylovou skupinu etherifikovanou trifenylmethylhalogenidem, 2,3-dihydropyranem, trialkylsilylhalogenidem obsahujícím v každé alkylové části vždy 1 až 6 atomů uhlíku nebo trialkylsilylethoxymethylhalogenidem obsahujícím v každé alkylové části vždy 1 až 6 atomů uhlíku,

Ri znamená hydroxylovou skupinu, popřípadě esterifikovanou alkylchlorkarbonátem obsahujícím 2 až 5 atomů uhlíku, benzoovou kyselinou, nasycenou alifatickou karboxylovou kyselinou s 1 až 4 atomy uhlíku, p-toluensulfonovou kyselinou, methansulfonovou kyselinou nebo trifluoroctovou kyselinou, nebo hydroxylovou skupinu etherifikovanou trifenylmethylhalogenidem, 2,3-dihydropyranem, trialkylsilylhalogenidem obsahujícím v každé alkylové části vždy 1 až 6 atomů uhlíku nebo trialkylsilylethoxymethylhalogenidem obsahujícím v každé alkylové části vždy 1 až 6 atomů uhlíku a

R₂ znamená rozvětvený nebo nerozvětvený alkylový, alkenylový, alkinylový, alkoxylový, alkenyloxylový nebo alkinyloxylový zbytek obsahující 1 až 14 atomů uhlíku a popřípadě substituovaný alespoň jedním substituentem vybraným ze skupiny zahrnující hydroxylovou skupinu, oxoskupinu, cykloalkylové skupiny se 3 až 6 atomy uhlíku nebo/a atom fluoru, vyznačující se tím, že se adukt previtaminu D₂ obecného vzorce II

-13CZ 286090 B6 (Π) ve kterém

R a R] mají shora uvedený význam a

Z představuje sulfonylovou skupinu nebo zbytek obecného vzorce

O kde AaB jsou stejné nebo rozdílné alkoxyskupiny s 1 až 4 atomy uhlíku nebo AaB společně tvoří fenyliminoskupinu nebo o-fenylenovou skupinu,

15 podrobí reakci s ozonem k oxidaci selektivní pro dvojnou vazbu mezi polohami C₂₂ a C₂₃, a pak redukci vzniklého ozonidu, načež se takto získaný aldehyd obecného vzorce I (I)

-14CZ 286090 B6 ve kterém R, Ri a Z mají shora uvedený význam, podrobí reakci sloužící k prodloužení řetězce za použití Grignardova činidla nebo Wittigova činidla, při níž se aldehydická funkce převede na shora definovaný zbytek R₂, a z výsledného produktu se působením báze odštěpí zbytek Z.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se reakce s ozonem k oxidaci selektivní pro dvojnou vazbu mezi polohami C₂₂ a C₂₃ provádí v přítomnosti organické báze, a vzniklý ozonid se podrobí redukci.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se aldehyd obecného vzorce I podle nároku 1 podrobí reakci s Grignardovým činidlem nebo Wittigovým činidlem, načež se, po zavedení skupiny R₂ definované v nároku 1, z výsledného produktu působením báze odštěpí shora definovaný zbytek Z.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že se aldehyd obecného vzorce I podle nároku 1 podrobí reakci s Wittigovým činidlem obecného vzorce

Ph₃P=CH-R₃ ve kterém

Ph znamená fenylovou skupinu, a

R₃ představuje atom vodíku nebo rozvětvený či nerozvětvený alkylový, alkenylový nebo alkinylový zbytek obsahující 1 až 13 atomů uhlíku, popřípadě substituovaný alespoň jednou etherifikovanou nebo esterifikovanou hydroxylovou skupinou nebo atomem fluoru, načež se, po zavedení skupiny R₂ definované v nároku 1, z výsledného produktu působením báze odštěpí shora definovaný zbytek Z.
5. Meziprodukt obecného vzorce I, kde jednotlivé symboly mají v nároku 1 uvedený význam, pro způsob výroby derivátů vitaminu D obecného vzorce III podle nároku 1.