DE2933189C2

DE2933189C2 -

Info

Publication number: DE2933189C2
Application number: DE2933189T
Authority: DE
Inventors: Hector F. De Luca; Heinrich K. Schnoes; David E. Hamer; Herbert E. Madison Wis. Us Paaren
Original assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Current assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Priority date: 1978-01-16
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1991-05-29
Also published as: NL188901C; FR2438035B1; GB2013686A; JPS5828876B2; AU4339479A; CH658050A5; BE873512A; FR2478631B1; DK169871B1; DK374083A; DK147912B; IE790055L; SE429971B; US4195027A; DK170437B1; FR2478631A1; NZ189388A; WO1979000513A1; FR2529888A1; NL7900331A

Description

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

So wurde beispielsweise nachgewiesen daß 1α, 25- Dihydroxyvitamin D₃ die in vivo wirksame Form von Vitamin D₃ darstellt und die für die vorstehend erwähnten biologischen Wirkungen verantwortliche Verbindung ist.

Synthetische 1α-Hydroxyvitamin D-Analoge, wie 1α-Hydroxyvitamin D₃ und 1α-Hydroxyvitamin D₂, zeigen gleichfalls eine ausgeprägte biologische Wirksamkeit, so daß derartige Verbindungen sowie die natürlichen Metabolite als vielversprechende Mittel zur Behandlung verschiedener Calcium- Metabolismen und Knochenerkrankungen, wie Osteodystrophie, Osteomalazie und Osteoporose, anzusehen sind.

Da die 1α-Hydroxylierung für die biologische Wirksamkeit der Vitamin D-Verbindungen und ihrer Derivate wesentlich ist, bestand ein zunehmendes Interesse an chemischen Verfahren zur Erzielung dieser Hydroxylierung. Mit Ausnahme einer vorgeschlagenen Verfahrensweise für die Totalsynthese von 1α- Hydroxyvitamin D₃ [(Lythgoe et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans I, Seite 2654 (1974)] führten sämtliche bisherigen Synthesen für 1α-hydroxylierte Vitamin D-Verbindungen über die Herstellung eines 1α-hydroxylierten Steroids, aus dem nach Umwandlung in das entsprechende 1α-Hydroxy-5,7-diensterol- Derivat die gewünschte Vitamin D-Verbindung nach den bekannten photochemischen Methoden erhalten wird. Es handelt sich somit bei diesen Synthesen um mehrstufige Verfahren, die in vielen Fällen nicht ökonomisch und aufwendig sind.

Beispiele für andere Synthesen unter Einbeziehung der 1α- Hydroxylierung in mit Vitamin D verwandten Verbindungen sind beschrieben in: Process for Preparation of Steroid Derivative, Ishikawa et al., US-PS 39 29 770 vom 30. Dezember 1957; Process for Preparation of 1α, 25-Dihydroxycholecalciferol, Matsunaga et al., US-PS 40 22 768 vom 10. Mai 1977; 1α-Hydroxycholecalciferol, DeLuca et al., US-PS 37 41 996 vom 26. Juni 1973; 1α-Hydroxyergocalciferol and Processes for Preparing Same, DeLuca et al., US-PS 39 07 843 vom 23. September 1975; The Selenium Dioxide Oxidation of Cholcalciferol, Bohumil Pelc, Steroids, Band 30, Nr. 2, August 1977. Bei dem in der zuletzt zitierten Literaturstelle beschriebenen Verfahren findet eine direkte 1-Hydroxylierung von Vitamin D₃ durch Oxidation mit Selendioxid und Hydroperoxid statt, bei der eine Mischung verschiedener Produkte anfällt. Die Ausbeute an dem gewünschten Hydroxyvitamin ist gering.

Es wurde nunmehr ein neues Verfahren zur Einführung einer Hydroxylgruppe in 1-Stellung (C-1) des Moleküls von Vitamin D oder des Vitamin D-Derivats gefunden, das sich von den bekannten Synthesen deutlich unterscheidet. Nach der Erfindung wird die direkte Einführung einer Sauerstoff-Funktion in C-1-Stellung durch Oxidation ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gekennzeichnet. Die hierbei als Zwischenprodukte auftretenden neuen Verbindungen sind in den Patentansprüchen 6 bis 19 angegeben; auf sie wird nachfolgend kurz mit "Cyclovitamin D" Bezug genommen. Die hieran durchgeführte Oxidation wird als "Allyloxidation" bezeichnet.

Bei der Steroidseitenkette R kann es sich um eine substituierte oder unsubstituierte, eine gesättigte oder ungesättigte, eine substituierte und ungesättigte Cholesterinseitenkettengruppe handeln. Vorzugsweise ist R eine Cholesterin- oder Ergosterinseitenkettengruppe, die durch die Anwesenheit eines Wasserstoffs oder der Hydroxylgruppe in 25-Stellung charakterisiert ist.

Wenn in der vorliegenden Beschreibung von "niedriger" Alkyl- oder Acylgruppe die Rede ist, so soll dies eine Kohlenwasserstoffkette mit 1-4 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei es sich um eine geradkettige oder verzweigte Konfiguration handeln kann. Unter einer aromatischen Acylgruppe ist ein ggf. substituierter Benzoylrest zu verstehen. Soweit in den Formeln den Substituenten eine Wellenlinie zugeordnet ist, so soll hiermit zum Ausdruck gebracht werden, daß der betreffende Substituent entweder in der stereoisomeren α- oder β-Form vorliegt.

Insbesondere stellt bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens R eine Cholesterinseitenkettengruppe dar, die charakterisiert ist durch die Formel

worin R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, einen C₁-C₄-Alkyl-, einen O-C₁-C₄-Alkyl-, einen O-C₁-C₄-Acyl-, einen O-Benzoylrest oder ein Fluoratom bedeuten. Bevorzugt ist eine Seitenkette mit R₁ und R₃= Wasserstoff und R₂=Hydroxyl. Andere bevorzugte Seitenkettengruppen sind solche, worin R₁, R₂ und R₃ Wasserstoff darstellen oder worin R₁ Hydroxyl ist und R₂ und R₃ Wasserstoff sind oder worin R₁ und R₂ Hydroxyl sind und R₃ Wasserstoff ist.

Eine weitere bevorzugte Seitenkettengruppe, die durch R dargestellt wird, ist die Ergosterinseitenkettengruppe, charakterisiert durch die Formel

worin R₁, R₂ und R₃ die vorerwähnte Bedeutung haben und R₄ für ein Wasserstoffatom oder einen C₁-C₄-Alkylrest steht. Die bevorzugtesten Ergosterinseitenkettengruppen sind solche, worin R₁ und R₃ Wasserstoff, R₂ Hydroxyl und R₄ Methyl sind, oder worin R₁, R₂ und R₃ Wasserstoff bedeuten und R₄ Methyl ist und worin die Stereochemie von R₄ die des Ergosterins ist.

Es versteht sich, daß, wo immer Hydroxylgruppen in der Seitengruppe R des Cyclovitamin D-Ausgangsmaterials auftreten, derartige Gruppen acyliert sein können, obwohl eine derartige Acylierung für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens nicht erforderlich ist.

Ferner sei festgestellt, daß die Seitenkettengruppe R nicht auf die vorstehend aufgezählten Arten beschränkt sein muß. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren, das allgemein auf Cyclovitamin D-Verbindungen anwendbar ist. Diese können die üblichen Steroidseitenketten enthalten, z. B. die Seitenkette von Pregnenolon, Desmosterin, Cholensäure oder Homocholensäure. Weiterhin können Cyclovitamin D-Verbindungen als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden, bei denen die Seitenkettengruppe R durch folgende Strukturen dargestellt wird:

Das Cyclovitamin-Ausgangsmaterial für das Oxidationsverfahren wird zweckmäßig aus einer Vitamin D-Verbindung mittels eines zweistufigen Verfahrens hergestellt, das darin besteht, eine Vitamin D-Verbindung, die eine 3β-Hydroxygruppe enthält, in das entsprechende 3β-Tosylat-Derivat umzuwandeln und anschließend dieses Tosylat in einem geeigneten gepufferten Lösungsmittelgemisch, wie Methanol/Aceton, das Natriumacetat enthält, unter Bildung des Cyclovitaminprodukts zu solvolysieren. Sheves und Mazur beschreiben in einer Veröffentlichung [J. Am. Chem. Soc. 97, 6249 (1975)], die sich mit einer Methode zur Funktionalisierung von Vitamin D bei Schutz seines reaktiven Triensystems befaßt, die Anwendung dieser Folge auf Vitamin D₃, wobei als Hauptprodukt ein Cyclovitamin D₃ erhalten wird, dem sie die unten angegebene Struktur zuordneten (6R-Methoxy-3,5-cyclovitamin D₃). Ein geringer Anteil des bei diesem Verfahren gebildeten Cyclovitamins wurde als die entsprechende Verbindung mit dem Methoxy in der 6S-Konfiguration identifiziert.

Es wurde nunmehr gefunden, daß man bei Durchführung der Solvolysereaktion in Methanol unter Verwendung von NaHCO₃- Puffer eine bessere Ausbeute an Cyclovitaminprodukt erhält als bei der Methode nach Sheves und Mazur.

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

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

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

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

In gleicher Weise führt ein Solvolysereaktionsmedium, das aus Lösungsmitteln zusammengesetzt ist, die H₂O enthalten, wie Aceton/H₂O oder Dioxan/H₂O, in Anwesenheit eines Acetatsalzes oder eines anderen Puffermittels zu der entsprechenden Cyclovitamin D-Verbindung der vorstehend gezeigten Formel, worin Z Wasserstoff bedeutet. Sheves und Mazur [Tetrahedron Letters (Nr. 34) Seite 2987-29990 (1976)] haben so tatsächlich 6-Hydroxycyclovitamin D₃ hergestellt, d. h. die Verbindung, die durch die vorstehende Struktur dargestellt wird, worin Z Wasserstoff ist und R die Cholesterinseitenkette bedeutet, durch Behandlung von Vitamin D₃-tosylat mit wäßrigem Aceton, gepuffert mit KHCO₃.

Es wurde nunmehr gefunden, daß gegebenenfalls ein 6-Hydroxycyclovitamin in das entsprechende Acyl-Derivat (d. h. Z=Acyl, wie Acetyl oder Benzoyl) umgewandelt werden kann durch Acylierung unter Verwendung von Standardbedingungen (z. B. Essigsäureanhydrid/Pyridin). Das acylierte Cyclovitamin D der vorstehend gezeigten Struktur, worin Z Acetyl darstellt, kann ebenfalls als geringeres Produkt erhalten werden, wenn die Solvolysereaktion in einem Medium von trockenem Methanol durchgeführt wird, das Natriumacetat enthält. Die Cyclovitamin D-Verbindung, worin Z Methyl darstellt, ist ein bevorzugtes Ausgangsmaterial für nachfolgende Reaktionen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Allyloxidation normalerweise in einem geeigneten Lösungsmittel durchgeführt, wie beispielsweise CH₂Cl₂, CHCl₃, Dioxan oder Tetrahydrofuran, unter Verwendung von Selendioxid als Oxidationsmittel. Auf Grund der Natur dieser Oxidationsreaktion ist es bevorzugt, sie bei Raumtemperatur oder niedrigeren Temperaturen durchzuführen. Die Oxidationsreaktion wird besonders zweckmäßig auch in Anwesenheit eines Hydroperoxids, wie tert.-Butylhydroperoxid, durchgeführt. Das Oxidationsprodukt, d. h. die 1α-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung, wird leicht aus dem Reaktionsgemisch durch Lösungsmittelextraktion (z. B. Äther) gewonnen und wird zweckmäßig weiter durch Chromatographie gereinigt. Andere Allyloxidationsmittel können gegebenenfalls verwendet werden, wobei es sich versteht, daß mit derartigen anderen Oxidationsmitteln Änderungen der Produktausbeute erfolgen können und daß die Bedingungen zur Durchführung der Oxidation einzustellen sind, was für den Fachmann ersichtlich ist. Die bei der Allyloxidation von Cyclovitamin D-Produkten resultierenden Produkte der vorstehend gezeigten Struktur, worin Z niedrig-Alkyl (z. B. Methyl) darstellt, lassen sich leicht durch die folgende Formel darstellen:

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

Die Oxidation der Cyclovitamine durch das erfindungsgemäße Verfahren führt zur Bildung von 1-Hydroxycyclovitaminen, die zu der gewünschten 1α-Stereochemie führen, d. h. die Stereochemie von biologisch wirksamen 1-hydroxylierten Vitamin D-Metaboliten. Die Stellungs- und stereochemische Selektivität sowie die ausgeprägte Wirksamkeit des Oxidationsverfahrens sind beide neu und überraschend, und alle beschriebenen 1α-Hydroxyvitamine sind neue Verbindungen.

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

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

Die Acylierung der gewonnenen 1α-Hydroxycyclovitamin D- Verbindung führt man zweckmäßig mittels Standardmethoden mit bekannten bzw. üblichen Acylierungsmitteln, eines davon ist beispielsweise Essigsäureanhydrid, in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Pyridin, durch, und man arbeitet normalerweise bei Raumtemperatur während mehrerer Stunden, z. B. über Nacht. Das Acylierungsprodukt ist die entsprechende 1α-O-Acylcyclovitamin D-Verbindung, die zweckmäßig in ausreichender Reinheit für weitere Reaktionen gewonnen wird durch Lösungsmittel-(z. B. Äther)- extraktion aus dem Medium mit anschließender Verdampfung der Lösungsmittel.

Es kann erwartet werden, daß unter diesen Bedingungen auch jegliche primäre oder sekundäre Hydroxylgruppen, die in der Seitenkette (R) der 1α-Hydroxycyclovitamin D- Verbindung vorhanden sind, ebenfalls acyliert werden. Wird eine vollständige Acylierung von tertiären Hydroxylgruppen (z. B. der 25-Hydroxygruppen) gewünscht, so sind normalerweise kräftigere Acylierungsbedingungen erforderlich, z. B. erhöhte Temperaturen (75-100°C). In solchen Fällen ist es günstig, die Reaktion unter einer Stickstoffatmosphäre durchzuführen, um eine Zersetzung labiler Verbindungen zu vermeiden. Die Produkte derartiger Acylierungen können durch die folgende Formel dargestellt werden:

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

Die Umwandlung des 1α-O-Acylcyclovitamins in das 1α-O- Acylvitamin D-Derivat erzielt man durch säurekatalysierte Solvolyse des Cyclovitamins. So führt das Erwärmen von 1α-O-Acylcyclovitamin D mit p-Toluolsulfonsäure in einem geeigneten Lösungsmittelgemisch (z. B. Dioxan/ H₂O) zur 1α-O-Acylvitamin D-Verbindung. Sheves und Mazur verwendeten diese Reaktion zur Umwandlung von Cyclovitamin D₃ in Vitamin D₃ [J. Am. Chem. Soc., 97, 6249 (1975)].

Es war aus dem Stand der Technik nicht herzuleiten und ist überraschend daß nunmehr 1α-O-Acylcyclovitamin D- Verbindungen klar in guten Ausbeuten in das entsprechende 1α-O-Acylvitamin durch saure Solvolyse umgewandelt werden. Dieses Ergebnis war völlig unvorhersehbar, da es zu erwarten war, daß die allylische 1α-Sauerstoff- Funktion einer 1α-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung Solvolysebedingungen zugänglich sein würde. Die direkte Solvolyse des 1α-Hydroxycyclovitamins D kann in Anwesenheit von organischen Carbonsäuren, z. B. Essigsäure, Ameisensäure, mit anschließender Gewinnung des entsprechenden 3-O-Acyl-1α-hydroxyvitamin D-Derivats und Umwandlung dieses Derivats in die entsprechende Hydroxyverbindung durchgeführt werden.

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

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

1α-O-Acylvitamin D-Derivate werden bequem in die gewünschten 1α-Hydroxyvitamin D-Verbindungen durch hydrolytische oder reduktive Entfernung der Acylschutzgruppe umgewandelt. Die speziell gewählte Methode hängt von der Natur der Verbindung ab, insbesondere auch von der Natur der Seitenkettengruppe R und ihren Substituenten. Es versteht sich beispielsweise, daß man die Hydridreduktion nicht verwenden würde, wenn eine gleichzeitige Reduktion einer anderen reduzierbaren Funktion, z. B. von Keton oder Ester, vermieden werden soll, oder würde man derartige Funktionen vor der reduktiven Entfernung von Acylgruppen in geeigneter Weise modifizieren. So führt die Behandlung der acylierten Verbindung mit einem geeigneten Hydridreduktionsmittel (z. B. Lithiumaluminiumhydrid) zu der entsprechenden 1α-Hydroxyvitamin D-Verbindung. In gleicher Weise wird durch milde basische Hydrolyse (z. B. KOH/MeOH) die acylierte Verbindung in das gewünschte 1α-Hydroxy-Derivat umgewandelt, wobei es sich versteht, daß, falls die Seitenkette sterisch gehinderte (z. B. tertiäre) O-Acylgruppen trägt, kräftigere Bedingungen (erhöhte Temperaturen, verlängerte Reaktionszeiten) erforderlich sein können. Die nach jeglicher Methode hergestellte 1α-Hydroxyvitamin D-Verbindung kann leicht in reiner Form durch Lösungsmittelextraktion (z. B. Äther) und Chromatographie und/oder Kristallisation aus einem geeigneten Lösungsmittel gewonnen werden.

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

Noch vorteilhafter kann die Solvolyse von 1α-O-Acylcyclovitaminen in Ameisensäure oder Ameisensäure plus einem geeigneten Co- Lösungsmittel, wie Dioxan, durchgeführt werden. Dieses Verfahren führt zur Bildung von 1α-O-Acylvitamin D-3β- formiat-Derivaten, dargestellt durch die folgende Formel:

worin Y eine niedrig-Acylgruppe (vorzugsweise nicht Formyl) oder eine aromatische Acylgruppe darstellt und R jegliche der früher bzw. vorstehend definierten Seitenkettengruppen bedeutet. Wiederum wird die entsprechende 5,6-trans-Verbindung ebenfalls als geringeres Produkt gebildet. Da die 3β-O-Formylgruppe sehr leicht unter Bedingungen hydrolysiert wird, bei denen die 1α-O- Acylgruppe nicht angegriffen wird (z. B. durch Behandlung mit Kaliumcarbonat während einiger Minuten, wie durch die speziellen Beispiele gezeigt), werden die vorstehenden gemischten 3-O-Formylprodukte leicht in 1α-O-Acylvitamin D und sein entsprechendes 5,6-trans-Isomeres umgewandelt. Dieses Gemisch kann zweckmäßig in dieser Stufe durch chromatographische Methoden getrennt werden unter Bildung von reinem 1α-O-Acylvitamin D und dem entsprechenden 5,6-trans-1α-O-Acylvitamin D, die nunmehr getrennt der basischen Hydrolyse oder der reduktiven Spaltung der Acylgruppe unterzogen werden können unter Bildung der 1α-Hydroxyvitamin D-Verbindung und der 5,6- trans-1α-Hydroxyvitamin D-Verbindung.

Eine andere neue Verfahrensweise zur Umwandlung der 1α-O-Acylcyclovitamin-Derivate in 1α-O-Acyl-3β-formylvitamin D-Verbindungen der vorstehend veranschaulichten Formel erfolgt unter Verwendung der "Kronenähter"-Katalyse. Beispielsweise wandelt ein Zwei-Phasen-System, bestehend aus Ameisensäure und einer Kohlenwasserstofflösung (z. B. Hexan/Benzol) von 1α-O-Acylcyclovitamin D, das einen geeigneten Kronenäther (z. B. 15-Krone-5 bzw. 15-crown-5, Aldrich Chemical Co., Milwaukee) und Formiat- Ion enthält, das 1α-O-Acylcyclovitamin D in guter Ausbeute in das 1α-O-Acyl-3β-O-formylvitamin D-Derivat um. Das entsprechende 5,6-trans-Isomere wird als geringeres Produkt gebildet und wird zweckmäßig durch Chromatographie abgetrennt.

Eine weitere Variation der eben beschriebenen Methoden besteht in der Umwandlung einer 1α-Hydroxycyclovitamin D- Verbindung in das entsprechende 1α-O-Formyl-Derivat (z. B. mittels Essigsäure-Ameisensäure-Anhydrid in Pyridin), dargestellt durch die folgende Formel:

worin R jegliche der vorstehend definierten Seitenkettengruppen darstellt und Z niedrig-Alkyl bedeutet, und Unterziehen dieses Zwischenprodukts einer Solvolyse in Eisessig, wie vorstehend beschrieben, unter Erzielung von 1α-Formyloxyvitamin D-3β-acetat und als geringeres Produkt des entsprechenden 5,6-trans-Isomeren. Die Entfernung der Formylgruppe wie vorstehend beschrieben führt zum 1α-Hydroxyvitamin D₃-acetat und seinem 5,6-trans-Isomeren, die zweckmäßig in dieser Stufe durch Chromatographie getrennt werden und anschließend getrennt der Hydrolyse oder reduktiven Spaltung der Acetate unterzogen werden unter Bildung einer reinen 1α-Hydroxyvitamin D-Verbindung und ihres 5,6-trans-Isomeren.

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

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

In gleicher Weise können Cyclovitamin D-Verbindungen der vorstehend gezeigten Struktur, worin Z Acyl bedeutet (z. B. Acetyl, Benzoyl) und R jegliche der vorstehend definierten Seitenkettengruppen darstellt, durch die Reaktionsfolge Allyloxidation, Acylierung, saure Solvolyse und schließlich Hydrolyse der Acylgruppen, wie für den Fall der 6-Hydroxy-Analogen beschrieben, in 1α-Hydroxyvitamin D-Produkte und ihre entsprechenden 5,6-trans- Isomeren umgewandelt werden.

Es ist ferner nennenswert und überraschend, daß es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung gezeigt hat, daß 1α-Hydroxyvitamin D-Verbindungen leicht und wirksam in 1α-Hydroxycyclovitamin D-Verbindungen umgewandelt werden durch Solvolyse der 3β-Tosylate (oder Mesylate) von 1α-Hydroxy- oder 1α-O-Acylvitamin D-Derivaten. Beispielsweise führt 1α-Acetoxyvitamin D₃-3-tosylat bei der Solvolyse unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Bedingungen, z. B. Erwärmen in Methanol-Lösungsmittel, enthaltend NaHCO₃, zu 1α-Hydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₃. Die Oxidation dieses Produkts (z. B. mit MnO₂ in CH₂Cl₂- Lösungsmittel) führt zu dem entsprechenden 1-Oxo-6-methoxy- 3,5-cyclovitamin D₃-Analogen wie in den speziellen Beispielen beschrieben.

In den folgenden Beispielen entsprechen die in diesen und insbesondere in deren Überschrift verwendeten Identifikationssymbole, z. B. "3a" in Beispiel 1 für 1α- Hydroxycyclovitamin D₃, den nachstehenden Strukturen wie sie sich aus den für diese verwendeten Identifikationssymbolen ergeben.

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

Zu einer gerührten Suspension von 1,4 mg (1,2 · 10^-5 Mol) SeO₂ in 1,0 ml trockenem CH₂Cl₂ fügt man 7 µl (5,1 · 10^-5 Mol) einer 70%-igen Lösung von tert.-Butyl- hydroperoxid (t-BuOOH). Nach 25-minütigem Rühren fügt man eine Lösung von 9 mg (2,3 · 10^-5 Mol) 3,4-Cyclovitamin D₃ [Verbindung 2a, hergestellt aus Vitamin D₃ (1a) nach der Methode von Sheves und Mazur, J. Am. Chem. Soc. 97, 6249 (1975)] in 0,5 ml CH₂Cl₂ tropfenweise zu. Das Gemisch wird bei Raumtemperatur während weiterer 25 Minuten gerührt. Anschließend werden 2,0 ml 10% NaOH zugesetzt, und dieses resultierende Gemisch wird mit 15 ml Diäthyläther verdünnt. Die organische Phase wird abgetrennt und nacheinander mit 2×10 ml 10% NaOH, 2×10 ml H₂O, 3×10 ml gesättigtem FeSO₄ und 15 ml gesättigtem NaCl gewaschen und anschließend über MgSO₄ getrocknet. Durch Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum erhält man ein öliges Produkt, das nach Chromatographie an einer Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (10×20 cm, 750 µm), entwickelt in 30% Äthylacetat: Skellysolve B, 4,5 mg (43% Ausbeute) eines 1α-Hydroxy- 3,5-cyclovitamins D₃ (3a) ergibt: Massenspektrum: (m/e) 414 (30), 382 (70), 341 (35), 269 (20), 247 (45), 174 (25), 165 (30), 135 (65); NMR-Spektrum: δ 0,53 (3H, s, 18-H₃), 0,61 (2H, m, 4-H₂), 0,87 (6H, d, 26-H₃ und 27-H₃), 0,92 (3H, d, 21-H₃), 3,26 (3H, s, 6-OCH₃), 4,18 (1H, d, J=9,0 Hz, 6-H), 4,22 (1H, m, 1-H), 4,95 (1H, d, J=9 Hz, 7-H), 5,17 (1H, d, J=2,2 Hz, 19(Z)-H), 5,25 (1H, d, J=2,2 Hz, 19(E)-H).

Als geringere Komponente wurden 2,0 mg (19% Ausbeute) 1-Oxocyclovitamin D₃ (7a) aus dem Reaktionsgemisch isoliert: Massenspektrum: (m/e) 412 (40), 380 (50), 267 (15), 247 (23), 135 (50), 133 (100); NMR-Spektrum: δ 0,49 (3H, s, 18-H₃), 0,58 (2H, m, 4-H₂), 0,87 (6H, d, 26-H₃), 0,93 (3H, d, 21-H₃), 3,30 (3H, s, 6-OCH₃), 4,07 (1H, d, J=9,0 Hz, 6-H), 5,02 (1H, d, J=90 Hz, 7-H), 5,62 (1H, s, 19(Z)-H), 6,04 (1H, s, 19(E)-H); UV-Spektrum: 248 (4000).

Beispiel 2 1α-Acetoxy-cyclovitamin D₃ (4a)

1,5 mg der Verbindung 3a werden in 200 µl trockenem Pyridin und 50 µl Essigsäureanhydrid gelöst. Das Reaktionsgemisch wird über Nacht bei Raumtemperatur gehalten und anschließend mit 5 ml gesättigter NaHCO₃-Lösung verdünnt. Diese Lösung wird mit drei 5 ml-Anteilen Äther extrahiert, und die organischen Extrakte werden mit 2×10 ml H₂O gewaschen, über MgSO₄ getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt unter Bildung der Verbindung 4a: NMR-Spektrum: δ 0,53 (3H, s, 18-H₃), 0,69 (2H, m, 4-H₂), 0,87 (6H, d, 26-H₃ und 27-H₃), 0,92 (3H, d, 21-H₃), 2,10 (3H, s, 1-OAc), 3,26 (3H, s, 6-OCH₃), 4,18 (1H, d, J=9,2 Hz, 6-H), 4,98 (1H, d, J=9,2 Hz, 7-H), 4,98 (1H, d, J=2,1 Hz, 19(Z)-H), 5,23 (1H, m, 1-H), 5,25 (1H, d, J-2,1 Hz, 19(E)-H).

Beispiel 3 1α-Hydroxyvitamin D₃ (6a)

Eine Lösung von 1,3 mg (4a) in 0,5 ml eines 3 : 1-Gemischs von 1,4-Dioxan und H₂O wird auf 55°C erwärmt, 0,2 mg p-Toluolsulfonsäure in 4 µl H₂O werden zugesetzt, und es wird weitere 0,5 Stunden erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschließend mit 2 ml gesättigtem NaHCO₃ abgeschreckt und mit zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert. Die organischen Extrakte werden über MgSO₄ getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum verdampft. Das rohe Produkt wird anschließend auf eine 10×20 cm Siliciumdioxidgel-Platte aufgebracht, in 30% EtOAc: Skellysolve B entwickelt, unter Bildung von 400 µg des Produkts 5a: UV-Spektrum: λ_max 264 nm; Massenspektrum: m/e 442 (M⁺, 75), 382 (70), 269 (15), 134 (100); NMR- Spektrum: δ 0,52 (3H, s, 18-H₃), 0,86 (6H, d, J=5,5 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,91 (3H, d, J=5,9 Hz, 21-H₃), 2,03 (3H, s, 1-OCOCH₃), 4,19 (1H, m, 3-H), 5,04 (1H, d, J= 1,5 Hz, 19(Z)-H), 5,31 (1H, m (scharf), 19(E)-H), 5,49 (1H, m, 1-H), 5,93 (1H, d, J=11,4 Hz, 7-H), 6,37 (1H, d, J=11,4 Hz, 6-H).

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

Beispiel 4 1α,25-Dihydroxycyclovitamin D₃ (3b) und 1-Oxo-hydroxycyclovitamin D₃ (7b)

Ein Gemisch von 2,45 mg (0,5 Äq.) SeO₂, 14 µl (2 Äq.) t-BuOOH und 1,2 ml trockenem CH₂Cl₂ läßt man bei Raumtemperatur während 30 Minuten reagieren. Eine Lösung des Cyclovitamins (2b) in 0,5 ml CH₂Cl₂ wird zu diesem Oxidationsmedium getropft, und die Reaktion wird 15 Minuten weitergeführt. Das Reaktionsgemisch wird anschließend mit 2,0 ml 10% NaOH abgeschreckt und mit 20 ml Diäthyläther verdünnt. Die organische Phase wird abgetrennt und nacheinander mit 10% NaOH, H₂O, gesättigter FeSO₄-Lösung, gesättigtem NaHCO₃ und erneut mit H₂O gewaschen und schließlich über MgSO₄ getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt, und der rohe Rückstand wird auf eine Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (20 cm×20 cm, 750 µm dick) aufgetragen, die in Skellysolve B : Äthylacetat (6 : 4)-System entwickelt wird, unter Bildung von 11 mg (53% Ausbeute) (3b): Massenspektrum: m/e 430 (M⁺, 15), 412 (12), 380 (35), 269 (10), 59 (100); NMR-Spektrum: δ 0,53 (3H, s, 18-H₃), 0,61 (2H, m, 4-H₂), 0,93 (3H, d, J=6,2 Hz, 21-H₃), 1,21 (6H, s, 26-H₃ und 27-H₃), 3,25 (3H, s, 6-OCH₃), 4,17 (1H, d, J= 9,2 Hz, 6-H), 4,20 (1H, m, 1-H), 4,95 (1H, d, J=9,2 Hz, 7-H), 5,19 (1H, d, J=1,9 Hz, 19(Z)-H), 5,22 (1H, d, J= 1,9 Hz, 19(E)-H). Als geringere Komponente wurde 1-Oxo-25- hydroxycyclovitamin D₃ (7b) aus dem Reaktionsgemisch isoliert (15%). Massenspektrum: m/e 428 (M⁺).

Beispiel 5 1α,25-Dihydroxycyclovitamin D₃-1,25-diacetat (4b-25-OAc)

Eine Lösung von 7 mg (3b) in 200 µl trockenem Pyridin wird mit 10 µl Essigsäureanhydrid behandelt. Das System wird mit N₂ gespült und 16,0 Stunden auf 97°C erwärmt. Nach dem Kühlen wird das Gemisch mit 5 ml gesättigtem NaHCO₃ verdünnt. Das wäßrige Gemisch wird mit zwei 10 ml- Anteilen Äther extrahiert, und die organische Phase wird nacheinander mit zwei 10 ml-Anteilen gesättigtem NaHCO₃ und anschließend mit 10 ml H₂O gewaschen. Nach dem Trocknen über MgSO₄ werden das Lösungsmittel und restliches Pyridin durch azeotrope Destillation mit Benzol im Vakuum entfernt. Das Rohprodukt wird anschließend auf eine Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (10×20 cm, 750 µm dick) aufgetragen, in Skellysolve B: Äthylacetat (8 : 2) entwickelt, unter Bildung von 6 mg (72%) des Diacetats (4b,25-OAc) und 1,2 mg des entsprechenden 3-Acetoxy-25- hydroxy-Derivats.

Beispiel 6 1α,25-Dihydroxyvitamin D₃-1,25-diacetat (5b,25-OAc)

Zu 3,8 mg (4b,25-OAc), gelöst in 400 µl Dioxan : H₂O (3 : 1) und erwärmt auf 55°C fügt man 8 µl einer Lösung von p-Toluolsulfonsäure in H₂O und erwärmt weitere 10 Minuten. Das Reaktionsgemisch wird mit gesättigtem NaHCO₃ abgeschreckt und mit zwei 10 ml Anteilen Äther extrahiert. Die ätherische Lösung wird mit zwei 10 ml-Anteilen H₂O gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt, und der Rückstand wird auf eine Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (5×20 cm, 250 µm dick) aufgetragen, die in Skellysolve B : Äthylacetat (8 : 2) entwickelt wird, unter Bildung von 1,8 mg (45%) (5b,25-OAc): UV-Spektrum: λ_max 265 nm; Massenspektrum: m/e 500 (M⁺, 25), 440 (55), 422 (15), 398 (10), 380 (45), 134 (100); NMR-Spektrum: δ 0,52 (3H, s, 18-H₃), 0,92 (3H, d, J=6,2 Hz, 21-H₃), 1,42 (6H, s, 26-H₃ und 27-H₃), 1,97 (3H, s, 25-OCOCH₃), 2,03 (3H, s, 1-OCOCH₃), 4,18 (1H, m, 3-H), 5,03 (1H, d, J=1,1 Hz, 19(Z)-H), 5,31 (1H, m (scharf), 19(E)-H), 5,49 (1H, m, 1-H), 5,93 (1H, d, J=11,4 Hz, 7-H), 6,37 (1H, d, J=11,4 Hz, 6-H).

Beispiel 7 1α,25-Dihydroxyvitamin D₃ (6b)

Zu einer gerührten Lösung von 1,0 mg des Diacetats (5b, 25-OAc) in 1,5 ml Äther fügt man 0,5 ml einer ätherischen, mit LiAlH₄ gesättigten Lösung. Nach 10 Minuten bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch mit gesättigter NaCl- Lösung abgeschreckt, und die Salze werden durch Zusatz von 3% HCl gelöst. Die wäßrige Phase wird mit Äther extrahiert, und die ätherischen Extrakte werden mit H₂O gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Durch Dünnschichtchromatographie (5×20 cm Siliciumdioxidgel-Platten, 250 µm dick) unter Verwendung von 5% MeOH : CHCl₃ erhält man 0,6 mg (70%) 1α,25-Dihydroxyvitamin D₃ (6b), mit einem UV-Spektrum mit λ_max 265 nm. Die Identität von 6b als 1α,25- Dihydroxyvitamin D₃ zeigt man durch direkten Vergleich der Massen- und NMR-Spektren mit denen eines authentischen Materials sowie durch Co-Chromatographie von 6b mit authentischem 1α,25-Dihydroxyvitamin D₃.

Beispiel 8 1α-Hydroxycyclovitamin D₂ (3c) und 1-Oxo-cyclovitamin D₂ (7c)

Ein Gemisch von 2,7 mg SeO₂ und 13,4 µl 70% t-BuOOH in 1,5 ml trockenem CH₂Cl₂ läßt man 30 Minuten reagieren. 30 mg der Verbindung 2c in 0,5 ml CH₂Cl₂ werden anschließend zugetropft, und man läßt die Reaktion 15 Minuten weiterlaufen, worauf man mit 2,0 ml 10% NaOH abschreckt. Die Lösung wird mit 15 ml Äther verdünnt, die ätherische Phase wird abgetrennt und nacheinander mit 10% NaOH, H₂O, gesättigter FeSO₄-Lösung, gesättigtem NaHCO₃ und erneut mit H₂O gewaschen. Nach dem Trocknen über MgSO₄ wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt, und der Rückstand wird auf eine Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (20×20 cm, 750 µm) aufgetragen, die einmal in einem Skellysolve B : Äthylacetat (8 : 2)-System entwickelt wird, unter Bildung von 9,5 mg (45%) (3c): Massenspektrum: m/e 426 M⁺, 55), 394 (75), 353 (30), 269 (40), 135 (95); NMR-Spektrum: δ 0,53 (3H, s, 18-H₃), 0,63 (2H, m, 4-H₂), 0,82 und 0,84 (6H, dd, 26-H₃ und 27-H₃), 0,92 (3H, d, J=6,0 Hz, 21-H₃), 1,02 (3H, d, J=6,4 Hz, 28-H₃), 3,26 (3H, s, 6-OCH₃), 4,18 (1H, d, J=9,6 Hz, 6-H), 4,21 (1H, m, 1-H), 4,94 (1H, d, J=9,6 Hz, 7-H), 5,17 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,19 (2H, m, 22-H und 23-H), 5,24 (1H, m (scharf), 19(E)-H). Eine zweite geringere Komponente, die aus dem Reaktionsgemisch isoliert wurde, erwies sich als 1-Oxo-cyclovitamin D₂ (7c): Massenspektrum: m/e 424 (M⁺).

Beispiel 9 1α-Hydroxycyclovitamin D₂-1-acetat (4c)

Zu 6,5 mg (3c) in 300 µl trockenem Pyridin fügt man 150 µl Essigsäureanhydrid. Diese Lösung erwärmt man 1,5 Stunden auf 55°C und verdünnt anschließend mit 5 ml gesättigtem NaHCO₃ und extrahiert mit zwei 10 ml-Anteilen Äther. Die organischen Extrakte werden mit gesättigtem NaHCO₃ und H₂O gewaschen, über MgSO₄ getrocknet, und das restliche Pyridin und Lösungsmittel werden durch azeotrope Destillation mit Benzol um Vakuum entfernt unter Bildung der Verbindung 4c: Massenspektrum: m/e 468 (M⁺, 40), 408 (20), 376 (65), 251 (60), 135 (100).

Beispiel 10 1α-Hydroxyvitamin D₂-1-acetat (5c)

Eine Lösung von 5,0 mg (4c) in 400 µl Dioxan : H₂O (3 : 1) wird auf 55°C erwärmt. 12 µl einer wäßrigen Lösung von 50 µg/µl p-Toluolsulfonsäure werden zugesetzt, und es wird weitere 10 Minuten erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschließend mit gesättigtem NaHCO₃ abgeschreckt und mit zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert. Die abgetrennte ätherische Phase wird mit 10 ml gesättigtem NaHCO₃ und zwei 10 ml-Anteilen H₂O gewaschen, über MgSO₄ getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Durch präparative Dünnschichtchromatographie an Siliciumdioxidgel (Skellysolve B : Äthylacetat, 8 : 2) erhält man 1,6 mg 5c (32% Ausbeute): UV-Spektrum: λ_max 265 nm; Massenspektrum: m/e 454 (M⁺, 80), 394 (80), 376 (20), 269 (40), 135 (100); NMR-Spektrum: δ 0,53 (3H, s, 18-H₃), 0,81 und 0,84 (6H, d, J=4,4 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,91 (3H, d, J=7,0 Hz, 21-H₃), 1,01 (3H, d, J=6,7 Hz, 28-H₃), 2,03 (3H, s, 3-OCOCH₃), 4,18 (1H, m, 3-H), 5,03 (1H, d, J=1,5 Hz, 19(Z)-H), 5,19 (2H, m, 22-H und 23-H), 5,3 (1H, m (scharf), 19(E)-H), 5,48 (1H, m, 1-H), 5,92 (1H, d, J=11,0 Hz, 7-H), 6,37 (1H, d, J=11,0 Hz, 6-H).

Beispiel 11 1α-Hydroxyvitamin D₂ (6c)

Eine Lösung von 1,1 mg (5c) in 1,5 ml Äther wird mit 0,5 ml einer ätherischen Lösung, gesättigt mit LiAlH₄, behandelt. Nach 10 Minuten bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch mit gesättigtem NaCl abgeschreckt, und die Salze werden in 3% HCl gelöst. Diese wäßrige Lösung wird mit Äther extrahiert, und die organischen Extrakte werden mit Wasser gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Dünnschichtchromatographie an 250 µ dicken 5×20 cm-Platten in 5% Methanol : Chloroform ergibt 0,8 mg (75% Ausbeute) 1α-Hydroxyvitamin D₂: UV-Spektrum: λ_max 265 nm; Massenspektrum: m/e 412 (M⁺) 394, 376, 287, 269, 251, 152, 134 (Basis-Peak); NMR-Spektrum: δ 0,56 (3H, s, 18-H₃), 0,82 und 0,84 (6H, dd, J=4,4 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,92 (3H, d, J=6,6 Hz, 21-H₃), 1,02 (3H, d, J=6,6 Hz, 28-H₃), 4,23 (1H, m, 3-H), 4,42 (1H, m, 1-H), 5,00 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,20 (2H, m, 22-H und 23-H), 5,32 (1H, dd, J=1,4 Hz, 19(E)-H), 6,02 (1H, d, J=11,1 Hz, 7-H), 6,38 (1H, d, J=11,6 Hz, 6-H). Diese Spektraldaten stimmen voll mit Daten überein, die mit 1α-Hydroxyvitamin D₂ erhalten werden, das nach einer völlig verschiedenen Methode hergestellt wird [Lam et al., Science, 186, 1038-1040 (1974)].

Beispiel 12 Solvolyse von 1α-Acetoxycyclovitamin D in Essigsäure

Eine Lösung von 3,0 mg 1α-Hydroxycyclovitamin D₃-1- acetat (4a) in 200 µl Eisessig wird 15 Minuten auf 55°C erwärmt und anschließend mit eiskaltem gesättigten NaHCO₃ abgeschreckt. Das wäßrige Gemisch wird mit Diäthyläther extrahiert, und die organische Phase wird mit gesättigtem NaHCO₃ und Wasser gewaschen, über MgSO₄ getrocknet und filtriert unter Bildung einer Lösung von 5,6-cis- und 5,6-trans-1α-Acetoxyvitamin D₃-3-acetaten (UV-Spektrum: λ_max 267-269 nm). Die getrocknete ätherische Lösung wird mit einer geringen Menge (1,0 mg) Lithiumaluminiumhydrid behandelt, mit gesättigtem NaCl abgeschreckt, filtriert, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das rohe Öl wird auf eine 5×20 cm- Siliciumdioxidgel-Dünnschichtchromatographieplatte (250 µm dick) aufgetragen, die in 5% Methanol : Chloroform entwickelt wird unter Bildung von 1,6 mg eines Gemischs (UV-Spektrum: λ_max 267-269 nm) von 1α-Hydroxyvitamin D₃ (6a) und dem entsprechenden 5,6-trans-Isomeren (5,6-trans-1α-Hydroxyvitamin D₃) in einem Verhältnis von 3 : 1, bestimmt durch NMR-Analyse: Charakteristische Resonanzen für das cis-Isomere (6a): δ 6,38 und 6,01 (d, J=11,4 Hz, 6-H und 7-H), 5,33 (dd, J= 1,5 Hz, 19(E)-H), 5,01 (scharfes m, 19(Z)-H), 0,54 (s, 18-H₃); für das trans-Isomere: 6,58 und 5,88 (d, J= 11,4 Hz, 6-H und 7-H), 5,13 (d, J=1,4 Hz, 19(E)-H), 4,98 (scharfes m, 19(Z)-H), 0,56 (s, 18-H₃).

Die gleiche Arbeitsweise kann angewendet werden zur Spaltung des Cyclopropanringes (Cycloumkehr bzw. Cycloumlagerung bzw. Cycloreversion) anderer Cyclovitamine oder ihrer C-1-oxygenierten Analogen. So führt die Erwärmung von 1α-Acetoxy-25-hydroxyvitamin D₃ (Verbindung 4b, keine Schutzgruppe für die 25-OH-Funktion erforderlich) in Eisessig, wie vorstehend beschrieben, zu 1α-Acetoxy-25-hydroxyvitamin D₃-3-acetat als Hauptprodukt (plus etwas von dem entsprechenden 5,6-trans- Isomeren als geringeres Produkt), und dieses Gemisch kann direkt hydrolysiert (MeOH/KOH) oder einer Hydridreduktion wie vorstehend beschrieben unterzogen werden, unter Bildung von 1α,25-Dihydroxyvitamin D₃ als Hauptprodukt und 5,6-trans-1α,25-Dihydroxyvitamin D₃ als geringeres Produkt.

Beispiel 13 Ameisensäurekatalysierte Solvolyse von 1α-Acetoxy- cyclovitamin D₃

Eine Lösung von 1α-Acetoxycyclovitamin D₃ (4a) in trockenem Dioxan erwärmt man auf 55°C und behandelt mit einer 1 : 1-Lösung von 98% Ameisensäure : Dioxan (50 µl/mg Cyclovitamin) während 15 Minuten. Die Reaktionsmischung wird anschließend mit Eiswasser abgeschreckt und mit Äther extrahiert. Die ätherischen Extrakte werden mit Wasser, gesättigtem NaHCO₃, gesättigtem NaCl gewaschen, über MgSO₄ getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das Rohprodukt (1α-Acetoxy-3β-formylvitamin D₃ und sein 5,6-trans-Isomeres) wird in einer 1 : 1-Lösung von Dioxan : Methanol gelöst, und eine äquivalente Menge von wäßrigem K₂CO₃ (10 mg/100 µl) wird zugesetzt. Nach 5 Minuten bei Raumtemperatur wird die Lösung mit Wasser verdünnt und mehrfach mit Äther extrahiert. Die ätherischen Extrakte werden mit Wasser gewaschen, über MgSO₄ getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das rohe cis- und trans-Gemisch von 1-Acetoxy- 3-hydroxyvitaminen wird anschließend an einer 10×20 cm, 750 µm dicken Siliciumdioxidgel-Platte in 1 : 3 Äthylectat : Skellysolve B chromatographiert unter Bildung des reinen cis-1α-Acetoxyvitamins D₂. Durch basische Hydrolyse (NaOH in Methanol) erhält man ein Produkt, das chromatographisch und spektroskopisch identisch ist mit einer authentischen Probe von 1α-Hydroxyvitamin D₃.

Beispiel 14 Hydridreduktion von 1-Oxo-cyclovitamin D₃ (7a) zu 3a

Eine Lösung von 2,0 mg 1-Oxo-cyclovitamin D₃ in 500 µl Äther wird mit 300 µl Äther, gesättigt mit LiALH₄, behandelt. Nach 30 Minuten wird das Reaktionsgemisch sorgfältig durch tropfenweise Zugabe von gesättigtem NaCl abgeschreckt. Die unlöslichen Salze werden durch Filtrieren entfernt, und das Filtrat wird über MgSO₄ getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt unter Bildung von 1,7 mg eines 95 : 5-Gemischs von 1α-Hydroxycyclovitamin D₃ (3a) und dem entsprechenden 1β-Hydroxycyclovitamin D₃-Isomeren, die durch Chromatographie getrennt werden. Durch gleiche Behandlung von 1-Oxo-cyclovitamin D₃ mit 300 µl 100% Äthanol, gesättigt mit NaBH₄, erhält man ein 8 : 2- Gemisch von 1α-Hydroxy- und 1β-Hydroxycyclovitamin D₃- Verbindungen (3a und sein 1β-Epimeres).

Beispiel 15 SeO₂/t-BuOOH-Oxidation von 6-Hydroxycyclovitamin D₃ (8a)

Zu einer gerührten Suspension von 2,0 mg SeO₂ in 1,5 ml trockenem CH₂Cl₂ fügt man 10 µl 70% t-BuOOH. Bei Homogenität wird eine Lösung von 14 mg 6-Hydroxycyclovitamin D₃ (8a) in 500 µl trockenem CH₂Cl₂ zugetropft, und die Reaktion wird 1,5 Stunden bei Raumtemperatur weitergeführt. Das Reaktionsgemisch wird mit 10% NaOH abgeschreckt, mit Äther verdünnt, mit 10% NaOH und Wasser gewaschen, über MgSO₄ getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Der rohe ölige Rückstand wird chromatographiert (10×20 cm, 750 µm, 1 : 1 Äthylacetat: Skellysolve B) unter Bildung von 1,5 mg (10%) 1-Oxo-6- hydroxycyclovitamin D₃: Massenspektrum: (m/e) 398 (35), 380 (25), 247 (25), 135 (40), 133 (100); 2,0 mg (15%) 1α,6-Dihydroxycyclovitamin D₃ (10a): Massenspektrum: (m/e) 400 (50), 382 (80), 269 (20), 247 (40), 135 (80), 133 (40); und 2,0 mg (15%) 1α-Hydroxyvitamin D₃ (6a) und des entsprechenden 1α-Hydroxy-5,6-trans-Isomeren.

Beispiel 16 Umwandlung von 1α,6-Dihydroxycyclovitamin D₃ (10a) in 1α-Hydroxyvitamin D₃ (6a)

Eine Lösung von 400 µl trockenem Pyridin, 200 µl Essigsäureanhydrid und 2,0 mg 1α,6-Dihydroxycyclovitamin D₃ (10a) wird 2,0 Stunden auf 55°C erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschließend mit Toluol verdünnt und zur Trockne gestrippt. Das resultierende Öl (1α,6-Diacetoxycyclovitamin D₃) wird in 100 µl THF aufgenommen und mit 200 µl 97% HCO₂H während 15 Minuten bei 55°C behandelt. Durch Verdünnen mit gesättigtem NaCl, Extrahieren mit Äther, Waschen mit gesättigtem NaHCO₃, Trocknen über MgSO₄ und Entfernen des Äthers im Vakuum erhält man rohes 1-Acetoxy-3-formiat-cis- und -trans-vitamin- Derivate. Die selektive Formiathydrolyse mit K₂CO₃, gefolgt von einer Chromatographie, führt zu reinem 1α-Acetoxyvitamin D₃ (5a), das durch einfache KOH/MeOH-Hydrolyse in 1α-Hydroxyvitamin D₃ (6a) umgewandelt wird.

Beispiel 17 1α,24(R),25-Trihydroxy-cyclovitamin D₃ (3d)

Zu einer vorausgehend hergestellten Lösung von 1,12 mg SeO₂ und 12 µl 70% t-BuOOH in 1,0 ml trockenem CH₂Cl₂ fügt man 4,2 mg 24R,25-Dihydroxy-cyclovitamins D₃ in 500 µl CH₂Cl₂. Nach 30 Minuten wird ein weiterer Anteil von 1,12 mg SeO₂ und 12 µl 70% t-BuOOH in 500 µl CH₂Cl₂ zugesetzt, und die Reaktion wird während einer weiteren Stunde weitergeführt. Das Reaktionsgemisch wird mit 10% NaOH abgeschreckt, mit Äther verdünnt und zweimal mit 10% NaOH gewaschen, worauf eine Wäsche mit Wasser folgt. Die organische Lösung wird über MgSO₄ getrocknet, das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt, und das resultierende Öl wird an einer 5×20 cm, 250 µm Siliciumdioxidgel-Platte in Äthylacetat : Skellysolve B (1 : 1) chromatographiert unter Bildung von 1,6 mg 1α,24(R),25-Trihydroxy-cyclovitamin D₃ (3d): Massenspektrum: (m/e) 446 (30), 414 (50, 396 (40), 269, (30), 135 (80), 59 (100); NMR-Spektrum: δ 0,55 (3H, s, 18-H₃), 0,65 (2H, m, 4-H₂), 0,96 (3H, d, J=6,0 Hz, 21-H₃), 1,19 (3H, s, 26-H₃), 1,24 (3H, s, 27-H₃), 3,28 (3H, s, 6-OCH₃), 3,35 (1H, m, 24-H), 4,20 (1H, d, J=9,0 Hz, 6-H), 4,22 (1H, m, 1-H), 4,97 (1H, d, J=9,0 Hz, 7-H), 5,18 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,26 (1H, d, J=2,2 Hz, 19(E)-H). 1-Oxo-24(R),25-Dihydroxy-cyclocitamin D₃ (7d) wird ebenfalls als geringere Komponente (<20%) isoliert.

Beispiel 18 1α,24(R),25-Trihydroxyvitamin D₃ (6d)

Zu 200 µl trockenem Pyridin und 150 µl Ac₂O werden 1,4 mg 1α,24R,25-Trihydroxy-cyclovitamin D₃ (3d) gefügt. Das System wird mit N₂ gespült und 20 Stunden auf 95°C erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschließend mit trockenem Toluol verdünnt und azeotrop zur Trockne destilliert. Das ölige Produkt, 1α,24(R),25-Triacetoxy- cyclovitamin D₃ (4d-24,25-diacetat), wird in 200 µl THF gelöst und zu 500 µl einer 1 : 1-Lösung von 97% HCO₂H : THF gefügt und 15 Minuten auf 55°C erwärmt. Das gekühlte Reaktionsgemisch wird mit Äther verdünnt, mit H₂O, gesättigtem NaHCO₃, gesättigtem NaCl gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird das rohe 1α,24R,25-Triacetoxy- 3β-formiat-vitamin D-Zwischenprodukt in 200 µl THF gelöst und mit 1,0 mg K₂CO₃ in 10 µl H₂O und 90 µl MeOH während 5 Minuten bei Raumtemperatur behandelt. Durch Verdünnen mit gesättigtem NaCl, Extrahieren mit Äther und Chromatographie an einer 5×20 cm, 250 µm Siliciumdioxidgel- Platte in Äthylacetat : Skellysolve B (4 : 6) erhält man 1α,24R,25-Triacetoxy-vitamin D₃. Durch Behandeln dieses Triacetats mit LiAlH₄ erhält man 1α,24R,25- Trihydroxyvitamin D₃ (6d), das in jeder Hinsicht mit einer authentischen Probe identisch ist.

Beispiel 19 Umwandlung von 1-Hydroxycyclovitamin D₃ (3a) in 1α-Hydroxyvitamin D₃ (6a) über das 1-Formyl-Zwischenprodukt (11a)

Ein 200 µl-Anteil von Essigsäureanhydrid wird auf 0°C gekühlt, und 100 µl 97% Ameisensäure werden langsam zugefügt. Die Lösung wird kurz (15 Minuten) auf 50°C erwärmt und anschließend auf 0°C gekühlt. Ein Anteil von 100 µl des Essigsäure-Ameisensäure-Anhydrids wird anschließend zu einer Lösung von 5 mg 1α-Hydroxycyclovitamin D₃ (3a) in Pyridin bei 0° gefügt. Nach 2,0 Stunden wird das Reaktionsgemisch mit gesättigtem NaCl verdünnt, mit Äther extrahiert, mit H₂O gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Das nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum erhaltene rohe 1α-Formylcyclovitamin D₃ (11a) wird in Eisessig gelöst und 15 Minuten auf 55° erwärmt. Durch Verdünnen mit gesättigtem NaCl, Extrahieren mit Äther und Isolieren der organischen Produkte erhält man das rohe Produkt, bestehend aus 1-Formyloxyvitamin D₃- 3-acetat (12a) und dem entsprechenden 5,6-trans-Isomeren. Durch Behandlung des rohen Gemischs mit K₂CO₃ in H₂O/MeOH, gefolgt von einer Chromatographie (5×20 cm, 250 µm, Siliciumdioxidgel, 3 : 7 Äthylacetat : Skellysolve B), erhält man reines 1α-Hydroxyvitamin D₃-3-acetat und 5,6-trans-1α-Hydroxyvitamin D₃-3-acetat, die hydrolytisch (KOH/MeOH) in das entsprechende 1α-Hydroxyvitamin D₃ (6a) bzw. sein 5,6-trans-Isomeres umgewandelt werden.

Beispiel 20 Durch Kronenäther katalysierte Cycloreversion von 1α-Acetoxycyclovitamin D₃

Eine 0,5 m-Hexan : Benzol-Lösung (1 : 1) von 15-Krone-5 (15-crown-5) (Aldrich Chemical Co., Milwaukee) wird mit feinverteiltem wasserfreien Natriumacetat gesättigt. Zu 300 µl dieser Lösung fügt man 11,0 mg 1α-Acetoxycyclovitamin D₃ (4a) in 600 µl trockenen Hexanen, gefolgt von 200 µl 97% Ameisensäure. Das Zwei-Phasen-Gemisch wird gelegentlich während 30 Minuten verwirbelt, anschließend mit Hexan verdünnt, und die saure Schicht wird entfernt. Die organische Phase wird mit gesättigtem NaHCO₃, gesättigtem NaCl gewaschen, über MgSO₄ getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das rohe Öl wird in 300 µl THF und 300 µl Methanol aufgenommen und mit 10 mg K₂CO₃ in 100 µl H₂O behandelt. Nach 5 Minuten bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch mit gesättigtem NaCl verdünnt und mit zwei Anteilen Äther extrahiert. Die organische Schicht wird mit H₂O gewaschen, über MgSO₄ getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das resultierende Gemisch wird einer präparativen Dünnschichtchromatographie unterzogen (750 µm, 10×20 cm, 75 : 25 Skellysolve B : Äthylacetat) unter Bildung von 5,7 mg (54%) 1α-Acetoxyvitamin D₃ (5a) und 2,1 mg (20%) 5,6-trans-1α-Acetoxyvitamin D₃.

Beispiel 21 Umwandlung von 1α-Hydroxyvitamin D₃ (6a) in 1α-Hydroxycyclovitamin D₃ (3a)

Zu 0,2 ml Pyridin werden 3,0 mg 1α-Acetoxyvitamin D₃ (5a) erhalten, entweder durch selektive Acetylierung von 1α-Hydroxyvitamin D₃ (3a) [2-molarer Überschuß Essigsäureanhydrid in Pyridin, 4 Stunden, Raumtemperatur, gefolgt von einer Trennung des gewünschten 1α-Acetoxyvitamin D₃-Derivats durch präparative Siliciumdioxidgel- Dünnschichtchromatographie unter Verwendung von Skellysolve B : Äthylacetat (3 : 1)] oder als Produkt aus Beispiel 2, und 6,0 mg Tosylchlorid gefügt. Nach 18 Stunden bei 3°C wird das Reaktionsgemisch mit gesättigter NaCl-Lösung abgeschreckt, mit Äther extrahiert, und die ätherischen Extrakte werden mehrfach mit gesättigter NaHCO₃-Lösung gewaschen. Nach dem Trocknen über MgSO₄ und Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird das rohe 1α-Acetoxyvitamin D₃-3-tosylat in 3,0 ml wasserfreiem MeOH, gepuffert mit 12,0 mg NaHCO₃, aufgenommen. Das Reaktionsgemisch wird über Nacht auf 55°C erwärmt, mit gesättigter NaCl-Lösung abgeschreckt, mit Äther extrahiert, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das Rohprodukt wird einer präparativen Dünnschichtchromatographie (5×20 cm, 250 µm, Siliciumdioxidgel, Skellysolve B : Äthylacetat, 3 : 1) unterzogen unter Bildung von 2,2 mg 1α-Hydroxycyclovitamin D₃ (3a), das in jeder Hinsicht mit dem in Beispiel 1 erhaltenen Produkt identisch ist.

Beispiel 22 MnO₂-Oxidation von 1α-Hydroxycyclovitamin D₃ (3a) zu 1-Oxo-cyclovitamin D₃ (7a)

Zu 1,0 ml trockenem CH₂Cl₂ fügt man 3,0 mg 1α-Hydroxycyclovitamin D₃ (3a) und 35 mg feinverteiltes MnO₂ [vergl. beispielsweise Paaren et al., J. Chem. Soc., Chem. Comm. 890 (1977)]. Nach 2,0 Stunden wird das Reaktionsgemisch durch Celite filtriert und ergibt nach präparativer Dünnschichtchromatographie (5×20 cm, 250 µm, Siliciumdioxidgel, Skellysolve B : Äthylacetat) 2,6 mg 1-Oxo-cyclovitamin D₃ (7a), das in jeder Hinsicht mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Produkt identisch ist.

Beispiel 23 Direkte Solvolyse von 1α-Hydroxycyclovitamin D-Verbindungen

3,8 ml Eisessig werden zu 380 mg 1α-Hydroxycyclovitamin D₃ gefügt, und die Lösung wird 10 Minuten auf 60°C erwärmt. Nach dem Kühlen wird das Gemisch zu einer gerührten Lösung von Eis/NaHCO₃ gefügt. Die neutralisierte wäßrige Lösung wird mit Diäthyläther extrahiert, die vereinten organischen Extrakte werden einmal mit Wasser gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Das Rohprodukt wird nach der Entfernung des Lösungsmittels chromatographiert an einer 1,5×60 cm-Säule von 50 g neutralem Siliciumdioxidgel, eluiert mit 100 ml 4%, 100 ml 8%, 100 ml 12% und 400 ml 16% EtOAc/Skellysolve B. Das gewünschte 1α-Hydroxyvitamin D₃-3-acetat-Isomere eluiert vor dem 1α-Hydroxy-5,6-trans-vitamin D₃-3-acetat, man erhält 175 mg 1α-Hydroxyvitamin D₃-3-acetat; UV- Spektrum: λ_max 264 nm; Massenspektrum: (m/e) 442 (M⁺, 8), 382 (70), 364 (15), 269 (20), 134 (100).

Durch Hydrolyse des 1α-Hydroxyvitamin D₃-3-acetats (10% NaOH/MeOH, 2 Stunden, RT) erhält man 1α-Hydroxyvitamin D₃.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von 1α-hydroxylierten Vitamin D-Derivaten der allgemeinen Formel I, worin R eine Steroidseitenkette bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man 3,5-Cyclovitamin D-Verbindungen der allgemeinen Formel II, worin R wie vorstehend definiert ist und Z ein Wasserstoffatom oder einen C₁-C₄-Alkylrest bedeutet, in einem organischen Lösungsmittel einer Allyloxidation mit Selendioxid als Oxidationsmittel unterwirft, die erhaltene 1α-Hydroxyverbindung acyliert, das 1α-O-Acyl- Cyclovitamin D-Derivat einer säurekatalysierten Solvolyse unterwirft und das erhaltene 1α-O-Acyl-Vitamin D-Derivat in die entsprechende 1α-Hydroxyverbindung umwandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Z eine Methylgruppe bedeutet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Solvolyse in Anwesenheit von p-Toluolsulfonsäure, Essigsäure oder Ameisensäure durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Oxidation gewonnene 1α-Hydroxyverbindung direkt in Anwesenheit einer organischen Carbonsäure solvolysiert und das entsprechende 3-O-Acyl-1α- hydroxyvitamin D-Derivat in die entsprechende Hydroxyverbindung umwandelt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die solvolytische Umwandlung des 1α-O-Acyl-Derivats in Anwesenheit einer Kronenätherverbindung durchführt.

6. Cyclovitamin D-Derivate der allgemeinen Formel III, worin Z ein Wasserstoffatom, einen C₁-C₄-Alkyl-, einen C₁-C₄-Acyl- oder einen Benzoylrest und Y ein Wasserstoffatom, einen C₁-C₄-Acyl- oder einen Benzoylrest und R eine der folgenden Gruppen bedeutet, wobei R₁, R₂ und R₃ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, einen C₁-C₄-Alkyl-, einen O-C₁-C₄-Alkyl-, einen O-C₁-C₄-Acyl-, einen O- Benzoylrest oder ein Fluoratom, und R₄ ein Wasserstoffatom oder einen C₁-C₄-Alkylrest bedeuten.

7. Verbindungen nach Anspruch 6, wobei Z eine Methylgruppe und Y ein Wasserstoffatom oder einen C₁-C₄-Acylrest bedeutet.

8. 1α-Hydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₃.

9. 1α-Acetoxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₃.

10. 1α,25-Dihydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₃.

11. 1α-Acetoxy-25-hydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₃.

12. 1α-25,Diacetoxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₃.

13. 1α-Hydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₂.

14. 1α-Acetoxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₂.

15. 1α,25-Dihydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₂.

16. 1α-Acetoxy-25-hydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₂.

17. 1α,25-Diacetoxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₂.

18. 1α,24,25-Trihydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D₃.

19. Cyclovitamin D-Derivate der allgemeinen Formel IV worin Z ein Wasserstoffatom oder eine C₁-C₄-Alkylgruppe und R eine der folgenden Gruppierungen bedeutet, wobei R₁, R₂, R₃ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine Hydroxygruppe, einen C₁-C₄-Alkyl-, einen O-C₁-C₄-Alkyl-, einen O-C₁-C₄-Acyl-, einen O- Benzoylrest oder ein Fluoratom, und R₄ ein Wasserstoffatom oder einen C₁-C₄-Alkylrest bedeuten.