DE3390212C2

DE3390212C2 -

Info

Publication number: DE3390212C2
Application number: DE3390212T
Authority: DE
Inventors: Hector F Deluca; Heinrich K Schnoes; Jacek W Morzycki
Original assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Current assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Priority date: 1982-09-20
Filing date: 1983-09-12
Publication date: 1991-10-31
Also published as: JPS59501746A; GB2142922A; JPH0435458B2; GB2142922B; CA1283422C; FR2540869A1; FR2555172B1; JPH02209864A; JPH0610187B2; GB8417477D0; JPH0518839B2; IL69763A0; DE3390212T1; JPH0518840B2; IE832203L; FR2555173B1; JPH02209862A; DE3348322C2; JPH02209887A; IE56174B1

Description

Die Erfindung schlägt neue Vitamin D₂-Verbindungen sowie neue 5,7-Diensteroid- und neue Prävitamin D₂-Verbindungen vor, wobei sich die erfindungsgemäßen Verbindungen durch eine besondere Struktur der Steroidseitenkette auszeichnen.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung von Vitamin D₂-Verbindungen, die in der 25-Stellung hydroxyliert sind oder sich von diesen durch eine Acylierung der 25-OH-Gruppe ableiten.

Die D-Vitamine sind sehr wichtige Mittel zur Kontrolle des Calcium- und Phosphat-Metabolismus bei Tieren und Menschen und werden seit langer Zeit als Diät-Ergänzungsmittel und in der klinischen Praxis verwendet, um ein richtiges Knochenwachstum und eine richtige Knochenentwicklung zu gewährleisten. Es ist nun bekannt, daß die in vivo Aktivität dieser Vitamine, insbesondere von Vitamin D₂ und D₃, vom Metabolismus zu hyroxylierten Formen abhängt. So unterliegt Vitamin D₃ zwei aufeinanderfolgenden Hydroxylierungsreaktionen in vivo, die zuerst zum 25-Hydroxyvitamin D₃ und sodann zum 1,25- Dihydroxyvitamin D₃ führen, wobei von der letzteren Verbindung angenommen wird, daß sie für die bekannten vorteilhaften Wirkungen von Vitamin D₃ verantwortlich ist. In ähnlicher Weise unterliegt Vitamin D₂, welches allgemein als ein Diät- Ergänzungsmittel verwendet wird, einer analogen Hydroxylierungsfolge zu seinen aktiven Formen, wobei es zuerst zum 25-Hydroxyvitamin D₂ (25-OH-D₂) und anschließend zum 1,25- Dihydroxyvitamin D₂ (1,25-(OH)₂D₂ umgewandelt wird. Diese Tatsachen sind gefestigt und dem Fachmann bekannt (vgl. beispielsweise Suda et al., Biochemistry 8, 3515 (1969) und Jones et al., Biochemistry 14, 1250 (1975)).

Wie die Metaboliten der Vitamin D₃-Serie sind die hydroxylierten Formen von Vitamin D₂, die zuvor genannt wurden, aufgrund ihrer Wirkung und anderer vorteilhafter Eigenschaften hocherwünschte Diät-Zusatzmittel oder pharmazeutische Mittel zur Heilung oder Verhinderung von Knochenerkrankungen oder verwandten Erkrankungen. Ihrem Wert und ihren Einsatzmöglichkeiten wird in den Patenten, welche diese Verbindungen betreffen, Rechnung getragen (US-PS 35 85 221 und US-PS 38 80 894).

Während alle Metaboliten von Vitamin D₃ durch chemische Synthese hergestellt worden sind, wurde nur wenig Arbeit auf die Herstellung von Vitamin D₂-Metaboliten verwendet. Die bekannten Syntheseverfahren für die Metaboliten der D₃-Serie - vgl. z. B. DE-OS 30 45 287 - (insbesondere insoweit, als sie die Herstellung von Verbindungen betreffen, die in der Seitenkette hydroxyliert sind) lassen sich auf die Herstellung der entsprechenden Vitamin D₂-Metaboliten nicht ohne weiteres übertragen, da diese durch eine Seitenkettenstruktur (d. h. Gegenwart einer Doppelbindung und einer zusätzlichen Methylgruppe) charakterisiert sind, welche im Vergleich zu den in der Seitenkette hydroxylierten Vitamin D₃-Verbindungen unterschiedliche Synthesemethoden erfordert.

Zwei Verbindungen, die strukturell dem 25-OH-D₂ verwandt sind, wurden hergestellt, nämlich 22-Dehydro-25-hydroxy cholecalciferol, welches als eine 24-Desmethyl-Analogverbindung von 25-OH-D₂ angesehen werden kann (vgl. US-PS 37 86 062), und 24,25-Dihydroxyvitamin D₂, die 24-Hydroxy-Analogverbindung von 25-OH-D₂ (Jones et al., Biochemistry 18, 1094 (1979)). Jedoch sind die in diesen Berichten vorgeschlagenen synthetischen Verfahren auf die Herstellung von 25-OH-D₂ selbst nicht anwendbar. In der Literatur ist keine Synthese der letzteren Verbindung beschrieben. Obwohl in der Veröffentlichung von Salmond et al. (Tetrahedron Letters, 1695-1698 (1977), vgl. Seite 1697 und Fußnote 11) über eine erfolgreiche Herstellung von 25-OH-D₂ berichtet wird, wurde bisher keine Information über das Gesamtverfahren publiziert.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, das im Patentanspruch 3 angegeben ist, wird eine vergleichsweise bequem durchführbare Synthese von in der 25-Stellung hydroxylierten Vitamin D₂- Verbindungen sowie sich hiervon durch Acylierung an der 25-OH- Gruppe ableitenden Verbindungen zur Verfügung gestellt; diese Verbindungen sind im Patentanspruch 3 durch die Formel (11) definiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das nachstehende Verfahrensschema im einzelnen beschrieben, wobei der in diesem Zusammenhang verwendete Begriff "Acyl" einen aliphatischen Acylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in allen, gegebenenfalls möglichen isomeren Formen (z. B. Formyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl, Isobutyryl, Valeryl, etc.) oder einen aromatischen Acylrest (Aroylrest), wie Benzoyl, die isomeren Methylbenzoyle, die isomeren Nitro- oder Halogen-benzoyle, etc., oder einen Dicarbonsäureacylrest mit 2 bis 6 C-Atomen Kettenlänge, d. h. Acylreste der Art ROOC(CH₂)_nCO- oder ROOCH₂-O-CH₂CO-, bezeichnet worin n für Werte zwischen 0 und 4 steht und R Wasserstoff oder einen Alkylrest bedeutet, wie Oxalyl, Malonyl, Succinoyl, Glutaryl, Adipyl und Diglykolyl; der Begriff "Alkyl" bezeichnet einen Niederalkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in allen etwaig möglichen isomeren Formen, z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sek.-Butyl, Pentyl, etc., und die Bezeichnung "Aryl" steht für Phenyl oder einen substituierten Phenylrest, z. B. Alkylphenyl, Methoxyphenyl, etc.

In dem vorstehenden Verfahrensschema sind 3 Alternativen (A, B, C) für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt, die alle dieselben Schritte umfassen, sich jedoch in der Reihenfolge dieser Schritte unterscheiden. Die Substituenten X₁, X₂ und Y haben die in den Patentansprüchen angegebene Bedeutung.

Bei dem Syntheseweg A wird das 5,7 Dien-(A), welches das Ausgangsprodukt für jede der drei alternativen Synthesewege darstellt und dessen Herstellung in DE-PS 33 48 322 beschrieben ist, einer Bestrahlung in einer Ether- oder Kohlenwasserstoff-Lösung (7) mit ultravioletter Strahlung unterworfen, um die Prävitamin-Analogverbindung (8A) zu erhalten, die durch Erwärmen (50-90°C) in einem geeigneten Lösungsmittel (z. B. Ethanol, Hexan) einer Isomerisierung zu der Analogverbindung von Vitamin D₂ (9A) unterliegt. Die nächste Stufe, nämlich die Abspaltung der Ketalschutzgruppe stellt einen kritischen Schritt dar, da die Ketal-Entfernung durch Hydrolyse zum entsprechenden Keto-Derivat (10) ohne Isomerisierung der 22(23)-Doppelbindung zur konjugierten 23(24)-Stellung verlaufen muß. Die Isomerisierung eines β,δ- ungesättigten Ketons zu dem kongierten α,β-ungesättigten Keton kann unter Bedingungen der Ketalhydrolyse leicht auftreten, muß jedoch in diesem Falle vermieden werden, da sie dem Zweck der gesamten synthetischen Abfolge entgegenstehen würde. Im vorliegenden Verfahren wird die Ketalabtrennung durch Erhitzen des Ketals (9A) in einem hydroxylgruppenhaltigen Lösungsmittel für 1 bis 2 Stunden unter Säurekatalyse bewirkt. Es ist zweckmäßig, den Fortschritt der Reaktion durch periodische chromatographische Analyse des rohen Reaktionsgemisches zu beobachten.

Das erhaltene Keton (10) wird sodann im letzten Schritt durch ein Grignard-Reagens (ein Alkyl- oder Aryl-Magnesiumhalogenid, z. B. Methylmagnesiumbromid) alkyliert, um die erfindungsgemäße Vitamin D₂-Verbindung (11) zu ergeben. Die Alkylierung über ein Alkyllithium-Reagens, z. B. Methyllithium, ist ebenfalls wirksam und bequem. Wenn das Ausgangsprodukt in der Seitenkette racemisch ist, d. h. in einem Gemisch von seinen (R)- und (S)- Enantiomeren vorliegt, wird die Verbindung (11) als ein Gemisch von wie C-24-Epimeren erhalten, nämlich das (24S)-Epimer (11a), welches dem natürlichen Produkt entspricht, dem (24R)- Epimer (11b), welches das 25-OH-24-epi-D₂ ist. Diese C-24- Epimeren werden zweckmäßigerweise durch Hochleistungs- Flüssigkeitschromatographie (HPLC) an einer wirksamen Säule mit mikrozerkleinertem Silikagel getrennt, um 25-OH-D₂ (11a) und 25-OH-24-epi-D₂ (11b) in reiner Form zu erhalten.

Die Trennung der Epimeren kann aber auch bereits vorher bei einer beliebigen Zwischenstufe durchgeführt werden, so daß dann die (24R)- und (24S)-Epimeren getrennt in den verbleibenden Stufen verarbeitet werden, um 25-OH-D₂ (11a) oder 25-OH-24-epi- D₂ (11b) zu ergeben. Im allgemeinen wird es jedoch zweckmäßig sein, die Trennung erst in der Endstufe durchführen.

Die Notwendigkeit einer Epimertrennung kann natürlich dadurch umgangen werden, daß von vorneherein ein optisch aktives Ausgangsmaterial eingesetzt wird.

Bei dem Syntheseweg wird die Ketalgruppe im Dien (7A) zuerst hydrolysiert. Dabei wird das Dien-Keton (7B) erhalten, das nach der Bestrahlung das Prävitamin-Keton (8B) ergibt. Die thermische Isomerisierung führt dann zum Vitamin D₂-Keton (10), welches über eine abschließende Grignard-Reaktion das 25-OH-D₂- Epimere (11) ergibt.

Bei dem Syntheseweg (C) wird das 5,7-Dien-Keton (7B) zuerst mit einem Grignard-Reagens umgesetzt, um die 25-Hydroxyl- Zwischenverbindung (7C) zu ergeben, die nach der Bestrahlung zum entsprechenden 25-OH-Provitamin D₂ (8C) führt. Bei der abschließenden thermischen Isomerisierung werden die erfindungsgemäßen Produkte (11) erhalten.

So unterscheiden sich diese drei Abfolgen lediglich in der Reihenfolge, in der die einzelnen Schritte durchgeführt werden. Die experimentellen Bedingungen für die einzelnen Schritte sind dieselben. Unter den drei alternativen Abfolgen wird der Weg A allgemein bevorzugt wegen der Verwendbarkeit der Zwischenverbindungen, wie (9A) und (10), zur Herstellung von anderen Vitamin D₂-Analogverbindungen und/oder markierten Derivaten.

Für jeden dieser Synthesewege kann das 5,7-Dien (7A) als freie Hydroxylverbindung oder als C-3-Acylat eingesetzt werden. Je nach der anschließenden Reaktionsfolge führt die Endstufe zu den 25-OH-D₂-Verbindungen mit freien Hydroxylgruppen oder zu den C-3- oder C-25-Acylaten oder 3,25-Diacylaten. So liefert die Synthese gemäß dem Weg A oder B normalerweise die 25-OH-D₂- Produkte als die freien Hydroxylverbindungen, da die abschließende Grignard-Reaktion, die beiden Wegen gemeinsam ist, alle Acylgruppen entfernt. Der Weg C kann eingeschlagen werden, um die 25-OH-D₂-Epimeren (11) als die freien Hydroxylverbindungen oder als das 3- oder 25-Monoacylat oder 3,25-Diacylat in Abhängigkeit von der eingesetzten Zwischenverbindung herzustellen. Beispielsweise kann die 5,7- Dien-Zwischenverbindung (7C) als das 3-Acyl- oder das 25-Acyl- oder das 3,25-Diacylderivat verwendet werden, die aus dem 3,25- Diol durch Umsetzung mit Acylchlorid- oder Säureanhydrid-Reagentien nach her kömmlichen Verfahren erhältlich sind. So ergibt die Reak tion der 3,25-Diol-Zwischenverbindung (7C) mit Essigsäure anhydrid in Pyridin bei Raumtemperatur das 3-Acetat. Das entsprechende 3,25-Diacetat wird durch weitere Acylie rung bei erhöhter Temperatur erhalten. Es kann mit verdünnter KOH/MeOH bei Raumtemperatur selektiv hydro lysiert werden, um das 25-Monoacetat zu ergeben. Weitere Umwandlung aller derartiger Acyl-Zwischenverbindungen durch die verbleibenden Schritte [zu (8C) und (11)] führt zu den 25-OH-D₂-Epimeren (11) in jeg licher gewünschten acylierten Form.

Die einzelnen 25-OH-D₂-Epimeren, 25-OH-D₂ (11a) oder 25-OH-24-epi-D₂ (11b) werden, wenn sie in den freien Hydroxylformen erhalten werden, auch zweckmäßigerweise in der C-3- oder C-25-Stellung oder in beiden Stellungen acy liert durch Umsetzung mit Säureanhydriden oder Acylchloriden, wobei herkömmliche Bedingungen angewandt werden. So kann 25-OH-D₂ (11a) acyliert werden, um beispielsweise das 25-OH-D₂-3-acetat oder das entsprechende 3,25-Diacetat zu ergeben. Das 3-Monoacetat kann in ähnlicher Weise weiter in C-25-Stellung durch Behandlung mit einem unterschied lichen Acylierungsmittel weiter acyliert werden oder alter nativ dazu kann das 3,25-Diacetat durch eine schwache Base (KOH/MeOH] selektiv hydrolysiert werden, um das 25-Monoace tat zu ergeben, welches gegebenenfalls mit einer unterschied lichen Acylgruppe in der C-3-Stellung erneut acyliert wer den kann. Neben Essigsäureanhydrid sind geeignete Acylierungsmittel Propionsäure-, Buttersäure-, Pentansäure- oder Hexansäure-Anhydride oder die entsprechenden Säure chloride oder aromatische Acylierungsmittel, wie die Säu rechloride von Benzoesäure oder substituierten Benzoesäuren oder die Anhydride von Dicarbonsäuren, wie Succinsäure-, Glutarsäure-, Adipinsäure-, Diglykolsäure-Anhydride, oder die Acylchloride dieser Dicarbonsäure-monoester.

Die 25-Keto-Zwischenverbindung (10) kann als Ausgangsverbindung für die Herstellung von 25-OH-D₂ oder dessen 24-Epimer bzw. der durch Acylierung an der 25-OH-Gruppe hiervon abgeleiteten Verbindungen in durch Isotopen markierter Form eingesetzt werden. Dabei wird das Keton mit im Handel erhältlichen, durch Isotope markierten Grignard- oder Methyllithium-Reagentien umgesetzt, um die im Patentanspruch 2 angegebenen Verbindungen zu erhalten, die am Kohlenstoffatom-26 mit ¹³C, ¹⁴C, ²H oder ³H markiert sind.

Durch Umsetzung der Keto-Vitamin D₂-Verbindung (10) mit dem entsprechenden Alkyl- oder Aryl-Grignard- oder Alkyl- oder Aryllithium-Reagens läßt sich eine Vielzahl von 25-OH-D₂ und hiervon durch Acylierung der 25-OH-Gruppe abgeleiteter Verbindungen erhalten. Beispielsweise führt die Behandlung des Ketons (10) mit Ethylmagnesiumjodid zu einer Verbindung (11), worin X₁=X₂=H ist und Y=Ethyl ist; eine ähnliche Behandlung des Ketons (10) mit Isopropylmagnesiumbromid oder Phenylmagnesiumbromid ergibt die entsprechenden 25-OH-D₂- Analogen (11), worin Y=Isopropyl bzw. Phenyl ist, wie auch weitere Alkyl-Analogverbindungen der Struktur (11), z. B. worin Y für Propyl, Butyl, sek.-Butyl, Isobutyl, Pentyl steht. Die Acylierung dieser Produkte durch die oben erörterten Verfahren liefert die C-3- oder C-25-O-Acylate oder 3,25-Di-O-acylate.

Da die Verbindungen, in denen Y eine höheres Homologes von Methyl ist, im allgemeinen stärker lipophil sind, wird man diese dort einsetzen, wo ein größeres Maß an lipophilem Charakter gewünscht wird.

Die in dem vorstehenden Verfahrensschema mit (7A), (7B) und (7C) bezeichneten Verbindungen bilden die Gegenstände des Patentanspruches 4, die mit (8A), (8B) und (8C) bezeichneten Verbindungen die Gegenstände des Patentanspruches 5, und die mit (9A), (10) und (11) bezeichneten Verbindungen bilden die Gegenstände des Patentanspruches 1, wobei diese Verbindungen in den im Patentanspruch 6 angegebenen Formen vorkommen können.

Beispiel 1 Bestrahlung der Verbindung (7A): Provitamin-Analogverbindung (8A)

Eine Lösung des Diens (7A) (50 mg) in 150 ml Benzol-Ether (1 : 4) wird auf Eis gekühlt und mit Argon für 20 Minuten von Sauerstoff befreit. Das Reaktionsgemisch wird unter Argonatmosphäre für 18 Minuten mit einer Quecksilber-Bogen lampe (Hanovia SA-1), die mit einem Vycor-Filter ausge rüstet ist, bestrahlt. Das Lösungsmittel wird verdampft und der Rückstand wird durch HPLC chromatographiert (6,2 mm×25 cm mikrozerkleinertes Silikagel, 4 ml/min, 96,53 bar [1400 psi]) und mit 2% 2-Propanol in Hexan eluiert, um 22 mg (44%) Provitamin (8) zu ergeben;
¹H-NMRδ: 0,73 (s, 18-H), 1,24 (s, 26-H), 1,64 (s, 19-H), 3,96 (m, 5H, Ketal-H und 3-H), 5,35 (m, 2H, 22-H und 23-H), 5,50 (m, 1H, 9-H), 5,69 und 5,94 (Dubletts, J= 11,5 Hz, 2×1H, 6-H und 7-H); UVλ: 263 nm (ε=8900).

Beispiel 2 Isomerisierung von (8A) zu der Vitamin-Analogverbindung (9A)

Das Provitamin (8A) (22 mg) wird in Ethanol (40 ml) gelöst und 150 Minuten unter Rückfluß erhitzt (Argonatmosphäre). Das Produkt wird durch HPLC gereinigt, um 18 mg (82%) des reinen Vitamins (9) zu ergeben;
¹H-NMRδ: 0,75 (s, 18-H), 1,24 (s, 26-H), 3,94 (m, 5H, Ke tal-H und 3-H), 4,81 und 5,04 (2 schmal m, 2×1H, 19(Z)- und 19(E)-H), 5,33 (m, 2H, 22-H und 23-H), 6,03 (d, J= 11 Hz, 1H, 7-H), 6,22 (d, J=11 Hz, 1H, 6-H); Massenspektrum, m/z (rel. Intensität): 440 (M⁺, 17), 87 (100); UVλ: 265 nm (ε=17 000).

Beispiel 3 Hydrolyse des Ketals: Keto-Vitamin D₂-Analogverbindung (10)

Der Lösung der Verbindung (9A) (18 mg) in Ethanol (35 ml) wird p-Toluolsulfonsäure (7,5 mg) in Wasser (1 ml) zuge setzt und das Reaktionsgemisch wird unter Rückfluß 90 Mi nuten erhitzt (der Reaktionsverlauf wird durch HPLC beob achtet). Das Lösungsmittel wird verdampft, der Rückstand wird in Benzol gelöst und mit Wasser extrahiert. Die Benzol-Lösung wird getrocknet (wasserfreies MgSO₄) und eingedampft, um das Produkt (10) (16 mg; 99%) zu ergeben.
¹H-NMRδ: 0,57 (s, 18-H), 1,04 (d, J=7 Hz, 21-H), 1,13 (d, J=7 Hz, 28-H), 2,12 (s, 3H, 26-H), 3,10 (m, 1H, 24-H), 3,96 (m, 1H, 3-H), 4,82 und 5,05 (2 schmal m, 2×1H, 19(Z)- und 19(E)-H), 5,2-5,5 (m, 2H, 22-H und 23-H), 6,03 (s, J=11,5 Hz, 1H, 7-H), 6,22 (d, J=11,5 Hz, 1H, 6-H); IRν: 3596 (O-H), 1709 cm^-1 (C=O); Massenspektrum, m/z (rel. Intensität): 396 (M⁺, 41), 363 (M⁺-H₂O-Me, 13), 271 (M⁺-Seitenkette, 16), 253 (M⁺-Seiten kette-H₂O, 23), 136 (100), 118 (95); UVλ: 265 nm (ε=17 900).

Beispiel 4 Reaktion des Ketons (10) mit Methylmagnesiumjodid: 25-OH-D₂ (11a) und dessen Epimer (11b)

Ein Grignard-Reagens wird aus Magnesium (240 mg) und Me thyljodid in wasserfreiem Ether (20 ml) hergestellt. Zu einem Zehntel dieser Lösung (2 ml; 0,5 M Lösung von CH₃MgJ) wird Keton (10) (16 mg; 0,04 mMol) in Ether (2 ml) zuge setzt. Das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur 2 Stunden unter einer Inertatmosphäre gerührt, sodann mit wäßriger Lösung von NH₄Cl abgeschreckt, mit Benzol ver dünnt und mit Wasser gewaschen. Die organische Schicht wird abgetrennt, getrocknet und eingedampft. Das rohe Pro dukt wird zuerst durch Säulenchromatographie mit Silikagel (Eluierung mit 20% Ether in Benzol) gereinigt und das Gemisch von (11a) und (11b) (16 mg; 96%), welches da durch erhalten wird, wird sodann wiederholt über eine HPLC-Säule unter Verwendung von 2% 2-Propanol in Hexan als Eluationsmittel, chromatographiert, um die 24-Stereo isomeren, 24-epi-25-OH-D₂ (11b) und 25-OH-D₂ (11a) zu trennen. Chromatographie und erneute Chromatographie je des Stereoisomers ergibt 4 mg an (11b) (gesammelt bei 68 ml), 4 mg (11a) (gesammelt bei 74 ml) und 7 mg des Ge misches von beiden Epimeren. Die Behandlung von 2 mg des Epimergemisches mit überschüssigem Essigsäureanhydrid in Pyridin-Lösung bei Raumtemperatur über Nacht und an schließender Standard-Aufarbeitung ergibt die entsprechen den 3-O-Acetate.25-OH-D₂ (11a): [α]+56,8° (C=0,2 in EtOH); ¹H-NMRδ: 0,57 (s, 18-H), 1,00 (d, J=7 Hz, 28-H), 1,04 (d, J=7 Hz, 21-H), 1,15 und 1,17 (2 Singletts, 26-H und 27-H), 3,95 (m, 1H, 3-H), 4,82 und 5,05 (2 schmal m, 2× 1H, 19(Z)- und 19(E)-H), 5,23-5,43 (m, 2H, 22-H und 23-H), 6,05 und 6,22 (2 Dubletts, J=11 Hz, 2×1H, 7-H und 6-H); IRν: 3401 (O-H), 1645, 1631 (C=C), 971 cm^-1 (trans C=C); Massenspektrum, m/z (rel. Intensität): 412 (M⁺, 63), 394 (M⁺-H₂O, 10), 379 (M⁺-H₂O-Me, 23), 271 (M⁺-Seitenkette, 37), 253 (M⁺-Seitenkette-H₂O, 43), 136 (100), 118 (86), 59 (99); UVλ: 265 nm (ε=17 950).
24-epi-25-OH-D₂ (11b): [α]+50,7° (C=0,2 in EtOH); ¹H-NMRδ: 0,57 (s, 18-H), 0,99 (d, J=7 Hz, 28-H), 1,03 (d, J=7 Hz, 21-H), 1,14 und 1,16 (2 Singletts, 26-H und 27-H), 3,94 (m, 1H, 3-H), 4,82 und 5,03 (2 schmal m, 2×1H, 19(Z)- und 19(E)-H), 5,20-5,40 (m, 2H, 22-H und 23-H), 6,04 und 6,22 (2 Dubletts, J=11 Hz, 2×1H, 7-H und 6-H); IRν: 3401 (OH), 1643, 1630 (C=C), 971 cm^-1 (trans-C=C); Massenspektrum, m/z (rel. Intensität): 412 (M⁺, 62), 394 (M⁺-H₂O; 12), 379 (M⁺-H₂O-Me, 31), 271 (M⁺-Seitenkette, 44), 253 (M⁺-Seitenkette-H₂O, 55), 136 (110), 118 (67), 59 (38); UVλ: 265 nm (ε=17 300).

Es soll angemerkt werden, daß vom reinen Provitamin (7) die weitere Synthese (d. h. die Isomerisie rungs-, Deketalisierungs- und Grignard-Reaktions-Schritte) ohne chromatographische Reinigung irgendeiner Zwischen verbindung durchgeführt werden kann. Die sorgfältige Säulenchromatographie über Silikagel vor der endgültigen Trennung durch HPLC entfernt alle Nebenprodukte.

Durch Umsetzung von 25-OH-D₂ (11a) mit jedem der folgen den Acylierungsreagentien, Essigsäureanhydrid, Propion säureanhydrid, Benzoylchlorid und Succinsäureanhydrid un ter herkömmlichen Bedingungen, werden die folgenden Ver bindungen erhalten:

25-OH-D₂-3-Acetat
25-OH-D₂-3,25-Diacetat
25-OH-D₂-3-Propionat
25-OH-D₂-3,25-Dipropionat
25-OH-D₂-3-Benzoat
25-OH-D₂-3,25-Dibenzoat
25-OH-D₂-3-Hemisuccinat.

Durch Umsetzung von 25-OH-24-epi-D₂ (11b) mit Essigsäure anhydrid oder Benzoylchlorid oder Diglykolsäureanhydrid unter milden herkömmlichen Bedingungen werden die folgen den Verbindungen erhalten:

25-OH-24-epi-D₂-3,25-Diacetat
25-OH-24-epi-D₂-3-Benzoat
25-OH-24-epi-D₂-3-Hemidiglykolat.

Beispiel 5

Die Hydrolyse von 5,7-Dien-25-ketal (Verbindung (7A), worin X₁=H) unter Einsatz der in Beispiel 3 beschriebenen Bedingungen ergibt 3β-Hydroxy-24-methyl-27-norcholesta- 5,7,22-trien-25-on (Verbindung 7B, worin X₁=H). Die Be strahlung dieses Produkts unter Bedingungen, die denjeni gen von Beispiel 6 analog sind, ergibt die 25-Keto-Pro vitamin D₂-Analogverbindung, die durch Struktur (8B) cha rakterisiert ist, worin X₁=H). Erhitzen von (8B) in einer Ethanol-Lösung gemäß den Bedingungen von Beispiel 7 lie fert das 25-Keto-Vitamin D₂-Produkt (Verbindung 10, worin X₁=H).

Beispiel 6

Die Umsetzung von 3β-Hydroxy-24-methyl-27-norcholesta- 5,7,22-trien-25-on (Verbindung (7B), worin X₁=H), wie es in Beispiel 5 erhalten wurde, mit Methylmagnesiumbromid gemäß den Bedingungen in Beispiel 9 ergibt 24-Methyl cholesta-5,7,22-trien-3β,25-diol (Verbindung (7C), worin X₁=X₂=H). Die Bestrahlung dieses Produkts unter den Be dingungen nach Beispiel 1 ergibt 25-Hydroxy-Provitamin D₂- Produkt, welches durch die Struktur (8C), worin X₁=X₂=H charakterisiert ist. Die thermische Isomerisierung dieses Provitamins unter Verwendung der Bedingungen aus Beispiel 2 liefert die 25-Hydroxyvitamin D₂-Verbindung (11), worin X₁=X₂=H.

Die Verarbeitung von 24-Methylcholesta-5,7,22-trien-3β,25- diol-3,25-diacetat (Verbindung (7C); X₁=X₂=Acetyl) über die se Reaktionsstufen unter Einschluß von Bestrahlung und thermischer Isomerisierung nach den Bedingungen der Bei spiele 1 bzw. 2 ergibt die 25-OH-D₂-3,25-Diacetatpimeren (Verbindung (11), worin X₁=X₂=Acetyl).

Beispiel 7

Unter Einsatz von Bedingungen, die denjenigen nach Bei spiel 4 analog sind, wird Mg mit den folgenden Halogeni den umgesetzt: Ethyljodid, Propyljodid, Isopropylbromid, Butylbromid, sek.-Butyljodid, Isobutyljodid, Pentyljodid und Phenyl bromid, um die entsprechenden Grignard-Verbindungen zu erhalten.

Durch Umsetzung jeder dieser Reagentien mit Keton (10) durch Verfahren, welche denjenigen von Beispiel 4 analog sind, können die folgenden Produkte erhalten werden:

Verbindung (11), worin X₁=X₂=H, Y=Ethyl,
Verbindung (11), worin X₁=X₂=H, Y=Propyl,
Verbindung (11), worin X₁=X₂=H, Y=Isopropyl,
Verbindung (11), worin X₁=X₂=H, Y=Butyl,
Verbindung (11), worin X₂=X₂=H, Y=sek.-Butyl,
Verbindung (11), worin X₁=X₂=H, Y=Isobutyl,
Verbindung (11), worin X₁=X₂=H, Y=Pentyl,
Verbindung (11), worin X₁=X₂=H, Y-Phenyl.

Durch Umsetzung des Ketons (10) mit durch Isotope markierte Methyl-Grignard-Reagentien, nämlich ¹³CH₃MgJ, ¹⁴CH₃MgJ, C²H₃MgJ, C³H₃MgJ unter Bedingungen, die denjenigen von Bei spiel 4 analog sind, werden die folgenden Produkte erhal ten:

Verbindung (11), worin Y=¹³CH₃, X₁=X₂=H
Verbindung (11), worin Y=¹⁴CH₃, X₁=X₂=H
Verbindung (11), worin Y=C²H₃, X₁=X₃=H
Verbindung (11), worin Y=C³H₃, X₁=X₂=H,

gekennzeichnet durch Isotopen-Substitution in der Methyl gruppe von Kohlenstoff-26 des Moleküls.

Claims

1. Vitamin D₂-Verbindungen der allgemeinen Formeln 9, 10, 11 worin X₁ Wasserstoff oder einen aliphatischen C₁-C₆- Acyl-, aromatischen Acyl- oder einen C₂-C₆- dicarboxylischen Acylrest bedeutet und worin R unter ausgewählt ist, worin X₂ Wasserstoff oder einen aliphatischen C₁-C₆ Acyl-, aromatischen Acyl- oder einen C₂-C₆ dicarboxylischen Acylrest und Y einen C₁-C₆ Alkyl- oder einen Phenylrest bedeutet, mit der Maßgabe, daß, sofern Y für Methyl steht, X₁ und X₂ nicht beide Wasserstoff bedeuten können.

2. Verbindungen nach Anspruch 1, Formel 11, worin X₁ und X₂ Wasserstoff bedeuten und Y unter ¹³CH₃, ¹⁴CH₃, C²H₃ und C³H₃ ausgewählt ist.

3. Verfahren zur Herstellung von Vitamin-D₂-Verbindungen der allgemeinen Formel 11 worin X₁ und X₂ unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen aliphatischen C₁-C₆ Acyl-, aromatischen Acyl- oder einen C₂-C₆ dicarboxylischen Acylrest stehen und Y einen C₁-C₆ Alkylrest- oder einen Phenylrest bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man ausgehend von einem 5,7-Diensteroid der allgemeinen Formel 7A worin X₁ die oben angegebene Bedeutung hat, die nachfolgenden, in ihrer Reihenfolge vertauschbaren Verfahrensschritte durchführt,

a) Öffnung des B-Ringes durch Bestrahlung eines von der Ausgangsverbindung abgeleiteten 5,7-Diensteroids mit ultraviolettem Licht;
b) Isomerisierung der in der Stufe a) erhaltenen entsprechenden Prävitamin-D-Verbindung in einem inerten Lösungsmittel bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis 100°C während einer zur Erreichung des Gleichgewichts hinreichenden Zeitdauer;
c) Entfernung der Ketalschutzgruppe durch säurekatalysierte Hydrolyse und
d) Alkylierung des in der Stufe c) erhaltenen Ketons mit einem Reagens der Formel YMg-Halogenid oder YLi, worin Y einen C₁-C₆ Alkyl- oder Phenylrest bedeutet und das Halogenid Chlorid, Bromid oder Jodid ist,

wobei gegebenenfalls eine oder beide freien Hydroxylgruppen acyliert werden.

4. 5,7-Diensteroidverbindungen der Formel 7 worin X₁ Wasserstoff oder einen aliphatischen C₁-C₆ Acyl-, aromatischen Acyl- oder einen C₂-C₆ dicarboxylischen Acylrest bedeuten und R unter ausgewählt ist, worin X₂ Wasserstoff oder einen aliphatischen C₁-C₆ Acyl-, aromatischen Acyl- oder einen C₂-C₆ dicarboxylischen Acylrest bedeuten, und Y für einen C₁-C₆ Alkyl- oder einen Phenylrest steht.

5. Prävitamin D₂-Verbindungen der allgemeinen Formel 8 worin X₁ Wasserstoff oder einen aliphatischen C₁-C₆ Acyl-, aromatischen Acyl- oder einen C₂-C₆ dicarboxylischen Acylrest bedeuten und R unter ausgewählt ist, worin X₂ Wasserstoff oder einen aliphatischen C₁-C₆ Acyl-, aromatischen Acyl- oder einen C₂-C₆ dicarboxylischen Acylrest bedeuten und Y für einen C₁-C₆ Alkyl- oder einen Phenylrest stehen.

6. Verbindungen nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, worin das asymmetrische C-24 Zentrum die (R)- oder die (S)- Konfiguration aufweist.