DE3490636C2

DE3490636C2 - Hydroxyvitamin D¶2¶-Isomere, Zwischenprodukt zu deren Herstellung und diese enthaltende pharmazeutische Zusammensetzungen

Info

Publication number: DE3490636C2
Application number: DE3490636A
Authority: DE
Inventors: Hector F Prof Deluca; Heinrich K Prof Schnoes; Rafal R Sicinski; Yoko Tanaka
Original assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Current assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1995-09-21
Anticipated expiration: 2004-12-21
Also published as: DK437485D0; CH668258A5; GB2153829A; GB2153829B; JPH0480022B2; NL8420327A; US4505906A; JPS61501088A; GB8502162D0; BE901603A; DE3490636T1; WO1985003298A1; FR2558829B1; IE57935B1; IE850211L; FR2558829A1; DK437485A

Description

Die Erfindung betrifft biologisch aktive Vitamin D-Ver bindungen.

Insbesondere betrifft die Erfindung neue Isomeren von 25-Hydroxyvitamin D₂ und 1α,25-Dihydroxyvitamin D₂ mit Doppelbindungen.

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

Bekannte Verbindungen dieser Klasse sind allgemein charak terisiert durch eine gesättigte Steroid-Seitenkette (wie bei der Vitamin D₃-Serie) oder eine 22-trans-ungesättigte Seitenkette mit einem 24-Methylsubstituenten (wie in der Vitamin D₂-Serie). Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind seitenketten-ungesättigt, unterscheiden sich jedoch durch die Gegenwart einer 23-trans-Doppelbindung von den bekannten Vitamin D₂-Metaboliten, welche 25-Hydroxyvitamin D₂ (US-PS 3 585 221), 1α,25-Dihydroxyvitamin D₂ (US-PS 3 880 894), wie auch 24-Hydroxy- und 24,25-Dihydroxyvitamin D₂- Verbindungen (Jones et al., Arch. Biochem. Biophys. 202, 450 (1980)) umfassen.

Andere Strukturanaloge zu Vitamin D₂, die hergestellt worden sind, umfassen 1α-Hydroxyvitamin D₂ (US-PS 3 907 843) und bestimmte, in der Seitenkette ungesättigte Verbindungen (Bogoslovskii et al., J. Gen. Chem. USSR, 48(4), 828 (1978); US-PS 3 786 062), welche aufgrund des Vorhandenseins einer 22,23-trans-Doppelbindung als 24-Desmethylderivate von Vitamin D₂ angesehen werden können. Eine andere Verbindung, welche strukturell mit den erfindungsgemäßen Produkten verwandt ist, ist das 23-Dehydro-25-hydroxyvitamin D₃ (US-PS 4 360 471).

Es sind nun neue Vitamin D-Derivate hergestellt worden, welche die nachstehend allgemeine Formel aufweisen

worin R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet. Bei den erfindungsgemäßen Verbindungen handelt es sich um Isomere von 25-Hydroxyvitamin D₂ und 1α,25-Dihydroxyvitamin D₂.

Diese Verbindungen sind somit Isomere von 25-Hydroxyvitamin D₂ bzw. 1α,25-Dihydroxyvitamin D₂ und werden durch das neue Merkmal charakterisiert, daß sie eine 23,24-Doppelbindung in der Seitenkette aufweisen, was zu einer planaren und nicht zu einer tetrahedrischen Orientierung des Methylsubstituenten am Kohlenstoffatom 24 führt.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäßen Verbindungen können nach dem folgenden Verfah ren hergestellt werden:

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

Dieses Material, welches nach dem Verfahren von DeLuca et al. zugänglich ist (gleichzeitig anhängige Anmeldung mit der Serial No. 420 191, Einreichungsdatum 20. Septem ber 1982, Erteilung am 30. Dezember 1983) wird in wasser freiem Methanol (9 ml) gelöst, wozu 135 mg NaHCO₃ zuge geben werden, und das Gemisch wird gerührt und für 6 Stun den auf 50°C erhitzt. Nach dem Abkühlen und Einengen un ter vermindertem Druck auf etwa 1 ml wird das Gemisch in Wasser gegossen und mit Benzol und Ether extrahiert. Die organischen Extrakte werden vereint, mit Wasser gewaschen, getrocknet (Na₂SO₄) und eingedampft. Das Rohprodukt wird einer Hochauflösungs-Flüssigchromatographie unterworfen (2% 2-Propanol/Hexan, Zorbax-SIL-Säule mit den Abmessun gen 6,2 mm × 25 cm), um 2,4 mg (80%) des α,β-ungesättig ten Ketons zu erhalten (Eluation bei 45 ml), welches durch die folgenden Spektraldaten charakterisiert ist: NMR δ 0,58 (3H, s, 18-H₃), 0,97 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H₃), 1,77 (3H, s, 28-H₃),

3,98 (1H, m, 3-H), 4,83 und 5,06 (2H, jeweils schmale Multiplets, 19-H₂), 6,05 und 6,25 (2H, ABq, J=12,0 Hz, 7-H und 6-H), 6,67 (1H, t, J=7,0 Hz, 23-H); UV (Et₂O) λ_max 223 und 264 nm; UV (EtOH) λ_max 236 und 263 nm; Massenspektrum, m/e 396 (M⁺, 33), 363 (M⁺-H₂O-Me, 13) , 253 (M⁺-Seitenket ten-H₂O, 4), 136 (100), 118 (98). Dieses α,β-ungesättigte Ketonprodukt besitzt die nachstehend dargestellte Struktur II:

in der die Doppelbindung der erfindungsgemäßen Verbindungen in der 23,24-Doppelbindung an der Seitenkette bereits vorgebildet ist.

Eine Lösung des obigen α,β-ungesättigten Ketons in wasser freiem Ether (1 ml) wird sodann mit CH₃MgBr (2,85 M, ge löst in Ether) behandelt und das Gemisch wird für 2 Stun den bei Raumtemperatur gerührt. Nach dem Abschrecken mit gesättigter NH₄Cl wird die Lösung mit Benzol verdünnt und mit Wasser gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt, getrocknet (Na₂ SO₄) und eingedampft. Das Rohprodukt wird durch Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie gereinigt (Zorbax-SIL-Säule mit den Abmessungen 6,2 mm × 25 cm unter Verwendung von 2% 2-Propanol in Hexan als Eluationsmittel). Das gewünschte Produkt (Eluation bei 83 ml) hat die nach folgend angegebene Struktur III:

und ist durch die folgenden Angaben charakterisiert: NMR δ 0,56 (3H, s, 18-H₃), 0,91 (3H, d, J=7,0 Hz, 21-H₃), 1,34 (6H, s, 26- und 27-H₃), 1,59 (3H, s, 28-H₃), 3,96 (1H, m, 3-H), 4,83 und 5,06 (2H, jeweils schmale Multi plets, 19-H₂), 5,50 (1H, t, J=7,0 Hz, 23-H), 6,04 und 6,25 (2H, ABq, J=11,9 Hz, 7-H und 6-H); UV (EtOH) λ_max 265 nm, λ_min 228 nm; Massenspektrum, m/e 412 (M⁺, 38), 394 (M⁺-H₂O, 10), 379 (M⁺-H₂O-Me, 15) , 299 (C₂₀/C₂₂ Ab spaltung, 5), 281 (299-H₂O, 9), 271 (M⁺-Seitenkette, 4) 253 (M⁺-Seitenketten-H₂O, 5), 136 (100), 118 (74).

Die oben angegebene Δ²³-25-Hxydroxy-Verbindung kann sodann 1α-hydroxyliert werden nach dem Verfahren von DeLuca et al. (US-PS 4 195 027, 4 260 549). Das obige Produkt wird zuerst unter herkömmlichen Bedingungen tosyliert, um das entsprechende 3β-Tosylatderivat zu erhalten. Diese 3β-To syl-Zwischenverbindung wird sodann solvolysiert, indem sie in einer Lösung von MeOH, die NaHCO₃ enthält, für 8,5 Stunden auf 55°C erhitzt wird, um das 3,5-Cyclovitamin D- Derivat zu erhalten, welches die unten angegebene Struktur IV aufweist, worin R für ein Wasserstoffatom steht:

Diese 3,5-Cyclovitamin D-Verbindung wird sodann am Kohlen stoffatom 1 durch Behandlung mit SeO₂ (0,45 molare Äqui valente) und tert.-BuOOH (1,2 molare Äquivalente) nach dem Verfahren von DeLuca et al. (US-PS 4 195 027) hydroxy liert. Nach dem Reinigen durch Hochleistungs-Flüssigkeits chromatographie oder durch Dünnschichtchromatographie wird das gewünschte 1α,25-Dihydroxy-3,5-cyclovitamin D als Zwischenverbindung erhalten, welche die obige Struk tur aufweist, worin R für OH steht. Dieses Produkt wird sodann durch Erhitzen in Eisessig für 15 Minuten bei 55°C solvolysiert, um im Gemisch das 5,6-cis-1α,25-Di hydroxyvitamin D-Derivat der nachstehend angegebenen Struktur

und das entsprechende 5,6-trans-Isomer zu erhalten. Das oben angegebene 5,6-cis-3ß-Acetat-Derivat V wird aus dem Gemisch durch Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie gereinigt, und sodann einer Hydrolyse in einer schwachen Base unterworfen (z. B. 10% KOH in MeOH, 1 Stunde, 50°C), um die gewünschte 1α,25-Dihydroxy-Δ²³-vitamin D-Verbindung zu erhalten, welche durch die nachstehende Struktur VI dargestellt wird:

Bei der voranstehenden Beschreibung wurden die angegebenen physiko-chemischen Daten unter Einsatz der unten angegebe nen Verfahren und Apparate erhalten. Die Hochdruck-Flüs sigkeitschromatographie (HPLC) wurde mit dem Modell ALC/ GPC 204 von Waters Associates unter Verwendung von Zorbax- Sil (Dupont) (6,2 mm×25 cm Säulenabmessung, Fließge schwindigkeit 4 ml/min, 1500 psi) durchgeführt. Die prä parative Dünnschichtchromatographie (TLC) wurde mittels Silika 60 PF-254 (Platten mit den Abmessungen 20×20 cm, 1 mm Silikagel) durchgeführt. Alle Reaktionen wurden vor zugsweise unter Inertatmosphäre (z. B. Argon) durchgeführt.

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

Die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen eine bio logische Aktivität, wie durch kompetitive Bindungsversuche bewertet wurde, die nach dem Verfahren von Shepard et al., Biochem. J. 182, 55 (1979) durchgeführt wurden. Nach die sen Versuchen wurde gefunden, daß beispielsweise das Δ²³-25-Hydroxyprodukt, III, eine Aktivität zeigt, die derjenigen von 25-Hydroxyvitamin D₃ gleicht, welches ein bekannter und wirksamer Vitamin D₃-Metabolit ist. Die er findungsgemäßen Verbindungen können somit Anwendung fin den als wirksame therapeutische Mittel in der Human- und Veterinärmedizin, wie beispielsweise für die Behandlung von Erkrankungen auf der Grundlage des Calcium-Ungleich gewichts und der bekannten Knochenerkrankungen, die auf Vitamin D ansprechen, wie auch für die Korrektur von Er krankungen aufgrund von Mineral-Ungleichgewichten bei Tieren. Besonders bevorzugt für derartige Anwendungen ist die 1α-hydroxylierte Verbindung gemäß der Erfindung, da die Gegenwart einer 1α-Hydroxygruppe die Aktivität und Wirksamkeit des Vitamins erhöht.

Für therapeutische Anwendungen können die Verbindungen als Pillen, Tabletten, Kapseln oder Suppositorien formu liert werden zusammen mit pharmazeutisch verträglichen Exzipienten oder als Lösungen, Emulsionen, Dispersionen oder Suspensionen in unschädlichen und pharmazeutisch verträglichen Lösungsmitteln, Ölen oder anderen Trägern, und können nach bekannten und herkömmlichen Verfahren ver abfolgt werden, z. B. oral oder durch Injektion, Infusion oder dermale Verabfolgung in Mengen, die das Empfänger- Tier mit etwa 0,5 µg bis etwa 10 µg pro Tag versorgen, wo bei die Mengen selbstverständlich abhängig sind von der Größe der Tiere, von der Krankheitsgeschichte, dem Zu stand und dem Ansprechverhalten.

Claims

1. Isomere von 25-Hydroxyvitamin D₂ und 1α,25- Dihydroxyvitamin D₂ der allgemeinen Formel worin R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet.

2. Pharmazeutische Zusammensetzung, enthaltend eine Verbindung nach Anspruch 1 zusammen mit pharmazeutisch verträglichen Hilfs- und Trägerstoffen.

3. Zwischenprodukt der Formel