DE3490636T1

DE3490636T1 - Hydroxyvitamin D↓2↓ Isomere

Info

Publication number: DE3490636T1
Application number: DE3490636T
Authority: DE
Inventors: Hector F. Prof. Deluca; Heinrich K. Prof. Madison Wis. Schnoes; Rafal R. Warschau/Warszawa Sicinski; Yoko Delmar N.Y. 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: 1986-04-03
Also published as: GB2153829A; US4505906A; BE901603A; DK437485D0; IE57935B1; WO1985003298A1; DK437485A; JPH0480022B2; IE850211L; FR2558829B1; FR2558829A1; CH668258A5; DE3490636C2; GB8502162D0; JPS61501088A; NL8420327A; GB2153829B

Description

PATENTANWÄLTE . "

Dr. rer. nat. DIETER LOUIS A '-

D/pl.-Phys. CLAUS POHLAU ) λ/λαλλα

Dipl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ ' 3490636

Dipl.-Phys.WOLFGANG SEGETH

KESSLERPLATZ 1

8500 NÜRNBERG 20

Hydroxyvitamin D_?-Isomere

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft biologisch aktive Vitamin D-Verbindungen .

Insbesondere betrifft die Erfindung neue Isomeren von 25-Hydroxyvitamin D„ und 1 α,25-Dihydroxyvitamin D₂ mit Doppelbindungen, die dadurch charakterisiert sind, daß eine Doppelbindung in der 23,24-Stellung ist.

Hintergrund der Erfindung

Sowohl Vitamin D„ als auch Vitamin D,, deren hydroxylierte 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 charakterisiert durch eine gesättigte Steroid-Seitenkette (wie bei der Vitamin D_-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

«5 ; ■ ■-■·■.-.

bekannten Vitamin D^-Metaboliten, welche 25-Hydroxyvitamin D₀ (US-PS 3 585 221), 1 α,25-Dihydroxyvitamin D„ (US-PS 3 880 894), wie auch 24-Hydroxy- und 24,25-Dihydroxyvitamin oxoverbindungen (Jones et al., Arch. Biochem. Biophys. 202, 450 (1980)) umfassen.

Andere Strukturanaloge zu Vitamin D„, die hergestellt worden sind, umfassen 1 ot-Hydroxyvitamin D₂ (US-PS 3 907 84 3) und bestimmte, in der Seitenkette ungesättigte Verbindungen (Bogoslovskii et al., J. Gen. Chem. USSR, 4j8_(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 erfindungs- gemäßen Produkten verwandt ist, ist das 23-Dehydro-25-hydroxyvitamin D₃ (US-PS 4 360 471).

Beschreibung der Erfindung

Es sind nun neue Vitamin D-Derivate hergestellt worden, welche durch die Struktur

Ho

charakterisiert sind, worin R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet.

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

Beste Durchführungsart der Erfindung

Die obigen Verbindungen können nach dem folgenden Verfahr ren hergestellt werden:

Die bekannte Keto-Vitamin D-Analogverbindung (24R/S)-25-Oxo-27-norvitamin D₂) (i_) 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. 4 20 191, Einreichungsdatum 20. September 1982, Erteilung am 30. Dezember 1983) wird in wasserfreiem Methanol (9 ml) gelöst, wozu 135 mg NaHCO, zugegeben werden, und das Gemisch wird gerührt und für 6 Stunden auf 50⁰C erhitzt. Nach dem Abkühlen und Einengen unter 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 (Na₃SO₄) und eingedampft. Das Rohprodukt wird einer Hochauflösungs-Flüssigchromatographie unterworfen (2 % 2-Propanol/Hexan, Zorbax-SIL-Säule mit den Abmessun-

3Q gen 6,2 mm χ 25 cm), um 2,4 mg (80 %) des α,ß-ungesättigten Ketons zu erhalten (Eluation bei 45 ml), welches durch die folgenden Spektraldaten charakterisiert ist: NMR δ 0,58 (3H, s, 18-H₀), 0,97 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H-.) , 1,77 (3H, s, 28-H₃), 2,33 (3H, s, CH₃-C^), 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 (Et„O) J 223 und

A IUo. X

264 nm> UV (EtOH) λ_mov 236 und 263 nmj Massenspektrum,

luclX

m/e 396 (M⁺, 33), 363 (M⁺-H₃O-Me, 13), 253 (M⁺-Seitenketten-H₂O, 4), 136 (100), 118 (98). Dieses α,ß-ungesättigte Ketonprodukt besitzt die nachstehend dargestellte Struktur II:

Eine Lösung des obigen a,ß-ungesättigten Ketons in wasserfreiem Ether (1 ml) wird sodann mit CH₃MgBr (2,85 M, gelöst in Ether) behandelt und das Gemisch wird für 2 Stunden 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 (Na₃SO₄) und eingedampft. Das Rohprodukt wird durch Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie gereinigt (Zorbax-SIL-Säule mit den Abmessungen 6,2 mm χ 25 cm unter Verwendung von 2 % 2-Propanol in Hexan als Eluationsmittel). Das gewünschte Produkt (Eluation bei 83 ml) hat die nachfolgend angegebene Struktur III:

wö

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 Multiplets, 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

ItlciX

265 nm, \ . 228 nm; Massenspektrum, m/e 412 (M , 38) , 394 (M⁺-H₂O, 10), 379 (M⁺-H₃O-Me, 15), 299 (C₃₀/^ Ab-

spaltung, 5), 281 (299-H₂O, 9), 271 (M⁺-Seitenkette, 4), 253 (M⁺-Seitenketten-H₂O, 5), 136 (100), 118 (74).

23
Die oben angegebene Δ -25-Hxydroxy-Verbindung kann sodann 1o-hydroxyliert werden nach dem Verfahren von DeLuca et al. (US-PSen 4 195 027, 4 260 549). Das obige Produkt wird zuerst unter herkömmlichen Bedingungen tosyliert, um das entsprechende 3ß-Tosylatderivat zu erhalten. Diese 3ß-Tosyl-Zwischenverbindung wird sodann solvolysiert, indem sie in einer Lösung von MeOH, die NaHCO₃ enthält, für 8,5 Stunden auf 55⁰C erhitzt wird, um das 3,5-Cyclovitamin D-Derivat zu erhalten, welches die unten angegebene Struktur IV aufweist, worin R für ein Wasserstoffatom steht:

15 . \

»OH

Diese 3,5-Cyclovitamin D-Verbindung wird sodann am Kohlenstoffatom 1 durch Behandlung mit SeO₂ (0,45 molare Äquivalente) und tert.-BuOOH (1,2 molare Äquivalente) nach dem Verfahren von DeLuca et al. (US-PS 4 195 027) hydroxyliert. Nach dem Reinigen durch Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie oder durch Dünnschichtchromatographie wird das gewünschte 1a,25-Dihydroxy-3,5-cyclovitamin D als Zwischenverbindung erhalten, welche die obige Struktür 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-1a,25-Dihydroxyvitamin D-Derivat der nachstehend angegebenen Struktur

AcO

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, 50⁰C),

23

um die gewünschte 1 α,25-Dihydroxy-A -vitamin D-Verbindung zu erhalten, welche durch die nachstehende Struktur VI dargestellt wird:

OH

Vl

Bei der voranstehenden Beschreibung wurden die angegebenen physiko-chemischen Daten unter Einsatz der unten angegebenen Verfahren und Apparate erhalten. Die Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) wurde mit dem Modell ALC/ GPC 204 von Waters Associates unter Verwendung von Zorbax-SiI (DuPont) (6,2 mm χ 25 cm Säulenabmessung, Fließgeschwindigkeit 4 ml/min, 1500 psi) durchgeführt. Die präparative Dünnschichtchromatographie (TLC) wurde mittels Silika 60 PF-254 (Platten mit den Abmessungen 20 χ 20 cm, 1 mm Silikagel) durchgeführt. Alle Reaktionen wurden vorzugsweise unter Inertatmosphäre (z.B. Argon) durchgeführt.

Wenn es gewünscht wird, können die erfindungsgemäßen Verbindungen leicht in kristalliner Form durch Umkristalli-

S ^;

* 3A90636

sation aus einem geeigneten Lösungsmittel, wie Hexan, Ethern oder Alkoholen (in absoluter Form oder in wässriger Lösung je nach Gebrauch) oder Gemischen davon, wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist, erhalten werden.

Die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen zeigen eine biologische Aktivität, wie durch Konkurrenz-Bindungsversuche bewertet wurde, die nach dem Verfahren von Shepard et al., Biochem. J. 182, 55 (1979) durchgeführt wurden. Nach diesen Versuchen wurde gefunden, daß beispielsweise das 23

Δ -25-Hydroxyprodukt, III, eine Aktivität zeigt, die derjenigen von 25-Hydroxyvitamin D gleicht, weiches ein bekannter und wirksamer Vitamin D_-Metabolit ist. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können somit Anwendung finden als wirksame therapeutische Mittel in der Human- und Veterinärmedizin, wie beispielsweise für die Behandlung von Erkrankungen auf der Grundlage des Calcium-Üngleichgewichts und der bekannten Knochenerkrankungen, die auf Vitamin D ansprechen, wie auch für die Korrektur von Erkrankungen aufgrund von Mineral-Ungleichgewichten bei Tieren. Besonders bevorzugt für derartige Anwendungen ist die 1a-hydroxylierte Verbindung gemäß der Erfindung, da die Gegenwart einer 1a-Hydroxygruppe die Aktivität und Wirksamkeit des Vitamins erhöht.

Für therapeutische Anwendungen können die Verbindungen als Pillen, Tabletten, Kapseln oder Suppositorien formuliert 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 verabfolgt werden, z.B. oral oder durch Injektion, Infusion oder dermale Verabfolgung in Mengen, die das.Empfänger-Tier mit etwa 0,5 ug bis etwa 10 μg pro Tag versorgen, wobei die Mengen selbstverständlich abhängig sind von der

,⁵

Größe der Tiere, von der Krankheitsgeschichte, dem Zustand und dem Ansprechverhalten.

Claims

ίο

PATENTANWÄLTE

Dr.rer.net. DIETER LOUIS Λ

ΟίρΙ.-Phys. CLAUS PÖHLAU Dipl.-lng. FR ANZ LOHKENTZ Dipl.-Phys.WOLFGANG SEGETH

KESSLERPLATZ 1

NÜRNBERG 20

Patentansprüche 1. Verbindungen der Formel

worin R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet.
2. Verbindung nach Anspruch 1, worin R für Wasserstoff steht.
3. Pharmazeutische Zusammensetzung, welche die Verbindung nach Anspruch 2 und einen pharmazeutisch verträglichen Exzipienten enthält.
4. Verbindung nach Anspruch 2 in kristalliner Form.
5. Verbindung nach Anspruch 1, worin R eine Hydroxylgruppe darstellt.
6. Pharmazeutische Zusammensetzung, welche die Verbindung nach Anspruch 5 und einen pharmazeutisch verträglichen Exzipienten enthält.

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7. Verbindung nach Anspruch 4 in kristalliner Form.

1
8. Verbindung der Formel