DE69814109T2

DE69814109T2 - 1,3-dihydroxy-20,20-dialkyl-vitamin d3 analoga

Info

Publication number: DE69814109T2
Application number: DE69814109T
Authority: DE
Inventors: Sarwood Percy MANCHAND; Radoje Milan USKOKOVIC
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2018-09-03
Also published as: US6492353B1; US20040167105A1; JP4219553B2; ATE238986T1; CA2303248A1; EP1015423A1; JP2001515881A; DE69814109D1; AU1022999A; ES2196614T3; EP1015423B1; WO1999012894A1; US20030083319A1

Description

Die Erfindung betrifft 1,3-Dihydroxy-20,20-dialkyl-Vitamin-D₃-Analoga, Zusammensetzungen, die die Analoga enthalten und die Verwendung solcher Verbindungen zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Osteoporose, sekundärem Hyperparathyreoidismus, Krebs und Autoimmunkrankheiten.
Osteoporose ist die häufigste Form einer metabolischen Knochenkrankheit und kann als symptomatisches Knochenbruchstadium des Knochenverlusts (Osteopenie) betrachtet werden. Obwohl Osteoporose sekundär bei einer Anzahl zugrunde liegender Krankheiten auftreten kann, scheinen 90% aller Fälle idiopathisch zu sein. Frauen in der Postmenopause haben ein Risiko für idiopathische Osteoporose (Postmenopausen-Osteoporose oder Osteoporose Typ I); eine weitere spezielle Hochrisikogruppe für ideopathische Osteoporose sind ältere Menschen beiden Geschlechts (senile oder Typ-II-Osteoporose). Osteoporose wurde auch mit Corticosteroidverwendung, Immobilisierung oder verlängerter Bettruhe, Alkoholismus, Diabetes, gonadotoxischer Chemotherapie, Hyperprolactinämie, Anorexia nervosa, primärer und sekundärer Amenorrhoe, Transplantatimmunsuppression und Oophorektomie in Verbindung gebracht. Postmenopausen-Osteoporose ist gekennzeichnet durch Brüche des Rückgrats, während Brüche des Schenkelhalses die dominierenden Merkmale seniler Osteoporose sind.
Es wird angenommen, dass der Mechanismus, mit dem Knochen bei Osteoporotikern verloren geht, ein Ungleichgewicht bei dem Prozess beinhaltet, durch den das Skelett sich selbst erneuert. Dieser Prozess wurde als Knochenremodellierung bezeichnet. Er tritt in einer Reihe von diskreten Taschen der Aktivität auf. Diese Taschen erscheinen spontan innerhalb der Knochenmatrix an einer gegebenen Knochenoberfläche als Stelle der Knochenresorption. Osteoklasten (Knochen auflösende oder resorbierende Zellen) sind verantwortlich für die Resorption eines Teils des Knochens mit im Allgemeinen konstanter Dimension. An diesen Resorptionsprozess schließt sich das Auftre ten von Osteoblasten (Knochen bildenden Zellen) an, die dann mit neuem Knochen die Höhle, die von den Osteoklasten zurückgelassen wurde, wieder auffüllen.
Bei einem gesunden Erwachsenen funktionieren Osteoblasten und Osteoklasten so, dass Knochenbildung und Knochenresorption im Gleichgewicht sind. Bei Osteoporotikern entwickelt sich jedoch ein Ungleichgewicht in dem Knochenremodellierungsprozess, was dazu führt, dass Knochen in langsamerer Rate ersetzt wird, als er verloren geht. Obwohl dieses Ungleichgewicht in einem gewissen Ausmaß bei den meisten Personen auftritt, wenn sie altern, ist es stärker und tritt in jüngerem Alter auf bei Osteoporotikern in der Postmenopause, nach einer Oophorektomie oder iatrogenen Situationen, wie denen, die durch Corticosteroidtherapie entstehen oder der Immunsuppression, die bei Organtransplantation durchgeführt wird.
Verschiedene Ansätze wurden vorgeschlagen, um die Knochenmasse bei Menschen, die von Osteoporose befallen sind, zu erhöhen, einschließlich der Verabreichung von Androgenen, Fluoridsalzen und Parathormon und modifizierten Versionen von Parathormon. Es wurde auch vorgeschlagen, dass Biphosphonate, Calcitonin, Calcium, 1,25-Dihydroxy-Vitamin-D₃ und einige seiner Analoga, und/oder Östrogene, allein oder in Kombination, nützlich sein könnten, um die bestehende Knochenmasse zu konservieren.
Vitamin D₃ ist ein kritisches Element im Metabolismus von Calcium, das die intestinale Absorption von Calcium und Phosphor fördert, angemessene Serumpegel von Calcium und Phosphor aufrechterhält und den Flux von Calcium in und aus dem Knochen stimuliert. Die D-Vitamine werden in vivo hydroxyliert, wobei der entstehende 1a,25-Dihydroxymetabolit das aktive Material ist. Tierversuche mit 1,25-(OH)₂-Vitamin D₃ deuten auf eine anabole Knochenaktivität. Aerssens et al. berichteten in Calcif Tissue Int, 55: 443–450 (1994) über die Wirkung von 1α-Hydroxy-Vitamin D₃ auf die Knochenfestigkeit und Zusammensetzung bei wachsenden Raten mit und ohne Corticosteroidbehandlung. Die Verwendung beim Menschen ist jedoch beschränkt auf die Antiresorption aufgrund der schlechten therapeutischen Breite (Hyperkalziurie und Hyperkalzämie ebenso wie Nephrotoxizität).
Dechant und Goa haben in "Calcitriol. A review of its use in the treatment of postmenopausal osteoporosis and its potential in corticosteroid-induced osteoporosis", Drugs Aging [NEW ZEALAND 5 (4): 300–17 (1994)] berichtet, dass 1,25-Dihydroxy-Vitamin D₃ (Calcitriol) Wirksamkeit bei der Behandlung von Postmenopausen-Osteoporose zeigt (und viel versprechend ist bei durch Corticosteroid induzierter Osteoporose) auf Basis eines klinischen Versuchs mit 622 Frauen mit Postmenopausen-Osteoporose. Patienten mit milder bis mäßiger Krankheit (aber nicht solche mit schwererer Krankheit), die Calcitriol erhielten (0,25 μg zweimal täglich) hatten eine signifikant dreifach geringere Rate von neuen Wirbelbrüchen nach 3 Jahren Behandlung verglichen mit Patienten, die elementares Calcium mit 1000 mg/Tag erhielten. Bei Patienten, die eine Langzeitbehandlung mit Prednison oder Prednisolon begannen, verhinderte Calcitriol, mit 0,5 bis 1,0 μg/Tag plus Calcium 1000 mg/Tag verabreicht mit oder ohne intranasales Calcitonin 400 IU/Tag, einen durch Steroid induzierten Knochenverlust. Insgesamt wurde Calcitriol gut toleriert. Bei den empfohlenen Dosierungen war Hyperkalzämie selten und mild und sprach auf Reduktionen der Calciumeinnahme und/oder Calcitrioldosierung an. Das enge therapeutische Fenster von Calcitriol erfordert, dass seine Verwendung angemessen überwacht wird, mit periodischer Überwachung von Serumcalcium- und Creatininpegeln. Diese Untersuchung zeigt klar die Hauptbeschränkung der Calcitrioltherapie als enge Nachbarschaft von therapeutischen und toxischen Dosen.
Die Erfindung liefert neue Vitamin-D₃-Derivate, die günstigere therapeutische Dosen aufweisen.
Epidemiologische Studien haben Belichtung mit Sonnen- oder UV-Licht mit einem geringeren Vorkommen verschiedener maligner Erkrankungen in Beziehung gebracht, einschließlich Brust-, Darm- und Prostatakrebs. Es gibt Hinweise aus Rezeptorstudien, die zeigen, dass neben den klassischen Zielorganen, wie Eingeweide, Nieren und Knochen, Vitamin-D-Rezeptoren (VDR) auf einer Vielzahl von menschlichen normalen und Krebszelllinien und frischem Gewebe vorhanden sind. Die Wachstumshemmung mit Vitamin D oder 1,25-Dihydroxycholecalciferol wird nicht immer in vivo in eine potenzielle therapeutische Wirksamkeit übersetzt. Frühe in-vivo-Untersuchungen haben sich auf die antiproliferativen Wirkungen von 1,25-Dihydroxycholecalciferol und seinen Analoga bei dem Leukämiemodellsystem der Maus konzentriert, wo gezeigt wurde, dass 1,25-Dihydroxycholecalciferol nicht nur eine antiproliferative Wirkung induziert, sondern auch eine differenzierende Wirkung hat. Die therapeutische Wirksamkeit in vivo hat ihre Beschränkungen aufgrund der bei der Behandlung mit einer hohen Dosis der Stammverbindung 1,25-Dihydroxycholecalciferol beobachteten Hyperkalzämie. Als Ergebnis wurden eine Anzahl von Analoga entwickelt, die signifikante Antitumorwirkungen ohne Hyperkalzämie erzeugen.
Steinmeyer et al. offenbaren in U.S.-Patent Nr. 5 585 368 1α-25-Dihydroxy-20-disubstituierte Vitamin-D₃-Analoga zur Behandlung von hyperproliferativen Störungen der Haut, malignen Tumoren, wie Leukämie, Darm- und Brustkrebs, Autoimmunkrankheiten, wie Diabetes, und zur Behandlung von Krankheiten der Talgdrüsen. C. Danielsson et al. offenbaren in J. Cell Biochem., 63, Nr. 2, 199–206 (1996) 20-Methyl-Analoga von 1,25-Dihydroxy-Vitamin D₃, einschließlich 1α-25-Dihydroxy-20-methyl-23(E)-encholecalciferol zur Behandlung von hyperproliferativen Störungen. Die Erfindung betrifft neue Vitamin-D₃- Derivate zur Behandlung von hyperproliferativen Störungen der Haut, von malignen Tumoren, wie Leukämie, Darm- und Brustkrebs, Autoimmunkrankheiten, wie Diabetes und zur Behandlung von Krankheiten der Talgdrüsen, die eine vorteilhaftere therapeutische Breite oder Rahmenbedingungen haben.
Sekundärer Hyperparathyreoidismus ist bei Patienten mit chronischem Nierenversagen Routine. Es ist bekannt, dass die Reduktion der renalen 1,25(OH)₂-Vitamin-D₃-(Calcitriol)-Synthese einer der Hauptmechanismen ist, der zum sekundären Hyperparathyreoidismus bei diesen Patienten führt, und es wurde gezeigt, dass Calcitriol eine direkte unterdrückende Wirkung auf die PTH-Synthese hat. Daher wurde die Verabreichung von Calcitriol zur Behandlung von sekundärem Hyperparathyreoidismus bei diesen Patienten empfohlen. Wie oben beschrieben, hat Calcitriol jedoch eine potente hyperkalzämische Wirkung, was ein enges therapeutisches Fenster ergibt, das seine Verwendung beschränkt, insbesondere bei hohen Dosen. Es wäre daher wünschenswert, ein alternatives Mittel für die Behandlung von Hyperparathyreoidismus und zur Auffüllung von zirkulierender Vitamin-D₃-Aktivität zu haben ohne diese unerwünschten hyperkalzämischen Wirkungen. Durch Modifikation der Struktur können Vitamin-D₃-Derivate ohne die unerwünschten Nebenwirkungen gefunden werden, z. B. Vitamin-D₃-Derivate, die in Position C₂₀ substituiert sind oder mit modifizierten Seitenketten, wie in WO-A 9 312 081, WO-A 9 400 428, EP-A 654 467 und EP-A 326 875 offenbart.
Die Erfindung liefert neue Vitamin-D₃-Derivate, die vorteilhaftere therapeutische Dosen haben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft Vitamin-D3-Analoga der Formel (I)
worin
X Wasserstoff oder =CH₂ ist;
R¹ und R² zusammen mit C20 einen (C₃-C₆)-Cycloalkylrest bilden;
R³ und R⁴ unabhängig voneinander (C₁-C₉)-Alkyl oder (C₁-C₄)-Fluoralkyl sind oder R³ und R⁴ zusammen mit C25 (C₃-C₉)-Cycloalkyl oder C₃-C₉-Cyclofluoralkyl bilden;
A eine Einfachbindung ist und
B eine Dreifachbindung ist.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung von Verbindungen der Formel I zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Osteoporose oder sekundärem Hyperparathyreoidismus durch Verabreichung einer Verbindung der Formel (I), worin
X Wasserstoff oder =CH₂ ist;
R¹ und R² zusammen mit C20 einen (C₃-C₆)-Cycloalkyl- oder (C₃-C₆)-Cyclofluoralkylrest bilden;
R³ und R⁴ unabhängig voneinander (C₁-C₄)-Alkyl oder (C₁-C₄)-Fluoralkyl sind oder R³ und R⁴ zusammen mit C25 (C₃-C₉)-Cycloalkyl oder C₃-C₉-Cyclofluoralkyl bilden;
A eine Einfachbindung ist und
B eine Dreifachbindung ist
in einer Menge, die therapeutisch wirksam ist, um die Knochendichte auf einen asymptomatischen Pegel zurückzubringen, ohne Hyperkalziurie, Hyperkalzämie oder Nephrotoxizität zu induzieren.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung von Verbindungen der Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Krebs durch Verabreichung einer Verbindung der Formel I, worin
X Wasserstoff oder =CH₂ ist;
R¹ und R² zusammen mit C20 einen (C₃-C₆)-Cycloalkyl- oder (C₃-C₆)-Cyclofluoralkylrest bilden;
R³ und R⁴ unabhängig voneinander (C₁-C₄)-Alkyl oder (C₁-C₄)-Fluoralkyl sind oder R³ und R⁴ zusammen mit C25 (C₃-C₉)-Cycloalkyl oder C₃-C₉-Cyclofluoralkyl bilden;
A eine Einfachbindung ist und
B eine Dreifachbindung ist
in einer therapeutisch wirksamen Menge, ohne Hyperkalziurie, Hyperkalzämie oder Nephrotoxizität zu induzieren.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft pharmazeutische Zusammensetzungen, die einen pharmazeutisch annehmbaren Träger und ein Vitamin-D₃-Analog der Formel (I) enthalten.
Der Ausdruck (C₁-C₉)-Alkyl, wie er hier verwendet wird, bedeutet einen vollständig gesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen; (C₁-C₄)-Fluoralkyl ist ein Alkylrest, wie oben definiert, bei dem ein oder mehrere Wasserstoffatome, die an das Kohlenstoffgerüst gebunden sind, durch ein oder mehrere Fluoratome ersetzt wurden. (C₃-C₆)-Cycloalkyl ist ein cyclischer gesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 6 Ringkohlenstoffatomen; (C₃-C₆)-Cyclofluoralkyl ist ein Cycloalkylrest, wie oben definiert, bei dem ein oder mehrere Wasserstoffatome, die an das Kohlenstoffgerüst gebun den sind, durch ein oder mehrere Fluoratome ersetzt wurden. (C₃-C₉)-Cycloalkyl ist ein cyclischer gesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 9 Ringkohlenstoffatomen; (C₃-C₉)-Cyclofluoralkyl ist ein cyclischer gesättigter Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 9 Kohlenstoffatomen, bei dem ein oder mehrere Wasserstoffatome, die an das Kohlenstoffgerüst gebunden sind, durch ein oder mehrere Fluoratome ersetzt wurden.
Eine "therapeutisch wirksame Menge" bedeutet die Menge einer Verbindung, die, wenn sie an ein Säugetier zur Behandlung oder Verhütung einer Krankheit verabreicht wird, ausreichend ist, um eine solche Behandlung oder Verhütung der Krankheit zu bewirken. Die "therapeutisch wirksame Menge" variiert abhängig von der Verbindung, der Krankheit und ihrem Schweregrad und dem Alter, Gewicht etc. des zu behandelnden Säugetiers.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können generisch beschrieben werden als 1α,25-Dihydroxy-20,20-dialkyl- und 1α,25-Dihydroxy-20,20-dialkyl-19-nor-Analoga von Vitamin D₃.
Die Verbindungen der Erfindung werden benannt unter Verwendung des in (1) unten gezeigten Nummerierungssystems.
Z. B. wird eine Verbindung der Erfindung, worin X =CH₂ ist, R¹ und R² zusammen eine Cyclopropylgruppe bilden, A eine Einfachbindung ist und B eine Dreifachbindung ist, als 1α,25-Dihydroxy-23-in-20,21,28-cyclopropylcholecalciferol bezeichnet.
Die folgende Tabelle I gibt einige repräsentative Beispiele für erfindungsgemäße Verbindungen an: Tabelle I
und diese werden bezeichnet als:

1. 1,25-Dihydroxy-23-in-20,21,28-cyclopropylcholecalciferol
2. 1,25-Dihydroxy-23-in-20,21,28-cyclopropyl-19-norcholecalciferol
3. 1,25-Dihydroxy-23-in-26,27-hexafluor-20,21,28-cyclopropylcholecalciferol
4. 1,25-Dihydroxy-23-in-26,27-hexafluor-20,21,28-cyclopropyl-19-norcholecalciferol.

Innerhalb dieser bevorzugten Gruppe von Verbindungen sind bevorzugtere Gruppen solche, worin:
R¹ und R² zusammen mit C20 Cyclopropyl bilden und
R³ und R⁴ unabhängig voneinander (C₁-C₄)-Alkyl oder (C₁-C₄)-Fluoralkyl, bevorzugt Methyl, Ethyl, Trifluormethyl, 1,1-Difluorethyl oder 2,2,2-Trifluorethyl, bevorzugter Methyl oder Trifluormethyl sind.
Analoga der Erfindung können allgemein hergestellt werden durch Reaktion und Kombination von Fragmenten von Vitamin-D₃-Molekülen (siehe z. B. Shiuey et al., J. Org. Chem., 55: 243 (1990); P. M. Wovkulich et al., Tetrahedron, 40, 2283 (1984); E. B. Baggiolini et al., J. Org. Chem., 51, 3098–3108 (1986) und Steinmeyer et al., U.S.-Patent Nr.5 585 368.
Die Ausgangsmaterialien und Reagenzien, die zur Herstellung dieser Verbindungen verwendet werden, sind entweder von kommerziellen Anbietern erhältlich, wie Aldrich Chemical Co. (Milwaukee, WI) oder Sigma (St. Louis, MO), oder sie können mit dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannten Methoden hergestellt werden nach Verfahren, die in Literaturstellen, wie Fieser and Fieser's Reagents for Organic Synthesis, Bd. 1–15 (John Wiley and Sons, 1991); March's Advanced Organic Chemistry (John Wiley and Sons, 4. Ausgabe) und Larock's Comprehensive Organic Transformations (VCH Publishers Inc., 1989) beschrieben werden.
Die Ausgangsmaterialien und die Zwischenprodukte der Reaktion können, falls erwünscht, unter Verwendung üblicher Techniken isoliert und gereinigt werden, einschließlich Filtration, Destillation, Kristallisation, Chromatographie und dgl., ohne darauf beschränkt zu sein. Solche Materialien können unter Verwendung üblicher Mittel, einschließlich physikalischer Konstanten und Spektraldaten, gekennzeichnet werden.
Die Herstellung von Verbindungen der Formel (I) und der zu ihrer Herstellung verwendeten Zwischenprodukte wird in den Reaktionsschemata unten erläutert.
Allgemein wird eine Verbindung der Formel (I) hergestellt, indem ein 4H-Inden-4-on-derivat der Formel (II), worin R¹, R², R³, R⁴, A und B wie in der Zusammenfassung der Erfindung beschrieben sind, und R⁵ Wasserstoff oder eine Hydroxyschutzgruppe (z. B. Trialkylsilyl, bevorzugt Trimethylsilyl) ist, mit einem Diphenylphosphinoxidderivat einer Verbindung der Formel (III), worin X Wasserstoff oder =CH₂ ist, gekuppelt wird, wie in Schema I unten gezeigt.
Die Kupplungsreaktion wird in Gegenwart einer starken Base, wie einem Alkyllithium, z. B. n-Butyllithium, in einer Mischung aus Hexan und Tetrahydrofuran bei –78°C durchgeführt, was ein Trisilylderivat einer Verbindung der Formel (I) ergibt. Die Entfernung der Silylschutzgruppen mit Tetrabutylammoniumfluorid in einem geeigneten polaren organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, liefert eine Verbindung der Formel (I).
Es ist anzumerken, dass, obwohl die gezeigten Zwischenprodukte Hydroxygruppen aufweisen, die typischerweise als Silylether geschützt sind, der Schutzbereich der Erfindung die Verwendung alternativer Hydroxylschutzgruppen einschließt, die im Stand der Technik bekannt sind, wie von T. W. Greene, "Protective Groups in Organic Synthesis", Wiley, New York (1991) und J. F. McOmie, "Protective Groups in Organic Chemistry", Plenum Press, London (1973) beschrieben, zusammen mit alternativen Methoden zur Abspaltung der Schutzgruppen.
Die Synthese von Verbindungen der Formel (III) ist bekannt und im Stand der Technik üblich. Siehe z. B. U.S.-Patent Nr. 5 585 368 von Steinmeyer et al., 5 384 314 von Doran et al., 5 428 029 von Doran et al., 5 451 574 von Baggiolini et al; U.S.-Patent Nr. 5 872 113; Shiuey et al., J. Org. Chem., 55: 243–247 (1990), J. Kiegel et al., Tetr. Lett., 32: 6057– 6060 (1991), K. L. Perlman et al., Tetr. Lett., 32: 7663–7666 (1991).
Die Synthese von Verbindungen der Formel (II) wird in Schema II unten beschrieben.
Detaillierte Beschreibungen der Synthese von Verbindungen der Formel (I), worin R¹ und R² zusammen einen Cyclopropylring bilden, X =CH₂ oder H_Z ist, A eine Einfachbindung ist, B eine Dreifachbindung ist und R³ und R⁴ entweder Methyl oder Trifluormethyl sind, wird in den Beispielen 2, 3, 5 und 6 beschrieben.
Schema II
Wie oben gezeigt, beinhaltet die Herstellung einer Verbindung der Formel (II) die Herstellung eines üblichen Zwischenprodukts, 1-[(5-Hydroxy)-3-alkinyl]inden-4-olderivat (VII), das dann in eine Verbindung der Formel (II) umgewandelt wird, worin B eine Dreifachbindung ist, gemäß der Methode (a).
Verbindung (VII) wird hergestellt durch Kondensation von Lithiumacetylid, das abgeleitet ist von einem 1-(3-Alkinyl)-4-tert.-butyldimethylsilyloxy-7a-methylindenderivat (IV) mit einem Keton der Formel (V), worin R³ und R⁴ wie in der Zusammenfassung der Erfindung definiert sind, was ein 1-[(5-Hydroxy)-3-alkinyl]-4-tert.-butyldimethylsilyloxy-7a-methyl indenderivat (VI) ergibt. Die Kondensationsreaktion wird in Gegenwart einer starken Base, wie n-Butyllithium, in einem aprotischen organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, und bei niedrigen Temperaturen im Bereich von –50 bis –100°C durchgeführt. Die Entfernung der Silylgruppe mit Tetrabutylammoniumfluorid in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, ergibt das 1-[(5-Hydroxy)-3-alkinyl]inden-4-olderivat (VII).
Eine detaillierte Beschreibung der Synthese der Verbindungen der Formel (IV), worin R¹ und R² zusammen einen Cyclopropylring bilden und A eine Einfachbindung ist, ist in Beispiel 1 angegeben. Die Synthese anderer Verbindungen der Formel (IV) und alternative Methoden zur Herstellung von Verbindungen der Formel (VII) wurden in EP 0 808 832 A2 beschrieben.
Eine Verbindung der Formel (II), worin B eine Dreifachbindung ist und R⁵ Wasserstoff ist, wird hergestellt, wie in Methode (a) gezeigt, durch Oxidation der Hydroxygruppe an Position 4 in Verbindung (VII) zu der Ketogruppe mit einem geeigneten Oxidationsmittel, wie Pyridiniumdichromat bei Raumtemperatur. Die Oxidationsreaktion wird in einem chlorierten Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Methylenchlorid, Chloroform und dgl. durchgeführt. Eine Verbindung der Formel (II), worin R⁵ Wasserstoff ist, wird in die entsprechende Verbindung der Formel (II) umgewandelt, worin R⁵ Trialkylsilyl, bevorzugt Trimethylsilyl ist, indem es mit einem geeigneten Silylierungsmittel, wie 1-Trimethylsilylimidazol in einem nicht alkoholischen organischen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, Methylenchlorid, bevorzugt Methylenchlorid und dgl. umgesetzt wird.
Die Synthese von Verbindungen der Formel (II), worin A eine Einfachbindung ist, B eine Dreifachbindung ist, R¹ und R² zusammen einen Cyclopropylring bilden, R⁵ Trimethylsilyl oder Wasserstoff ist und R³ und R⁴ Methyl oder Trifluormethyl sind, wird in den Beispielen 1 und 4 beschrieben.
Die Verbindungen der Erfindung sind nützlich zur Verhütung und Behandlung einer Vielzahl von Zuständen beim Säugetier, die sich durch Verlust von Knochenmasse manifestieren. Insbesondere sind die erfindungsgemäßen Verbindungen anabolische Mittel und sind indiziert zur Prophylaxe und therapeutischen Behandlung von Osteoporose und Osteopenie bei Säugetieren, ohne Hyperkalziurie, Hyperkalzämie oder Nephrotoxizität zu induzieren. Der Ausdruck "Hyperkalziurie", wie er hier verwendet wird, ist überschüssiges Calcium im Urin, was beim Menschen einer Ausscheidung von mehr als etwa 4 mg/kg/Tag entspricht. Dies führt oft zu Nephrolithiasis (Nierensteine). "Hyperkalzämie" ist eine überschüssige Konzentration von Calcium in Serum; bei Menschen (und Ratten) entspricht dies mehr als etwa 10,5 mg/dl. "Intolerierbare Hyperkalzämie", die gewöhnlich bei Serumcalciumkonzentrationen von mehr als etwa 12 mg/dl auftritt, ist mit emotionaler Labilität, Konfusion, Delirium, Psychose, Stupor und Koma verbunden.
Es wird erwartet, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen geeignet sind zur Behandlung von Osteoporose Typ I (Postmenopause), Typ II (senil) und Typ III (iatrogen), einschließlich der Osteoporose, die mit immunsupprimierenden Arzneimitteln verbunden ist, die bei Organtransplantation verwendet werden, ebenso wie zur Behandlung von Osteodystrophie aufgrund von Nierendialyse und sekundärem Hyperparathyreoidismus.
Erfindungsgemäße Verbindungen sind auch nützlich zur Behandlung von Krankheiten, die durch erhöhte Pegel von Parathormon verursacht werden. Gemäß einem Aspekt werden die erfindungsgemäßen Verbindungen verwendet zur Behandlung von sekundärem Hyperparathyreoidismus, der mit Nierenversagen verbunden ist, und insbesondere, um den Knochenverlust, der mit Niereninsuffizienz verbunden ist, rückgängig zu machen oder zu vermin dern. Andere Aspekte schließen die Behandlung von renaler Osteodystrophie ein, die mit sekundärem Hyperparathyreoidismus in spätem Stadium verbunden ist. Andere Aspekte schließen die Behandlung von primärem Hyperparathyreoidismus ein.
Verbindungen der Formel (I) sind auch geeignet zur Behandlung von neoplastischen Krankheiten, wie Leukämie, Darmkrebs, Brustkrebs und Prostatakrebs.
Verbindungen der Formel (I) sind auch geeignet zur Behandlung von immunsuppresiven und Autoimmunkrankheiten. Solche Krankheiten schließen multiple Sklerose, systemischen Lupus erythematodes, Diabetes, Thyreoiditis und Transplantatabstoßung ein, ohne darauf beschränkt zu sein. Insbesondere sind die Verbindungen der Formel (I) geeignet, um Krankheiten über eine Modulation der Aktivität des Vitamin-D₃-Rezeptors (VDR) zu behandeln. Die Nützlichkeit dieser Verbindungen wird in vivo gezeigt unter Verwendung von Mausmodellen für diese Krankheiten, wie es im Stand der Technik wohl bekannt ist. Siehe z. B. Lemire et al., Autoimmunity, 12: 143–148 (1992); Lemire et al., J. Clin. Invest., 87: 1103–1107 (1991), Lemire et al., Endocrinology, 135: 2818 (1994) und Lemire et al., J. Cellular Biochem., 49: 26–31 (1992).
Die knochenanabolische Aktivität der erfindungsgemäßen Verbindungen wurde in vivo gezeigt bei dem Rattenmodell mit entfernten Eierstöcken, wie im Detail in Beispiel 7 beschrieben. Die Antizellproliferationsaktivität der erfindungsgemäßen Verbindungen wurde in vitro gezeigt, wie im Detail in den Beispielen 8 und 9 beschrieben. Die Parathormon unterdrückende Aktivität der erfindungsgemäßen Verbindungen wurde in vivo gezeigt, wie im Detail in Beispiel 10 beschrieben.
Allgemein kann die erfindungsgemäße Verbindung in Mengen zwischen etwa 0,0002 und 5 μg/Tag, bevorzugt etwa 0,001 bis etwa 2 μg/Tag, am meisten bevorzugt etwa 0,002 bis etwa 1 μg/Tag verabreicht werden. Für einen Menschen mit 50 kg kann die tägliche Dosis des aktiven Inhaltsstoffs etwa 0,01 bis etwa 250 μg, bevorzugt etwa 0, 05 bis etwa 100 μg, am meisten bevorzugt etwa 0,1 bis etwa 50 μg/Tag sein. Bei anderen Säugetieren, wie Pferden, Hunden und Vieh können andere Dosen erforderlich sein. Diese Dosierung kann in einer üblichen pharmazeutischen Zusammensetzung durch einfache Verabreichung, durch mehrfache Verabreichung oder durch kontrollierte Freisetzung, je nach Bedarf, abgegeben werden, um die wirksamsten Ergebnisse zu erzielen, bevorzugt ein- oder zweimal täglich über den Mund. In bestimmten Situationen kann eine andere Dosierung sich als angemessen erweisen, um die gewünschte therapeutische Reaktion zu erzielen.
Die Auswahl der genauen Dosis und Zusammensetzung und der geeignetste Abgabeplan wird unter anderem durch die pharmakologischen Eigenschaften des Präparats, die Art und Schwere des zu behandelnden Zustandes und den physikalischen Zustand und die mentale Fähigkeit des Empfängers beeinflusst. Bei der Behandlung von durch Corticosteroide induzierter Osteopenie wird erwartet, dass die erforderliche Dosis größer ist für höhere Dosen von Corticosteroiden.
Beispielhafte Abgabepläne schließen orale, parenterale (einschließlich subcutan, intramuskulär und intravenös), rektale, bukkale (einschließlich sublingual), pulmonale, transdermale und intranasale Verabreichung, am meisten bevorzugt oral ein.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft pharmazeutische Zusammensetzungen, die als aktiven Inhaltsstoff eine Verbindung der vorliegenden Erfindung gemischt mit einem pharmazeutisch annehmbaren nicht toxischen Träger enthalten. Wie oben erwähnt, können solche Zusammensetzungen hergestellt werden für parenterale (subcutane, intramuskuläre oder intravenöse) Verabreichung, insbesondere in Form von flüssigen Lösungen oder Suspensionen; für orale oder bukkale Verabrei chung, insbesondere in Form von Tabletten oder Kapseln; für pulmonale oder intranasale Verabreichung insbesondere in Form von Pulvern, Nasentropfen oder Aerosolen und für rektale oder transdermale Verabreichung.
Die Zusammensetzungen können geeigneterweise in einer Einheitsdosierungsform verabreicht werden und können mit allen auf dem Gebiet der Pharmazeutik wohl bekannten Methoden hergestellt werden, z. B. wie in Remington's Pharmaceutical Sciences, 17. Ausgabe, Mack Publishing Company, Easton, PA (1985) beschrieben. Präparate für die parenterale Verabreichung können als Hilfsstoffe steriles Wasser oder Salzlösung, Alkylenglycole, wie Propylenglycol, Polyalkylenglycole, wie Polyethylenglycol, Öle pflanzlichen Ursprungs, hydrierte Naphthaline und dgl. enthalten. Präparate für die nasale Verabreichung können fest sein und können Hilfsstoffe enthalten, z. B. Lactose oder Dextran, oder können wässrige oder ölige Lösungen sein zur Verwendung in Form von Nasentropfen oder dosiertem Spray. Für die bukkale Verabreichung schließen typische Hilfsstoffe Zucker, Calciumstearat, Magnesiumstearat, vorgelatinisierte Stärke und dgl. ein.
Oral verabreichbare Zusammensetzungen können einen oder mehrere physiologisch kompatible Träger und/oder Hilfsstoffe enthalten und können in fester oder flüssiger Form sein, einschließlich z. B. in Form von Tabletten, beschichteten Tabletten, Kapseln, Pastillen, wässrigen oder öligen Suspensionen, Lösungen, Emulsionen, Elixieren und Pulvern, die für die Rekonstitution mit Wasser oder einem anderen geeigneten flüssigen Träger vor der Verwendung geeignet sind. Tabletten und Kapseln können mit Bindemitteln, z. B. Sirup, Gummi arabicum, Gelatine, Sorbit, Traganth oder Polyvinylpyrrolidon; Füllstoffen, wie Lactose, Saccharose, Maisstärke, Calciumphosphat, Sorbit oder Glycin; Gleitmitteln, wie Magnesiumstearat, Talk, Polyethylenglycol oder Siliciumdioxid, und Tensiden, wie Natriumlaurylsulfat hergestellt werden. Flüssige Zusam mensetzungen können übliche Additive, wie Suspensionsmittel, z. B. Sorbitsirup, Methylcellulose, Zuckersirup, Gelatine, Carboxymethylcellulose oder essbare Fette; emulgierende Mittel, wie Lecithin oder Gummi arabicum; pflanzliche Öle, wie Mandelöl, Cocosnussöl, Lebertranöl oder Erdnussöl; Konservierungsmittel, wie butyliertes Hydroxyanisol (BHA) und butyliertes Hydroxytoluol (BHT) enthalten. Flüssige Zusammensetzungen können z. B. in Gelatine verkapselt werden, um eine Einheitsdosierungsform bereitzustellen.
Bevorzugte feste orale Dosierungsformen schließen Tabletten, zweiteilige Kapseln mit hartem Mantel und elastische Weichgelatine-(SEG)-Kapseln ein. SEG-Kapseln sind von besonderem Interesse, da sie gewisse Vorteile gegenüber den anderen beiden Formen bieten (siehe H. Seager, "Soft gelatin capsules: a solution to many tableting problems"; Pharmaceutical Technology, 9 (1985). Einige Vorteile der Verwendung von SEG-Kapseln sind: a) Dosis-Gehalt-Gleichmäßigkeit wird optimiert in SEG-Kapseln, da das Arzneimittel in einer Flüssigkeit gelöst oder dispergiert wird, die genau in die Kapseln dosiert werden kann, b) Arzneimittel, die als SEG-Kapseln formuliert werden, zeigen eine gute biologische Verfügbarkeit, da das Arzneimittel gelöst, solubilisiert oder dispergiert ist in einer mit Wasser mischbaren oder öligen Flüssigkeit und daher, wenn es in den Körper freigesetzt wird, eine Arzneimittelverteilung mit großer Oberfläche erzeugen und c) Abbau von Arzneimitteln, die oxidationsempfindlich sind während Langzeitlagerung, wird verhindert, da der trockene Mantel der Weichgelatine eine Sperre gegen die Diffusion von Sauerstoff bildet.
Ein Präparat mit trockener Außenhülle enthält typischerweise etwa 40 bis 60% Konzentration Gelatine, etwa 20 bis 30% Konzentration Weichmacher (wie Glycerin, Sorbit oder Propylenglycol) und etwa 30 bis 40% Konzentration Wasser. Andere Materialien, wie Konservierungsmittel, Färbemittel, Trübungsmittel und Aromastoffe können auch vorhanden sein. Das flüs sige Füllmaterial enthält ein festes Arzneimittel, das gelöst, solubilisiert oder dispergiert wurde (mit Suspensionsmitteln, wie Bienenwachs, hydriertem Rizinusöl oder Polyethylenglycol 4000) oder ein flüssiges Arzneimittel in Trägern oder Kombinationen von Trägern, wie Mineralöl, pflanzlichen Ölen, Triglyceriden, Glycolen, Polyolen und oberflächenaktiven Mitteln.
Beispiele
Die folgenden Beispiele werden angegeben, damit der Fachmann auf diesem Gebiet die vorliegende Erfindung besser verstehen und durchführen kann. Sie sollen nicht als den Schutzbereich der Erfindung beschränkend angesehen werden, sondern nur als erläuternd und repräsentativ.
Beispiel 1 [1R-(1α,3aβ,7aα)]Octahydro-7a-methyl-1-[1-[4-methyl-4-[trimethylsilyloxy]-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-on
Stufe 1
Kaltes Dimethylaluminiumchlorid (34,5 ml, 34,5 mmol, 1 M Lösung in Hexan) wurde tropfenweise zu einer Suspension von [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]-(1,1-Dimethylethyl)dimethyl[[(octahydro-7a-methyl-1-(1-methylethenyl)-1H-inden-4-yl]oxy]silan (9,25 g, 30 mmol) und Paraformaldehyd (1,03 g, 34,5 mmol) in Dichlormethan (90 ml) bei –20°C zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 1 Stunde lang bei 10°C gerührt und dann auf Eis gegossen und mit 0,1 n Salzsäure (100 ml) angesäuert. Nach 15 Minuten wurde die Reaktionsmischung in Hexan extrahiert und die Extrakte wurden mit Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt, was 9,67 g eines farblosen Gummis ergab. Flash-Chromatographie auf Silicagel mit 25% Ethylacetat/Hexan als Elutionsmittel ergab 8,93 g eines farblosen Gummis. 1,0 g dieses Materials wurde mit HPLC gereinigt, was [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]-4-[[(1,1-Dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]octahydro-7a-methyl-γ-methylen-1H-inden-1-propanol (0,93 g) ergab
Schmelzpunkt: 38–40°C;
[α]²⁵ _D = +26,7°;
IR (CHCl₃): 3630 und 1635 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,01 (3H, s), 0,011 (3H, s), 0,80 (3H, s), 0,88 (9H, s), 1,15 (1H, m), 1,3–1,63 (5H, m), 1,65–1,76 (6H, m), 2,0 (1H, m), 2,27 (2H, m), 3,68 (2H, t, J = 6,0 Hz), 4,01 (1H, s), 4,91 (1H, s), 4,95 (1H, s);
MS m/z: 339 (M⁺ + H, 40);
Analyse berechnet für C₂₀H₃₈O₂Si
C 70,94; H 11,31; Si 8,29;
Gefunden: C 70,95; H 11,62; Si 8,30.
Stufe 2
Zu einer Mischung von [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]-4-[[(1,1-Dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]octahydro-7a-methyl-γ-methylen-1H-inden-1-propanol (5,07 g, 15 mmol) [hergestellt wie in Stufe 1 oben beschrieben] und Diiodmethan (13,39 g, 50 mmol) in Dichlormethan (45 ml) wurde bei –10°C eine kalte (–1°C) Lösung von Diethylzink (45 ml, 45 mmol, 1 M Lösung in Toluol) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde bei 5 bis 7°C 4,25 Stunden lang gerührt und dann in eine Mischung von Hexan (25 ml) und 0,1 n Schwefelsäure (150 ml) gegossen. Das Produkt wurde in Hexan extrahiert und die Extrakte wurden mit Salzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt, was 5,34 g eines fahlgelben Gummis ergab. Die Flash-Chromatographie auf Silicagel mit 30% Ethylacetat/Hexan als Elutionsmittel ergab 4,91 g eines rohen Produktes, das mit HPLC (15 bis 30 μm mesh Siliciumdioxid, 50 × 50 mm Säule, 70 ml/min, Durchflussrate) mit 20% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel weiter gereinigt wurde, was reines [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]-1-[4-[[1,1-Dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]octahydro-7a-methyl-1H-inden-1-yl]cyclopropanethanol (4,13 g): Schmelzpunkt 65–66°C lieferte;
[α]²⁵ _D = +69,17° (CHCl₃, c = 1,33);
IR (CHCl₃) 3620 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,04 (3H, s), 0,06 (3H, s), 0,80 (1H, m), 0,22 (2H, m), 0,69 (1H, m), 0,88 (9H, s), 0,92 (2H, m), 0,94 (3H, s), 1,20–1,55 (8H, m), 1,64 (1H, br d), 1,78–1,92 (2H, m), 2,02 (1H, d, J = 12 Hz), 2,30 (1H, m), 3,76 (2H, br, t von t), 3,97 (1H, s);
MS m/z 353 (M⁺ + H, 70);
Analyse berechnet für C₂₁H₄₀O₂Si
C 71,53; H 11,43; Si 7,96;
Gefunden: C 71,48; H 11,67; Si 7,93.
Stufe 3
[1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]-1-[4-[[1,1-Dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]octahydro-7a-methyl-1H-inden-1-yl]cyclopropanethanol (1,056 g, 3,0 mmol) [hergestellt, wie in Stufe 2 oben beschrieben] wurde zu einer Suspension von Pyridiniumchlorchromat (1,132 g, 5,246 mmol) und wasserfreiem Natriumacetat (0,430 g, 5,244 mmol) in Dichlormethan (15 ml) zugegeben und die Reaktionsmischung bei Raumtemperatur gerührt. Nach 2 Stunden wurde die Reaktionsmischung mit Ether (35 ml) verdünnt, weitere 15 Minuten lang gerührt und dann durch ein Kissen aus Florisil filtriert. Das Florisilkissen wurde mit Ether gewaschen und das vereinigte Filtrat wurde im Vakuum eingeengt, was 0,93 g eines Feststoffs ergab. Flash-Chromatographie des Feststoffs auf einer Silicagelsäule mit 10% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]-1-[4-[[1,1-Dimethylethyl)dimethylsilyl] oxy]octahydro-7a-methyl-1H-inden-1-yl]cyclopropanacetaldehyd (0,86 g): Schmelzpunkt 74–75°C;
[α]²⁵ _D = 93,73° (CHCl₃, c = 1,18);
IR (CHCl₃) 1720 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,00 (3H, s), 0,01 (3H, s), 0,27 (1H, m), 0,32 (1H, m), 0,50 (1H, m), 0,80 (1H, m), 0,88 (9H, s), 0,97 (3H, s), 1,03 (1H, m), 1,15 (1H, m), 1,20–1,55 (6H, m), 1,60– 1,75 (2H, m), 1,80 (1H, d, J = 16 Hz), 1,95 (1H, d, J = 12 Hz), 2,89 (1H, d, J = 16 Hz), 3,97 (1H, s), 9,81 (1H, d, J = 3 Hz);
MS m/z 351 (M⁺ + H, 20);
Analyse berechnet für C₂₁H₃₈O₂Si
C 71,94; H 10,92; Si 8,01;
Gefunden: C 71,71; H 11,15; Si 8,23.
Stufe 4
Eine Lösung von Diethyldiazomethylphosphonat (1,78 g, 10 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (6 ml) wurde zu einer Lösung von Kalium-t-butoxid (1,234 g, 10,9 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (20 ml) bei –70°C zugegeben. Nach 25 Minuten wurde eine Lösung von [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]-1-[4-[[1,1-Dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]octahydro-7a-methyl-1H-inden-1-yl]cyclopropanacetaldehyd (2,103. g, 6,0 mmol) [hergestellt, wie in Stufe 3 oben beschrieben] in Tetrahydrofuran (6,0 ml) zugegeben. Nach 1 Stunde wurde das Kühlbad entfernt und das Rühren weitere 1,5 Stunden lang fortgesetzt. Eine Lösung von gesättigtem Ammoniumchlorid (10 ml) wurde zugegeben. Nach 15 Minuten wurde die Reaktionsmischung in eine Mischung aus Ether (100 ml) und gesättigtem Ammoniumchlorid (60 ml) gegossen. Die organische Phase wurde abgetrennt und mit Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt, was 2,18 g eines Gummis ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule mit 2,5% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab einen kristallinen Feststoff, der mit Methanol aufgeschlämmt wurde und filtriert wurde, was [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)][(1,1-Dimethylethyl)dimethyl][octahydro-7a-methyl-1-[1-(2-propinyl)cyclopropyl]-1H-inden-4-yl]oxy]silan (1,77 g) ergab: Schmelzpunkt 49–50°C;
[α]²⁵ _D = 58,64° (CHCl₃, c = 1,03);
IR (CHCl₃) 3307 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ –0,01 (3H, s), 0,00 (3H, s), 0,22 (2H, m), 0,38 (1H, m), 0,69 (1H, m), 0,87 (9H, s), 0,94 (3H, s), 0,96 (1H, m), 1,25–1,55 (7H, m), 1,64 (1H, br d, J = 12 Hz), 1,75– 1,90 (3H, m), 1,95 (1H, d, J = 16 Hz), 1,96 (1H, s), 2,69 (1H, d, J = 16 Hz), 3,98 (1H, s);
MS m/z 346 (M⁺, 20);
Analyse berechnet für C₂₁H₃₈OSi
C 76,23; H 11,05; Si 8,10;
Gefunden: C 76,03; H 10,84; Si 8,12.
Stufe 5
n-Butyllithium (5,5 ml, 8,8 mmol, 1,6 M Lösung in Hexan) wurde zu einer Lösung von [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)][(1,1-Dimethylethyl)dimethyl][octahydro-7a-methyl-1-[1-(2-propinyl)cyclopropyl]-1H-inden-4-yl]oxy]silan (1,73 g, 5,0 mmol) [hergestellt, wie in Stufe 4 oben beschrieben] in wasserfreiem Tetrahydrofuran (18 ml) bei –78°C zugegeben. Nach 30 Minuten wurde Aceton (5,8 g, 100 mmol) zugegeben und das Rühren weitere 30 Minuten lang fortgesetzt. Das Kühlbad wurde entfernt und nach 3 weiteren Stunden wurde eine zusätzliche Menge an Aceton (2,9 g, 50 mmol) zugegeben. Nach 1,5 Stunden wurde die Reaktionsmischung mit gesättigtem Ammoniumchlorid (15 ml) abgeschreckt und dann in eine Mischung aus Ether (100 ml) und gesättigtem Ammoniumchlorid (60 ml) abgeschreckt. Die organische Phase wurde abgetrennt und mit Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt, was 2,12 g eines farblosen Gummis ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule unter Verwendung von 15% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab [1R- (1α,3aβ,4α,7aα)]-5-[1-[4-[[1,1-Dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]octahydro-7a-methyl-1H-inden-1-yl]cyclopropyl]-2-methyl-3-pentin-2-ol als farblosen Gummi (1,67 g):
[α]²⁵ _D = +39,09° (EtOH, c = 1,036);
IR (CHCl₃) 3602 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ -0,01 (3H, s), 0,00 (3H, s), 0,20 (2H, m), 0,40 (1H, m), 0,62 (1H, m), 0,87 (9H, s), 0,93 (3H, s), 1,00 (1H, m), 1,2–1,4 (13H, m), 1,49 (6H, s), 1,62–1,95 (5H, m), 2,03 (1H, d, J = 17 Hz), 2,62 (1H, d, J = 17 Hz), 3,97 (1H, s);
MS m/z 404 (M⁺, 18);
Analyse berechnet für C₂₅H₄₄O₂Si
C 74,28; H 10,96; Si 6,94;
Gefunden: C 73,92; H 11,22; Si 6,87.
Stufe 6
Fluorkieselsäure (3,75 ml, 30% wässrige Lösung, hergestellt wie bei R. S. Pilcher und P. DeShong, J. Org. Chem., 58, 5130 (1993)) beschrieben, wurde zu einer Lösung von [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]-5-[1-[4-[[1,1-Dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]octahydro-7a-methyl-1H-inden-1-yl]cyclopropyl]-2-methyl-3-pentin-2-ol (0,8 g, 2,0 mmol) [hergestellt, wie in Stufe 5 oben beschrieben] in Acetonitril (12 ml) bei 0°C zugegeben und die Reaktionsmischung wurde auf 15°C erwärmen gelassen. Nach 3,5 Stunden wurde die Reaktionsmischung mit Wasser (10 ml) und Ethylacetat (10 ml) verdünnt und dann in eine Mischung aus Ethylacetat (100 ml) und Wasser (50 ml) gegossen. Die organische Phase wurde abgetrennt und mit Kochsalzlösung, gesättigtem Natriumbicarbonat gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt, was einen Gummi ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule unter Verwendung von 25% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]Octahydro-1-[1-(4-hydroxy-4-methyl-2-pentinyl)cyclopropyl]-7a-methyl-4H-inden- 4-ol als kristallinen Feststoff (0,5 g): Schmelzpunkt 97– 98°C;
[α]²⁵ _D = 36° (MeOH, c = 1,03);
IR (CHCl₃) 3604, 2230 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,22 (2H, m), 0,39 (1H, m), 0,63 (1H, m), 0,97 (3H, s), 1,07 (1H, m), 1,2–1,45 (8H, m), 1,50 (6H, s), 1,79–1,90 (3H, m), 2,01 (1H, m), 2,03 (1H, d, J = 17 Hz), 2,62 (1H, d, J = 17 Hz), 4,06 (1H, s);
MS m/z 581 (2 × M⁺ + H);
Analyse berechnet für C₁₉H₃₀O₂
C 78,57; H 10,41;
Gefunden: C 78,54; H 10,54.
Stufe 7
Pyridiniumdichromat (3,30 g, 8,77 mmol) wurde zu einer Lösung von [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]Octahydro-1-[1-(4-hydroxy-4-methyl-2-pentinyl)cyclopropyl]-7a-methyl-4H-inden-4-ol (0,8 g, 2,75 mmol) [hergestellt, wie in Stufe 6 oben beschrieben] in Dichlormethan (16 ml) zugegeben und die Reaktionsmischung bei Raumtemperatur gerührt. Nach 3,5 Stunden wurden weitere Mengen an Dichlormethan (2,5 ml) und Pyridiniumdichromat (2,0 g, 5,3 mmol) zugegeben und das Rühren weitere 2,5 Stunden lang fortgesetzt. Die Reaktionsmischung wurde mit Ether (25 ml) verdünnt, 30 Minuten lang gerührt und dann durch ein Kissen aus Celite filtriert. Das Celitekissen wurde mit Ether gewaschen und das Filtrat im Vakuum eingeengt, was 0,75 g eines fahlgelben Gummis ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule unter Verwendung von 50% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab [1R-(1α,3aβ,7aα)]Octahydro-1-[1-[4-hydroxy-4-methyl-2-pentinyl)cyclopropyl]-7a-methyl-4H-inden-4-on (0,70 g) als farblosen Gummi:
[α]²⁵ _D = –5,5° (MeOH, c = 1,2);
IR (CHCl₃) 3602, 2232, 1706 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,31 (2H, m), 0,44 (1H, m), 0,62 (1H, m), 0,68 (3H, s), 1,14 (1H, m), 1,53 (6H, s), 1,73 (2H, m), 1,83 (1H, s, OH), 1,96 (1H, m), 2,04 (1H, m), 2,05 (1H, d, J = 17 Hz), 2,16–2,29 (4H, m), 2,50 (1H, dd, J = 7,6 Hz), 2,62 (1H, d, J = 17 Hz);
MS (E/I) m/z 288, 2092;
Analyse berechnet für C₁₉H₂₈O₂:
C 79,12; H 9,78;
Gefunden: C 78,93; H 9,80.
Stufe 8
Eine Lösung von [1R-(1α,3aβ,7aα)]Octahydro-1-[1-[4-hydroxy-4-methyl-2-pentinyl)cyclopropyl]-7a-methyl-4H-inden-4-on (0,7 g, 2,426 mmol) [hergestellt, wie in Stufe 7 oben beschrieben] und 1-(Trimethylsilyl)imidazol (2,6 ml, 17,7 mmol) in Methylenchlorid (15 ml) wurde unter Argonatmosphäre bei Raumtemperatur 18 Stunden lang gerührt und dann mit Wasser (10 ml) abgeschreckt. Nach 25 Minuten wurde die Reaktionsmischung in einer Mischung aus Ether (100 ml) und Wasser (50 ml) gegossen. Die organische Phase wurde gesammelt und die wässrige Phase mit Ether reextrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, was 0,82 g eines farblosen Öls ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf Silicagel mit 20% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab [1R-(1α,3aβ,7aα)]Octahydro-7a-methyl-1-[1-[4-methyl-4-[trimethylsilyloxy]-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-on (0,79 g, 90%) als Öl:
[α]²⁵ _D = –10,69° (EtOH, c = 0,8151);
IR (CHCl₃) 2250 und 1706 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,18 (9H, s), 0,28 (2H, m), 0,32 (1H, m), 0,62 (1H, m), 0,69 (3H, s), 1,13 (1H, m), 1,47 (3H, s), 1,48 (3H, s), 1,50–1,58 (2H, m), 1,70–1,76 (2H, m), 1,92–1,99 (1H, m), 2,00 (1H, d, J = 17 Hz), 2,05 (1H, m), 2,51 (1H, m), 2,64 (1H, d, J = 17 Hz);
MS m/z 361 (11);
Analyse berechnet für C₂₂H₃₆O₂Si
C 73,28; H 10,06; Si 7,79;
Gefunden: C 73,28; H 10,10; Si 7,79.
Beispiel 2 1,25-Dihydroxy-23-in-20,21,28-cyclopropylcholecalciferol
Stufe 1
n-Butyllithium (0,5 ml, 0,8 mmol, 1,6 M Lösung in Hexan) wurde zu einer Lösung von [3S-(1Z,3α,5β)]-[2-[3,5-Bis[[1,1-dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]-2-methylencyclohexyliden]ethyl]diphenylphosphinoxid (0,465 g, 0,79 mmol) (siehe J. Kiegel et al., Tetr. Lett., 32: 6057–6060 (1991)) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5,0 ml) bei –78°C zugegeben. Die entstehende tiefrote Lösung wurde bei –72°C 7 Minuten lang gerührt und dann mit einer Lösung von [1R-(1α,3aβ,7aα)]Octahydro-7a-methyl-1-[1-[4-methyl-4-[(trimethylsilyl)oxy]-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-on (0,18 g, 0,5 mmol) [hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben] in wasserfreiem Tetrahydrofuran (4,0 ml) versetzt. Nach 3 Stunden wurde die Reaktionsmischung mit einer 1 : 1-Mischung von 2 n Rochelle-Salzlösung und 2 n Kaliumbicarbonatlösung (10 ml) abgeschreckt. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und dann in Ethylacetat (100 ml) und eine 1 : 1-Mischung von Rochelle-Salzlösung und 2 n Kaliumbicarbo natlösung (50 ml) gegossen. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wässrige Phase mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, was 0,89 g Rückstand ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf Silicagel mit 5% Ethylacetat-Hexan als Elutionsmittel ergab ein Trisilylzwischenprodukt (0,34 g), das direkt in der nächsten Stufe verwendet wurde.
Stufe 2
Eine Lösung des Trisilylzwischenprodukts (0,33 g, 0,455 mmol) [hergestellt, wie in Stufe 1 oben beschrieben] und Tetrabutylammoniumfluorid (3,3 ml, 3,3 mmol, 1,0 M Lösung in Tetrahydrofuran) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (3,3 ml) wurde bei Raumtemperatur und unter Argonatmosphäre gerührt. Nach 17 Stunden wurde die Reaktionsmischung mit Wasser (10 ml) verdünnt. Nach 10 Minuten wurde die Reaktionsmischung in eine 1 : 1-Mischung von Kochsalzlösung und Wasser gegossen und die organische Phase gesammelt. Die wässrige Phase wurde wieder mit Ethylacetat extrahiert und die vereinigten organischen Extrakte wurden mit Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, was 0,19 g eines Gummis ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule mit Ethylacetat als Elutionsmittel ergab 0,144 g eines farblosen Rückstandes, der in wasserfreiem Methylformiat (5 ml) gelöst und durch ein 0,45-μm-Filter filtriert wurde. Das Filtrat wurde bei 40°C eingedampft und der Rückstand 4 Stunden lang im Hochvakuum (0,2 mmHg) gehalten, was 1,25-Dihydroxy-23-in-20,21,28-cyclopropylcholecalciferol (0,13 g) als farblosen Schaum ergab:
[α]²⁵ _D = – (EtOH, c = 0,38);
λ_max (MeOH) 264 (ε = 16859), 248 (sh, 15198), 212 (ε = 15127);
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,26 (2H, m), 0,41 (1H, m), 0,56 (1H, m), 0,59 (3H, s), 1,1 (1H, m), 1,40–1,49 (8H, m), 1,50 (6H, s), 1,70 (2H, m), 1,84 (1H, s, OH), 1,96 (1H, m), 2,0 (4H, m), 2,05 (1H, d, J = 17 Hz), 2,31 (1H, m), 2,60 (1H, d, J = 17 Hz), 2,61 (1H, m), 2,80 (1H, m), 4,23 (1H, br s), 4,42 (1H, br s), 4,99 (1H, s), 5,33 (1H, s), 5,98 (1H, d, J = 11 Hz), 6,37 (1H, d, J = 11 Hz);
MS (FAB) m/z 424 (M⁺ 52).
Beispiel 3 1,25-Dihydroxy-23-in-20,21,28-cyclopropyl-l9-norcholecalciferol
Stufe 1
n-Butyllithium (0,55 ml, 0,81 mmol, 1,6 M Lösung in Hexan) wurde zu einer Lösung von [3R-(3α,5β,Z)-3,5-Bis[[1,1-dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]cyclohexyliden]ethyl]diphenylphosphinoxid (0,51 g, 0,79 mmol) (siehe K. L. Perlman et al., Tetr. Lett., 32: 7663–7666 (1991)) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5,0 ml) bei – unter Argonatmosphäre zugegeben. Die entstehende tiefrote Lösung wurde bei –68°C 10 Minuten lang gerührt und dann mit einer Lösung von [1R-(1α,3aβ,7aα)]-Octahydro-7a-methyl-1-[1-[4-methyl-4-[trimethylsilyloxy]-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-on (0,18 g, 0,5 mmol) [hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben] in wasserfreiem Tetrahydrofuran (4,0 ml) versetzt. Die Reaktionsmischung wurde bei –78°C 4 Stunden lang gerührt und dann auf 20°C erwärmen gelassen und mit einer 1 : 1-Mischung von 1 n Rochelle-Salzlösung und 1 n Kaliumbicarbonatlösung (10 ml) abgeschreckt. Nach 10 Minuten wurde die Reaktionsmischung in Ethylacetat (100 ml) und eine 1 : 1-Mischung von 1 n Rochelle-Salzlösung und 1 n Kaliumbicarbonatlösung (50 ml) gegossen. Die organische Phase wurde gesammelt und die wässrige Phase wieder mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, was 0,59 g eines Gummis ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule mit 5% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab das Trisilylzwischenprodukt (0,31 g), das in der nächsten Stufe ohne weitere Reinigung verwendet wurde.
Stufe 2
Das Trisilylzwischenprodukt (0,30 g, 0,42 mmol) [hergestellt, wie in Stufe 1 oben beschrieben] wurde in wasserfreiem Tetrahydrofuran (3,0 ml) gelöst und mit Tetrabutylammoniumfluorid (3,5 ml, 3,5 mmol, 1 M Lösung in Tetrahydrofuran) versetzt. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur unter Argonatmosphäre 48 Stunden lang gerührt, dann mit Wasser (10 ml) verdünnt und weitere 10 Minuten lang gerührt. Die Reaktionsmischung wurde dann in Ethylacetat (75 ml) und eine 1 : 1-Mischung von Kochsalzlösung/Wasser (50 ml) gegossen. Die organische Phase wurde gesammelt und die wässrige Phase wieder mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, was 0,24 g Rückstand ergab. Die Reinigung des Rückstandes mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule unter Verwendung von Ethylacetat als Elutionsmittel ergab ein rohes Produkt, das in Methylformiat (5,0 ml) gelöst und durch ein 0,45 μm-Filter filtriert wurde. Die organischen Bestandteile wurden verdampft und der Rückstand im Hochvakuum (0,2 Torr) bei Raumtemperatur 5 Stunden lang getrocknet, was 1,25-Dihydroxy-23-in-20,21,28-cyclopropyl-l9-nor-cholecalciferol (0,15 g) als farblosen Schaum ergab.
[α]²³ _D = +52,3° (EtOH, c = 0,45);
λ_max (MeOH) 261 (ε = 25929), 251 (ε = 38263), 243 (ε = 22011), 227 (sh, ε = 13396);
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,28 (2H, m), 0,40 (1H, m), 0,55 (1H, m), 0,58 (3H, s), 1,11 (1H, m), 1,40–1,48 (2H, m), 1,50 (6H, s), 1,55–1,60 (5H, m), 1,68 (2H, m), 1,80 (2H, m), 1,90–2,05 (4H, m), 2,10 (1H, d, J = 17 Hz), 2,20 (2H, m), 2,50 (1H, d, J = 16 Hz), 2,60 (1H, d, J = 17 Hz), 4,06 (1H, br s), 4,11 (1H, br s), 5,82 (1H, d, J = 11 Hz), 6,30 (1H, d, J = 11 Hz);
MS (FAB) m/z 412 (M⁺).
Beispiel 4 [(1R-(1α,3aβ,7aα)]Octahydro-7a-methyl-1-[1-[5,5,5-trifluor-4-hydroxy-4-(trifluormethyl)-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-on
Stufe 1
n-Butyllithium (7,5 ml, 12 mmol, 1,6 M Lösung in Hexan) wurde zu einer Lösung von [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)][(1,1-dimethylethyl)dimethyl[[octahydro-7a-methyl-1-[1-(2-propinyl)cyclopropyl]-1H-inden-4-yl]oxy]silan (2,36 g, 6,25 mmol), [hergestellt, wie in Beispiel 1, Stufe 4 beschrieben] in wasserfreiem Tetrahydrofuran (25 ml) bei –70°C zugegeben. Nach 45 Minuten wurde Hexafluoraceton (5,8 ml, 100 mmol), das in einem Zugabetrichter, der mit einem Trockeneiskühler versehen war, kondensiert worden war, zugegeben und das Rühren fortgesetzt. Nach 1,5 Stunden wurde die Reaktionsmischung mit einer 2 n Rochelle-Salzlösung (20 ml) abgeschreckt, die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur erwärmen gelassen und dann in ei ne Mischung aus Ethylacetat (125 ml) und 50% Kochsalzlösung (75 ml) gegossen. Die organische Phase wurde abgetrennt und mit Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt, was 5,8 g eines farblosen Gummis ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule unter Verwendung von 15% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab [1R-(1α,3aβ,7aα)]-5-[1-[4-[[1,1-dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]octahydro-7a-methyl-1H-inden-1-yl]cyclopropyl]-1,1,1-trifluor-2-(trifluormethyl)-3-pentin-2-ol (3,6 g) als farbloses Öl:
[α]²⁵ _D = +7,69° (EtOH, c = 4,0);
IR (CHCl₃): 3588, 2241 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ –0,04 (6H, s), 0,19 (1H, m), 0,28 (1H, m), 0,36 (1H, m), 0,70 (1H, m), 0,86 (9H, s), 0,93 (3H, s), 1,00 (1H, q, J = 11 Hz), 1,2–1,59 (7H, m), 1,64–1,92 (4H, m), 2,06 (1H, d, J = 17 Hz), 2,75 (1H, d, J = 17 Hz), 3,13 (1H, s, OH), 3,96 (1H, s);
MS m/z: 512 (M⁺, 18);
Analyse berechnet für C₂₅H₃₈F₆O₂Si
C 58,57; H 7,47; F 22,24; Si 5,48.
Gefunden: C 58,39; H 7,57; F 22,34; Si 5,41.
Stufe 2
Fluorkieselsäure (6,0 ml, 30%ige wässrige Lösung hergestellt, wie bei A. S. Pilcher und P. DeShong, J. Org. Chem., 58, 5130 (1993) beschrieben) wurde zu einer Lösung von [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]-5-[1-[4-[[1,1-dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]octahydro-7a-methyl-1H-inden-1-yl]cyclopropyl]-1,1,1-trifluor-2-(trifluormethyl)-3-pentin-1-ol (1,24 g, 2,40 mmol) [hergestellt wie in Stufe 1 oben beschrieben] in Acetonitril (18 ml) zugegeben und die Reaktionsmischung bei Raumtemperatur unter Argonatmosphäre gerührt. Nach 2,5 h wurde die Reaktionsmischung in eine Mischung aus Ethylacetat (100 ml) und gesättigtem Natriumbicarbonat (50 ml) gegossen. Die organische Phase wurde abgetrennt und mit Kochsalzlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt, was 0,9 g eines teilweise kristallinen Feststoffs ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule unter Verwendung von 25% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]Octahydro-7a-methyl-1-[1-[5,5,5-trifluor-4-hydroxy-4-(trifluormethyl)-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-ol als kristallinen Feststoff (0,65 g): Schmelzpunkt: 96–97°C;
[α]²⁵ _D = 25,39° (EtOH, c = 0,957);
IR (CHCl₃): 3590, 2266, 2241 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,22 (1H, m), 0,32 (1H, m), 0,42 (1H, m), 0,71 (1H, m), 0,98 (3H, s), 1,04 (1H, m), 1,26–1,33 (2H, m), 1,40–1,60 (6H, m), 1,84–1,98 (4H, m), 2,01 (1H, d, J = 17 Hz), 2,76 (1H, d, J = 17 Hz), 3,86 (1H, s, OH), 4,08 (1H, s);
MS m/z: 397 (M⁺-H);
Analyse berechnet für C₁₉H₂₄F₆O₂:
C 57,28; H 6,07; F 28,61;
Gefunden: C 57,34; H 5,97; F 28,66.
Stufe 3
Zu einer gerührten Lösung von [1R-(1α,3aβ,4α,7aα)]Octahydro-7a-methyl-1-[5,5,5-trifluor-4-hydroxy-4-(trifluormethyl)-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-ol (0,66 g, 1,65 mmol) [hergestellt in Stufe 2 oben] in Methylenchlorid (14 ml) wurde Pyridiniumdichromat (4,0 g, 10,63 mmol) zugegeben und die Reaktionsmischung bei Raumtemperatur 4 Stunden lang gerührt. Eine weitere Menge an Pyridiniumdichromat (0,5 g, 1,32 mmol) wurde zugegeben und das Rühren 30 Minuten lang fortgesetzt. Diethylether (25 ml) wurde zugegeben und die Reaktionsmischung über ein Celitekissen filtriert und das Celitekissen dann mit Diethylether gewaschen. Die vereinigten Filtrat- und Waschlösungen wurden mit 1 n Kaliumbicarbonat (100 ml) und anschließend einer 1 : 1-Mischung von Kochsalzlösung/Wasser gewaschen. Die wässrigen Waschlösungen wurden mit Ethylacetat rückextrahiert und die vereinigten organischen Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt, was 0,64 g eines teilweise kristallinen Materials ergab. Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule mit 25% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab [(1R-(1α,3aβ,7aα)]Octahydro-7a-methyl-1-[1-[5,5,5-trifluor-4-hydroxy-4-(trifluormethyl)-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-on (0,56 g, 86%) in Form farbloser Kristalle. Die Kristallisation von 65 mg des Produkts aus 50% Ether in Hexan ergab [(1R-(1α,3aβ,7aα)Octahydro-7a-methyl-1-[1-[5,5,5-trifluor-4-hydroxy-4-(trifluormethyl)-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-on (51 mg) als farblose Nadeln:
Schmelzpunkt: 145–146°C;
[α]²⁶D = –8,52° (EtOH, c = 0,704);
IR (CHCl₃): 3588, 2268, 2242 und 1707 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,30 (1H, m), 0,38 (1H, m), 0,45 (1H, m), 0,68 (3H, s), 1,13 (1H, q, J = 14 Hz), 1,55 (2H, m), 1,73 (2H, m), 1,95 (1H, m), 2,11–2,31 (4H, m), 2,13 (1H, d, J = 17 Hz), 2,50 (1H, m), 2,75 (1H, d, J = 17 Hz), 3,88 (1H, s, OH);
MS m/z: 396;
Analyse berechnet für C₁₉H₂₂F₆O₂:
C 57,47; H 5,59; F 28,76;
Gefunden: C 57,60; H 5,65; F 28,66.
Beispiel 5 1,25-Dihydroxy-23-in-26,27-hexafluor-20,21,28- cyclopropylcholecalciferol
Stufe 1
n-Butyllithium (0,52 ml, 0,81 mmol, 1,6 M Lösung in Hexan) wurde zu einer gerührten Lösung von [3S-(1Z,3α,5β]-[2-[3,5-Bis[[1,1-dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]-2-methylencyclohexyliden]ethyl]diphenylphosphinoxid (0,475 g, 0,81 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5,0 ml) bei –78°C zugegeben. Die entstehende tiefrote Lösung wurde bei –78°C unter Argon 8 Minuten lang gerührt und dann mit einer Lösung von [1R-(1α,3aβ,7aα)]Octahydro-7a-methyl-1-[1-[5,5,5-trifluor-4-hydroxy-4-(trifluormethyl)-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-on (0,16 g, 0,4 mmol) [hergestellt wie in Beispiel 4 beschrieben] in wasserfreiem Tetrahydrofuran (2,0 ml) versetzt. Nach 3 h wurde die Reaktionsmischung auf 10°C erwärmen gelassen und dann mit einer 1 : 1-Mischung von 1 n Rochelle-Salzlösung und 1 n Kaliumbicarbonatlösung (10 ml) abgeschreckt. Nach 10 min wurde die Reaktionsmischung in Ethylacetat (100 ml) und eine 1 : 1-Mischung von 1 n Rochelle-Salzlösung und 1 n Kaliumbicarbonatlösung (50 ml) gegossen. Die organische Phase wurde gesammelt und die wässrige Phase mit Ethylacetat wieder extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet und ein gedampft, was 0,55 g eines Gummis ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule mit 20% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab 0,15 g des Trisilylzwischenprodukts als farblosen Gummi, der ohne weitere Reinigung in der nächsten Stufe verwendet wurde.
Stufe 2
Tetrabutylammoniumfluorid (2,5 ml, 2,5 mmol, 1 M Lösung in Tetrahydrofuran) wurde zu einer Lösung des Trisilylzwischenprodukts (0,145 g, 0,19 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (3,0 ml) zugegeben und die Reaktionsmischung bei Raumtemperatur unter Argonatmosphäre gerührt. Nach 19 Stunden wurde die Reaktionsmischung mit Wasser (10 ml) verdünnt, weitere 10 min lang gerührt und dann in eine Mischung aus Ethylacetat (75 ml) und einer 1 : 1-Mischung von Kochsalzlösung/Wasser (50 ml) gegossen. Die organische Phase wurde gesammelt und die wässrige Phase wieder mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft, was 0,16 g Rückstand ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule mit Ethylacetat als Elutionsmittel ergab einen Feststoff, der in Methylformiat (2,0 ml) gelöst wurde und durch ein 0,45 μm Filter filtriert wurde. Das Filtrat wurde bei 40°C eingedampft und bei Raumtemperatur 6 Stunden lang im Hochvakuum gehalten, was 1,25-Dihydroxy-23-in-26,27-hexafluor-20,21,28-cyclopropylcholecalciferol (93 mg) als farblosen Schaum ergab:
[α]_D ²⁵ = –1,12 (EtOH, c = 0,50);
λmax (MeOH) 264 (ε = 16762), 247 (sh, ε = 14746), 213 (ε = 13727);
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,28 (1H, m), 0,35 (1H, , 0 41 (1H, m), 0,59 (3H, s), 0,64 (1H, m), 1,09 (1H, m), 1,40–1,60 (7H, m), 1,65–1,78 (2H, m), 1,90–2,05 (5H, m), 2,18 (2H, d, J = 17 Hz), 2,31 (1H, dd, J = 14,7 Hz), 2,63 (1H, d, J = 14 Hz), 2,73 (1H, d, J = 17 Hz), 2,85 (1H, m), 3,45 (1H, s, OH), 4,23 (1H, brs), 4,43 (1H, brs), 5,00 (1H, s), 5,32 (1H, s), 6,00 (1H, d, J = 11 Hz), 6,37 (1H, d, J = 11 Hz);
MS (FAB) m/z 532 (M⁺50).
Beispiel 6 1,25-Dihydroxy-23-in-26,27-hexafluor-20,21,28-cyclopropyl-19-nor-cholecalciferol
Stufe 1
n-Butyllithium (0,5 ml, 0,80 mmol, 1,6 M Lösung in Hexan) wurde zu einer gerührten Lösung von [3R-(3α,5β,Z)-3,5-Bis[[1,1-dimethylethyl)dimethylsilyl]oxy]cyclohexyliden]ethyl]diphenylphosphinoxid (0,45 g, 0,79 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (5,0 ml) bei –78°C zugegeben. Die entstehende tiefrote Lösung wurde bei –78°C unter Argon 8 Minuten lang gerührt und dann mit einer Lösung von [1R-(1α,3aβ,7aα)]Octahydro-7a-methyl-1-[5,5,5-trifluor-4-hydroxy-4-(trifluormethyl)-2-pentinyl]cyclopropyl]-4H-inden-4-on (0,16 g, 0,40 mmol) [hergestellt wie in Beispiel 4 oben beschrieben] in wasserfreiem Tetrahydrofuran (3,0 ml) versetzt. Die Reaktionsmischung wurde 3 h lang bei –78°C gerührt, dann auf 10°C erwärmen gelassen und mit einer 1 : 1-Mischung von 1 n Rochelle-Salzlösung und 1 n Kaliumbicarbonatlösung (10 ml) abgeschreckt. Nach 10 min wurde die Reaktionsmischung in Ethylacetat (100 ml) und eine 1 : 1-Mischung von 1 n Rochelle-Salzlösung und 1 n Kaliumbicarbonatlösung (50 ml) gegossen.
Die organische Phase wurde gesammelt und die wässrige Phase wieder mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt, was 0,54 g Rückstand ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule mit 20% Ethylacetat in Hexan als Elutionsmittel ergab 0,15 g des Trisilylzwischenprodukts als farblosen Gummi, der ohne weitere Reinigung in der nächsten Stufe verwendet wurde.
Stufe 2
Tetrabutylammoniumfluorid (2,5 ml, 2,5 mmol, 1 M Lösung in Tetrahydrofuran) wurde zu einer Lösung des obigen Trisilylzwischenprodukts (0,15 g, 0,20 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (3,0 ml) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde unter Argon bei Raumtemperatur 40 Stunden lang gerührt, dann mit Wasser (10 ml) verdünnt und in Ethylacetat (75 ml) und eine 1 : 1-Mischung von Kochsalzlösung/Wasser (50 ml) gegossen. Die organische Phase wurde gesammelt und die wässrige Phase wieder mit Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt, was 0,10 g rohes Produkt ergab. Die Reinigung mit Flash-Chromatographie auf einer Silicagelsäule mit Ethylacetat als Elutionsmittel ergab einen Rückstand, der in Methylformiat (5,0 ml) gelöst wurde, durch ein 0.,45 μm Filter filtriert wurde. Das Filtrat wurde bei 40°C eingeengt und im Hochvakuum (0,2 Torr) bei Raumtemperatur 6 Stunden lang getrocknet, was 1,25-Dihydroxy-23-in-26,27-hexafluor-20,21,28-cyclopropyl-l9-nor-cholecalciferol (95 mg) als farblosen Schaum ergab:
[α]_D ²³ = +36,20° (EtOH, c = 0,32);
λmax (MeOH) 243 (ε = 31322), 251 (ε = 37316), 260 (ε = 25430) nm;
IR (CHCl₃): 3603, 2242 cm^–1;
¹H-NMR (CDCl₃): δ 0,28 (1H, m), 0,35 (1H, m), 0,42 (1H, m), 0,60 (3H, s), 0,65 (1H, m), 1,10 (1H, m), 1,40–1,72 (9H, m), 1,80 (1H, m), 1,97 (4H, m), 2,19 (1H, d, J = 17 Hz), 2,49 (1H, m), 2,72 (1H, d, J = 17 Hz), 2,75 (2H, m), 3,40 (1H, br s OH), 4,05 (1H, br s), 4,12 (1H, br s), 5,82 (1H, d, J = 11 Hz), 6,30 (1H, d, J = 11 Hz);
MS (FAB) m/z 520 (M⁺80).
Beispiel 7
Knochenanabolismus bei der Ratte
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind wirksamer als 1,25-Dihydroxy-Vitamin D₃ beim Knochenaufbau und induzieren keine Hyperkalziurie, Nephrotoxizität oder Hyperkalzämie bei therapeutisch wirksamen Dosen. Dies würde wie folgt gezeigt: Drei Monate alten Ratten wird der Eierstock entfernt (Ovx) und entweder 1,25-Dihydroxy-Vitamin D₃ (Vitamin D in Tabelle) oder eine der Verbindungen der vorliegenden Erfindung einmal am Tag in das Maul verabreicht, beginnend 3 Wochen nach der Eierstockentfernung und fortgesetzt bis zum Töten 6 Wochen nach der Eierstockentfernung. Kontrollgruppen, sowohl simuliert (Ratten, denen die Eierstöcke nicht entfernt waren) als auch Ovx, erhielten nur Träger. Blut- und Urinproben wurden zweimal gesammelt, 4 Wochen nach der Eierstockentfernung und wiederum zum 6-Wochen-Zeitpunkt und die Menge an Serum- und Urincalcium wurde bestimmt. Das endgültige Femoralcalcium wurde bestimmt nach dem Töten 6 Wochen nach der Eierstockentfernung.
Die Knochenmineraldichte des rechten Femurs wurde bestimmt unter Verwendung einer High-Resolution-Software auf einem QDR-1000W-Bone Densitometer^TM (Hologic, Walthan, MA). Die Tiere wurden gescannt, indem sie auf dem Rücken liegend auf einen Scan-Block gebracht wurden, so, dass die rechte Pfote im rechten Winkel zum Körper war und die Tibien senkrecht zum Femur waren.
Der Anstieg der Knochenmineraldichte und die Menge an Calcium im Urin und im Serum für einige der erfindungsgemäßen Verbindungen in diesem Test sind in der Tabelle unten angegeben:
Beispiel 8
Zellproliferationstest bei MCF-7-Brustkrebszellen
MCF-7-Zellen sind menschliche Mammakarzinomzellen, die für Östrogenrezeptoren positiv sind. Die potenzielle Aktivität von Vitamin-D₃-Analoga gegen Brustkrebs wurde untersucht durch die Hemmung der Proliferation von MCF-7-Zellen in Kultur.
MCF-7-Zellen wurden mit 9.000 Zellen/Napf in 24-Napfplatten plattiert und bei 37°C in 5% CO₂/95% Luft in Dulbecco's modifiziertem Eagle-Medium, das 10% fötales Rinderserum, 700 nM Insulin, 2 mM Glutamin, 0,1 mM MEM nicht essenzielle Aminosäuren und 1 mM Natriumpyruvat enthielt, inkubiert. Vorrats lösungen von Vitamin-D₃-Analoga wurden vorbereitet mit einer Konzentration von 10 mM in absolutem Ethanol und bei –20°C unter Argon aufbewahrt. 4 Tage nach dem Ausplattieren wurde die Anzahl von MCF-7 gezählt, indem das Medium in 8 Näpfen entfernt wurde, die Zellen mit 0,5 ml PBS ohne Ca/Mg gespült wurden und dann die Zellen mit 0,3 ml Trypsin-EDTA inkubiert wurden. Nach 15 Minuten wurde die Trypsinisierung gestoppt durch Zugabe von 0,3 ml Medium. Aliquots mit 0,2 ml wurden aus jedem Napf in Verdünnungsgläschen überführt, die 10 ml isotonische Lösung enthielten und die Anzahl der Zellen wurde an einem Coulter-Counter^TM (Coulter, Miami, FL) gezählt.
MCF-7-Zellen in den verbleibenden Näpfen wurden wieder entweder mit Kontrollmedium oder Medium, das verschiedene Konzentrationen des Vitamin-D₃-Analogons enthielt, gefüttert. Nach weiteren 7 Tagen Kultur wurde die Anzahl der MCF-7-Zellen in jedem Napf untersucht, indem das Medium entfernt wurde, die Zellen mit 0,5 ml PBS ohne Ca/Mg gespült wurden und dann die Zellen mit 0,5 ml Trypsin-EDTA 15 Minuten lang inkubiert wurden. Die Trypsinisierung wurde gestoppt durch Zugabe von 0,5 ml Medium und 0,1 ml Aliquot aus jedem Napf wurden überführt in Verdünnungsgläschen, die 10 ml Isoton enthielten und die Anzahl der Zellen wurde an einem Coulter-Counter^TM gezählt.
Die Antizellproliferationsaktivitäten (ausgedrückt als IC₅₀, die Konzentration, die 50% Reduktion des MCF-7-Zellwachstums in Kultur verursacht) einiger Verbindungen der Erfindung und von 1,25-Dihydroxycholecalciferol als Vergleich waren wie folgt:
Die Ergebnisse des obigen Tests zeigen, dass erfindungsgemäße Verbindungen wirksamer sind als 1,25-Dihydroxycholecalciferol bei der Hemmung von MCF-7-Brustzellwachstum in Kultur.
Beispiel 9
Zellproliferationstest bei ZR-75-Brustkrebszellen
ZR-75-Zellen sind menschliche Mammakarzinomzellen, die für Östrogenrezeptoren positiv sind. Die potenzielle Aktivität von Vitamin-D₃-Analoga gegen Brustkrebs wurde untersucht durch Hemmung der Proliferation von ZR-75-Zellen in Kultur.
ZR-75-Zellen wurden mit 12.500 Zellen pro Napf in 24-Napfplatten plattiert und bei 37°C und 5% CO₂/95% Luft in RPMI-Medium, das 10% fötales Rinderserum und 2 mM L-Glutamin enthielt, inkubiert. Vorratslösungen von Vitamin-D₃-Analoga wurden vorbereitet in einer Konzentration von 10 mM in absolutem Ethanol und unter Argon bei –20°C aufbewahrt. Einen Tag nach dem Plattieren, wurden die ZR-75-Zellen entweder mit Kontrollmedium, oder Medium, das verschiedene Konzentrationen des Vitamin-D₃-Analogons enthielt, wieder gefüttert. Nach weiteren 10 Tagen Kultur wurde die Anzahl von ZR-75-Zellen in jedem Napf untersucht durch Reduktion des Farbstoffs MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid), wie von F. Denizot und R. Lang, J. Immunological Methods, Bd. 89: 271–277 (1986) beschrieben. MTT wurde zu jedem Napf auf eine Endkonzentration von 1 mg/ml zugegeben und die Zellen wurden weitere 3 Stunden lang inkubiert, wonach reduziertes MTT extrahiert wurde unter Verwendung von 95% Ethanol und die optische Dichte bei einer Wellenlänge von 570 nm bestimmt wurde.
Für jedes Vitamin-D3-Analogon wurde der IC₅₀-Wert bestimmt aus einem Diagramm, in dem die optische Dichte bei 570 nm gegen die verwendete Konzentration aufgetragen war.
Die Antizellproliferationsaktivitäten (ausgedrückt als IC₅₀, die Konzentration des Vitamin-D₃-Analogons, die der halbmaximalen Reduktion entspricht bei 570 nm Extinktion) einiger Verbindungen der Erfindung und von 1,25-Dihydroxycholecalciferol als Vergleich waren wie folgt:
Die Ergebnisse des obigen Tests zeigen, dass erfindungsgemäße Verbindungen wirksamer sind als 1,25-Dihydroxy-cholecalciferol bei der Hemmung des Wachstums von ZR-75-Brustzellen in Kultur.
Beispiel 10
Wirkung von Vitamin-D₃-Analoga auf den sekundären Hyperparathyreoidismus bei dem Rattenmodell mit Niereninsuffizienz
Die das Parathormon unterdrückende Aktivität von Vitamin-D₃-Analoga der Erfindung wurde bei Ratten mit sekundärem Hyperparathyreoidismus aufgrund von Nierenversagen gezeigt unter Verwendung des durch 7/8-Nephrektomie induzierten Rattenmodells für Nierenversagen (Kidney International, M. Fukugawa et al., 39: 874–881 (1991).
Testmaterialien:
Verbindung der Formel (I)
1,25(OH)₂-Vitamin D₃ (Kontrolle)
Träger – Myglyol 812
Weibliche Sprague-Dawley-Ratten wurden anästhesiert, die rechte Niere entfernt und zwei bis drei Zweige der linken Nierenarterie ligiert, um eine 7/8-Nephrektomie zu erreichen. Sie erhielten eine Diät mit hohem Phosphoranteil (0,6% Ca und 0,8 Phosphor). Ungefähr 3 bis 6 Wochen nach dem chirurgischen Eingriff wurde den Ratten Blut entnommen, um die Serum-PTH-Pegel zu screenen und Ratten mit PTH-Pegeln zwischen 100 und 500 pg/ml wurden für die Untersuchung ausgewählt.
Es gab eine Vorblutentnahme (T = 0) und jede Gruppe erhielt 7 Tage lang durch Mundspülung entweder die Verbindung der Formel (I) (0,1 μg/kg/Tag), Träger als Kontrolle oder 1,25(OH)₂-Vitamin D₃ als positive Kontrolle. Die Verbindungen wurden in Ethanol vorgelöst und mit Träger (Myglyol 812) verdünnt und anschließend das Ethanol verdampft.
Nach dem letzten Tag der Dosierung wurde den Tieren wieder Blut abgenommen (T = 1) und sie wurden getötet. Die Serum-PTH-Tests erfolgten mit dem Nichols-Institute-Diagnostic-Kit #40-2240. Die Serumcalciumtests erfolgten mit Sigma Diagnostic Kit #587 mit o-Kresophthalein. Die Serumcreatinintests erfolgten mit Sigma Diagnostic Kit #1600-320 mit Ammoniummolybdat.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Verbindungen der Formel (I) wirksamer sind als 1,25(OH)₂-Vitamin D₃ bei der Unterdrückung von erhöhten Pegeln des Parathormons.
Beispiel 11
Orale Dosierungsform als Weichgelatinekapsel
Eine Kapsel für die orale Verabreichung wird formuliert unter Stickstoff in bernsteinfarbigem Licht aus 0,01 bis 25,0 mg einer der Verbindungen der vorliegenden Erfindung in 150 mg fraktioniertem Kokosnussöl mit 0,015 mg butyliertem Hydroxytoluol (BHT) und 0,015 mg butyliertem Hydroxyanisol (BHA), und in eine Weichgelatinekapsel gefüllt.

Claims

Verbindung ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen der Formel (I)
worin X Wasserstoff oder =CH₂ ist; R¹ und R² zusammen mit C20 einen (C₃-C₆)-Cycloalkyl- oder (C₃-C₆)-Cyclofluoralkylrest bilden; R³ und R⁴ unabhängig voneinander (C₁-C₄)-Alkyl- oder (C₁-C₄)-Fluoralkylreste sind oder R³ und R⁴ zusammen mit C25 einen (C₃-C₉)-Cycloalkyl- oder C₃-C₉-Cyclofluoralkylrest bilden; A eine Einfachbindung ist und B eine Dreifachbindung ist.
Verbindungen nach Anspruch 1, worin R¹ und R² zusammen mit C20 einen (C₃-C₆)-Cycloalkylrest bilden; R³ und R⁴ unabhängig voneinander (C₁-C₄)-Alkyl- oder (C₁-C₄)-Fluoralkylreste sind und X =CH₂ ist.
Verbindungen nach Anspruch 2, ausgewählt aus 1,25-Dihydroxy-23-in-20,21,28-cyclopropylcholecalciferol und 1,25-Dihydroxy-23-in-26,27-hexafluor-20,21,28-cyclopropylcholecalciferol.
Verbindungen nach Anspruch 1, worin R¹ und R² zusammen mit C20 einen (C₃-C₆)-Cycloalkylrest bilden; R³ und R⁴ unabhängig voneinander (C₁-C₄)-Alkyl- oder (C₁-C₄)-Fluoralkylreste sind und X Wasserstoff ist.
Verbindungen nach Anspruch 4, ausgewählt aus 1,25-Dihydroxy-23-in-20,21,28-cyclopropyl-19-norcholecalciferol und 1,25-Dihydroxy-23-in-26,27-hexafluor-20,21,28-cyclopropyl-19-norcholecalciferol.
Verwendung einer Verbindung der Formel (I) nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Osteoporose.
Verwendung einer Verbindung der Formel (I) nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von sekundärem Hyperparathyreoidismus.
Pharmazeutische Zusammensetzung enthaltend eine Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.