JP4471653B2 - ホルモン作用を有する17α−ヒドロキシ−14β−ステロイド - Google Patents

ホルモン作用を有する17α−ヒドロキシ−14β−ステロイド Download PDF

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Description

本発明は、新規な17α−ヒドロキシ−14β−ステロイド化合物、およびアンドロゲン関連治療におけるそれらの使用に関する。
アンドロゲン関連治療に使用するためのステロイド化合物は、例えば、米国特許第3,338,925号およびJacquesyら、Bull Soc Chim France 第5巻;1975年:2281〜2288頁の開示から知られている。これらの刊行物では、17α−ヒドロキシ−14βの立体配置を有する19−ノル−アンドロスタン誘導体が開示されている。そうした化合物はホルモン作用のために使用することができ、それらの中の幾つかは、更に具体的にはアンドロゲン作用のために使用することができる。後者の作用は、テストステロン欠乏症を改善するための治療または避妊目的で男性を不妊にするための治療において狙いにしているものである。重要なことは、そうした化合物が経口投与に使用可能であること、そして、作用の持続時間が十分に長いので、単位剤形中に活性化合物をそれほど多量に加えなくても済むようになることである。
本発明によれば、式Iで表される、かかるステロイドが利用可能になる。
Figure 0004471653
[式中、
は、O、(H,H)、(H,OH)、NOHであり、OHは場合によってはエーテル化またはエステル化されており、
およびRは、独立に水素または(C1−4)アルキルであり、RとRの少なくとも一方は(C1−4)アルキルであり、
は、水素または(C1−15)アシルである]
これらの化合物は、高いアンドロゲン効力を有するだけでなく、肝臓での代謝に対する耐性も高いことが判っている。活性化合物への暴露が少ないことは、有害な作用の危険を軽減する上で重要である。この有用性は予想外であり、Heusserら、Helv Chim Acta 第22巻、1949年、1245〜1251頁の刊行物を参照しても、17α−ヒドロキシ−14β−テストステロンはアンドロゲン活性をもっていないことが報告されている。
アンドロゲン関連治療用の経口医薬に使用する上で特に好ましい特徴を示すのが、式I[式中、Rはオキソであり、RとRの少なくとも一方はメチルであり、他方は水素またはメチルである]で表される化合物である。本発明の特に好ましい化合物は、(7α,14β,16β,17α)−17−ヒドロキシ−7,16−ジメチルエストロ−4−エン−3−オンである。
式Iの定義で用いられる(C1−4)アルキルという用語は、1〜4個の炭素原子を有する分岐状または非分岐状のアルキル基を意味し、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチルおよび第三級ブチルが挙げられる。好ましいアルキル基はメチルおよびエチルである。
(C1−15)アシルという用語は、1〜15個の炭素原子を有するカルボン酸から誘導されるアシル基を意味し、例えばホルミル、アセチル、プロパノイル、ブチリル、2−メチルプロパノイル、ペンタノイル、ピバロイル、ヘキサノイルなどが挙げられる。また、この(C1−15)アシルという定義には、ジカルボン酸から誘導されるアシル基も含まれ、例えばヘミマロイル、ヘミサクシノイル、ヘミグルタロイルなどが挙げられる。ヘミサクシノイルが好ましい。
また、本発明は、医薬としての上記で記載した化合物にも関する。これらの化合物は、特に男性避妊および男性もしくは女性のホルモン補充療法において使用できる。一般に、そのような治療の目的は、動物やヒトなどの生物においてアンドロゲン作用を得ることである。したがって、本記載では、そのような治療をアンドロゲン関連治療(androgen−related treatment)と呼ぶ。したがって、本発明はまた、有効量の上記の化合物のいずれかを動物またはヒトに投与することによる、アンドロゲン作用のためのアンドロゲン刺激を必要とする動物またはヒトの治療方法に関する。更に詳細には、本発明は、男性または女性のヒトに有効量の上記の化合物のいずれかを投与することによる、アンドロゲン欠乏症の治療方法に関する。また、本発明は、アンドロゲン欠乏症を治療するための医薬を調製するための、上記の化合物のいずれかの使用である。本発明において、「アンドロゲン欠乏症(androgen insufficiency)」という用語は、例えば男性の性機能不全症の場合のように、男性または女性のテストステロンレベルが非常に低くなっているあらゆる種類の疾患、障害および症状に関するものであると理解すべきである。特に、本発明の化合物により治療しようとするアンドロゲン欠乏症は、ヒト男性が加齢により(この場合、本発明の化合物は男性用のホルモン補充療法に使用される)、または男性避妊を受けている場合に起こるテストステロンレベルの低下である。男性避妊では、本発明の化合物は、プロゲスターゲンやLHRH(黄体ホルモン放出ホルモン)などの不妊化剤(sterilitant)が定期的に、例えば毎日投与され、または単独で男性避妊用物質として使用される、男性のホルモン避妊法のレジメンの影響を中和するのに特に役立つ。
上記のアンドロゲンは、基本的に、当業者であれば利用可能なあらゆる適切な経路で投与できる。上記で示したように、経口投与が好ましく、最も好ましくは錠剤やカプセル剤など固形の単位製剤の形態である。本発明はまた、上記で記載した化合物と薬学的に許容される担体とを含む医薬製剤に関する。したがって、その担体は、固形の形態または液体の形態とすることができ、その製剤は、錠剤や経口用液剤(例えばカプセルに入れたもの)などの経口単位製剤とすることができる。そのような単位製剤を製造するための方法および組成物は当業者には十分に知られている。例えば、活性成分を含有する錠剤および丸剤を製造するための一般的な技法は、標準的な参考文献であるGennaroら、「Remington’s Pharmaceutical Sciences」(第18版、Mack Publishing Company、1990年、特にPart8:Pharmaceutical Preparations and Their Manufactureを参照)に記載されている。また、本化合物は、埋込み薬、パッチ、またはアンドロゲン組成物を持続放出させるための任意の他の適切な装置により投与することも可能である。
投与しようとする本発明の化合物またはその医薬組成物の投与量および投与レジメンは、勿論、達成しようとする治療効果に応じて決まり、投与経路、その医薬を投与しようとする個々の被験体の年齢および状態、ならびに/またはそれが使用される特定の避妊もしくはHRTのレジメンによって異なる。典型的な投与量は、0.001〜5mg/kg(体重)である。
本発明の化合物は、一般には有機化学の分野で、特にはステロイド化学の分野で知られている種々の方法により製造できる(例えば、Fried,J.ら、「Organic Reactions in Steroid Chemistry」、第IおよびII巻、Van Nostrand Reinhold Company、ニューヨーク、1972年を参照されたい)。
式I[式中、Rはオキソであり、RおよびRは先に示した意味を持ち、Rは水素である]の化合物の調製に好都合な出発物質は、例えば一般式IIの化合物であり、その合成はWO 00/53619に記載されている。
Figure 0004471653
本発明の化合物の1つの実施可能な合成経路は、式IIの化合物をC−16においてアルキル化することから出発するものであり、これにより、通常は16β−異性体が圧倒的または特異的に形成される(アルキル化反応については、例えば、Carey,F.A.,Sundberg,R.J.、「Advanced Organic Chemistry」、Part B:Reactions and Synthesis、第1章、Plenum Press、NY、1990年を参照されたい)。場合によっては、このC−16における立体化学は、脱プロトン化およびそれに続く加水分解により反転させることができる。必要な場合は、C−16でのアルキル化の後で、同一または別のアルキル化剤を用いて同じ位置で第2のアルキル化反応を行ってもよく、これにより16,16−ジアルキル化化合物が得られる。
C−17のカルボニル基は、NaBH、LiAlHまたは他の水素化物供与試薬を用いて還元され、それにより17α−ヒドロキシ化合物が圧倒的または特異的に形成される。
この16−置換(14β,17α)−3−メトキシエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オールをバーチ還元(Caine,D.、Org.Reactions 23、1頁、Wiley、ニューヨーク、1976年)し、最後にこの得られた2,5(10)−ジエンを加水分解して、本発明の16−置換(14β,17α)−17−ヒドロキシエストロ−4−エン−3−オン誘導体が得られる。
式中でRが(H,H)、(H,OH)またはNOHであり、OHが場合によってはエーテル化またはエステル化されている本発明の化合物は、式I[式中、Rはオキソである]の化合物から、当業界で知られている方法を用いて得られる。
以下、次の実施例に即して本発明を更に説明する。
(7α,14β,16β,17α)−17−ヒドロキシ−7,16−ジメチルエストロ−4−エン−3−オン
i)ビス(トリメチルシリル)アミドリチウム(55.5mmol)テトラヒドロフラン(96ml)溶液を−40℃に冷却した。(7α,14β)−3−メトキシ−7−メチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オン(WO 00/53619;15.0g)の無水テトラヒドロフラン(66ml)溶液を滴下し、反応混合物を45分間撹拌した。次に、−30℃にてヨードメタン(6.3ml)を添加し、撹拌を1時間にわたり継続した(−30<T −20℃)。この混合物を塩化アンモニウムの飽和水溶液に注ぎ、生成物を酢酸エチルに抽出した。1つに合わせた有機相を水および食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で濃縮して、(7α,14β,16β)−3−メトキシ−7,16−ジメチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オン(17.33g)を得た。この生成物を、更なる精製を行わずに次の工程で用いた。
ii)テトラヒドロフラン(19ml)、メタノール(9.5ml)および水(5.6ml)中の先の工程で得られた生成物(1.0g)の溶液を−7℃に冷却し、水素化ホウ素ナトリウム(0.35g)で処理した。0℃で1時間撹拌した後、追加の水素化ホウ素ナトリウム(0.35g)を添加し、撹拌を1時間にわたって継続した。この反応混合物を水に注ぎ、生成物を酢酸エチルに抽出した。1つに合わせた有機相を炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液および食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。カラムクロマトグラフィーにより、(7α,14β,16β,17α)−3−メトキシ−7,16−ジメチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オール(1.06g)が得られた。
iii)無水テトラヒドロフラン(34ml)中の先の工程で得られた生成物(0.98g)を、リチウム(2.15g)の液体アンモニア(244ml)溶液に添加し、−50℃に冷却した。この反応混合物を−50℃〜−40℃の温度で5時間撹拌した。エタノールを添加し、アンモニアを蒸発させた。水を添加し、生成物を酢酸エチルに抽出した。1つに合わせた有機相を水および食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で濃縮して、(7α,14β,16β,17α)−3−メトキシ−7,16−ジメチルエストラ−2,5(10)−ジエン−17−オール(1.03g)を得た。この生成物を、更なる精製を行わずに次の工程で用いた。
iv)先の工程で得られた生成物(1.03g)のアセトン(57ml)溶液を濃塩酸(2.9ml)で処理した。室温で2時間撹拌した後、この反応混合物を水に注いだ。生成物を酢酸エチルに抽出した。1つに合わせた有機相を炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液および食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。カラムクロマトグラフィーにより、(7α,14β,16β,17α)−17−ヒドロキシ−7,16−ジメチルエストロ−4−エン−3−オン(0.54g)が得られた:[α]D20=+98.0°(c=0.50、ジオキサン)。
(7α,14β,16α,17α)−17−ヒドロキシ−7,16−ジメチルエストロ−4−エン−3−オン
i)ビス(トリメチルシリル)アミドリチウム(29mmol)のテトラヒドロフラン(45ml)溶液を−40℃に冷却した。(7α,14β,16β)−3−メトキシ−7,16−ジメチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オン(実施例1、工程i;6.0g)の無水テトラヒドロフラン(24ml)溶液を滴下し、この反応混合物を1時間撹拌した。次に、それを塩化アンモニウムの飽和水溶液の添加により反応停止させ、生成物を酢酸エチルに抽出した。1つに合わせた有機相を塩化アンモニウムの飽和水溶液、水および食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で濃縮して、(7α,14β,16α)−3−メトキシ−7,16−ジメチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オン(6.82g)を得た。この生成物を、更なる精製を行わずに次の工程で用いた。
ii)実施例1のiiに記載されているものと同様の手順に従って、先の工程で得られた生成物(1.0g)を(7α,14β,16α,17α)−3−メトキシ−7,16−ジメチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オール(0.62g)に変換した。
iii)実施例1のiiiに記載されているものと同様の手順に従って、先の工程で得られた生成物(0.58g)を(7α,14β,16α,17α)−3−メトキシ−7,16−ジメチルエストラ−2,5(10)−ジエン−17−オール(0.59g)に変換した。
iv)実施例1のivに記載されているものと同様の手順に従って、先の工程で得られた生成物(0.59g)を(7α,14β,16α,17α)−17−ヒドロキシ−7,16−ジメチルエストロ−4−エン−3−オン(0.20g)に変換した:[α]D20=+91.3°(c=0.48、ジオキサン)。
(7α,14β,17α)−17−ヒドロキシ−7,16,16−トリメチルエストロ−4−エン−3−オン
i)実施例1のiに記載されているものと同様の手順に従って、(7α,14β,16β)−3−メトキシ−7,16−ジメチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オン(実施例1、工程i;6.0g)を(7α,14β)−3−メトキシ−7,16,16−トリメチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オン(5.99g)に変換した。
ii)実施例1のiiに記載されているものと同様の手順に従って、先の工程で得られた生成物(1.0g)を(7α,14β,17α)−3−メトキシ−7,16,16−トリメチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オール(0.39g)に変換した。
iii)実施例1のiiiに記載されているものと同様の手順に従って、先の工程で得られた生成物(0.32g)を(7α,14β,17α)−3−メトキシ−7,16,16−トリメチルエストラ−2,5(10)−ジエン−17−オール(0.38g)に変換した。
iv)実施例1のivに記載されているものと同様の手順に従って、先の工程で得られた生成物(0.38g)を(7α,14β,17α)−17−ヒドロキシ−7,16,16−トリメチルエストロ−4−エン−3−オン(0.10g)に変換した:[α]D20=+81.1°(c=0.55、ジオキサン)。
実施例1および3に記載されている手順と同様にして、(7α,14β)−3−メトキシ−7−メチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オン(WO 00/53619)を出発物質として用いて、次の生成物を製造した。
(a)(7α,14β,16β,17α)−16−エチル−17−ヒドロキシ−7−メチルエストロ−4−エン−3−オン、[α]D20=+109°(c=1.00、ジオキサン)
(b)(7α,14β,16β,17α)−16−エチル−17−ヒドロキシ−7,16−ジメチルエストロ−4−エン−3−オン、[α]D20=+89°(c=1.00、ジオキサン)[出発物質をヨードメタンでアルキル化し、続いてヨードエタンでアルキル化することによる]
(7α,14β,17α)−17−ヒドロキシ−7−メチルエストロ−4−エン−3−オン(参照化合物2)
i)4℃に冷却した(7α,14β)−3−メトキシ−7−メチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オン(WO 00/53619;2.8g)の無水エタノール(100ml)溶液を水素化ホウ素ナトリウム(0.70g)で処理した。1時間撹拌した後、追加の水素化ホウ素ナトリウム(0.35g)を添加し、撹拌を3時間にわたって継続した。酢酸水溶液(50%、10ml)を滴下し、この反応混合物を水に注いだ。生成物をジクロロメタンに抽出し、1つに合わせた有機相を炭酸水素ナトリウムの飽和水溶液および食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で濃縮して、(7α,14β,17α)−3−メトキシ−7−メチルエストラ−1,3,5(10)−トリエン−17−オール(2.93g)を得た。この生成物を、更なる精製を行わずに次の工程で用いた。
ii)実施例1のiiiに記載されているものと同様の手順に従って、先の工程で得られた生成物(3.40g)を(7α,14β,17α)−3−メトキシ−7−メチルエストラ−2,5(10)−ジエン−17−オール(3.50g)に変換した。
iii)実施例1のivに記載されているものと同様の手順に従って、先の工程で得られた生成物(3.30g)を(7α,14β,17α)−17−ヒドロキシ−7−メチルエストロ−4−エン−3−オン(1.50g)に変換した:m.p.148.5〜149.3℃、[α]D20=+102°(c=1.00、ジオキサン)。
アンドロゲン活性
本発明の化合物の、転写活性化を起こすことができるアンドロゲン活性は、ヒト・アンドロゲン受容体(hAR)ならびにマウス乳癌ウイルス(MMTV)およびルシフェラーゼ受容体遺伝子でトランスフェクトしたチャイニーズハムスター卵巣細胞(CHO)において測定し(インキュベーション時間は16時間、37℃の温度)、5α−ジヒドロテストステロンの活性[Schoonen,W.G.E.J.;de Ries,R.J.H.;Joosten,J.W.H.;Mathijssen−Mommers,G.J.W.;Kloosterboer,H.J.,Analyt.Biochem.261,222−224(1998)]と比較した。結果を表1にまとめて示す。
ヒト肝細胞と共にインキュベートした後の本発明のアンドロゲンのt1/2の測定
ヒト肝細胞との接触による化合物の半減期は、信頼性の高い代謝安定性の指標となっている。このクラスのステロイドの吸収が高いことは十分に知られているので、このアッセイは、ヒトにおける経口活性についてのin vitroモデルとなる。半減期が短いことは、化合物がより迅速に代謝されることを示し、その逆も成り立ち、半減期が長いほど、化合物は、経口投与された際に、その作用をより良好にヒトの身体に対して発揮し得る、と理解されよう。
健常な若年(25〜45才)男性の臓器提供者から採取した肝細胞を、液体窒素中で極低温保存し、使用時までそこで保持した。それらを水浴内で37℃にて解凍し、直ちに氷にのせ、1容量部の冷(4℃)インキュベーション培地[Glutamax I(登録商標)、ゲンタマイシン50μg/ml、インスリン1μM、ウシ胎仔血清0%(v/v)を含有するウィリアムのE培地(フェノールレッドは含まない)]中で2回洗浄し、計数し、トリパンブルー排除法により生存率を調べた。細胞は、96ウェルの(コーティングされていない)プレート内で懸濁液として、300μlの培地中に3×10個/ウェルの公称密度で、空気/CO混合物(95/5)と共に37℃にてインキュベートした。
この肝細胞を、最終濃度100nMの被験化合物と共にインキュベートした。インキュベーションは、0.5時間後、1時間後および2時間後に、200gでの遠心分離により停止させた。上清を、迅速質量分析と組み合わせた液体クロマトグラフィー(LC−MS/MS分析)用およびバイオアッセイ用に回収した。後者の10μlは、アンドロゲン活性の測定に用いた。アンドロゲン様作用(androgenicity)は、実施例6に記載されているようにして測定した。アンドロゲン活性を測定するための最終化合物濃度は1nmol/lとした。
結果
本発明の化合物の代謝安定性(t1/2)を、次のスキームに従って分類した。
(+++)代謝安定性>17α−メチルテストステロン(MT)
(++)17α−メチルテストステロン>代謝安定性>80%の17α−メチルテストステロン
(+)80%の17α−メチルテストステロン>代謝安定性>テストステロン
(−)代謝安定性<テストステロン
結果を表1にまとめる。
Figure 0004471653

Claims (6)

  1. 式Iで表されるステロイド化合物。
    Figure 0004471653
    [式中、
    は、Oであり、
    およびRは、独立に水素または(C1−4)アルキルであり、RおよびRの少なくとも一方は(C1−4)アルキルであり、
    は、水素または(C1−15)アシルである]
  2. がOであり、RとRの少なくとも一方がメチルであり、他方が水素またはメチルであることを特徴とする、請求項1に記載のステロイド化合物。
  3. (7α,14β,16β,17α)−17−ヒドロキシ−7,16−ジメチルエストロ−4−エン−3−オンであることを特徴とする、請求項2に記載のステロイド化合物。
  4. アンドロゲン関連治療において使用する医薬を製造するための、請求項1から3のいずれか一項に記載のステロイド化合物の使用。
  5. 前記治療が、男性避妊または男性もしくは女性のホルモン補充療法のためであることを特徴とする、請求項に記載の使用。
  6. 請求項1に記載の化合物を含む医薬組成物。
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