NL8520021A - 1alpha-hydroxyvitamine d2 analoga en werkwijze voor het bereiden daarvan. - Google Patents

Description

i>uK''' 8 52 00 2 1 ^ Ία-Hydroxy vitamine D analoga en werkwijze voor het bereiden daarvan.

De onderhavige uitvinding is tot stand gekomen met steun van de Regering onder NIH Grant No.

AM 14881 toegekend door het Department of Health and Human Services. De Regering heeft bepaalde rechten op de 5 onderhavige uitvinding.

Onderwerp van de uitvinding.

De uitvinding heeft betrekking op biologisch actieve vitamine D verbindingen en in het bijzonder op la-hydroxyvitamine D^ analoga met onverwachte biologische 10 eigenschappen.

Stand van de techniek.

Vanwege de algemeen bekende en onomstotelijk vastgestelde activiteit van la-hydroxyvitamine D verbindingen op het regelen van de calcium en fosfaat homeo-15 stase bij mens en dier, bestond er belangstelling voor het bereiden van de natuurlijke metabolieten en het vinden van analoga met bruikbare biologische eigenschappen.

Dit heeft geleid tot het bereiden van een verscheidenheid aan verbindingen met biologische activiteit (zie bijvoor-20 beeld DeLuca et al., Topics in Current Chem., vol. 83, blz. 1 (1979); Ann. Rev. Biochem. 52, 411 (1983);

Yakhimovich, Russian Chem. Rev. 49, 371 (1980)). De belangstelling voor dergelijke verbindingen is groeiende, in het bijzonder nu is gebleken dat bepaalde vitamine D 25 derivaten, in het bijzonder la,25-dihydroxyvitamine D^ en la-hydroxyvitamine D^ behalve hun bekende regulerende . werking op de calciumhomeostase ook invloed uitoefenen op cellulaire differentiatieprocessen en in staat zijn om de groei en proliferatie van bepaalde leukemie-cellen 30 te remmen (Suda et al., Amerikaans octroóischrift 4.391.802; Suda et al., Proc. Natl. Acad., USA 80, 201 8520021 J.

- 2 - (1983); Reitsma et al., Nature, 306, 492-494 (1983)).

De meeste bekende vitamine D metabolieten en analoga zijn derivaten van verbindingen uit de vitamine reeksen, dat wil zeggen dat zij verzadigde ste-5 rolde zijketens bezitten. Vitamine D verbindingen met onverzadigde zijketen zijn echter ook bekend, te weten be- 1 paalde hydroxyderivaten van vitamine zoals 25-hydroxy-vitamine (Amerikaans octrooischrift 3.585.221), la,25-dihydroxyvitamine (Amerikaans octrooischrift 10 3.880.894), de 24-hydroxy- en 24,25-dihydroxyvitamine D2 metabolieten (Jones et al.. Arch. Biochem. Biophys. 202, 450 (1980)), Ια-hydroxyvitamine (Amerikaans octrooischrift 3.907,843) , alsook bepaalde verwante 22-trans-dehydro-verbindingen zonder 24-methylsubstituent zoals 15 beschreven in het Amerikaans octrooischrift 3.786.062 en door Bogoslovskii et al. (J. Gen. Chem. USSR 48(4), 828 (1978); Chem. Abstr. 89, 163848j, 89, 209016s).

Beschrijving van de uitvinding.

Thans zijn nieuwe vitamine D analoga bereid 20 die gekenmerkt zijn door de formule I op het formuleblad, . waarin R waterstof of hydroxy voorstelt. De verbinding volgens de uitvinding waarin R waterstof is, kan worden verkregen als een tussenprodukt bij het bereiden van de verbinding waarin R hydroxy is.

25 Structureel zijn de verbindingen volgens de uitvinding analoga van hydroxyvitamine D2 verbindingen zonder 24-methylsubstituent, dat wil zeggen dat de verbindingen respectievelijk la-7hydroxy-28-norvitamine D2 en la,25-dihydroxy-28-norvitamine D2 zijn.

30 Zowel het prödukt als het tussenprodukt vertonen sterke biologische activiteit en zijn gekarakteriseerd door een onverwacht en nieuw activiteitspatroon zoals hieronder beschreven.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze die 35 tot de verbindingen met de formule I heeft geleid, is . weergegeven in Schema A. In de hierna volgende beschrijving 8520021 - 3 - van deze werkwijze alsook in de voorbeelden en tabellen, hebben de aanduidingen met arabische cijfers (bijvoorbeeld (IK (2), (3), ... (10), (11) , (12) betrekking op de aldus genummerde formules in schema A.

5 De uitgangsverbinding is het dieen-bescherm- de aldehyde met de formule (JL) (zie schema A) , bereid uit ergosterolacetaat volgens de methode van Barton et al.

(J. Chem.Soc. (C) 1968 (1971)). Reactie van het aldehyde (1) met 3-methyl-l-butylfenylsulfon met de formule 10 (CH3)2CHCH2CH2-S02Ph in een organisch oplosmiddel en bij aanwezigheid van een sterke organische base geeft het intermediaire hydroxy-sulfon met de formule (2) zoals weergegeven in schema A. Behandeling van het tussenprodukt {2) met natriumamal-15 gaam in een gebufferde alkoholoplossing geeft dan het 22,23-trans-alkeen (22E-alkeen) met de formule (3).

Reactie van het 22E-alkeen (3) met een Sterk hydride-reduceermiddel (bijvoorbeeld LiAlH^) in een etheroplosmiddel geeft het intermediaire 5,7-dieen 20 (4). Dit tussenprodukt wordt dan bestraald met ultra violet licht in een organisch oplosmiddel om het overeenkomstige provitamine D derivaat te verkrijgen. Dit wordt afgezonderd en verwarmd in een organisch oplosmiddel bij een temperatuur tussen kamertemperatuur en refluxtempera-25 tuur om het provitamine D chromofoor te isomeriseren tot het vitamine D chromofoor waarmee de 22E-dehydrovitamine D^ verbinding met de formule (5) wordt verkregen. Verbinding (5) is een bekend vitamine D analogon dat eerder is bereid volgens een minder geschikte. methode (Bogos-30 lovskii et al., supra).

Vervolgens wordt het tussenprodukt (5) aan koolstofatoom 1 gehydroxyleerd volgens de algemene methode van van DeLuca et al (Amerikaanse octrooischriften 4.195.027 en 4.260.549). Deze reactiestappen omvatten de 35 reactie van verbinding (5) met tolueensulfonylchloride op bekende of gebruikelijke vrij ze om het overeenkomstige 8520021 -4- 33-tosylaatderivaat te verkrijgen dat meteen in gebufferde methanol wordt gesolvolyseerd om het 3,5-cyclovitamine D tussenprodukt met de formule (6) in schema A te verkrijgen. Door behandeling van laatstgenoemde verbinding 5 met seleendioxyde en tert.butylhydroperoxyde wordt na chromatografische zuivering het overeenkomstige 1-gehy-droxyleerde produkt verkregen dat hoofdzakelijk de la-hy-droxycyclovitamine D verbinding met de formule (T) bevat. Een kleine hoeveelheid van het overeenkomstige Ιβ-hydroxy-10 epimeer kan ook in het produkt aanwezig zijn, maar schei- : ding van de epimeren, hoewel mogelijk door chromatogra-fie, is in deze stap niet noodzakelijk. Verwarmen van het 1-hydroxycyclovitamine D tussenprodukt in ijsazijn bij 40-60°C geeft dan een mengsel van de 3-geacetyleerde 15 solvolyseprodukten waaruit door chromatograferen de 5,6-cis en 5,6-trans-verbindingen met respectievelijk de formule (8) en (_9) worden geïsoleerd. Wanneer het 1-hydroxycyclovitamine D produkt dat.wordt gesolvolyseerd enig Ιβ-hy-droxypeimeer bevat,zal het solvolysemengsel ook de met 20 de verbindingen (8) of (-9) overeenkomstige Ιβ-hydroxy- epimeren bevatten die, desgewenst, ook door chromatograferen kunnen worden geïsoleerd.

Gebruikelijke hydrolyse van de acetaat-groep in de verbinding (8) met een base geeft het diol-25 produkt met de formule (10).

Dit diol (10) wordt dan onderworpen aan in vitro enzymatische hydroxylering aan koolstofatoom 25 onder gebruikmaking van een leverhomogenaat bereid uit vitamine. D-deficiënte ratten (zoals beschreven in het 30 Amerikaanse octrooischrift4.307.025) om, na chromatogra fische scheiding van het próduktmengsel, het gewenste la,25-gedihydroxyleerd produkt met de formule (12) in zuivere vorm te verkrijgen.

In de hierna volgende gedetailleerde be-.35 schrijving van de boven beschreven werkwijze zijn de fysio- chemische data verkregen onder toepassing van de hieronder 8520021 -5.- .

aangegeven methoden en inrichting. Hogedrukvloeistof-chromatografie (HPLC) werd uitgevoerd met een Waters Associates Model ALC/GPC 204 onder gebruikmaking van een Zorbax-Sil (DuPont) kolom (6,2 mm x 25 cm kolom, stroom-5 snelheid 4 ml/min., 10335 kPa). Kolomchromatografie werd I uitgevoerd over Silicagel 60, 0,062-0,210 mm ASTM (Merck).

! Dunnelaagchromatografie (TLC) werd uitgevoerd op Silica 60 PF-254 (20 x 20cm platen, 1 mm silicagel). Bestralingen werden uitgevoerd met een Hanovia 608A36 kwikbooglamp 10 voorzien van een Vycorfilter. Alle reacties zijn uitge voerd onder een inerte atmosfeer (bijvoorbeeld argon).

3-Methyl-l-butylfenylsulfon (isopentylfenylsulfon).

PhSC^Na (1,97 g, 12 mmol) werd toegevoegd aan een geroerde oplossing van 3-methyl-l-broombutaan 15 (1,51 g, 1,2 ml, 10 mmol) in DMF (20 ml) bij 75°C. Het mengsel werd 5 uren verwarmd bij 75°C, daarna afgekoeld, uitgeschonken in water en geëxtraheerd met benzeen. De organische laag werd gewassen met 5 % HCl, 5 % NaHCO^ en water, gedroogd boven Na2SC>4 en ingedampt. Het olie-20 achtige sulfonprodukt (1,69 g, 80 %) was praktisch zuiver en werd zonder te zuiveren gebruikt. NMR δ 0,88 (6H, d, J=6,5 Hz, 2 x CH3), 1,61 (3H, m, -CH2-CH), 3,08 (2H, m, SO -CH -), 7,50-7,95 (5H, m, Ar-H); IR: 1300 (br) , 12.

1147, 1088, 745, 692, 564, 539 cm ; massaspectrum, m/e 25 212 (M+,3),. 143 (92), 77 (57), 71 (73), 70 (73), 55 (42), 43 (100), 41 (47).

(22E) -5a,8ot-(4-fenyl-l ,2-urazolo)-cholesta-6,22-dieen-33-Ql (3).

n-Butyllithium (1,7 M oplossing in hexaan, 30 4,12 ml, 7 mmol) werd toegevoegd aan een.geroerde oplos sing van diisopropylamine (707 mg, 1 ml, 7 mmol) in droge : THF (14 ml) en het mengsel werd 15 min. bij kamertemperatuur geroerd. Het sulfon zoals bereid in voorbeeld 1 (1,50 g, 7,07 mmol) in droge THF (11 ml) werd in 10 min.

35 toegedruppeld. De oplossing werd nog 15 minuten bij kamer temperatuur geroerd waarna na afkoelen tot 0°C aldehyde 8520021 - 6 - U) (545 mg, 1 mmol) in droge THF (7 ml) werd toegevoegd. Het roeren werd nog 2 uren bij 0°C voortgezet waarna men j de oplossing langzaam op kamertemperatuur liet komen (30 min.). Het mengsel (dat het hydroxysulfonprodukt (2) be-5 vatte) werd uitgeschonken in een verzadigde oplossing van Na2HP04 in methanol (200 ml). Natriumamalgaam (5,65 %, 10 g) werd toegevoegd en het mengsel werd 17 uren bij 4°C geroerd. Geprecipiteerd kwik werd afgefiltreerd en het reactiemengsel werd geconcentreerd tot ongeveer 5 ml.

: i 10 Het concentraat werd verdund met water en geëxtraheerd met methyleenchloride. Het organische extract werd gewassen met water, gedroogd (Na^Ö^) en geconcentreerd in vacuo. Het olieachtige residu werd gechromatografeerd over een silicagelkolom. Overmaat sulfon werd geëlueerd met 15 een benzeen-ethermengsel (7:3). Elutie met benzeen-ether (6:4) gaf een zuiver adduct P) (375 mg, 67 %) als een schuim. NMR δ 0,81 (3H, s, 18-H3), 0,86 (6H, d, J=6,7 Hz, 26-H3 en 27-H^), 0,97 (3H, s, 19-H3), 1,03 (3H, d, J = 6,8 Hz, 21-H3), 3,16 (lH, dd, J = 4,4 Hz, J2 = 14 Hz, 20 9-H), 4,44 (1H, m, 3-H), 5,25 (2h, br m, 22—H en 23-H), 6,22 en 6,39 (2H, AB q, J = 8,5 Hz, 6-H en 7-H) , 7,40 (5H, br m, Ar-H); IR: 3444, 1754, 1701, 1599, 1402, 969, 757 cm ; Massaspectrum, m/e 557 (M+, 1 .%), 382 (70), 349 (51) , .253 (28), 251 (45), 119 (PhNCO, 83), 55 (100).

25 (22E)-Cholesta-5,7,22-trien-33-ol (4).

Het adduct P) (330 mg, 0,6 mmol) en lithium-alumiiiiumhydride (700 mg) in droge T.HF (40 ml) werden 18 uren verwarmd onder terugvloeikoeling. Overmaat reactant werd ontleed met enkele druppels water.

30 Watervrij Na^O^ werd toegevoegd en de organische fase werd gedecanteerd en ingedampt. Het kristallijne residu werd gezuiverd over een silicagelkolom. Elueren met een benzeen-ethermengsel (94:6) gaf zuiver dieen '(4) (180 mg, 80 %) dat uit methanol werd ge- -24 35 kristalliseerde smpt.: 119,5-122-5°C, / a_/D = -118° (c = 1,2, CHC13); NMR δ 0,63 (3H, s, 18-H3), 0,87 (6H, d, 8520021 - 7 - J = 6,7 Hz, 26-H3 en 27-H3) , 0,95 (3H, s, 19-H3'jf, 1:03 (3H, d, J = 6,8 Hz, 21-H3), 3,64 (1H, m, 3-H), 5,25 (2H, br m, 22-H en 23-H), 5,38 en 5,57 (2H, AB q, J = 6 Hz, 7-H en 6-H); UV λ 281 mm; IR: 3436, 1461, 1382, 1366, I 5 1062, 1036, 968 cm“l; massaspectrum, m/e 382 (M+, 100), 349 (M+-H20-Me, 71), 323 (34), 271 (M+-zijketen, 16), j 253 (M+-zijketen-H20, 32). j

(5Z,7E,22E)-9,10-Secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-3β-ol I

(5) . I

i 10 Een oplossing van verbinding (4_) (100 mg, 0,26 mmol)in een mengsel van ether (120 ml) en benzeen | (30 ml) werd 40 minuten ontgast met argon. De oplossing ! | werd 13 min. bestraald bij O^C in een kwartsimmersie voor-! 1 ! zien van een UV lamp en filter. Het oplosmiddel werd on- 15 der verminderde druk verwijderd en het residu werd ge scheiden door HPLC onder elueren met 1 % 2-propanol in hexaan om het zuivere provitamine D derivaat (40,4 mg, 40 %). te verkrijgen dat werd verzameld bij 24 ml.

NMR δ 0,72 (Sn, s, 18·^Η ) , 0,87 (6H, d, J=6,7 Hz, 26-H3 i 20 en 27-rfl ) , 104 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H3), 1,65 (3H, s, | 19-H3), 3,91 (1H, m, 3-H), 5,28 (2H, br m, 22-H en | 23-H), 5,50 (1H, m, 11-H), 5,69 en 5,96 (2H, AB q, J = i 12,5 Hz, 7-H en 6-H); UV λ 260,5 nm; λ . 234 nm.

max mm

Het provitamine (40 mg, 0,1 mmol) in ethanol (100 ml) 25 werd 3 uren verwarmd onder terugvloeikoeling. Na verwij deren van oplosmiddel werd het produktmengsel gescheiden door HPLC (onder elueren met 1 % 2-propanol in hexaan).

De opbrengst aan het vitamine (5) (verzameld bij 34 ml) j bedroeg 30,8 mg (77 %). Smpt. (hexaan): 99-101°C; j I 30 NMR δ 0,56 (3H, s, 18-H ), 0,88 (6H, d, J=6,7 Hz, 26-H3 j en 27-H-) , 1,02 (3H, d, J=6,6 Hz, 21-tH-) , 3,96 (1H, m, 3-H)!, i «5 «J' ‘ ’ j j 4,82 en 5,05 (2H, elk smal m, 19-fl.), 5,27 (2H, br m, 22-H! ; 2 i

I en 23^H), 6,03 en 6,24 (2H, ABq, J=ll,4 Hz, 7-H en 6-H); UV

ί λ 265 nm, λ . 228 nm; IR: 3420, 1458, 1441, 1378, max mm i 35 1366, 1050, 970, 943, 891, 862 cra-1; massaspectrum, m/e | (M+, 22), 349 (M+-H20-Me, 4), 271 (M+-zijketen, 8), 253 8520021 - 8 - j (M+-zijketen-H20, 13), 136 (100), 118 (80).

! (5Z,7E,22E)-33~Acetoxy-9,10-secocholesta-5,7,10(19),22- tetraen-1 a-ol (8), I Vers omgekristalliseerd p-tolueensulfonyl- : ! | j 5 chloride (50 mg, 0,26 mmol) werd toegevoegd aan een op- | lossing van vitamine (5_) (30 mg, 0,08 mmol) in droge | ! pyridine (300 ^il). Na 30 uren bij 4°C werd het reactie- | mengsel onder roeren uitgeschonken in ijs/verzadigd !

NaHCOg. Het mengsel werd 15 min. geroerd en daarna ge-10 extraheerd met benzeen. Het organishe extract werd ge wassen met verzadigd NaHCO^, verzadigd kopersulfaat en- ! water, gedroogd (Na0SÖ.) en in vacuo geconcentreerd waar-bij het olieachtige 33-tosylderivaat werd verkregen.

Het ruwe tosylaat werd behandeld met NaHCO^ (150 mg) in 15 absolute methanol (10 ml) en het mengsel werd 8,5 uren geroerd bij 55°C. Na afkoelen en concentreren tot ongeveer 2 ml werd het mengsel verdund met benzeen (80 ml), gewassen met water, gedroogd (Na^SO^) en onder verminderde druk ingedampt.

20 Het verkregen olieachtige 3,5-cyclovitamine D analogon (6) was voldoende zuiver om zonder zuivering | i voor de volgende oxydatiestap te worden gebruikt. Aan een i heftig geroerde suspensie van Se02 (4 mg, 0,036 mmol) j in droge C^Cl^ (5 ml) werd tert.butyIhydroperoxyde j | 25 (13,2 ^il, 0,094 mmol) toegevoegd. Na 30 min. werd droge j pyridine (40 jil) toegevoegd waarna het mengsel nog 25 | minuten bij kamertemperatuur werd geroerd. Hierna werd het mengsel verdund met CH2C12 (3 ml) en gekoeld tot 0°C. Vervolgens werd het ruwe 3,5-cyclovitamine (6) in 30 CH2C12 (4,5 ml) toegevoegd waarna men de reactie 15 minu- ; ten bij 0°C liet verlopen. Na afloop liet men het meng- | j sel langzaam (30 min.) op kamertemperatuur komen. Het i mengsel werd overgebracht in een scheidtrechter en ge- j schud met 30 ml 10 % NaOH. Ether (150 ml) werd toegevoegd 35 en de afgescheiden organische fase werd gewassen met | 10 % NaOH, water en gedroogd boven Na^SO^. Door concen- 8520021 - 9 - ί treren in vacuo tot droog ontstond een geel olieachtig 1 j i residu dat werd gezuiverd over silicagel TCL platen onder ! ontwikkelen met een 7:3 hexaan-ethylacetaatmengsel (Rf: 0,35) waarbij het 1-hydroxycyclovitamineprodukt werd : 5 verkregen (14,4 mg, 45 %).. NMR δ 0,55 (3H, s, 18-H3) , : 0,64 (1H, m, 3-H), 0,88 (6H, d, J=6,9 Hz, 26-H3 en 27-H3), ! 1.03 (3H, d, . J=6,9 Hz, 21-H3), 3,26 (3H, s, -0CH3), 4,2 ί (2h, m, 1-H en 6-H), 4,95 (lH, d, J=9,3 Hz, 7-H), 5,1-5,4 ! (4H, br m, 19-^, 22-H en 23-H); massaspectrum, m/e 412 ! 10 (M+, 27), 380 (M+-MeOH, 46), 339 (22), 269 (M+-zijketen-

MeOH, 29), 245 (18), 135 (100).

Het aldus verkregen .prbdukt bevatte hoofdzakelijk het la-hydroxycyclovitamine D analogon met de formule (7) en een kleine hoeveelheid van het overeen-15 komstige Ιβ-epimeer. Een oplossing van het 1-hydroxy- cyclovitamine D pródukt (12 mg) in ijsazijn (0,5 ml) werd 15 minuten verwarmd bij 55°C. Na afloop werd het mengsel voorzichtig uitgeschonken in ijs/verzadigd NaHC03 en geëxtraheerd met benzeen en ether. De verenigde extrac- | | 20 ten werden gewassen met water, gedroogd (Na SO ) en inge- j dampt. Het verkregen produktmengsel werd onderworpen aan j HPLC (1,5 % 2-propanol in hexaan als eluent) waarbij 4,9 mg verbinding (8)(elutie bij 42 ml) en 3,1 mg verbin- j ding (9) (elutie bij 50 ml) werden verkregen.

25 Verbinding (8): NMR δ 0,56 (3H, s, 18-H3), 0,88 (6H, d, J=7,0 Hz, 26-H3 en 27-H3), 1,02 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H3), j 2.04 (3H, s, -OCOCH3) , 4,41 (1H, m, 1-H), 5,02 (1H, smal m,1 19-H), 5,1-5,4 (4H, br m, 3-, 19-, 22- en 23-H), 6,03 en 6,35 (2H, AB q, J=ll,4 Hz, 7-H en 6-H); UV λ 264, 30 λ . 227,5 nm; massaspectrum m/e 440 (M+, 15), 380 (M+- ; | HOAc, 84), 362 (M+-HOAc-H O, 9), 269 (M+-zijketen-HOAc, Δ '| | 40) , .251. (15) , 135 (100) , 134 (94) . j

Verbinding (9): NMR δ 0,57 (3H, s, 18-rH3) , 0,89 (6H, d, | i J=7,0 Hz, 26-H3 en 27-H3), 1,03 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H3), ; ; 35 2,04 (3H, s, -OCOCH3), 4,49 (lH, m, l-E), 5,00 en 5,14 !

(2H, elk smal m, 19-^) , 5,25 (3H, br m, 3-, 22- en 23-H), I

8520021 - 10 - 5,81en 6,58 (2H, AB q, J=12,0 Hz, 7-H en 6-H); UV λ j max j 269,5 nm; λ , 228 nm;' massa spectrum, m/e 440 (M , 6) , mm 380 (47), 269 (15), 135 (100), 134 (62). j i ί ! Ook werd uit het solvolyseproduktmengsel | 5 een kleine hoeveelheid (0,87 mg) verkregen van het met | verbinding (8) overeenkomstige 1β-hydroxy-epimeer met de ! volgende karakteristieken: NMR δ 0,55 (3H, s, Ιδ-Η^), | 0,87 (6H, d, J=6,9 Hz, 26-H3 en 27-H3), 1,01 (3H, d, | J=6,9 Hz, 21-H3), 2,06 (3H, s, -OCOCH3), 4,17 (1H, m, | 10 1-H), 4,99 (2H, m, 3-H en 19-H), 5,1-5,4 (3H, br m, | 19-, 22- en 23-H), 6,00 en 6,38 (2H, AB q, J=ll,3 Hz, ί 7-H en 6-jï); UV λ 262,5 nm, λ . 227 nm; massaspec- I max min r trum, m/e 440 (M+, 27), 380 (78), 362 (12), 269 (28), j j 251 (20), 135 (100), 134 (78) . | 15 Hydrolyse van de 3 β-acetoxygroep in de verbindingen j (£) en (9) .

Een oplossing van het 38-acetoxyvitamine-derivaat (8) (0,76: mg) in ethanol (0,1 ml) werd behandeld met 10 % KOH in methanol (0,8 ml) en het mengsel 20 werd 1 uur verwarmd bij 50°C. Na gebruikelijke opwerking en uiteindelijke HPLC zuivering (8 % 2-propanol in hexaan als ëlueris) werd het la,3f5-diol met de formule (10) in een opbrengst van 84 % verkregen. NMR δ 0,56 (3H, s, | 18-H3) , 0,87 (6h, d, J=7,0 Hz, 26-HÏ3 en 27-H3) , 1,02 j | 25 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H ), 4,22 (1H, m, 3-H), 4,42 (1H, m, ! 1-H), 5,00 (1H, smal m, 19-H), 5,1-5,4 (3H, br m, 19-, j 22- en 23-H), 6,01 en 6,38 (2H, AB q, J=ll,4 Hz, 7-H en 6-H); UV λ 264,5 nm, λ . 227,5 nm; massaspectrum, m/e 398 ; max mm (M+, 21), 380 (M+-H20, 9), 2,87 (M+-zijketen, 6), 269 30 (M+-zijketen-H20, 8), 251 (5), 152 (38), 134 (100).

Verbinding (10) élueert bij 40 ml in voorhoemd HPLC Ι systeem. j | ί ! Door analoge behandeling van het acetoxy- ! derivaat (O) werd na HPLC zuivering het 5,6-trans-la,3β- ; [ ί

35 diol met de formule (11) in een opbrengst van 72 % ver- I

kregen. NMR δ 0,58 (3H, s, 18-^H ) ,’.0,87 (6h, d, J=7,0 Hz, i 8520021 - 11 - 26-H3 en 27-H3) , 1,03 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H3'), 4,24 (1H, m, 3-H), 4,49 (1H, m, 1-H), 4,97 en 5,13 (2H, elk j ί j | smal m, 19-^), 5,25 (2H, br m, 22-H en 23-H) , 5,88 en | ! 6,58 (2H, AB, q, J=ll,5 Hz, 7-H en 6-H); UV λ 273 nm, i j max ; j 5 ^min 229,5 nm; massaspectrum, m/e 398 (M , 21), 380 (5), 287 (6), 269 (5), 251 (4), 152 (33), 134 (100). Verbin- j ding (11) elueert bij 38 ml.

| 25-Hydroxylering van verbinding (10).

Het 5,6-cis-la,38-diol met de formule (10) j 10 zoals boven verkregen, werd als volgt 25-gehydroxyleerd: pas gespeende mannetjes ratten werden op een laag calcium-: vitamine D-deficiënt dieet gezet zoals beschreven door Suda et al. in J. Nutr. 100, 1049 (1970) gedurende 2 wekend Hierna werden zij onthoofd en werden hun levers verwijderd! 15 'Een 20 gew./vol.% homogenaat werd bereid in ijskoude

0,25 M sucrose. Incubatie werd uitgevoerd in 10 ml incuba-; tiemedium in een 125 ml Erlenmeyerkolf die een hoeveelheid leverhomogenaat bevatte met de volgende samenstelling: lg weefsel, 0,125 M sucrose, 50. mM fosfaatbuffer I 20 (pH 7,4), 22,4 mM glucose-6-fosfaat, 20 m ATP, 160 mM

nicotinamide, 25 mM succinaat, 0,4 mM NADP, 5 mM MgCl^, 0,1 M KCl en 0,5 eenheden glucose-6-fosfaat-dehydrogenase. De reactie werd geïnitieerd door toevoegen van 400 ^ig verbinding (10) opgelost in 100 ul 95 % ethanol. Het meng-j ' i 25 sel werd 3 uren geïncubeerd bij 37°C onder schudden bij 80 oscillaties/min. De reactie werd beëindigd door toe- I i l i voegen van 20 ml methanol en 10 ml diehloormethaan. Na | nogmaals toevoegen van 10 ml diehloormethaan werd de I organische fase verzameld en werd de waterige fase op- j 30 nieuw geëxtraheerd met 10 ml diehloormethaan. De orga nische fasen uit in totaal drie extracties werden verenigd en verdampt in een rotatieverdamper. Het residu dat het gewenste pródukt bevatte, werd opgelost in 1 ml van ! een CHCl -hexaanmengsel (65:35) en opgebracht op een i 3 j 35 Sephadex LH-20 kolom (0,7 cm x 14 cm) gepakt, geëquili- i breerd en geëlueerd met hetzelfde oplosmiddel. De eerste 8520021 - 12 - 10 ml werden weggedaan en de volgende 40 ml werden verzameld en ingedampt. Het residu werd opgelost in 8 % i 2-propanol in hexaan en onderworpen aan hogedrukvloeistof- ! chromatografie (Model LC/GPC 204 HPLC, Waters j ! 5 Associates, Medford, MA) onder gebruikmaking van een \

Zorbax-Sil kolom (4,6 mm x 25 cm, DuPont, Inc., } Wilmington, DE) die werd bedreven onder een druk van 6894 kPa bij een stroomsnelheid van 2 ml/min. Het gewenste 25-gehydroxyleerde produkt werd geëlueerd bij 42 ml. Het j 10 produkt werd verder gezuiverd door hogedrukvloeistof- chromatografie onder gebruikmaking van een reverse fase-kolom (Richrosorb Rp-18, 4,6 mm x 25 cm, E. Merck, S i

Darmstadt, West-Duitsland) die werd bedreven onder een druk van 8272,8 kPa bij een stroomsnelheid van 2 ml/min. j 15 De kolom werd geëlueerd met 22 % Η2<3 in methanol en het j produkt werd geëlueerd bij 50 ml. Het produkt werd verder gezuiverd door HPLC onder gebruikmaking van Zorbax-Sil en onder toepassing van de boven beschreven omstandigheden. Het verkregen produkt was gekarakteriseerd door j 20 de volgende data: UV absorptie (95 % ethanol) λ 265 nm', max !

'Snin nm; mas sa spectrum, m/z 414 (mol. ion M+) , 396 j (M+-H20), 378 (M+-2xH20), 287 (M+-zijketen), 269 (M+-zij- j keten-H20), 251 (M+-zijketen-2xH20), 152 (ring A, C 7/8 verbreking van binding), 134 (152-H O) en 59 ((CH0)oC=0H)+ 25 ten gevolge van verbreking van C24/25 binding). I

De vermelde data, in het bijzonder de karakteristieke ultraviolet absorptie en de prominente en diag-; nostische pieken bij m/z 152, 134 en 59 in het massa- i spectrum, ondersteunen dat het produkt de gewenste 25-ge- | I 30 hydroxyleerde verbinding met de formule (_12) in schema j A) is.

Desgewenst kunnen de verbindingen volgens: j ; i ; dë uitvinding gemakkelijk in kristallijne vorm worden ver-' I ! | kregen door kristallisatie uit geschikte oplosmiddelen, ! j 35 bijvoorbeeld hexaan, ethers, alkoholen, of mengsels daar- | ! i ! . van.

8520021 - 13 -

Biologische activiteit van zijketen dehydro-; | vitamine D verbindingen.

| De biologische activiteit van de boven be- | : schreven dehydrovitamine D analoga werd onderzocht met in j 5 vivo proeven aan de rat en ter vergelijking met la-hydroxy- vitamine D verbindingen van bekende sterkte. Zowel het I produkt (12) als het sleuteltussenprodukt, verbinding (10) werden onderzocht en bleken in hoge mate actief.

| Biologische activiteit van verbinding (10). I

! 10 De proef werd als volgt uitgevoerd: Pas j ! gespeende mannetjesratten afkomstig van Holtzman Co.,

Madison, WI werden 3 weken op een laag calcium-adequaat i fosfor, vitamine D-deficiënt dieet zoals beschreven door ! j

Suda et al.. (J. Nutr. 100, 1049 (1970)) met water ad libitum 15 gezet. Aan de ratten, verdeeld in groepen van 6, werd 650 pmol verbinding (10) of Ια-hydroxyvitamine D^ (la-OH-D^) opgelost in 0,05 ml 95 %-ige ethanol 18 uren vóór het doden intrajugulair toegediend. Aan de ratten i in de controlegroep werd het ethanolvehiculum op dezelfde ! 20 wijze toegediend. De ratten werden gedood door onthoofding: | en het bloed werd verzameld. Serum verkregen door het | | bloed te centrifugeren, werd verdund met een 0,1 %-ige lanthaanchloride-oplossing (1:20) en de serum calcium-concentratie werd gemeten met een atoomabsorptiespectro- : 25 fotometer. De resultaten zijn vermeld in onderstaande tabel A.

• i j i ] l i | ! i 8520021 - 14 -

Tabel A ;

Toename in serum calciumconcentratie in respons op een enkele dosis 650 pmol verbinding (JLO) of | la-OH-D^/ toegediend 18 uren vóór het doden.

5 ' \

Toegediende Serum calciumconcentratie verbinding (mg/100 ml) ± standaard deviatie ethanol 3,2 ± 0,1 a^ j | verbinding (10) 4,5 ± 0,4 b^ | 10 la-OH-D3 4,7 ± 0,5 1 t)) δ) is significant verschillend van ' p < 0,001.

Biologische activiteit van verbinding (12). j 15 De proef werd als volgt uitgevoerd: Pas gespeende mannetjesratten werden 3 weken op een laag i calcium vitamine D-deficiënt dieet zoals boven beschreven,j gezet. De ratten werden in groepen van 5 verdeeld. Aan de | i ratten in een controlegroep werd 0,05 ml 95 %-ige ethanol i 20 intrajügulair toegediend en aan de ratten in de test- j groepen 325 pmol verbinding (_12) of la,25-dihydroxy- ! i vitamine D^ (la,25-(OH)2D3) opgelost in 0,05 ml 95 %-ige | ethanol. 18 Uren later werden zij gedood door onthoofding ! en werd het bloed verzameld. De sërum calciumconcentratie j 25 werd bepaald met een atoomabsorptiespectrofotometer zoals i boven beschreven. De resultaten vermeld in onderstaande tabel B. j |

Tabel B

- |

Toename in serum calciumconcentratie in respons 30 op een enkele dosis 325 pmol verbinding (12) of j la,25-(OH)2D3, toegediend 18 uren vóór het doden.

Toegediende Serum calciumconcentratie verbinding_(mg/100 ml) ± standaarddeviatie ethanol 4,2 ± 0,1 a^ 35 verbinding (12) 5,0 ± 0,4 b^ la,25-(OH)„D„ 5,4 ± 0,4 1 ! 1 ' * “ "ϋί” ' * " r 1 " r - r 1 .

8520021 is significant verschillend van a) p < 0,001.

- 15 - ί Uit de bovenstaande resultaten blijkt dat | zowel verbinding (10) als het eindprodukt (_1_2) volgens de uitvinding een verhoging in serumcalciuraspiegels bij | vitamine D-deficiënte ratten sterk bevorderen. In feite 5 zijn zij in biologische sterkte gelijkwaardig aan de | bekende zijketen-verzadigde verbindingen, loi-OH-D en i ! 3 i I la^B-iÖH^Dg» waarvan de hoge sterkte en farmaceutische j

j I

i toepassing goed zijn beschreven in de algemene litera- ] tuur en octrooiliteratuur (zie bijvoorbeeld het Ameri- j 10 kaanse octrooischrift 4.225.596. \

Bijzonder vermeldenswaardig en onverwacht j is de uitstekende activiteit van verbinding (10) bij de ; botmineralisatie van dieren (kip) waardoor deze ver binding zich beter leent voor fysiologische toepassing 15 dan de vitamine E>2 verbindingen. Ter toelichting hierop ! diene het volgende. |

Methode j

Een dag oude witte mannetjes Leghorn- j kuikens afkomstig van Northern Hatcheries (Beaver Dam, | ! 20 WI). werden 3 weken op een vitamine D-deficiënt soja- i protelne-dieet beschreven door Omdahl et al (Biochemistry j ί 10, 2935-2940, 1971) gezet waarna zij een tekort aan | vitamine D hadden. Hierna werden zij verdeeld in groepen ! van zes. Aan één groep werd Wesson-olie vehiculum via de 25 snavel toegediend; aan de andere groepen werden de in onderstaande tabel C aangegeven verbindingen, opgelost in dezelfde hoeveelheid Wessen-olie, gedurende 7 dagen elke dag toegediend. 24 Uren na de laatste toediening j ! werden alle kuikens gedood door cervicale dislokatie. De i ! | 30 tibiae werden verwijderd en ontdaan van aanhechtend zacht ; en bindweefsel en daarna 24 uren geëxtraheerd in alkohol : ' j j gevolgd door 24 uren in diëthylether onder, gebruikmaking | , van een Soxhlet-apparaat. De beenderen :werden bij 100°F j | gedroogd tot constant gewicht en daarna 24 uren verast ί : ! 35 bij 650°C in een mof fel oven., "De as werd gewogen en het percentage as in elke tibia werd berekend. De resultaten 8520021 ·: - 16 -v zijn vermeid in onderstaande tabel C.

Tabel C

! Mineralisatie van rachitisch kuikenbot

| Verbinding Hoeveelheid Aantal % as I

(pmol/d/7 dagen)_dieren_j ! -D 0 6 32,0 ± 1,0 | ! l,25-(OH)2D3 130 6 41,0 ± 3,4* ! Ιοί-ΟΗ-Ό^ 130 6 42,0 ± 3,2* | 10 la-OH-D2 1300 6 38,0 ± 4,0* |

Verbinding (10) 130 6 38,0 ± 3,9* : *Deze waarden zijn niet significant verschillend.

Uit de resultaten blijkt dat 130 pmol van 15 1,25- (OH) 2D21 lct-OH-D^ of de nieuwe verbinding (10) vol gens de uitvinding even werkzaam zijn in het verhogen van het mineraalgehalte in de rachitische tibia. Maar om dezelfde werkzaamheid met la-OH-D2 te bereiken, is 1300 i j pmol nodig. Ditis in overeenstemming met vorige resultaten'

j 4' * I

j 20 waarmee werd aangetoond dat een 10-voudige dosis la-OH-D^ j I ten opzichte van la-OH-D^ nodig is om dezelfde tibia- j mineralisatie bij rachitische kuikens te bereiken.

Uit deze resultaten blijkt verrassenderwijs dat, hoewel j verbinding (10) een analogon is van la-OH-D^, verbinding j 25 (10) een onverwachte en voortreffelijke activiteit ten j ! toonspreidt om dierlijke beenderen te mineraliseren; j j j j dit in tegenstelling tot de vitamine D verbindingen bij ; I 1 \ fysiologische toepassing. Dit vormt een onverwachte eigen-! j schap en daarmee toepassing van deze nieuwe analoga. Omdat! i

30 de onverwachte in vivo activiteit van verbinding (10) I

zich ongetwijfeld manifesteert na hydroxylering tot de ! overeenkomstige la,25-dihydroxy-verbinding (verbinding (12)) in vivo, zou de verbinding, dat is verbinding (12), j die het 24-desmethyl analogon is van het bekende la, 25-! 35 dihydröxyvitamine D^, even werkzaam zijn in het bevorderen van botmineralisatie bij kuikens of kippen als aangetoond j 8520021 - 17 - voor Ια,25-dihydroxyvitamine . Dit nieuwe vitamine analogon zou dus volledig werkzaam zijn bij kuikens of kippen. Met deze hoge activiteit van de verbindingen (10) : en (12) bij dieren onderscheiden zij zich in gunstige zin 1 ; 5 van vitamine D^-type derivaten, en dit vormt een nieuw ; en onderscheidend kenmerk van deze verbindingen.

i ! Vanwege hun opmerkelijke biologische activi-j ί | teit zullen de verbindingen volgens dé uitvinding gemakke-; ί ί lijk toepassing vinden als vervangers voor verschillende j 10 bekende vitamine D metabolieten bij de therapie of pro- j fylaxie van stoornissen in het calciummetabolisme zoals j rachitis, hypoparathyroidisme, osteodystrofie, osteo-malacie of osteoporosis bij de mens, of verwante calcium deficiëntieziekten (bijvoorbeeld zogkoorts) bij dieren.

15 Evenzo kunnen deze verbindingen worden toegepast voor het behandelen van bepaalde kwaadaardige aandoeningen zoals humane leukemie. Vanwege de opmerkelijke en onverwachte activiteit van de verbindingen volgens dé uitvinding : (verbindingen (10) en (12)) bij het bevorderen van bot- j 20 mineralisatie bij vogels (zie tabel C), zouden de ver- j bindingen van bijzondere toepassing kunnen zijn om calciumi-oribalans-geliiduceerde stoornissen (bijvoorbeeld dunne eierschaal, zwakke poten bij pluimvee) bij pluimvee te voorkomen of te behandelen waar alle bekende vitamine 25 derivaten een zeer slechte activiteit vertonen.

Voor therapeutische toepassingen kunnen de j j verbindingen worden toegediend langs elke gebruikelijke route en in elke geschikte vorm voor de gekozen toedienings- i route. De verbindingen kunnen worden geformuleerd met j 30 elke aanvaardbare en niet-toxische farmaceutische drager, · in de vorm van pillen, tabletten, gelatine capsules of suppositoria, of als oplossingen, emulsies, dispersies of suspensies in niet-toxische oplosmiddelen of oliën. Dergelijke'preparaten kunnen ook andere· therapeutisch 35 werkzame en gunstige bestanddelen zoals passend kan zijn : : voor de specifieke toepassingen, bevatten. Aan de mens 8520021 ft

V

- 18 - ! worden de verbindingen geschikt toegediend in hoeveelheden j van 0,5-10 ^ig per dag, waarbij de specifieke dosering ί ! wordt afgestemd op de toegediende verbinding, de te be-

j handelen stoornis en de conditie en respons van de patiëntL

I 5 i | ί ; j ί ί ! f i j | | i i ί ί ί : j : 8520021

Claims (7)

1. R hydroxy is. i ;

1. Verbindingen met de formule I op het: ! formuleblad waarin R waterstof of hydroxy voorstelt. | 5

2. Verbinding volgens conclusie 1 waarin R waterstof is.

3. Verbinding volgens conclusie 2 in kristallijne vorm.

4. Verbinding volgens conclusie 1 waarin j

5. Verbinding volgens conclusie 4 in i ; kristallijne vorm. j ί

6. Farmaceutisch preparaat dat de verbin- j I ding volgens conclusie 2 en een farmaceutisch aanvaard- j j 15 baar excipiëns bevat.

7. Farmaceutisch preparaat dat de verbinding volgens conclusie 4 en een farmaceutisch aanvaard- | baar excipiëns bevat. i 20 j ί i | l | i ί I 8520021