SK292090A3

SK292090A3 - Process for the preparation of vitamin d derivatives and aldehyde useble as an intermediate

Info

Publication number: SK292090A3
Application number: SK2920-90A
Authority: SK
Inventors: Sebastianus J Halkes; Wilhelmus R M Overbeek
Original assignee: Duphar Int Res
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 2000-11-07
Also published as: PL163128B1; AU5698290A; ES2062299T3; DE69005709T2; CZ286090B6; IL94702A; HU207992B; CA2018769A1; EP0402982A1; CZ292090A3; CA2018769C; ZA904539B; JP2804606B2; HU903818D0; SK281081B6; JPH0324053A; DE69005709D1; ATE99676T1; US5110924A; DK0402982T3

Description

Vynález sa týka spôsobu výroby derivátov vitamínu D a aldehydu ako medziproduktu na prípravu derivátov vitamínu D.

Doterajší stav techniky

Je všeobecne známe, že deriváty vitamínu D majú silnú biologickú účinnosť a že ich je možné používať vo všetkých prípadoch, v ktorých zohrávajú svoju úlohu problémy spojené s metabolizmom vápnika. Pred niekoľkými rokmi sa zistilo, že rôzne aktívne deriváty vitamínu D vykazujú aj iné farmakoterapeutické účinky, a že ich je možné úspešne používať 'napríklad na liečbu určitých ochorení kože a kostí a na liečbu ochorení spojených s diferenciáciou buniek. Je teda veľmi dôležité mať k dispozícii arzenál aktívnych derivátov vitamínu S pre rôzne aplikačné oblasti, aby bolo možné na plánovanú aplikáciu vybrať vždy čo najlepší derivát vitamínu D.

Derivátmi vitamínu D, vhodnými pre vyššie uvedené aplikácie, sú hydroxylované deriváty vitamínu D, ako napríklad la-hydroxyvitamín D₃ alebo Ια-hydroxycholekalciferol, 24R-hydroxyvitamín D₃, la,25-dihydroxyvitamín D₃, 25-hydroxyvitamín D₃, 24R,25-dihydroxyvitamín D₃, la,24R-dihydroxyvitamín D₃, la,24R,25-trihydroxyvitamín D₃, la,25-dihydroxyvitamín D₃-26, 23-laktón, 25-hydroxyvitamín D₃-26,23-laktón, 22-oxo-la-hydroxyvitamín D₃, 22-oxo-la,25-dihydroxyvitamín D₃, 24-oxo-la-hydroxyvitamín D₃, 24-oxo-la,25-dihydroxyvitamín D₃, deriváty vitamínu D₂ hydroxylované v polohách la, 24 alebo/a 25, 22-oxa-substituované deriváty vitamínu D₃ a deriváty vitamínu D s predĺženými reťazcami v polohe 17, ako sú 24,24-dihomoderiváty a 24,24,24-trihomoderiváty, či už v reťazcoch obsahujú alebo neobsahujú dvojité väzby alebo/a hydroxylové skupiny, ako aj príbuzné deriváty vitamínu D obsahujúce v postrannom reťazci na C₁₇ cykloalkylovú skupinu s 3 až 6 atómami uhlíka, reťazci na C₁₇ cykloalkylovú skupinu s 3 až 6 atómami uhlíka, napríklad cyklopropylovú skupinu na C₂₄. Ako príklad tohto posledného typu derivátov je možné uviesť (1S, ľ E, 3R, 5Z, 7E, 20R) -9,10-seko-20- (3 ¹ -cyklopropyl-3 ' -hydroxyprop-1' -enyl) -1,3-dihydroxypregna-5,7,10(19)-trién. Vzhľadom na svoje biologické účinky sú ďalej dôležité aj fluorované, prípadne hydroxylované deriváty vitamínu D.

Vhodný spôsob zavádzania hydroxylovej skupiny do polohy la derivátu vitamínu D je opísaný v európskom patentovom spise č. 70588 rovnakého prihlasovateľa. Na modifikáciu postranného reťazca na C₁₇ v derivátoch vitamínu D sa však doteraz nenašlo riešenie, ktoré by vyhovovalo vo všetkých ohľadoch. Obidva východiskové materiály na prípravu derivátov vitamínu D s takto modifikovaným postranným reťazcom musia byť ľahko dostupné alebo sa môžu pripraviť, a niekoľkostupňový proces musí viesť k plánovanému cieľu s dostatočnou selektivitou a účinnosťou. Okrem toho nie je týmto plánovaným cieľom konkrétne definovaná látka, ale rad derivátov vitamínu D s modifikovaným reťazcom na C₁₇, ako bolo uvedené vyššie, z ktorých je potom možné podľa potreby uskutočniť výber. Z toho vyplýva, že preparátívny postup by mal byť vhodný, bez nutnosti uskutočniť základné zme ny alebo úpravy, na syntézu čo najväčšieho počtu rôznych derivátov vitamínu D.

V literatúre opísané metódy na syntézu aktívnych derivátov vitamínu D, najmä aktívnych metabolitov vitamínu D, nevyhovujú vzhľadom na to, že nespĺňajú jeden alebo niekoľko z vyššie uvedených požiadaviek. S cieľom splniť poslednú uvedenú požiadavku navrhli výskumní pracovníci používať na syntézu derivátov vitamínu D s modifikovaným postranným reťazcom aldehyd ako univerzálny medziprodukt a využiť reaktivitu aldehydickej funkčnej skupiny na výstavbu žiadaného postranného reťazca na C₁₇. Ako Salmond a kol. (J. Org. Chem. 43, 1978, 790-793) tak aj Kutner a kol. (Tetrahedron Letters 28, 1987, 6129-6132) však používajú východiskové látky, ktoré sú ťažko pripravíteľné alebo dostupné a naviac aldehydy, ktoré slúžia ako kľúčové medziprodukty, nie je možné s uspokojivými vý3 ťažkami previesť na žiadané deriváty vitamínu D,najmä na metabolity 25-hydroxy- vitamínu D. Andrews a kol. (J. Org. Chem.

51. 1986, 4819-4828) používajú ako kľúčový medziprodukt pri syntéze metabolitov 25-hydroxyvitamín D C₂₂-aldehyd vitamínu D, v ktorom je citlivý triénový systém vitamínu D chránený Diels-Alderovou reakciou so 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-diónom alebo s ftalazin-l,4-diónom, pričom dienofil je naviazaný v polohách 6a 19 molekuly vitamínu D. Pri tejto metóde je však v konečnej fáze potrebná dodatočná fotoizomerizácia na regeneráciu systému vitamínu D, ktorá je spojená so stratami finančne nákladného finálneho produktu a s kontamináciou tohto finálneho produktu.

Podstata vynálezu

Vynález si kladie za cieľ poskytnúť aldehyd, ktorý by bolo možné používať ako medziprodukt pri výrobe derivátov vitamínu D, a ktorý by nemal nevýhody opisované vyššie.

Podľa vynálezu spĺňa tieto ciele C₂₂-aldehyd odvodený od derivátu provitamínu D, zodpovedajúci všeobecnému vzorcu I

H

I

v ktorom

R predstavuje atóm vodíka alebo éterifikovanú alebo esterifikovanú hydroxylovú skupinu,

R¹ znamená éterifikovanú alebo esterifikovanú hydroxylovú skupinu a

Z predstavuje sulfonylovú skupinu alebo zvyšok všeobecného vzorca _

II

O v ktorom A a B sú buď rovnaké alebo rôzne a znamenajú vždy alkoxyskupinu s 1 až 4 atómami uhlíka, alebo A a B spolu tvoria fenyliminoskupinu alebo o-fenylénovú skupinu.

Deriváty provitamínu D sú z literatúry známe. Velluz a kol. (Bull. Soc. Chim. Pr. 1949. 501) objavili provitamín D₃ už v roku 1949, zatiaľ Čo Koevoet a kol. (Recueil 74, 1955, 788 - 792) venovali svoju publikáciu tejto zlúčenine v roku

1955. Z uvedených publikácií vyplýva, že provitamín D₃ je možné získať ekvilibráciou z vitamínu D₃, ale môže však veľmi ľahko znova prechádzať na východiskovú látku. Provitamín D₃však naviac nie je kryštalický, takže sa prakticky nedá získať v čistom stave. Nestabilita derivátov provitamínu D a ťažká manipulácia s nimi boli najpravdepodobnejšou príčinou toho, že sa v literatúre až doteraz venovalo málo pozornosti použitiu týchto látok na syntetické účely. V podstate to isté platí o stereoizoméri provitamínu D₃, tachysterole, o ktorom píšu Koevoet a kol. v Recueil 74., 1955, 788 - 792.

Derivát provitamínu D2 je možné použiť ako východiskový materiál na prípravu vyššie uvedeného aldehydu, ktorý je možné získať z derivátu vitamínu D₂ rovnakým spôsobom ako provitamín D₃, ekvilibráciou. Ekvilibračná reakcia závisí na teplote - vznik derivátu provitamínu D₂ je možné stimulovať zvýšením teploty. Ako východiskovú látku je možné taktiež použiť derivát tachysterolu₂. Alternatívne vedie k vzniku žiadaného derivátu provitamínu D₂ taktiež ožarovanie derivátu ergosterolu pri nízkej teplote. Po chránení hydroxylovej skupiny alebo hydroxylových skupín prítomných v molekule je potom možné us5 kutočniť adíciu s použitím vhodného dienofilu, ako je opísané vo vyššie uvedenom európskom patentovom spise č. 70588. Vznikne adukt provitamínu D₂, zodpovedajúci všeobecnému vzorcu II

(II)

Vhodné dienofily pre vyššie uvedenú adičnú reakciu sú oxid siričitý a zlúčeniny všeobecného vzorca

II

O v ktorom majú A a B vyššie uvedený význam.

Ako príklady vhodných dienofilov zodpovedajúcich tomuto poslednému uvedenému všeobecnému vzorcu je možné uviesť 1,2,4 -triazolin-3,5-dióny substituované v polohe 4, prípadne substituovanou fenylovou skupinou, 1,4-ftalazíndióny a dialkylazodikarboxyláty obsahujúce v každej alkylovej časti vždy 1 až 4 atómy uhlíka. Vzhľadom k jednoduchému priebehu vzniku aduktu a ľahkému nasledujúcemu odstráneniu sú výhodné dienofily 4-fenyl-1,2,4-triazolin-3,5-dión, dimetyl-azodikarboxylát, dietyl-azodikarboxylát a 1,4-ftalazíndión. Po syntéze žiadaného derivátu vitamínu D je možné dienofilnú skupinu Z z aduktu ľahko odstrániť, pričom, na rozdiel od aduktu vitamínu D uvedeného vyššie, ktorý syntetizovali Andrews a kol., zostáva zachovaná stérická konfigurácia a vzniká priamo žiadaný derivát cis-vitamínu D.

Hydroxylové skupiny v adukte, ktoré sú reakcii na závadu, je možné pred alebo po vzniku aduktu chrániť reakciou s esterifikačným alebo éterifikačným činidlom. Vhodnými esterifikačnými činidlami sú alkylchlórkarbonáty obsahujúce 2 až 5 atómov uhlíka, aromatické karboxylové kyseliny, nasýtené alifatické karboxylové kyseliny s 1 až 4 atómami uhlíka, p-toluénsulfónová kyselina, metánsulfonylová kyselina, trifluóroctová kyselina a deriváty týchto kyselín, ktoré je možné použiť na esterifikačné reakcie. Na chránenie nestálych hydroxylových skupín vo forme éteru je v podstate možné použiť ľubovoľné z éterifikačných činidiel o ktorých je známe, že je možné ich použiť na tento účel, ako sú napríklad trifenylmetylhalogenidy, 2,3-dihydropyran alebo trialkylsilylhalogenidy alebo trialkylsilyletoxymetylhalogenidy, v ktorých jednotlivé alkylové skupiny obsahujú vždy 1 až 6 atómov uhlíka. Zvlášť vhodné na tento účel sú trimetylsilylchlorid, terc-butyldimetylsilylchlorid alebo trimetylsilyletoxymetylchlorid, pretože tieto éterifikačné činidlá ľahko reagujú s hydroxylovou skupinou, ktorá sa má chrániť, pri vzniku éterovej funkčnej skupiny, ktorá je na jednej strane dostatočne stála za reakčných podmienok, na druhej strane je možné ju ľahko odštiepiť pri regenerácii pôvodnej hydroxylovéj skupiny. Výhodným činidlom je terc-butyldimetylsilylchlorid, pretože sa zistilo, že terc-butyldimetylsilylová skupina je vynikajúca ochranná skupina.

Adukty provitamínu D₂, výhodne dostupné adíciou dienofilov na ľahko prístupné východiskové materiály, sú adukty zodpovedajúce všeobecnému vzorcu II, v ktorom R predstavuje atóm vodíka. Adukty je možné ľahko previesť na zodpovedajúce zlúčeniny hydroxylované v polohe 1, výhodne v polohe la, postupom opísaným vo vyššie uvedenom európskom patentovom spise č. 70588. Týmto spôsobom vzniknú adukty provitamínu D₂, zodpovedajúce všeobecnému vzorcu II, v ktorom R predstavuje hydroxylovú skupinu alebo prípadne chránenú hydroxylovú skupinu. Nie je potrebné nevyhnutne zavádzať 1-hydroxyskupinu v tomto stup7 ni syntézy žiadaného derivátu vitamínu D. Hydroxylačnú reakciu opísanú v európskom patentovom spise č. 70588 na prípravu

1-hydroxysubstituovaných derivátov vitamínu D je možné uskutočnil v neskoršom stupni syntézy, najmä po príprave žiadaného derivátu vitamínu D výstavbou postranného reťazca na C₁₇, ale pred odstránením dienofilnej skupiny Z.

Zistilo sa, že C₂₂-aldehyd všeobecného vzorca I je možné jednoduchým spôsobom pripraviť oxidáciou vyššie uvedeného aduktu provitamínu D₂, všeobecného vzorca II, selektívnou pre dvojitú väzbu medzi uhlíkovými atómami v polohách 22 a 23. Konverziu je možné s vynikajúcim výťažkom uskutočniť tak, že sa adukt provitamínu D₂ nechá najskôr reagovať s ozónom, výhodne v prítomnosti organickej zásady (napríklad pyridínu) a následnou redukciou vzniknutého ozonidu. Prekvapujúco sa zistilo, že pri konverzii zostáva zachovaná stérická konfigurácia na C₂₀, aj keď pri porovnateľných konverziách, ako ich napríklad opísali Salmond a Sobala ( Tetrahedron Letters, 20. 1977, 1695-1698), ľahko dochádza k epimerizácii na C₂q.

Výsledný C₂₂-aldehyd všeobecného vzorca I je veľmi vhodným medziproduktom na prípravu veľkého počtu rôznych derivátov vitamínu D, odlišujúcich sa postrannými reťazcami na C₁₇. C₂₂-aldehyd je možné použiť najmä na prípravu derivátov vitamínu D, všeobecného vzorca III

(III)

R v ktorom

R a R¹ majú vyššie uvedený význam a

R² predstavuje rozvetvený alebo nerozvetvený, nasýtený alebo nenasýtený alifatický hydrokarbylový alebo hydrokarbyloxylový zvyšok obsahujúci 1 až 14 atómov uhlíka a prípadne substituovaný jedným alebo niekoľkými substituentami vybranými zo skupiny zahŕňajúcej hydroxylovú skupinu, éterové skupiny, oxoskupiny, cykloalkylové skupiny s 3 až 6 atómami uhlíka, laktónové skupiny a atómy fluóru, spočívajúci v tom, že sa v aldehyde všeobecného vzorca I predĺži reťazec, všeobecne radom postupných reakcií, ktorými sa aldehydická funkčná skupina prevedie na skupinu R², potom sa o sebe známym spôsobom odstráni zvyšok Z.

Odštiepenie dienofilnej skupiny Z je možné uskutočniť jednoduchým spôsobom, napríklad pomocou zásady v protickom alebo aprotickom polárnom rozpúšťadle alebo v ich zmesi, ako je opísané vo vyššie uvedenom európskom patentovom spise č. 70588. Vhodnými systémami na tento účel sú hydroxidy alkalických kovov v alkoholoch, napríklad v metanole alebo n-butanole, hydridy kovov, napríklad lítiumalumíniumhydrid, v inertných aprotických rozpúšťadlách, alebo alkoxidy alkalických kovov v alkoholoch. Odštiepenie skupín chrániacich hydroxylovú funkčnú skupinu alebo skupiny je možné taktiež uskutočniť spôsobom o sebe známym na odštiepenie takýchto skupín. Napríklad ochranné silyléterové skupiny je možné odštiepiť pôsobením zlúčenín fluóru, napríklad tetrabutylamóniumfluoridu, v inertnom organickom rozpúšťadle, napríklad v éteri, ako tetrahydrofuráne. Štiepenie je možné uskutočniť tiež pôsobením kyseliny, prípadne adsorbovanej na nosiči, napríklad na oxide kremičitom.

Zistilo sa, že C₂2^-aiďehyd vyššie uvedeného všeobecného vzorca I sa výhodne hodí na predlžovanie reťazca. Pri tomto postupe sa, obvykle pomocou radu na sebe nadväzujúcich reakcií, vybuduje žiadaný postranný reťazec na C₁₇. V súlade s týmto postupom je možné aldehydickú funkčnú skupinu v predmetnom C₂₂aldehyde previesť na skupinu R² (viď vzorec III) pomocou Grignardovej reakcie alebo Wittigovej reakcie, ako opisuje nasledujúca reakčná schéma A.

Schéma A

S0₂Ph OH

V tejto reakčnej schéme majú používané skratky a všeobecné symboly nasledujúci význam:

LDA = lítium-diizopropylamid

R⁴ = ochranná skupina hydroxylovej funkčnej skupiny

R⁵ = uhľovodíkový zvyšok

X = halogén

Ph = fenyl

Zistilo sa, že Grignardove činidlá a Wittigove činidlá sú zvlášť vhodné na reakcie s C₂2-aldehydom všeobecného vzorca I. Týmto spôsobom je možné ľahko vybudovať uhlíkatý skelet žiadaného postranného reťazca na ^C17- Následnými reakciami je potom možné postranný reťazec modifikovať, napríklad zavádzať do neho hydroxylové skupiny, oxoskupiny, atómy fluóru a pod.. Na reakciu s C₂2aldehydom všeobecného vzorca I je zvlášť vhodné Wittigovo činidlo zodpovedajúce všeobecnému vzorcu

Ph₃P=CH-R³ kde Ph znamená fenylovú skupinu a R³ predstavuje atóm vodíka alebo rozvetvený alebo nerozvetvený, nasýtený alebo nenasýtený alifatický uhľovodíkový zvyšok obsahujúci 1 až 13 atómov uhlíka a prípadne substituovaný jednou alebo niekoľkými éterifikovanými alebo esterifikovanými hydroxylovými skupinami alebo atómami fluóru. Toto činidlo ľahko reaguje s aldehydickou funkčnou skupinou, pričom ostatné funkčné skupiny v molekule aldehydu nenapadá.

Ďalšou zvlášť vhodnou reakciou na predlžovanie reťazca je konverzia C₂₂-aldehydu na intermediárny sulfón, výhodne na 22-arylsulfonyl-24-hydroxysubstituovanú zlúčeninu alebo na 23-arylsulfonyl-22-hydroxysubstituovanú zlúčeninu, uskutočňovaná o sebe známym spôsobom, nasledovaná desulfonylačnou reakciou. Príklady takýchto reakcií slúžiacich na predlžovanie reťazca sú uvedené v schéme A.

Nakoniec vynález opisuje spôsob výroby derivátov vitamínu

D, zodpovedajúcich vyššie uvedenému všeobecnému vzorcu III, pričom sa ako medziprodukt používa C₂₂-aldehyd všeobecného vzorca I. Tento spôsob sa uskutočňuje tak, že sa

a) adukt provitamínu D₂ vyššie uvedeného všeobecného vzorca II podrobí oxidácii selektívnej pre dvojitú väzbu medzi C₂₂a C₂₂, výhodne reakcii s ozónom a nasledujúcej redukcii vzniknutého ozonidu, potom sa

b) v takto vzniknutom aldehyde všeobecného vzorca I predĺži reťazec pri vytvorení žiadaného postranného reťazca na a potom sa o sebe známym spôsobom odštiepi dienofilná skupina Z.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Vynález ilustrujú nasledujúce príklady uskutočnenia, ktorými sa však rozsah vynálezu neobmedzuje. Uskutočňované reakcie opisujú nasledujúce schémy B a C, na ktoré sa vzťahuje aj číslovanie zlúčenín v príkladoch.

Schéma C

Príklad 1

Príprava aduktu provitamín D₂-acetátu so 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-diónom a jeho oxidácia na žiadaný C₂2~aldehyd

a) K roztoku 22,5 g vitamínu D₂ v 200 ml suchého pyridínu sa pridá 40 ml acetanhydridu. Reakčná zmes sa nechá 16 hodín stáť pri laboratórnej teplote, potom sa vyleje do vody s ľadom a pridá sa k nej 1 liter dietyléteru. Po oddelení vrstiev sa organická fáza trikrát premyje vodou a potom postupne 2N kyselinou chlorovodíkovou, roztokom hydrogénuhličitanu sodného a nakoniec roztokom chloridu sodného až do neutrálnej reakcie. Po vysušení organického roztoku a odparení pri zníženom tlaku sa zvyšok rozpustí v malom množstve acetónu a ochladí sa na -20 °C. Vo výťažku 22,3 g sa získa žiadaný vitamín D₂-acetát (2) s teplotou topenia 88 ’C.

b) 22,3 g vyššie pripraveného vitamínu D₂-acetátu (2) sa roztaví a asi 45 minút sa zohrieva na teplotu asi 100 ’C. Týmto spracovaním sa asi 30 % východiskového materiálu prevedie (podľa NMR spektroskopie) na provitamín D₂-acetát. Po ochladení sa kryštalizáciou z acetónu získa 10,8 g nepremeneného vitamínu D₂-acetátu. Po odparení materského lúhu sa získa 11,4 g zvyšku, z ktorého 6,7 g tvorí provitamín D₂-acetát (3).

c) K roztoku provitamínu D₂-acetátu (3), získaného postupom podľa odstavca b), v 330 ml dichlórmetánu, sa v dusíkovej atmosfére pri miešaní pri teplote 0 ’C pridá roztok 7,25 g

4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-diónu v 90 ml suchého dichlórmetánu. Vypočítané množstvo použitého provitamínu D₂-acetátu predstavuje 18,14 g, t.j. ekvimolárne množstvo vztiahnuté na množstvo východiskového triazolíndiónu.

Po odparení rozpúšťadla sa zvyšok prekryštalizuje z etanolu, čím sa vo výťažku 65 % získa žiadaný adukt (4) provitamín D₂-acetátu so 4-fenyl-l, 2,4-triazolin-3,5-diónom. Produkt identifikovaný NMR spektroskopiou sa topí pri 126,3 až 128 °C.

d) 13,33 g výsledného čistého aduktu (4) sa rozpustí v 200 ml suchého metanolu, v roztoku sa suspenduje 12 g uhličitanu draselného a suspenzia sa 45 minút zohrieva do varu pod spätným chladičom. Po odparení pri zníženom tlaku sa zvyšok vyberie zmesou vody a dietyléteru, organická vrstva sa oddelí, postupne sa premyje zriedenou kyselinou, roztokom uhličitanu sodného a roztokom chloridu sodného, vysuší sa a rozpúšťadlo sa odparí . Zvyšok poskytne po prekryštalovaní z acetónu vo výťažku 12,04 g žiadaný alkohol (5), charakterizovaný pomocou NMR a IČ spektroskopie.

e) Roztok 12,04 g vyššie pripraveného alkoholu (5), 1,98 g imidazolu a 3,70 g terc-butyldimetylsilylchloridu v 100 ml dimetylformamidu sa v dusíkovej atmosfére 18 hodín mieša pri laboratórnej teplote, k zmesi sa potom až do úplného rozpustenia pridáva hexán, potom sa dimetylformamidová vrstva od hexánovej vrstvy oddelí a extrahuje sa hexánom. Spojené hexánové frakcie sa postupne premyjú 0,1 N kyselinou chlorovodíkovou, vodou, roztokom hydrogénuhličitanu sodného a roztokom chloridu sodného, vysušia sa a odparia. Zvyšok poskytne po prekryštalovaní z etanolu žiadaný terc-butyldimetyléter (6) , ktorý vzniká vo výťažku 83 %, počítané na východiskový acetát (4). Produkt bol identifikovaný NMR spektroskopiou a topí sa pri 147,4 až

148,5 °C.

Výsledný adukt terc-butyldimetylsilyléteru provitamínu D₂ a 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-diónu (6) je možné selektívne hydrolyzovať v polohe 1, prípadne rovnakým spôsobom ako je opísané vo vyššie uvedenom európskom patentovom spise č.70588, pričom sa získa adukt terc-butyldimetylsilyléteru 1-hydroxyprovitamínu D₂.

f) Vyššie pripravený adukt terc-butyldimetylsilyléteru provitamínu D₂ so 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-diónom sa rozpustí v 470 ml metylénchloridu obsahujúceho 4,7 ml suchého pyridínu. Adukt sa použije v množstve 40 g. Do roztoku sa pri teplote -70 až -75 °C uvádza ozón rýchlosťou 0,6 mmól 0₃/min., pričom priebeh reakcie sa sleduje chromatografiou na tenkej vrstve, s použitím zmesi toluénu a acetónu v pomere 95:5 ako elučného činidla. Po 140 minútach sa uvádzanie ozónu preruší a k zmesi sa pri teplote -70 až -75 °C pridá 23 g zinkového prachu a 116 ml ľadovej kyseliny octovej. Reakčná zmes sa pri uvádzaní dusíka pomaly zohreje na laboratórnu teplotu a potom sa 8 minút zohrieva do varu pod spätným chladičom. Po odfiltrovaní nadbytku zinku sa filtrát postupne premyje roztokom chloridu sodného, roztokom uhličitanu sodného, 2M roztokom hydroxidu sodného a znova roztokom chloridu sodného. Po vysušení a vyčistení chromatografiou na stĺpci silikagélu, s použitím zmesi metylénchloridu a acetónu ako elučného činidla, sa vo výťažku 28,04 g (78 %) získa žiadaný adukt C₂2~aldehydu (7). Ak je to žiadúce, je možné produkt ďalej vyčistiť prekryštalovaním z acetónu. Produkt, identifikovaný NMR spektroskopiou topí sa pri 195,7 až 197,7 °C.

Príklad 2

Modifikácia C₂₂-aldehydu (7) pomocou Grignardovej reakcie

2,6 g kovového horčíka sa prevrství suchým dietyléterom a pridá sa 1 g z celkového množstva 10,5 g 3-chlór-1,1-dimetylpropyl-trimetylsilyléteru potrebného na prípravu Grignardovho činidla. Reakcia sa naštartuje pridaním malého množstva dibrómetánu a potom sa udržiava v chode postupným pridávaním zostávajúcej časti silyléteru v 10 ml suchého dietyléteru, pri teplote asi 38 °C. Po pridaní všetkého silyléteru sa reakčná zmes 30 minút mieša za varu pod spätným chladičom.

K výslednej zmesi sa pridá 10 g C₂₂-aldehydu (7), pripraveného postupom podľa príkladu 1, v 20 ml suchého tetrahydrofuránu, reakčná zmes sa pri miešaní 15 minút zohrieva do varu pod spätným chladičom, potom sa ochladí na laboratórnu teplotu a pridá sa k nej 50 ml nasýteného roztoku chloridu amónneho. Po premytí roztokom chloridu sodného a vysušení sa reakčná zmes odparí a zvyšok sa podrobí adsorpčnej stĺpcovej chromátografii. Vo výťažku 3,13 g sa elúciou stĺpca zmesou toluénu a acetónu v pomere 95:5 získa žiadaný produkt (8).

Na prípravu 25-hydroxyvitamínu D₃ sa tento produkt (8) nechá reagovať s toluénsulfonylchloridom, čím sa hydroxylová skupina na C₂₂ prevedie na tozyloxyskupinu, a vzniká produkt (9) . Redukciou lítiumalumíniumhydridom v suchom dietyléteri sa vytvorí trimetylsilyléter žiadaného postranného reťazca na C₁₇, čím sa získa adukt terc-butyldimetylsilyléteru 25-trimetylsilyloxyprovitamínu D₃ so 4-fenyl-l,2,4-triazolin-3,5-diónom (10). Po odštiepení ochranných silyléterových skupín a dienofilnej skupiny je možné z tohto produktu získať žiadaný 25-hydroxyvitamín D₃ . Štiepiace reakcie budú detailnejšie opísané v príklade 4.

Príklad 3

Modifikácia C₂₂-aldehydu (7) pomocou Wittigovej reakcie

a) 3,0 g C₂₂-aldehydu (7), vyrobeného postupom podľa príkladu 1, sa nechá reagovať s 2,9 g Wittigovej soli pripravenej z trifenylfosfínu a 4-chlór-2-metyl-2-buténu v tetrahydrofuránovom roztoku. Výsledný produkt poskytne po prekryštalovaní z dietyléteru vo výťažku 79 % žiadaný adukt 22,24-diénového derivátu vitamínu D₃ (11), ktorý je tvorený zmesou 22-cisa 22-trans-izomérov v pomere 1:3. Identifikácia produktu sa uskutočňuje pomocou NMR spektroskopie.

b) Vzniknutý adukt 22,24-diénového derivátu vitamínu D₃ sa na dvojitej väzbe medzi C₂₄ a C₂g selektívne epoxiduje pôsobením zmesi dibenzoylperoxidu a hexametyldidilazanu v metylénchloridovom roztoku. Z NMR spektroskopie vyplýva, že 24,25-epoxid (12) je tvorený zmesou stereoizomérnych 24,25-epoxidov. Adukt 22-én-24-epoxyvitamínu D₃ (12) sa čistí veľmi rýchlou stĺpcovou chromatografiou s použitím zmesi hexánu a acetónu v pomere 7:3 ako elučného činidla. Výťažok predstavuje 60 %.

c) Roztok 1,0 g epoxyzlúčeniny (12) v etylacetáte sa vo vodíkovej atmosfére v prítomnosti 0,22 g Raney-nikla trepe pri atmosférickom tlaku, pričom podľa NMR spektroskopie prebehne žiadaná hydrogenácia.Vo výťažku 50 % vznikne adukt 25-hydroxyvitamínu D₃ (13) .

Grignardovou reakciou epoxyzlúčeniny (12) s metylmagnéziumchloridom sa po rozdelení vzniknutej zmesi izomérov získa adukt 25-hydroxyvitamínu D₂ (16) , z ktorého sa odštiepením ochranných skupín, ako bude opísané v príklade 4, získa 25-hydroxyvitamín D₂.

Príklad 4

Príprava 25-hydroxyvitamínu D₃ odštiepením ochranných skupín

a) Adukt 25-hydroxyvitamínu D₃ (13) , pripravený postupom podľa príkladu 3, sa desilyluje tak, že sa v množstve 9,80 g rozpustí v 90 ml acetonitrilu a k roztoku sa pridá 15 ml 40 až 45 % vodnej kyseliny fluorovodíkovej. Reakčná zmes sa v dusíkovej atmosfére 3 hodiny mieša pri laboratórnej teplote, pričom priebeh štiepenia éterovej väzby sa sleduje chromatografiou na tenkej vrstve. Reakčná zmes sa vyleje do 300 ml vody, pridá sa 100 ml metylénchloridu, organická vrstva sa oddelí, postupne sa premyje 5 % roztokom hydrogénuhličitanu sodného a roztokom chloridu sodného, a vysuší sa. Po odparení rozpúšťadla sa vzniknutý žiadaný produkt (14) vyčistí chromatografiou na stĺpci silikagélu, s použitím zmesi metylénchloridu a acetónu ako elučného činidla. Výťažok predstavuje 86 %. Produkt bol identifikovaný NMR spektroskopiou.

Podobným spôsobom sa desilyluje bis(silyléter) pripravený v príklade 2, pričom taktiež vznikne adičný produkt (14) .

b) 500 mg vzniknutého aduktu 25-hydroxyvitamínu D₃ sa rozpustí v 25 ml metanolu. Po pridaní 25 ml 15 N vodného roztoku hydroxidu draselného sa reakčná zmes 24 hodín zohrieva pod spätným chladičom na teplotu 85 °C, potom sa vyleje do zmesi ľadu a vody a extrahuje sa dietyléterom. Organická fáza sa postupne premyje roztokom hydrogénuhličitanu sodného a roztokom chloridu sodného a organická fáza sa odparí. Vo výťažku

C % sa získa žiadaný konečný produkt, 25-hydroxyvitamín D₃(15) . Po prekryštalovaní zo zmesi acetónu a vody produkt sa topí pri 108,4 až 111,4 °C. Identifikácia sa uskutočňuje pomocou NMR spektroskopie.

Claims

1. Spôsob výroby derivátov vitamínu D, všeobecného vzorca

III (III) v ktorom

R predstavuje atóm vodíka alebo hydroxylovú skupinu, prípadne esterifikovanú alkylchlórkarbonátom obsahujúcim 2 až 5 atómov uhlíka, aromatickou karboxylovou kyselinou, nasýtenou alifatickou karboxylovou kyselinou s 1 až 4 atómami uhlíka, p-toluénsulfónovou kyselinou, metánsulfónovou kyselinou alebo trifluóroctovou kyselinou, alebo hydroxylovú skupinu éterifikovanú trifenylmetylhalogenidom, 2,3-dihydropyránom, trialkylsilylhalogenidom obsahujúcim v každej alkylovej časti vždy 1 až 6 atómov uhlíka alebo trialkylsilyletoxymetylhalogenidom obsahujúcim v každej alkylovej časti vždy 1 až 6 atómov uhlíka,

R¹ znamená hydroxylovú skupinu, prípadne esterifikovanú alkylchlórkarbonátom obsahujúcim 2 až 5 atómov uhlíka, aromatickou karboxylovou kyselinou, nasýtenou alifatickou karboxylovou kyselinou s 1 až 4 atómami uhlíka, p-toluénsulfónovou kyselinou, metánsulfónovou kyselinou alebo trifluóroctovou kyselinou, alebo hydroxylovú skupinu éterif ikovanú trifenylmetylhalogenidom, 2,3-dihydropyránom, trialkylsilylhalogenidom obsahujúcim v každej alkylovej časti vždy 1 až 6 atómov uhlíka alebo trialkylsilyletoxymetylhalogenidom obsahujúcim v každej alkylovej časti vždy 1 až 6 atómov uhlíka a

R² znamená rozvetvený alebo nerozvetvený, nasýtený alebo nenasýtený alifatický hydrokarbylový alebo hydrokarbyloxylový zvyšok obsahujúci 1 až 14 atómov uhlíka a prípadne substituovaný aspoň jedným substituentom vybraným zo skupiny zahŕňajúcej hydroxylovú skupinu, éterové skupiny, oxoskupinu, cykloalkylové skupiny s 3 až 6 atómami uhlíka, laktónové skupiny alebo/a atómy fluóru, vyznačujúci sa tým, že sa adukt provitamínu D₂všeobecného vzorca II v ktorom (II)

R a R¹ majú vyššie uvedený význam a

Z predstavuje sulfonylovú skupinu alebo zvyšok všeobecného vzorca

II

N.

o kde A a B sú rovnaké alebo rôzne 4 atómami uhlíka alebo A a B spolu pinu alebo o-fenylénovú skupinu, alkoxyskupiny s 1 až tvoria fenyliminoskupodrobí oxidácii selektívnej pre dvojitú väzbu medzi polohami ^c22 ^a ^23' výhodne reakcii s ozónom, a potom redukcii vzniknutého ozonidu, potom sa takto získaný aldehyd všeobecného vzorca I

R, R¹ a Z majú vyššie uvedený význam, podrobí reakcii slúžiacej na predĺženie reťazca, pri ktorej sa aldehydická funkčná skupina prevedie na vyššie definovaný

O zvyšok R , a z výsledného produktu sa odštiepi zvyšok Z.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa oxidácia selektívna pre dvojitú väzbu medzi polohami C₂2 ^{a c}23 ^usk^utočňuje reakciou s ozónom, výhodne v prítomnosti organickej zásady, a vzniknutý ozonid sa podrobí redukcii .

3 . Spôsob podľa nároku 2, na výrobu derivátov vitamínu D všeobecného vzorca III podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa aldehyd všeobecného vzorca I podľa nároku 1 podrobí reakcii s Grignardovým činidlom alebo Wittigovým činidlom, potom sa, po zavedení skupiny R² definovanej v nároku 1, z výsledného produktu odštiepi vyššie definovaný zvyšok Z.

4. Spôsob podľa nároku 3, na výrobu derivátov vitamínu D všeobecného vzorca III podľa nároku 1, vyznačuj úci sa tým, že sa aldehyd všeobecného vzorca I podľa nároku l podrobí reakcii s Wittigovým činidlom všeobecného vzorca

Ph₃P=CH-R³ v ktorom

Ph znamená fenylovú skupinu a

R³ predstavuje atóm vodíka alebo rozvetvený alebo nerozvetvený, nasýtený alebo nenasýtený alifatický hydrokarbylový zvyšok obsahujúci 1 až 13 atómov uhlíka, prípadne substituovaný aspoň jednou éterifikovanou alebo esterifikovanou hydroxylovou skupinou alebo atómom fluóru,

O potom sa, po zavedení skupiny R definovanej v nároku 1, z výsledného produktu odštiepi vyššie definovaný zvyšok Z.

5. Spôsob podľa nároku 1, na výrobu derivátov vitamínu D všeobecného vzorca III podľa nároku 1, vyznačuj úci sa tým, že sa aldehyd všeobecného vzorca I podľa nároku 1 prevedie na intermediámy sulfonylderivát, výhodne na 22-arylsulfonyl-24-hydroxysubstituovaný derivát vitamínu D alebo na 23-arylsulfonyl-22-hydroxysubstituovaný derivát vitamínu D, tento intermediámy sulfonylderivát sa podrobí desulfonylácii a zo vzniknutého aduktu sa odštiepi vyššie definovaný zvyšok Z .

6. Aldehyd všeobecného vzorca I podľa nároku 1 ako medziprodukt na prípravu derivátov vitamínu D.