DE3590020C2

DE3590020C2 - In der Seitenkette ungesättigte 1-Hydroxyvitamin D-Verbindungen

Info

Publication number: DE3590020C2
Application number: DE3590020A
Authority: DE
Inventors: Hector F Deluca; Heinrich K Schnoes; Rafal R Sicinski; Yoko Tanaka
Original assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Current assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2005-01-08
Also published as: DE3590020T1; JPS61501146A; GB2153359A; FR2558830A1; NL8520003A; IE57947B1; AU3831785A; GB2153359B; AU589113B2; JPH0455424B2; WO1985003299A1; BE901602A; DK437585D0; DK437585A; CH667087A5; IE850212L; FR2558830B1; GB8502163D0

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft biologisch aktive Vitamin-D-Verbindungen. Insbesondere betrifft die Erfindung 1-Hydroxyvitamin-D-Verbindungen, welche eine 22,23-cis-Doppelbindung in der Seitenkette enthalten.

Hintergrund der Erfindung

Wegen der gut bekannten und klar festgestellten Aktivität von 1α-Hydroxyvitamin-D-Verbindungen bei der Regulierung der Calcium- und Phosphat-Homöostase bei Tieren oder Menschen bestand ein Interesse an der Herstellung der natürlichen Metaboliten und hinsichtlich der Erforschung von Analogverbindungen mit wertvollen medizinischen Eigenschaften. Dies hat zur Herstellung einer Vielzahl von Verbindungen geführt (vgl. beispielsweise DeLuca et al., Topics in Current Chemistry, Band 83, Seite 1 (1979); Ann. Rev. Biochem. 52, 411 (1983); Yakhimovich, Russian Chem. Rev. 49, 371 (1980) wovon einige, wie beispielsweise 1α-Hydroxyvitamin D₃ (US-PS 3 741 996) oder 1α,25-Dihydroxyvitamin D₃ (US-PS 3 697 559) bereits Anwendung in der medizinischen Praxis finden. Das Interesse an derartigen Verbindungen besteht weiter, insbesondere nachdem nun erkannt wurde, daß zusätzlich zu ihrer klassischen Funktion als Regulatoren der Calcium-Homöostase das 1α,25-Dihydroxyvitamin D₃ und seine Analogverbindung 1α-Hydroxyvitamin D₃ ebenfalls Zelldifferierungsverfahren beeinflussen und in der Lage sind, das Wachstum und die Verbreitung bestimmter maligner Zellen zu inhibieren [Suda et al., US-PS 4 391 802; Suda et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 80, 201 (1983); Reitsma et al., Nature, Band 306, Seiten 492-494 (1983)]. Es gibt wachsende Anzeichen, die zeigen, daß der Ausdruck der biologischen Aktivität von Vitamin-D- Metaboliten und Analogverbindungen die Bindung an ein intrazelluläres Rezeptorprotein in einer Stufe des Gesamtprozesses umfaßt (vgl. De Luca et al., wie oben angegeben). Die hohe Affinität für dieses Rezeptorprotein ist somit eine Voraussetzung für hohe Wirksamkeit, und die wünschenswerten Vitamin-D-Analogverbindungen sind diejenigen, welche wirksam mit dem natürlichen Hormon 1,25-(OH)₂D₃ um die Rezeptor-Bindungsstelle konkurrieren.

Bekannte seitenketten-ungesättigte Vitamin-D-Verbindungen umfassen die Hydroxyderivate von Vitamin D₂, nämlich 25-Hydroxyvitamin D₂ (US-PS 3 585 221), 1α,25-Dihydroxyvitamin D₂ (US-PS 3 880 894), 24-Hydroxy- und 24,25-Dihydroxyvitamin D₂ (Jones et al., Arch. Biochem. Biophys. 202, 450 (1980)), 1α-Hydroxyvitamin D₂ (US-PS 3 907 843) und bestimmte 24-Demethylvitamin D₂-Verbindungen (US-PS 3 782 062; Bogoslovskii et al., J. Gen. Chem. USSR 48 (4), 828, (1978); Chem. Abstr. 89, 163848j und 89, 209016s). Ein Beispiel einer Verbindung mit einer cis-Doppelbindung in der Seitenkette ist ebenfalls bekannt (Bogoslovskii et al., oben angegebene Stelle).

In dieser Veröffentlichung wird eine Verbindung mit einer cis-Doppelbindung in der Seitenkette beschrieben, die jedoch nicht in den Bereich der vorliegenden Erfindung fällt, da diese Verbindung keine 11-Hydroxyl-Gruppe enthält. Die hier beschriebene Verbindung (IXb) ist nur als ein Nebenprodukt erwähnt, und es werden keine Hinweise gegeben, ob diese Verbindung, wenn überhaupt, irgendeine biologische Eigenschaft gemäß den beanspruchten Verbindungen besitzt. Im Gegensatz dazu wurde gefunden, daß die besonderen beanspruchten Verbindungen gerade dadurch, daß sie eine vollständig unterschiedliche Konfiguration gegenüber den herkömmlichen trans-Verbindungen besitzen, eine hohe Affinität für die Rezeptorproteine aufweisen.

Beschreibung der Erfindung

Die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen sind durch die nachstehenden Strukturen A und B charakterisiert:

worin die Hydroxylgruppe (oder geschützte Hydroxylgruppe) am Kohlenstoffatom 1 die stereochemische α- oder β-Orientierung aufweisen kann, und worin X₁ und X₂ Wasserstoffatome oder eine Hydroxyl-Schutzgruppe darstellen, z. B. Acyl, Alkylsilyl, Methoxymethyl oder Tetrahydropyranyl).

Diese Verbindungen sind somit charakterisiert durch eine 22,23-cis-Doppelbindung (22Z-Doppelbindung) in der Seitenkette.

Bevorzugte Hydroxy-Schutzgruppen sind Acyl (Alkanoyl)-reste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen (z. B. Formyl, Acetyl, Propionyl, Butyryl, oder Aroylreste, wie Benzoyl, Haslogen- oder Nitrobenzoyl oder Carboxyalkanoylreste mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Oxalyl, Malonyl, Succinyl, Glutaryl oder Adipyl.

Besonders bevorzugt sind die Verbindungen des oben genannten Typs A mit einer 1α-Hydroxylgruppe, weil diese Verbindungen eine unerwartet hohe Affinität hinsichtlich des Rezeptorproteins aufweisen. Diese Verbindungen, wie die 1-Hydroxyvitamin-D-Analogverbindungen, sind mit den bekannten 1-hydroxylierten Vitamin-D-Verbindungen verwandt, jedoch wurde angenommen, daß aufgrund des Vorhandenseins einer 22Z-Doppelbindung sie eine geringe Affinität hinsichtlich des Rezeptors oder überhaupt keine Affinität aufweisen würden, da diese 22,23-cis-Doppelbindung die Seitenkette in eine recht unterschiedliche Geometrie zwingt, als diejenige, die für die vollgesättigte Seitenkette angenommen wird, wie sie in 11α-Hydroxyvitamin D₃ oder in dem natürlichen Hormon 1,25-(OH)₂D₃ auftritt, wobei beide Verbindungen bekanntermaßen eine hohe Affinität bezüglich des Rezeptorproteins aufweisen (DeLuca et al., oben angegebene Stelle). Überraschend und unerwartet wurde jedoch gefunden, daß die 1α-Hydroxy-22Z-dehydro-Verbindungen tatsächlich eine höhere Affinität hinsichtlich des Rezeptors aufweisen als das 1α-Hydroxyvitamin D₃.

Die Synthese der neuen Verbindungen gemäß der Erfindung ist in dem Verfahrensschema I zusammengefaßt. In der folgenden Beschreibung dieses Verfahrens und in den Beispielen beziehen sich die Verbindungsangaben durch Nummern (z. B. (1), (2), (3), . . . etc.) auf die so numerierten Strukturen im Verfahrensschema I oder in der Beschreibung.

Das Ausgangsmaterial für das Syntheseverfahren ist der Dien-geschützte Aldehyd der Struktur (1), worin R ein Methoxymethylrest ist. Dieses Ausgangsmaterial wird hergestellt aus Ergosterol nach dem Verfahren von Morris et al. (J. Org. Chem. 46, 3422 (1981)). Die Umsetzung einer Verbindung (1) mit einem Wittig-Reagens der nachfolgend angegebenen Struktur

(CH₃)₂CHCH₂CH₂-PPh₃Br

in einem organischen Lösungsmittel und in Gegenwart einer starken Base liefert das Produkt (2), welches die gewünschte 22Z-olefinische Seitenkette aufweist.

Durch Entfernung der Hydroxy-Schutzgruppe unter sauren Bedingungen wird das Produkt (2) überführt in die Verbindung (3), die einer Reduktion mit einem starken Hydrid-Reduktionsmittel in einem organischen Lösungsmittel unterworfen wird, um das 5,7-Diensterol, Verbindung (4), zu erhalten.

Die Bestrahlung dieses Materials, welches in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist, mit ultraviolettem Licht überführt das 5,7-Dien in die entsprechende Vorvitamin-Übergangsverbindung, die nach der Isolierung und Reinigung zu der 22Z-Dehydro-Vitamin-D₃-Analogverbindung der Struktur (5) (R=H) durch vorsichtiges Erhitzen in einem organischen Lösungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis Rückflußtemperatur isomerisiert wird. Die Übergangsverbindung der Struktur (5) ist eine bekannte Vitamin-D-Analogverbindung, die neulich von Bogoslovskii et al. (J. Gen. Chem. USSR, 48 (4), 828 (1978)) nach einem weniger bequemen Verfahren hergestellt wurde.

Die Übergangsverbindung (5) wird sodann in die gewünschten Endprodukte durch 1-Hydroxylierung unter Anwendung des allgemeinen Verfahrens von DeLuca et al. (US-PS 4 195 027, 4 260 549) überführt. Die Verbindung (5) wird zunächst tosyliert, um das 3β-Tosylat der Struktur (6) zu ergeben, welches sodann in gepuffertem Methanol solvolysiert wird, um die neue 3,5-Cyclovitamin-D-Zwischenverbindung der Struktur (7) (R=H) zu erhalten. Dieses Produkt wird sodann mit Selendioxid und tert.-Butylhydroxyperoxid in einem organischen Lösungsmittel behandelt, um als das Hauptprodukt die 1α-Hydroxycyclovitamin-D-Analogverbindung der Struktur (8) zu erhalten, worin R eine Hydroxylgruppe ist. Es ist bemerkenswert, daß diese Allyl-Hydroxylierung am Kohlenstoffatom 1 ohne Komplikationen verläuft bezüglich einer Verbindung, wie der Zwischenverbindung (7), welche die unübliche cis-Doppelbindung in der Seitenkette mit zwei Allyl-Stellungen aufweist.

Das als Übergangsverbindung anfallende 1-Hydroxycyclovitamin-D-Produkt wird sodann in Eisessig solvolysiert, um im Gemisch die 5,6-cis- und 5,6-trans-Vitamin-D-Verbindungen der Strukturen (9) bzw. (10) zu erhalten, die eine 3β-Acetoxy-Funktion aufweisen. Diese Acetatderivate (9) und (10) werden sodann getrennt und individuell in einer milden Base hydrolysiert, um die gewünschten freien Diolprodukte herzustellen, welche durch die Strukturen (11) und (12) charakterisiert sind, worin X₁ für Wasserstoff steht.

Verfahrensschema I

Es wurde gefunden, daß das oben beschriebene 1-hydroxylierte Cyclovitamin-D-Produkt, von dem die Verbindung 1α- Hydroxy-3,5-cyclovitamin D der Struktur (8) die Hauptkomponente ist, ebenfalls eine geringe Menge des entsprechenden 1β-Hydroxy-3,5-cyclovitamin-D-Epimers enthält, d. h. des Produktes der unten angegebenen Struktur (13). Nach der Solvolyse in Eisessig führt dieses 1β-Hydroxy-Epimer zu den entsprechenden 5,6-cis- und 5,6-trans-1β-Hydroxy- 3β-acetoxy-vitamin D-Analogverbindungen, welche durch die Strukturen (14) bzw. (15) unten angegeben sind, die, sofern es gewünscht wird, ebenfalls aus dem Solvolysegemisch durch Chromatographie isoliert werden können und sodann in einer schwachen Base getrennt hydrolysiert werden können gemäß obiger Beschreibung zu den 1β,3β-Diol-Epimeren, die durch die Strukturen (16) bzw. (17) charakterisiert sind.

In der Praxis wurde gefunden, daß das 5,6-trans-1β-Hydroxyderivat der obigen Struktur (15) häufig eine derart geringe Komponente des Solvolysegemisches darstellt, daß seine direkte Isolierung in einem unzweckmäßigen Maße aufwendig sit. Allgemein ist es in solchen Fällen bequemer, die 5,6- trans-1β-Hydroxy-Analogverbindungen herzustellen nach dem bekannten, durch Jod katalysierten Isomerisierungsprozeß nach Verloop et al. (Rec. Trav. Chim. Pays-Bas 78, 1004 (1969)) aus den entsprechenden 5,6-cis-Verbindungen. Eine derartige Behandlung des Produkts (14) mit einer katalytischen Menge an Jod in einem Kohlenwasserstoff- oder Ether-Lösungsmittel ergibt das 5,6-trans-Produkt (15), und die analoge Isomerisierung von (16) liefert die entsprechende trans-Verbindung der Struktur (17).

Acylierte Derivate der erfindungsgemäßen Produkte werden leicht nach herkömmlichen Verfahren hergestellt. So ergeben sich die Monoacylate der Strukturen (9), (10) oder (14) und (15) direkt aus der Solvolyse; derartige Monoacylate können ferner zu den entsprechenden 1,3-Diacylaten acyliert werden, oder es können gewünschte Acylate nach herkömmlicher Acylierung der freien Diole der Strukturen (11), (12) oder (16) und (17) hergestellt werden. Es soll ebenfalls bemerkt werden, daß die 1-Hydroxycyclovitamin-D- Zwischenverbindungen der Struktur (8) oder (13) zu den entsprechenden 1-O-Acylderivaten acyliert werden können. Nachfolgende Solvolyse derartiger Acylderivate in Eisessig oder in einem sauren wäßrigen Medium (z. B. nach dem Verfahren von DeLuca et al., US-PS 4 195 027) ergeben die 5,6-cis- und 5,6-trans-1-Hydroxyvitamin-D-Analogverbindungen als ihre 1,2-Di-O-acyl- bzw. 1-O-Acylderivate.

Eine bemerkenswerte Eigenschaft der neuen erfindungsgemäßen Verbindungen ist ihre hohe Affinität gegenüber dem Proteinrezeptor, wie sie durch die hohe Bindungsaffinität ausgedrückt wird. Es wurde angenommen, daß die Änderung in der Seitenketten-Geometrie, welche durch das Vorhandensein einer 22,23-cis-Doppelbindung (22Z-Doppelbindung) diktiert wird, die Bindungsaffinität aufheben würde oder zumindest zu einer deutlichen Abnahme der Bindungsaffinität führen würde, das bekannt ist (z. B. vgl. DeLuca et al., Topics in Curr. Chem., oben angegebene Literatur), daß sogar geringe Änderungen in der Stereochemie (z. B. die Änderung von 24R-Hydroxy zu 24S-Hydroxy) zu deutlichen Unterschieden in den Bindungseigenschaften führen können, und die Verbindungen wurden zum Zwecke der Bestätigung dieser Annahme hergestellt. Überraschenderweise wurde durch Konkurrenz-Bindungsversuche gefunden (durchgeführt nach dem Protokoll von Shepard et al., Biochem. J. 182, 55 (1979)), daß die 1α-Hydroxy-22Z-dehydro-Analogverbindung der Struktur (11) eine 3- bis 5fach höhere Affinität für das Rezeptorprotein aufweist und sehr wirkungsvolles Vitamin-D₃-Derivat. Die anderen erfindungsgemäßen Produkte zeigen eine geringere, jedoch immer noch wesentliche Bindungsaffinität, die in jedem Falle höher ist als diejenige der entsprechenden Verbindung, welche eine gesättigte Seitenkette enthält, wie sie in natürlichen Metaboliten oder anderen bekannten Analogverbindungen auftritt.

Aufgrund ihrer hohen Bindungsaffinität können die erfindungsgemäßen Verbindungen höchst geeignete Ersatzstoffe für die bekannten Metaboliten in der Therapie oder Prophylaxe von Unregelmäßigkeiten des Calciumhaushalts sein, wie bei Rachitis, Hypoparathyroidismus, Knochendystrophie, Knochenerweichung oder Osteoporose beim Menschen oder bei verwandten Calciummangel-Erkrankungen (z. B. Milchfieber) bei Tieren. Entsprechend können diese Verbindungen bei der Behandlung von bestimmten bösartigen Erkrankungen, so z. B. bei Leukämie des Menschen, eingesetzt werden. Besonders bevorzugt für die oben angegebenen Anwendungen ist die Analogverbindung, die durch die Struktur (11) im Verfahrensschema I angegeben ist oder die entsprechende 5,6-trans-Verbindung der Struktur (12) oder deren acylierte Derivate. Zweckmäßige Gemische der obigen Produkte können ebenfalls in der Human- oder Veterinärmedizin angewendet werden, z. B. die Kombination der Produkte, welche durch die Strukturen (11) und (12) dargestellt sind.

Zu therapeutischen Zwecken können die Verbindungen nach einem beliebigen herkömmlichen Verabfolgungsweg und in jeder geeigneten Form für das ausgewählte Verabfolgungsverfahren eingesetzt werden. Die Verbindungen können mit jedem verträglichen und unschädlichen pharmazeutischen Träger formuliert werden in Form von Pillen, Tabletten, Gelatinekapseln oder Suppositorien oder als Lösungen, Emulsionen, Dispersionen oder Suspensionen in unschädlichen Lösungsmitteln oder Ölen, und eine derartige Formulierung kann ebenfalls andere therapeutisch wirksame und vorteilhafte Bestandteile enthalten, die für die speziellen Anwendungsformen zweckmäßig sind. Für Anwendungen gegenüber dem Menschen werden die Verbindungen vorteilhafterweise in Mengen von etwa 0,5 bis etwa 10 µg pro Tag verabfolgt, wobei die spezifische Dosis festgesetzt wird nach der speziell verabfolgten Verbindung, der zu behandelnden Krankheit und der Krankheitsentwicklung, dem Zustand und dem Ansprechverhalten des Patienten, wie dem Fachmann auf diesem Gebiet vertraut ist.

Die vorliegende Verbindung wird in der anschließenden detaillierten Beschreibung ferner beschrieben, wobei diese Beschreibung lediglich erläuternd ist und die angefügten Ansprüche nicht beschränkt. In dieser Beschreibung wurden die physiko-chemischen Angaben unter Verwendung der beschriebenen Verfahren und Apparate erhalten. Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) wurde durchgeführt mit einem Modell ALC/GPC 204 der Firma Waters Associates unter Verwendung einer Zorbax-Sil-Säule (DuPont) (6,2 mm×25 cm, Fließgeschwindigkeit 4 ml/min, 1500 psi). Die Säulenchromatographie wurde durchgeführt an Silikagel 60, 70-230 mesh ASTM (Merck). Die präparative Dünnschichtchromatographie (TLC) wurde durchgeführt mit Silika 60 PF-254 (20×20 cm große Platten, 1 mm Silikagel). Die Bestrahlungen wurden durchgeführt unter Verwendung einer Quecksilberbogenlampe des Typs Hanovia 608A36, die mit einem Vycor-Filter ausgerüstet war. Alle Reaktionen werden vorzugsweise unter einer Inertgasatmosphäre (z. B. Argon) durchgeführt.

(22Z)-3β-(Methoxymethoxy)-5α,8α-(4-phenyl-1,2-urazol)-cholesta-6-22-dien (2)

Isopentylphosphoniumbromid [(CH₃)₂CHCH₂CH₂PPh₃Br] (1,67 g, 4,04 mMol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (73 ml) wurde mit n-Butyllithium (1,7 M Lösung in Hexan, 2,42 ml, 4,11 mMol) bei 3-5°C unter Rühren behandelt. Nach 1-stündigem Rühren bei Raumtemperatur wurde die orange-rot gefärbte Lösung auf 3°C gekühlt, und Aldehyd (1) (1,84 g, 3,36 mMol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (24 ml) wurde zugesetzt. Das farblose Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und sodann in Wasser gegossen und mit Benzol extrahiert. Der organische Extrakt wurde gewaschen mit 5% HCl, gesättigtem Natriumbicarbonat und Wasser, getrocknet (NaSO₄) und unter vermindertem Druck zu einem Öl eingeeengt, welches über eine Säule mit Silikagel gereinigt wurde. Die Eluation mit einem Gemisch von Benzol-Ether (94 : 6) lieferte das Addukt (2) (1,38 g, 68%) als einen Schaum: NMR δ 0,83 (3H, s, 18-H₃), 0,89 und 0,91 (6H, jeweils d, J=6,8 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,97 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H₃), 0,98 (3H, s, 19-H₃), 3,30 (1H, dd, J₁=4,4 Hz, J₂=14 Hz, 9-H), 3,38 (3H, s, OCH₃), 4,33 (1H, m, 3-H), 4,70 und 4,81 (2H, ABq, J=6,8 Hz, OCH₂O), 5,21 (2H, br m, 22-H und 23-H), 6,23 und 6,39 (2H, ABq, J=8,5 Hz, 6-H und 7-H), 7,41 (5H, br m, Ar-H); IR: 1756, 1703, 1601, 1397, 1046 cm^-1; Massenspektrum m/z 601 (M⁺, <1%), 426 (4), 364 (61), 349 (16), 253 (18), 251 (18), 119 (PhNCO, 100).

(22Z)-5α,8α-(4-Phenyl-1,2-urazol)chloesta-6,22-dien-3β-ol

Eine Lösung des Adduktes (2) (601 mg, 1 mMol) und p-Toluolsulfonsäure (523 mg, 2,75 mMol) in einem Gemisch von Methanol (20 ml)-THF (12 ml) wurde 2 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde in gesättigte Natriumbicarbonatlösung eingegossen und einige Male mit Benzol extrahiert. Die Extrakte wurden mit Wasser gewaschen, getrocknet (Na₂SO₄) und unter vermindertem Druck eingedampft. Die Reinigung des Rohprodukts durch Säulenchroamtographie (Benzol-Ether 70 : 30 als Eluationsmittel) ergab das Hydroxyaddukt (3) (550 mg, 99%) in Form eines Schaums: NMR δ 0,83 (3H, s, 18-H₃), 0,89 und 0,91 (6H, jeweils d, J=6,8 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,95 (3H, s, 19-H₃), 0,98 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H₃), 3,16 (1H, dd, J₁=4,4 Hz, J₂=14 Hz, 9-H), 4,44 (1H, m, 3-H), 5,22 (2H, br m, 22-H und 23-H), 6,22 und 6,39 (2H, ABq, J=8,5 Hz, 6-H und 7-H), 7,40 (5H, br m, Ar-H); IR: 3447, 1754, 1700, 1600, 1397 cm^-1; Massenspektrum, m/z (557 (M⁺, <1%), 382 (35), 349 (33), 253 (20), 251 (33), 119 (100), 55 (82).

(22Z)-Cholesta-5,7,22-trien-3β-ol (4)

Das Addukt (3) (530 mg, 0,96 mMol) wurde in das Dien (4) überführt durch Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid (1 g) in Tetrahydrofuran (60 ml) unter Rückflußtemperatur für eine Zeit von 18 Stunden. Nach der herkömmlichen Aufarbeitung wurde das Produkt durch Chromatographie über Silika (Benzol-Ether 94 : 6 als Eluationsmittel gereinigt, um das reine Dien (4) (290 mg, 76%) nach Umkristallisation aus Ethanol zu ergeben: Schmelzpunkt 148-151°C; [α] =-132° (c=0,9, CHCl₃); NMR δ 0,66 (3H, s, 18-H₃), 0,90 und 0,91 (6H, jeweils d, J=6,8 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,96 (3H, s, 19-H₃), 0,98 (3H, d, J=6,9 Hz, 21-H₃), 3,64 (1H, m, 3-H), 5,20 (2H, br m, 22-H und 23-H), 5,39 und 5,57 (2H, ABq, J=6 Hz, 7-H und 6-H; UV λ_max 281 nm, IR: 3346, 1463, 1375, 1364, 1067, 1040, 831 cm^-1; Massenspektrum, m/z 382 (M⁺, 100), 349 (65), 323 (32), 271 (15), 253 (30).

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

Die Bestrahlung des 5,7-Diens (4) (150 mg, 0,39 mMol), welches sich in Ether (120 ml) und Benzol (30 ml) gelöst befand entgast mit Argon für 40 Minuten) wurde bei 0°C für 13 Minuten unter Verwendung einer UV-Lampe und eines Vycor-Filters durchgeführt. Die HPLC (1% 2-Propanol in Hexan) des erhaltenen Gemisches lieferte das Provitamin (56,9 mg, 38%) als ein farbloses Öl: NMR δ 0,75 (3H, s, 18-CH₃), 0,90 und 0,91 (6H, jeweils d, J=6,7 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,99 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H₃), 1,64 (3H, s, 19-H₃), 3,90 (1H, mm, 3-H), 5,20 (2H, br m, 22-H und 23-H), 5,69 und 5,95 (2H, ABq, J=12 Hz, 7-H und 6-H); UV λ_max 261 nm, λ_min 234 nm.

Die thermische Isomerisierung der Provitamin-Zwischenverbindung (56 mg, 0,15 mMol) in unter Rückfluß siedendem Ethanol (3 Stunden) ergab die ölige Vitamin-Analogverbindung (5) (43 mg, 77%) nach der Abtrennung durch HPLC. NMR δ 0,60 (3H, s, 18-H₃), 0,89 und 0,90 (6H, jeweils d, J=6,7 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,97 (3H, d, J=6,6 Hz, 21-H₃), 3,96 (1H, s, 3-H), 4,82 und 5,05 (2H, jeweils schmale Multiplets, 19-H₂), 5,20 (2H, br m, 22-H) und 23-H), 6,04 und 6,24 (2H, ABq, J=11,4 Hz, 7-H und 6-H); UV λ_max 265,5 nm, λ_min 228 nm; IR: 3427, 1458, 1379, 1048, 966, 943, 892 cm^-1; Massenspektrum, m/z 382 (M⁺, 21), 349 (5), 271 (8), 253 (14), 136 (100), 118 (82).

1-Hydroxylierung der Verbindung (5)

Frisch umkristallisiertes p-Toluolsulfonylchlorid (50 mg, 0,26 mMol) wurde einer Lösung des Vitamins (5) (50 mg, 0,13 mMol) in wasserfreiem Pyridin (300 µl) zugesetzt. Nach 30 Stunden bei 4°C wurde das Reaktionsgemisch in Eis/gesättigte NaHCO₃ unter Rühren eingegossen. Das Gemisch wurde 15 Minuten gerührt und anschließend mit Benzol extrahiert. Der organische Extrakt wurde gewaschen mit NaHCO₃, gesättigtem Kupfersulfat und Wasser, getrocknet (NaHCO₃, gesättigtem Kupfersulfat und Wasser, getrocknet (Na₂SO₄) und unter vermindertem Druck eingeengt, um das ölige Tosylat (6) zu erhalten. Das rohe Tosylat (6) wurde mit NaHCO₃ (150 mg) in wasserfreiem Methanol (10 ml) behandelt und das Gemisch wurde 8,5 Stunden bei 55°C gerührt. Nach dem Abkühlen und dem Einnengen auf etwa 2 ml wurde das Gemisch mit Benzol (80 ml) verdünnt, mit Wasser gewaschen, getrocknet (Na₂SO₄) und unter vermindertem Druck eingedampft. Die ölige 3,5-Cyclovitamin D-Verbindung (7), die so erhalten wurde, war hinreichend rein, um für die folgende Oxidationsstufe ohne jegliche Reinigung eingesetzt zu werden. Zu einer heftig gerührten Suspension von SeO₂ (5,1 mg, 0,046 mMol) in wasserfreiem CH₂Cl₂ (5 ml) wurde tert.-Butylhydroperoxid (16,5 µl, 0,118 mMol) zugesetzt. Nach 30 Minuten wurde wasserfreies Pyridin (50 µl) zugesetzt, und das Gemisch wurde weitere 25 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, mit CH₂Cl₂ (3 ml) verdünnt und auf 0°C gekühlt. Das rohe 3,5-Cyclovitaminprodukt (7) in CH₂Cl₂ (4,5 ml) wurde sodann zugegeben. Die Reaktion verlief bei 0°C für 15 Minuten, und das Gemisch wurde sodann langsam (30 Minuten) auf Raumtemperatur erwärmen gelassen. Das Gemisch wurde in einen Trenntrichter überführt und mit 30 ml 10%iger NaOH geschüttelt. Ether (150 ml) wurde zugesetzt, und die getrennte organische Phaase wurde gewaschen mit 10% NaOH, Wasser und über Na₂SO₄ getrocknet. Die Einengung zur Trockne unter vermindertem Druck ergab einen gelben öligen Rückstand, der über einer Silikagel- TLC-Platte gereinigt wurde durch Entwicklung in einem Gemisch von Hexan-Ethylacetat im Verhältnis von 7 : 3, um das 1-Hydroxycyclovitaminprodukt zu ergeben (20 mg, 37%): NMR δ 0,59 (3H, s, 18-H₃), 0,63 (1H, m, 3-H), 0,89 und 0,90 (6H, jeweils d, J=6,9 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,96 (3H, d, J=6,9 Hz, 21-H₃), 3,25 (3H, s, -OCH₃), 4,17 (2H, m, 1-H und 6-H), 4,96 (1H, d, J=9,3 Hz, 7H), 5,1-5,4 (4H, br m, 19-H₂, 22-H und 23-H); Massenspektrum, m/z 412 (M⁺, 26), 380 (48), 339 (22), 269 (28), 245 (20), 135 (100). Dieses Produkt setzt sich überwiegend zusammen aus der 1α-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung der Struktur (8) und einer geringen Menge des entsprechenden 1β-Hydroxy-Epimers (13). Diese Komponenten können in dieser Stufe, sofern es gewünscht wird, getrennt werden, jedoch ist eine derartige Trennung nicht erforderlich.

Das gemäß obiger Vorschrift erhaltene 1-Hydroxycyclovitaminprodukt (18 mg) wurde in Eisessig (0,8 ml) erhitzt (55°C/15 Minuten), das Gemisch wurde neutralisiert (Eis/gesättigte NaHCO₃) und mit Benzol und Ether extrahiert, um nach der HPLC (1,5% von 2-Propanol in Hexan als Eluationsmittel)-Trennung die reinen 3β-Acetoxyvitamine (9) zu ergeben (6,60 mg, 34%, Eluation bei 42 ml), (10) (4,20 mg, 22%, Eluation bei 50 ml) und (14) (1,44 mg, 7%, Eluation bei 36 ml)).
Verbindung (9): NMR δ 0,60 (3H, s, 18-H₃), 0,90 und 0,92 (6H, jeweils d, J=7,0 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,97 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H₃), 2,04 (3H, s, -OCOCH₃), 4,41 (1H, m, 1-H), 5,02 (1H, schmale Multiplets, 19-H), 5,1-5,4 (4H, br m, 3-, 19-, 22- und 23-H), 6,03 und 6,35 (2H, ABq, J=11,4 Hz, 7-H und 6-H); UV λ_max 254,5 nm, λ_min 227,5 nm; Massenspektrum, m/z 440 (M⁺, 10), 380 (72), 362 (7), 269 (31), 251 (12), 135 (100), 134 (99).
Verbindung (10): NMR δ 0,60 (3H, s, 18-H₃), 0,90 und 0,91 (6H, jeweils d, J=7,0 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,97 (3H, d, J=6,9 Hz, 21-H₃), 2,05 (3H, s, -OCOCH₃), 4,49 (1H, m, 1-H), 5,00 und 5,14 (2H, jeweils schmale Multiplets, 19-H₂), 5,20 (3H, br m, 3-, 22- und 23-H), 5,82 und 6,59 (2H, ABq, J=12,0 Hz, 7-H und 6-H); UV λ_max 270 nm, λ_min 228 nm; Massenspektrum, m/z 440 (M⁺, 4), 380 (30), 269 (10), 135 (100), 134 (52).
Verbindung (14): NMR δ 0,58 (3H, s, 18-H₃), 0,89 und 0,90 (6H, jeweils d, J=6,9 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,96 (3H, d, J=6,9 Hz, 21-H₃), 2,06 (3H, s, -OCOCH₃), 4,16 (1H, m, 1-H), 4,98 (2H, m, 3-H und 19-H), 5,1-5,4 (3H, br m, 19-, 22- und 23-H); UV λ_max 263 nm, λ_min 227 nm; Massenspektrum m/z 440 (M⁺, 32), 380 (78), 362 (21), 269 (28), 251 (19), 135 (100), 134 (82).

Hydrolyse der 3β-Acetoxygruppe in den Verbindungen (9), (10) und (14)

Jedes der 3β-Acetoxyderivate (9), (10) und (14) wurde getrennt hydrolysiert, wobei das gleiche Verfahren verwendet wurde. Eine Lösung von 3β-Acetoxyvitamin (0,7-6 mg) in Ethanol (0,1 ml) wurde mit 10%iger KOH in Methanol (0,8 ml) behandelt, und das Gemisch wurde 1 Stunde auf 50°C erhitzt. Nach der üblichen Aufarbeitung und der abschließenden HPLC-Reinigung (8% von 2-Propanol in Hexan als Eluationsmittel) wurden die entsprechenden 1-Hydroxyvitamine erhalten, nämlich:
Verbindung (11): NMR δ 0,59 (3H, s, 18-H₃), 0,89 und 0,90 (6H, jeweils d, J=7,0 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,96 (3H, d, J=6,8 Hz, 21-H₃), 4,23 (1H, m, 3-H), 4,43 (1H, m, 1-H), 5,00 (1H, schmale Multiplets, 19-H), 5,1-5,4 (3H, br m, 19-, 22- und 23-H), 6,02 und 6,39 (2H, ABq, J=11,4 Hz, 7-H und 6-H); UV λ_max 264,5 nm, λ_min 227,5 nm; Massenspektrum, m/z 398 (M⁺, 21), 380 (8), 287 (6), 269 (7), 251 (5), 152 (36), 134 (100). Eluationsvolumen 39 ml).
Verbindung (12): NMR δ 0,61 (3H, s, 18-H₃), 0,89 und 0,91 (6H, jeweils d, J=7,0 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,97 (3H, d, J=6,9 Hz, 21-H₃), 4,25 (1H, m, 3-H), 4,51 (1H, m, 1-H), 4,98 und 5,13 (2H, jeweils schmale Multiplets, 19-H₂), 5,21 (2H, br m, 22-H und 23-H), 5,89 und 6,59 (2H, ABq, J=11,5 Hz, 7-H und 6-H); UV λ_max 273 nm, λ_min 229,5 nm; Massenspektrum, m/z 398 (M⁺, 17), 380 (4), 287 (5), 269 (5), 251 (4), 152 (29), 134 (100). (Eluationsvolumen 38 ml).
Verbindung (16): NMR δ 0,60 (3H, s, 18-H₃), 0,89 und 0,91 (6H, jeweils d, J=7,0 Hz, 26-H₃ und 27-H₃), 0,97 (3H, d, J=6,9 Hz, 21-H₃), 4,10 (1H, m, 3-H), 4,36 (1H, m, 1-H), 5,01 (1H, d, J=2 Hz, 19-H), 5,1-5,4 (3H, br m, 19-, 22- und 23-H), 6,06 und 6,45 (2H, ABq, J=11,3 Hz, 7-H und 6-H); UV λ_max 262,5 nm, λ_min 226,5 nm; Massenspektrum, m/z 398 (M⁺, 20), 380 (19), 269 (11), 251 (10), 152 (100), 134 (60). (Eluationsvolumen 32 ml).

Wenn es gewünscht wird, können die erfindungsgemäßen Verbindungen leicht durch Umkristallisation aus geeigneten Lösungsmitteln, wie Ether, Hexan, Alkoholen und Gemischen davon erhalten werden, wie dem Fachmann auf diesem Gebiet klar ist.

Claims

1. 1-Hydroxyvitamin-D-Verbindungen der allgemeinen Formeln mit einer 22,23-cis-Doppelbindung, wobei
X₁ und X₂ Wasserstoffatome oder eine eine Hydroxylgruppe schützende Gruppe bedeuten und der Substituent am Kohlenstoff 1 die stereochemische α- oder β-Orientierung aufweisen kann.

2. Verbindungen nach Anspruch 1, wobei die Hydroxylgruppe durch eine Acylgruppe geschützt ist.

3. Verbindungen nach Anspruch 1, wobei X₁ und X₂ Wasserstoffatome bedeuten.

4. Verbindungen nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2, wobei mindestens einer der Reste X₁ und X₂ für Acetyl steht.

5. Pharmazeutische Zusammensetzung, welche mindestens eine der Verbindungen gemäß der Ansprüche 1 bis 4 zusammen mit einem pharmazeutisch akzeptablen Exzipienten enthält.

6. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 5, welche ein Gemisch aus den Verbindungen gemäß dem Anspruch 3 enthält.

7. Cyclovitamin der allgemeinen Formel: in der R ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylgruppe bedeutet.