茚烷酮化合物的制作方法

專利名稱：：茚烷酮化合物的制作方法茚烷酮化合物本申請是發明名稱為"(20S)-la-羥基-2a-甲基和2卩-甲基-19-去甲-維生素D3及它們的用途"的中國發明專利申請(申請號03814616.9;申請日2003年3月20日)的分案申請。
背景技術：
：本發明涉及維生素D化合物，更具體而言涉及前藥(208)-1(1-羥基-2^甲基和2(3-甲基-19-去甲-維生素D3及它們的藥學用途。已知天然激素，la，25-二羥維生素D3及其麥角固醇系列類似物，即la,25-二羥維生素D2是動物和人的鈣體內穩態的強力調節劑，也己經明確了它們在細胞分化方面的活性，Ostrem等人，Proc.Natl.Acad.Sci.USA，M，2610(1987)。已經制備并測試了這些代謝產物的許多結構類似物，包括la-羥維生素D3、la-羥維生素D2、各種側鏈確認的(homologated)維生素和氟化類似物。這些化合物中的一些在細胞分化和鈣調節方面顯示出令人感興趣的活性分離。此種活性差異對于治療多種疾病，如腎性骨營養不良癥、維生素D抗性佝僂病、骨質疏松癥、銀屑病和某些癌可能是有用的。近來，業己發現一類新的維生素D類似物，即所謂的19-去甲-維生素D化合物，其特征在于維生素D系統典型的A-環環外亞甲基(碳19)被兩個氫原子替換。對此19-去甲-類似物(例如，la,25-二羥-19-去甲-維生素D3)的生物學測試表明，它具有高效誘導細胞分化和極低鈣動員活性的選擇性活性特征。因此，這些化合物作為治療癌或治療各種皮膚病的治療劑可能有用。已經描述了兩種不同的合成此19-去甲-維生素D類似物的方法(Perlman等人，TetrahedronLett.il，1823(19卯)；Perlman等人，TetrahedronLett.32，7663(1991)，以及DeLuca等人，美國專利5,086,191)。在美國專利4,666,634中，Chugai研究小組已經描述并且檢測了作為用于骨質疏松癥的可能藥物和作為抗腫瘤藥的la,25-二羥維生素"的2p-羥基和烷氧基(例如，ED-71)類似物。請參閱Okano等人，Biochem.Biophys.Res.Commun.皿，1444(1989)。也已經制備并且測試了la，25-二羥維生素D3的其它2-取代(用羥烷基取代，如ED-120，和氟垸基取代)A-環類似物(Miyamoto等人，Chem.Pharm.Bull.H，1111(1993);Nishii等人，OsteoporosisIntSuppl.i，190(1993);Posner等人，J.Org.Chem.旦，7855(1994)，以及J.Org,Chem.巡，4617(1995》。最近，也已合成了la,25-二羥-19-去甲-維生素D3的2-取代類似物，即在2-位有羥基或烷氧基取代的化合物(DeLuca等人，美國專利5,536,713)，有2-烷基取代的化合物(DeLuca等人，美國專利5,945,410)，有2-亞烷基取代的化合物(DeLuca等人，美國專利5，843，928)，它們顯示令人感興趣的選擇性活性特征。所有這些研究表明，維生素D受體中的結合位點可以適應在合成維生素D類似物中C-2位的不同取代基。在探究藥理學上重要的19-去甲類維生素D化合物的繼續努力中，已合成并測試了以碳2(C-2)上甲基取代基的存在以及側鏈中碳25(C-25)上羥基不存在為特征的兩個類似物。這兩個類似物的特征在于碳1位的羥基和甲基以非自然(unnatural)或表(epi)取向連接于碳20的維生素D3側鏈，即(20S)-la-羥基-2a-甲基和2P-甲基-19-去甲-維生素D3。這些維生素D類似物似乎是令人感興趣的靶，因為在C-2位相對小的甲基應當不會千擾維生素D受體。而且，分子力學研究似乎表明，此種分子修飾在實質上改變環己二醇環A的構象，使其構象平衡移向C-2位上的甲基取代基平伏取向的椅式。
發明內容本發明涉及前藥(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3(下式Ia)和(20S)-la-羥基-2f3-甲基-19-去甲-維生素D3(下式Ib)、它們的生物活性和這些化合物的各種藥學用途。這些2oc-甲基和2(3-甲基19-去甲類似物的結構分別以下示式Ia和Ib為特征:上述兩個化合物顯示所期望的和高度有利的生物活性特征。這些化合物并不結合到維生素0受體上，或者與維生素0受體弱結合。然而，與1(1,25-二羥維生素D3相比，該2ct-甲基化合物具有較高的腸鈣轉運活性，并且與la,25-二羥維生素D3相比，具有較高的從骨動員鈣的能力。該2P-甲基化合物具有與la,25-二羥維生素D3大致相同的腸鈣轉運活性和骨鈣動員活性。因此，這些化合物的特征可以為具有很強的鈣活性(calcemicactivity),并且在它們的鈣活性中是高度特異性的。它們從骨動員鈣的活性和高或正常的腸鈣轉移活性使體內給予這些化合物能夠治療骨損失為主要問題的代謝性骨病。由于它們對骨的活性，這些化合物是治療期望骨形成的疾病如骨質疏松癥，特別是低骨更新骨質疏松癥(lowboneturnoverosteoporosis)、類固醇誘導的骨質疏松癥、老年性骨質疏松癥或經絕后骨質疏松，以及骨軟化癥的優選治療劑。還已發現本發明的化合物特別適用于治療和預防以免疫系統失衡為特征的人的疾病，例如自體免疫疾病，包括多發性硬化、狼瘡(lupis)、糖尿病、宿主抗移植物反應和器官移植物排斥反應；另外，用于治療炎性疾病如類風濕性關節炎、哮喘和炎性腸病如乳糜瀉和克羅恩病。用本發明的化合物可以治療痤瘡、脫發和高血壓。上述化合物還以高的或顯著的細胞分化活性為特征。因此，這些化合物也提供用于治療銀屑病的治療劑，或者作為抗癌藥，尤其是抗白血病、結腸癌、乳癌和前列腺癌。此外，由于它們相對高的細胞分化活性，這些化合物提供用于治療各種皮膚病況的治療劑，所述皮膚病況包括皺紋，缺乏適度真皮水合，即皮膚干燥，缺乏適度皮膚堅韌性，即皮膚松弛，和皮脂分泌不足。因此，這些化合物的使用不僅導致皮膚的濕潤，而且改善皮膚的屏障功能。該化合物可以存在于治療上述疾病和病癥的組合物中，其量為約0.01jig/gm至約100pg/gm組合物，并且可以局部、經皮、口服或者胃腸外給藥，給藥劑量可以為約0.01)ig/日至約100昭/日。圖1是說明(20S)-lcc-羥基-2ot-甲基-19-去甲-維生素D3、(20S)-la-羥基-2卩-甲基-19-去甲-維生素03和la，25-二羥維生素D3與[3司-1，25-(0印2-03競爭結合維生素D豬腸核受體的相對活性的圖2是說明作為(20S)-loc-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3、(20S)-la-羥基-2P-甲基-19-去甲-維生素D3和la,25-二羥維生素D3的濃度的函數的HL-60細胞分化百分比的圖。具體實施例方式合成并測試了(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3和(20S)-la-羥基-2p-甲基-19-去甲-維生素D3。在結構上，這些19-去甲類似物分別以本文前述的式Ia和Ib為特征。通過常用的一般方法，即二環Windaus-Gmndmann型酮II與烯丙型氧化膦III縮合成相應的2-亞甲基-19-去甲-維生素D類似物IV，其后在后一化合物的C-l和C-3位脫保護；然后接著是化合物V中C-2位上外亞甲基的選擇性還原，以提供2a-甲基異構體(Ia)和2(3-甲基異構體(Ib)，可以完成具有結構la和lb的(20S)-la-羥基-2a-甲基-和(20S)-la-羥基-2卩-甲基-19-去甲-維生素D3的制備在結構III和IV中，基團Y,和Y2是羥基保護基，優選叔丁基二甲基硅基團，還應理解，可能對縮合反應敏感，或者干擾縮合反應的任何官能團均如本領域眾所周知地予以適當保護。上述方法代表匯集合成概念的應用，其已經有效地用于制備維生素D化合物[例如Lythgoe等人，J.Chem.Soc.PerkinTrans.I，5卯(1978);Lythgoe，Chem.Soc.Rev.2，449(1983);Toh等人，J.Org.Chem.^，1414(1983);Baggiolini等人，J.Org.Chem.il，3098(1986);Sardina等人，J.Org.Chem.H，1264(1986);J.Org.Chem.ii，1269(1986);DeLuca等人，美國專利5，086，191;DeLuca等人，美國專利5,536,713]。結構II的茚烷酮(Hydrindanone)是新化合物，它可以通過修飾的已知方法由商品維生素D2制備。因此，由商品維生素D2通過3步制備起始醇1(方案1)。將所得的C-22醇1氧化成醛2，然后使其在C-20位平衡。將(2011)-和(20S)-醛的混合物還原，并通過色譜法分離(20R)-醇3。依次將其甲苯磺酰化，并使甲苯磺酸酯4和格氏試劑5在四氯銅酸二鋰存在下偶聯。將獲得的茚烷醇6氧化成新的(20S)-格倫德曼酮類似物II。為了制備所需的一般結構III的氧化膦，已經開發了從甲基奎尼酸(methylquinicate)衍生物開始的新的合成路線，所述甲基奎尼酸衍生物如Perlman等人，TetrahedronLett,g，7663(1991)和DeLuca等人，美國專利5,086,191所述，容易地從商品(lR,3R,4S,5R)-(-)-奎尼酸獲得。該方法的最后一步是維生素V中碳2上的外亞甲基單元在三(三苯基膦)氯化銠(I)[Wilkinson's催化劑，(Ph3P)3RhCl]存在下有效地進行選擇性均相催化氫化。這樣的還原條件只使C(2)二CH2單元還原，而C(5)-C(8)丁二烯部分不受影響。分離的物質是在C-2處構型不同的2-甲基-19-去甲-維生素Ia和Ib的差向異構體混合物(約1:1)。如果需要，混合物可以不經分離而使用，單個2a-和2(3-異構體可以通過有效HPLC系統分離。在題為"2-烷基-19-去甲-維生素D化合物"的美國專利5,945,410中對化合物Ia和Ib的整個合成方法作了更完整的說明和描述，該文獻特別地引入本文作參考。具體而言，茚垸酮II的制備在下文中進行描述并且在方案1中得到說明。匯集合成的最后一步，即該化合物和氧化膦7偶聯，接著在維生素D化合物8中羥基脫保護，2-亞甲基-19-去甲-維生素D化合物V中外亞甲基單元的還原/氫化也在下文中進行描述并且在方案2中得到說明。制備(20S)-脫-A,B-8P-苯甲酸基-20-(羥甲基)孕甾垸(1)起始醇1根據J.C.Hanekamp,R.B.Rookhuizen,H.J.T.Bos，L,Brandsma7Wra/2e^o"，1992,48，9283-9294公開的方法由商品維生素D2制備，收率70%。使臭氧在-78。C下通過維生素D2(3g,7.6mmol)在甲醇(250mL)和吡啶(2.44g,2.5mL，31mmol)中的溶液，持續50分鐘。接著用氧氣將反應混合物沖洗15分鐘以除去殘余的臭氧，用NaBH4(0.75g，20mmol)處理溶液。20分鐘后，加入第二部分NaBH4(0.75g，20mmo1)，使混合物暖至室溫。接著加入第三部分NaBH4(0.75g,20mmol)，并將反應混合物攪拌18小時。用水(40mL)終止反應，并減壓濃縮溶液。用乙酸乙酯(3x80mL)萃取殘余物，用lM鹽酸水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌合并的有機相，用硫酸鈉干燥，并減壓濃縮。用己烷/乙酸乙酯(75:25)對殘余物進行硅膠色譜分離，得到P0S)-脫-A,BJ0-(羥甲基)孕甾烷-SP-醇(121g,收率75%)，為白色晶體。在0。C下向8p,20隱二醇(1.2g,5.7mmol)禾卩DMAP(30mg,0.2mmol)在無水吡啶(20mL)中的溶液中加入苯甲酰氯(2.4g,2mL,17mmol)。將反應混合物在4'C下攪拌24小時，用二氯甲烷(100mL)稀釋，用5%鹽酸水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌，用硫酸鈉干燥，并減壓濃縮。用氫氧化鉀(lg,15.5mmol)在無水乙醇(30mL)中的溶液在室溫下處理殘余物(3.39g)。將反應混合物攪拌3小時后，加入冰和5%鹽酸水溶液，直到pH=6。用乙酸乙酯(3x50mL)萃取溶液，用飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌合并的有機相，用硫酸鈉干燥，并減壓濃縮。用己烷/乙酸乙酯(75:25)對殘余物進行硅膠色譜分離，得到醇1(1.67g,收率93%)，為無色油:[a]D+56,0(c0.48,CHC13);'HNMR(400MHz，CDC13+TMS)58.08-8.02(2H,m,o-HBz)，7.59-7.53(1H,m,;>HBz)，7.50-7.40(2H,m,m-HBz)，5.42(1H，d,J=2.4Hz,8a-H),3.65(1H，dd，J=10.5,3.2Hz,22-H),3.39(1H，dd，J=10.5，6.8Hz，22-H),1.08(3H,d，J=5.3Hz,21-H3)，1.07(3H,s，18-H3);13C畫R(125MHz)S166.70(s，C=0),132.93(d,p-CBz),131.04(s,/-CBz),129.75(d,o-CBz)，128.57(d,m-CBz)，72.27(d，C-8)，67.95(t，C-22),52.96(d)，51.60(d)，42.15(s，C-13),39.98(t)，38.61(d)，30.73(t),26.81(t),22.91(t)，18.20(t),16.87(q,C-21),13.81(q,C-18);MS(EI)w/z316(5,M+)，301(3,M+-Me)，299(1,M+-OH),298(2，M+-H20)，285(10，M+-CH2OH),257(6)，230(9),194(80),135(84)，105(100);C20H28O3的準確計算分子量為316.2038，實測值為316.2019。制備(20S)-脫-A，B-8p-苯甲酸基-20-甲酰孕甾烷(2)將醇1(1.63g，5.2mmol)、重鉻酸吡啶鐺(6.05g,16.1mmol)和對甲苯磺酸吡啶鎗(IOOmg,0.4mmol)在無水二氯甲烷(30mL)中的混合物于室溫下攪拌12小時。將所得懸浮液通過C鹽薄層過濾。用乙醚洗滌吸附物質，減壓除去溶劑，并用己垸/乙酸乙酯(90:10)對殘余物進行硅膠色譜分離，得到醛2(1.36g，收率83%)，為油；^NMR(400MHz，CDC13+TMS)59.60(1H，d，J=3.1Hz,CHO),8.05(2H,m，o-HBz)，7.57(1H，m,;>HBz),7.45(2H,m，m-HBz),5.44(1H,s,8a陽H)，2.39(1H，m,20-H)，2.03(2H,dm,J=11.5Hz),1.15(3H，d,J=6.9Hz,21-H3),1.10(3H,s,18-H3);MS(EI)w/z314(1,M+),299(0.5:M+-Me)，286(1，M+-CO),285(5，M^CHO)，257(1,M+-C3H50),209(10,M+-PhCO),192(38),134(60),105(100)，77(50);C20H26O3的準確計算分子量為314.1882，實測值為314.1887。制備(20R)-脫-A,B-8p-苯甲酸基-20-(羥甲基)孕甾烷(3)將醛2(1.36g,4.3mmol)溶于二氯甲烷(15mL)中，加入40%n-Bu4NOH水溶液(5.6mL,5.57g，8.6mmol)。將所得混合物在室溫下攪拌16小時，用二氯甲垸(30mL)稀釋，用水洗滌，用硫酸鈉干燥，并減壓濃縮。用己烷/乙酸乙酯(95:5)對殘余物進行硅膠色譜分離，得到醛2及其20-差向異構體的混合物(730mg,收率53%)，比率約為1:1.7(由'HNMR測定)。將該醛混合物(730mg,2.3mmol)溶于THF(5mL)中，加入NaBH4(175mg,4.6mmol)，接著滴加乙醇(5mL)。將反應混合物在室溫下攪拌30分鐘，用NH4C1水溶液終止反應。用乙醚(3x30mL)萃取混合物，用水洗滌合并的有機相，用硫酸鈉干燥，并減壓濃縮。用己烷/乙酸乙酯(95:5—80'.20)對殘余物進行硅膠色譜分離，得到期望的純(20R)-醇3(366mg,收率52%)為油，以及3及其20-差向異構體l的混合物(325mg，收率45%)，比率約為1:4(由'HNMR測定)。3:[a]D+43.0(c0.54,CHC13);'HNMR(500MHz，CDC13+TMS)58.10-8,00(2H,m，o-HBz),7.60-7.53(1H,m,;>HBz)，7.48-7.41(2H，m，w-HBz)，5.42(1H，brs,8a-H)，3.75(1H,dd,J=10.6，3.5Hz，22-H),3.48(1H,dd，J=10.6，7.0Hz,22-H)，1.069(3H,s,18-H3),0.973(3H,d,J=6.7Hz，21-H3);13CNMR(125MHz)S166.70(s,C=0),132.94(d，；>CBz)，131.05(s，/-CBz)，129.76(d,o-CBz)，128.59(d，w-CBz)，72.28(d，C-8),66.95(t，C-22)，52.94(d)，51.77(d)，41.96(s,C-13)，39.56(t),37.78(d)，30.75(t)，26.67(t)，22.71(t)，18.25(t),16.76(q，C-21),14.14(q,C-18);MS(EI)m/z316(16，M+),301(5，M+隱Me)，299(2，M+-OH),298(3,M+-H20),285(9,M+-CH2OH),257(5),242(11),230(8),194(60),147(71),105(100);C2()H2803的準確計算分子量為316.2038，實測值為316.2050。制備(20R)-脫-A，B-8-苯甲酸基-20-[(對甲苯磺酰基)氧甲基]孕甾烷(4)在(TC下向攪拌的醇3(393mg，1.24mmol)、DMAP(10mg,0.08mmol)和Et3N(0.7mL,0.51g,5.04mmol)在無水二氯甲烷(10mL)中的溶液中加入對甲苯磺酰氯(320mg,1.68mmol)。使反應混合物暖至室溫(4小時)，并繼續再攪拌22小時。加入二氯甲垸(60mL)，并用飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌混合物，用硫酸鈉干燥，并減壓濃縮。用己烷/乙酸乙酯(95:5)對殘余物進行硅膠色譜分離，得到甲苯磺酸酯4(533mg，收率91%)，為無色油[a]D=+15.0(c0.54，CHC13);'H顧R(500MHz，CDC13+TMS)58.02(2H，m,o-HBz)，7.80(2H，d，J=8.2Hz,o-HTs),7.55(1H，m,;-HBz)，7.44(2H,m，m-HBz),7.35(2H，d,J=8.2Hz，m-HTs)，5.39(IH，brs，8a畫H)，4.15(1H，dd,J=9.4,3.4Hz，22-H),3.83(1H,dd,J=9.4,7.1Hz,22-H),2.457(3H,s,MeTs),1.98(1H,m)，0.978(3H，s，18-H3)，0.898(3H,d，J=6.6Hz,21-H3);"CNMR(125MHz)S166.60(s,C=0)，144.87(s,p-CTs),133.35(s,/-CTs)，132.98(d，p-CBz)，130.94(s,z.-CBz),129.97(d,w-CTs),129.72(d，o-CBz)，128.58(d，w-CBz)，128.13(d，o-CTs),74.21(t，C-22),72.03(d,C-8),52.44(d),51.52(d)，41.82(s,C-13),39.30(t)，35.00(d)，30.75(t)，26.56(t)，22.54(t)，21,85(q，MeTs)，18.12(t),16.85(q,C-21),14.09(q，C-18);MS(EI)m/z470(1,M+),365(33，M+-PhCO),348(64,M+-PhCOOH)，193(52),176(71),134(72),105(100);C27H3405S的準確計算分子量為470.2127，實測值為470.2091。制備(20S)-脫-A，B-膽甾烷-8f3-醇(6)將鎂屑(1.32g,55mmol)、1-氯-3-甲基丁烷(3.3mL,2.9g,27.2mmol)禾口碘(2個晶體)在無水THF(18mL)中回流10小時。將形成的格氏試劑5的溶液冷卻至-78。C，并在-78。C下經套管將其滴加入甲苯磺酸酯4(348mg，0.74mmol)在無水THF(5mL)中的溶液中。接著在向-78'C下經套管向反應混合物中滴加6mLLi2CuCl4[通過將無水LiCl(232mg,5.46mmol)和無水CuCl2(368mg,2.75mmol)溶于無水THF(27mL)中而制備]的溶液。移除冷卻浴，并將混合物在室溫下攪拌20小時，接著傾入含冰(約100g)的1M硫酸水溶液(25mL)中。用二氯甲烷(3x50mL)萃取混合物，并用飽和NH4C1水溶液、飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌合并的有機層，用硫酸鈉干燥，并減壓濃縮。用氯仿對殘余物進行硅膠色譜分離，得到醇6(149mg,收率76%)，為無色油H畫R(400MHz，CDC13+TMS)54.07(1H，d,J=2.2Hz，8ot-H),1.98(1H,dm,J=13.1Hz),0.93(3H，s,18-H3),0.86(6H,d，J=6.6Hz，26-和27-H3)，0.81(3H,d，J=6.6Hz,21-H3);13C畫R(125MHz)569.41(d，C-8),56.27(d)，52.62(d),41.84(s,C-13)，40.28(t),39.38(t),35.40(t),34.83(d),33.51(t)，28.03(d)，27.10(t),23.93(t),22.72(q，C-26/27),22.63(q，C-26/27),22.40(t),18.53(q，C-21),17.47(t),13.73(q，C-18);MS(EI)w/z266(7，M+),251(6，M+-Me),248(2,M+-H20)，233(4,M+-Me-H2。)，163(6)，152(11)，135(38)，111(100);C18H340的準確計算分子量為266.2610，實測值為266.2601。制備(20S)-脫-A，B-膽甾烷-8-酮(n)向醇6(15mg，56(imol)和對甲苯磺酸吡啶鑰(2mg,8)amol)在無水二氯甲烷中的溶液中加入重鉻酸吡啶鐺(90mg，239pmol)。將所得懸浮液在室溫下攪拌3.5小時。將反應混合物過濾通過Waters硅膠Sep-Pak短柱(2g)，并進一步用氯仿洗滌。除去溶劑后，得到酮II(13mg，收率88%)，為無色油'HNMR(400MHz，CDC13+TMS)52.46(1H，dd，J=l1.5,7.6Hz),0.89(6H,dJ=6.6Hz，26隱和27-H3),0.87(3H，d，J=6.1Hz,21-H3)，0.65(3H，s，18-H3);MS(EI)附/z264(41，M+)，249(37,M屮-Me),246(3，M+-H20)，231(3，M+-Me-H20):221(50,M+-C3H7),152(34)，125(100),111(69);C18H320的準確計算分子量為264.2453，實測值為264.2454。制備(20S)-la-羥基-2-亞甲基-19-去甲維生素D3(V)在氬氣氛和攪拌下于-2(TC下向氧化膦7(34mg，58)amol)在無水THF中的溶液中緩慢加入PhLi(1.7M環己烷-乙醚，75pL,128jimol)。溶液變成深橙色。30分鐘后，將混合物冷卻至-78匸，并緩慢加入預冷的(-78。C)酮(II)(12mg,45iimol)在無水THF(200+100pL)中的溶液。將混合物在-78'C和氬氣氛下攪拌3小時，并在0'C下攪拌18小時。加入乙酸乙酯，用鹽水洗滌有機相，用硫酸鈉干燥，并蒸發。將殘余物溶于己垸中，并施加到Waters硅膠Sep-Pak短柱(2g)上。用己垸和己垸/乙酸乙酯(99.5:0.5)洗滌短柱，得到19-去甲維生素衍生物8(12mg)。接著用己烷/乙酸乙酯(96:4)洗滌Sep-Pak以回收未改變的C,D-環酮II(7mg)，用乙酸乙酯洗滌以回收二苯基氧化膦7(19mg)。通過HPLC(10x250mmZorbax-硅膠柱，4mL/min)使用己烷/2-丙醇(99.9:0.1)溶劑系統進一步純化保護的維生素8。當Rv=15mL時洗脫純化合物8(10mg,收率36%)，為無色油UV(己烷中)人隨2615，252.5243.5nm;^濯R(500MHz，CDC13)56.21和5.82(1H和1H,各自是d，J=ll.lHz,6-禾口7-H)，4.95和4.90(1H和1H，各自是s,=CH2),4.41(2H,m，ip-禾口3a-H),2.80(1H,dd，J=11.9，3.5Hz,9卩畫H)，2.49(1H,dd,J=13.2,6.0Hz,lOa-H),2.44(1H，dd，J=12.7,4.6Hz,4a-H)，2.32(1H，dd，J=13.2，3.1Hz,lOp-H),2.16(1H，dd,J=12.7,8.2Hz，4(3-H),1.98(2H，m)，1.84(1H，m)，0.876(9H,s,Si-t-Bu),0.851(6H,d,J=6.0Hz，26畫和27-H3),0.845(9H,s，Si匿t-Bu)，0,820(3H，d,J=6.5Hz，21-H3),0.521(3H，s,18-H3)，0.060,0.046，0.029和0.006(各自是3H，各自是s，4xSi-CH3);MS(EI)m/z628(3,M+),613(1,M+-Me)，571(3，M+畫t-Bu),496(63，M+-t-BuMe2SiOH)，383(4,M+-t-BuMe2SiOH-C8H17),366(21)，234(20)，129(41),75(100);C39H7202Si2的準確計算分子量為628.5071，實測值為628.5068。將保護的維生素8(10mg,16pmol)溶于無水THF(3mL)中，加入四丁基氟化銨(lM在THF中，160pL,160pmoL)，接著加入新活化的分子篩4A(300mg)。將混合物在氬氣氛和室溫下攪拌2小時，接著用2mL己垸/乙酸乙酯(6:4)稀釋，并施加到Waters硅膠Sep-Pak短柱(2g)上。用相同的溶劑系統洗脫，得到粗產物V，并進一步通過HPLC(10x250mmZorbax-硅膠柱，4mL/min)使用己垸/2-丙醇(9:l)溶劑系統進一步純化粗產物V。在Rv=32mL時收集分析純的2-亞甲基-19-去甲維生素V(3.3mg，收率52%)，為無色油UV(乙醇中)Xmax261.5,251.5,243.5nm;NMR(500MHz，CDCb+TMS)56.36和5.88(1H和1H，各自是d，J=l1.3Hz,6-和7陽H)，5.11和5.09(各自是1H，各自是s,=CH2),4.47(2H，m，lp-和3a-H)，2.85(1H,dd,J=13.4,4.6Hz，IOP-H)，2.81(1H，brd，J=13.9Hz，9p-H),2.58(1H,dd，J=13.2,3.7Hz,4ot-H),2.33(1H,dd，J=13.2，6.1Hz,4p-H)，2.29(1H,dd,J=13.4,8.4Hz，lOot-H),1.99(2H，m)，1.86(1H,m),0.867(6H，d,J=6.6Hz，26-禾口27-H3),0.839(3H，d，J=6.5Hz,21-H3),0,547(3H,s，18-H3);MS(EI)m/z400(100，M+)，385(5,IVT-Me)，382(16,M+-H20),367(6,M+-Me-H20),349(3，M+-Me-2H20)，315(46)，287(56，M+-C8H17)，269(52)，247(42);C27H4402的準確計算分子量為400.3341，實測值為400.3346。制備(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲維生素D3(Ia)和(20S)-la-羥基-2(3-甲基-19-去甲維生素D3(lb)將三(三苯基膦)氯化銠(I)(3.5mg,3.8pmol)加入用氫氣預飽和的無水苯(2.5mL)中。在室溫下攪拌混合物直到形成均相溶液(約45分鐘)。接著加入維生素V(1.8mg,4.5pmol)在無水苯中的溶液(400+400(iL)，使反應在持續通入氫氣流下進行3小時。在真空下除去苯，將殘余物重新溶于己垸/乙酸乙酯(l:l)中，并施加到Waters硅膠Sep-Pak短柱(2g)上。用相同的溶劑系統洗脫2-甲基維生素的混合物。通過HPLC(10x250mmZorbax-硅膠柱，4mL/min)使用己烷/2-丙醇(9:l)溶劑系統進一步純化化合物。2-甲基-19-去甲維生素Ia和Ib的混合物在Rv=34mL時給出單峰。兩個差向異構體的分離通過反相HPLC(10x250mmChromegabondC18柱，3mL/min))使用甲醇/水(9:1)溶劑系統實現。在R^47mL時收集2(3-甲基維生素Ib(280嗎，收率15%)，在R^51mL時收集其2oc-差向異構體Ia(382嗎，收率21%)。Ia:UV(乙醇中)X隨260.5，250.5,242.5nm;'HNMR(500MHz，CDC13+TMS)56.37和5.82(1H和1H，各自是d，J二ll.lHz,6-和7-H)，3.96(1H,m,w/2=14Hz,ip鄰，3.61(1H,m，w/2=20Hz,3a-H)，2.80(2H，brm,9P-和10a-H)，2.60(1H,dd,J=13,0,4.5Hz，4a-H),2.22(1H，brd,J=12.8Hz，降H),2.13(1H，t，J=13.0Hz,4(3-H)，1.133(3H，d，J=6.8Hz,2a-CH3)，0.866(6H,d,J=6.6Hz,26-和27-H3)，0.833(3H,d,J=6.4Hz，21-H3),0.530(3H，s,18-H3);MS(EI)w/z402(100,M+),387(4，M+畫Me)，384(7，M+-H20),369(3，M+-Me-H20),317(24)，289(60，M+-C8H17)，271(33),259(40)，247(63);C27H4602的準確計算分子量為402.3498，實測值為402.3496。Ib:UV(乙醇中)Xmax260.5，250.0,242.0nm;'HNMR(500MHz，CDC13+TMS)56.26和5.87(1H和1H，各自是d，J=l1.3Hz,6-H和7-H)，3.90(IH,m，w/2=14Hz,3ot-H)，3.50(IH,m,w/2=26Hz，l卩陽H),3.08(IH,ddJ=12.6，4.3Hz,10P-H),2.80(IH，dd，J=12.5,3.8Hz，鄧畫H),2.43(IH，brd,J=約14Hz,4a-H)，2.34(IH,dd,J=13.9，3.0Hz，4p-H)，1.143(3H,d，J=6.8Hz，2(3-CH3)，0,867(6H,d,J=6.6Hz,26-和27-CH3),0.839(3H,d,J=6.5Hz,21-H3):0.543(3H,s,18-H3);MS(EI)m/z402(100，M+),387(8，M十-Me),384(8，M+-H20)，369(5,M^Me-HsO),317(42),289(88,M+-C8H17)，271(52),259(55),247(66);C27H4602的準確計算分子量為402.3498，實測值為402.3486。方案l<formula>formulaseeoriginaldocumentpage16</formula>方案2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>(20S)-la-羥基-2oc-甲基和2p-甲基-19-去甲-維生素D3的生物活性2P-甲基-(20S)-la-羥基維生素D3不結合到維生素D受體上，而2a-甲基-(20S)-la-羥基維生素D3結合到受體上，但是其親合力比la,25-二羥維生素D3(l，25-(OH)2D3)(圖l)低100倍。這些化合物中沒有25-羥基在很大程度上是該活性降低的原因(參閱Eisman，J.A.和H.F.Del腦，SteroidsM,245-257,1977)。重要的是，在結合受體方面，2a-甲基衍生物優于2p-甲基類似物。令人驚奇地，圖2闡明，(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3對HL-60分化幾乎和1,25(OH)2D3—樣有效，使其成為治療銀屑病和癌癥，特別是抗白血病、結腸癌、乳癌和前列腺癌的優異的候選藥。此外，由于其相對高的細胞分化活性，該化合物提供用于治療各種皮膚病況的治療劑，所述皮膚病況包括皺紋，缺乏適度真皮水合，即皮膚干燥，缺乏適度皮膚堅韌性，即皮膚松弛，和皮脂分泌不足。因此，該化合物的使用不僅導致皮膚的濕潤，而且改善皮膚的屏障功能。2P衍生物的活性比l,25(OH)2D3弱100倍，使其在這些領域中有效性較小。表1中的數據表明，與天然激素1,25-(OH)2D3相比，(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3在刺激腸鈣轉運方面具有高活性。(20S)-la-羥基-2(3-甲基-19-去甲-維生素D3在剌激腸鈣轉運方面也具有顯著活性，其活性約與1，25-(OH)2D3相同。表1中的數據還闡明，與1，25-(0印203相比，(205)-1(^-羥基-2(1-甲基-19-去甲-維生素D3具有更高的骨鈣動員活性。(208)-101-羥基-2(3-甲基-19-去甲-維生素D3也具有顯著的骨鈣動員活性，其活性約與1，25-(OH)2D3相同。這些類似物的非常重要的特征是它們與維生素D受體結合弱或根本不結合，但是具有高于或等于l，25-(OH)2D3的生物活性。這表明這些類似物是前藥。也就是說，它們通過被25-羥基化而在體內活化。一旦25-羥基化，它們就能夠結合到維生素D受體上并提供活性。這些結果表明，由于這些化合物在體內緩慢活化，提供更好控制且持久的活性，因而它們可能優于最終的藥物。因此，表l中的數據闡明了(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3的特征可能為具有大于l,25-(OH)2D3的顯著而極為有效的鈣活性，而(20S)-la-羥基-2P-甲基-19-去甲-維生素D3也具有約與l,25-(OH)2D3相同的顯著而極為有效的鈣活性。通過Dame等人描述的方法(Biochemistry，g，4523-4534，1986)進行類似物與豬腸受體的競爭性結合。如Ostrem等人所述(J.Biol.Chem.巡，14164-14171,1987)測定HL-60前髓細胞向單核細胞的分化。如Perlman等人所述(Biochemistry29,190-196，1990)測定腸韓轉運。數據解釋測定低鈣飲食大鼠血清鈣的體內測試提供對(20S)-loc-羥基-2oc-甲基-19-去甲-維生素D3和(20S)-la-羥基-2P-甲基-19-去甲-維生素D3的成骨細胞或骨活性的了解。表1中的數據表明，在通過刺激成骨細胞提高血漿中的鈣方面，(20S)-lot-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3的效力顯著高于l，25(OH)2D3。同時，(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3對腸鈣轉運的活性也顯著高于1，25(OH)2D3(表1)。因此，這些數據表明，(20S)-lot-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3對骨具有比1，25(OH)2D3高的顯著而極為有效的活性。表1中的數據還表明，在通過刺激成骨細胞提高血漿中的鈣方面，(20S)-la-羥基-2P-甲基-19-去甲-維生素D3的效力只比l,25(OH)2D3稍弱些。同時，(20S)-la-羥基-2p-甲基-19-去甲-維生素D3對腸鈣轉運的活性約與1,25-(OH)2D3相同(表1)。因此，這些數據表明，(208)-1(1-羥基-2(3-甲基-19-去甲-維生素D3對骨具有約與1,25(OH)2D3相等的顯著而極為有效的活性。化合物Ia和Ib表現出期望的高度有利的生物活性模式。這些化合物的特征在于與la,25-二羥維生素D3相比相對高的腸鈣轉運活性，同時也表現出與la，25-二羥維生素D3相比相對高的骨鈣動員活性。因此，這些化合物具有高度特異性的鈣活性。它們的骨鈣動員活性和高或正常的腸鈣轉運活性使體內給予這些化合物能用于治療其中骨損失是主要問題的代謝性骨病。由于它們對骨的鈣活性，這些化合物將是治療其中期望骨形成的疾病，如骨質疏松癥，特別是低骨更新骨質疏松、類固醇誘導的骨質疏松、老年性骨質疏松或經絕后骨質疏松，以及骨軟化癥的優選治療劑。在與維生素D受體結合方面，(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3和(20S)-la-羥基-2卩-甲基-19-去甲-維生素D3比l,25(OH)2D3的活性低得多(圖1)，而它們在引起前髓細胞HL-60向單核細胞分化方面也比l，25-(OH)2D3活性僅稍低(圖2)。該結果提示，(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3和(20S)-la-羥基-2(3-甲基-19-去甲-維生素03將對銀屑病非常有效，因為它們在引起細胞分化以及在抑制細胞生長方面具有直接的細胞活性。這也表明，它們將具有作為抗癌藥的顯著活性，尤其是抗白血病、結腸癌、乳癌和前列腺癌，以及對抗皮膚病況如皮膚干燥(缺乏真皮水合)、過度皮膚松弛(皮膚堅韌性不足)、皮脂分泌不足和皺紋。這些結果也闡明，(20S)-la-羥基-2oc-甲基-19-去甲-維生素D3和(20S)-la-羥基-2卩-甲基-19-去甲-維生素D3都是多種人治療的優異的候選藥，除癌癥和銀屑病以外，它們可能對多種情況如自體免疫疾病有用。給雄性剛斷奶的Sprague-Dawley大鼠喂以食物11(0.47%Ca)+AEK，持續11天，接著喂以食物ll(0.02%Ca)+AEK，持續31天。在處死前7天開始給藥(i.p.)。給藥以每日為基礎進行，間隔24小時。為了進行腸轉運研究，收集腸的前10cm，為了進行骨Ca動員分析，收集血清。結果報告在表1中。表1腸鈣轉運和血清鈣(骨鈣動員)活性對l,25-(OH)2D3和(20S)-loc-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素03和(208)-106-羥基-2|3-甲基-19-去甲-維生素03長期給藥的反應<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>*以上數據是來自5只動物的平均值和標準誤差(SE)。為了治療目的，根據本領域已知的常規方法，由式Ia和Ib定義的本發明的化合物可以配方成以下形式用于藥學應用在無毒溶劑中的溶液，或者在適宜溶劑或載體中的乳劑、混懸劑或分散體，或者與固體載體一起的丸劑、片劑或膠囊劑。任何這種配方還可以含有其它藥學可接受和無毒的賦形劑，如穩定劑、抗氧化劑、粘合劑、著色劑或乳化劑或矯味劑。化合物可以口服、局部、胃腸外或經皮給予。化合物有利地通過注射或通過靜脈輸注或適宜的無菌溶液給予，或者以液體或固體劑量形式經由消化道給予，或者以乳膏劑、軟膏劑、貼劑或適于經皮施用的類似載體的形式給予。0.01嗎至100嗎每日劑量的化合物適于治療目的，該劑量如本領域所熟知的那樣根據要治療的疾病、其嚴重程度以及受試者的反應而加以調整。由于化合物顯示特異性作用，因此它們各自可以適宜地單獨給予，或者在發現其中不同程度骨鹽動員和鈣轉運刺激有利的情況下，與分級劑量的另一活性維生素D化合物一例如la-羥維生素D2或D3，或la，25-二羥維生素D3—起給予。供上述治療之用的組合物包含有效量的作為活性成分的由上述式Ia和Ib定義的(20S)-la-羥基-2a-甲基-19-去甲-維生素D3或(20S)-la-羥基-2(3-甲基-19-去甲-維生素D3和適宜的載體。本發明所用的這種化合物的有效量是每gm組合物約0.01嗎至約100嗎，并且可以以約0.01嗎/日至約100嗎/日的劑量局部、經皮、口服或胃腸外給予。化合物可以配方成乳膏劑、洗劑、軟膏劑、局部用貼劑、丸劑、膠囊劑或片劑，或在藥學無毒并可接受的溶劑或油中的溶液、乳劑、分散體或混懸劑的液體形式，這種制劑可以另外含有其他藥學無毒或有益的組分，如穩定劑、抗氧化劑、乳化劑、著色劑、粘合劑或矯味劑。化合物有利地以足以實現前髓細胞向正常巨噬細胞分化的量給予。上述劑量是適宜的，應當懂得，給藥量將如本領域所熟知的那樣根據疾病的嚴重程度和受試者的情況和反應而加以調整。本發明的配方包含活性成分與藥學可接受的載體，并且任選地包含其它治療成分。載體必須是"可接受的"，其含義是與配方的其它成分相容并且對其接受者無毒。適于口服給藥的本發明的配方可以是如膠囊劑、小袋、片劑或錠劑的分立單位形式，各自含有預定量的活性成分；可以是散劑或顆粒劑的形式;可以是在含水液體或非水液體中的溶液劑或混懸劑的形式；或者可以是水包油型乳劑或油包水型乳劑的形式。用于直腸給藥的配方可以是摻入活性成分和載體如可可脂的栓劑的形式，或者是灌腸劑的形式。適于胃腸外給藥的配方方便地包含活性成分的無菌油性或含水制劑，其優選與接受者的血液等滲。適于局部給藥的配方包括液體或半流體制劑，如搽劑、洗劑、涂劑(applicants)、水包油型或油包水型乳劑如乳膏劑、軟膏劑或糊劑；或者溶液或混懸劑如滴劑；或者如噴霧劑。為了治療哮喘，可以使用用噴壺、噴霧器或者霧化器發送的粉末吸入、自推進的或者噴霧配方。當發送時，配方優選具有10至100p的粒徑。配方可以方便地以劑量單位形式存在并且可以用藥學領域眾所周知的任何方法制備。術語"劑量單位"是指一個單元，即包含等量活性成分或者活性成分與固體或液體藥物稀釋劑或載體的混合物的單一劑量，其能夠作為物理和化學上穩定的單位劑量給予患者。權利要求1.具有下式結構的化合物全文摘要本發明公開了具有下式結構的化合物。文檔編號A61P3/10GK101337871SQ20081013089公開日2009年1月7日申請日期2003年3月20日優先權日2002年4月22日發明者帕維爾·K.·格日瓦奇,拉法爾·R.·西欽斯基,赫克托·F.·德魯卡申請人:威斯康星校友研究基金會