專利名稱：可用作帶有雌激素結構的骨靶向藥物的化合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種含有雌激素結構的化合物，具體講是一種可以成為帶有雌激素結構且具有骨靶向功能的藥物的化合物。
骨質疏松癥是危及老年人健康的一種最常見疾病，特別是絕經期或絕經期后的婦女，由于機體的性激素水平變化，波及甲狀旁腺激素分泌的改變，導致體內骨鈣代謝調節受到影響，骨鈣丟失增多。有文獻報道，用雌激素替補治療可有很好的效果。研究發現，雌激素在體內除影響和調節機體的內分泌和激素水平外，其在骨組織中也有可能起作用，表明骨組織中有可與雌激素相結合的受體存在。這就為雌激素對骨質疏松治療機理的研究及治療藥物的研制提出了新的課題。但同時，人們也擔心長期使用雌激素除影響機體內分泌外，還有使乳腺癌、子宮癌發病率增加的可能性。因此，尋找定向性強，對機體整體影響小的預防和治療骨質疏松癥的藥物是必需的。
四環素類藥物，包括如四環素、土霉素、金霉素及其它衍生物，除個別取代基團上的局部差別外，具有基本相同的骨架結構，是一類常用的抗生素藥物。其進入體內后，在骨、牙等組織中的沉積是這類藥物的一個公認和常見的副作用，尤其對兒童或幼兒還被限制或禁止使用。有研究報道，口服或注射了四環素類藥物，48小時后就可以到達機體中骨骼的新生部位，70多天尚不會排出體外。根據這類藥物與骨組織中的四環素類受體結合上的這一特點，有將其應用在組織化學中稱為骨雙標記法的研究工作。在對四環素進入骨之后的治療作用的研究中發現，四環素類藥物能促進骨膠蛋白的合成和對破骨細胞的抑制作用。這都表明四環素類藥物的趨骨特性已被人們重視并加以利用。能否利用四環素類藥物的趨骨特性而設計一種可望成為供研究骨質疏松癥治療機理和/或治療骨質疏松癥的藥物的化合物是本發明所希望給予解決的。
本發明的目的是提供一種可用作帶有雌激素結構并具有趨骨特性的骨靶向藥物的化合物，供骨質疏松癥治療機理的研究和/或研制骨質疏松癥治療藥物使用。
本發明的化合物從結構上可劃分為三部分，其間以化學鍵聯接雌激素結構、四環素類結構及使其相互聯接的鏈橋結構。其結構為四環素類結構中的2-位酰胺N經至少含有5個原子組成的鏈橋結構與雌激素甾環結構中的3-、6-或17-位中的至少一個位置以醚鍵聯接。此化合物的結構通式為
通式中的X可以為
R1可以為H或OH， R2可以為H或OH，R3可以為H或CH3， R4可以為H、Cl或N(CH3)2，R5可以為OH或酮基 R6可以為H或-C≡CH，R7可以為H或OH， R8可以為OH或無取代基團，R9可以為CH3或(CH2CH2O)n-，式中的n均為1～5。
在上述化合物(Ⅰ)的結構中，經酰胺N與鏈橋聯接的是常用四環素類藥物或它們的酸鹽的通式，例如，當式中R＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3時，即為四環素;R1＝R2＝OH，R3＝CH3，R4＝H時為土霉素;R1＝H，R2＝OH，R3＝CH3，R4-Cl時為金霉素;R1＝R2＝R3＝H，R4＝NC(CH3)2時為二甲胺四環素;R1＝OH，R2＝R4＝H，R3＝CH3時為強力霉素等。本發明并不在于改變這些四環素類藥物的結構，而是要利用這類藥物可與骨組織結合的強趨骨傾向和作用。因此通式所示的各類四環素衍生物結構在本發明化合物中均可被使用，即，利用其結構中酰胺N原子的化學活性經鏈橋與雌激素相聯接。
化合物(Ⅰ)中的鏈橋的主體是取代乙氧基，其中呈鏈狀相聯的乙氧基的數目可以為1～5個不等。不同數目的乙氧基決定了鏈橋的不同長度。進入體內后，可利用標記跟蹤等方法，了解不同鏈橋長度的化合物(Ⅰ)在骨組織中的結合狀況可研究四環素類和雌激素類在骨組織中分布情況和/或其空間距離等對于機理研究和藥物研制都是極為重要的數據。不同長度的鏈橋可以由不同的乙二醇或聚乙二醇及其衍生物反應得到。從化學角度講，為使此鏈橋主體與四環素類結構中的酰胺N聯接，通過直接或間接與乙氧基末端聯接的N原子經甲醛與酰胺N縮合所成的亞甲基聯接是必要和可行的。為此，與鏈橋主體的乙氧基末端碳原子相聯并進行縮合反應的N原子可以為氨基、取代氨基或哌嗪基等直接或間接形式。
在雌激素甾環結構中的3-、6-和17-三個位置是易于聯接取代基的常用化學反應活性部位，因而同樣也都是可以在本發明化合物中用于與鏈橋相聯接的部位。雖然在雌激素結構中隨16-、17-位上取代基的不同可以有雌二醇(R5＝R8＝OH，R6＝R7＝H)雌炔醇(R5＝R8＝OH，R6＝-C≡CH，R7＝H)、雌三醇(R5＝R7＝R8＝OH，R6＝H)和雌甾酮(R8＝OH，R5與R6為酮基，R7＝H)的不同，它們不僅都可以用于本發明的化合物，而且由于其結構中的3-和17-位都有-OH或酮基的氧原子，因此這兩個位置上可以較方便與鏈橋乙氧基中的端位氧原子縮合成鍵而聯接，與6-位以鍵聯接時，則要有必要的化學修飾步驟配合才能完成。與前述的意義相同，鏈橋與雌激素的不同位置聯接，可以得到空間長度和/或空間構型、構象不盡相同的化合物。另一方面，當鏈橋中有兩個游離的乙氧基氧原子端時，此鏈橋還可能同時聯接兩個雌激素甾環，所得的化合物的空間距離及構型、構象又有所不同，這對于研制最佳治療藥物無疑都是極為有益的。
本發明化合物可采用下列的合成路線及方法得到所用主要原料化合物為
四環素類化合物(Ⅳ)，三聚甲醛(Ⅴ)。
c.先修飾雌激素16-，17位基團，然后接四環素類結構
d，先修飾雌激素的6位，然后接四環素類結構。
以下介紹的是本發明所述化合物的具體實例，但本發明主題的范圍并非僅限于這些實例。
例11°，3-氯乙氧基-17-氧-雌甾-1，3，5(10)三烯(化合物Ⅸ)的合成雌酚酮27.1克、氯乙基-對-甲苯磺酸酯22.2克及少許三乙基苯胺硫酸鹽在甲苯溶液中加入NaOH溶液，使pH約10，反應4小時，蒸除溶劑，固體用乙醇重結晶，得化合物(Ⅸ，其中R7＝H)，收率79%，mp86-88℃，元素分析C72.40H7.43Cl10.71。
2°，N-(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)哌嗪(化合物Ⅵ)的合成上步產物(Ⅸ)7.8克，無水哌嗪46.6克及二甲基甲酰胺(DMF)120毫升，在80～100℃反應5小時，蒸除DMF，所得固體用乙醇-丙酮重結晶，得化合物(Ⅵ)白色結晶，收率85%，mp140-142℃，元素分析C75.10H9.20N7.40。
3°，N-4-(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)-哌嗪-1-亞甲基-四環素(化合物Ⅰ)的合成上步產物(Ⅵ)3.8克，三聚甲醛0.3克，異丙醇15毫升，在40℃反應2小時后，加入四環素3.5克，攪拌反應5小時。反應畢，過濾，用異丙醇及乙醚洗滌后，得到黃色固體的產物(Ⅰ)(其中R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率95%，mp160℃(dec.)元素分析C67.21H7.12N6.67。
例21°，N-(17β-羥基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)哌嗪(化合物Ⅹ)的合成將上例中的化合物(Ⅵ)3.8克溶解于甲醇中，在堿性條件下加入鉀硼氫0.5克，加熱回流反應3小時。反應液用酸中和，蒸除甲醇，所得固體粗品用乙醇重結晶后得到白色結晶產物(Ⅹ，其中R7＝H)。收率91%，mp141-142℃，元素分析C75.21H9.23N7.41。
2°，N-4-(17β-羥基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)-哌嗪-1-亞甲基-四環素(化合物Ⅰ)的合成上步產物(Ⅹ)3.84克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在40℃反應2小時后，加入四環素3.5克，攪拌反應5小時。反應畢，過濾，用異丙醇及乙醚洗滌后，得淡黃色固體(Ⅰ)(其中R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率95%，mp165℃(dec.)，元素分析C67.30H7.34N6.54。
例3N-4-(17β-羥基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)哌嗪-1-亞甲基-土霉素(化合物Ⅰ)的合成例2中的化合物(Ⅹ)3.8克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升在40℃反應2小時后，加入土霉素3.5克，攪拌反應5小時。反應后處理同例1的3°，得淡黃色固體產物(Ⅰ)(其中R1＝R2＝OH，R3＝CH3，R4＝H)。收率93%，mp171℃(dec.)，元素分析C65.62H7.10N6.67。
例41°，雙[N，N-(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基]胺(化合物Ⅷ)的合成鹽酸氨芥3.6克，雌酚酮12克，硫酸三乙基苯胺4克，水，甲苯，在攪拌下加入NaOH溶液。加畢回流5小時。蒸除溶劑后，固體用乙醇重結晶后得產物(Ⅷ，其中R7＝H)。收率72%，mp256-259℃，元素分析C78.50H8.60N2.31。
2°，雙[N，N-(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基]氨亞甲基四環素(化合物Ⅰ)的合成上步產物(Ⅷ)6.1克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在40℃反應2小時后再加入四環素3.5克，攪拌反應8小時。反應畢后處理同例1的3°步。得淡黃色固體產物(Ⅰ)(R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率68%，mp183℃(dec)，元素分析C71.10H7.21N3.89。其結構為
例51°，雙N，N-(17β-羥基-雌甾-1，3，5(10)三烯-3-氧乙基胺(化合物Ⅺ)的合成上例化合物(Ⅷ)6.1克在甲醇及堿性條件下加入鉀硼氫0.5克，回流反應5小時后，用酸中和，蒸除甲醇，固體用丙酮-乙醇溶液精制，得化合物(Ⅷ)中雌甾-17-酮還原為-17β-羥基的白色產物。收率82%，mp193-197℃元素分析C78.41H8.51N2.33。
2°，雙-[N，N-(17β-羥基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基]氨亞甲基四環素(化合物Ⅰ)的合成上步化合物(Ⅺ)5.4克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在40℃反應2小時后再加入四環素1.7克，攪拌反應8小時。反應畢后處理同例1的3°步。得淡黃色固體產物(Ⅰ)(R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率94%，mp171℃(dec)元素分析C71.02H7.02N3.98。其結構為
例61°，雙-N，N-(17β-羥基-17α-乙炔基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)胺(化合物ⅩⅢ)的合成例4中的化合物(Ⅷ)6.1克溶解在四氫呋喃100毫升及氫氧化鉀細粉1.0克，在強烈攪拌及0℃條件下通入乙炔氣使反應完全。然后用酸中和至pH4，蒸除溶劑，用水洗至中性，干燥，用乙醇及氯仿重結晶，得白色結晶產物(ⅩⅢ)，收率78%，mp201-205℃，元素分析C79.21H8.56N2.18，其結構為
2°，雙-N，N-(17β-羥基-17α-乙炔基-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-氧乙基)-氨亞甲基-四環素的合成上述產物(ⅩⅢ)6.6克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在60℃反應2小時后，再加入四環素3.4克，攪拌反應8小時反應畢后處理同例1的3°步，得淡黃色固體產物(Ⅰ)(R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率93%，mp178℃(dec)，元素分析C72.01H7.12N3.90。其結構為
例71°，N(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)-N-甲胺(化合物Ⅶ)的合成氯乙基雌酚酮2.7克，甲胺1克及少許三乙基苯胺硫酸鹽在甲苯溶液中加入氫氧化鈉溶液，使pH約10，反應4小時，蒸除溶劑，固體用乙醇重結晶，得化合物(Ⅶ，其中R7＝H)，收率71%，mp262-266℃，元素分析C75.24H9.41N4.28。其結構為
2°，N(17-氧-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-氧乙基-N-甲氨亞甲基-四環素的合成上步化合物(Ⅶ)3.3克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在60℃加熱回流4小時后加入四環素3.5克，攪拌反應8小時。反應畢后處理同例1的3°步，得淡黃色固體產物(Ⅰ)(R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)，收率90%，mp190℃(dec)，元素分析C68.80H7.22N3.62。其結構為
例81°，N-(3，17β-二羥基-雌甾-1，3，5(10)-三烯-6-氨乙基)-哌嗪(化合物XIV)的合成化合物(Ⅻ)5.2克溶于四氫呋喃120毫升中，加入氨乙基哌嗪3.2克，回流反應2小時，蒸去THF，加入甲醇100毫升和甲酸銨2.8克，再回流反應3小時，蒸去甲醇，殘留物用乙醇重結晶，得化合物XIV，mp172-179℃。
2°，N-4-(3，17β-二羥基-雌甾-1，3，5(10)-三烯-6-氨乙基)-哌嗪-1-亞甲基-四環素(化合物XV)的合成上步產物XIV4.1g，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，將混合物在50℃反應2小時后，加入四環素3.5g攪拌反應5小時，反應完畢，過濾，用異丙醇及乙醚洗滌后，真空干燥，得淡黃色固體XV，mp167℃(dec)收率81.2%。
例9N-4-(17-氧-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-氧乙基)哌嗪-1-亞甲基-脫氧土霉素鹽酸鹽(化合物Ⅰ)的合成化合物Ⅵ2.2克，三聚甲醛0.2克，異丙醇100毫升于60℃加熱攪拌1.5小時，加入脫氧土霉素鹽酸鹽3克，于60℃保溫攪拌2.5小時，反應完畢，過濾，用異丙醇、乙醚洗滌，干燥，得淡黃色固體，mp172℃(dec)，收率87%。
例10N-4-(17-氧-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-氧乙基)哌嗪-1-亞甲基-土霉素(化合物Ⅰ)的合成化合物Ⅵ0.91克，三聚甲醛80毫克，異丙醇50毫升，60℃攪拌反應2小時，加入土霉素1克，再于60℃保溫攪拌3小時，過濾，用異丙醇、乙醚洗滌，干燥，得淡土黃色固體，mp175℃(dec)，收率89%。
例11N-4-(17-羥基-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-乙氧乙基)-哌嗪-1-亞甲基-四環素(化合物Ⅰ)的合成N-(17-羥基-雌甾1，3，5(10)-三烯-3-乙氧乙基)-哌嗪4.1克，三聚甲醛0.5克，異丙醇50毫升，于60℃攪拌反應2小時，加入四環素4克，在40-45℃保溫反應3小時，過濾，用異丙醇、乙醚洗滌，得淡黃色固體，mp154℃(dec)，收率68.6%。
權利要求
1.一種具有雌激素結構的化合物，其特征在于分子中還具有四環素類結構，并且該四環素類結構中的2-位酰胺N經至少由5個原子組成的鏈橋結構與至少一個雌激素甾環結構中的3-、6-或17-位中的至少一個位置以醚鍵相聯接，其結構通式為
(Ⅰ)式中的X為
R1為H或OH， R2為H或OH，R3為H或CH3， R4為H、Cl、或N(CH3)2，R5為OH或酮基， R6為H或-C≡CH，R7為H或OH， R8為OH或無取代基團，R9為CH3或(CH2CH2O)n-，式中的n=1～5。
2.如權利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3。
3.如權利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的n＝1～2，且X為
。
4.如權利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的n＝1，X和R9的整體為
結構。
5.如權利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的n＝1，X和R9的整體為
6.如權利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的R5＝OH，R6＝R7＝H。
7.如權利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的R5＝OH，R6為-C＝CH，R7＝H。
8.如權利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的R5為酮基，R7＝H。
9.如權利要求5所述的化合物，其特征在于所說的鏈橋中的兩個乙氧基分別以醚鍵與兩個雌激素甾環相聯接。
10.如權利要求1所述的化合物，其特征在于所說的四環素類結構為四環素類化合物的酸鹽形式。
全文摘要
本發明提供的是一種具有通式(I)結構的化合物以四環素類結構作為趨骨性載體，取代的哌嗪乙氧基、取代的氨基乙醇或取代的氨基聚乙二醇為鏈橋，經甾環第3-、6-或17-位與一個或二個雌激素聯接，可成為用于研究和/或治療骨質疏松癥的骨靶向藥物的化合物。
文檔編號A61K31/65GK1105669SQ9411168
公開日1995年7月26日 申請日期1994年3月23日 優先權日1993年3月25日
發明者鄭虎, 翁玲玲 申請人:華西醫科大學藥物研究所