專利名稱：雜環雙膦酸衍生物的制作方法
技術領域：
本發明涉及新的雜環雙膦酸衍生物或其藥用鹽以及以該化合物為有效成分的骨吸收抑制劑。
人們已知并合成出多種雙膦酸類衍生物，但具有本發明所述雜環的這類化合物是新化合物。
發明人發現，通式(Ⅰ)所示化合物及其藥用鹽是新化合物，并且根據動物試驗，它們不但有骨吸收抑制作用，而且還具有抑制由骨吸收所引起的血鈣過多的作用，發明人進而完成了本發明。
本發明提供了以下通式(Ⅰ)所示的雜環雙膦酸類衍生物或其藥用鹽，以及以此化合物為有效成分的骨吸收抑制劑
式中
代表以下(A)或(B)
(A)中的虛線表示兩個相鄰原子以單鍵或雙鍵相連，
(B)中R6和R7可以相同或不同，各代表氫原子、低級烷基、鹵原子或羥基，R1代表氫原子或羥基，R2、R3、R4、R5可以相同或不同，各代表氫原子或低級烷基，“n”為0或1，條件是當
環為(A)時“n”為1，而當
環為(B)時“R1”為羥基。
在通式(Ⅰ)基團的定義中，所謂“低級”在未另外說明的情況下是指含1-5個碳原子的直鏈或帶支鏈的碳鏈。因此“低級烷基”可以是甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基等。
式(A)所示“雜環基”
可以是咪唑并[1，2-a]咪唑基(
)、2，3-二氫咪唑并[1，2-a]咪唑基(
)等。
式(B)所示“雜環基”
可以是咪唑并[1，2-a]吡啶-3-基(
)、8-羥基-2-甲基咪唑并[1，2-a]吡啶-3-基(
)、咪唑并[1，2-a]吡啶-2-基(
)、咪唑并[1，2-a]吡啶-8-基(
)等。
本發明的化合物(Ⅰ)包括R2-R5是低級烷基的四酯或R2-R5中的1至3個為低級烷基的單酯、雙酯和三酯。
當本發明化合物為游離的膦酸時，它們可以形成鹽。所以本發明的化合物包括化合物(Ⅰ)的藥用鹽。優選的鹽可以舉出與無機堿形成的鹽，例如與堿金屬形成的鹽，如鈉鹽、鉀鹽，以及與堿土金屬形成的鹽，例如鈣鹽或鎂鹽;與有機堿形成的鹽，例如銨鹽、甲胺鹽、乙胺鹽、二甲胺鹽、二乙胺鹽、三甲胺鹽、三乙胺鹽、環己胺鹽、乙醇胺鹽或二乙醇胺鹽;與堿性氨基酸形成的鹽，例如賴氨酸鹽或鳥氨酸鹽等。
本發明化合物可按以下反應式所表示的方法之一進行制備。
方法1
環為
，R1為氫原子的式(Ⅰ)化合物化合物(Ⅰa)
通式(Ⅰa)所代表的化合物可以這樣制得使通式(Ⅱ)所示化合物與通式(Ⅲ)所示的亞乙烯基雙膦酸衍生物反應，反應式如下
化合物(Ⅱ)與(Ⅲ)的反應在對反應呈惰性的溶劑如四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯等中進行。二者之間的用量比是，對于化合物(Ⅱ)，化合物(Ⅲ)的量等于或超過反應式中所示的量。該反應也可以在無溶劑條件下進行。
反應溫度可以是室溫或回流溫度。反應最好在加熱或回流下進行。
所得雙膦酸酯可任選將其通過水解轉變為相應的雙膦酸。通常是在回流下于濃鹽酸中加熱雙膦酸酯來進行水解。另一水解法是在無水溶劑中用強酸或三甲基甲硅烷基鹵處理雙膦酸酯。此法通常在市售的直接溶解在乙酸中的無水氫溴酸或其適當稀釋的溶液中進行，或在三甲基甲硅烷基碘溶于四氯化碳、二甲基甲酰胺、氯仿、甲苯等溶劑的溶液內進行。水解可在冷卻或加熱下進行。例如，當在-10℃或更低溫度下以三甲基甲硅烷基鹵進行酯水解時，可以得到部分水解產物。
要把雙膦酸轉變成其鹽時，可用堿例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨、有機胺等按常用方法處理該酸。
方法2R1是羥基的式(Ⅰ)化合物化合物(Ⅰb)
其中
環，R2、R3、R4和R5以及“n”的定義同前述，R8代表氫原子或低級烷基，“X”代表鹵原子。
可以按以上反應式制得在亞乙基鏈上有羥基的化合物(Ⅰb)。
在此反應中，使式(Ⅳ)所示的羧酸衍生物與三鹵化磷(Ⅴ)和亞磷酸或其低級烷基酯(Ⅵ)反應。鹵原子可以是氯、溴、碘原子等。
首先在60-120℃，最好是80-110℃將羧酸衍生物(Ⅳ)與亞磷酸或其酯(Ⅵ)的混合液加熱幾分鐘至幾小時。然后向反應液中加入三鹵化磷(Ⅴ)，再于60-120℃，最好是80-110℃加熱反應液幾小時。反應進程用薄層層析法(展開系統為氯仿-甲醇)易于監控。
如果需要，可將所得雙膦酸酯按以上所述的方法轉變為其鹽。
目的產物(Ⅰ)的分離、純化可按常用化學處理法(如提取、結晶、多種層析法等)進行。
抑制血鈣過多的效果本發明提供的化合物(Ⅰ)及其鹽具有骨吸收抑制作用，還有抑制由骨吸收所致血鈣過多的作用。此外，還發現這些化合物具有優良的抗炎作用和止痛作用。
以下敘述試驗方法及結果，以證實本發明化合物和對照化合物(C1)和(C2)對血鈣過多的抑制作用。
試驗動物采用因給予甲狀旁腺激素導致血鈣過多的大鼠，并測定給予上述化合物后血鈣量下降的情況。
試驗方法將人1-34甲狀旁腺激素(PTH，由Peptide Laboratory制備)溶解在含有0.1%BSA(牛血清蛋白)的生理鹽水中，按30μg/kg(即5ml溶液/kg)的用量經靜脈注入已禁食20小時的5周齡雄性Wistar大鼠內。對正常的對照組則僅靜注含0.1%BSA的生理鹽水。注射PTH后45分鐘，將大鼠用醚麻醉，并剖腹，用真空集血管從腹腔中收集血液。立即于40℃在3000rpm轉速下對收集到的血液進行離心以分離出血清。再立刻用Ca++計(Sera 250，Horiba制造公司制造)測量血清中離子化鈣(Ca++)的濃度。
本發明化合物經皮下給藥時，將其溶于生理鹽水中并用氫氧化鈉和鹽酸調pH值至7.4。經口服給藥時，則制成pH7.4的5ml/kg生理鹽水溶液。在注射PTH前72小時給予上述溶液。按同樣方法，正常對照組和對照組只給予生理鹽水。
各組所得結果以平均值+S.E(標準誤)表示，用一元方差分析檢驗各組間的差異。顯著性水平為5%。
結果皮下給藥和口服給藥所得的結果列于表1。
表1劑量給藥方法 N 血清Ca++(mg/kg)(mmol/L)正常對照組-皮下給藥51.26±0.04＊＊對照組-皮下給藥51.38±0.02實例化合物30.03皮下給藥51.37±0.020.1皮下給藥51.35±0.020.3皮下給藥51.30±0.01＊正常對照組-口服51.37±0.02對照組-口服41.41±0.02實例化合物3100口服51.37±0.02300口服51.32±0.01＊
表1(續)劑量給藥方法 N 血清Ca++(mg/kg)(mmol/L)正常對照組-口服51.35±0.01對照組-口服51.43±0.01實例化合物50.001皮下給藥51.38±0.020.003皮下給藥51.26±0.02＊＊0.01皮下給藥51.08±0.02＊＊3口服51.35±0.0110口服51.26±0.03＊＊平均值±S.E.
＊p＜0.05＊＊p＜0.01
從試驗結果可見，本發明化合物具有優良的降低血鈣的作用。這樣就證實了本發明化合物具有骨吸收抑制作用。由過量骨吸收引起的疾病有佩吉特氏病、血鈣過多、轉移性骨癌和骨質疏松癥。從臨床觀點來看，炎性關節炎(例如類風濕性關節炎)中的骨吸收亢進也是一個嚴重的問題。本發明所提供的化合物可以用作治療上述疾病的藥物以抑制骨吸收、防止骨量下降或者防止或減少由骨吸收亢進所引起的血鈣增高。
本發明化合物及其鹽既可以直接使用，也可以與任何藥用載體、賦形劑、稀釋劑等混合制成藥物組合物，如供口服的片劑、膠囊劑、粉劑、粒劑、丸劑等，供非口服給藥的注射液、糖漿劑、栓劑、軟膏劑等。本發明化合物(Ⅰ)的劑量可以根據給藥方式、患者癥狀等予以調整，但一般未說成人口服時的劑量可為每天每人1mg到1g，成人非口服給藥時劑量可為每天每人0.1到10mg。
下面參照實例更詳細地介紹本發明。
實例1
將0.6g5，6-二氫-7H-咪唑并[1，2-a]咪唑和3.0g四異丙基亞乙烯基雙(膦酸酯)溶于2ml四氫呋喃中，加熱回流6小時。減壓濃縮反應液。殘余物再用硅膠柱層析法(甲醇/氯仿＝1/39)純化，得2.3g四異丙基-2-(2，3-二氫-1H-咪唑并[1，2-a]咪唑-1-基)乙烷-1，1-雙(膦酸酯)，為黃色油狀物。
此產物的物化性質如下(ⅰ)質譜(m/z)快速原子轟擊質量466(M++1)(ⅱ)核磁共振譜(在CDCl3中，四甲基硅烷(TMS)為內標)δ2.96(1H，-CH2CH-)3.94(4H，
)6.53，6.68(2H，芳香族H)按與實例1同樣的方法制得如下化合物實例2
四異丙基-2-(咪唑并[1，2-a]咪唑-1-基)乙烷-1，1-雙(膦酸酯)。
物化性質(ⅰ)質譜(m/z)快速原子轟擊質量464(M++1)(ⅱ)核磁共振譜(在CDCl3中，TMS為內標)δ1.20～1.40(24H，s，
)，2.58(1H，t，t，J＝24Hz，8Hz，
)，3.54(2H，d，t，J＝8Hz，16Hz，CH2CH)，4.60～4.90(4H，m，
)，6.80(1H，s，咪唑-H)7.0-7.20(3H，咪唑-H)實例3
將0.9g四異丙基-2-(2，3-二氫-1H-咪唑并[1，2-a]咪唑-1-基)乙烷-1，1-雙膦酸酯溶解在15ml濃鹽酸中，并加熱回流2小時。冷卻后，減壓濃縮反應液以除去鹽酸。再向殘余物中加入20ml純化水，混合物再次減壓濃縮。所得黃色固體用水-甲醇重結晶，得0.5g2-(2，3-二氫-1H-咪唑并[1，2-a]咪唑-1-基)乙烷-1，1-雙(膦酸酯)，為黃色針狀結晶。
此產物的物化性質如下(ⅰ)熔點252-254℃(分解)(自水-甲醇中重結晶)(ⅱ)元素分析(按C7H13N3O6P2計)C(%)H(%)N(%)P(%)計算值28.30，4.41，14.14，20.05實測值28.10，4.28，14.06，20.81(ⅲ)質譜(m/z)快速原子轟擊質量298(M++1)按與實例3相同的方法制得如下化合物實例4
2-(咪唑并[1，2-a]咪唑-1-基)乙烷-1，1-雙(膦酸)物化性質(ⅰ)質譜(m/z)快速原子轟擊質量296(M++1)(ⅱ)核磁共振譜(D2O，TMS為內標)δ2.30(1H，t，t，J＝24Hz，8Hz，
)，3.14(2H，d，t，J＝8Hz，16Hz，CH2CH)，6.90(2H，s，咪唑-H)7.04(2H，s，咪唑-H)實例5
將2.4g2-(咪唑并[1，2-a]吡啶-3-基)乙酸鹽酸鹽和2.0g亞磷酸溶于25ml氯苯中，并于110℃加熱攪拌10分鐘。再向混合物中滴加5.1g三氯化磷。進一步加熱攪拌混合物8小時，然后傾去氯苯。向殘余物中加入45ml6N鹽酸，混合物加熱回流4小時。冷卻后，混合物用活性炭處理，減壓濃縮所得反應液。所得無色固體用水-甲醇重結晶，得1.3g1-羥基-2-(咪唑并[1，2-a]吡啶-3-基)乙烷-1，1-雙(膦酸)，為無色針狀晶體。
此產物的物化性質如下(ⅰ)熔點222-224℃(分解)(自甲醇-水中重結晶)(ⅱ)元素分析(按C9H12N2O7P2·0.5H2O計)C(%)H(%)N(%)P(%)計算值32.64，3.96，8.46，18.71實測值32.45，3.91，8.65，19.05(ⅲ)質譜(m/z)快速原子轟擊質量323(M++1)按與實例5同樣的方法制得如下化合物實例6
1-羥基-2-(8-羥基-2-甲基咪唑并[1，2-a]吡啶-3-基)乙烷-1，1-雙(膦酸)
物化性質(ⅰ)熔點260-264℃(分解)(自甲醇-水中重結晶)(ⅱ)元素分析(按C10H14N2O8P2·1H2O計)C(%)H(%)N(%)P(%)計算值32.45，4.36，7.57，16.73實測值32.60，4.11，7.60，16.44(ⅲ)質譜(m/z)快速原子轟擊質量353(M++1)實例7
將2.4g(咪唑并[1，2-a]吡啶-2-基)碳酸·鹽酸鹽和2.1g亞磷酸在25ml氯苯中的混合溶液于110℃加熱攪拌15分鐘，再滴加36ml三氯化磷。繼續在110℃加熱攪拌混合物9小時，再傾出氯苯相。向殘余物中加入30ml6N鹽酸后將混合物加熱回流6小時。冷卻后，所得反應液用活性炭處理，然后減壓濃縮物。把殘余物溶于純化水中。溶液pH值用2NNaOH溶液調至pH5。然后加入30ml甲醇。混合物在室溫下攪拌過夜，得0.44g1-羥基-1-(咪唑并[1，2-a]吡啶-2-基)甲烷-1，1-雙膦酸三氫鈉。
此產物的物化性質如下(ⅰ)熔點高于270℃(分解)(自甲醇-水中重結晶)(ⅱ)元素分析(按C8H9N2O7P2Na計)C(%)H(%)N(%)計算值29.11，2.75，8.49實測值29.38，3.06，8.60(ⅲ)質譜(m/z)快速原子轟擊質量331(M++1)實例8按與實例5相同的方法，由0.2g2-(咪唑并[1，2-a]吡啶-2-基)乙酸鹽酸鹽制得0.2g1-羥基-2-(咪唑并[1，2-a]吡啶-2-基)乙烷-1，1-雙(膦酸)。
物化性質(ⅰ)質譜(m/z)快速原子轟擊質量323(M++1)(ⅱ)核磁共振譜(D2O，TMS為內標)δ3.40(2H，t，J＝12Hz)6.94(1H，t，J＝6Hz，吡啶環-H)7.20-7.60(2H，吡啶環-H)7.84(1H，s，咪唑環-H)8.10-8.20(1H，吡啶環-H)
配方實例下面舉出本發明化合物作為藥物的配方實例。
(a)片劑實例3化合物5mg乳糖119mg玉米淀粉67mg羥丙基纖維素4mg羧甲基纖維素鈣4mg硬脂酸鎂1mg總計200mg將5g實例3化合物、119g乳糖和67g玉米淀粉均勻混合后，加入40ml10%(重量/重量)的羥丙基纖維素水溶液，并用濕法將所得混合物制粒。所得顆粒與4g羧甲基纖維素鈣和1g硬脂酸鎂混合，所得混合物制成每片重200mg的片劑。
按上述同樣方法制備另一片劑。
實例5化合物5mg乳糖119mg玉米淀粉67mg羧丙基纖維素4mg羧甲基纖維素鈣4mg硬脂酸鎂1mg總計200mg制此片劑時，重復上述操作，只是配方中用5g實例5化合物代替實例3化合物，得到每片重200mg的片劑。
(b)膠囊劑實例3化合物5mg結晶纖維素50mg結晶乳糖144mg硬脂酸鎂1mg總計200mg
將1000倍于上述量的各個成分相混合，并密封在明膠膠囊內，每粒膠囊含200mg混合物。
按上述同樣方法制備另一膠囊劑。
實例5化合物5mg結晶纖維素50mg結晶乳糖144mg硬脂酸鎂1mg總計200mg制作此膠囊劑時，重復上述操作，只是在配方中用5g實例5化合物代替實例3化合物，制得的膠囊劑每粒含200mg混合物。
權利要求
1.制備通式(Ⅰa)所示雜環雙膦酸衍生物或其可藥用鹽的方法，
式中(Ⅰa)中虛線表示兩個相鄰原子以單鍵或雙鍵相連，R2、R3、R4、R5可以相同或不同，各代表氫原子或低級烷基；該方法包括使式(Ⅱ)所示化合物與式(Ⅲ)所示的亞乙烯基雙膦酸衍生物反應，并可任選將所得化合物水解，
式(Ⅱ)中虛線表示兩個相鄰原子以單鍵或雙鍵相連，
式(Ⅲ)中R2、R3、R4和R5的含義同上。
2.根據權利要求1所述制備雜環雙膦酸衍生物的方法，其中通式中的虛線代表單鍵，R2、R3、R4和R5代表氫原子。
3.制備式(Ⅰb)所示雜環雙膦酸衍生物或其藥用鹽的方法
式中
代表如下的(A)或(B)
(A)中的虛線表示兩個相鄰原子以單鍵或雙鍵相連，
(B)中R6、R7可以相同或不同，各代表氫原子、低級烷基、鹵原子或羥基，R2、R3、R4和R5可以相同或不同，各代表氫原子或低級烷基，“n”為0或1，條件是
代表(A)時n＝1，該方法包括使式(Ⅳ)所示的羧酸衍生物、式(Ⅴ)所示的三鹵化磷和式(Ⅵ)所示的亞磷酸或其低級烷基酯反應，并可任選將所得化合物水解，
式(Ⅳ)中
含義同上，式(Ⅴ)中“X”代表鹵原子，
式(Ⅵ)中R8代表氫原子或低級烷基。
4.根據權利要求3所述制備雜環膦酸衍生物的方法，其中
環代表(B)，R6和R7各代表氫原子，R2、R3、R4和R5各代表氫原子，“n”為1。
全文摘要
制備通式(I)所示新的雜環雙膦酸衍生物或其藥用鹽的方法。式中各符號的含義見說明書。式(I)化合物具有骨吸收抑制作用。
文檔編號C07F9/6561GK1040590SQ8910637
公開日1990年3月21日 申請日期1989年8月12日 優先權日1988年8月12日
發明者磯村八州男, 竹內誠, 阿部哲士 申請人:山之內制藥株式會社