專利名稱:制備2-亞丙基-19-去甲維生素d化合物的中間體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及維生素D化合物,更具體而言,涉及碳2-位具有被取代的亞丙基部分的2-亞烷基-19-去甲維生素D類似物、該類似物的藥物學應(yīng)用以及這種類似物的化學合成通法。
背景技術(shù):
已知天然激素1α,25-二羥基維生素D3及其麥角甾醇系列的類似物,即1α,25-二羥基維生素D2為動物及人體鈣體內(nèi)平衡的高效調(diào)節(jié)劑,并且新近Ostrem等在Proc.Natl.Acad.Sci.USA,84,2610(1987)中確定了其在細胞分化中的活性。這些代謝物的許多結(jié)構(gòu)類似物已經(jīng)制備并進行了測試,包括1α-羥基維生素D3、1α-羥基維生素D2、各種側(cè)鏈同系化(homologated)的維生素以及氟化的類似物。若干這類化合物在細胞分化及鈣調(diào)節(jié)中的活性顯示出引人關(guān)注的差別。該活性差別可能可用于治療多種疾病如腎性骨營養(yǎng)不良、維生素D抵抗型佝僂、骨質(zhì)疏松癥、銀屑病以及若干惡性腫瘤。
在1990年發(fā)現(xiàn)了一種新型的維生素D類似物,即所謂的19-去甲維生素D化合物,其特征為典型的維生素D系統(tǒng)的A環(huán)的環(huán)外亞甲基(碳19)被兩個氫原子所取代。該19-去甲類似物(如1α,25-二羥基-19-去甲維生素D3)的生物學試驗顯示出選擇性活性,具有高效的誘導細胞分化活性及很低的鈣動員活性。因此,這些化合物可能具有可用作治療惡性腫瘤,或治療多種皮膚病的治療藥物的前景。曾記載了合成這類19-去甲維生素D類似物的兩種不同方法(Perlman等,Tetrahedron Letters 31,1823(1990);Perlman等,Tetrahedron Letters32,7663(1991),以及DeLuca等,美國專利No.5,086,191)。幾年之后,合成了A環(huán)2-位被羥基或烷氧基取代的1α,25-二羥基-19-去甲維生素D3的類似物(DeLuca等,美國專利No.5,536,713)。已確定它們顯示出引人關(guān)注的選擇性活性。所有這些研究都顯示,維生素D受體的結(jié)合位點能夠適應(yīng)合成維生素D類似物C-2位的不同取代基。
在探索藥理學上具有重要意義的19-去甲類維生素D化合物的不斷努力中,近來合成并測試了特征為A環(huán)的環(huán)外亞甲基從碳10(C-10)轉(zhuǎn)移至碳2(C-2)的類似物,即2-亞甲基-19-去甲維生素D化合物(Sicinski等,J.Med.Chem.,41,4662(1998);Sicinski等,Steroids 67,247(2002);DeLuca等,美國專利No.5,843,928,5,936,133及6,382,071)。對這些類似物進行的分子力學研究表明,A環(huán)的構(gòu)象變化能夠?qū)е颅h(huán)己二醇環(huán)“展平”(flattening)。根據(jù)分子力學計算及NMR研究,其A環(huán)的構(gòu)象平衡被確定為約6∶4,具有平伏1α-OH的構(gòu)象占有優(yōu)勢。在19-去甲維生素D碳骨架上引入2-亞甲基從而改變了其(1α-及3β-)A環(huán)羥基的性質(zhì);與天然激素1α,25-(OH)2D3分子中1α-羥基類似,現(xiàn)在它們都處于烯丙位(對生物活性至關(guān)重要)。已發(fā)現(xiàn)1α,25-二羥基-2-亞甲基-19-去甲維生素D類似物的特征為具有顯著的生物學效力,且在具有“非天然的”(20s)-構(gòu)象的化合物中顯著增強。
最近,1α,25-二羥基-19-去甲維生素D3的2-亞乙基類似物得以合成。A環(huán)的這樣修飾使該化合物具有顯著的生物學效力,尤其在E-型幾何異構(gòu)體中的活性更高,Sicinski等,J.Med.Chem.,45,3366(2002)。令人感興趣的是,已經(jīng)確定E-異構(gòu)體的A環(huán)構(gòu)象平衡相當大地向一種特殊的具有處于平伏位置的1α-羥基的椅式移動。
發(fā)明內(nèi)容
作為對生物學活性的2-亞烷基-19-去甲類維生素D化合物的研究的繼續(xù),已經(jīng)合成并測試了特征為C-2位存在被取代的亞丙基部分的類似物。由于可預期其C-2位的大體積取代可引起與2-亞乙基相比更為顯著地傾向于一種特殊的A-環(huán)椅式構(gòu)象,因此該維生素D類似物似乎成為引人關(guān)注的目標。另一方面,位于亞丙基片段末端的氧官能團的出現(xiàn)可引起與維生素D受體的其它相互作用。
迄今為止未知的一類1α-羥基化的維生素D化合物為A-環(huán)C-10位的環(huán)外亞甲基部分被除去而具有其它片段被即取代的亞丙基連接到碳-2位上的維生素D異構(gòu)體。因此,本發(fā)明旨在提供碳2位含被取代的亞丙基部分的2-亞烷基-19-去甲維生素D類似物、這些類似物的各種藥物學應(yīng)用、以及化學合成這些類似物的通法。更具體而言,本發(fā)明旨在提供(20R)-1α,25-二羥基-2-[3′-羥基亞丙基]-19-去甲維生素D3的E-異構(gòu)體與Z-異構(gòu)體以及(20S)-1α,25-二羥基-2-[3′-羥基亞丙基]-19-去甲維生素D3的E-異構(gòu)體與Z-異構(gòu)體。本發(fā)明還公開2-[(3′-甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲-1α,25-(OH)2D3。
這些新型類似物的結(jié)構(gòu)特征如下通式I所示
其中Y1與Y2可以相同或不同,各自選自氫與羥基保護基,其中X可以為烷基、氫、羥基保護基、羥基烷基、烷氧基烷基以及芳氧基烷基,并且其中R代表維生素D類化合物為人所知的任意典型側(cè)鏈。
更具體而言,R可代表1至35個碳的飽和或不飽和烴基,其可為直鏈、支鏈或環(huán)狀,并且可以包含一種或多種其它取代基,如羥基或被保護的羥基、氟、羰基、酯、環(huán)氧基、氨基或其它雜原子基團。
這種類型的優(yōu)選側(cè)鏈為下列結(jié)構(gòu)所代表
其中的立體化學中心(對應(yīng)于甾體化合物編號的C-20)可以是R或S構(gòu)型,(即碳20位為天然構(gòu)型或為20-表構(gòu)型),且其中Z選自Y、-OY、-CH2OY、-C≡CY及-CH=CHY,其中該雙鍵可以是順式或反式幾何構(gòu)型,其中Y選自氫、甲基、-COR5以及下列結(jié)構(gòu)的基團
其中m及n,獨立地代表從0至5的整數(shù),其中R1選自氫、氘、羥基、被保護的羥基、氟、三氟甲基以及直鏈或支鏈且可任選地含有羥基或被保護的羥基取代基的C1-5烷基,且其中R2、R3、R4各自獨立地選自氘、氘代烷基、氫、氟、三氟甲基以及直鏈或支鏈且可任選地具有羥基或被保護的羥基取代基的C1-5烷基,其中R1及R2合在一起代表氧基、或亞烷基、=CR2R3、或其中p為從2至5的整數(shù)的-(CH2)p-,其中R3及R4合在一起代表氧基、或其中q為從2至5的整數(shù)的-(CH2)q-,且其中R5代表氫、羥基、被保護的羥基、或C1-5烷基且其中側(cè)鏈中20、22或23位的任意CH-基團可由氮原子代替,或其中20、22或23位的任意-CH(CH3)-,-(CH2)m-,(CH2)n或-CR1R2基團可分別由氧或硫原子代替。
連在碳20位甲基取代基上的波浪線表示碳20可能具有R構(gòu)型或S構(gòu)型,即天然構(gòu)型(20R)或非天然的20-表構(gòu)型(20S)。
連在碳1’位上的波浪線表示2-亞丙基單元可能具有兩種幾何異構(gòu)體(A環(huán)1,4-二亞甲基環(huán)己烷片段中末端碳原子的取代基的取向不同)。
具有天然20R-構(gòu)型的側(cè)鏈的特別重要的實例為下列式(a)、(b)、(c)、(d)及(e)所代表的結(jié)構(gòu)。即出現(xiàn)于25-羥基維生素D3中的側(cè)鏈(a);維生素D3中的側(cè)鏈(b);25-羥基維生素D2中的側(cè)鏈(c);維生素D2中的側(cè)鏈(d);以及25-羥基維生素D2的C-24差向異構(gòu)體中的側(cè)鏈(e)。
上述結(jié)構(gòu)I的新型2-亞丙基-19-去甲維生素D化合物表現(xiàn)出所需的高度有利的生物學活性模式。這些化合物的特征為具有相對高的腸內(nèi)鈣轉(zhuǎn)運活性,即類似于1α,25-二羥基維生素D3的活性,而在從骨骼中動員鈣的能力方面,與1α,25-二羥基維生素D3相比也表現(xiàn)相對高的活性。因此,這些化合物在鈣血活性方面具有高度特異性。它們在腸內(nèi)鈣轉(zhuǎn)運及鈣動員活性方面的優(yōu)先活性允許這些化合物體內(nèi)給藥用于治療與預防其中主要涉及骨質(zhì)丟失的代謝性骨病。由于其對腸鈣轉(zhuǎn)運以及骨骼的優(yōu)先的鈣血活性,這些化合物將成為治療與預防其中希望骨骼生成的疾病的優(yōu)選治療藥物,如骨質(zhì)疏松癥,尤其是骨周轉(zhuǎn)(bone turnover)低的骨質(zhì)疏松癥、甾體誘導的骨質(zhì)疏松癥、老年性骨質(zhì)疏松癥或絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥,以及骨軟化癥及腎性骨營養(yǎng)不良。該化合物可經(jīng)透皮、口服或非胃腸道給藥。該化合物可以約0.01μg/gm至約100μg/gm組合物、優(yōu)選為0.1μg/gm至約50μg/gm組合物的量存在于藥物組合物中,并且可以約0.01μg/天至約100μg/天、優(yōu)選為0.1μg/天至約50μg/天的劑量給藥。
本發(fā)明的化合物還尤其適于治療及預防以免疫系統(tǒng)失調(diào)為特征的人類疾病,如自身免疫性疾病,包括多發(fā)性硬化癥、糖尿病、狼瘡、宿主對抗移植反應(yīng)(host versus graft reaction)、以及移植排斥;另外還可用于治療及預防炎性疾病,如類風濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘,以及炎性腸病如克隆氏病(Crohn′s disease)或潰瘍性結(jié)腸炎,以及促進骨折復原與改善骨骼移植。同時也發(fā)現(xiàn)這些化合物可增加骨骼的斷裂強度(皮層強度)以及破碎強度(小梁強度)。因此,這些化合物可以用于結(jié)合骨骼置換術(shù)例如髖部置換術(shù)、膝置換術(shù)等。可使用本發(fā)明化合物治療的其它疾病為痤瘡、禿頭癥、皮膚病如皮膚干燥(皮膚水合缺乏)、皮膚過度松弛(皮膚堅實度不足)、皮脂分泌不足及皺紋、以及高血壓。
上述化合物還以細胞分化活性高為特征。因此這些化合物也提供可用于治療銀屑病的治療性藥物,或作為抗癌藥物,尤其是抗白血病、結(jié)腸癌、乳癌、皮膚癌以及前列腺癌。該化合物可以約0.01μg/gm至約100μg/gm組合物、優(yōu)選為0.1μg/gm至約50μg/gm組合物的量存在于用于治療銀屑病的組合物中,并且可以約0.01μg/天至約100μg/天、優(yōu)選為0.1μg/天至約50μg/天的劑量經(jīng)局部、透皮、口服或非胃腸道給藥。
特別地,1α,25-二羥基-2-[3’-羥基亞丙基]-19-去甲維生素D3的(20R)與(20S)異構(gòu)體的E-異構(gòu)體及Z-異構(gòu)體已得以合成,并測定了其結(jié)合活性、轉(zhuǎn)錄活性、鈣血活性(腸內(nèi)鈣轉(zhuǎn)運與骨鈣動員兩者)以及分化活性。這種(20R)類似物的E-異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)特征如以下通式Ia所示,并于此處稱為“1AGR”;
這種(20R)類似物的Z-異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)特征如以下通式Ib所示,并于此處稱為“2AGR”。
這種(20S)類似物的E-異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)特征如以下通式Ic所示,并于此處稱為“1AGS”;
這種(20S)類似物的Z-異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)特征如以下通式Id所示,并于此處稱為“2AGS”;
另一種已被合成的2-亞丙基化合物為2-[(3′-甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲-1α,25-二羥基維生素D3,并測定了其結(jié)合活性、轉(zhuǎn)錄活性、鈣血活性(腸內(nèi)鈣轉(zhuǎn)運與骨鈣動員兩者)以及分化活性。該類似物的結(jié)構(gòu)特征如以下通式所示,并于此處稱為“F-Wit”
本發(fā)明還提供一種新的合成方法用于制備式I的最終產(chǎn)物,具體而言為式Ia至Id的最終產(chǎn)物。此外,本發(fā)明提供在最終產(chǎn)物合成過程中生成的新中間產(chǎn)物。這些新中間體的結(jié)構(gòu)特征如以下通式V、VI、VII、VIII、IX及X所示,其中Y1、Y2、Y3與Y4可相同或不同,各自選自氫和羥基保護基,且X可為烷基、氫、羥基保護基、羥基烷基、烷氧基烷基、芳氧基烷基。
圖1為闡明1α,25-二羥基維生素D3與此處所記載及要求保護的2-[(3′-甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲-1α,25-(OH)2D3(F-Wit)與1α,25-二羥基維生素D豬腸核受體結(jié)合的相對活性的曲線圖; 圖2為闡明1α,25-二羥基維生素D3與此處所記載及要求保護的2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGR)、2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-(20S)-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGS)、2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-(OH)2D3的Z-異構(gòu)體(2AGR)、以及2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-(OH)2D3的Z-異構(gòu)體(2AGS)的相對活性的曲線圖; 圖3為闡明作為1α,25-二羥基維生素D3、(20S)-2-亞甲基-19-去甲-1α,25-二羥基維生素D3(2MD)以及此處所記載及要求保護的2-[(3′-甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲-1α,25-(OH)2D3(F-Wit)、2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGR),以及2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-(20S)-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGS)濃度的函數(shù)的HL-60細胞分化百分率的曲線圖; 圖4為闡明作為1α,25-二羥基維生素、(20S)-2-亞甲基-19-去甲-1α,25-二羥基維生素D3(2MD)以及此處所記載及要求保護的2-[(3′-甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲-1α,25-(OH)2D3(F-Wit)、2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGR),以及2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-(20S)-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGS)濃度的函數(shù)的轉(zhuǎn)錄活性的曲線圖; 圖5為闡明在各種劑量下與對照品(載體)及(20S)-2-亞甲基-19-去甲-1α,25-二羥基維生素D3(2MD)相比的2-[(3′-甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲-1α,25-(OH)2D3(F-Wit)、2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGR)、以及2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-(20S)-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGS)的腸內(nèi)鈣轉(zhuǎn)運活性的柱狀圖; 圖6為闡明在各種劑量下與對照品(載體)及(20S)-2-亞甲基-19-去甲-1α,25-二羥基維生素D3(2MD)相比的2-[(3′-甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲-1α,25-(OH)2D3(F-Wit)、2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGR)、以及2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-(20S)-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(1AGS)的骨鈣動員活性的柱狀圖。
具體實施例方式 在說明書及權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語“羥基保護基”表示通常用于暫時保護羥基官能團的任意基團,如烷氧基羰基、?;?、烷基甲硅烷基或烷基芳基甲硅烷基(下文簡稱為“甲硅烷基”)以及烷氧基烷基。烷氧基羰基保護基為烷基-O-CO-基團如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、異丙氧基羰基、丁氧基羰基、異丁氧基羰基、叔-丁氧基羰基、芐氧基羰基或烯丙氧基羰基。術(shù)語“?;北硎?至6個碳的烷?;ㄋ鼈兊乃型之悩?gòu)體形式,或者1至6個碳的羧烷?;绮蒗;⒈;㈢牾;⑽於;?,或者芳香?;绫郊柞;?,或鹵素、硝基或烷基取代苯甲?;?。說明書及權(quán)利要求書中所使用的詞語“烷基”表示1至10個碳的直鏈或支鏈烷基,包括它們的所有同分異構(gòu)體形式。烷氧基烷基保護基為諸如甲氧基甲基、乙氧基甲基、甲氧基乙氧基甲基、或四氫呋喃基與四氫吡喃基的基團。優(yōu)選的甲硅烷基保護基為三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、二丁基甲基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基、二苯基-叔丁基甲硅烷基以及類似的烷基化的甲硅烷基。術(shù)語“芳基”指苯基,或烷基、硝基或鹵素取代的苯基。
如上述定義,“被保護的羥基”是指通過任意上述通常用于暫時性或永久性保護羥基官能團的基團如甲硅烷基、烷氧基烷基、?;蛲檠趸驶苌虮Wo的羥基。術(shù)語“羥基烷基”、“氘代烷基”、“氟代烷基”是指分別由一個或多個羥基、氘或氟取代的烷基。
本說明書中應(yīng)注意的是,術(shù)語“24-高”是指在側(cè)鏈的碳24位增加一個亞甲基,而術(shù)語“24-雙高”是指在側(cè)鏈的碳24位增加兩個亞甲基。同樣地,術(shù)語“三高”是指增加三個亞甲基。同樣,術(shù)語“26,27-二甲基”是指在碳26與27位各增加一個甲基從而例如R3與R4為乙基。同樣地,術(shù)語“26,27-二乙基”是指在碳26與27位各增加一個乙基從而R3與R4為丙基。
在下列不飽和側(cè)鏈與飽和側(cè)鏈化合物的列表中,如果連到碳20位的甲基處于表位或非天然構(gòu)型,術(shù)語“20(S)”或“20-表”應(yīng)包括于每個下列所列舉的化合物中。同樣,如果該側(cè)鏈在20、22或23任一位置包含氧原子取代,則術(shù)語“20-氧雜”、“22-氧雜”或“23-氧雜”應(yīng)分別加入所列舉的化合物中。若需要,所列舉化合物也可為維生素D2類型。
當其側(cè)鏈為不飽和時,結(jié)構(gòu)式I的2-亞丙基-19-去甲維生素D化合物的具體并優(yōu)選的實例為 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α-羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-25-羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-24-高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-24-雙高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-24-三高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二甲基-24-高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二甲基-24-雙高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二甲基-24-三高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二乙基-24-高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二乙基-24-雙高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二乙基-24-三高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二丙基-24-高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二丙基-24-雙高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3;以及 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二丙基-24-三高-1,25-二羥基-22-去氫維生素D3。
對于上述不飽和化合物而言,應(yīng)注意位于側(cè)鏈22與23位碳原子之間的雙鍵可為(E)構(gòu)型或(Z)構(gòu)型。因此,視其構(gòu)型而定,術(shù)語“22,23(E)”或“22,23(Z)”可包含于上述各個所列舉的化合物中。同樣,通常將位于22與23位碳原子之間的雙鍵標記為“Δ22”。因而,例如以上所列舉的第四種化合物可寫成2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-24-高-22,23(E)-Δ22-1,25-(OH)2D3,其中雙鍵為(E)構(gòu)型。類似地,如果連接到碳20位的甲基為非天然構(gòu)型,則該化合物可寫成2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-20(S)-24-高-22,23(E)-Δ22-1,25-(OH)2D3。
當其側(cè)鏈為飽和時,結(jié)構(gòu)式I的2-亞丙基-19-去甲維生素D化合物的具體并優(yōu)選的實例為 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α-羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-25-羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-24-高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-24-雙高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-24-三高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二甲基-24-高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二甲基-24-雙高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二甲基-24-三高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二乙基-24-高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二乙基-24-雙高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二乙基-24-三高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二丙基-24-高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二丙基-24-雙高-1,25-二羥基維生素D3; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-26,27-二丙基-24-三高-1,25-二羥基維生素D3; 基本結(jié)構(gòu)式I的C-2位含被取代的亞丙基部分的1α-羥基-19-去甲維生素D化合物的制備可通過普通的常規(guī)方法實現(xiàn),即雙環(huán)Windaus-Grundmann類酮II與烯丙基氧化膦III縮合生成相應(yīng)的羥基被保護的維生素D類似物IV,接著在C-1及C-3位脫保護。
在結(jié)構(gòu)II及III中,基團Y1、Y2、X及R代表上述定義的基團;Y1、Y2及X優(yōu)選為羥基保護基,也應(yīng)理解為R上任何可能敏感、或干擾縮合反應(yīng)的官能團都如本領(lǐng)域所熟知地加以適當?shù)谋Wo。上述過程表現(xiàn)了匯集合成概念的應(yīng)用,其已經(jīng)有效用于維生素D化合物的制備(如Lythgoe等,J.Chem.Soc.Perkin Trans.I,590(1978);Lythgoe,Chem.Soc.Rev.9,449(1983);Toh等,J.Org.Chem.48,1414(1983);Baggiolini等,J.Org.Chem.51,3098(1986);Sardina等,J.Org.Chem.51,1264(1986);J.Org.Chem.51,1269(1986);DeLuca等,美國專利No.5,086,191;DeLuca等,美國專利No.5,536,713)。
通式II的茚烷酮(Hydrindanone)為已知,或者可通過已知的方法制備。該已知雙環(huán)酮特別重要的具體實例為含上述側(cè)鏈(a)、(b)、(c)及(d)的結(jié)構(gòu),即25-羥基Grundmann′s酮(e)[Baggiolini等,J.Org.Chem,51,3098(1986)];Grundmann′s酮(f)[Inhoffen等,Chem.Ber.90,664(1957)];25-羥基Windaus酮(g)[Baggiolini等,J.Org.Chem.,51,3098(1986)]以及Windaus酮(h)[Windaus等,Ann.,524,297(1936)]
如前所述,已開發(fā)出一種新的合成路線用于制備所需的通式III的氧化膦,該路線是以從商品名(1R,3R,4S,5R)-(-)-奎尼酸得到的雙環(huán)內(nèi)酯1開始的[Hanessian等,J.Org.Chem.62,465(1997)]。路線圖1概括了將起始的內(nèi)酯1轉(zhuǎn)化為所需的A-環(huán)合成子的全部轉(zhuǎn)化過程。如此,1的兩個仲羥基之一(C-3位的平伏羥基)被選擇性地以叔丁基二甲基甲硅烷基醚(TBDMS)保護,之后另一個羥基用Dess-Martin過碘烷(periodinane)試劑氧化另一羥基生成4-酮3。該叔-1-羥基經(jīng)乙?;⑹顾玫囊阴Q趸?與由適當?shù)溺l鹽生成的內(nèi)鎓鹽發(fā)生Wittig反應(yīng)。對用于該目的的鏻鹽的選擇應(yīng)考慮到最終的19-去甲維生素D的結(jié)構(gòu)。如果試圖合成帶有在末端碳原子上由某些非羥基的官能基取代的2-亞丙基部分的19-去甲維生素D類似物時,可能需要將該亞丙基片段引入到酮類化合物4的碳4位。這種狀況在如實施例I的試驗部分得以例證,所述實施例I中描述了1α,25-二羥基-2-[3’-(甲氧基甲氧基)-亞丙基]-19-去甲維生素D3(21)的合成。在試圖合成1α,25-二羥基-2-(3’-羥基亞甲基)-19-去甲維生素D類似物的情況下,可能需要將該被保護的3-羥基亞丙基片段連接到化合物4的碳4位。這種狀況在如實施例II的試驗部分得以例證,所述實施例II中描述了1α,25-二羥基-2-[3’-羥基亞丙基]-19-去甲維生素D3(24a,b)的E和Z幾何異構(gòu)體以及其相應(yīng)的20S-對映體的E和Z的幾何異構(gòu)體(25a,b)的合成。用于這些過程中的鏻鹽A及B是由3-溴-1-丙醇制備而成。如此,在第一步合成中,酮內(nèi)酯4與由溴化鏻及正丁基鋰生成的內(nèi)鎓鹽的Wittig反應(yīng)可生成兩種同分異構(gòu)的烯類化合物5a及5b,其比例約為5∶1。用硼氫化鈉或其它適當?shù)倪€原劑(如氫化鋁鋰)同時還原主要化合物5a的內(nèi)酯環(huán)及乙酰氧基生成三元醇7(路線圖II),該醇隨后經(jīng)高碘酸鈉氧化生成環(huán)己酮衍生物9。該方法的下一步包括將仲羥基保護為TBDMS醚以及隨后酮11與甲基(三甲基甲硅烷基)乙酸酯發(fā)生Peterson反應(yīng)。所得的烯丙基酯13a與13b(異構(gòu)體比例約7∶1)的混合物經(jīng)DIBALH或其它適當?shù)倪€原劑(如氫化鋁鋰)處理,并將所得的烯丙基醇15a與15b隨后轉(zhuǎn)化為所需的A-環(huán)氧化膦17a及17b。該最終轉(zhuǎn)化包括3步,即,用正丁基鋰及對甲苯磺酰氯原位進行甲苯磺?;?,接著與二苯基膦鋰鹽反應(yīng)并用過氧化氫氧化?;蛘撸诘诙胶铣芍型獌?nèi)酯4與由溴化鏻產(chǎn)生的內(nèi)鎓鹽實施Wittig反應(yīng)并且產(chǎn)生同分異構(gòu)的烯烴6a及6b,其比例為約3∶2。還原與高碘酸鹽氧化接著甲硅烷基化生成相應(yīng)的酮類化合物12。之后的Peterson反應(yīng)生成烯丙基酯14a及14b(異構(gòu)體比例為約6∶1)的混合物,它們分別轉(zhuǎn)化為氧化膦18a及18b。
若干2-亞甲基-19-去甲維生素D化合物可使用A環(huán)合成子17a、17b與18a、18b以及適當?shù)暮鑲?cè)鏈結(jié)構(gòu)的Windaus-Grundmann酮來合成。因此,如由17a與苯基鋰產(chǎn)生的膦氧基鋰碳負離子(lithermphosphinoxy carbanion)與根據(jù)發(fā)表的程序[Sicinski等,J.Med.Chem.37,3730(1994)]制備的25-羥基被保護的Grundmann’s酮19a進行Wittig-Horner偶聯(lián)(路線圖III),得到所需的被保護的維生素化合物20。在以四丁基氟化銨脫保護該化合物后獲得1α,25-二羥基-2-[3’-(甲氧基甲氧基)-亞丙基]-19-去甲維生素D3(21)。或者,由18a、18b和苯基鋰產(chǎn)生的陰離子與25-羥基被保護的Grundmann’s酮19a發(fā)生Wittig-Horner反應(yīng),在羥基脫保護后得到所需的1α,25-二羥基-2-(3’-羥基亞丙基)-19-去甲維生素D3的E-及Z-異構(gòu)體(24a,b),而氧化膦18a、18b與(20S)-Grundmann’s酮衍生物19b的偶聯(lián)反應(yīng)以及之后的水解反應(yīng)導致生成相應(yīng)的(20S)-1α,25-二羥基-2-(3’-羥基亞丙基)-19-去甲維生素D3的E-及Z-異構(gòu)體(25a,b)。
如上所述,其它19-去甲維生素D類似物可根據(jù)此處揭示的方法合成。
本發(fā)明通過下列例證性的實施例來描述。在這些實施例中,以阿拉伯數(shù)字(如1、2、3等)標記的具體產(chǎn)物是指前述說明以及路線圖I、路線圖II以及路線圖III中所標記的具體結(jié)構(gòu)。
實施例 化學.熔點(未校正)由Thomas-Hoover毛細管熔點儀測定。紫外吸收光譜由Perkin-Elmer Lambda 3B UV-VIS分光光度計在乙醇中記錄。1H核磁共振(NMR)光譜用Bruker Instruments DMX-400和DMX-500 Avance控制臺光譜儀在氘代氯仿(deteriochloroform)中于400和500MHz下記錄。13C核磁共振(NMR)光譜用Bruker InstrumentsDMX-500 Avance控制臺光譜儀在氘代氯仿中于125MHz下記錄。化學位移(δ)從內(nèi)標Me4Si(δ0.00)向低場記錄。電子轟擊(EI)質(zhì)譜使用Micromass AutoSpec(Beverly,MA)儀器獲得。高效液相色譜(HPLC)在配備有6000A型溶劑傳輸系統(tǒng)、U6K型Universal注射器及486型可調(diào)吸收檢測器的Waters Associates液相上進行。THF在使用前由苯甲酮羰游基鈉在氬氣下新蒸餾。
實施例1 1α,25-二羥基-2-[(3′-甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲維生素D3的制備 如之前所述,首先參考路線圖I,起始的雙環(huán)內(nèi)酯1可從商品(-)-奎尼酸獲得[Hanessian等,J.Org.Chem.62,465(1997)]。
(a)內(nèi)酯1中3-羥基的保護 (1R,3R,4S,5R)-1,4-二羥基-3-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-6-氧雜-雙環(huán)[3.2.1]辛烷-7-酮(2)。0℃下向攪拌的內(nèi)酯1(1.80g,10.34mmol)與咪唑(2.63g,38.2mmol)在無水DMF中的溶液內(nèi)加入叔丁基二甲基甲硅烷基氯(1.80g,11.9mmol)。將混合物在0℃下攪拌30分鐘,在室溫下攪拌1h,倒入水中用乙酸乙酯和乙醚萃取。有機層用水洗若干次、干燥(MgSO4)、蒸發(fā)得到無色結(jié)晶殘余物,該殘余物以己烷/乙酸乙酯重結(jié)晶得到2.12g純的2。母液經(jīng)蒸發(fā)并用快速色譜(flash chromatography)純化。用己烷/乙酸乙酯(8∶2)洗脫得到額外量的結(jié)晶單醚2(0.14g,總收率76%)以及一定量的結(jié)晶的同質(zhì)異構(gòu)的(3-OH,4-OTBDMS)醚(0.10g,3%)。2熔點90-94℃(己烷);[α]24D-44°(c1.00CHCl3);1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.095(6H,s,2×SiCH3),0.901(9H,s,Si-t-Bu),ca.2.0(2H,br m,2α-與2β-H),2.29(1H,ddd,J=11.6,6.0,2.6Hz,8β-H),2.63(1H,d,J=11.6Hz,8α-H),3.89(1H,ddd,J=10.4,7.0,4.5Hz,3β-H),3.98(1H,t,J=4.6Hz,4β-H),4.88(1H,dd,J=6.0,4.8Hz,5α-H);13C NMR(125MHz)δ-5.0(Si-CH3),-4.7(Si-CH3),17.9[C(CH3)3],25.6[C(CH3)3],36.4(C8),40.2(C2),65.8(C4),67.0(C3),71.9(C1),76.3(C5),177.9(C=O),MS(EI)m/z(相對豐度)288(M+,1),231(41),213(21),185(85),75(100);HRMS(ESI),精確質(zhì)量計算為C13H24O5SiNa(M++Na)311.1291,測量值311.1287;C13H24O5Si元素分析計算值C,54.14,H,8.39.測得值C,53.94,H,8.36。
(b)二羥基內(nèi)酯2中4-羥基的氧化。
(1R,3R,5R)-3-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-1-羥基-6-氧雜-雙環(huán)[3.2.1]辛烷-4,7-二酮(3)。向攪拌的Dess-Martin過碘烷試劑(6.60g,15.5mmol)的無水CH2Cl2(100mL)混懸液中加入化合物2(3.86g,13.4mmol)。將該混合物于室溫下攪拌18h,倒入水中用乙酸乙酯萃取。有機層用水洗若干次、干燥(MgSO4)、蒸發(fā)得到油狀殘余物,該殘余物通過冷卻緩慢結(jié)晶(3.67g,95%)。TLC顯示得到高純度的酮3,它無需進一步純化即用于下一步中。通過己烷重結(jié)晶得到分析用樣品。3熔點92-95℃;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ0.040與0.133(3H和3H,各為s,2x SiCH3),0.895(9H,s,Si-t-Bu),2.15(1H,dd,J=12.4,10,4Hz,
2.42(1H,d,J=12.5Hz,8α-H),2.54(1H,ddd,J=12.4,9.0,3.9Hz,2β-H),2.86(1H,ddd,J=12.5,6.7,3.9Hz,8β-H),4.54(1H,dd,J=10.4,9.0Hz,3β-H),4.73(1H,d,J=6.7Hz,5α-H);13CNMR(125MHz)
-5.6(Si-CH3),-4.8(Si-CH3),18.2[C(CH3)3],25.6[C(CH3)3],42.3(C8),43.0(C2),70.3(C3),71.8(C1),78.7(C5),177.1(C=O),202.4(C4);MS(EI)m/z(相對豐度)無M+,271(M+-CH3,4),229(92),201(28),157(100);HRMS(ESI)C9H13O5Si(M+-t-Bu)精確質(zhì)量計算值229.0532,測量值229.0539;C13H22O5Si x H2O元素分析計算值C,51.29,H,7.95.測得值C,51.09,H,7.90. (c)羥基酮3中1-羥基的乙?;? (1R,3R,5R)-1-乙酰氧基-3-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-6-氧雜-雙環(huán)[3.2.1]辛烷-4,7-二酮(4)。將羥基酮3(1.64g,5.8mmol)的無水吡啶(12mL)和乙酸酐(5.5mL)的溶液在室溫下攪拌3h。然后倒入水中并用乙酸乙酯萃取。有機層經(jīng)飽和NaHCO3、飽和CuSO4及水洗滌、干燥(MgSO4)、蒸發(fā)得到油狀殘余物,該殘余物溶于己烷/乙酸乙酯(8∶2)并通過短硅膠過濾。蒸發(fā)溶劑得到純的結(jié)晶醋酸酯4(1.51g,81%)。通過用己烷/乙酸乙酯重結(jié)晶得到分析用樣品。4熔點134-7℃;[α]24D-78°(c 1.00CHCl3);1H NMR(400MHz,CDCl3)δ0.046和0.141(3H和3H,各為s,2x SiCH3),0.901(9H,s,Si-t-Bu),2.17(3H,s,CH3CO),2.28(1H,dd,J=12.2,10.4Hz,
2.32(1H,d,J=12.1Hz,8α-H),2.65(1H,ddd,J=12.2,8.8,3.9Hz,2β-H),3.56(1H,ddd,J=12.1,6.9,3.9Hz,8β-H),4.58(1H,dd,J=10.4,8.8Hz,3β-H),4.80(1H,d,J=6.9Hz,5α-H);13C NMR(125MHz)δ-5.8(Si-CH3),-4.9(Si-CH3),18.2[C(CH3)3],20.9(CH3-C=O),25.6[C(CH3)3],38.3(C8),40.3(C2),70.4(C3),75.3(C1),78.4(C5),169.1(CH3-C=O),171.5(C=O),201.8(C4);MS(EI)m/z(相對豐度)328(M+,6),271(100),256(38),229(54),211(53);HRMS(ESI)C11H15O6Si(M+-t-Bu)精確質(zhì)量計算值271.0638,測量值271.0646;C15H24O6Si元素分析計算值C,54.86,H,7.37.測得值C,54.88,H,7.37. (d)溴化鏻A的制備 [3-(甲氧基甲氧基)丙基]三苯基溴化鏻(A)。向0℃下的溴甲基甲基醚(1.3mL,16mmol)和N,N-二異丙基乙胺(4.5mL,27.7mmol)的無水CH2Cl2(50mL)溶液中加入3-溴-1-丙醇(1.0mL,11mmol),并將該混合物在0℃下攪拌1h、在室溫下攪拌20h。將反應(yīng)混合物倒入1N HCl(150mL)中,分離有機相,將水相用CH2Cl2萃取。合并的有機相經(jīng)水洗滌、NaHCO3稀釋、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)得到淺黃色油狀物。將該殘余物用快速色譜純化。用己烷/乙酸乙酯(95∶5)洗脫得到純的油狀1-溴-3-(甲氧基甲氧基)丙烷(1.12g,55%)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ2.13(2H,m,CH2-CH2-CH2),3.37(3H,s,O-CH3),3.53(2H,br t,J=6.5Hz,Br-CH2),3.67(2H,br t,J=5.8Hz,CH2-CH2-O),4.63(2H,s,O-CH2-O). 在氬氣、攪拌下向1-溴-3-(甲氧基甲氧基)丙烷(0.46g,2.5mmol)的無水甲苯(1.5mL)溶液中加入三苯基膦(triphenylphoshine)(0.71g,2.7mmol)。將該混合物于100℃下加熱20h,然后冷卻至室溫。倒出液體后固體殘余物用抹刀刮出(grounded)、過濾,用乙醚洗滌若干次。在真空干燥器中干燥過夜后得到無色的鏻鹽結(jié)晶A(0.98g,88%),它可以不經(jīng)進一步純化而用于Wittig反應(yīng)。A1H NMR(500MHz,CDCl3)δ1.96(2H,m,CH2-CH2-CH2),3.31(3H,s,O-CH3),3.85(2H,br t,J=5.6Hz,CH2-CH2-O),4.00(2H,m,P-CH2),4.60(2H,s,O-CH2-O),7.70,7.79和7.86(6H,3H和6H,各為m,Ar-H);C23H26O2PBr元素分析計算值C,62.03,H,5.88,Br,17.94.測得值C,61.87,H,5.77,Br,17.89. (e)4-酮4與由A衍生的內(nèi)鎓鹽的Wittig反應(yīng) [(E)-和(Z)-(1R,3R,5R)-1-乙酰氧基-3-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-6-氧雜-4-[3’-(甲氧基甲氧基)亞丙基]雙環(huán)[3.2.1]辛烷-7-酮(5a和5b)。氬氣下、0℃、邊攪拌邊向溴化鏻A(420mg,0.94mmol)的無水THF(5mL)溶液中滴加n-BuLi(1.6M的己烷溶液,1.12mL,1.8mmol)。5分鐘后加入另一部分A(420mg,0.94mmol),將該溶液在0℃下攪拌10分鐘然后室溫下攪拌20分鐘。將該橙紅色混合物冷卻至-78℃,然后分成2等份(間隔30分鐘)虹吸至內(nèi)酯酮4(300mg,0.91mmol)的無水THF(8mL)溶液中。反應(yīng)混合物于-78℃攪拌并通過加入含1%HCl的鹽水來終止反應(yīng)(加入第一份Wittig試劑后3h)。加入乙酸乙酯(9mL)、苯(6mL)、乙醚(3mL)、飽和NaHCO3(3mL)和水(3ml),混合物在室溫下劇烈攪拌18h。之后有機相經(jīng)分離、鹽水洗滌、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。油狀殘余物(主要包括比例為5∶1的同分異構(gòu)體5a和5b)經(jīng)硅膠快速色譜分離。用己烷/乙酸乙酯(85∶15)洗脫使產(chǎn)物部分分離29mg的5b、5a與5b的混合物(85mg)以及純的5a(176mg;總收率77%)?;旌喜糠纸?jīng)二次色譜分離得到幾乎完全分離的產(chǎn)物。5a[α]24D-63°(c 0.60CHCl3);1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.074(6H,s,2x SiCH3),0.914(9H,s,Si-t-Bu),2.13(3H,s,OCH3),2.00(1H,br t,J=11.2,Hz,2α-H),2.10(1H,d,J=10.8Hz,8α-H),2.34(1H,ddd,J=11.7,7.0,2.9Hz,2β-H),2.38和2.43(1H和1H,各為m,=C-CH2),3.31(1H,ddd,J=10.8,6.5,2.9Hz,8β-H),3.35(3H,s,O-CH3),3.54和3.60(1H和1H,各為m,CH2-CH2-O),4.41(1H,t,J=8.2Hz,3-H),4.60(2H,s,O-CH2-O),5.52(1H,d,J=6.5Hz,5-H),5.71(1H,br t,J=7.1Hz,=CH);13C NMR(125MHz)
-5.1(Si-CH3),-4.9(Si-CH3),18.1[C(CH3)3],21.1 CH3-C=O),25.7[C(CH3)3],27.5(CH2-CH2-C=),40.5(C8),41.5(C2),55.2(O-CH3),66.7(O-CH2-CH2),66.8(C3),77.1(C1),73.9(C5),96.3(O-CH2-O),121.9(=C-CH2),136.8(C4),169.1(CH3-C=O),172.9(C=O);MS(EI)m/z(相對豐度),無M+,383(M+-OCH3,3),357(10),325(44),297(12),267(15),265(40),237(89),75(100);HRMS(ESI)C20H34O7SiNa(M++Na)精確質(zhì)量計算值437.1972,測量值437.1975. 5b1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.108和0.125(3H和3H,各為s,2x SiCH3),0.912(9H,s,Si-t-Bu),2.13(3H,s,OCH3),2.15(1H,dd,J=12.6,8.3Hz,2α-H),2.31(1H,d,J=10.8Hz,8α-H),2.33(1H,2-H與8α-H重疊),2.67和2.73(1H和1H,各為m,=C-CH2),3.25(1H,ddd,J=10.8,6.3,2.8Hz,8β-H),3.36(3H,s,O-CH3),3.55(2H,m,CH2-CH2-O),4.61(2H,s,O-CH2-O),4.71(1H,br t,J~7Hz,3β-H),4.94(1H,d,J=6.3Hz,5α-H),5.64(1H,dt,J=1.7,7.1Hz,=CH);13C NMR(125MHz)δ-4.6(Si-CH3),-4.5(Si-CH3),17.9[C(CH3)3],21.1(CH3-C=O),25.7[C(CH3)3],27.8(CH2-CH2-C=),38.9(C8),41.2(C2),55.3(O-CH3),67.1(O-CH2-CH2),67.2(C3),77.1(C1),81.8(C5),96.4(O-CH2-O),128.9(=C-CH2),134.8(C4),169.1(CH3-C=O),173.0(C=O);MS(EI)m/z(相對豐度),無M+,383(M+-OCH3,2),357(2),325(22),297(17),267(35),265(14),237(96),75(100);HRMS(ESI)C20H34O7SiNa(M++Na)精確質(zhì)量計算值437.1972,測量值437.1974. (f)乙酰氧基內(nèi)酯5a的還原(路線圖II) [(E)-(1’R,3’R,5’R)-3-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-1’,5-二羥基-4’-[3”-(甲氧基甲氧基)亞丙基]環(huán)己基]甲醇(7)。(a)0℃下向化合物5a(165mg,0.40mmol)的無水乙醇(5mL)攪拌溶液中加入NaBH4(151mg,4.0mmol),并將該混合物于0℃攪拌1h,然后于6℃攪拌10h,室溫下攪拌2h。加入飽和的NH4Cl,混合物倒入鹽水中,用乙醚和二氯甲烷萃取若干次。萃取物用鹽水洗滌、合并、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。油狀殘余物經(jīng)快速色譜純化。用己烷/乙酸乙酯(2∶8)洗脫得到純的無色油狀的三醇7(115mg,79%)。7[α]24D-59°(c 1.40CHCl3);1H NMR(400MHz,CDCl3)δ0.087和0.110(3H和3H,各為s,2x SiCH3),0.895(9H,s,Si-t-Bu),1.66(1H,dd,J=13.0,9.1Hz,6β-H),1.69(1H,dd,J=13.8,3.1Hz,2β-H),1.84(1H,s,OH),1.96(1H,ddd,J=13.8,5.0,1.7Hz,2α-H),2.04(1H,ddd,J=13.0,4.6,1.7Hz,6α-H),2.54(1H,s,OH),2.63(2H,m,=C-CH2),3.34(3H,s,O-CH3),3.39和3.50(1H和1H,D2O后各為d,J=11.0Hz,CH2-OH),3.50(1H,s,OH),3.58(2H,m,CH2-CH2-O),4.19(1H,s,OH),4.47(1H,m,w/2=10Hz,3β-H),4.63(2H,s,-O-CH2-O),4.89(1H,m;D2O后dd,J=9.1,4.6Hz,5α-H),5.51(1H,t,J=8.3Hz,=CH);13C NMR(125MHz)δ-5.2(Si-CH3),-4.7(Si-CH3),18.0[C(CH3)3],25.7[C(CH3)3],27.2(CH2-CH2-C=),41.3(C2),44.1(C6),55.4(O-CH3),66.4(C5),66.7(O-CH2-CH2),70.3(CH2-OH),73.7(C1),75.9(C3),96.4(O-CH2-O),122.0(=C-CH2),144.2(C4);MS(EI)m/z(相對豐度),無M+,358(M+-H2O,2),327(3),297(3),239(17),75(100);HRMS(ESI)C18H36O6SiNa(M++Na)精確質(zhì)量計算值399.2179,測量值399.2198. (b)0℃下向化合物5a(186mg,0.45mmol)的無水THF(17mL)溶液中加入LiAlH4(128mg,3.42mmol)并將該混合物于0℃攪拌1h、室溫攪拌3h。混合物小心倒入飽和的Na2SO4溶液中、用乙酸乙酯和乙醚萃取若干次。有機層經(jīng)鹽水洗滌、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。油狀殘余物經(jīng)快速色譜純化。用己烷/乙酸乙酯(2∶8)洗脫得到純的無色油狀的三醇8(100mg,59%)。
(g)鄰二醇7的斷裂 [(E)-(3R,5R)-3-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-5-羥基-4-[3’-(甲氧基甲氧基)亞丙基]]環(huán)己酮(9)。0℃下將用高碘酸鈉飽和的水(1.2mL)加入到三醇7(79mg,0.21mmol)的甲醇溶液(5mL)中。該溶液于0℃攪拌1h,倒入鹽水中,用乙酸乙酯和乙醚萃取。萃取物用鹽水洗滌、干燥(MgSO4)、蒸發(fā)。油狀殘余物用己烷/CH2Cl2重新溶解并通過Sep-Pak小柱。用己烷/乙酸乙酯(7∶3)洗脫得到油狀在冰箱中緩慢結(jié)晶的純羥基酮9(64mg,88%)。9[α]24D+41°(c 1.45CHCl3);1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.048和0.076(3H和3H,各為s,2x SiCH3),0.863(9H,s,Si-t-Bu),2.34(1H,m,=C-CH2之一),2.50(1H,dd,J=16.0,6.0Hz,2α-H),2.62(1H,m,dd,J=16.1,3.2Hz,6-H之一),2.65(1H,m,=C-CH2),2.70(1H,dd,J=16.0,3.4Hz,2β-H),2.75(1H,dd,J=16.1,3.4Hz,6-H之一),3.33(3H,s,O-CH3),3.53和3.74(1H和1H,各為m,CH2-CH2-O),4.62(3H,br m,3-H和O-CH2-O),4.95(1H,t,J~3.3Hz,5α-H),5.73(1H,dd,J=10.2,6.3Hz,=CH);13C NMR(125MHz)δ-4.9(Si-CH3),-4.7(Si-CH3),18.0[C(CH3)3],25.6[C(CH3)3],28.0(CH2-CH2-C=),45.3(C2),48.3(C6),55.4(O-CH3),63.1(C5),65.7(O-CH2-CH2),70.3(C3),96.3(O-CH2-O),126.7(=C-CH2),142.5(C4),208.7(C1);MS m/z(相對豐度),無M+,313(M+-OCH3,3),287(15),269(7),255(21),237(11),227(68),225(91),213(17),195(57),75(100);HRMS(ESI)C13H21O5Si(M+-t-Bu)精確質(zhì)量計算為287.1315,測量值287.1312. (h)羥基酮9中5-羥基的保護。
[(3R,5R)-3,5-雙[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-4-[3’-(甲氧基甲氧基)亞丙基]環(huán)己酮(11)。-50℃下向羥基酮9(40mg,117μmol)的無水CH2Cl2(0.4mL)溶液中加入2,6-二甲基吡啶(32μL,274μmol)和叔丁基二甲基甲硅烷基三氟甲磺酸(t-butyldimethylsilyl triflate)(56μL,240μmol)。該混合物于-50℃攪拌5分鐘,然后升溫至-15℃并在該溫度下又攪拌30分鐘。加入苯和水并將該混合物倒入水中,用苯萃取。萃取物用飽和CuSO4和水洗滌、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。油狀殘余物重新溶于己烷并經(jīng)硅膠快速色譜純化。用己烷/乙酸乙酯(95∶5)洗脫得到無色油狀的純的被保護的酮11(30mg,57%;基于回收的底物計算為66%)以及未反應(yīng)的9(6mg)。11[α]24D-26°(c0.30CHCl3);1H NMR(400MHz,CDCl3)δ0.019和0.065(3H和9H,各為s,4x SiCH3),0.838和0.912(9H和9H,各為s,2x Si-t-Bu),2.32(1H,dd,J=14.1,10.4Hz,2α-H),2.45(3H,br m,=C-CH2和6α-H),2.53(1H,ddd,J=14.4,3.2,2.1Hz,6β-H),2.75(1H,ddd,J=14.1,5.6,2.1Hz,2β-H),3.36(3H,s,O-CH3),3.58(2H,m,CH2-CH2-O),4.62(2H,s,O-CH2-O),4.75(1H,ddd,J=10.4,5.6,1.4Hz,3β-H),5.01(1H,t,J~3.2Hz,5α-H),5.70(1H,dt,J=1.7,7.8Hz,=CH);13C NMR(125MHz)δ-5.08(Si-CH3),-5.06(Si-CH3),-5.05(Si-CH3),-5.00(Si-CH3),17.9[C(CH3)3],25.5[C(CH3)3],27.7(CH2-CH2-C=),50.2(C6),52.4(C2),55.2(O-CH3),65.8(C3),67.1(O-CH2-CH2),67.8(C5),96.4(O-CH2-O),118.5(=C-CH2),141.5(C4),207.5(C1);MS(EI)m/z(相對豐度)443(M++H,2),427(M+-CH3,5),401(55),371(15),339(20),75(100);C12H43O4Si2(M+-CH3)精確質(zhì)量計算值427.2700,測量值427.2701. 烯丙基酯13a和13b的制備 [(E)-和(Z)-(3’R,5’R)-3’,5’-雙[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-4’-[3”-(甲氧基甲氧基)亞丙基]環(huán)亞己基]乙酸甲酯(13a和13b)。氬氣-78℃攪拌下向二異丙胺(25μL,0.18mmol)的無水THF(0.15mL)溶液中加入n-BuLi(2.5M的己烷溶液,72μL,0.18mmol)中,然后加入甲基(三甲基甲硅烷基)醋酸酯(30μL,0.18mmol)。15分鐘后加入酮11(38.4mg,84μmol)的無水THF(0.2mL)溶液。該溶液在-78℃下額外攪拌2h,反應(yīng)混合物用濕乙醚淬滅,倒入鹽水中,用乙醚和苯萃取。合并的萃取物經(jīng)鹽水洗滌、干燥(MgSO4)、蒸發(fā)。油狀殘余物重新溶于己烷并通過Sep-Pak小柱。用己烷/乙酸乙酯(97∶3)洗脫得到純的烯丙基酯13a和13b(37.2mg,86%;異構(gòu)體比率13a∶13b=約7∶1)。通過HPLC(10mm x 25cm Zorbax-Sil柱,4mL/min)使用己烷/乙酸乙酯(95∶5)溶劑系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品的分離。純化合物13a和13b分別在保留體積41mL及44mL處作為無色油狀物得以洗脫。13a1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.006,0.056,0.078,0.107(各為3H,各為s,4x SiCH3),0.832和0.923(9H和9H,各為s,2x Si-t-Bu),1.87(1H,t,J=11.8Hz,2α-H),2.28(1H,br d,J=13.2Hz,6α-H),2.34(1H,br d,J=13.2Hz,
2.42(2H,q,J~7Hz,=C-CH2),3.36(3H,s,CH2-O-CH3),3.55(2H,m,CH2-CH2-O),3.70(3H,s,CO-O-CH3),4.14(1H,dd,J=12.8,3.8Hz,2β-H),4.45(1H,br m,3β-H),4.62(2H,s,O-CH2-O),4.88(1H,narr m,5α-H),5.55(1H,br t,J=7.5Hz,=CH-CH2),5.65(1H,br s,=CH-CO);MS(EI)m/z(相對豐度)無M+,499(M+-CH3,2),482(11),469(31),457(65),425(63),351(70),293(76),89(100);HRMS(ESI)C26H50O6Si2Na精確質(zhì)量計算值537.3044,測量值537.3018. 13b1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.008,0.048,0.057和0.063(各為3H,各為s,4x SiCH3),0.804和0.915(9H和9H,各為s,2x Si-t-Bu),1.95(1H,br d,J=13.8Hz,2β-H),2.17(1H,t,J~11.6Hz,
2.42(2H,m,=C-CH2),2.55(1H,ddd,J~12.4,~5.0,~1.2Hz,6α-H),3.36(3H,s,CH2-O-CH3),3.55(2H,m,CH2-CH2-O),3.67(3H,s,CO-O-CH3),3.96(1H,br d,J=13.8Hz,2α-H),4.51(1H,br m,5α-H),4.62(2H,s,O-CH2-O),4.89(1H,narr m,3β-H),5.50(1H,br t,J=7.5Hz,=CH-CH2),5.80(1H,br s,=CH-CO);MS m/z(相對豐度)無M+,499(M+-CH3,4),482(14),469(34),457(82),425(69),351(58),293(59),89(100);HRMS(ESI)C26H50O6Si2Na精確質(zhì)量計算值537.3044,測量值537.3053. (j)烯丙基酯13a和13b的還原 2-[(E)-和(Z)-(3’R,5’R)-3’,5’-雙[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-4’-[3”-(甲氧基甲氧基)亞丙基]環(huán)亞己基]乙醇(15a和15b)。在氬氣-78℃下將二異丁基氫化鋁(1.0M的甲苯溶液,0.35mL,0.35mmol)緩慢加入至烯丙基酯13a和13b(37.2mg,74μmol)的甲苯/二氯甲烷(2∶1,1.5mL)攪拌溶液中。在-78℃繼續(xù)攪拌1h,混合物通過加入酒石酸鈉鉀(2N,2mL)、HCl(2N,2mL)和H2O(24mL)來淬滅,然后用乙醚和苯稀釋。有機層經(jīng)稀釋的NaHCO3和鹽水洗滌、干燥(MgSO4)、蒸發(fā)。殘余物通過快速色譜純化。用己烷/乙酸乙酯(95∶5)洗脫使產(chǎn)品部分分離得到16mg的15a、15a和15b的混合物(15mg)以及純的15b(3mg;總收率97%)。混合物部分經(jīng)二次色譜得到幾乎完全分離的產(chǎn)品。
15a(主產(chǎn)物)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.007,0.057,和0.067(3H,6H和3H,各為s,4x SiCH3),0.839和0.916(9H和9H,各為s,2x Si-t-Bu),1.81(1H,t,J=11.7Hz,2α-H),2.17(1H,d,J=13.4Hz,6α-H),2.26(1H,br d,J=13.4Hz,6β-H),2.41(2H,q,J=7Hz,=C-CH2-CH2),2.86(1H,dd,J=12.5,3.8Hz,2β-H),3.36(3H,s,O-CH3),3.54(2H,m,CH2-CH2-O),4.38(1H,dd,J=10.6,3.8Hz,3β-H),4.17(2H,t,J~6Hz;D2O后d,J=6.9Hz,CH2-OH),4.62(2H,s,O-CH2-O),4.81(1H,narr m,5α-H),5.48(2H,m,2x=CH);MS(EI)m/z(相對豐度)486(M+,3),468(30),454(17),441(32),429(24),423(34),89(100);HRMS(ESI)C25H50O5Si2Na精確質(zhì)量計算值509.3095,測量值509.3111. 15b(微量)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.011,0.054,0.069(3H,3H和6H,各為s,4x SiCH3),0.850和0.917(9H和9H,各為s,2xSi-t-Bu),1.88(1H,br d,J=13.4Hz,2β-H),2.03(1H,t,J=11.4Hz,6β-H),2.42(2H,m,=C-CH2),2.51(1H,ddd,J=12.0,4.8,1.2Hz,6α-H),2.75(1H,br d,J=13.4Hz,2α-H),3.36(3H,s,O-CH3),3.55(2H,m,CH2-CH2-O),4.02和4.15(1H和1H,各為m;D2O后各為dd,J=11.8,7.2Hz,CH2-OH),4.40(1H,br m,5α-H),4.62(2H,s,O-CH2-O),4.90(1H,narr m,3β-H),5.53(1H,br t,J=7.4Hz,=CH-CH2),5.71(1H,t,J=7.2Hz,=CH-CH2-OH);MS(EI)m/z(相對豐度)486(M+,5),468(27),454(11),441(22),429(30),423(29),89(100);HRMS(ESI)C25H50O5Si2Na精確質(zhì)量計算值509.3095,測量值509.3108. (k)烯丙基醇15a和15b向氧化膦17a和17b的轉(zhuǎn)化 [2-[(E)-和(Z)-(3’R,5’R)-3’,5’-雙[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-4’-[3”-(甲氧基甲氧基)亞丙基]環(huán)亞己基]乙基]二苯基氧化膦(17a和17b)。在氬氣0℃下邊攪拌邊向烯丙基醇15a和15b(約7∶1,34mg,70μmol)的無水THF(0.8mL)溶液中加入n-BuLi(2.5M的己烷溶液,28μL,70μmol)中。將新重結(jié)晶的甲苯磺酰基氯(14.0mg,73μmol)溶于無水THF(190μL)中,然后加入到烯丙基醇-BuLi溶液中。該混合物在0℃攪拌5分鐘,然后于0℃放置。在另一個用氬氣將空氣置換的干燥燒瓶中,0℃攪拌下將n-BuLi(2.5M的己烷溶液,140μL,0.35mmol)加入到Ph2PH(62μL,0.34mmol)的無水THF(420μL)溶液中。該紅色溶液在氬氣壓力下虹吸至對甲苯磺酸鹽/酯(tosylate)溶液中直到橙色持續(xù)(約加入1/4的溶液)。得到的混合物在0℃再攪拌40分鐘,通過加入H2O(40μl)淬滅反應(yīng)。減壓蒸發(fā)溶劑,殘余物重新溶于二氯甲烷(1.0mL)中,與10%H2O2(0.5mL)在0℃攪拌1h。有機層經(jīng)分離,用冷亞硫酸鈉水溶液和H2O洗滌、干燥(MgSO4)、蒸發(fā)。殘余物通過快速色譜。用己烷/乙酸乙酯(85∶15)洗脫得到未反應(yīng)的烯丙基醇(3.9mg)。隨后用苯/乙酸乙酯(7∶3)洗脫使產(chǎn)品部分分離得到27.6mg的17a,17a和17b的混合物(2mg)以及純的17b(2mg;總收率68%)。經(jīng)過HPLC(10mm x 25cm Zorbax-Sil柱,4mL/min)使用己烷/2-丙醇(9∶1)溶劑系統(tǒng)純化后得到兩種異構(gòu)體的分析用樣品。純的油狀化合物17a和17b分別在保留體積41mL和44mL處洗脫。17a1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.031,-0.013,0.017,和0.024(各為3H,各為s,4xSiCH3),0.795和0.899(9H和9H,各為s,2x Si-t-Bu),1.47(1H,brt,J~11Hz,2α-H),2.06(1H,br m,6α-H),2.23(1H,d,J=13.5Hz,6β-H),2.37(2H,q,J=7.0,=C-CH2-CH2),2.62(1H,dd,J=12.8,4.5Hz,2β-H),3.34(3H,s,O-CH3),3.51(2H,m,CH2-CH2-O),4.33(1H,dd,J=10.6,4.5Hz,3β-H),3.15(2H,dd,J=15.2,7.6Hz,CH2-PO),4.60(2H,s,O-CH2-O),4.74(1H,narr m,5α-H),5.28(1H,m,=CH-CH2-PO),5.44(1H,t,J~7Hz,=CH-CH2-CH2),7.45,7.52和7.73(4H,2H和4H,各為m,Ar-H);MS(EI)m/z(相對豐度)無M+,613(100),538(9),481(31),449(22);HRMS(ESI)C37H59O5Si2PNa精確質(zhì)量計算值693.3536,測量值693.3506. 17b1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.035,0.018,0.022,和0.030(各為3H,各為s,4x SiCH3),0.822和0.885(9H和9H,各為s,2xSi-t-Bu),1.47(1H,br d,J=12.9Hz,2α-H),1.93(1H,m,6β-H),2.36(2H,q,J=7.2Hz,=C-CH2),2.46(2H,br m,2α-和6α-H),3.03和3.17(1H和1H,各為m,CH2-PO),3.35(3H,s,O-CH3),3.50(2H,m,CH2-CH2-O),4.36(1H,dd,J=10.6,4.0Hz,5α-H),4.60(2H,s,O-CH2-O),4.75(1H,narr m,3β-H),5.39(1H,m,=CH-CH2-PO),5.44(1H,br t,J=7.3Hz,=CH-CH2),7.4-7.75(10H,br m,Ar-H);MS(EI)m/z(相對豐度)無M+,613(100),538(28),481(90),449(80);HRMS(ESI)C37H59O5Si2PNa精確質(zhì)量計算值693.3536,測量值693.3538. (l)被保護的25-羥基Grundmann’s的Wittig-Horner偶聯(lián)反應(yīng) 1α-[(叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-2-[3’-(甲氧基甲氧基)亞丙基]-25-[(三乙基甲硅烷基)氧基]-19-去甲維生素D3叔丁基二甲基甲硅烷基醚(20)。在氬氣下,邊攪拌邊向-78℃的氧化膦17a(15.5mg,23μmol)的無水THF(0.25mL)溶液中緩慢加入苯基鋰(1.8M的環(huán)己烷/乙醚溶液,13μL,23μmol)。該溶液變?yōu)樯畛壬?。該混合物?78℃攪拌20分鐘然后緩慢加入根據(jù)已發(fā)表的工藝制備[Sicinski等,J.Med.Chem.37,3730(1994)]的預凍(-78℃)的被保護羥基酮19a(19mg,48μmol)的無水THF(0.25mL)溶液。該混合物在氬氣下于-78℃攪拌3小時并于6℃攪拌16小時。加入乙酸乙酯與水,有機層經(jīng)鹽水洗滌,干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。殘留物溶于己烷,應(yīng)用Sep-Pak硅膠小柱用己烷/乙酸乙酯(98∶2,10mL)洗脫獲得19-去甲維生素衍生物20(9.5mg,48%)。該Sep-Pak小柱之后用己烷/乙酸乙酯(96∶4,10m)洗滌以回收未交換的C,D-環(huán)酮19a(10mg),然后用乙酸乙酯(10mL)洗滌以回收二苯基氧化膦17a(1mg)。20UV(己烷)max244.0,252.5,262.5nm;1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.015,0.056,0.061,和0.069(各為3H,各為s,4x SiCH3),0.556(3H,s,18-H3),0.565(6H,q,J=7.9Hz,3x SiCH2),0.821和0.921(9H和9H,各為s,2x Si-t-Bu),0.930(3H,d,J~7Hz,21-H3),0.947(9H,t,J=7.9Hz,3x SiCH2CH3),1.191(6H,s,26-和27-H3),1.79(1H,t,J=12.2Hz,10α-H),1.90(1H,m),2.00(2H,m),2.20(1H,br d,J=13.2Hz,4β-H),2.29(1H,br d,J=13.2Hz,4α-H),2.41(2H,q,J~7Hz,=CH-CH2)2.79(1H,br d,J=12.6Hz,9β-H),3.04(1H,dd,J=12.4,4.5Hz,10β-H),3.36(3H,s,O-CH3),3.54(2H,m,CH2-CH2-O),4.35(1H,m,w/2=21Hz,1β-H),4.62(2H,s,O-CH2-O),4.81(1H,t,J~2.7Hz,3α-H),5.47(1H,dt,J=1.5,7.6Hz,HC=C-CH2),5.87和6.12(1H和1H,各為d,J=11.0Hz,7-和6-H). (m)19-去甲維生素D3衍生物20的甲硅烷基保護基的水解。
1α,25-二羥基2-[3’-(甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲維生素D3(21)。向被保護的19-去甲維生素D320(3.0mg,3.5μmol)的無水THF(200L)溶液中加入叔丁基氟化銨(1.0M的THF溶液,210μL,210μmol)。該混合物在氬氣下于室溫攪拌18小時,之后倒入鹽水中并用乙酸乙酯萃取。有機萃取液經(jīng)鹽水洗滌,干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。殘留物通過HPLC(10mm x 25cm Zorbax-Sil柱,4mL/min)使用己烷/2-丙醇(75∶25)溶劑系統(tǒng)純化。在保留體積26mL處收集分析純的19-去甲維生素21(1.27mg,71%)。該化合物在反相HPLC(6.2mm×25cm Zorbax-ODS柱,2mL/min)上使用甲醇/水(8∶2)溶劑系統(tǒng)也得到單峰;它集中在保留體積35mL處。21UV(乙醇)max243.5,252.0,262.0nm;1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.549(3H,s,18-H3),0.940(3H,d,J=6.4Hz,21-H3),1.220(6H,s,26-和27-H3),2.38(1H,m,=CH-CH2之一),2.47(2H,narr m,4α-和4β-H),2.59(1H,m,=CH-CH2之一),2.82(1H,br d,J=12.8Hz,9β-H),3.14(1H,dd,J=13.1,4.9Hz,10β-H),3.34(3H,s,O-CH3),3.55和3.63(1H和1H,各為m,CH2-CH2-O),4.44(1H,m,w/2=20Hz,1β-H),4.62(2H,s,O-CH2-O),4.84(1H,m,w/2=10Hz,3-H),5.68(1H,t,J=7.4Hz,HC=C-CH2),5.88和6.31(1H和1H,各為d,J=11.2Hz,7-和6-H);HRMS(ESI)C31H52O5Na精確質(zhì)量計算值527.3712,測量值527.3702. 實施例II 1α,25-二羥基-2-(3’-羥基亞丙基)-19-去甲維生素D3化合物的制備 如實施例I(a-c)所述,首先參照路線圖1,該酮內(nèi)酯4是從商品(-)-奎尼酸獲得的。
(a)溴化鏻B的制備。
[3-[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]丙基]三苯基溴化鏻(B)。氬氣下邊攪拌邊向1-溴-3-[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]丙烷(2.18g,8.56mmol)的無水苯(1.6mL)溶液中加入三苯基膦(2.64g,10.2mmol)。該混合物于85℃加熱18小時并冷卻至室溫。倒出液體并將固體殘渣用抹刀取出,過濾并用乙醚洗滌若干次。無色結(jié)晶的鏻鹽B(3.7g)通過硅膠柱色譜純化獲得。用氯仿/甲醇(96∶4)洗脫得到純鹽B(3.04g,69%)。B1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.039(6H,s,2×SiCH3),0.857(9H,s,Si-t-Bu),1.93(2H,m,CH2-CH2-CH2),3.86-3.94(4H,br m,CH2-CH2-O和P-CH2),7.70,7.79和7.85(6H,3H和6H,各為m,Ar-H)。
(b)4-酮4與由B生成的內(nèi)鎓鹽的Wittig反應(yīng) [(E)-與(Z)-(1R,3R,5R)-1-乙酰氧基-3-[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-6-氧雜-4-[3’-((叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基)亞丙基]二環(huán)[3.2.1]辛烷-7-酮(6a與6b)。氬氣下邊攪拌邊于-20℃向溴化鏻B(1.55g,3.04mmol)的無水THF(42mL)溶液中滴加入n-BuLi(2.0M的環(huán)己烷溶液,1.50mL,3.00mmol)。該溶液在-20℃攪拌15分鐘。該橙紅色混合物冷卻至-45℃并在15分鐘內(nèi)虹吸至酮乙酸酯4(700mg,2.13mmol)的無水THF(24mL)溶液中。該反應(yīng)混合物于-40℃攪拌2小時并通過加入內(nèi)含1%HCl的鹽水停止反應(yīng)。然后加入乙酸乙酯(30mL)、苯(20mL)、乙醚(10mL)、飽和NaHCO3(10mL)以及水(10ml)并將該混合物于室溫下劇烈攪拌18小時。之后有機相經(jīng)分離、鹽水洗滌、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。殘余物(主要包括比例為約3∶2的6a與6b異構(gòu)體)經(jīng)硅膠快速色譜純化。用己烷/乙酸乙酯(9∶1)洗脫得到6a及6b產(chǎn)品的混合物(905mg,87%)。通過HPLC(10mm×25cm Zorbax-Sil柱,4mL/min)使用己烷/乙酸乙酯(9∶1)溶劑系統(tǒng)分離得到兩個異構(gòu)體的分析樣品。純的油狀化合物6a及6b分別在保留體積28mL及29mL處洗脫得到。
6a1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.049和0.073(6H和6H,各為s,4x SiCH3),0.889和0.914(9H和9H,各為s,2x Si-t-Bu),2.01(1H,br t,J=11.0Hz,
2.07(1H,d,J=10.5Hz,8α-H),2.13(3H,s,OAc),2.26-2.36(3H,m,2-H overlapped with=C-CH2),3.29(1H,ddd,J=10.5,6.4,2.8Hz,8β-H),3.65(2H,m,CH2-CH2-O),4.40(1H,~t,J=8.5Hz,3β-H),5.50(1H,d,J=6.4Hz,5α-H),5.71(1H,t,J=7.3Hz,=CH),MS(EI)m/z(相對豐度)無M+,469(M+-Me,1),427(64),367(13),337(26),73(100);HRMS(ESI)C24H44O6Si2Na(M++Na)精確質(zhì)量計算值507.2574,測量值507.2575. 6b1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.042(6H,s,2x SiCH3),0.098和0.117(3H和3H,各為s,2x SiCH3),0.885和0.907(9H和9H,各為s,2x Si-t-Bu),2.13(3H,s,OAc),2.14(1H,m,2α-H),2.31(1H,2-Hoverlapped with 8α-H),2.32(1H,d,J=11.0Hz,8α-H),2.51和2.64(1H和1H,各為m,=C-CH2),3.24(1H,m,8β-H),3.62(2H,m,CH2-CH2-O),4.69(1H,~t,J=7.2Hz,3β-H),4.93(1H,d,J=6.3Hz,5α-H),5.63(1H,t,J=7.0Hz,=CH),MS(EI)m/z(相對豐度)無M+,469(M+-Me,1),427(32),367(13),337(40),73(100);HRMS(ESI)C24H44O6Si2Na(M++Na)精確質(zhì)量計算值507.2574,測量值507.2560. (c)乙酰氧基內(nèi)酯6a與6b的還原(路線圖2)。
[(E)-與(Z)-(1’R,3’R,5’R)-3-[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-1’,5-二羥基-4’-[3”-[((叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基)亞丙基]環(huán)己基]甲醇(8a與8b)。0℃下向化合物6a與6b(150mg,0.309mmol)于無水乙醇(4mL)的攪拌溶液中加入NaBH4(116mg,3.09mmol)并將該混合物于室溫下攪拌21小時。該混合物倒入飽和NH4Cl中并用乙酸乙酯萃取若干次。有機層經(jīng)鹽水洗滌、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。油狀殘余物經(jīng)硅膠色譜純化。用己烷/乙酸乙酯(4∶6)洗脫得到三醇8a與8b的半結(jié)晶混合物(136mg,98%)。
8a(主要產(chǎn)物)[α]24D-53°(c 1.00CHCl3);1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.077,0.082,0.084和0.110(4x 3H,各為s,4x SiCH3),0.887和0.902(9H和9H,2x s,2x Si-t-Bu),1.58(1H,dd,J=12.8,10.2Hz,6’β-H),1.62(1H,dd,J=14.0,2.8Hz,2’β-H),2.03(1H,ddd,J=14.0,3.9,1.9Hz,2’α-H),2.11(1H,ddd,J=12.8,4.5,1.9Hz,6’α-H),2.46和2.66(1H和1H,各為m,=C-CH2),3.35和3.47(1H和1H,D2O后2x d,J=10.8Hz,1-H2),3.68(2H,m,CH2-CH2-O),4.46(1H,~t,J=3.3Hz,3’β-H),4.88(1H,D2O后dd,J=10.2,4.5Hz,5’α-H),5.45(1H,t,J=8.6Hz,=CH);13C NMR(125MHz)δ-5.6(Si-CH3),-5.38(Si-CH3),-5.36(Si-CH3),-4.5(Si-CH3),17.9[C(CH3)3],18.4[C(CH3)3],25.7[C(CH3)3],26.0[C(CH3)3],29.2(CH2-CH2-C=),40.4(C2’),44.1(C6’),62.2(O-CH2-CH2),66.2(C5’),70.3(C1),73.8(C1’),74.1(C3’),121.9(=C-CH2),145.0(C4’),HRMS(ESI)C22H46O5Si2Na(M++Na)精確質(zhì)量計算值469.2824,測量值469.2781. (d)鄰二醇8a及8b的斷裂。
[(E)-與(Z)-(3R,5R)-3-[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-5-羥基-4-[3’-[((叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基)亞丙基]]環(huán)己酮(10a與10b)。0℃下將高碘酸鈉飽和的水(1.6mL)加入至三醇8a與8b(104mg,0.233mmol)的甲醇(8mL)溶液中。溶液于0℃攪拌1h,倒入鹽水中,用乙酸乙酯和乙醚萃取。萃取物用鹽水洗滌、干燥(MgSO4)、蒸發(fā)。油狀殘余物溶于己烷/CH2Cl2中,過Sep-Pak小柱。用己烷/乙酸乙酯(8∶2)洗脫下來油狀的在冰箱中緩慢結(jié)晶的羥基酮10a和10b(85mg,88%)。
10a(主要產(chǎn)物)[α]24D+55°(c 1.17CHCl3);1H NMR(400MHz,CDCl3)δ0.042,0.065與0.074(3H,6H及3H,各為s,4x SiCH3),0.849和0.880(9H與9H,各為s,2x Si-t-Bu),2.28(1H,m,=C-CH2之一),2.50(1H,dd,J=16.2,5.4Hz,2α-H),2.55-2.70(3H,m,2-H與6-H和=C-CH2之一重疊),2.77(1H,dd,J=16.2,2.5Hz,6-H之一),3.62(1H,dt,J=2.6,10.2Hz,CH2-CH2-O之一),3.85(1H,m,CH2-CH2-O之一),4.60(1H,m,3β-H),4.90(1H,narr m,5α-H),5.66(1H,dd,J=10.5,6.0Hz,=CH);13C NMR(125MHz)δ-5.6(Si-CH3),-5.4(Si-CH3),-4.9(Si-CH3),-4.6(Si-CH3),18.0[C(CH3)3],18.5[C(CH3)3],25.7[C(CH3)3],26.0[C(CH3)3],30.7(CH2-CH2-C=),45.1(C2),47.9(C6),63.0(C5),61.8(O-CH2-CH2),70.8(C3),127.5(=C-CH2),142.9(C4),208.9(C1);MS m/z(相對豐度)無M+,399(M+-Me,2),357(69),339(12),327(41),299(9),265(10),225(81),73(100);HRMS(ESI)C21H42O48i2Na(M++Na)精確質(zhì)量計算值437.2519,測量值437.2537。
(e)羥基酮10a及10b中5-羥基的保護 [(3R,5R)-3,5-雙[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]4-[3’-[((叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基)亞丙基]環(huán)己酮(12)。-50℃下向羥基酮10a及10b(22mg,53μmol)的無水CH2Cl2(0.2mL)溶液中加入2,6-二甲基吡啶(14.5μL,124μmol)及叔丁基二甲基甲硅烷基三氟甲磺酸(25μL,106μmol)。該混合物于-50℃下攪拌50分鐘。加入冰冷潮濕的CH2CH2,并將該混合物倒入水中然后用CH2CH2萃取。萃取液經(jīng)飽和CuSO4和水洗滌、干燥(MgSO4)、并蒸發(fā)。油狀殘余物再溶于己烷,并通過硅膠快速色譜純化。用己烷/乙酸乙酯(95∶5)洗脫得到無色油狀的純的被保護的酮12(18mg,64%;基于回收的底物計算為74%)以及未反應(yīng)的10a及10b的混合物(3mg)。
12[α]24D-17°(c 1.35 CHCl3);1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.008(3H,s,SiCH3),0.061(15H,s,5×SiCH3),0.833,0.900及0.910(3×9H,各為s,3×Si-t-Bu),2.32(1H,dd,J=14.2,10.4Hz,2α-H),2.32-2.43(2H,br m,=C-CH2),2.43(1H,dd,J=14.4,2.8Hz,6α-H),2.52(1H,ddd,J=14.4,3.4,2.2Hz,6β-H),2.75(1H,ddd,J=14.2,5.6,2.2Hz,2β-H),3.65和3.71(各1H,各為m,CH2-CH2-O),4.76(1H,ddd,J=10.4,5.6,1.7Hz,3β-H),5.01(1H,~t,J=3.2Hz,5α-H),5.70(1H,dt,J=1.7,7.6Hz,=CH);13C NMR(125MHz)δ-5.27(Si-CH3),-5.25(Si-CH3),-5.01(Si-CH3),-5.00(Si-CH3),-4.95(Si-CH3),-4.89(Si-CH3),17.9[C(CH3)3],18.3[C(CH3)3],18.4[C(CH3)3],25.6[C(CH3)3],25.8[C(CH3)3],26.0[C(CH3)3],29.7(CH2-CH2-C=),50.4(C6),52.5(C2),62.8(O-CH2-CH2),65.9(C3),67.9(C5),119.1(=C-CH2),141.1(C4),207.5(C1);MS(EI)m/z(相對豐度)無M+,513(M+-Me,2),471(74),381(5),339(63),73(100);C27H56O4Si3(M+-C4H9)精確質(zhì)量計算值471.2782,測量值471.2796. (f)烯丙基酯14a及14b的制備。
[(E)-與(Z)-(3’R,5’R)-3’,5’-雙[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-4’-[3”-[((叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基)亞丙基]環(huán)亞己基]乙酸甲酯(14a與14b)。氬氣下于-78℃邊攪拌邊向二異丙胺(49μL,0.363mmol)的無水THF(0.37mL)溶液中加入n-BuLi(2.5M的己烷溶液,146μL,0.365mmol)然后加入甲基(三甲基甲硅烷基)乙酸酯(60.5μL,0.366mmol)。15分鐘后,加入酮12(76.5mg,0.145mol)的無水THF(0.45mL)溶液。該溶液于-78℃再攪拌70分鐘然后用濕的乙醚淬滅、倒入鹽水中并用乙醚及苯萃取。合并的萃取液經(jīng)鹽水洗滌、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。將油狀殘余物重新溶于己烷并通過Sep-Pak小柱。經(jīng)己烷/乙酸乙酯(98.5∶1.5)洗脫得到純的烯丙基酯14a與14b(60mg,68%;異構(gòu)體比例為14a∶14b=約6∶1) 14a(主要產(chǎn)物)[α]24D-33(c 0.48CHCl3);1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.014,0.054,0.059,0.070,0.080和0.109(各3H,各為s,6×SiCH3),0.830,0.845和0.926(各9H,各為s,3×Si-t-Bu),1.87(1H,~t,J=12Hz,2’α-H),2.26(1H,br d,J=13.2Hz,6’α-H),2.33(1H,br d,J=13.2Hz,6’β-H),2.3-2.4(2H,m,=C-CH2),3.6-3.7(2H,m,CH2-CH2-O),3.71(3H,s,COOCH3),4.15(1H,ddd,J=12.7,4.9,1.5Hz,2’β-H),4.46(1H,dd,J=10.7,4.9Hz,3’β-H),4.88(1H,~t,J=3Hz,5’α-H),5.54(1H,dt,J=1.5,7.3Hz,=CH),5.65(1H,br s,2-H);13CNMR(125MHz)δ-5.26(Si-CH3),-5.22(Si-CH3),-5.14(Si-CH3),-4.92(Si-CH3),-4.87(Si-CH3),-4.77(Si-CH3),17.95[C(CH3)3],18.38[C(CH3)3],18.41[C(CH3)3],25.6[C(CH3)3],25.9[C(CH3)3],26.0[C(CH3)3],30.8(CH2-CH2-C=),40.7(C6’),46.5(C2’),50.9(CH3CO),63.1(O-CH2-CH2),66.5(C5’),69.6(C3’),117.0(=C-CH2),116.9(C2),142.7(C4’),156.0(C1’),166.6(C1);所選擇的微量異構(gòu)體(Z)5.50(1H,dt,J=1.5,7.3Hz,=CH),5.80(1H,br s,2-H)。
(g)烯丙基酯14a及14b的還原 2-[(E)-與(Z)-(3’R,5’R)-3’,5’-雙[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-4’-[3”-[((叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基)亞丙基]環(huán)亞己基]乙醇(16a與16b)。-78℃氬氣下將二異丁基氫化鋁(1.0M己烷溶液,616μL,616μmol)緩慢加入至烯丙基酯14a及14b(6∶1,60mg,103μmol)的甲苯/二氯甲烷(2∶1,2.25mL)攪拌溶液中。在-78℃繼續(xù)攪拌1小時,該混合物通過加入酒石酸鈉鉀(2N,2mL)、HCl(2N,2mL)以及H2O(24mL)淬滅,然后用乙醚和苯稀釋。有機層經(jīng)稀NaHCO3及鹽水洗滌、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。殘余物經(jīng)快速色譜純化。用己烷/乙酸乙酯(95∶5)洗脫獲得49mg產(chǎn)品16a與16b的混合物,產(chǎn)率86%。通過HPLC(10mm×25cm Zorbax-Sil柱,4mL/min)利用己烷/乙酸乙酯(9∶1)溶劑系統(tǒng)獲得兩種異構(gòu)體的分析用樣品。純的油狀化合物16a與16b分別在保留體積28mL及29mL處洗脫。
16a(主要產(chǎn)物)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.016,0.055,0.059,和0.068(3H,6H,6H和3H,各為s,6x SiCH3),0.831,0.888及0.911(各9H,各為s,3x Si-t-Bu),1.80(1H,t,J=11.8Hz,2’α-H),2.16(1H,br d,J=13.2Hz,6’α-H),2.26(1H,br d,J=13.2Hz,6’β-H),2.34(2H,m,=C-CH2-CH2),2.86(1H,ddd,J=12.4,4.4,1.5Hz,2’β-H),3.62(2H,m,CH2-CH2-O),4.19(2H,t,J~6Hz;D2O后d,J=7.0Hz,1-H),4.37(1H,D2O后dm,J=10.4Hz,3’β-H),4.80(1H,~t,J=3Hz,5’α-H),5.47(2H,m,2x=CH);13C NMR(125MHz)δ-5.28(2x Si-CH3),-5.06(Si-CH3),-5.00(Si-CH3),-4.85(Si-CH3),-4.79(Si-CH3),18.0[C(CH3)3],18.4[2xC(CH3)3],25.6[C(CH3)3],25.9[C(CH3)3],26.0[C(CH3)3],30.8(CH2-CH2-C=),40.0(C2’),45.5(C6’),58.7(C1),63.2(O-CH2-CH2),66.5(C5’),70.0(C3’),116.6(=C-CH2),125.4(C2),137.2(C1’),143.4(C4’);MS(EI)m/z(相對豐度)無M+,538(M+-H2O,9),499(12),471(7),424(39),407(11),349(23),73(100),HRMS(ESI)C29H60O4Si3Na(M++Na)精確質(zhì)量計算值579.3697,測量值579.3704。
16b(微量)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.029,0.055,0.060,0.064和0.069(3H,6H,3H,3H和3H,各為s,6x SiCH3),0.849,0.898和0.918(各9H,各為s,3x Si-t-Bu),1.87(1H,br d,J=13.8Hz,2’β-H),2.03(1H,br t,J=11.5Hz,6’β-H),2.34(2H,m,=C-CH2),2.51(1H,ddd,J=12.0,5.0,1.6Hz,6’α-H),2.76(1H,br d,J=13.8Hz,2’α-H),3.64(2H,m,CH2-CH2-O),4.02和4.13(1H和1H,各為m;D2O后各為dd,J=11.8,7.2Hz,CH2-OH),4.39(1H,dm,J=10.6Hz,5’α-H),4.89(1H,brs,3β-H),5.52(1H,dt,J=1.3,7.5Hz,=CH-CH2),5.71(1H,t,J=7.2Hz,=CH-CH2-OH);MS(EI)m/z(相對豐度)無M+,538(M+H2O,4),499(6),471(4),424(12),407(6),349(11),73(100);HRMS(ESI)C29H60O4Si3(M+-H2O)精確質(zhì)量計算值538.3694,測量值538.3689。
(h)烯丙基醇16a與16b向氧化膦18a與18b的轉(zhuǎn)化。
[2-[(E)-與(Z)-(3’R,5’R)-3’,5’-雙[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-4’-[3”-[((叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基)亞丙基]環(huán)亞己基]乙基]-二苯基氧化膦(18a和18b)。在氬氣0℃攪拌下,向烯丙基醇16a與16b(5.5∶1,40.5mg,70.2μmol)的無水THF(0.8mL)溶液中加入n-BuLi(2.5M己烷溶液,35μL,87.5μmol)。將剛重結(jié)晶的甲苯磺酰氯(14.0mg,73μmol)溶于無水THF(190μL)并加入至烯丙基醇-BuLi溶液中。該混合物于0℃攪拌5分鐘并于0℃放置。在另一空氣被氬氣置換的干燥燒瓶中,0℃攪拌下將n-BuLi(2.5M己烷溶液,140μL,0.35mmol)加入至Ph2PH(62μL,0.34mmol)的無水THF(420μL)溶液中。該紅色溶液在氬氣壓力下虹吸至對甲苯磺酸鹽/酯的溶液中直至橙色持續(xù)(約加入1/4溶液)。所得混合物在0℃再攪拌40分鐘,然后通過加入H2O(40μl)淬滅。減壓下蒸干溶劑,殘留物溶于二氯甲烷(1.0mL)并與10%H2O2(0.5mL)于0℃攪拌1小時。有機層經(jīng)分離,用冷亞硫酸鈉水溶液和H2O洗滌,干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。殘留物經(jīng)快速色譜。用己烷/乙酸乙酯(95∶5)洗脫得到未變化的烯丙基醇(16.3mg)。接著用己烷/乙酸乙酯(7∶3)洗脫獲得混合產(chǎn)品18a及18b(25mg,49%;基于回收的底物16a,b計算為81%)。
18a(主要異構(gòu)體)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.044,-0.022,0.011,0.020,0.030,和0.035(各3H,各為s,6x SiCH3),0.787,0.878和0.894(各9H,各為s,3x Si-t-Bu),1.47(1H,br t,J~11Hz,2’α-H),2.04(1H,m,6’α-H),2.22(1H,d,J=13.7Hz,6’β-H),2.28(2H,m,=C-CH2-CH2),2.62(1H,dd,J=12.8,4.2Hz,2’β-H),3.58(2H,m,CH2-CH2-O),4.32(1H,dm,J~10Hz,3’β-H),3.17(2H,dd,J=15.2,7.6Hz,CH2-PO),4.73(1H,br s,5’α-H),5.27(1H,m,=CH-CH2-CH2),5.43(1H,br t,J~7Hz,=CH-CH2-PO),7.46,7.51和7.72(4H,2H和4H,各為m,Ar-H);HRMS(ESI)C41H69O4Si3PNa(M++Na)精確質(zhì)量計算值763.4139,測量值763.4157. 被保護的25-羥基Grundmann’s酮19a與氧化膦18a及18b的Wittig-Horner偶聯(lián)反應(yīng)(路線圖III)。
1α-[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-2-[3’-[((叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基)亞丙基]-25-[(三乙基甲硅烷基)氧基]-19-去甲維生素D3叔-丁基二甲基甲硅烷基醚(22a與22b)。在氬氣-78℃攪拌下向氧化膦18a及18b(6∶1,20.3mg,27.6μmol)的無水THF(0.3mL)溶液中緩慢加入苯基鋰(1.56M環(huán)己烷溶液,19μL,30μmol)。該溶液變?yōu)樯畛壬?。該混合物?78℃下攪拌20分鐘,然后緩慢加入根據(jù)已發(fā)表的工藝[Sicinski等J.Med.Chem.37,3730(1994)]制備的預凍的(-78℃)的被保護的羥基酮19a(15.4mg,39μmol)的無水THF(80μL)溶液。該混合物在氬氣-78℃下攪拌3小時并于6℃攪拌19小時。然后加入乙酸乙酯、苯以及水,有機相經(jīng)鹽水洗滌,干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。殘留物再溶于己烷并通過硅膠柱。利用己烷/乙酸乙酯(99.50.5)洗脫得到19-去甲維生素衍生物22a及22b(8.6mg,基于回收的底物計算為47%)。之后將該柱子用己烷/乙酸乙酯(96∶4)洗滌以回收一些未轉(zhuǎn)化的C,D-環(huán)酮19a(7mg),然后用乙酸乙酯洗滌以回收未反應(yīng)的二苯基氧化膦(5.5mg)。通過HPLC(10mm×25cm Zorbax-Sil柱,4mL/min)利用己烷/乙酸乙酯(99.8∶0.2)溶劑系統(tǒng)純化得到主要產(chǎn)品22a的分析用樣品。純化合物22a在保留體積28mL處洗脫得無色油狀物。
22aUV(乙醇)max 244.0,252.5,262.5nm;1H NMR(500MHz,CDCl3)δ-0.023,0.052,0.056,0.061,0.063和0.070(各3H,各為s,6x SiCH3),0.555(3H,s,18-H3),0.565(6H,q,J=7.9Hz,3x SiCH2),0.819,0.897和0.923(9H和9H,各為s,3x Si-t-Bu),0.878(3H,d,J=7.1Hz,21-H3),0.947(9H,t,J=7.9Hz,3x SiCH2CH3),1.190和1.191(3H和3H,各為s,26-和27-H3),1.79(1H,t,J=11.6Hz,10α-H),1.90(1H,m),2.00(2H,m),2.19(1H,br d,J~14Hz,4β-H),2.27(1H,br d,J~14Hz,4α-H),2.33(2H,m,=CH-CH2),2.79(1H,br d,J~13Hz,9β-H),3.05(1H,dd,J=12.0,4.0Hz,10β-H),3.62(2H,m,CH2-CH2-O),4.34(1H,m,w/2=20Hz,1β-H),4.81(1H,t,J~2.8Hz,3α-H),5.47(1H,dt,J~1.5,~7.5Hz,HC=C-CH2),5.88和6.12(1H和1H,各為d,J=11.0Hz,7-和6-H);HRMS(ESI)C53H104O4Si4Na(M++Na)精確質(zhì)量計算值939.6909,測量值939.6900。
(j)(20S)-1-[(叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基]-2-[3’-[((叔-丁基二甲基甲硅烷基)氧基)亞丙基]-25-[(三乙基甲硅烷基)氧基]-19-去甲維生素D3叔-丁基二甲基甲硅烷基醚(23a與23b)。
被保護的19-去甲維生素D3化合物23a與23b是經(jīng)過類似于如上所述制備(20R)-異構(gòu)體22a和22b的工藝,通過被保護的25-羥基Grundmann’s酮19b與氧化膦18a及18b的Wittig-Horner偶聯(lián)反應(yīng)而獲得。被保護的維生素經(jīng)硅膠柱用己烷/乙酸乙酯(99.5∶0.5)溶劑系統(tǒng)純化,獲得約47%的產(chǎn)率。通過HPLC(10mm×25cm Zorbax-Sil柱,4mL/min)利用己烷/乙酸乙酯(99.7∶0.3)溶劑系統(tǒng)純化得到被保護的維生素23a的分析用樣品。純化合物23a在保留體積25mL處洗脫得無色油狀物。23aUV(乙醇)max243.5,252.5,262.5nm;1HNMR(500MHz,CDCl3)δ-0.024,0.057,0.059和0.069(3H,3H,6H,和6H,各為s,6x SiCH3),0.550(3H,s,18-H3),0.560(6H,q,J=7.5Hz,3x SiCH2),0.818,0.895和0.923(各為9H,各為s,3x Si-t-Bu),0.867(3H,d,J=7.0Hz,21-H3),0.943(9H,t,J=7.5Hz,3x SiCH2CH3),1.191(6H,s,26-和27-H3),1.79(1H,t,J~12Hz,10α-H),1.90(1H,m),2.00(2H,m),2.19(1H,br d,J~13Hz,4β-H),2.27(1H,br d,J~13Hz,4α-H),2.33(2H,m,=CH-CH2),2.79(1H,br d,J~11.5Hz,9β-H),3.05(1H,dm,J~12Hz,10β-H),3.62(2H,m,CH2-CH2-O),4.34(1H,m,w/2=20Hz,1β-H),4.80(1H,br s,3α-H),5.47(1H,t,J=7.0Hz,HC=C-CH2),5.88和6.11(1H和1H,各為d,J=11.2Hz,7-和6-H);HRMS(ESI)C53H104O4Si4Na(M++Na)精確質(zhì)量計算值939.6909,測量值939.6907. (k)19-去甲維生素D3衍生物22a與22b中甲硅烷基保護基的水解。
1α,25-二羥基-2-[3’-羥基亞甲基]-19-去甲維生素D3(24a與24b)。向被保護的維生素22a與22b(5.7mg,6.2μmol)的無水THF(4.3mL)溶液中加入四丁基氟化銨(1.0M的THF溶液,372μL,372μmol)。該混合物在氬氣室溫下攪拌18小時,倒入鹽水中并用乙酸乙酯及乙醚萃取。有機萃取物用鹽水洗滌、干燥(MgSO4)并蒸發(fā)。殘留物通過HPLC(10mm×25cm Zorbax-Sil柱,4mL/min)利用己烷/2-丙醇(8∶2)溶劑系統(tǒng)純化。在保留體積37.5mL處收集19-去甲維生素24a與24b的純混合物。這兩個異構(gòu)體的分離易于通過反相HPLC(6.2mm×25cm Zorbax-ODS柱,2mL/min)利用甲醇/水(8∶2)的溶劑系統(tǒng)實現(xiàn)。分析純的E-異構(gòu)體24a(2.8mg,97%)在保留體積23mL處收集而Z-異構(gòu)體24b(11μg)在保留體積29mL處收集。
24aUV(乙醇)max 243.0,251.0,261.5nm;1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.549(3H,s,18-H3),0.940(3H,d,J=6.3Hz,21-H3),1.22(6H,s,26-和27-H3),2.33和2.55(1H和1H,各為m,=CH-CH2),2.47(2H,narr m,4α-和4β-H),2.82(1H,br d,J~13Hz,9β-H),3.16(1H,dd,J=13.0,4.8Hz,10β-H),3.66和3.76(1H和1H,各為m,CH2-CH2-O),4.45(1H,m,w/2=20Hz,1β-H),4.85(1H,narr m,3α-H),5.66(1H,t,J=7.3Hz,HC=C-CH2),5.88和6.31(1H和1H,各為d,J=11.2Hz,7-和6-H);HRMS(ESI)C29H48O4Na(M++Na)精確質(zhì)量計算值483.3450,測量值483.3461. 24bUV(乙醇)max 243.0,251.5,262.0nm;1H NMR(800MHz,CDCl3)δ0.553(3H,s,18-H3),0.939(3H,d,J=6.6Hz,21-H3),1.22(6H,s,26-和27-H3),2.19(1H,t,J=11.0Hz,4β-H),2.25(1H,br d,J=14.6Hz,10β-H),2.40和2.56(1H和1H,各為m,=CH-CH2),2.74(1H,dd,J=13.0,4.8Hz,4α-H),2.81(1H,br d,J=12.5Hz,9β-H),2.93(1H,dd,J=14.6,3.8Hz,10α-H),3.67和3.76(1H和1H,各為m,CH2-CH2-O),4.48(1H,m,w/2=19Hz,3α-H),4.89(1H,narr m,1-H),5.65(1H,t,J=8.1Hz,HC=C-CH2),5.85和6.40(1H和1H,各為d,J=11.0Hz,7-和6-H). (l)19-去甲維生素D3衍生物22a和22b中甲硅烷基保護基的水解。
(20S)-1α,25-二羥基-2-[3’-羥基亞甲基]-19-去甲維生素D3(24a與24b)。維生素25a與25b是經(jīng)過類似于如上述制備(20R)-異構(gòu)體24a及24b的工藝,通過水解19-去甲維生素衍生物23a及23b中的甲硅烷基保護基來獲得。殘留物通過HPLC(10mm×25cm Zorbax-Sil柱,4mL/min)利用己烷/2-丙醇(8∶2)溶劑系統(tǒng)純化。在保留體積36.5mL處收集19-去甲維生素25a與25b的純混合物(95%收率)。這兩個異構(gòu)體的分離易于通過反相HPLC(6.2mm x 25cm Zorbax-ODS柱,2mL/min)利用甲醇/水(8∶2)溶劑系統(tǒng)實現(xiàn)。分析純的E-異構(gòu)體25a在保留體積18mL處收集而Z-異構(gòu)體25b在保留體積28mL處收集(25a∶25b的比例=160∶1)。
25aUV(乙醇)max 243.0,251.5,261.0nm;1H NMR(500MHz,CDCl3)δ0.548(3H,s,18-H3),0.858(3H,d,J=6.4Hz,21-H3),1.21(6H,s,26-和27-H3),2.35和2.54(1H和1H,示為m,=CH-CH2),2.47(2H,narr m,4α-和4β-H),2.82(1H,br d,J=12.7Hz,9β-H),3.16(1H,dd,J=13.1,4.9Hz,10β-H),3.65和3.76(1H和1H,各為m,CH2-CH2-O),4.45(1H,m,w/2=25Hz,1β-H),4.85(1H,narr m,3α-H),5.66(1H,t,J=7.4Hz,HC=C-CH2),5.88和6.31(1H和1H,各為d,J=11.4Hz,7-和6-H);HRMS(ESI)C29H48O4Na(M++Na)精確質(zhì)量計算值483.3450,測量值483.3427。
25bUV(乙醇)max 243.0,251.5,262.0nm;1H NMR(800MHz,CDCl3)δ0.550(3H,s,18-H3),0.854(3H,d,J=6.6Hz,21-H3),1.21(6H,s,26-和27-H3),2.19(1H,t,J~12Hz,4β-H),2.24(1H,br d,J=14.6Hz,10β-H),2.40和2.56(1H和1H,各為m,=CH-CH2),2.74(1H,dd,J=13.2,4.4Hz,4α-H),2.82(1H,br d,J=12.4Hz,9β-H),2.92(1H,dd,J=14.6,3.7Hz,10α-H),3.61和3.72(1H和1H,各為m,CH2-CH2-O),4.47(1H,m,w/2=18Hz,3α-H),4.88(1H,narr m,1β-H),5.65(1H,t,J~7.5Hz,HC=C-CH2),5.85和6.40(1H和1H,各為d,J=11.0Hz,7-和6-H). 路線I
路線II
路線III
為治療目的,通式I定義的本發(fā)明的新化合物可根據(jù)本領(lǐng)域熟知的常規(guī)方法配制為如下劑型用于藥物學應(yīng)用無毒溶劑中的溶液,或適當溶劑或載體中的乳劑、混懸劑或分散劑,或含固體載體的丸劑、片劑或膠囊。任何這些劑型還也包含其它藥物學可接受并且無毒的賦型劑如穩(wěn)定劑、抗氧化劑、粘合劑、著色劑或乳化劑或矯味劑。
該化合物可通過口服、局部、非胃腸道或透皮給藥。該化合物可有利地通過注射或靜脈輸注或適當?shù)臒o菌溶液給藥,或以液體或固體劑量形式通過消化道給藥,或以乳膏、軟膏、貼劑、或類似的適于透皮應(yīng)用的載體的形式。該化合物每天0.01μg至100μg、優(yōu)選為約0.1μg/天至約50μg/天的劑量符合治療目的,正如本領(lǐng)域所周知,該劑量可根據(jù)所要治療的疾病、其嚴重程度以及患者的反應(yīng)加以調(diào)節(jié)。由于該新化合物表現(xiàn)出活性的特異性,它們各自均可適當?shù)貑为毥o藥,或當發(fā)現(xiàn)不同水平的骨礦物質(zhì)動員與鈣轉(zhuǎn)運刺激為有利時,可與分級劑量(graded dose)的其它活性維生素D化合物如1α-羥基維生素D2或D3,或1α,25-二羥基維生素D3一起給藥。
用于治療上述銀屑病以及其它惡性腫瘤的組合物包含有效量的一種或多種上述式I定義的2-亞丙基-19-去甲維生素D化合物作為活性成分,以及適當?shù)妮d體。用于本發(fā)明的所述化合物的有效量為每克組合物約0.01μg至約100μg,優(yōu)選為每克組合物約0.1μg至約50μg,并且可以通過局部、透皮、口服或非胃腸道以約0.01μg天至約100μg/天、優(yōu)選為約0.1μg/天至約50μg/天的劑量給藥。
該化合物可配制成乳膏、洗液、軟膏、局部貼劑、丸劑、膠囊或片劑,或以液體形式如藥物學無毒且可接受的溶劑或油中的溶液、乳劑、分散劑或混懸劑,并且這些制劑另外還可包含其它藥物學無毒或有益的成分,如穩(wěn)定劑、抗氧化劑、乳化劑、著色劑、粘合劑或矯味劑。
該化合物可有利地以足夠影響前髓細胞向正常巨噬細胞分化的量給藥。正如本領(lǐng)域所充分理解,上述劑量是合適的,應(yīng)該理解所給的劑量可根據(jù)疾病的嚴重程度以及患者的狀況與反應(yīng)來調(diào)節(jié)。
本發(fā)明劑型包含活性成分與用于該活性成分的藥物學可接受的載體以及任選的其它治療性成分。該載體必須是“可接受的”,意指與該劑型中的其它成分相容并且對其接受者無毒害作用。
本發(fā)明適于口服給藥的劑型可采用各自包含預定量的活性成分的離散單元的形式如膠囊、藥袋、片劑或錠劑的形式;采用散劑或顆粒劑的形式;采用含水液體或無水液體中的溶液或混懸劑的形式;或采用水包油型乳劑或油包水型乳劑的形式。
直腸給藥的劑型可采用將活性成分與載體如可可油相結(jié)合的栓劑的形式,或采用灌腸劑的形式。
適于非胃腸道給藥的劑型可便利地包括活性成分的無菌油或含水制劑,并優(yōu)選為與接受者的血液等滲。
適于局部給藥的劑型包括液體或半液體制劑如搽劑、洗劑、applicants、水包油或油包水型乳劑如乳膏、軟膏或糊劑;或溶液或混懸劑如滴劑;或噴霧劑。
對于哮喘的治療,可使用采用噴壺(spray can)、噴霧器或霧化器分配的粉末吸入劑、自推進或噴霧組合物。當分配時,這些組合物優(yōu)選具有10至100μ的粒徑。
所述組合物可便利地采用劑量單位的形式并且可以根據(jù)制藥領(lǐng)域中熟知的任意方法來制備。術(shù)語“劑量單位”是指單位的,即能夠作為生理及化學穩(wěn)定的單位劑量對患者給藥的單一劑量,其中該單位劑量包括含固體或液體藥物稀釋劑或載體的所述活性成分或者其混合物。
2-亞丙基-19-去甲緩釋化合物 在體內(nèi)表現(xiàn)出合意的和高度有利的生物活性模式,也就是起效更加舒緩以及活性持續(xù)時間更長的經(jīng)修飾的維生素D化合物也可在此處使用。
結(jié)構(gòu)上,具有所需的生物學屬性的經(jīng)修飾的維生素D化合物的關(guān)鍵特征在于它們是其中可水解基團連接在碳25位的羥基上,并且可任選地連接到所述分子中的任何其它羥基上的2-亞丙基-19-去甲維生素類似物的衍生物。根據(jù)所連基團的不同結(jié)構(gòu)因素——如類型、大小、結(jié)構(gòu)復雜性,這些衍生物在體內(nèi)以不同的速率水解成活性2-亞丙基-19-去甲維生素D類似物,從而在體內(nèi)提供生物學活性維生素D化合物的“緩釋”作用。
當然,這些化合物在體內(nèi)的“緩釋”活性特征可進一步通過使用衍生物的混合物或使用由一種或更多種維生素D衍生物以及未衍生化的維生素D化合物組成的混合物加以調(diào)節(jié)。
重要的是應(yīng)強調(diào)上述鑒定的維生素衍生物的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征在于存在連接在分子碳25位羥基上的可水解基團。在該位置存在可水解基團使得所產(chǎn)生的衍生物具有上述所需的“緩釋”生物學活性特征。分子中存在的其它羥基官能團(如碳1或3上的羥基官能團)可作為游離羥基存在,或者它們中一個或更多個也能夠被可水解基團衍生化。
上述衍生物中存在的“可水解基團”優(yōu)選為?;碤1CO-類的基團,其中Q1代表氫或可以是1至18個碳原子的直鏈、環(huán)狀、支鏈、飽和或不飽和的烴基。因此,例如,該烴基可以是直鏈或支鏈烷基,或者含一個或更多個雙鍵的直鏈或支鏈烯?;?,或者可以是任選被取代的環(huán)烷基或環(huán)烯基,或者芳基如取代或未取代的苯基、芐基或萘基。特別優(yōu)選的?;鶠橥轷;蛳;渲心承┐硇缘膶嵗秊榧柞;⒁阴;?、丙?;?、己?;惗□;?、2-丁烯?;?、棕櫚?;蛴王;A硪活惡线m的可水解基團為烴基氧基羰基,即Q2-O-CO-類的基團,其中Q2為上述定義的C1-C18烴基。該烴基的實例為甲基、乙基、丙基與高級直鏈或支鏈烷基及烯酰基,以及芳香烴基如苯基或苯甲酰基。
這些經(jīng)修飾的維生素D化合物在給藥后一段時間內(nèi)于體內(nèi)可水解成活性類似物,并因此可調(diào)節(jié)該活性類似物的體內(nèi)生物利用度,從而調(diào)整其體內(nèi)活性特征。術(shù)語“活性特征”是指維生素D化合物隨著時間過去的生物學反應(yīng)。個別經(jīng)修飾的化合物,或該化合物的混合物可被給藥以微調(diào)所需的反應(yīng)時程。
此處所用的術(shù)語“經(jīng)修飾的維生素D化合物”涵蓋其中該化合物中存在的一個或更多個羥基官能團由可水解基團衍生化從而被修飾的任何維生素D化合物?!翱伤饣鶊F”是在體內(nèi)可水解從而重新產(chǎn)生游離羥基官能團的羥基修飾基團。
在本公開的上下文中,術(shù)語可水解基團優(yōu)選包括?;c烴基氧基羰基,即分別為Q1CO-和Q2-O-CO類的基團,其中Q1與Q2為之前所定義的含義。
結(jié)構(gòu)上,所涵蓋的經(jīng)修飾的維生素D化合物可由下列通式XI所代表
其中Y1,Y2以及R如之前對通式I的定義,其中如之前所定義,例外是側(cè)鏈中的R5為-OY3而Y3為?;驘N基氧基羰基。
該經(jīng)修飾的維生素D化合物的一些具體實例包括2-亞丙基-19-去甲維生素D衍生物如 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25(OH)2-D3-1,3,25-三乙酸酯,其中Y1=Y(jié)2=Y(jié)3并且為CH3CO; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25(OH)2-D3-1,3,25-三己酸酯,其中Y1=Y(jié)2=Y(jié)3并且為CH3(CH2)4CO; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25(OH)2-D3-1,3,25-三壬酸酯,其中Y1=Y(jié)2=Y(jié)3并且為CH3(CH2)7CO; 2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25(OH)2-D3-25-乙酸酯,其中Y1=Y(jié)2并且為H,而Y3為CH3CO。
這些化合物可根據(jù)已知方法制備。例如可參照美國專利5,843,927。
2-亞丙基-19-去甲維生素D化合物的生物活性 圖1和2——競爭性VDR結(jié)合 通過Dame等記載的方法實施所述類似物與豬腸受體的競爭性結(jié)合(Biochemistry 25,4523-4534,1986),但是將由重組體產(chǎn)生的大鼠受體用作受體(參見Vanhooke等,Biochemistry,in press,2004)。
圖3——HL-60細胞分化 如Ostrem等(J.Biol.Chem.262,14164-14171,1987)所述測定HL-60前髓細胞至單核細胞的分化。
圖4——轉(zhuǎn)錄激活 轉(zhuǎn)錄活性是在ROS17/2.8(骨)細胞中測量,該細胞是以熒光素酶受體基因的24-羥化酶(24OHase)基因啟動子上游(Arbour等,1998)進行穩(wěn)定轉(zhuǎn)染。對細胞給予一系列的劑量。定量給藥16小時后收獲細胞并通過發(fā)光計測量熒光素酶活性。
圖4中“RLU”是指相對熒光素酶單位。
圖5和6——腸鈣轉(zhuǎn)運及骨鈣動員 給予雄性剛斷奶的Sprague-Dawley大鼠Diet 11(0.47%Ca)餐+AEK一周,之后給予Diet11(0.02%Ca)+AEK 3周。之后大鼠轉(zhuǎn)為包含0.47%Ca的膳食1周,接著二周包含0.02%Ca的膳食。在0.02%鈣膳食期間的最后一周開始給藥。約相隔24小時給予4個連續(xù)的ip劑量。最后一次給藥后24小時,從切斷的頸部收集血液并且測定血清鈣濃度作為骨鈣動員的度量。同時收集前10cm的腸,通過腸管外翻法(everted gut sac method)進行腸鈣轉(zhuǎn)運分析。
生物學數(shù)據(jù)說明 圖1闡明了2-[(3′-甲氧基甲氧基)亞丙基]-19-去甲-1α,25-(OH)2D3(此處也稱之為“F-Wit”)與1α,25-二羥基維生素D3與1α,25-二羥基維生素D豬腸核受體結(jié)合的相對活性。圖2闡明了2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(此處也稱為“1AGR”)、2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-1α,25-(OH)2D3的Z-異構(gòu)體(此處也稱為“2AGR”)、2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-(20S)-1α,25-(OH)2D3的E-異構(gòu)體(此處也稱為“1AGS”)、2-(3′-羥基亞丙基)-19-去甲-(20S)-1α,25-(OH)2D3的Z-異構(gòu)體(此處也稱為“2AGS”)以及1α,25-二羥基維生素D3與1α,25-二羥基維生素D豬腸核受體結(jié)合的相對活性。圖1和2顯示,F(xiàn)-Wit、1AGR、2AGR、1AGS以及2AGS在與1α,25-羥基維生素D3大鼠受體結(jié)合方面都很活躍。
本發(fā)明的2-亞丙基-19-去甲化合物顯示出一種在促進惡性細胞分化方面具效力高、腸鈣轉(zhuǎn)運活性相對高以及從骨骼中動員鈣的活性相對高的生物活性模式。這可通過從F-Wit、1AGR、2AGR、1AGS以及2AGS獲得的生物學試驗結(jié)果說明,這些結(jié)果概括于圖3-6中。圖3顯示了已知的活性代謝物1α,25-二羥基維生素D3與2-亞甲基-19-去甲-(20S)-1,25(OH)2D3類似物(此處也稱之為“2MD”)以及目前要求保護的F-Wit、1AGR和1AGS在誘導人類白血病細胞(HL-60細胞)在培養(yǎng)基中分化成單核細胞方面的活性對比。分化活性通過標準分化試驗來評定,縮寫為NBT還原(氮藍四唑還原)。該試驗按照如DeLuca等,美國專利No.4,717,721以及Ostrem等,J.Bio1.Chem.262,14164,1987所給出的已知程序進行。對于該試驗,測試化合物的分化活性表達為在給定濃度的受試化合物作用下,HL-60細胞分化為正常細胞的百分率。
圖3概述的結(jié)果清楚地表明這些類似物F-Wit、1AGR以及1AGS都與1α,25-二羥基維生素D3及2MD在促進白血病細胞分化方面具有同等有效。因此,在NBT試驗中,接近90%的細胞被1α,25-二羥基維生素D3在1x10-7M濃度下誘導分化,而F-Wit、1AGR以及1AGS類似物在1x10-7M時誘導得到相同水平的分化。
圖4闡明了F-Wit、1AGR以及1AGS在骨骼細胞中都具有顯著的轉(zhuǎn)錄活性。該結(jié)果以及圖3的細胞分化活性一同表明目前要求保護的結(jié)構(gòu)I的2-亞丙基化合物尤其是F-Wit、1AGR以及1AGS會對銀屑病十分有效,原因是它們具有促進細胞分化以及抑制細胞生長的直接的細胞活性。這些數(shù)據(jù)還顯示目前要求保護的結(jié)構(gòu)I的2-亞丙基化合物尤其是F-Wit、1AGR以及1AGS作為抗癌藥物尤其是抗白血病、結(jié)腸癌、乳癌、皮膚癌以及前列腺癌的藥物具有顯著的活性。
圖5和6顯示已知的活性19-去甲類似物2MD以及目前要求保護的F-Wit、1AGR以及1AGS類似物的鈣血活性對比。圖5顯示F-Wit、1AGR以及1AGS都具有相對高的腸鈣轉(zhuǎn)運活性,并且比2MD具有更強的腸鈣轉(zhuǎn)運活性。同樣,圖6顯示F-Wit、1AGR以及1AGS在從骨骼中動員鈣方面具有顯著的活性,并且此方面的活性比2MD弱。因此,總而言之,結(jié)構(gòu)I的2-亞丙基-19-去甲-類似物尤其是F-Wit、1AGR以及1AGS顯示出選擇性的活性特征,同時誘導惡性細胞分化效力高、腸鈣轉(zhuǎn)運活性相對高且骨鈣動員活性適中。
權(quán)利要求
1、具有下列通式的化合物
其中Y1、Y2、Y3與Y4可相同或不同,各自選自氫和羥基保護基,且X可為烷基、氫、羥基保護基、羥基烷基、烷氧基烷基、芳氧基烷基。
全文摘要
本發(fā)明揭示了用于制備2-亞烷基-19-去甲維生素D化合物的中間體,其具有以下結(jié)構(gòu),其中各基團定義如說明書及權(quán)利要求書中所述。
文檔編號A61P1/00GK101293894SQ20081013020
公開日2008年10月29日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者赫克托·F.·德盧卡, 拉法爾·R.·西欽斯基, 阿格尼斯茲卡·格列博卡, 洛里·A.·普拉姆 申請人:威斯康星校友研究基金會