CH658050A5

CH658050A5 - Zwischenprodukte zur herstellung von 1-alpha-hydroxylierten vitamin d-derivaten.

Info

Publication number: CH658050A5
Application number: CH2418/85A
Authority: CH
Inventors: Luca Hector F De; Heinrich K Schnoes; David E Hamer; Herbert E Paaren
Original assignee: Wisconsin Alumni Res Found
Priority date: 1978-01-16
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1986-10-15
Also published as: DK170437B1; JPS54500080A; FR2438035A1; DK374083D0; SE7907631L; GB2013686B; BE873512A; DK169871B1; DK436182A; FR2529888A1; NZ189388A; IE790055L; WO1979000513A1; FR2529888B1; GB2013686A; CA1156251A; FR2438035B1; FR2478631A1; DK147912B; CH653321A5

Description

Die Erfindung betrifft Zwischenprodukte zur Herstellung von Verbindungen mit einer Vitamin D-artigen Wirksamkeit.

Es ist bekannt, dass die Vitamine D bestimmte biologische Wirkungen zeigen, wie die Stimulierimg der intestinalen 5 Calciumabsorption, die Stimulierung der Knochen-Mineralien-Resorption und die Verhinderung von Rachitis. Es is auch bekannt, dass diese biologische Wirksamkeit davon abhängt, dass diese Vitaminein vivo verändert werden, d.h. zu hydroxylierten Derivaten metabolisiert werden. 10

Beispielsweise zeigen gegenwärtige Beweise, dass la,25-Dihydroxyvitamin D3 die in vivo wirksame Form von Vitamin D3 darstellt und die für die vorstehend erwähnten biologischen Wirkungen verantwortliche Verbindung ist.

Die synthetischen la-Hydroxyvitamin D-Analogen, wie 15 la-Hydroxyvitamin D3 und la-Hydroxyvitamin D2, zeigen auch eine ausgeprägte biologische Wirksamkeit, und derartige Verbindungen sowie die natürlichen Metabolite sind vielversprechend als Mittel zur Behandlung verschiedener Calci-um-Metabolismen und Knochenerkrankungen, wie Osteo- 20 dystrophie, Osteomalazie und Osteoporose.

HO-''

durch Allyloxidation von Verbindungen (im folgenden allgemein als «Cyclovitamin D» bezeichnet) mit der allgemeinen Formel

R

Stand der Technik:

Da die la-Hydroxylierung ein wesentliches Element bei 25 der Verleihung biologischer Wirksamkeit an Vitamin D-Verbindungen und ihre Derivate darstellt, bestand ein zunehmendes Interesse an Methoden zur chemischen Bewirkung dieser Hydroxylierung. Mit Ausnahme einer empfohlenen Verfahrensweise für die Totalsynthese von la-Hydroxyvitamin D3 30 [Lythgoe et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans I, Seite 2654 (1974)] bezogen sämtliche bisherige Synthesen für la-hydro-xylierte Vitamin D-Verbindungen die Herstellung eines la-hydroxylierten Steroids ein, aus dem nach Umwandlung in das entsprechende la-Hydroxy-5,7-diensterol- bzw. -Sterin- 35 Derivat die gewünschte Vitamin D-Verbindung nach den bekannten photochemischen Methoden erhalten wird. So sind die verfügbaren Synthesen mehrstufige Verfahren und sind in vielen Fällen unzureichend und aufwendig.

40

Beispiele für andere Synthesen unter Einbeziehung der la-Hydroxylierung in mit Vitamin D verwandten Verbindungen sind in folgenden Literaturstellen zu finden: Process for Préparation of Steroid Derivative, Ishikawa et al., US-PS 45

3 929 770 vom 30. Dezember 1957; Process for Préparation of la,25-Dihydroxycholecalciferol, Matsunaga et al., US-PS

4 022 768 vom 10. Mai 1977; la-Hydroxycholecalciferol De-Luca et al., US-PS 3 741 996 vom 26. Juni 1973; la-Hydroxy-ergocalciferol and Processes for Preparing Same, DeLuca et so al., US-PS 3 907 843 vom 23. September 1975; The Sélénium Dioxide Oxidation of Cholecalciferol, Bohumil Pelc, Steroids, Band 30, Nr. 2, August 1977.

Darstellung der Erfindung:

Es wurde nunmehr ein neues Verfahren zur Einführung einer Hydroxylgruppe in die Stellung des Kohlenstoffs 1 (C-l) in das Vitamin D- oder Vitamin D-Derivat-Molekül gefunden, das sich in seinem Konzept und in der Ausführung stark von bekannten Synthesen unterscheidet. Diese Methode, die im folgenden genauer beschrieben wird, ermöglicht die direkte Einführung einer Sauerstoff-Funktion am C-l durch Allyloxidation.

Im allgemeinen besteht die neue Verfahrensweise in der Herstellung von la-hydroxylierten Verbindungen mit der folgenden Formel

55

60

65

Gewinnen der la-hydroxylierten Cyclovitamin D-Verbindung aus dem Allyloxidations-Reaktionsgemisch, Acylieren der gewonnenen Verbindung und Gewinnen des resultierenden la-O-Acyl-Derivats, Unterziehen dieses Derivats einer sauer katalysierten Solvolyse, Gewinnen der gewünschten la-O-Acyl-Vitamin D-Verbindung und Hydrolysieren (oder Reduzieren mit Hydrid-Reagentien) des la-O-acylierten Produkts unter Bildung von la-Hydroxyvitamin D-Verbin-dungen.

In dem vorstehend beschriebenen Verfahren bedeutet R in den Formeln eine Steroidseitenkette; gewöhnlich eine substituierte oder unsubstituierte, oder gesättigte oder ungesättigte, oder substituierte und ungesättigte Cholesterinseiten-ketten-gruppe, und Z stellt Wasserstoff oder eine niedrig-Alkyl- oder niedrig-Acylgruppe oder aromatische Acylgruppe dar. Vorzugsweise ist R eine Cholesterin- oder Ergosterinsei-tenkettengruppe, die durch die Anwesenheit eines Wasserstoffs oder der Hydroxylgruppe an der Stelle, die die 25-Koh-lenstoffstellung (C-25) in dem gewünschten Produkt darstellen wird, charakterisiert ist.

Wird in der vorliegenden Beschreibung und in den Patent-aüsprüchen das Wort «niedrig» zur Bezeichnung von Alkyl oder Acyl verwendet, so soll dies eine Kohlenwasserstoffkette mit 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen bezeichnen, und es kann entweder eine geradkettige oder verzweigtkettige Konfiguration vorhegen. Eine aromatische Acylgruppe ist eine Gruppe, wie Benzoyl oder substituiertes Benzoyl. Auch soll in den verschiedenen dargestellten Formeln eine Wellenlinie zu einem beliebigen Substituenten anzeigen, dass der spezielle Substituent entweder in der stereoisomeren a- oder ß-Form vorliegt.

Insbesondere stellt bei der Durchführung des neuen Verfahrens R in den vorstehenden und folgenden Formeln sowie in den Patentansprüchen vorzugsweise eine Cholesterinseiten-kettengruppe dar, die charakterisiert ist durch die Formel

658 050

worin Rb R2 und R3 jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe von Wasserstoff, Hydroxy, niedrig-Alkyl, substituiertem niedrig-Alkyl, O-niedrig-Alkyl, substituiertem O-niedrig-Alkyl und Fluor. In der bevorzugtesten Seitenkettengruppe mit der vorstehenden Konfiguration sind R] und R3 Wasserstoff und R2 ist Hydroxyl. Andere bevorzugte Seitenketten-gruppen sind solche, worin Rb R2 und R3 Wasserstoff darstellen, oder worin R] Hydroxyl ist und R2 und R3 Wasserstoff sind, oder worin R] und R2 Hydroxyl sind und R3 Wasserstoffist.

Eine weitere bevorzugte Seitenkettengruppe, die durch R dargestellt wird, ist die Ergosterinseitenkettengruppe, charakterisiert durch die Formel worin Rb R2 und R3 jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe von Wasserstoff, Hydroxyl, niedrig-Alkyl, substituiertem niedrig-Alkyl, O-niedrig-Alkyl, substituiertem O-niedrig-Alkyl und Fluor und R4 ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff und niedrig-Alkyl. Die bevorzugtesten Seitenket-5 tengruppen mit der Ergosterin-Seitenkettenkonfiguration sind solche, worin Rt und R3 Wasserstoff, R2 Hydroxyl und R4 Methyl sind, oder worin Rb R2 und R3 Wasserstoff bedeuten und R4 Methyl ist und worin die Stereochemie von R4 die des Ergosterins ist.

10 Es versteht sich, dass, wo immer Hydroxylgruppen in der Seitengruppe R des Cyclovitamin D-Ausgangsmaterials auftreten, derartige Gruppen acyliert sein können, z.B. niedrig-Acyl, wie Acetyl oder substituiertes niedrig-Acyl, Benzoyl oder substituiertes Benzoyl, obwohl eine derartige Acylierung 15 für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens nicht erforderlich ist.

Ferner sei festgestellt, dass die Seitenkettengruppe R nicht auf die vorstehend aufgezählten Arten beschränkt sein muss. Bei dem neuen Verfahren handelt es sich um ein allgemeines 20 Verfahren, das auf Cyclovitamin D-Verbindungen anwendbar ist, die viele der üblichen Steroidseitenketten enthalten, z.B. die Seitenkette von Pregnenolon, Desmosterin, Cholen-säure oder Homocholensäure. Zusätzlich zu den vorstehend definierten Seitenkettengruppen werden Cyclovitamin D-25 Verbindungen, in denen die Seitenkettengruppe R beispielsweise durch folgende Strukturen dargestellt wird:

odei

COOAlkyl oder

•COOAlkyl oder zweckmässig hergestellt und sind geeignete Ausgangsmaterialien für die Herstellung von 1 -a-hydroxylierten Vitamin D- < Derivaten.

Das Cyclovitamin-Ausgangsmaterial für das Oxidations-verfahren wird zweckmässig aus einer Vitamin D-Verbindung mittels eines Zwei-Stufen-Verfahrens hergestellt, das darin besteht, eine Vitamin D-Verbindung, die eine 3ß-Hydroxy-gruppe enthält, in das entsprechende 3ß-Tosylat-Derivat umzuwandeln und anschliessend dieses Tosylat in einem geeigneten gepufferten Lösungsmittelgemisch, wie Methanol/Aceton, das Natriumacetat enthält, unter Bildung des Cyclovit-aminprodukts zu solvolysieren. Sheves und Mazur [J. Am. Chem. Soc. 97,6249 (1975)] wendeten diese Folge auf Vitamin D3 an und erhielten als Hauptprodukt ein Cyclovitamin D3, dem sie die nachstehend gezeigte Struktur zuordneten, d.h. 6R-Methoxy-3,5- cyclovitamin D3. Ein geringer Anteil des bei diesem Verfahren gebildeten Cyclovitamins wurde als die entsprechende Verbindung mit dem Methoxy in der 6S-Konfiguration identifiziert.

Es wurde nunmehr gefunden, dass man bei Durchführung der Solvolysereaktion in Methanol unter Verwendung von NaHC03-Puffer eine bessere Ausbeute an Cyclovitaminpro-dukt erhält als die nach Sheves und Mazur erhältliche.

50

55

60

Es wurde auch gefunden, dass Vitamin D-Verbindungen, die andere chemisch reaktive Substituenten tragen (z.B. Seitenketten-Hydroxylgruppen), wirksam in ihre Cyclovitamin D-Derivate umgewandelt werden können. Beispielsweise 65 wird mit 25-Hydroxyvitamin D3 als Ausgangsmaterial bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren 25-Hydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D3 festgestellt. Die Struktur dieser Verbindung wird nachstehend gezeigt, worin R die 25-Hydro-

658 050

xycholesterin-Seitenkette darstellt. In gleicher Weise führt das vorstehende Verfahren mit 24,25-Dihydroxyvitamin D3 als Ausgangsmaterial zu 24,25-Dihydroxy-6- methyl-3,5-cyclo-vitamin D3, das durch die nachstehend gezeigte Struktur dargestellt wird, worin R die 24,25-Dihydroxycholesterin-Seiten-kette darstellt. Mit Vitamin D2 als Ausgangsmaterial führt die gleiche Reaktionsfolge zu Cyclovitamin D2, das ebenfalls durch die nachstehende Struktur dargestellt wird, worin jedoch R die Ergosterin-Seitenkette bedeutet. Diese Cyclovitamin D-Verbindungen sind neue Verbindungen und sind Gegenstand der vorhegenden Erfindung.

In Analogie mit den Ergebnissen von Sheves und Mazur, loc. cit., kann dem Haupt-Cyclovitamin D-Produkt, das durch diese Reaktionen erhalten wird, die 6R-Methoxy-Ste-reochemie zugeordnet werden und dem geringeren Bestandteil (5-10%) des Cyclovitaminproduktgemischs die 6S-Me-thoxy-Konfiguration. Das neue Verfahren erfordert keine Trennung dieser Stereoisomeren, wobei es sich jedoch versteht, dass, falls gewünscht, eine derartige Trennung nach bekannten Methoden erzielt werden kann und dass jedes C-(6)-Epimere verwendet werden kann, jedoch nicht notwendigerweise mit der gleichen Verfahrensleistungsfähigkeit. Aus diesen Gründen wird die stereochemische Konfiguration am C-6 der Cyclovitamin D-Verbindungen in den Strukturen der Beschreibung und der Ansprüche nicht bezeichnet.

Durch geeignete Wahl geeigneter Reagentien oder Bedingungen des neuen Verfahrens erhält man Cyclovitamin D-Analoge, die durch die folgende allgemeine Struktur veranschaulicht werden:

durch Verwendung des geeigneten Alkohols in dem Reaktionsmedium.

In gleicher Weise führt ein Solvolysereaktionsmedium, das aus Lösungsmitteln zusammengesetzt ist, die H20 enthal-5 ten, wie Aceton/H20 oder Dioxan/H20, in Anwesenheit eines Acetatsalzes oder eines anderen Puffermittels zu der entsprechenden Cyclovitamin D-Verbindung der vorstehend gezeigten Formel, worin Z Wasserstoff bedeutet. Sheves und Mazur [Tetrahedron Letters (Nr. 34) Seite 2987-2990 (1976)] haben io so tatsächlich 6-Hydroxycyclovitamin D3 hergestellt, d.h. die Verbindung, die durch die vorstehende Struktur dargestellt wird, worin Z Wasserstoff ist und R die Cholesterinseiten-kette bedeutet, durch Behandlung von Vitamin D3-tosylat mit wässrigem Aceton, gepuffert mit KHC03.

15 Es wurde nunmehr gefunden, dass gegebenenfalls ein 6-Hydroxycyclovitamin in das entsprechende Acyl-Derivat (d.h. Z = Acyl, wie Acetyl oder Benzoyl) umgewandelt werden kann durch Acylierung unter Verwendung von Standardbedingungen (z.B. Essigsäureanhydrid/Pyridin). Das acy-20 lierte Cyclovitamin D der vorstehend gezeigten Struktur, worin Z Acetyl darstellt, kann ebenfalls als geringeres Produkt erhalten werden, wenn die Solvolysereaktion in einem Medium von trockenem Methanol durchgeführt wird, das Natriumacetat enthält. Die Cyclovitamin D-Verbindung, 25 worin Z Methyl darstellt, ist ein bevorzugtes Ausgangsmaterial für nachfolgende Reaktionen.

Beim neuen Verfahren wird die Allyloxidation normalerweise in einem geeigneten Lösungsmittel durchgeführt, wie beispielsweise CH2C12, CHC13, Dioxan oder Tetrahydrofu-30 ran, unter Verwendung von Selendioxid als Oxidationsmittel. Auf Grund der Natur dieser Oxidationsreaktion ist es bevorzugt, sie bei Raumtemperatur oder niedrigeren Temperaturen durchzuführen. Die Oxidationsreaktion wird besonders zweckmässig auch in Anwesenheit eines Hydroperoxids, wie ss tert.-Butylhydroperoxid, durchgeführt. Das Oxidationspro-dukt, d.h. die la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung, wird leicht aus dem Reaktionsgemisch durch Lösungsmittelextraktion (z.B. Äther) gewonnen und wird zweckmässig weiter durch Chromatographie gereinigt. Andere Allyloxidations-40 mittel können gegebenenfalls verwendet werden, wobei es sich versteht, dass mit derartigen anderen Oxidationsmitteln Änderungen der Produktausbeute erfolgen können und dass die Bedingungen zur Durchführung der Oxidation einzustellen sind, was für den Fachmann ersichtlich ist. Die bei der "5 Allyloxidation von Cyclovitamin D-Produkten resultierenden Produkte der vorstehend gezeigten Struktur, worin Z niedrig-Alkyl (z.B. Methyl) darstellt, lassen sich leicht durch die folgende Formel darstellen:

50

55

60

worin Z Wasserstoff, Alkyl oder Acyl bedeutet und Rjegliche der Seitenkettenstrukturarten, wie sie vorstehend bzw. früher definiert wurden, darstellen kann. Wird beispielsweise Äthanol anstelle von Methanol in dem Solvolysemedium verwendet, so erhält man ein Cyclovitamin der vorstehenden Struktur, worin Z Äthyl bedeutet. Es ist ersichtlich, dass andere O-alkylierte Cyclovitamin D-Produkte erhalten werden können

65 worin Rjegliche der vorstehend bzw. früher definierten Sei-tenkettenstrukturen darstellt und Z niedrig-alkyl (z.B. Methyl) bedeutet.

Die Oxidation der Cyclovitamine durch das neue Verfah-

658 050

ren führt zur Bildung von 1-Hydroxycyclovitaminen, die zu der gewünschten la-Stereochemie führen, d.h. die Stereochemie von biologisch wirksamen 1-hydroxyHerten Vitamin D-Metaboliten. Die Stellungs- und stereochemische Selektivität sowie die ausgeprägte Wirksamkeit des Oxidationsverfahrens sind beide neu und überraschend, und alle beschriebenen la-Hydroxyvitamine sind neue Verbindungen.

Geringfügige Produkte, die aus der Selendioxidoxidation von Cyclovitamin D-Verbindungen resultieren, sind 1-Oxo-cyclovitamin D-Derivate der folgenden Struktur

=^0

worin Z niedrig-Alkyl bedeutet und Rjegliche der früher bzw. vorstehend definierten Seitenkettengruppen darstellt. Diese 1-Oxocyclovitamin D-Derivate werden leicht durch Hydrid-Reagentien (z.B. LiAlH4 oder NaBH4 oder äquivalente Rea-gentien) unter Bildung von vorwiegend la-Hydroxycyclovit-amin D-Derivaten der vorstehend dargestellten Formel reduziert. Die leichte Reduktion von 1-Oxocyclovitamin D-Ver-bindungen und insbesondere die überwiegende Bildung von 1-Hydroxycyclovitamin D-Verbindungen, die die la-Stereo-chemie aufweisen stellt ein überraschendes Moment dar, da mechanistische Argumente die Näherung des Hydrid-Reduk-tionsmittels von der weniger gehinderten Seite des 1-Oxocy-clovitamin D-Moleküls vorsehen würden, was zur überwiegenden Funktion des 1 ß-Hydroxycyclovitamin-Epimeren führen würde.

Die Acylierung der gewonnenen la-Hydroxycyclovit-amin D-Verbindung führt man zweckmässig mittels Standardmethoden mit bekannten bzw. üblichen Acylierungsmit-teln, eines davon ist beispielsweise Essigsäureanhydrid, in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Pyridin, durch, und man arbeitet normalerweise bei Raumtemperatur während mehrerer Stunden, z.B. über Nacht. Das Acylierungsprodukt ist die entsprechende la-O-Acylcyclovitamin D-Verbindung, die zweckmässig in ausreichender Reinheit für weitere Reaktionen gewonnen wird durch Lösungsmittel- (z.B. Äther)-ex-traktion aus dem Medium mit anschliessender Verdampfung der Lösungsmittel.

Es kann erwartet werden, dass unter diesen Bedingungen auch jegliche primäre oder sekundäre Hydroxylgruppen, die in der Seitenkette (R) der la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung vorhanden sind, ebenfalls acyliert werden. Wird eine vollständige Acylierung von tertiären Hydroxylgruppen (z.B. der 25-Hydroxygruppen) gewünscht, so sind normalerweise kräftigere Acylierungsbedingungen erforderlich, z.B. erhöhte Temperaturen (75-100 °C). In solchen Fällen ist es günstig, die Reaktion unter einer Stickstoffatmosphäre durchzuführen, um eine Zersetzung labiler Verbindungen zu vermeiden. Die Produkte derartiger Acylierungen können durch die folgende Formel dargestellt werden:

20

worin Y eine niedrig-Acylgruppe oder aromatische Acylgruppe darstellt und Z niedrig-Alkyl bedeutet, und worin R jegliche der früher in dieser Beschreibung definierten Steroid-seitenketten darstellen kann, wobei es sich versteht, dass ur-25 sprünglich vorhandene sekundäre oder primäre Hydroxylgruppen nunmehr als der entsprechende O-Acyl-Substituent erscheinen und jegliche ursprünglich vorhandene tertiäre Hydroxylgruppe je nach der gewählten Bedingung Hydroxyl oder O-Acyl sein kann.

30

Die Umwandlung der la-O-Acylcyclovitamins in das la-O-Acylvitamin D-Derivat erzielt man durch säurekatalysierte Solvolyse des Cyclovitamins. So führt das Erwärmen von la-O-Acylcyclovitamin D mit p-Toluolsulfonsäure in einem ge-35 eigneten Lösungsmittelgemisch (z.B. Dioxan/H20) zur la-O-Acylvitamin D-Verbindung. Sheves und Mazur verwendeten diese Reaktion zur Umwandlung von Cyclovitamin D3 in Vitamin D3 [J. Am. Chem. Soc., 97,6249 (1975)].

40 Es war aus dem Stand der Technik nicht herzuleiten und ist überraschend, dass nunmehr la-O-Acylcyclovitamin D-Verbindungen klar in guten Ausbeuten in das entsprechende la-O-Acylvitamin durch saure Solvolyse umgewandelt werden. Dieses Ergebnis war völüg unvorhersehbar, da es zu er-45 warten war, dass die allylische la-Sauerstoff-Funktion einer la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung Solvolysebindungen zugänglich sein würde. Die direkte Solvolyse des la-Hydro-xycyclovitamins D kann in Anwesenheit von organischen Carbonsäuren, z.B. Essigsäure, Ameisensäure, mit anschlies-50 sender Gewinnung des entsprechenden 3-0-Acyl-la-hydroxy-vitamin D-Derivats und Umwandlung dieses Derivats in die entsprechende Hydroxyverbindung durchgeführt werden.

Es ist auch wichtig, dass jegliche tertiäre oder Allylalko-55 holfunktion, die in der Seitenkette auftreten kann, als entsprechende Acylate oder andere geeignete säurestabile Schutzgruppe geschützt wird. Das erzeugte la-O-Acylvitamin D wird leicht aus dem Solvolysegemisch durch Lösungsmittelextraktion gewonnen und wird weiter gereinigt durch Chro-6o matographie. Die Solvolysereaktion führt sowohl zu la-O-Acylvitamin D, das die natürliche 5,6-cis-Doppelbindungs-geometrie aufweist, als auch zum entsprechenden la-O-Acylvitamin D mit der 5,6-trans-Geometrie in einem Verhältnis von etwa 5:1. Diese Produkte werden durch Lösungsmittelex-65 traktion und Chromatographie getrennt unter Bildung der reinen Form des la-O-Acylvitamin D-Produkts der nachstehend gezeigten allgemeinen Formel (sowie, falls gewünscht, des entsprechenden 5,6-trans-Isomeren)

658 050

HO.-

OY

worin Y eine niedrige Acylgruppe (z.B. Acetyl) oder aromatische Acylgruppe (z.B. Benzoyl) darstellt und worin R jegüche der früher bzw. vorstehend definierten Stereoidseitenketten bedeutet, wobei es sich versteht, dass alle Hydroxylfunktio-nen als ihre entsprechenden O-Acyl-Derivate vorliegen.

la-O-Acylvitamin D-Derivate werden bequem in die gewünschten la-Hydroxyvitamin D-Verbindungen durch hydrolytische oder reduktive Entfernung der Acylschutzgruppe umgewandelt. Die speziell gewählte Methode hängt von der Natur der Verbindung ab, insbesondere auch von der Natur der Seitenkettengruppe R und ihren Substituenten. Es versteht sich beispielsweise, dass man die Hydridreduktion nicht verwenden würde, wenn eine gleichzeitige Reduktion einer anderen reduzierbaren Funktion, z.B. von Keton oder Ester, vermieden werden soll, oder würde man derartige Funktionen vor der reduktiven Entfernung von Acylgruppen in geeigneter Weise modifizieren. So führt die Behandlung der acylierten Verbindung mit einem geeigneten Hydridreduktionsmittel (z.B. Lithiumaluminiumhydrid) zu der entsprechenden la-Hydroxyvitamin D-Verbindung. In gleicher Weise wird durch milde basische Hydrolyse (z.B. KOH/MeOH) die acy-lierte Verbindung in das gewünschte la-Hydroxy-Derivat umgewandelt, wobei es sich versteht, dass, falls die Seitenkette sterisch gehinderte (z.B. tertiäre) O-Acylgruppen trägt, kräftigere Bedingungen (erhöhte Temperaturen, verlängerte Reaktionszeiten) erforderlich sein können. Die nach jeglicher Methode hergestellte la-Hydroxyvitamin D-Verbindung kann leicht in reiner Form durch Lösungsmittelextraktion (z.B. Äther) und Chromatographie und/oder Kristallisation aus einem geeigneten Lösungsmittel gewonnen werden.

Eine alternative und neue Methode zur Umwandlung der la-O-Acylcyclovitamin D-Verbindungen in entsprechende Vitamin D-Derivate besteht in der säurekatalysierten Solvolyse der Cyclovitaminverbindung in einem Medium, das aus einer organischen Säure (z.B. Essigsäure, Ameisensäure) oder aus einer organischen Säure mit einem Co-Lösungsmittel, wie Aceton oder Dioxan, falls zur Löslichmachung des Cyclo Vitamins erforderlich, besteht. Es stellt einen besonderen Vorteil dieses Verfahrens dar, dass, falls die Seitenkettengruppe R irgendwelche tertiären Hydroxylgruppen (z.B. die 25-Hydro-xygruppe) enthält, der Schutz derartiger funktioneller Gruppen, z.B. in Form ihrer Acyl-Derivate, nicht notwendig ist. So führt beispielsweise die Solvolyse von la-O-Acetoxyvitamin D3 in Eisessig zu la-Acetoxyvitamin D3-3ß-acetat, sowie zu ein wenig der entsprechenden 5,6-trans-Verbindung (Produktverhältnis etwa 3:1). Diese Produkte können durch Chromatographie getrennt werden oder kann das Gemisch unter basischen Bedingungen (wie KOH/MeOH) hydrolysiert werden unter Bildung von la-Hydroxyvitamin D3 und dem entsprechenden la-Hydroxy- 5,6-trans-5,6-vitamin D3, die anschliessend durch Chromatographie getrennt werden können. Diese Methode kann auf jegliche la-O-Acylcyclovitamin D-Verbindung angewendet werden, die irgendeine der Seiten-

kettengruppen R aufweist, die vorstehend in der Beschreibung definiert wurden.

Noch vorteilhafter kann die Solvolyse von la-O-Acylcy-clovitaminen in Ameisensäure oder Ameisensäure plus einem geeigneten Co-Lösungsmittel, wie Dioxan, durchgeführt werden. Dieses Verfahren führt zur Bildung von la-O-Acylvit-amin D-3ß-formiat-Derivaten, dargestellt durch die folgende Formel:

R

OY

worin Y eine niedrig-Acylgruppe (vorzugsweise nicht Formyl) oder eine aromatische Acylgruppe darstellt und R jegliche der früher bzw. vorstehend definierten Seitenketten-gruppen bedeutet. Wiederum wird die entsprechende 5,6-trans-Verbindung ebenfalls als geringeres Produkt gebildet. Da die 3ß-0-Formylgruppe sehr leicht unter Bedingungen hydrolysiert wird, bei denen die la-O-Acylgruppe nicht angegriffen wird (z.B. durch Behandlung mit Kaliumcarbo-nat während einiger Minuten, wie durch die speziellen Beispiele gezeigt), werden die vorstehenden gemischten 3-O-For-mylprodukte leicht in la-O-Acylvitamin D und sein entsprechendes 5,6-trans-Isomeres umgewandelt. Dieses Gemisch kann zweckmässig in dieser Stufe durch chromatigraphische Methoden getrennt werden unter Bildung von reinem la-O-Acylvitamin D und dem entsprechenden 5,6-trans-la-O-Acylvitamin D, die nunmehr getrennt der basischen Hydrolyse oder der reduktiven Spaltung der Acylgruppe unterzogen werden können unter Bildung der la-Hydroxyvitamin D-Verbindung und der 5,6-trans-la-Hydroxyvitamin D-Ver-bindung.

Eine andere neue Verfahrensweise zur Umwandlung der la-O-Acylcyclovitamin-Derivate in la-O-Acyl- 3ß-formyl-vitamin D-Verbindungen der vorstehend veranschaulichten Formel erfolgt unter Verwendung der «Kronenäther»-Kata-lyse. Beispielsweise wandelt ein Zwei-Phasen-System, bestehend aus Ameisensäure und einer Kohlenwasserstofflösung (z.B. Hexan/Benzol) von la-O-Acylcyclovitamin D, das einen geeigneten Kronenäther (z.B. 15-Krone-5 bzw. 15-crown-5, Aldrich Chemical Co., Milwaukee) und Formiat-Ion enthält, das la-O-Acylcyclovitamin D in guter Ausbeute in das la-O-Acyl- 3ß-0-formylvitamin D-Derivat um. Das entsprechende 5,6-trans-Isomere wird als geringeres Produkt gebildet und wird zweckmässig durch Chromatographie abgetrennt.

Eine weitere Variation der eben beschriebenen Methoden besteht in der Umwandlung einer la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindung in das entsprechende la-O-Formyl-Derivat (z.B. mittels Essigsäure-Ameisensäure-Anhydrid in Pyridin), dargestellt durch die folgende Formel:

8

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

worin Rjegliche der vorstehend definierten Seitenkettengrup-pen darstellt und Z niedrig-Alkyl bedeutet, und Unterziehen dieses Zwischenprodukts einer Solvolyse in Eisessig, wie vorstehend beschrieben, unter Erzielung von la-Formyloxyvit-amin D-3ß-acetat und als geringeres Produkt des entsprechenden 5,6-trans-Isomeren. Die Entfernung der Formyl-gruppe wie vorstehend beschrieben führt zum la-Hydroxy-vitamin D3-acetat und seinem 5,6-trans-Isomeren, die zweckmässig in dieser Stufe durch Chromatographie getrennt werden und anschliessend getrennt der Hydrolyse oder reduktiven Spaltung der Acetate unterzogen werden unter Bildung einer reinen la-Hydroxyvitamin D-Verbindung und ihres 5,6-trans-Isomeren.

Das neue Allyloxidationsverfahren kann auch auf Cyclovitamin D-Verbindungen angewendet werden, die 6-Hydro-xy- oder 6-O-Acylgruppen tragen. So können Cyclovitamin D-Verbindungen der folgenden Struktur

9 658 050

werden unter Bildung von la-Hydroxy- 6-hydroxycyclovit-amin D-Verbindungen und l-Oxo-6-hydroxycyclovitamin D-Verbindungen. Unter den vorstehend beschriebenen Oxi-dationsbedingungen tritt auch eine gewisse Cycloumkehrung 5 der la-Hydroxy-6-hydroxycyclovitamin D-Verbindung in ein Gemisch von 5,6-cis- und 5,6-trans-la-Hydroxyvitamin D-Verbindungen auf. Alle Produkte werden leicht aus dem Oxidationsgemisch durch Chromatographie gewonnen. Die la-Hydroxy- 6-hydroxycyclovitamin D-Verbindungen, die

10 durch Allyloxidation erhalten werden, können acyliert werden (z.B. acetyliert) nach dem vorstehend beschriebenen Standardverfahren, und die resultierenden 1,6-Diacylcyclo-vitamin D-Zwischenprodukte werden leicht durch saure Solvolyse, wie vorstehend diskutiert, in 5,6-cis- und 5,6-trans-la-

i5 O-Acylvitamin D-Verbindungen umgewandelt, die leicht durch Chromatographie getrennt werden. Die Hydrolyse (nach bekannten bzw. üblichen Verfahren) der 1-O-Acyl-De-rivate führt zu den gewünschten la-Hydroxyvitamin D-Produkten bzw. zu deren 5,6-trans-Isomeren. Die l-Oxo-6-Hy-20 droxycyclovitamin D-Produkte werden leicht durch Hydrid-Reagentien zu la-Hydroxycyclovitamin -Derivaten reduziert.

In gleicher Weise können Cyclovitamin D-Verbindungen der vorstehend gezeigten Struktur, worin Z Acyl bedeutet (z.B. Acetyl, Benzoyl) und Rjegliche der vorstehend definier-25 ten Seitenkettengruppen darstellt, durch die Reaktionsfolge Allyloxidation, Acylierung, saure Solvolyse und schliesslich Hydrolyse der Acylgruppen, wie für den Fall der 6-Hydroxy-Analogen beschrieben, in la-Hydroxyvitamin D-Produkte und ihre entsprechenden 5,6-trans-Isomeren umgewandelt so werden.

Es ist ferner nennenswert und überraschend, dass es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung gezeigt hat, dass la-Hydroxyvitamin D-Verbindungen leicht und wirksam in la-Hydroxycyclovitamin D-Verbindungen umgewandelt werden durch Solvolyse der 3ß-Tosylate (oder Mesylate) von la-Hydroxy- oder la-O-Acylvitamin D-Derivaten. Beispielsweise führt la-Acetoxyvitamin D3-3-tosylat bei der Solvolyse unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Bedingungen, z.B. Erwärmen in Methanol-Lösungsmittel, enthaltend NaHC03, zu la-Hydroxy-6-methoxy-3,5-cyclovitamin D3. Die Oxidation dieses Produkts (z.B. mit Mn02 in CH2C12-Lösungsmit-tel) führt zu dem entsprechenden l-Oxo-6-methoxy- 3,5-cyclovitamin D3-Analogen wie in den speziellen Beispielen beschrieben.

35

40

45

worin Z Wasserstoff darstellt und Rjegliche der vorstehend definierten Seitenkettengruppen bedeutet, am Kohlenstoff 1 durch das Allyloxidationsverfahren der Erfindung oxidiert

50

Bester Weg zur Ausfuhrung der Erfindung

In den folgenden Beispielen, die lediglich zur Erläuterung dienen, entsprechen die Nummern zur Identifikation spezieller Produkte, z.B. 3a für la-Hydroxycyclovitamin D3, den Nummern, die den verschiedenen Strukturen für derartige Produkte, wie nachstehend angegeben, zugeordnet wurden.

HO

on b: R =

25

.Oli c: R =

10

OCHO

35

40

d: B =

OH

Beispiel 1

4s la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) und 1-Oxo-cyclovitamin D3 (7a)

Zu einer gerührten Suspension von 1,4 mg (1,2-10—5 Mol) Se02 in 1,0 ml trockenem CH2C12 fügt man 7 jj.1 (5,1-10—5 Mol) einer 70%-igen Lösung von tert.-Butylhydroperoxid (t-50 BuOOH). Nach 25-minütigem Rühren fügt man eine Lösung von 9 mg (2,3-10-5 Mol) 3,5-Cyclovitamin D3 [Verbindung 2a, hergestellt aus Vitamin D3 (la) nach der Methode von Sheves und Mazur, J.Am. Chem. Soc. 97,6249 (1975)] in 0,5 ml CH2C12 tropfenweise zu. Das Gemisch wird bei Raum-55 temperato während weiterer 25 Minuten gerührt. Anschliessend werden 2,0 ml 10% NaOH zugesetzt, und dieses resultierende Gemisch wird mit 15 ml Diäthyläther verdünnt. Die organische Phase wird abgetrennt und nacheinander mit 2 x 10 ml 10% NaOH, 2 x 10 ml H20,3 x 10 ml gesättigtem 60 FeS04 und 15 ml gesättigtem NaCl gewaschen und anschliessend über MgS04 getrocknet. Durch Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum erhält man ein öliges Produkt, das nach Chromatographie an einer Sihciumdioxidgel-Dünnschicht-platte (10 x 20 cm, 750 |xm), entwickelt in 30% Äthylacetat: 65 Skellysolve B, 4,5 mg (43% Ausbeute) eines la-Hydroxy-3,5-cyclovitamins D3 (3a) ergibt: Massenspektrum: (m/e) 414(30), 382(70), 341(35), 269(20), 247(45),174(25), 165(30), 135(65); NMR-Spektrum: 5 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,61 (2H, m, 4-H2),

11 658 050

0,87 (6H, d, 26-H3 und 27-H3), 0,92 (3H, d, 21-H3), 3,26 lässt man 24 Stunden bei 3° reagieren und schreckt anschlies-(3H, s, 6-OCH3), 4,18 (1H, d, J=9,0Hz, 6-H), 4,22 (1H, m, send mit 5 ml gesättigtem NaHC03 ab. Die wässrige Phase 1-H), 4,95 (IH, d, J = 9Hz, 7-H), 5,17 (IH, d, J=2,2Hz, wird mit 2 x 10 ml Äther extrahiert, und der ätherische Ex-

19(Z)-H), 5,25(lH,d, J=2,2Hz, 19(E)-H). trakt wird mit 3 x 10 ml gesättigtem NaHC02,2 x 10 ml 3%

Als geringere Komponente wurden 2,0 mg (19% Aus- 5 HCl und 2 x 10 ml H20 gewaschen und anschliessend über beute) 1 -Oxocyclovitamin D3 (7a) aus dem Reaktionsgemisch MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entisoliert: Massenspektrum: (m/e) 412 (40), 380 (50), 267 (15), fernt, und der rohe Rückstand (25-Hydröxyvitamin D3-3-to-247 (23), 135 (50), 133 (100); NMR-Spektrum: 8 0,49 (3H, s, sylat) wird in 1,5 ml wasserfreiem Methanol und 0,3 ml was-18-H3), 0,58 (2H, m, 4-H2), 0,87 (6H, d, 26-H3), 0,93 (3H, d, serfreiem Aceton aufgenommen; 170 mg (8 Äq.) NaOAc wer-21-H3), 3,30 (3H, s, 6-OCH3), 4,07 (1H, d, J = 9,0 Hz, 6-H), 10 den zugesetzt, und die Lösung wird 20 Stunden auf 55° er-5,02 (1H, d, J=9,0Hz, 7-H), 5,62 (1H, s, 19(Z)-H), 6,04 (1H, wärmt. Das Gemisch wird gekühlt, mit 10 ml H20 verdünnt s, 19 (E)-H); UV-Spektrum: 248 (4000). und mit 3 x 10 ml Äther extrahiert. Die organischen Extrakte werden mit drei 10 ml-Anteilen H20 gewaschen, über MgS04 Beispiel 2 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt.

la-Acetoxy-cyclovitamin D3(4a) 15 Der rohe Rückstand wird auf eine 20 cm x 20 cm-Silicium-

1,5 mg der Verbindung 3a werden in 200 jj.1 trockenem Py- dioxidgel-Dünnschichtchromatographieplatte (750 um dick) ridin und 50 jil Essigsäureanhydrid gelöst. Das Reaktionsge- aufgetragen, die einmal in einem Skellysolve B:Äthylacetat misch wird über Nacht bei Raumtemperatur gehalten und an- (8:2)-System entwickelt wird, unter Bildung von 48 mg (45% schliessend mit 5 ml gesättigter NaHC03-Lösung verdünnt. Gesamtausbeute von lb) von 2b:Massenspektrum: m/e: 414 Diese Lösung wird mit drei 5 ml-Anteilen Äther extrahiert, 20 (M+, 40) 399 (10), 382 (80), 253 (50), 59 (100); NMR-Spek-und die organischen Extrakte werden mit 2 x 10 ml H20 ge- trum: 8 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,74 (2H, m, 4-H2), 0,94 (3H, d, waschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel J=6,2Hz, 21-H3), 1,21 (6H, s, 26-H3 und 27-H3), 3,25 (3H, s, wird im Vakuum entfernt unter Bildung der Verbindung 4a: 6-OCH3), 4,16 (1H, d, J=9,2Hz, 6-H), 4,89 (1H, m (scharf), NMR-Spektrum: 8 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,69 (2H, m, 4-H2), 19(Z)-H), 4,99 (1H, d, J = 9,3Hz, 7-H), 5,04 (1H, m (scharf), 0,87 (6H, d, 26-H3 und 27-H3), 0,92 (3H, d, 21-H3), 2,10 25 19(E)-H).

(3H, s, 1-OAc), 3,26 (3H, s, 6-OCH3), 4,18 (1H, d, J = 9,2Hz,

6-H), 4,98 (1H, d, J=9,2Hz, 7-H), 4,98 (1H, d, J=2,lHz, Beispiel 5

19(Z)-H), 5,23 (1H, m, 1-H), 5,25 (1H, d, J = 2,lHz, la,24-Dihydroxycyclovitamin D3 (3b) und 1-Oxo-hydroxycy-

19(E)-H). clovitaminD3 (7b)

30 Ein Gemisch von 2,45 mg (0,5 Äq.) Se02,14 jal (2 Äq.) t-Beispiel 3 BuOOH und 1,2 ml trockenem CH2C12 lässt man bei Raum-

1 a-Hydroxy vitamin D3 (6a) temperato während 30 Minuten reagieren. Eine Lösung des

Eine Lösung von 1,3 mg(4a)in0,5 ml eines 3:1-Gemischs Cyclovitamins (2b) in 0,5 ml CH2C12 wird zu diesem Oxida-von 1,4-Dioxan und H20 wird auf 55° erwärmt, 0,2 mg p-To- tionsmedium getropft, und die Reaktion wird 15 Minuten luolsulfonsäure in 4 |il H20 werden zugesetzt, und es wird 35 weitergeführt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend mit weitere 0,5 Stunden erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird an- 2,0 ml 10% NaOH abgeschreckt und mit 20 ml Diäthyläther schliessend mit 2 ml gesättigtem NaHC03 abgeschreckt und verdünnt. Die organische Phase wird abgetrennt und nachein-mit zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert. Die organischen ander mit 10% NaOH, H20, gesättigter FeS04-Lösung, geExtrakte werden über MgS04 getrocknet, und das Lösungs- sättigtem NaHC03 und erneut mit H20 gewaschen und mittel wird im Vakuum verdampft. Das rohe Produkt wird 40 schliesslich über MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird anschliessend auf eine 10 x 20 cm Siliciumdioxidgel-Platte im Vakuum entfernt, und der rohe Rückstand wird auf eine aufgebracht, in 30% EtOAc: Skellysolve B entwickelt, unter Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (20 cm x 20 cm, 750nm Bildung von 400 jxg des Produkts 5a: UV-Spektrum: A,max dick) aufgetragen, die in Skellysolve B:Äthylacetat (6:4)-Sy-

264 nm; Massenspektrum: m/e 442 (M+, 75), 382 (70), 269 stem entwickelt wird, unter Bildung von 11 mg (53% Aus-(15), 134 (100); NMR-Spektrum: S 0,52 (3H, s, 18-H3), 0,86 45 beute) (3b): Massenspektrum: m/e 430 (M+, 15), 412 (12), 380 (6H, d, J = 5,5Hz, 26-H3 und 27-H3), 0,91 (3H, d, J=5,9Hz, (35), 269 (10), 59 (100); NMR-Spektrum: 8 0,53 (3H, s, 21-H3), 2,03 (3H, s, l-OCOCH3), 4,19 (1H, m, 3-H), 5,04 18-H3), 0,61 (2H, m, 4-H2), 0,93 (3H, d, J = 6,2Hz, 21-H3), (1H, d, J = 1,5Hz, 19(Z)-H), 5,31 (1H, m (scharf), 19(E)-H), 1,21 (6H, s, 26-H3 und 27-H3), 3,25 (3H, s, 6-OCH3), 4,17 5,49 (1H, m, 1-H), 5,93 (1H, d, J=11,4Hz, 7-H), 6,37 (1H, d, (1H, d, J = 9,2Hz, 6-H), 4,20 (1H, m 1-H), 4,95 (1H, d, J = ll,4Hz, 6-H). 50 J=9,2Hz, 7-H), 5,19 (lH,d,J=l,9Hz, 19(Z)-H), 5,22 (1H,

Das Produkt 5a wird in 0,5 ml Äther aufgenommen und d, J=1,9Hz, 19(E)-H). Als geringere Komponente wurde mit überschüssigem LiA1H4 behandelt. Das Reaktionsge- 1 -Oxo-25-hydroxycyclovitamin D3 (7b) aus dem Reaktions-misch wird mit gesättigter NaCl-Lösung abgeschreckt, und gemisch isoliert (15%). Massenspektrum: m/e 428 (M+). das Produkt wird durch Filtrieren und Verdampfen des Lö- ^

sungsmittels im Vakuum isoliert. Das einzige Produkt (6a) er- Beispiel 6

gibt eine Co-Chromatographie mit einer Standardprobe von la,25-Dihydroxycyclovitamin D3-l,25-diacetat (4b-25-OAc) la-Hydroxyvitamin D3 in 97:3 CHC13:CH30H (la-Hydroxy- Eine Lösung von 7 mg (3b) in 200 nl trockenem Pyridin vitamin D3, Rf=0,10,1 ß-Hydroxyvitamin D3, Rf=0,15, wird mit 10 (il Essigsäureanhydrid behandelt Das System

Reaktionsprodukt (6a), Rf=0,10). Dieses Produkt weist ein 6g wird mit N2 gespült und 16,0 Stunden auf 97° erwärmt. Nach Xmax=264 nm, und ein Massenspektrum und ein NMR-Spek- dem Kühlen wird das Gemisch mit 5 ml gesättigtem NaHC03 trum auf, die identisch mit denjenigen des authentischen 1 a- verdünnt. Das wässrige Gemisch wird mit zwei 10 ml-Antei-Hydroxyvitamins D3 sind. len Äther extrahiert, und die organische Phase wird nachein ander mit zwei 10 ml-Anteilen gesättigtem NaHC03 und an-65 schliessend mit 10 ml H20 gewaschen. Nach dem Trocknen Beispiel 4 über MgS04 werden das Lösungsmittel und restliches Pyridin

25-Hydroxycyclovitamin D3 (2b) durch azeotrope Destillation mit Benzol im Vakuum entfernt.

Eine Lösung von 100 mg 25-Hydroxyvitamin D3 (lb) und Das Rohprodukt wird anschliessend auf eine Siliciumdioxid-150 mg p-Toluolsulfonylchlorid in 0,5 ml trockenem Pyridin gel-Dünnschichtplatte (10 x 20 cm, 750 um dick) aufgetra-

658 050 12

gen, in Skellysolve B:Äthylacetat (8:2) entwickelt, unter Bil- 0,82 und 0,84 (6H, dd, J=4,1Hz, 26-H3 und 27-H3), 0,91 dung von 6 mg (72%) des Diacetats (4b,25-0 Ac) und 1,2 mg (3H, d, J=7,0Hz, 21-H3), 1,02 (3H, d, J=6,6Hz, 28-H3), des entsprechenden 3-Acetoxy-25-hydroxy-Derivats. 3,26 (3H, s, 6-OCH3), 4,13 (1H, d, J=9,6Hz, 6-H), 4,89 (1H,

m, 19(Z)-H), 5,00 (1H, d, J=9,4Hz, 7-H), 5,04 (1H, m Beispiel 7 s (scharf), 19(E)-H), 5,20 (2H, m, 22-H und 23-H).

la,25-Dihydroxyvitamin D3-l,25-diacetat (5b,25-0Ac)

Zu 3,8 mg (4b,25-0 Ac), gelöst in 400 (il Dioxan: H20 (3:1) . BeispiellO

und erwärmt auf 55°, fügt man 8 (il einer Lösung von p-To- la-Hydroxycyclovitamin D2 (3c) und 1-Oxo-cyclovitamin D2 luolsulfonsäure in H20 und erwärmt weitere 10 Minuten. Das (7c)

Reaktionsgemisch wird mit gesättigtem NaHC03 abge- io Ein Gemisch von 2,7 mg Se02 und 13,4 jj.1 70% t-BuOOH schreckt und mit zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert. Die in 1,5 ml trockenem CH2C12 lässt man 20 Minuten reagieren, ätherische Lösung wird mit zwei 10 ml-Anteilen H20 gewa- 30 mg der Verbindung 2c in 0,5 ml CH2C12 werden anschlies-schen und über MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird send zugetropft, und man lässt die Reaktion 15 Minuten wei-im Vakuum entfernt, und der Rückstand wird auf eine terlaufen, worauf man mit 2,0 ml 10% NaOH abschreckt.

Sihciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (5_ x 20 cm, 250 |im is Die Lösung wird mit 15 ml Äther verdünnt, die ätherische dick) aufgetragen, die in Skellysolve B:Äthylacetat (8:2) ent- Phase wird abgetrennt und nacheinander mit 10% NaOH, wickelt wird, unter Bildung von 1,8 mg (45%) (5b, 25-OAc): H20, gesättigter FeS04-Lösung, gesättigtem NaHC03 und UV-Spektrum: ^max 265 nm; Massenspektrum: m/e 500 (M+, erneut mit H20 gewaschen. Nach dem Trocknen über MgS04 25), 440 (55), 422 (15), 398 (10), 380 (45), 134 (100); NMR- wird das Lösungsmittel im Vakuum entfernt, und der RückSpektrum: 5 0,52 (3H, s, 18-H3), 0,92 (3H, d, J=6,2Hz, 20 stand wird auf eine Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (20 21-H3), 1,42 (6H, s, 26-H3 und 27-H3), 1,97 (3H, s, x 20 cm, 750 Jim) aufgetragen, die einmal in einem Skelly-

25-OCOCH3), 2,03 (3H, s, l-OCOCH3), 4,18 (1H, m, 3-H), solve B:Äthylacetat (8:2)-System entwickelt wird, unter Bil-5,03 (lH,d, J=l,lHz, 19(Z)-H), 5,31 (1H, m (scharf), dung von 9,5 mg (45%) (3c): Massenspektrum: m/e 426 M+,

19(E)-H), 5,49 (1H, m, 1-H), 5,93 (1H, d,J=l 1,4Hz, 7-H), 55), 394 (75), 353 (30), 269 (40), 135 (95); NMR-Spektrum: 8 6,37 (1H, d, J=11,4Hz, 6-H). 25 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,63 (2H, m, 4-H2), 0,82 und 0,84 (6H,

dd, 16-H3 und 27-H3), 0,92 (3H, d, J=6,0Hz, 21-H3), 1,02 Beispiel 8 (3H, d, J=6,4Hz, 28-H3), 3,26 (3H, s, 6-OCH3), 4,18 (1H, d,

la-25-DihydroxyvitaminD3 (6b) J=9,6Hz, 6-H),4,21 (lH,m, 1-H),4,94(1H,d, J=9,6Hz,

Zu einer gerührten Lösung von 1,0 mg des Diacetats (5b, 7-H), 5,17 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,19 (2H, m, 22-H und 25-OAc) in 1,5 ml Äther fügt man 0,5 ml einer ätherischen, 30 23-H), 5,24 (1H, m (scharf), 19(E)-H). Eine zweite geringere mit LÌAIH4 gesättigten Lösung. Nach 10 Minuten bei Raum- Komponente, die aus dem Reaktionsgemisch isoliert wurde, temperato wird das Reaktionsgemisch mit gesättigter NaCl- erwies sich als 1-Oxo-cyclovitamin D2 (7c): Massenspektrum: Lösung abgeschreckt, und die Salze werden durch Zusatz von m/e 424 (M+).

3 % HCl gelöst. Die wässrige Phase wird mit Äther extrahiert,

und die ätherischen Extrakte werden mit H20 gewaschen und 35

über MgS04 getrocknet. Durch Dünnschichtchromatogra- Beispiel 11

phie (5 x 20 cm Siliciumdioxidgel-Platten, 250 um dick) un- la-Hydroxycyclovitamin D2-l-acetat (4c)

ter Verwendung von 5% MeOH:CHCl3 erhält man 0,6 mg Zu 6,5 mg (3c) in 3 (il trockenem Pyridin fügt man 150 jj.1

(70%) la-25-Dihydroxyvitamin D3 (6b), mit einem UV-Spek- Essigsäureanhydrid. Diese Lösung erwärmt man 1,5 Stunden trum mit Xmax 265 nm. Die Identität von 6b als la,25-Dihy- 40 auf 55° und verdünnt anschliessend mit 5 ml gesättigtem droxyvitamin D3 zeigt man durch direkten Vergleich der NaHC03 und extrahiert mit zwei 10 ml-Anteilen Äther. Die

Massen- und NMR-Spektren mit denen eines authentischen organischen Extrakte werden mit gesättigtem NaHC03 und Materials sowie durch Co-Chromatographie von 6b mit au- H20 gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das restliche thentischem la,25-Dihydroxyvitamin D3. Pyridin und Lösungsmittel werden durch azeotrope Destilla-

45 tion mit Benzol im Vakuum entfernt unter Bildung der Ver-Beispiel 9 bindung 4c: Massenspektrum: m/e 468 (M+, 40), 408 (20),

Cyclovitamin D2 (2c) 376 (65), 251 (60), 135 (100).

Eine Lösung von 100 mg Vitamin D2 (lc) und 100 mg p-Toluolsulfonylchlorid in 0,3 ml Pyridin lässt man 24 Stunden Beispiel 12

bei 3° reagieren und schreckt anschliessend mit 10 ml gesättig-50 la-Hydroxyvitamin D2-l-acetat (5c)

tem NaHC03 ab. Das wässrige Gemisch wird mit zwei 10 ml- Eine Lösung von 5,0 mg (4c) in 400 nl Dioxan:H20 (3:1) Anteilen Äther extrahiert, und der ätherische Extrakt wird wird auf 55° erwärmt. 12 jo.1 einer wässrigen Lösung von nacheinander mit 3 x 10 ml gesättigtem NaHC03,2 x 10 ml 50 (j.g/p.1 p-Toluolsulfonsäure werden zugesetzt, und es wird 3% HCl und 2 x 10 ml H20 gewaschen und anschliessend weitere 10 Minuten erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird an-über MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum 55 schliessend mit gessätigtem NaHC03 abgeschreckt und mit entfernt, und das rohe Vitamin D2-3-tosylat wird in 1,5 ml zwei 10 ml-Anteilen Äther extrahiert. Die abgetrennte ätheri-wasserfreiem Methanol und 0,3 ml wasserfreiem Aceton auf- sehe Phase wird mit 10 ml gesättigtem NaHC03 und zwei genommen. Nach Zusatz von 170 mg Natriumacetat wird die 10 ml-Anteilen H20 gewaschen, über MgS04 getrocknet, und Lösung 20 Stunden auf 55° erwärmt. Nach dem Kühlen wird das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Durch präpara-die Lösung mit 10 ml H20 verdünnt und mit drei 10 ml-An- 60 tive Dünnschichtchromatographie an Siliciumdioxidgel teilen Äther extrahiert. Die organischen Extrakte werden mit (Skellysolve B:Äthylacetat, 8:2) erhält man 1,6 mg 5c (32% drei 10 ml-Anteilen H20 gewaschen, mit MgS04 getrocknet, Äusbeute): UV-Spektrum: A,max 265 nm; Massenspektrum: und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Der Rück- m/e 454 (M+, 80), 394 (80), 376 (20), 269 (40), 135 (100);

stand wird an einer Siliciumdioxidgel-Dünnschichtplatte (20 NMR-Spektrum: 8 0,53 (3H, s, 18-H3), 0,81 und 0,84 (6H, d, x 20 cm, 750 um) in Skellysolve B:Äthylacetat (8:2) chroma- 65 J=4,4Hz, 26-H3 und 27-H3), 0,91 (3H, d, J=7,0 Hz, 21-H3), tographiert unter Bildung von 60 mg (59%) (2c): Massen- 1,01 (3H, d, J=6,7Hz, 28-H3), 2,03 (3H, s, 3-OCOCH3), 4,18 spektrum: m/e 410 (M+, 15), 378 (40), 253 (40), 119 (60); (1H, m, 3-H), 5,03 (1H, d, J = 1,5Hz, 19(Z)-H), 5,19 (2H, m, NMR-Spektrum: 8 0,55 (3H, s, 18-H3), 0,74 2H, m, 4-H2), 22-H und 23-H), 5,3 (1H, m (scharf), 19(E)-H), 5,48 (1H, m

13 658 050

1-H), 5,92 (IH, d, J=11,0Hz, 7-H), 6,37 (IH, d, J=11,0Hz, Beispiel 15

6-H). Ameisensäurekatalysierte Solvolyse von la-Acetoxycyclovit-

amin D3

Beispiel 13 Eine Lösung von 1 a-Acetoxycyclovitamin D3 (4a) in la-Hydroxyvitamin D2(6c) 5 trockenem Dioxan erwärmt man auf 55° und behandelt mit

Eine Lösung von 1,1 mg(5c)in 1,5 ml Äther wird mit einer l:l-Lösung von 98% Ameisensäure:Dioxan (50 jil/mg 0,5 ml einer ätherischen Lösung, gesättigt mit LiAlH4, behan- Cyclovitamin) während 15 Minuten. Die Reaktionsmischung delt. Nach 10 Minuten bei Raumtemperatur wird das Reak- wird anschliessend mit Eiswasser abgeschreckt und mit Äther tionsgemisch mit gesättigtem NaCl abgeschreckt, und die extrahiert. Die ätherischen Extrakte werden mit Wasser, geSalze werden in 3% HCl gelöst. Diese wässrige Lösung wird io sättigtem NaHC03, gesättigtem NaCl gewaschen, über mit Äther extrahiert, und die organischen Extrakte werden MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum mit Wasser gewaschen und über MgS04 getrocknet. Dünn- entfernt. Das Rohprodukt (1 a-Acetoxy-3 ß-formylvitamin D3 Schichtchromatographie an 250 n dicken 5 x 20 cm-Platten in und sein 5,6-trans-Isomeres) wird in einer l:l-Lösung von 5% Methanol: Chloroform ergibt 0,8 mg (75% Ausbeute) la- Dioxan-Methanol gelöst, und eine äquivalente Menge von Hydroxyvitamin D2: UV-Spektrum: Xmax 265 nm; Massen- is wässrigem K2C03 (10 mg/100 |il) wird zugesetzt. Nach 5 Mi-spektrum: m/e 412 (M+) 394,376,287,269,251,152,134 nuten bei Raumtemperatur wird die Lösung mit Wasser ver-(Basis-Peak); NMR-Spektrum: 5 0,56 (3H, s, 18-H3), 0,82 dünnt und mehrfach mit Äther extrahiert.Die ätherischen Ex-und 0,84 (6H, dd, J=4,4 Hz, 26-H3 und 27-H3), 0,92 (3H, d, trakte werden mit Wasser gewaschen, über MgS04 getrock-J = 6,6Hz, 21-H3), 1,02 (3H, d, J=6,6Hz, 28-H3), 4,23 (IH, net, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das • m, 3-H), 4,42 (1H, m, 1-H), 5,00 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 20 rohe eis- und trans-Gemisch von l-Acetoxy-3-hydroxyvitami-5,20 (2H, m, 22-H und 23-H), 5,32 (1H, dd, J = 1,4Hz, nen wird anschliessend an einer 10 x 20 cm, 750 |xm dicken Si-

19(E)-H), 6,02 (1H, d, J = 11,1Hz, 7-H), 6,38(1H, d, liciumdioxidgel-Platte in 1:3 Äthylacetat: Skellysolve B chro-

J = 11,6Hz, 6-H). Diese Spektraldaten stimmen voll mit Da- matographiert unter Bildung des reinen cis-la-Acetoxyvit-ten überein, die mit 1 a-Hydroxyvitamin D2 erhalten werden, amins D3. Durch basische Hydrolyse (NaOH in Methanol) das nach einer völlig verschiedenen Methode hergestellt wird 25 erhält man ein Produkt, das chromatographisch und spektro-[Lam et al., Science, 186,1038-1040 (1974)]. skopisch identisch ist mit einer authentischen Probe von la-

Hydroxyvitamin D3.

Beispiel 14

Solvolyse von la-Acetoxyclovitamin D in Essigsäure Beispiel 16

Eine Lösung von 3,0 mg la-Hydroxycyclovitamin D3-l- 30 Cyclovitamin D3 (2a) durch NaHC03-gepufferte Solvolyse acetat (4a) in 200 [xl Eisessig wird 15 Minuten auf 55° erwärmt von Vitamin D3-tosylat und anschliessend mit eiskaltem gesättigten NaHC03 abge- Zu einer Suspension von 170 mg Vitamin D3-tosylat in schreckt. Das wässrige Gemisch wird mit Diäthyläther extra- 6,0 ml wasserfreiem Methanol fügt man 213 mg (8,0 Äq.) hiert, und die organische Phase wird mit gesättigtem NaHC03. Das System wird mit Stickstoff gespült und 20

NaHC03 und Wasser gewaschen, über MgS04 getrocknet 35 Stunden auf 58° erwärmt. Anschliessend wird das Reaktionsund filtriert unter Bildung einer Lösung von 5,6-cis- und gemisch mit gesättigter NaCl-Lösung verdünnt, in einen 5,6-trans-1 a-Acetoxyvitamin D3-3-acetaten (UV-Spektrum: Scheidetrichter überführt und mit 2 x 10 ml-Anteilen Et20 ^max 267-269 nm). Die getrocknete ätherische Lösung wird extrahiert. Die organischen Extrakte werden mit 1 x 10 ml-mit einer geringen Menge (1,0 mg) Lithiumaluminiumhydrid Anteil gesättigtem NaCl gewaschen und über MgS04 gebehandelt, mit gesättigtem NaCl abgeschreckt, filtriert, und 40 trocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das rohe Öl wird der ölige Rückstand an einer 750 um, 20 x 20 cm-Silici-wird auf eine 5 x 20 cm-Siliciumdioxidgel-Dünnschichtchro- umdioxidgel-präparativen Platte in Äthylacetat: Skellysolve B matographieplatte (250 um dick) aufgetragen, die in 5% (2:8) chromatographiert unter Bildung von 94 mg (75%) Cy-Methanol:Chloroform entwickelt wird unter Bildung von clovitamin D3 (2a).

1,6 mg eines Gemischs (UV-Spektrum: A,max 267-269 nm) und 45

1 a-Hydroxyvitamin D3 (6a) und dem entsprechenden Beispiel 17

5,6-trans-Isomeren (5,6-trans-1 a-Hydroxyvitamin D3) in ei- 6-Hydroxycyclo vitamin D3 (8a)

nem Verhältnis von 3:1, bestimmt durch NMR-Analyse: Eine Lösung von 100 mg Vitamin D3,100 mg TsCl und

Charakteristische Resonanzen für das cis-Isomere (6a): 8 6,38 500 |il trockenem Pyridin wird 24 Stunden bei 5° gehalten, an-und 6,01 (d, J = 11,4Hz, 6-H und 7-H), 5,33 (dd, J = 1,5Hz, 50 schliessend mit Äther verdünnt und mehrfach mit gesättigtem 19(E)-H),5,01 (scharfes m, 19(Z)-H), 0,54 (s, 18-H3); für das NaHC03 gewaschen. Die organische Schicht wird über trans-Isomere: 6,58 und 5,88 (d, J = 11,4Hz, 6-H und 7-H), MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum 5,13 (d, J = 1,4Hz, 19(E)-H), 4,98 (scharfes m, 19(Z)-H), 0,56 entfernt. Das rohe D3-Tosylat wird in 4,0 ml Aceton:H20 (s, 18-H3). (9:1) zusammen mit 175 mg (8 Äq.) NaHC03 suspendiert.

Die gleiche Arbeitsweise kann angewendet werden zur 55 Das resultierende Gemisch wird über Nacht auf 55° erwärmt, Spaltung des Cyclopropanringes (Cycloumkehr bzw. Cy- mit gesättigtem NaCl verdünnt und 2 x mit Äther extrahiert, cloumlagerung bzw. Cycloreversion) anderer Cyclo vitamine Der ätherische Extrakt wird 1 x mit Wasser gewaschen, über oder ihrer C-l -oxygenierten Analogen. So führt die Erwär- MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum mung von 1 a-Acetoxy-25-hydroxyvitamin D3 (Verbindung entfernt. Durch präparative Dünnschichtchromatographie 4b, keine Schutzgruppe für die 25-OH-Funktion erforderlich) 60 (20 x 20 cm, 750 |im, 8:2 Skellysolve B:Äthylacetat) erhält in Eisessig, wie vorstehend beschrieben, zu la-Acetoxy-25- man 55 mg des 6-Hydroxy-3,5-cyclovitamins D3 (8a); Mas-hydroxyvitamin D3-3-acetat als Hauptprodukt (plus etwas senspektrum: m/e 384 (M+, 366,253,247.

von dem entsprechenden 5,6-trans-Isomeren als geringeres

Produkt), und dieses Gemisch kann direkt hydrolysiert Beispiel 18

(MeOH/KOH) oder einer Hydridreduktion wie vorstehend 65 6-Acetoxycyclovitamin D3 (9a)

beschrieben unterzogen werden, unter Bildung von la,25-Di- Zu einer Lösung von 300 pl trockenem Pyridin und hydroxyvitamin D3 als Hauptprodukt und 5,6-trans-la,25- 200 jil Ac20 fügt man 6 mg 6-Hydroxycyclovitamin D3 (8a) Dihydroxyvitamin D3 als geringeres Produkt. in 200 (il Pyridin. Das Reaktionsgemisch wird 2,0 Stunden

658 050

auf 55° unter Nf erwärmt und anschliessend mit einem grossen Überschuss an Toluol verdünnt. Die Lösung wird bei 40° im Vakuum zur Trockne verdampft unter Bildung von rohem 6-Acetoxycyclovitamin D3 (9a); Massenspektrum: m/e 426 (M+).

Beispiel 19

Hydridreduktion von 1-Oxo-cyclovitamin D3 (7a) zu 3a

Eine Lösung von 2,0 mg 1-Oxo-cyclovitamin D3 in 500 (j.1 Äther wird mit 300 (il Äther, gesättigt mit LiAlH4, behandelt. Nach 30 Minuten wird das Reaktionsgemisch sorgfaltig durch tropfenweise Zugabe von gesättigtem NaCl abgeschreckt. Die unlöslichen Salze werden durch Filtrieren entfernt, und das Filtrat wird über MgS04 getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt unter Bildung von 1,7 mg eines 95:5-Gemischs von la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) und dem entsprechenden lß-Hydroxycyclovitamin D3-Isomeren, die durch Chromatographie getrennt werden. Durch glezcheBehandlung von 1-Oxo-cyclovitamin D3 mit 300 (il 100% Äthanol, gesättigt mit NaBH4, erhält man ein 8:2-Gemisch von la-Hydroxy-und lß-Hydroxycyclovitamin D3-Verbindungen (3a und sein lß-Epimeres).

Beispiel 20

Se02/t-BuOOH-Oxidation von 6-Hydroxycyclovitamin D3 (8a)

Zu einer gerührten Suspension von 2,0 mg Se02 in 1,5 ml trockenem CH2C12 fügt man 10 |il 70% t-BuOOH. Bei Homogenität wird eine Lösung von 14 mg 6-Hydroxycyclovit-amin D3 (8a) in 500 (il trockenem CH2C12 zugetropft, und die Reaktion wird 1,5 Stunden bei Raumtemperatur weitergeführt. Das Reaktionsgemisch wird mit 10% NaOH abgeschreckt, mit Äther verdünnt, mit 10% NaOH und Wasser gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Der rohe ölige Rückstand wird chromatographiert (10 x 20 cm, 750 (im, 1:1 Äthylacetat: Skellysolve B) unter Bildung von 1,5 mg (10%) l-Oxo-6-hy-droxycyclovitamin D3: Massenspektrum: (m/e) 398 (35), 380 (25), 247 (25), 135 (40), 133 (100); 2,0 mg (15%) la,6-Dihy-droxycyclovitamin D3 (10a): Massenspektrum: (m/e) 400 (50), 382 (80), 269 (20), 247 (40), 135 (80), 133 (40; und 2,0 mg (15%) la-Hydroxyvitamin D3 (6a) und des entsprechenden la-Hydroxy- 5,6-trans-Isomeren.

Beispiel 21

Umwandlung von la, 6-Dihydroxycyclovitamin D3 ( 10a) in la-Hydroxyvitamin D3 (6a)

Eine Lösung von 400 |xl trockenem Pyridin, 200 (il Essigsäureanhydrid und 2,0 mg 1 a,6-Dihydroxycyclovitamin D3 (10a) wird 2,0 Stunden auf 55° erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend mit Toluol verdünnt und zur Trok-kene gestrippt. Das resultierende Öl (la,6-Diacetoxycyclovit-amin D3) wird in 100 (il THF aufgenommen und mit 200 (il 97% HC02H während 15 Minuten bei 55° behandelt. Durch Verdünnen mit gesättigtem NaCl, Extrahieren mit Äther, Waschen mit gesättigtem NaHC03, Trocknen über MgS04 und Entfernen des Äthers im Vakuum erhält man rohes l-Acetoxy-3-formiat-cis- und -trans-vitamin-Derivate. Die selektive Formiathydrolyse mit K2C03, gefolgt von einer Chromatographie, führt zu reinem la-Acetoxyvitamin D3 (5a), das durch einfache KOH/MeOH-Hydrolyse in la-Hydroxyvitamin D3 (6a) umgewandelt wird.

Beispiel 22 24 (R) ,25-Dihydroxy-cyclovitamin D3(2d)

Zu 150 (il trockenem Pyridin fügt man 10,4 mg 24R,25-(OH)2D3 und 7,13 mg (1,5 Äq.) TsCl. Die Reaktion wird 72

14

Stunden bei 0° gehalten, worauf mit gesättigtem NaHC03 verdünnt und mit Äther extrahiert wird. Nach dem Waschen des ätherischen Extrakts mit gesättigtem NaHC03, Trocknen über MgS04 und Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum s wird das rohe Tosylat ( ~ 70% durch Dünnschichtchromatographie) in 2 ml wasserfreiem MeOH zusammen mit 25 mg NaHC03 suspendiert und 20 Stunden unter N2 auf 58° erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend mit gesättigtem NaCl verdünnt und mit Äther extrahiert. Die ätheri-io sehen Extrakte werden mit Wasser gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Präparative Dünnschichtchromatographie (10 x 20 cm, 750 (im Siliciumdioxidgel, 6:4 Skellysolve B:Äthylacetat) ergibt 2,5 mg des gewonnenen 24R,25-(OH)2D3 und 4,4 mg

15 24R,25-Dihydroxycyclovitamin D (2d): Massenspektrum: (m/e) 430 (15), 398 (65), 253 (40), 159 (45), 119 (55), 59 (100); NMR-Spektrum: 5 0,55 (3H, s, 18-H3), 0,74 (2H, m, 4-H2),0,94 (3H, d, J=6,2Hz, 21-H3), 1,17 (3H, s, 26-H3), 1,22 (3H, s, 27-H3), 3,26 (3H, s, 6-OCH3), 3,34 (1H, m,

zo 24-H), 4,17 (1H, d, J=9,0Hz, 6-H), 4,88 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,00 (1-H, d, J=9,0Hz, 7-H), 5,04 (1H, m (scharf), 19(E)-H).

Beispiel 23

25 la,24(R),25-Trihydroxy-cyclovitamin D3 (3d)

Zu einer vorausgehend hergestellten Lösung von 1,12 mg Se02und 12 |xl 70% t-BuOOH in 1,0 ml trockenem CH2C12 fügt man 4,2 mg 24R,25-Dihydroxy-cyclovitamins D3 in 500 (il CH2C12. Nach 30 Minuten wird ein weiterer Anteil von 30 1,12 mg Se02 und 12 (il 70% t-BuOOH in 500 jil CH2C12 zugesetzt, und die Reaktion wird während einer weiteren Stunde. weitergeführt. Das Reaktionsgemisch wird mit 10% NaOH abgeschreckt, mit Äther verdünnt und zweimal mit 10% NaOH gewaschen, worauf eine Wäsche mit Wasser folgt. Die 35 organische Lösung wird über MgS04 getrocknet, das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt, und das resultierende Öl wird an einer 5 x 20 cm, 250 (im Siliciumdioxidgel-Platte in Äthylacetat:Skellysolve B (1:1) chromatographiert unter Bildung von 1,6 mg la,24(R),25-Trihydroxy-cyclovitaminD3 40 (3d): Massenspektrum: (m/e 446 (30), 414 (50,396 (40), 269 (30), 135 (80), 59 (100); NMR-Spektrum: 8 0,55 (3H, s, 18-H3), 0,65 (2H, m, 4-H2), 0,96 (3H, d, J=6,0Hz, 21-H3), 1,19 (3H, s, 26-H3), 1,24 (3H, s, 27-H3), 3,28 (3H, s, 6-OCH3), 3,35 (1H, m, 24-H), 4,20 (1H, d, J=9,0Hz, 6-H), 45 4,22 (1H, m, 1-H), 4,97 (1H, d, J=9,0Hz, 7-H), 5,18 (1H, m (scharf), 19(Z)-H), 5,26 (1H, d, J=2,2Hz, 19(E)-H). 1-Oxo-24(R),25-Dihydroxy-cyclovitamin D3 (7d) wird ebenfalls als geringere Komponente ( > 20%) isoliert.

50

Beispiel 24 la,24-(R) ,25-Trihydroxyvitamin D3 (6d)

Zu 200 (il trockenem Pyridin und 150 |il Ac20 werden 1,4 mg la, 24R,25-Trihydroxy-cyclovitamin D3 (3d) gefügt, ss Das System wird mit N2 gespült und 20 Stunden auf 95° erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend mit trockenem Toluol verdünnt und azeotrop zur Trockne destilliert. Das ölige Produkt, la,24(R),25-TriacetoxycyclovitaminD3 (4d-24,25-diacetat), wird in 200 (il THF gelöst und zu 500 |il 6o einer 1:1-Lösung von 97% HC02H:THF gefügt und 15 Mi- -nuten auf 55° erwärmt. Das gekühlte Reaktionsgemisch wird mit Äther verdünnt, mit H20, gesättigtem NaHC03, gesättigtem NaCl gewaschen und über MgS04 getrocknet. Nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird das rohe 65 la,24R,25-Triacetoxy-3ß-formiat-vitamin D-Zwischenprodukt in 200 (il THF gelöst und mit 1,0 mg K2C03 in 10 (il H20 und 90 (il MeOH während 5 Minuten bei Raumtemperatur behandelt. Durch Verdünnen mit gesättigtem NaCl, Ex

15

658 050

trahieren mit Äther und Chromatographie an einer 5 x 20 cm, 250 (im Siliciumdioxidgel-Platte in Äthylacetat:Skellysolve B (4:6) erhält man la,24R,25-Triacetoxy-vitamin D3. Durch Behandeln dieses Triacetats mit LiAlH4 erhält man la,24R,25-Trihydroxy vitamin D3 (6d), das in jeder Hinsicht mit einer authentischen Probe identisch ist.

Beispiel 25

Umwandlung von 1-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) in la-Hydroxyvitamin D3 (6a) über das 1-Formyl-Zwischenprodukt (IIa)

Ein 200 jil-Anteil von Essigsäureanhydrid wird auf 0° gekühlt, und 100 (il 97% Ameisensäure werden langsam zugefügt. Die Lösung wird kurz (15 Minuten) auf 50° erwärmt und anschliessend auf 0° gekühlt. Ein Anteil von 100 [il des Essigsäure-Ameisensäure-Anhydrids wird anschliessend zu einer Lösung von 5 mg la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) in Pyridin bei 0° gefügt. Nach 2,0 Stunden wird das Reaktionsgemisch mit gesättigtem NaCl verdünnt, mit Äther extrahiert, mit H20 gewaschen und über MgS04 getrocknet. Das nach Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum erhaltene rohe la-Formylcyclovitamin D3 (1 la) wird in Eisessig gelöst und 15 Minuten auf 55° erwärmt. Durch Verdünnen mit gesättigtem NaCl, Extrahieren mit Äther und Isolieren der organischen Produkte erhält man das rohe Produkt, bestehend aus 1-For-myloxy vitamin D3-3-acetat (12a) und dem entsprechenden 5,6-trans-Isomeren. Durch Behandlung des rohen Gemischs mit K2C03 in H20/Me0H, gefolgt von einer Chromatographie (5 x 20 cm, 250 (im, Siliciumdioxidgel, 3:7 Äthylacetat: Skellysolve B), erhält man reines la-Hydroxivitamin D3-3-acetat und 5,6-trans- la-Hydroxyvitamin D3-3-acetat, die hydrolytisch (KOH/MeOH) in das entsprechende la-Hydro-xyvitamin D3 (6a) bzw. sein 5,6-trans-Isomeres umgewandelt werden.

Beispiel 26

Durch Kronenäther katalysierte Cycloreversion von la-Acet-oxycyclovitamin D3

Eine 0,5 m-Hexan: Benzol-Lösung (1:1) von 15-Krone-5 (15-crown-5) (Aldrich Chemical Co., Milwaukee) wird mit feinverteiltem wasserfreien Natriumacetat gesättigt. Zu 300 (il dieser Lösung fügt man 11,0 mg la-Acetoxycyclovit-amin D3 (4a) in 600 (il trockenen Hexanen, gefolgt von 200 (il 97% Ameisensäure. Das Zwei-Phasen-Gemisch wird gelegentlich während 30 Minuten verwirbelt, anschliessend mit Hexanen verdünnt, und die saure Schicht wird entfernt. Die organische Phase wird mit gesättigtem NaHC03, gesättigtem NaCl gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das rohe Öl wird in 300 (il THF und 300 |xl Methanol aufgenommen und mit 10 mg K2C03 in 100 (il H20 behandelt. Nach 5 Minuten bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemsich mit gesättigtem NaCl verdünnt und mit zwei Anteilen Äther extrahiert. Die organische Schicht wird mit H20 gewaschen, über MgS04 getrocknet, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das resultierende Gemisch wird einer präparativen Dünnschichtchromatographie unterzogen (750 (im, 10 x 20 cm, 75:25 Skellysolve B:Äthylacetat) unter Bildung von 5,7 mg (54%) la-Acetocy vitamin D3 (5a) und 2,1 mg (20%) 5,6-trans-la-Acetoxy vitamin D3.

Beispiel 27

Umwandlung von la-Hydroxyvitamin D3(6a) in la-Hydroxy-cyclovitamin D3 (3a)

Zu 0,2 ml Pyridin werden 3,0 mg la-Acetoxyvitamin D3 5 (5a), erhalten entweder durch selektive Acetylierung von la-Hydroxyvitamin D3 (3a) [2-molarer Überschuss Essigsäureanhydrid in Pyridin, 4 Stunden, Raumtemperatur, gefolgt von einer Trennung des gewünschten la-Acetoxyvitamin D3-Derivats durch präparative Siliciumdioxidgel-Dünnschicht-io Chromatographie unter Verwendung von Skellysolve B:Äthylacetat (3:1)] oder als Produkt aus Beispiel 2, und 6,0 mg Tosylchlorid gefügt. Nach 18 Stunden bei 3° wird das Reaktionsgemisch mit gesättigter NaCl-Lösung abgeschreckt, mit Äther extrahiert, und die ätherischen Extrakte 15 werden mehrfach mit gesättigter NaHC03-Lösung gewaschen. Nach dem Trocknen über MgS04 und Entfernen des Lösungsmittels im Vakuum wird das rohe la-Acetoxyvitamin D3-3-tosylat in 3,0 ml wasserfreiem MeOH, gepuffert mit 12,0 mg NaHC03, aufgenommen. Das Reaktionsgemisch 20 wird über Nacht auf 55° erwärmt, mit gesättigter NaCl-Lö-sung abgeschreckt, mit Äther extrahiert, und das Lösungsmittel wird im Vakuum entfernt. Das Rohprodukt wird einer präparativen Dünnschichtchromatographie (5 x 20 cm, 250 (im-Siliciumdioxidgel, Skellysolve B:Äthylacetat, 3:1) 25 unterzogen unter Bildung von 2,2 mg la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a), das in jeder Hinsicht mit dem in Beispiel 1 erhaltenen Produkt identisch ist.

Beispiel 28

30 MnOrOxidation von la-Hydroxycyclovitamin D3 (3a) zu 1-Oxo-cyclovitamin D3 (7a)

Zu 1,0 ml trockenem CH2C12 fügt man 3,0 mg 1 a-Hydro-xycyclovitamin D3 (3a) und 35 mg feinverteiltes Mn02 [vergi, beispielsweise Paaren et al., J. Chem. Soc., Chem. Comm. 890 35 (1977)]. Nach 2,0 Stunden wird das Reaktionsgemisch durch Celite filtriert und ergibt nach präparativer Dünnschichtchromatographie (5 x 20 cm, 250 (im, Siliciumdioxidgel, Skellysolve B:Äthylacetat) 2,6 mg 1-Oxo-cyclovitamin D3 (7 a), das in jeder Hinsicht mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Produkt 40 identisch ist.

Beispiel 29

Direkte Solvolyse von la-Hydroxycyclovitamin D-Verbin-dungen

3,8 ml Eisessig werden zu 380 mg la-Hydroxycyclovit-amin D3 gefügt, und die Lösung wird 10 Minuten auf 60° erwärmt. Nach dem Kühlen wird das Gemisch zu einer gerührten Lösung von Eis/NaHC03 gefügt. Die neutralisierte wässrige Lösung wird mit Diäthyläther extrahiert, die vereinten organischen Extrakte werden einmal mit Wasser gewaschen und über MgS04 getrocknet. Das Rohprodukt wird nach der Entfernung des Lösungsmittels chromatographiert an einer 1,5 x 60 cm-Säule Von 50 g neutralem Siliciumdioxidgel, eluiert mit 100 ml 4%, 100 ml 8%, 100 ml 12% und 400 ml 16% EtOAc/Skellysolve B. Das gewünschte la-Hydroxyvit-amin D3-3-acetat-Isomere eluiert vor dem la-Hydroxy-5,6-trans-vitamin D3-3-acetat, man erhält 175 mg la-Hydroxy vitamin D3-3-acetat; UV-Spektrum: Xmax 264 nm; Massenspektrum: (m/e) 442 (M+, 8), 382 (70), 364 (15), 269 (20), 134

45

50

55

60

(100).

Durch Hydrolyse des la-Hydroxyvitamin D3-3-acetats (10% NaOH/MeOH, 2 Stunden, RT) erhält man la-Hydro-xyvitamin D3.

C

Claims

658 050

PATENTANSPRÜCHE 1. Verbindung der Formel

15

worin Q

worin Z ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff, niedrig-Alkyl, niedrig-Acyl und aromatischem Acyl und worin Rb R2 und R3 jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe von Wasserstoff, Hydroxyl, niedrig-Alkyl, substituiertem niedrig-Alkyl, O-niedrig-Alkyl, Benzoat, substituiertem Benzoat und Fluor und mit der Ausnahme, dass, falls Z Wasserstoff oder Methyl bedeutet und sowohl R, als auch R3 Wasserstoff bedeuten, R2 kein Wasserstoff sein kann.
2. Verbindimg der Formel

25

oder

30

35

bedeutet und worin Z ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff, niedrig-Alkyl, niedrig-Acyl und aromatischem Acyl und

40 Ri,R2 und R3 jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe von Wasserstoff, Hydroxyl, niedrig-Alkyl, substituiertem niedrig-Alkyl, O-niedrig-Alkyl, substituiertem O-niedrig-Alkyl, O-niedrig-Acyl, substituiertem O-niedrig-Acyl, Benzoat, substituiertem Benzoat und Fluor, und R4 ausgewählt ist aus der 45 Gruppe von Wasserstoff und niedrig-Alkyl und

Y ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff und niedrig-Acyl und aromatischem Acyl.
4. Verbindung der Formel

50

55

worin Z ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff, niedrig-Alkyl, niedrig-Acyl und aromatischem Acyl und R,, R2 und R3 jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe von Wasserstoff, Hydroxyl, niedrig-Alkyl, substituiertem niedrig-Alkyl, O-niedrig-Alkyl, substituiertem O-niedrig-Alkyl, O-niedrig-Acyl, substituiertem O-niedrig-Acyl, Benzoat, substituiertem Benzoat und Fluor und

R4 ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff und niedrig-Alkyl.
3. Verbindung der Formel

60

65

worin R ausgewählt ist aus der Gruppe von

COOAlkyl

658 050

und worin Z niedrig-Alkyl bedeutet und worin Y ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff, niedrig-Acyl oder aromatischem Acyl.
5. Verbindung der Formel oder worin Q

15

20

bedeutet, und worin Z Wasserstoff oder niedrig-Alkyl ist und Ri, R2 und R3 jeweils ausgewählt sind aus der Gruppe von Wasserstoff, Hydroxyl, niedrig-Alkyl, substituiertem niedrig-Alkyl, O-niedrig-Alkyl, substituiertem O-niedrig-Alkyl, O-25 niedrig-Acyl, substituiertem O-niedrig-Acyl, Benzoat, substituiertem Benzoat und Fluor und R4 ausgewählt ist aus der Gruppe von Wasserstoff und niedrig-Alkyl.
6. Verbindung der Formel

30

35

40

45

worin Z Wasserstoff oder niedrig-Alkyl ist und worin R ausgewählt ist aus der Gruppe von

COOAlkyl oder
7. la-Hydroxy-6-niedrigalkoxy -3,5-cyclovitamin D3 als 10. la-Hydroxy-6-niedrigalkoxy -3,5-cyclovitamin D2 als Verbindung nach Anspruch 3. Verbindung nach Anspruch 3.
8. la,25-Dihydroxy-6-niedrigalkoxy -3,5-cyclovitamin D3 65 11. la,24,25-Trihydroxy-6- niedrigalkoxy-3,5- cyclovit-als Verbindung nach Anspruch 3. amin D3 als Verbindung nach Anspruch 3.
9. la,25-Dihydroxy-6-niedrigalkoxy -3,5-cyclovitamin D2

als Verbindung nach Anspruch 3.

658 050

Technisches Gebiet