DE4234382A1 - 25-Carbonsäure-Derivate in der Vitamin D-Reihe, Verfahren zu ihrer Herstellung, Zwischenprodukte für dieses Verfahren, diese Derivate enthaltende pharmazeutische Präparate sowie deren Verwendung zur Herstellung von Arzneimitteln - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft 25-Carbonsäure-Derivate in der Vitamin D-Reihe der allgemeinen Formel I

worin
R¹, R³ und R²⁴ unabhängig voneinander je ein Wasserstoffatom, eine gerad- oder ver­ zweigtkettige gesättigte Alkanoylgruppe mit 1 bzw. 3 bis 9 Kohlenstoffatomen oder eine Aroylgruppe,
OH eine α- oder β-ständige Hydroxygruppe,
R⁴ und R^4a gleichzeitig je ein Wasserstoffatom, ein Chlor- oder Fluoratom, eine Trifluor­ methylgruppe, einen gerad- oder verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten Kohlen­ wasserstoffrest mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen oder R⁴ und R^4a gemeinsam mit dem Kohlenstoffatom 25 einen 3- bis 7gliedrigen, gesättigten oder ungesättigten carbocyclischen Ring sowie Y einen der Reste -C(O)NR⁵R^5a, -C(O)OR⁶ oder -CN, wobei R⁵, R^5a und R⁶ je für ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bzw. 3 bis 8 Kohlenstoffatomen sowie R⁶ zusätzlich für einen ungesättigten, linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen oder für die Gruppe

mit m = 0 oder 1 und n = 2, 3, 4, 5 oder 6 und wenn m = 1
zusätzlich mit n = 1
stehen,
bedeuten,
sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung, Zwischenprodukte für dieses Verfahren, pharma­ zeutische Präparate, die diese Verbindungen enthalten sowie deren Verwendung zur Her­ stellung von Arzneimitteln.

Vorzugsweise steht für die Reste R¹, R³ und R²⁴ jeweils ein Wasserstoffatom. Die als Reste R¹, R³ und R²⁴ möglichen Alkanoylgruppen sind von gesättigten Carbon­ säuren, insbesondere der Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, iso-Buttersäure, Pivalinsäure, Valeriansäure etc., abgeleitet. Als Aroylgruppe ist in erster Linie der Benzoylrest zu nennen. Die Kohlenwasserstoffreste R⁴ und R^4a sind der Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, n-Butyl-, i- Propyl-, i-Butyl- und tert.-Butylrest. Auch die entsprechenden ungesättigten Reste kommen in Frage.

Fluorsubstitution an C25 ist gegenüber Chlorsubstitution bevorzugt.

Bilden R⁴ und R^4a mit dem Kohlenstoffatom 25 gemeinsam einen Ring, ist insbesondere an den Cyclopropylring gedacht; auch ein Cyclopentyl- oder -heptylring ist ohne weiteres mög­ lich.

In den Resten R⁵, R^5a und R⁶ ist als Alkylgruppe beispielsweise die Methyl-, Ethyl-, n-Prop­ yl-, n-Butyl-, i-Propyl-, i-Butyl-, tert.-Butyl- oder auch eine höhere gerad- oder verzweigtket­ tige Alkylgruppe enthalten.

Als Gruppen

innerhalb R⁶ kommen beispielsweise der Allyl-, der Cyclopropyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl- sowie Methylcyclopropyl-, Methylcyclohexyl- und der Methylcycloheptylrest in Betracht.

Bevorzugt gemäß vorliegender Erfindung sind folgende Verbindungen:
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäureethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-dimethyl-9,10-secoch-olesta- 5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäuremethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäureisopropylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäuremethylester
(5Z,7E,22E)- (1S,3R,24S)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(19),22-tetrae-n-24- essigsäuremethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäurenitril
(5Z,7E,22B)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäurepropylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäure
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19))22- tetraen-25-carbonsäuremethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäureethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäurepropylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäurebutylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäureisobutylester.

Die natürlichen Vitamine D₂ und D₃ (vergl. allgemeine Formel Vit. D) sind an sich biologisch inaktiv und werden erst nach Hydroxylierung in 25-Position in der Leber bzw. in 1-Position in der Niere in deren biologisch aktive Metaboliten umgewandelt. Die Wirkung der Vitamine D₂ und D₃ besteht in der Stabilisierung des Plasma-Ca⁺⁺- und Plasma- Phosphat-Spiegels; sie wirken einem Absinken des Plasma-Ca⁺⁺-Spiegels entgegen.

Neben ihrer ausgeprägten Wirkung auf den Calcium- und Phosphatstoffwechsel besitzen Vitamin D₂ und D₃ und seine synthetischen Abkömmlinge auch proliferationshemmende und zelldifferenzierende Wirkungen (H.F. De Luca, The Metabolism and Function of Vitamin D in Biochemistry of Steroid Hormones, Hrsg. H.L.J. Makin, 2nd Edition, Blackwell Scientific Publications 1984, S. 71-116).

Bei Vitamin D-Anwendung kann es aber zu Überdosierungserscheinungen kommen (Hypercalcämie).

In 24-Stellung hydroxylierte 1α-Cholecalciferole gehen bereits aus der DE-A-25 26 981 hervor; sie besitzen eine geringere Toxizität als das entsprechende nicht-hydroxylierte 1α- Cholecalciferol. Die hydroxylierten Verbindungen zeigen eine selektive Aktivierung der intestinalen Calciumabsorption und eine schwächere Knochenabsorptionswirkung als 1α- Cholecalciferol.

Die in der internationalen Patentanmeldung WO 87/00834 beschriebenen 24-Hydroxy- Vitamin D-Analoga können für die Behandlung von durch abnormer Zellproliferation und/oder Zelldifferentiation hervorgerufenen Störungen beim Menschen und Tier dienen.

Für verschiedene 1,25-Dihydroxy-Homo-Vitamin D-Derivate ist eine Dissoziation bezüglich der Eigenschaften Knochenabsorptionswirkung und HL-60 Zelldifferentiation schon kürzlich von De Luca erwähnt worden. Die Knochenabsorptionswirkung in vitro ist dabei ein direktes Maß für die Calciummobilisierung in vivo.

Schließlich werden in der EP-A 0 421 561 24-Cycloalkylmethyl- substituierte Vitamin D-De­ rivate beschrieben, die ein günstigeres Wirkungsspektrum als Calcitriol aufweisen. Während deren Effekte auf den Calcium- und Phosphatstoffwechsel im Vergleich zu Calcitriol deutlich abgeschwächt sind, bleiben die proliferationshemmenden und zelldifferenzierenden Wirkun­ gen annähernd erhalten.

Gegenüber diesen strukturell verwandten Verbindungen zeichnen sich die erfindungsgemäßen 25-Carbonsäure-Derivate in der Vitamin D-Reihe dadurch aus, daß sie im Hinblick auf die Zelldifferenzierung gegenüber der hypercalcämischen Wirkung noch stärker dissoziiert sind.

Die Vitamin D-Aktivität der erfindungsgemäßen Verbindungen wird mittels des Calcitriol- Rezeptortests bestimmt. Er wird unter Verwendung eines spezifischen Rezeptorproteins aus dem Darm von jungen Schweinen durchgeführt.

Rezeptorhaltiges Bindungsprotein wird mit ³H-Calcitriol (5×10^-10mol/l) in einem Reaktions­ volumen von 0,270 ml in Abwesenheit und in Anwesenheit der Prüfsubstanzen für zwei Stun­ den bei 4°C in einem Teströhrchen inkubiert. Zur Trennung von freiem und rezeptorgebun­ denem Calcitriol wird eine Charcoal-Dextran-Absorption durchgeführt. Dazu werden 250 µl einer Charcoal-Dextran-Suspension jedem Teströhrchen zugeführt und bei 4°C für 20 Minu­ ten inkubiert. Anschließend werden die Proben bei 10 000×g 5 Minuten bei 4°C zentrifu­ giert. Der Überstand wird dekantiert und nach 1stündiger Äquilibrierung in Picofluor 15 TM in einem β-Zähler gemessen.

Die mit verschiedenen Konzentrationen der Prüfsubstanz sowie der Referenzsubstanz (un­ markiertes Calcitriol) bei konstanter Konzentration der Bezugssubstanz (³H-Calcitriol) erhal­ tenen Kompetitionskurven werden in Beziehung zueinander gesetzt und ein Kompetitions­ faktor (KF) ermittelt.

Er ist definiert als Quotient aus den Konzentrationen der jeweiligen Prüfsubstanz und der Referenzsubstanz, die für 50%ige Kompetition erforderlich sind:

Zur Bestimmung der akuten hypercalcämischen Wirkung verschiedener Calcitriolderivate wird nachfolgend beschriebener Test durchgeführt:

Die Wirkung von Kontrolle (Lösungsgrundlage), Referenzsubstanz (1,25(OH)₂-D₃ = Calci­ triol) und Testsubstanz wird jeweils nach einmaliger subcutaner Applikation in Gruppen von 10 nativen männlichen Ratten (140-170 g) getestet. Die Ratten werden während der Ver­ suchszeit in speziellen Käfigen zur Bestimmung der Exkretion von Wasser und Mineralstoffen gehalten. Der Harn wird in 2 Fraktionen (0-16 h und 16-22 h) gesammelt. Eine orale Calciumlast (0.1 mM Calcium in 6.5% Alphahydroxypropylcellulose, 5 ml/Tier) ersetzt zum Zeitpunkt 16 h die durch Futterentzug fehlende Calciumaufnahme. Zu Versuchsende werden die Tiere durch Dekapitieren getötet und für die Bestimmung der Serum-Calcium­ werte entblutet. Für die primäre Screen-Untersuchung in vivo wird eine einzelne Standard­ dosis (200 kg/kg) getestet. Für ausgewählte Substanzen wird das Ergebnis durch Erstellung einer Dosis-Wirkungs-Beziehung abgesichert.

Eine hypercalcämische Wirkung zeigt sich in im Vergleich zur Kontrolle erhöhten Serum- Calciumspiegel-Werten.

Die Signifikanz auftretender Unterschiede zwischen Substanzgruppen und Kontrollen sowie zwischen Testsubstanz und Referenzsubstanz werden mit geeigneten statistischen Verfahren abgesichert. Das Ergebnis wird als Dosisrelation DR (DR = Faktor Testsubstanzdosis/Re­ ferenzsubstanzdosis für vergleichbare Wirkungen) angegeben.

Die differenzierungsstimulierende Wirkung von Calcitriolanaloga wird ebenfalls quantitativ erfaßt.

Es ist literaturbekannt (Mangelsdorf, D. J. et al., J. Cell. Biol. 98 : 391-398 (1984)), daß die Behandlung humaner Leukämiezellen (Promyelozytenzellinie HL 60) in vitro mit Calcitriol die Differenzierung der Zellen zu Makrophagen induziert.

HL 60-Zellen werden in Gewebekulturmedium (RPMI -10% fetales Kälberserum) bei 37°C in einer Atmosphäre 5% CO₂ in Luft kultiviert.

Zur Substanztestung werden die Zellen abzentrifugiert und 2,0×10^-5 Zellen/ml in phenol­ rotfreiem Gewebekulturmedium aufgenommen. Die Testsubstanzen werden in Ethanol gelöst und mit Gewebekulturmedium ohne Phenolrot auf die gewünschte Konzentration verdünnt. Die Verdünnungsstufen werden mit der Zellsuspension in einem Verhältnis von 1 : 10 gemischt und je 100 µl dieser mit Substanz versetzten Zellsuspension in eine Vertiefung einer 96-Loch-Platte pipettiert. Zur Kontrolle wird eine Zellsuspension analog mit dem Lösungs­ mittel versetzt.

Nach Inkubation über 96 Stunden bei 37°C in 5% CO₂ in Luft wird in jede Vertiefung der 96-Loch-Platte zu der Zellsuspension 100 µl einer NBT-TPA-Lösung (Nitroblautetrazolium (NBT), Endkonzentration im Ansatz 1 mg/ml, Tetradecanoylphorbolmyristat-13-acetat (TPA), Endkonzentration im Ansatz 2×10^-7 mol/l) pipettiert.

Durch Inkubation über 2 Stunden bei 37°C und 5% CO₂ in Luft wird infolge der intrazellu­ lären Sauerstoffradikalfreisetzung, stimuliert durch TPA, in den zu Makrophagen differen­ zierten Zellen NBT zu unlöslichem Formazan reduziert.

Zur Beendigung der Reaktion werden die Vertiefungen der 96-Loch-Platte abgesaugt und die anhaftenden Zellen durch Zugabe von Methanol fixiert und nach Fixation getrocknet. Zur Lösung der gebildeten intrazellulären Formazankristalle werden in jede Vertiefung 100 µl Kaliumhydroxid (2 val/l) und 100 µl Dimethylsulfoxid pipettiert und 1 Minute ultrabeschallt. Die Konzentration von Formazan wird spektralphotometrisch bei 650 nm gemessen.

Als Maß für die Differenzierungsinduktion der HL 60-Zellen zu Makrophagen gilt die Konzentration an gebildetem Formazan. Das Ergebnis wird ebenfalls als Dosisrelation (DR = Faktor Testsubstanzdosis/Referenzsubstanzdosis für vergleichbare Wirkungen) angegeben.

Die Ergebnisse des Calcitriol-Rezeptortests sowie der Bestimmung der Dosisrelation der Differenzierungsinduktion von HL 60-Zellen und der Dosisrelation für Hypercalcämie sind nachfolgend zusammengefaßt:
Testverbindung:
(A): (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen- 25-carbonsäureethylester
Vergleichsverbindung: Calcitriol.

Durch das verminderte Hypercalciämie-Risiko eignen sich die erfindungsgemäßen Substan­ zen in besonderer Weise zur Herstellung von Arzneimitteln für die Behandlung von Erkran­ kungen, die durch eine Hyperproliferation gekennzeichnet sind, z. B. hyperproliferative Er­ krankungen der Haut (Psoriasis), maligne Tumoren (Leukämie, Coloncarcinom, Mamma­ carcinom) und Akne (J. Invest. Dermatol. Vol. 92 No. 3, 1989). Auch zur Behandlung und Prophylaxe von Störungen, die durch eine Störung des Gleichgewichts des Immunsystems gekennzeichnet sind, beispielsweise Autoimmunkrankheiten, einschließlich Diabetes mellitus und der Abstoßungsreaktionen bei Transplantationen (WO-A 91/00855), können die erfin­ dungsgemäßen Verbindungen verwendet werden. In einer besonders bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung werden vor der Behandlung im Zielorgan Calcitriolrezeptoren nachgewiesen.

Weiterhin wurde überraschenderweise gefunden, daß durch topische Applikation der erfin­ dungsgemäßen Verbindungen auf die Haut von Mäusen, Ratten und Meerschweinchen eine vermehrte Hautrötung und Zunahme der Epidermisdicke/Epidermishyperproliferation indu­ ziert werden kann. Die Zunahme der Hautrötung wird anhand der Erhöhung des mit einem Farbmeßgerät quantifizierbaren Rotwertes der Hautoberfläche ermittelt. Der Rotwert ist nach dreimaliger Substanzapplikation (Dosis 0,003%) im Abstand von 24 Stunden typischerweise um das 1,5fache erhöht. Die Zunahme der Epidermisdicke wird im histologischen Präparat quantifiziert. Die Anzahl der proliferierenden Epidermiszellen (Zellen in der S-Phase des Zellcyclus) wird durchflußcytometrisch ermittelt und ist typischerweise um den Faktor 6 erhöht.

Diese Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vitamin D-Verbindungen läßt sie zum thera­ peutischen Einsatz bei atrophischer Haut, wie sie bei natürlicher Hautalterung, vorzeitiger Hautalterung infolge erhöhter Lichtexposition oder medikamentös induzierter Hautatrophie durch Behandlung mit Glucocorticoiden auftritt, geeignet erscheinen. Weiterhin ist anzu­ nehmen, daß die Wundheilung durch topische Applikation mit den neuen Verbindungen beschleunigt werden kann.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auch auf pharmazeutische Präparate, die min­ destens eine Verbindung gemäß der allgemeinen Formel I zusammen mit einem pharma­ zeutisch verträglichen Träger enthalten.

Die Verbindungen können formuliert werden als Lösungen in pharmazeutisch verträglichen Solventien oder als Emulsionen, Suspensionen oder Dispersionen in geeigneten pharma­ zeutischen Solventien oder Trägern oder als Pillen, Tabletten oder Kapseln, die in an sich bekannter Weise feste Trägerstoffe enthalten. Für eine topische Anwendung werden die Verbindungen vorteilhafterweise als Cremes oder Salben oder in einer ähnlichen, zur topi­ schen Anwendung geeigneten Arzneimittelform formuliert. Jede derartige Formulierung kann auch andere pharmazeutisch verträgliche und nichttoxische Hilfsstoffe enthalten, wie z. B. Stabilisatoren, Antioxidantien, Bindemittel, Farbstoffe, Emulgatoren oder Geschmackskor­ rigentien. Die Verbindungen werden vorteilhafterweise durch Injektion oder intravenöse Infusion geeigneter steriler Lösungen oder als orale Dosierung über den Ernährungstrakt oder topisch in der Form von Cremes, Salben, Lotions oder geeigneter transdermaler Pflaster appliziert, wie in der EP-A 0 387 077 beschrieben ist.

Die tägliche Dosis liegt bei

0,1 µg/Patient/Tag - 1000 µg (1 mg)/Patient/Tag,

vorzugsweise

1,0 µg/Patient/Tag - 500 µg/Patient/Tag.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden im allgemeinen verabreicht analog zur Verabreichung des bekannten Mittels "Calcipotriol" zur Behandlung der Psoriasis.

Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung der Verbindungen gemäß Formel I zur Herstellung von Arzneimitteln.

Die Herstellung der 25-Carbonsäure-Derivate der allgemeinen Formel I erfolgt erfindungsge­ mäß dadurch, daß eine Verbindung der allgemeinen Formel II

worin
R^1′ und R^3′ Hydroxyschutzgruppen,
OH eine α- oder β-ständige Hydroxygruppe,
R^4′ und R^4a′ dieselben Reste wie R⁴ und R^4a in der Verbindung der allgemeinen Formel I, und
Y′ dieselben Reste wie Y in der Verbindung der allgemeinen Formel I bedeuten oder, wenn Y in der Verbindung der Formel I -C(O)OR⁶ und R⁶ Wasserstoff sein soll, gegebenenfalls eine 2-(Trimethylsilyl)ethyl-carbonsäureestergruppe bedeutet,
durch Abspaltung vorhandener Hydroxy- und Carbonsäureschutzgruppen und gegebenenfalls durch partielle, sukzessive oder vollständige Veresterung freier Hydroxygruppen und/oder, wenn dann Y′ für einen Carboxylrest -COOH steht, gewünschtenfalls durch dessen Vereste­ rung oder Umwandlung in einen Amidrest C(O)NR⁵R^5a in eine Verbindung der allgemei­ nen Formel I überführt wird.

Die Herstellung der Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formel II geht aus von den in Tetrahedron 43, 4609 (1987) bzw. in der internationalen Patentanmeldung WO 87/00834 von Calverley et al. beschriebenen 20S-Formyl-secopregnatrienen der allgemeinen Formel III

worin R^1′′ und R^3′′ Dimethyl-tert.-butyl-silylgruppen bedeuten.

Auch andere Trialkylsilyl- oder gemischt substituierte Aryl-alkyl-silylreste als (CH₃)₂t-BuSi- sind als Hydroxyschutzgruppen erfindungsgemäß denkbar.

Die entsprechende Verbindung der allgemeinen Formel III wird nach einem neuen Verfahren in einer der bekannten Aldehyde der allgemeinen Formel IV (WO-A 91/00855),

worin
R^1′′ und R^3′′ die in Formel III angegebene Bedeutung haben,
überführt.

Dazu wird die entsprechende Verbindung der allgemeinen Formel III in einer Wittig-Reak­ tion mit N-Methoxy-N-methyl-2-(triphenylphosphoranyliden)acetamid (D.A. Evans et al., J. Am. Chem. Soc. 112, 7001 (1990)) oder einem anderen, analog reagierenden Phosphoranyl­ iden bei erhöhter Temperatur zu einer Verbindung der allgemeinen Formel V

worin
R^1′′ und R^3′′ die in Formel III angegebene Bedeutung haben,
reagieren gelassen.

Die Umsetzung läuft vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich zwischen 90 und 120°C in einem Lösungsmittel wie etwa Dimethylsulfoxid ab; auch andere Lösungsmittel, beispiels­ weise Toluol, können verwendet werden.

Im nächsten Reaktionsschritt wird durch Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formel V mit einer starken Lewis-Säure wie Diisobutylaluminiumhydrid oder Lithiumaluminium­ hydrid in einem Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran oder einem anderen Ether bei tiefer Temperatur (-60 bis -100°C) aus dieser der

unter Erhalt des homologisierten Aldehyds der allgemeinen Formel IV vertrieben.

Durch Addition einer geeigneten nucleophilen Komponente an die Carbonylfunktion des Aldehyds der allgemeinen Formel IV läßt sich nun die Seitenkette des letztendlich gewün­ schten 25-Carbonsäure-Derivats der allgemeinen Formel I aufbauen; wenn allerdings R⁴ und R^4a gemeinsam mit dem Kohlenstoffatom 25 einen Cyclopropyl- oder -butylring bilden, muß die ab Seite 14 beschriebene Syntheseroute beschritten werden:

Unter Einwirkung einer starken Base, beispielsweise Lithiumdiisopropylamid oder Butyl­ lithium/Diisopropylamin, wird eine Verbindung der allgemeinen Formel VI

worin
R^4′′ und R^4a′′ gleichzeitig je ein Wasserstoffatom, ein Fluor- oder Chloratom, eine Trifluor­ methylgruppe, einen gerad- oder verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten Kohlen­ wasserstoffrest mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen oder R^4′′ und R^4a′′ gemeinsam mit dem zentralen Kohlenstoffatom einen Cyclopentyl-, -hexyl- oder -heptylring, der auch ungesättigt sein kann, sowie
Y′′ einen Carboxyrest -C(O)OR^6′′, wobei R^6′′ für ein Wasserstoffatom, einen 2-(Trimethyl­ silyl)ethylrest, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bzw. 3 bis 8 Kohlenstoff­ atomen, für einen ungesättigten linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, oder für die Gruppe

mit m = 0 oder 1 und n = 2, 3, 4, 5 oder 6 und wenn m = 1 zusätzlich mit n = 1 stehen, oder einen Cyanorest -CN bedeuten,
in einem polaren Lösungsmittel wie etwa Tetrahydrofuran bei einer Temperatur zwischen -60° bis -90°C an eine Verbindung der allgemeinen Formel IV addiert.

Die Reaktion eines Aldehyds der allgemeinen Formel IV mit einer Verbindung der allge­ meinen Formel VI unter basischen Bedingungen führt zu den 24-Hydroxyverbindungen der allgemeinen Formel VII

worin
R^1′′ und R^3′′ die in Formel III angegebene Bedeutung haben (Silyl-Hydroxyschutzgruppen) sowie
R^4′′ und R^4a′′ gleichzeitig je ein Wasserstoffatom, ein Fluor- oder Chloratom, eine Trifluor­ methylgruppe, einen gerad- oder verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten Kohlen­ wasserstoffrest mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen oder R^4′′ und R^4a′′ gemeinsam mit dem Kohlenstoffatom 25 einen 5- bis 7gliedrigen gesättigten oder ungesättigten carbocyclischen Ring und
Y′′ einen Carboxyrest -C(O)OR^6′′, wobei R^6′′ für ein Wasserstoffatom, einen 2-(Trimethyl­ silyl)ethylrest, eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bzw. 3 bis 8 Kohlenstoffato­ men, für einen ungesättigten linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen oder für die Gruppe

mit m = 0 oder 1 und n = 2, 3, 4, 5 oder 6 und wenn m = 1 zusätzlich mit n = 1 stehen, oder einen Cyanorest -CN bedeuten.

Es entstehen dabei im allgemeinen sowohl das 24α- als auch das 24β-Hydroxyisomere, die sich chromatographisch trennen lassen.

Bevorzugt gemäß vorliegender Erfindung sind die 24β-Hydroxyverbindungen der allgemei­ nen Formel I, da sich diese im Vergleich zu den 24α-Isomeren durch höhere Affinität zum Calcitriol-Rezeptor (niedrigere Rezeptor-Werte K_F) auszeichnen.

In die nachfolgende Reaktion zur Umwandlung in eine Verbindung der allgemeinen Formel II können sowohl die 24β-Hydroxy- als auch die 24α-Hydroxyisomeren eingesetzt werden, je nach gewünschtem Endprodukt. Auch die Weiterverarbeitung des Isomerengemisches und Trennung der Isomeren auf der Endstufe ist denkbar.

Die Umwandlung einer Verbindung der allgemeinen Formel VII bzw. der getrennten 24- Hydroxyisomeren in die entsprechende Verbindung der allgemeinen Formel II erfolgt z. B. durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht in Gegenwart eines sogenannten "Triplettsen­ sibilisators". Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird hierfür Anthracen verwendet. Durch Spaltung der π-Bindung der 5,6-Doppelbindung, Rotation des A-Ringes um 180° um die 5,6-Einfachbindung und Reetablierung der 5,6-Doppelbindung wird die Stereoisomerie an der 5,6-Doppelbindung umgekehrt.

Soll in den letztendlich gewünschten aktiven Verbindungen der allgemeinen Formel I R⁴ und R^4a gemeinsam mit dem Kohlenstoffatom 25 einen 3- oder 4gliedrigen Cycloalkylrest bilden, muß ein anderer Weg zur Herstellung der benötigten Verbindungen der allgemeinen Formel II beschritten werden:

Als Startverbindung dient wiederum eine Verbindung der allgemeinen Formel III, an deren Carbonylgruppe unter Einwirkung einer starken Base wie beispielsweise Lithiumdiisopropyl­ amid eine C-H-acide Verbindung der allgemeinen Formel VIII (D.F. Taber et al., J. Org. Chem. (1992) 57, 436)

worin
p für den Index 1 oder 2 steht,
zur Seitenkettenverlängerung addiert wird. Dabei wird unter Spaltung des Esters die freie 25- Carbonsäure der allgemeinen Formel IX

gebildet,
worin R^1′′, R^3′′ sowie p die vorstehend angegebenen Bedeutungen haben.

Soll Y letztendlich nicht eine unsubstituierte Carboxylgruppe sein, gilt der nächste Reaktions­ schritt deren Derivatisierung.

Die Carboxylgruppe läßt sich unter milden Bedingungen bei -20 bis -30°C (Synth. Commun. 12, 727-731 (1982)) durch Reaktion einer Verbindung der allgemeinen Formel IX mit Methansulfonylchlorid und Triethylamin aktivieren und durch Behandlung des intermediär gebildeten gemischten Anhydrids mit einem Alkohol der allgemeinen Formel X

R^6′OH (X)

worin
R^6′ dieselbe Bedeutung wie R⁶ in Formel I hat, in den entsprechenden Ester der allgemeinen Formel XI

worin R^1′′, R^3′′ und p die bereits angegebene Bedeutung haben und
Y^x für eine Carbonestergruppe -C(O)OR^6′ mit den bereits für R^6′ angegebenen Bedeutungen stehen.

Die Carbonsäure der allgemeinen Formel IX kann auch nach bekannten Verfahren in eine zur Verbindung der allgemeinen Formel XI analoge Verbindung überführt werden, in der dann Y^x für eine Amidgruppe C(O)NR⁵R^5a oder einen Cyanorest steht.

Anschließend wird die 24-Ketogruppe mit Natriumborhydrid zur 24-Hydroxygruppe redu­ ziert. Dabei werden wie bei der nucleophilen Addition einer Verbindung der allgemeinen Formel VI an einen Aldehyd der allgemeinen Formel IV ebenfalls beide möglichen 24-Hy­ droxyisomeren der allgemeinen Formel XII

worin OH eine 24α- oder 24β-Hydroxygruppe bedeutet und die anderen Substituenten sowie p die bereits angegebenen Bedeutungen haben,
erhalten.

Hinsichtlich Trennung der Isomeren und deren Weiterumsetzung gilt das bei den Verbindun­ gen der allgemeinen Formel VII Gesagte.

Ganz analog der Bestrahlung einer Verbindung der allgemeinen Formel VII zur Umwandlung in eine Verbindung der allgemeinen Formel II, wird nun eine Verbindung der allgemeinen Formel XII (oder ein Gemisch der entsprechenden 24-Hydroxyisomeren) in die entspre­ chende Verbindung der allgemeinen Formel II überführt.

Zur Herstellung der gewünschten Endverbindungen der allgemeinen Formel I werden anschließend vorhandene Hydroxyschutzgruppen abgespalten, sowie gewünschtenfalls die freien Hydroxygruppen nach gängigen Verfahren partiell, sukzessive oder vollständig mit dem entsprechenden Carbonsäurehalogenid (Halogenid = Chlorid, Bromid) oder Carbon­ säureanhydrid verestert.

Stellt Y in der Verbindung der allgemeinen Formel I eine freie Carboxylgruppe dar, kann diese auch auf der Endstufe nach gängigen Verfahren mit einem den Rest -OR⁶ liefernden Reagenz verestert werden.

Die Abspaltung der Schutzgruppen der freien Hydroxygruppen gelingt generell durch Behandlung der entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel II mit Tetrabutylammo­ niumfluorid (Trihydrat) in einem polaren Lösungsmittel wie etwa Tetrahydrofuran, gegebe­ nenfalls unter Zusatz einer geringen Menge Eisessig. Ein eventuell vorhandener 2-(Trime­ thylsilyl)ethylrest zum Schutz der 25-Carbonsäuregruppe wird hierbei mitabgespalten. Die Hydroxyschutzgruppen können, außer wenn R^4′, R^4a′ und das Kohlenstoffatom 25 gemeinsam einen Cyclopropylring bilden, auch durch Behandlung der entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel II mit einem sauren Ionenaustauscher wie etwa "Dowex 50WX8" in einem Lösungsmittel wie Methanol/Methylenchlorid abgespalten werden. Eine partielle, sukzessive oder vollständige aber unterschiedliche Substitution der freien Hydroxygruppen läßt sich durch Beachtung deren unterschiedlichen Reaktivitäten und durch Verwendung entsprechender molarer Mengen an Veresterungsreagenz erreichen.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung. Die Beispiele 5aα und 6aα stehen stellvertretend für die Weiterverarbeitung eines 24α-Hydroxyisomeren aus der nucleophilen Additionsreaktion bzw. aus der Reduktion der 24-Ketoverbindung. Alle gebildeten 24α-Hydroxyverbindungen lassen sich vollkommen analog zu den entsprechenden 24α-Hydroxy-Endverbindungen der allgemeinen Formel I weiterverarbeiten.

Herstellung der Ausgangsverbindungen 1A) (5E,7E,22E)-(1S,3R)-24-(N-Methoxy-N-methylamino)-1,3-bis(tert- butyldimethylsilyloxy)-9,10-secochola-5,7,10(19),22-tetraen-24-on   2

17,65 g Aldehyd 1 (Calverley, Tetrahedron 43 4609 (1987)) und 26,97 g N-Methoxy-N- methyl-2-(triphenylphosphoranyliden)acetamid (D.A. Evans et al., J. Am. Chem. Soc. 112 7001 (1990)) werden 6 Stunden bei 105°C in 101 ml DMSO gerührt. Die abgekühlte Reaktionsmischung wird in NaCl-Lösung eingerührt, mit Ethylacetat extrahiert, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Der Rückstand wird an Kieselgel mit Ethylacetat gereinigt. Es werden 14,9 g von 2 als farbloses kristallisiertes Öl erhalten.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,05 (s,12H); 0,57 (s,3H); 0,84 (s,9H); 0,87 (s,9H); 1,10 (d,7Hz,3H); 3,24 (s,3H); 3,72 (s,3H); 4,23 (m, 1H); 4,53 (m,1H); 4,94 (br.s,1H); 4,99 (br.s,1H); 5,83 (d, J=11Hz,1H); 6,33 (d,J=15Hz,1H); 6,45 (d,J=11Hz,1H); 6,85 (dd,J=15Hz, J=9Hz, 1H).

1B) (5E,7E,22E)-(1S,3R)-1,3-Bis(tert.-butyldimethylsilyloxy)-9,10-secoch-ola- 5,7,10(19),22-tetraen-24-al   3

10,7 g 2 in 54 ml Tetrahydrofuran werden bei -78°C unter Stickstoff mit 68,2 ml Diisobutyl­ aluminiumhydrid (1,2 molar in Toluol) tropfenweise versetzt und noch 70 Minuten bei -78°C gerührt. Nach tropfenweiser Zugabe von 3,66 ml Methanol bei -78°C wird die Reaktionsmi­ schung in 1 l Eis/Kalium-Natriumtartrat-Lösung eingerührt. Es werden 700 ml Ether zuge­ setzt, 1,5 Stunden gerührt, mit Ether extrahiert, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Durch Reinigung des öligen Rückstandes an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan werden 8,86 g von 3 als hellgelbe Masse erhalten.

1C) (5E,7E,22E)-(1S,3R,24R)-24-Hydroxy-1,3-bis(tert.-butyldimethylsilylo-xy)-9,10- secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäureethylester   4a

4,6 ml Butyllithium (1.6 molar in Hexan) werden bei Eiskühlung unter Stickstoff zu 1,13 ml Diisopropylamin in 51,6 ml Tetrahydrofuran getropft und noch 15 Minuten gerührt. Danach werden bei -78°C 0,99 ml Isobuttersäureethylester zugetropft und 75 Minuten nachgerührt. Anschließend werden bei gleicher Temperatur 2,0 g 3 in 6,0 ml Tetrahydrofuran zugetropft und weitere 75 Minuten bei -78°C gerührt. Die Reaktionsmischung wird bei -78°C mit gesättigter NH₄Cl-Lösung versetzt, bei -10°C mit eisgekühlter NaCl-Lösung verdünnt, mit Ether extrahiert, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Durch Chromatographie des öligen Rückstandes an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan erhält man in der Elutionsreihenfolge 730 mg (5E,7E,22E)-(1S,3R,24S)-24-Hydroxy-1,3-bis(tert.-butyldimethylsilylo-xy)-9,10- secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäureethylester (Epimer A) als kristallisiertes Öl und 520 mg der Titelverbindung 4a (Epimer B) als farbloses Öl.

In den nachfolgenden Reaktionen wird - bis auf eine Ausnahme - nur die weitere Umsetzung von 4a beschrieben.

1D) (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-24-Hydroxy-1,3-bis(tert.-butyldimethylsilylo-xy)-9,10- secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäureethylester   5a

520 mg 4a werden in 68 ml Toluol gelöst und nach Zugabe von 80 mg Anthracen und 1 Tropfen Triethylamin 13 Minuten unter Stickstoff mit einer Quecksilberhochdrucklampe (Heraeus TQ 150) durch Pyrex-Glas bestrahlt. Die Reaktionsmischung wird eingeengt und der Rückstand (600 mg) - ein Gemisch aus 5a und Anthracen - direkt der nachfolgenden Silyletherspaltung unterworfen.

1Dα) (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24S)-24-Hydroxy-1,3-bis(tert.-butyldimethylsilylo-xy)-9,10- secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäureethylester   5aα

730 mg Epimer A (vergl. Vorschrift 1C)) werden in 95 ml Toluol gelöst und nach Zugabe von 80 mg Anthracen und 2 Tropfen Triethylamin 15 Minuten unter Stickstoff mit einer Quecksilberhochdrucklampe (Heraeus TQ 150) durch Pyrex-Glas bestrahlt. Die Reaktionsmi­ schung wird eingeengt und der Rückstand (845 mg) - ein Gemisch aus 5aα und Anthracen - direkt der nachfolgenden Silyletherspaltung unterworfen.

2A) (5E,7E,22E)-(1S,3R)-1,3-Bis(tert.-butyldimethylsilyloxy)-24-oxo-26,2-7-cyclo-9,10- secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäure   20

38,8 ml Butyllithium (1,6 molar in Hexan) werden bei Eiskühlung unter Stickstoff zu 9,5 ml Diisopropylamin in 607 ml Tetrahydrofuran getropft und noch 15 Minuten gerührt. Danach werden bei -78°C 8,83 g 1-Acetylcyclopropancarbonsäure-methylester (D.F. Taber et al., J. Org. Chem. (1992) 57, 436) zugetropft und 1 Stunde gerührt. Anschließend werden bei -78°C 5,96 g Aldehyd 1 (Calverley, Tetrahedron 43 4609 (1987)) in 18,4 ml Tetrahydrofuran zuge­ tropft und 1,5 Stunden gerührt. Danach läßt man die Reaktionsmischung innerhalb 1,5 Stun­ den auf 0°C kommen und rührt noch 15 Minuten bei dieser Temperatur. Nach Zugabe von gesättigter Ammoniumchlorid-Lösung bei -20°C wird mit gesättigter Natriumchlorid-Lösung bei Raumtemperatur verdünnt, mit Ethylacetat unter Zusatz von 5%iger Oxalsäure extrahiert, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Das so erhaltene Rohprodukt (11,90 g gelbes Öl) wird ohne weitere Reinigung der nachfolgenden Veresterung unterworfen.

Durch dünnschichtchromatographische (Kieselgel, Ethylacetat/Hexan) Aufreinigung wird eine NMR-Probe erhalten.
NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,05 (s,12H); 0,57 (s,3H); 0,84 (s,9H); 0,87 (s,9H); 1,10 (d,J=7Hz,3H); 1,73 (m,2H); 2,03(m,2H); 4,23 (m,1H); 4,53 (m,1H); 4,94 (br.s,1H); 4,97 (br.s,1H); 5,82 (d,J=11Hz,1H); 5,85 (d,J=15Hz,1H); 6,43 (d,J=11Hz,1H); 7,13 (dd,J=15Hz, J=9Hz, 1H).

2B) (5E,7E,22E)-(1S,3R)-1,3-Bis(tert.-butyldimethylsilyloxy)-24-oxo-26,2-7-cyclo-9,10- secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäuremethylester   21a

11,90 g 20 in 119 ml Methylenchlorid werden bei -30°C nacheinander mit 7,28 ml Triethyl­ amin und 2,06 ml Mesylchlorid tropfenweise versetzt und 1 Stunde gerührt. Anschließend werden bei -30°C nacheinander 3,53 ml Methanol und 0,43 g 4-Dimethylaminopyridin hinzu­ gegeben. Nach 1,25 Stunden bei -10°C wird die Reaktionsmischung auf Eis/Natriumhydro­ gencarbonat-Lösung gegossen. Anschließend wird mit Natriumchlorid-Lösung verdünnt, mit Ethylacetat extrahiert, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Chromatographle des öligen Rückstandes an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan liefert 4,10 g 21a als farblose Masse.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,05 (s,12H); 0,57 (s,3H); 0,85 (s,9H); 0,89 (s,9H); 1,10 (d,J=7Hz,3H); 1,45 (m,4H); 3,73 (s,3H); 4,21 (m,1H); 4,53 (m,1H); 4,93 (br.s,1H); 4,95 (br.s,1H); 5,82 (d,J=11Hz,1H); 6,40 (d,J=15Hz,1H); 6,44 (d,J=11Hz,1H); 6,75 (dd,J=15Hz, J=9Hz,1H).

2C) (5E,7E,22E)-(1S,3R,24R)-24-Hydroxy-1,3-bis(tert.-butyldimethylsilylo-xy)-26,27- cyclo-9,10-secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäuremethyles-ter   22a

2,0 g 21a in 4 8 ml Tetrahydrofuran und 5,8 ml Methanol werden mit 11,2 ml einer 0,4 mola­ ren methanolischen Cer(III)-chlorid-Heptahydrat-Lösung versetzt. Unter Stickstoff werden bei Eiskühlung 310 mg Natriumborhydrid portionsweise hinzugegeben. Die Reaktionsmi­ schung wird noch 45 Minuten bei Eiskühlung gerührt und danach mit Eis/Wasser versetzt. Anschließend wird mit Ethylacetat extrahiert, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Durch Chromatographie des Rückstandes an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan erhält man in der Elutionsreihenfolge 610 mg (5E,7E,22E)-(1S,3R,24S)-24-Hydroxy-1,3-bis(tert.-butyldi­ methylsilyloxy)-26,27-cyclo-9,10-secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen--25-carbonsäuremethyl­ ester (Epimer A) und 370 mg der Titelverbindung 22a (Epimer B) als kristallisiertes Öl. In den nachfolgenden Reaktionen wird nur die weitere Umsetzung von 22a beschrieben.

2D) (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-24-Hydroxy-1,3-bis(tert.-butyldimethylsilylo-xy)-26,27- cyclo-9,10-secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäuremethyles-ter   23a

370 mg 22a werden in 53 ml Toluol gelöst und nach Zugabe von 61 mg Anthracen und 1 Tropfen Triethylamin 5 Minuten unter Stickstoff mit einer Quecksilberhochdrucklampe (Heraeus TQ 150) durch Pyrex-Glas bestrahlt. Die Rektionsmischung wird eingeengt und der Rückstand (435 mg) - ein Gemisch aus 23a und Anthracen - direkt der nachfolgenden Silyletherspaltung unterworfen.

Beispiel 1 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäureethylester   6a

600 mg des Rückstandes von 5a werden mit 9,23 g Dowex 50WX8 in 22,5 ml Methanol/Methyl­ enchlorid (9 : 1) 25 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Suspension wird filtriert, das Filtrat eingeengt und der Rückstand an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan chromatogra­ phiert. Es werden 201 mg 6a als Schaum erhalten.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,58 (s,3H); 1,05 (d,J=7Hz,3H); 1,17 (s,6H); 1,28 (t,J=7Hz,3H); 2,60 (m,2H); 4,08 (br.t,1H); 4,15 (q,J=7Hz,2H); 5,00 (br.s,1H); 5,32 (br.s,1H); 5,36 (dd,J=15Hz, J=7,5Hz,1H); 5,55 (dd,J=1sHz, J=9Hz,1H); 6,02 (d,J=11Hz,1H); 6,48 (d,J=11Hz,1H).

Beispiel 1α (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24S)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäureethylester   6aα

845 mg des Rückstandes von 5aα werden mit 12,95 g Dowex 50WX8 in 31,6 ml Methanol/Methyl­ enchlorid (9 : 1) 25 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Suspension wird filtriert, das Filtrat eingeengt und der Rückstand an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan chromatogra­ phiert. Es werden 251 mg der Titelverbindung vom Schmelzpunkt 133-134°C isoliert.

Beispiel 2 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-dimethyl-9,10-secoch-olesta- 5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäuremethylester   6b

Ausgehend von Aldehyd 3 und 2-Ethylbuttersäuremethylester wird analog der Sequenz der Synthese von 6a aus 4a die Titelverbindung 6b als Schaum erhalten.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,57 (s,3H); 0,82 (t,J=7,5Hz,3H); 0,88 (t,J=7,5Hz,3H); 1,05 (d,J=7Hz,3H); 1,72 (q,J=7,5Hz); 2,95 (d,J=6,5Hz,1H); 3,72 (s,3H); 4,15 (br.t,1H); 4,23 (m, 1H); 4,42 (m,1H); 5,00 (br.s,1H); 5,32 (br.s,1H); 5,37 (dd,J=15Hz, J=7,5Hz,1H); 5,55 (dd, J=15Hz, J=9Hz, 1H); 6,02 (d,J=11Hz,1H); 6,39 (d,J=11Hz,1H).

Beispiel 3 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäureisopropylester   6c

Ausgehend von 1,82 g Aldehyd 3 und Isobuttersäureisopropylester werden analog zu 4a und 5a 580 mg (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-24-Hydroxy-1,3-bis(tert.-butyldimethylsilylo-xy)-9,10- secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäureisopropylester 5c - verunreinigt mit Anthracen - erhalten.

Zur Silyletherspaltung werden 20 ml Tetrahydrofuran und 1,06 g Tetrabutylammonium­ fluorid-Trihydrat hinzugegeben. Die Reaktionsmischung wird 50 Minuten bei 60°C gerührt und nach Abkühlung auf Eis/Natriumhydrogencarbonatlösung gegossen. Danach wird mit Ethylacetat extrahiert, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Chromatographie an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan ergeben 68 mg 6c als Schaum.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃); δ = 0,57(s,3H); 1,05(d,J=7Hz,3H); 1,16 (s,3H); 1,17 (s,3H); 1,27 (d,J=7Hz,6H); 2,70 (br.d,1H); 4,05 (m,1H); 4,24 (m,1H); 4,44 (m,1H); 5,05 (m,2H); 5,31 (br.s,1H); 5,36 (dd,J=15Hz, J=7,5Hz,1H); 5,51 (dd,J=15Hz, J=9Hz,1H); 6,02 (d,J=11Hz,1H); 6,38 (d,J=11Hz,1H).

Beispiel 4 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäuremethylester   6d

Ausgehend von 1,82 g Aldehyd 3 und 0,77 ml Isobuttersäuremethylester werden analog zu 4a und 5a 540 mg (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-24-Hydroxy-1,3-bis(tert.-butyldimethylsilylo-xy)- 9,10-secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäuremethylester 5d - verunreinigt mit Anthracen - erhalten.

Zur Silyletherspaltung wird in 5 ml Tetrahydrofuran und 0,098 ml Eisessig gelöst. Nach drei­ maliger Zugabe von 865 mg Tetrabutylammoniumfluorid-Trihydrat und jeweiliger Behand­ lung (2 Stunden 40°C; 1,5 Stunden 40°C und 12 Stunden Raumtemperatur; 5 Stunden 60°C) werden bei üblicher Aufarbeitung (vergl. 6c) 110 mg der Titelverbindung vom Schmelzpunkt 145°C isoliert.

Beispiel 5 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24S)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-24- essigsäuremethylester   6e

Ausgehend von Aldehyd 3 und Essigsäuremethylester wird analog der Reaktionssequenz zu 6d die Titelverbindung 6e als Schaum erhalten.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,57 (s,3H); 1,05 (d,J=7Hz,3H); 2,54 (d,J=5Hz,2H); 2,70 (br.d,1H); 3,71 (s,3H); 4,23 (m, 1H); 4,47 (m,2H); 5,00 (br.s,1H); 5,32 (br.s,1H); 5,40 (dd,J=15Hz, J=7,5Hz,1H); 5,56 (dd,J=15Hz, J=9Hz,1H); 6,01 (d,J=11Hz,1H); 6,38 (d,J=11Hz,1H).

Beispiel 6 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäurenitril   6f

Ausgehend von Aldehyd 3 und Isobuttersäurenitril wird analog der Sequenz der Synthese von 6a aus 4a die Titelverbindung 6f als kristallisiertes Öl vom Schmelzpunkt 138°C erhalten.

Beispiel 7 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäurepropylester   6g

Ausgehend von Aldehyd 3 und Isobuttersäurepropylester wird analog der Sequenz der Synthese von 6a aus 4a die Titelverbindung 6g als Feststoff vom Schmelzpunkt 123°C erhalten.

Beispiel 8 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäure   6h

Ausgehend von 3,10 g Aldehyd 3 und 2,92 g Isobuttersäure-2-(trimethylsilyl)ethylester - hergestellt aus Isobuttersäure und 2-(Trimethylsilyl)-ethanol in Gegenwart von Dicyclohexylcarbodiimid und 4-Dimethylaminopyridin (vergl. Tetrahedron Lett. (1978) 4475 - werden analog der Synthese von 4a und 5a 1,04 g (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-24-Hydroxy- 1,3-bis(tert.-butyldimethylsilyloxy)-9,10-secocholesta-5,7,10(19),22--tetraen-25-carbonsäure- 2-(trimethylsilyl)ethylester 5h - verunreinigt mit Anthracen - erhalten.

Zur Silylether- und Esterspaltung werden 100 mg 5h in 3,7 ml Tetrahydrofuran mit 196 mg Tetrabutyl-ammoniumfluorid Trihydrat 5 Tage bei Raumtemperatur stehengelassen. Die Reaktionsmischung wird auf Eis/Ammoniumchloridlösung gegossen und mit Ethylacetat extrahiert. Nach Trocknung über Natriumsulfat wird eingeengt und der farblose, feste Rückstand in Ethylacetat gerührt. Durch Filtration der Suspension werden 23 mg der Titelverbindung 6h vom Schmelzpunkt 208°C (Zers.) erhalten.

Beispiel 9 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäuremethylester   24a

435 mg des Rückstandes von 23a in 15,4 ml Tetrahydrofuran werden mit 815 mg Tetrabutyl­ ammoniumfluorid Trihydrat über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Die Reaktions­ mischung wird auf Eis/Natriumhydrogencarbonat-Lösung gegossen und Natriumchlorid- Lösung hinzugesetzt. Danach wird mit Ethylacetat extrahiert, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Chromatographie des Rückstandes an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan ergeben 130 mg einer hellbraunen Masse. Nach Umkristallisation in Ethylacetat/Cyclohexan werden 45 mg 24a vom Schmelzpunkt 100-101°C erhalten.

Beispiel 10 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäureethylester   24b

Ausgehend von Carbonsäure 20 und Ethanol wird analog der Sequenz der Synthese von 24a aus 21a die Titelverbindung 24b als Schaum erhalten.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,57 (s,3H); 0,86 (m,1H); 0,95 (m,1H); 1,05 (d,J=7Hz,3H); 1,25 (t,J=7Hz,5H); 3,17 (d,J=6,5Hz,1H); 3,97 (br.t,1H); 4,15 (q,J=7Hz,2H); 4,22 (m,1H); 4,43 (m,1H); 4,99 (br.s,1H); 5,33(br.s,1H); 5,41 (dd,J=15Hz, J=7,5Hz,1H); 5,52 (dd,J=15Hz, J=9Hz, 1H); 6,01 (d,J=11Hz,1H); 6,38 (d,J=11Hz,1H).

Beispiel 11 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22 tetraen-25-carbonsäurepropylester   24c

Ausgehend von Carbonsäure 20 und Propanol wird analog der Sequenz der Synthese von 24a aus 21a die Titelverbindung 24c als Schaum erhalten.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,57 (s,3H); 0,86 (m,1H); 0,95 (t)J=7Hz,4H); 1,05 (d,J=7Hz,3H); 1,23 (m,2H)); 3,19 (d,J=6,5Hz,1H); 3,96 (br.t,1H); 4,04 (t,J=7Hz,2H); 4,22 (m, 1H); 4,42 (m, 1H); 4,99 (br.s,1H); 5,32(br.s,1H); 5,41 (dd,J=15Hz, J=7,5Hz,1H); 5,52 (dd,J=15Hz, J=9Hz,1H); 6,01 (d,J=11Hz,1H); 6,38 (d,J=11Hz,1H).

Beispiel 12 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäurebutylester   24d

Ausgehend von Carbonsäure 20 und Butanol wird analog der Sequenz der Synthese von 24a aus 21a die Titelverbindung 24d als Schaum erhalten.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,57 (s,3H); 0,86 (m,1H); 0,93 (t,J=7Hz,4H); 1,05 (d,J=7Hz,3H); 1,25 (m,2H)); 3,19 (d,J=6,5Hz,1H); 3,97 (br.t,1H); 4,10 (t,J=7Hz,2H); 4,24 (m,1H); 4,43 (m,1H); 5,00 (br.s,1H); 5,32(br.s,1H); 5,41 (dd,J=15Hz, J=7,5Hz,1H); 5,52 (dd,J=15Hz, J=9Hz,1H); 6,01 (d,J=11Hz,1H); 6,38 (d,J=11Hz,1H).

Beispiel 13 (5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäureisobutylester   24e

Ausgehend von Carbonsäure 20 und 2-Methyl-1-propanol wird analog der Sequenz der Synthese von 24a aus 21a die Titelverbindung 24e als Schaum erhalten.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 0,57 (s,3H); 0,86 (m,1H); 0,92 (d,J=7Hz,7H); 1,05 (d,J=7Hz,3H); 1,25 (m,2H); 3,20 (d,J=6,5Hz,1H); 3,87 (d,J=7Hz,2H); 3,98 (br.t,1H); 4,25 (m,1H); 4,45 (m,1H); 4,99 (br.s,1H); 5,32(br.s,1H); 5,41 (dd,J=15Hz, J=7,5Hz,1H); 5,52 (dd,J=15Hz, J=9Hz,1H); 6,01 (d,J=11Hz,1H); 6,38 (d,J=11Hz,1H).

Claims (13)

1. 25-Carbonsäure-Derivate in der Vitamin D-Reihe der allgemeinen Formel I worin
R¹, R³ und R²⁴ unabhängig voneinander je ein Wasserstoffatom, eine gerad- oder ver­ zweigtkettige gesättigte Alkanoylgruppe mit 1 bzw. 3 bis 9 Kohlenstoffatomen oder eine Aroylgruppe
OH eine α- oder β-ständige Hydroxygruppe,
R⁴ und R^4a gleichzeitig je ein Wasserstoffatom, ein Chlor- oder Fluoratom, eine Trifluor­ methylgruppe, einen gerad- oder verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten Kohlen­ wasserstoffrest mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen oder R⁴ und R^4a gemeinsam mit dem Kohlenstoffatom 25 einen 3- bis 7gliedrigen, gesättigten oder ungesättigten carbocyclischen Ring sowie Y einen der Reste -C(O)NR⁵R^5a, -C(O)OR⁶ oder -CN, wobei R⁵, R^5a und R⁶ je für ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bzw. 3 bis 8 Kohlenstoffatomen sowie R⁶ zusätzlich für einen ungesättigten, linearen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen oder für die Gruppe mit m = 0 oder 1 und n = 2, 3, 4, 5 oder 6 und wenn m = 1
zusätzlich mit n = 1
stehen,
bedeuten.

2. 25-Carbonsäure-Derivate nach Anspruch 1, worin R¹, R³ und R²⁴ Wasserstoffatome sind.

3. 25-Carbonsäure-Derivate nach Anspruch 1, worin die Alkanoylgruppen R¹, R³ und R²⁴ von gesättigten Carbonsäuren abgeleitet sind.

4. 25-Carbonsäure-Derivate nach Anspruch 1, worin R¹, R³ und R²⁴ von der Essig-, Propion-, Butter-, Pivalin-, Valeriansäure abgeleitet sind.

5. 25-Carbonsäure-Derivate nach Anspruch 1, worin R¹, R³ und R²⁴ ein Benzylrest ist.

6. 25-Carbonsäure-Derivate nach Anspruch 1, worin R⁴ und R^4a ein Methyl-, Ethyl-, n- Propyl-, n-Butyl-, i-Propyl-, i-Butyl- oder tert.-Butylrest ist.

7. 25-Carbonsäure-Derivate nach Anspruch 1, worin R⁴ und R^4a gemeinsam mit dem Kohlenstoffatom 25 einen Cyclopropylring darstellen.

8. 25-Carbonsäure-Derivate nach Anspruch 1, worin R⁵ und/oder R^5a für ein Wasserstoffatom, eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, n-Butyl-, i-Propyl-, i-Butyl- oder tert.- Butylgruppe stehen 9. 25-Carbonsäure-Derivate nach Anspruch 1, worin R⁶ für eine Allyl-, Cyclopropyl­ pentyl-, -hexyl-, -heptyl-, Methylcyclopropyl-, -pentyl-, -hexyl- oder -heptylgruppe steht.

10. 25-Carbonsäure-Derivate nach Anspruch 1, nämlich:
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäureethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-dimethyl-9,10-secoch-olesta- 5,7,10(19),22-tetraen-25-carbonsäuremethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäureisopropylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäuremethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3 R,24S)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(19),22-tetraen-24-- essigsäuremethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9))22-tetraen-25- carbonsäurenitril
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäuremethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäureethylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäurepropylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäurebutylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-26,27-cyclo-9,10-secochole-sta-5,7,10(19),22- tetraen-25-carbonsäureisobutylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9))22-tetraen-25- carbonsäurepropylester
(5Z,7E,22E)-(1S,3R,24R)-1,3,24-Trihydroxy-9,10-secocholesta-5,7,10(1-9),22-tetraen-25- carbonsäure.

11. Verfahren zur Herstellung der 25-Carbonsäurederivate der allgemeinen Formel I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der allgemeinen Formel II worin
R^1′ und R^3′ Hydroxyschutzgruppen,
OH eine α- oder β-ständige Hydroxygruppe,
R^4′ und R^4a′ dieselben Reste wie R⁴ und R^4a in der Verbindung der allgemeinen Formel I, und
Y′ dieselben Reste wie Y in der Verbindung der allgemeinen Formel I bedeuten oder, wenn Y in der Verbindung der Formel I -C(O)OR⁶ und R⁶ Wasserstoff sein soll, gegebenenfalls eine 2-(Trimethylsilyl)ethyl-carbonsäureestergruppe bedeutet,
durch Abspaltung vorhandener Hydroxy- und Carbonsäureschutzgruppen und gegebenenfalls durch partielle, sukzessive oder vollständige Veresterung freier Hydroxygruppen und/oder, wenn dann Y′ für einen Carboxylrest -COOH steht, gewünschtenfalls durch dessen Vereste­ rung oder Umwandlung in einen Amidrest C(O)NR⁵R^5a in eine Verbindung der allgemei­ nen Formel I überführt wird.

12. Zwischenverbindungen der allgemeinen Formel II worin
R^1′ und R^3′ Hydroxyschutzgruppen,
OH eine α- oder β-ständige Hydroxygruppe,
und R^4a′ dieselben Reste wie R⁴ und R^4a in der Verbindung der allgemeinen Formel I,
und
Y′ dieselben Reste wie Y in der Verbindung der allgemeinen Formel I oder einen 2- (Trimethylsilyl)ethyl-carbonsäureester-Rest
bedeuten.

13. Pharmazeutische Präparate enthaltend mindestens eine Verbindung gemäß Anspruch 1 sowie einen pharmazeutisch verträglichen Träger.

14. Verwendung der 25-Carbonsäure-Derivate gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Arzneimitteln.