專利名稱:1α,24二羥基維生素D的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及具有生物活性的維生素D2化合物。具體地說,本發(fā)明涉及具有激素活性的天然代謝物1α,24二羥維生素D2及其制備方法。本發(fā)明還涉及含有效藥用量的1α,24二羥維生素D2藥用組合物,以及通過應(yīng)用有效量的上述藥用組合物來控制鈣代謝失常的方法。
已經(jīng)知道,維生素D及其活性代謝物在調(diào)節(jié)動物和人體內(nèi)鈣代謝方面起著重要作用。在動物和人體中維生素D的天然形式是維生素D3。已經(jīng)清楚,在動物(包括人體內(nèi)),維生素D3在肝臟中經(jīng)C25位羥基化而被活化,然后又在腎臟中經(jīng)1α-羥基化作用產(chǎn)生激素1α,25-二羥維生素D3[“1,25-(OH)2Da”],參見美國專利3,880,894。維生素D3代謝物,即25-OH維生素D3和1,25-(OH)2D3的主要生理性分解代謝途徑是由C24-氧化作用引發(fā)的(Holick,M.F.,kleiner-Bossalli-er,A.,Schnoes,H.k.,Kasten,P.M.,Boyle,I.T.,and DeLuca,H.F.,J.Biol.Chem.,248,6691—6696,1973)。
維生素D2是在植物中發(fā)現(xiàn)的維生素D的主要天然形式。維生素D2在結(jié)構(gòu)上與維生素D3的區(qū)別在于前者的C24上有一個甲基并且在C22和C23之間有一個雙鍵。
在發(fā)現(xiàn)維生素D2和D3后不久,它們似顯示出即使不完全相等也是相似的生物活性?,F(xiàn)在普遍認(rèn)為,維生素D2有著與維生素D3一樣的代謝作用(即活化和分解代謝)[見Harrison’sPrinciples of Internal MedicinePart Seven,“Disorders of Bone andMineral MetabolismChap.35,”in E.Braunwald,K.J.Isselbacher,R.G.Petersdorf,J.D.Wilson,J.B.Martin and H.S.Fauci(eds.),Calcium,Phosphorus and Bone MetabolismCalcium Regu-lating Hormones,McGraw-Hill,New York,pp.1860—1865.]。從這一點上講,認(rèn)為維生素D2的活性形式是1α,25-二羥維生素D2[“1,25-(OH)2D2”]。而且,從已知的25-羥維生素D2和1,25(OH)2D2的24-羥基衍生物,即24,25-二羥維生素D2及1α,24,25-三羥維生素D2是已知的表明維生素D2的分解代謝和維生素D3一樣,是通過相同的C24氧化步驟進行的(Jones,G.,Rosenthal,D.,Segev,D.,Mazur,Y.,F(xiàn)rolow,F(xiàn).,Halfon,Y.,Robinavich,D.and Shakked,Z.,Bio-chemistry,181094-1101,1979)。
近來發(fā)現(xiàn)一種維生系D2的活性同類物,即1α-羥維生素D2[“1α-(OH)D2”],它的藥理學(xué)特性明顯不同于其維生素D3對應(yīng)物1α-羥維生素D3[“1α-(OH)D3”]。共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請07/569,412揭示,給骨質(zhì)疏松病人服用2.0μg/天或更大劑量的1α-(OH)D2,可逆轉(zhuǎn)病人的骨質(zhì)喪失。因為毒性問題,不可能安全地應(yīng)用2.0μg/day或更高劑量水平的1α-(OH)D3。
這-顯著的藥物學(xué)特性可通過本發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)予以解釋,即應(yīng)用于人體的藥用劑量的1α-(OH)D2部分地代謝為具有生物活性的1α,24-二羥維生素D2[“1α,24-(OH)2D2”]。正如在下文更詳述的那樣,1-羥基化維生素D2分子的C24位羥化作用代表了一種為維生素D2分子所特有的活化途徑。
在已可以用化學(xué)方法合成1α,24-二羥維生素D3[“1α,24-(OH)2D3”](US,4,022,891)時,并未發(fā)現(xiàn)它在生物體系中系天然化合物,而且,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)1α,24-(OH)2D2顯示出了明顯不同于1α,24-(OH)2D3的生物活性。例如,Ishizuka等人發(fā)現(xiàn)1α,24-(OH)2D3與1,25-(OH)2D3受體位點的結(jié)合比1,25-(OH)2D3與自身受體的結(jié)合更為緊密(Ishizuka,S.,Bannai,K.,Naruchi,T.and Hashimoto,Y.,Steroids,371,33—42,1981;Ishizuka,S.,Bannai,K.,Naruchi,T.and Hashimo-to,Y.Steroids,391,53—62,1982)。應(yīng)用類似的試驗,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)1α,24-(OH)2D2對1,25(OH)2D3受體位點的結(jié)合比1,25-(OH)2D3對上述受體位點的結(jié)合的競爭力低2倍。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)1α,24-(OH)2D2顯示出了對血液中維生素D血清結(jié)合蛋白的相對弱的親和力。這是低毒性的很短的半衰期征兆的證據(jù)。
本發(fā)明人證實了在服用1α-(OH)D2的人體內(nèi)有循環(huán)性1α,24-(OH)2D2存在。這表明在動物和人體中,維生素D2自然代謝成為1,25-(OH)2D2和1α,24-(OH)2D2。兩種維生素D2激素的相對比根據(jù)出現(xiàn)在C24途徑中的前體和前體的含量不同而變化。因此可以說,當(dāng)1α-(OH)D2的劑量增加時,1α,24-(OH)2D2對1,25-(OH)2D2的比值也增大。
下文更加詳細(xì)述及的有關(guān)結(jié)果表明,1α,24-(OH)2D2具有高生物活性和低毒性的優(yōu)良特性。在施用藥用劑量的1α-(OH)D2后,1α,24-(OH)2D2即成為一種有重要作用的代謝物這一事實說明1α,24-(OH)2D2可以介導(dǎo)1α-(OH)D2令人滿意的藥物學(xué)作用,并可作為一種有效冶療藥物,治療包括鈣代謝在內(nèi)的各種類型機能紊亂。
本發(fā)明提供了合成的1α,24-(OH)2D2,它是維生素D2的生物活性形式。該激素也可稱作1α,24-二羥麥角骨化醇,并可以用下文給出的結(jié)構(gòu)表示。該化合物具有有效的生物活性和表現(xiàn)低毒性的快速全身清除率。
本發(fā)明還包括一種生產(chǎn)1α,24二羥維生素D2的新方法。它需以麥角甾醇作起始原料,生成24-羥維生素D2,然后對24-羥化合物進行1α-羥化。在這一合成過程中還產(chǎn)生新的中間產(chǎn)物。
本發(fā)明的化合物可用于治療以維生素D缺乏為特征的各種疾病和各種骨消耗性紊亂,尤其是在治療中無伴發(fā)高血鈣或高尿鈣。本發(fā)明的化合物有利于用作治療維生素D缺乏性疾病的藥用組合物中的活性成分,以逆轉(zhuǎn)或防止有繼續(xù)發(fā)生骨質(zhì)喪失趨向病人的骨質(zhì)或骨無機物成分的喪失,穩(wěn)定腎病性骨營養(yǎng)不良患者的骨質(zhì)密度。
本發(fā)明的化合物還可作治療某些皮膚疾病的局部用制劑。它益于作為局部用組合物中的活性成分,該外用組合物還可以包括其它能改善皮膚功能系亂的藥劑。
根據(jù)下文詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例,并結(jié)合相應(yīng)的圖表,可以了解本發(fā)明的其它優(yōu)點,特定適用性的更全面評價,組分的變化及理化特性。
本發(fā)明將在下文結(jié)合附圖進行描述,其中相同的符號全部表示相同的元素,并且
圖1表示24-羥維生素D2合成的制備步驟。
圖2表示以24-羥維生素D2開始合成1α,24二羥維生素D2的制備步驟。
本發(fā)明提供了合成的1α,24-二羥維生素D2[1α,24-(OH)2D2]。
這時,術(shù)語“生物活性”(“biological activity”“biologicallyactive”“bioactive”或“biopotent”)是指化合物的如下生物化學(xué)性質(zhì)對代謝的影響,如影響血清鈣濃度;或與相應(yīng)受體蛋白結(jié)合,如與維生素D受體蛋白結(jié)合。
一方面,本發(fā)明包括有如下通式I的生物活性化合物 另一方面,本發(fā)明包括通式I化合物的制備。1α,24-二羥維生素D2的合成是根據(jù)示于圖1和圖2中的圖解完成的。如圖1所示,1α,24-二羥維生素D2的合成是用麥角甾醇作起始原料。用六步法將麥角甾醇轉(zhuǎn)變成24-羥麥角甾醇(5,7,22麥角甾三烯-3β,24-二醇(7))。然后應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)中已知生產(chǎn)24-羥維生素D2的方法對24-羥麥角甾醇進行輻照和熱轉(zhuǎn)變。如圖2所示,用類似于Paaren描述的方法(Paaren,et al.,J.Org.Chem.,Vol.45,p.3253,1980),于六步法中對2,24-羥維生素D2進行羥化,生成1α,24-二羥維生素D2。
具體地說,將麥角甾醇乙?;?β-乙酸酯(2)。后者與三唑啉二酮反應(yīng)生成帶有麥角甾結(jié)構(gòu)中B環(huán)的加合物(3)。加合物(3)經(jīng)臭氧化作用截短測鏈生成C-21醛(4)。所得醛和適當(dāng)?shù)耐衔锓磻?yīng)重建側(cè)鏈生成24-烯酮(5)。然后烯酮被轉(zhuǎn)變?yōu)?4-甲基,3β,24-二羥加合物(6)。該加合物與氫化鋁鋰反應(yīng)將加合物去保護基,生成24-羥麥角甾醇(7)。24-羥麥角甾醇經(jīng)輻照和熱處理生成24-羥維生素D2。將24-羥維生素D2甲苯磺?;?4-羥維生素D2的3β-甲苯磺酰酯,經(jīng)溶劑分解作用甲苯磺酰酯被置換生成6-甲氧基-24-羥-3,5-環(huán)維生素D2。環(huán)維生素D2經(jīng)過烯丙基氧化生成1α,24-二羥環(huán)維生素衍生物。該衍生物接著進行溶劑分解作用和狄爾斯—阿德耳(Diels-Alder)反應(yīng),去掉6-甲氧基,并使1α,24二羥維生素D2(5,6順式)和5,6反式1α,24二羥維生素D2分離。
本發(fā)明化合物可適用于各種臨床和獸醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,并且特別適用于治療鈣和磷代謝失常。具體地說,通式I的化合物可應(yīng)用在如刺激成骨細(xì)胞的活性,用血清中骨鈣水平來檢測。骨鈣(Osteocalcin)是骨基質(zhì)中的主要蛋白質(zhì),通式I的化合物與維生素D血清結(jié)合蛋白之間的結(jié)合比1,25-(OH)2D3與上述結(jié)合蛋白的結(jié)合要弱,這表明通式I化合物的快速清除率和低毒性,由此增強了其藥理特性。
另一方面,本發(fā)明提供了一種諸如治療由肝衰、腎衰或胃腸衰竭等原因引起的鈣代謝失常之類的調(diào)控鈣代謝的方法。通式I的化合物可用于預(yù)防或治療維生素D缺乏性疾病及相關(guān)疾病,例如,腎病性骨營養(yǎng)不良、脂肪痢、抗驚厥性骨軟化、低磷酸鹽血癥性維生素D抗性佝僂病、骨質(zhì)疏松癥,包括絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松、老年性骨質(zhì)疏松、類固醇誘發(fā)性骨質(zhì)疏松,以及以骨質(zhì)喪失為特征的其它疾病,假性維生素缺乏性(即維生素依賴性)佝僂病、營養(yǎng)性和吸收障礙性佝僂病、繼發(fā)于甲狀旁腺機能減退、術(shù)后甲狀旁腺機能減退,特發(fā)性甲狀腺機能減退、假性甲狀旁腺機能減退的骨軟化和骨質(zhì)減少以及酒精中毒。
1α,24二羥維生素D2在治療諸如牛皮癬、濕疹、缺乏適當(dāng)皮膚硬度、皮膚水合以及皮脂分泌等皮膚過分增生疾患中也很有價值。
與已知的維生素D3的活性形式的同類物相比,通式I的化合物作為治療鈣代謝失調(diào)性疾病之藥用組合物中的活性成分,可減小副作用,并具有低毒性。這些藥用組合物構(gòu)成了本發(fā)明的另一方面。
根據(jù)藥劑學(xué)常規(guī)方法加工本發(fā)明的藥理活性化合物,生產(chǎn)供哺乳動物(包括人類)患者施用的藥劑。例如,通式I的化合物可與常規(guī)性賦形劑混合,例如適用腸用(如口服)、腸外用或外部用而不與藥用活性成分起毒性反應(yīng)的藥用載體。
適宜的藥用載體包括(但不限于)水、鹽溶液、醇類、阿拉伯膠、植物油(例如杏仁油、玉米油、棉籽油、花生油、橄欖油、椰子油)、礦物油、魚肝油、油脂(如多乙氧基醚)、聚乙二醇、明膠、碳水化合物(如乳糖、直鏈淀粉或淀粉)硬脂酸鎂、滑石、硅酸、粘性石蠟、脂肪酸單甘油酯和甘油二酯、季戊四醇脂肪酸酯、羥甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮等。
如果需要的話,藥用制劑可進行消毒,并與下列輔劑混合潤滑劑、防腐劑、穩(wěn)定劑、濕潤劑、乳化劑、調(diào)節(jié)滲透壓的鹽類、緩沖劑、著色劑、調(diào)味劑和/或一種或多種其它活性成分,例如維生素D3及其1α-羥化代謝物、共軛雌激素或其等同物、抗雌激素、降鈣素、二膦酸鹽、鈣添加劑、維生素B12、百日咳毒素和硼。
特別適合于腸道外給藥的劑型有可注射消毒液,最好是油劑或水溶液,以及懸浮液、乳劑或植入物,包括栓劑。適于腸道外給藥的途徑包括皮下注射,肌內(nèi)注射或靜脈內(nèi)注射,鼻咽或粘膜吸收,或經(jīng)皮吸收。安瓿是最方便的單位劑量。
特別適用腸內(nèi)應(yīng)用的劑型是片劑、糖衣丸、水劑、滴劑、栓劑、錠劑、粉劑或膠囊。如果需要甜味劑的話,可以制成糖漿、酏劑或類似物。
適于局部用藥的形式可以是非噴霧性粘稠狀、半固體狀或固體狀,它包括一種與局部應(yīng)用相容的載體,最好大于水的動態(tài)粘度,例如礦物油、杏仁油、自乳化蜂蠟、植物油、白色軟石蠟和丙二醇。適合的配方包括(但不限于)霜劑、油膏、洗劑、溶液劑、懸浮液、乳劑、粉劑、擦劑、軟膏、氣溶膠、透皮斑片等等,如果需要的話,上述外部用藥可進行消毒并與下列輔劑混合防腐劑、穩(wěn)定劑、去乳化劑、濕潤劑等。根據(jù)本發(fā)明,適合的霜劑制劑包括諸如水、杏仁油、礦物油和自乳化蜂蠟的混合物;適宜的油膏制劑包括例如杏仁油和白色軟石蠟;適宜的洗劑制劑包括如無水亞丙基二醇。
用于治療皮膚疾患的本發(fā)明化合物的外部用制劑可以含有如類視色素一類的上皮形成誘導(dǎo)劑(例如,維生素A)、維生素E這類色原烷醇、異丙基腎上腺素,或環(huán)腺苷單磷酸酯(cAMP)這類β-興奮劑,皮質(zhì)甾類(例如氫化可的松或其乙酸酯、或地塞米松)這類抗炎劑、煤焦油或蒽林這類角質(zhì)塑化劑。上述成分的有效量,如維生素A為組合物總重量的約0.003%至約0.3%;維生素E為約0.1%至約10%;異丙基腎上腺素為約0.1%至約2%;cAMP為約0.1%至約1%;氫化可的松為約0.25%至約5%;煤焦油為約0.1%至約20%,蒽林為約0.05%至約2%。
對于經(jīng)直腸給藥而言,可將化合物制成含有如可可油或其它三甘油酯的栓劑基質(zhì)的藥用組合物,為了延長保存期,組合物最好含有一種抗氧化劑,如,抗壞血酸、丁基化羥苯甲醚或氫醌。
本發(fā)明的藥用組合物經(jīng)口服給藥是治療鈣代謝失常的優(yōu)選途徑。一般說來,本發(fā)明的化合物是以每單位劑量的藥用載體中含約0.5μg至約25μg的單位劑量形式分散。根據(jù)本發(fā)明的化合物的劑量是約0.01~1.0μg/kg/day,優(yōu)選劑量是約0.04~0.3μg/kg/day。
對于外部治療皮膚疾患而言,本發(fā)明化合物在外部用組合物中的含量通常是每克組合物含約0.01~10μg。
應(yīng)該認(rèn)識到,在具體情況中活性化合物的實際優(yōu)選用量根據(jù)所用的具體化合物的效果,特定組合物的配方,應(yīng)用方式及被處理的部位及生物體的不同而異。例如,對某一病人的具體用量取決于病人的年齡、體重、一般健康狀況及性別、飲食情況、給藥的時間間隔及給藥方式、排泄率和藥劑是否聯(lián)用以及所治療疾患的嚴(yán)重程度。對于一指定對象的用藥劑量可通過常規(guī)考慮來確定,例如,對所用化合物與已知物質(zhì)的不同活性進行常規(guī)比較,如借助于一種常規(guī)評價藥物的規(guī)則。
更進一步,本發(fā)明的化合物也宜于用于獸醫(yī)用組合物中,例如,用于家畜的飼料組合物中治療或預(yù)防低鈣血癥。通常,本發(fā)明的化合物分散于動物飼料中,以保證所給飼料被正常消耗時能向動物提供約0.01~1.0μg/kg/day的本發(fā)明化合物。
下面的實施例僅僅是用來解釋本發(fā)明的例證,絕不是以任何方式限制本發(fā)明的其它方面。在下面的實施例中,質(zhì)子核磁(1H NMR)光譜是用連于3000型計算機的Bruker AM—400(400MHz),以CHCl3作內(nèi)標(biāo)于CDCl3溶液中記錄的,化學(xué)位移用ppm表示。紫外光譜是用Hitachi U-2000分光光度計記錄,并用乙醇溶液作測檢。
實施例1在與1α-(OH)D2一起孵育的人肝細(xì)胞中生成,純化和鑒定1α,24-(OH)2D2基本純化的1α-(OH)D2從Bone Care International,Inc.of Madison,Wisconsin獲得。將1α-(OH)D2與用現(xiàn)有技術(shù)已知方法從人肝癌細(xì)胞衍生的Hep 3B細(xì)胞一起培養(yǎng)。
用已知的方法獲得脂類提取物,并以已烷/異丙醇/甲醇(91∶7∶2)展開在Zorbax-SIL上作高壓液相色譜(HPLC)處理。推定1α,24-(OH)2D2代謝物在親體1α-(OH)D2和標(biāo)準(zhǔn)品1,25-(OH)2D2(也得自Bone Care International,Inc.ofMadison,Wisconsin)之間洗脫出,在用質(zhì)譜分析對代謝物進行鑒定之前,用上述HPLC系統(tǒng)對1α,24-(OH)2D2進一步純化。
被純化的代謝物比初始材料1α-(OH)D2具有更大的極性,因而推測認(rèn)為是一種二羥維生素D2代謝物,這一代謝物還具有維生素D發(fā)色團,這表明代謝物保留了維生素D的順三烯結(jié)構(gòu)。因為該代謝物從1α-(0H)D2衍生而來,因而其結(jié)構(gòu)就是1α,X-(OH)2D2。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的已知方法制備1α,X-(OH)2D2的三甲基甲硅烷基衍生物,對TMS-衍生物和天然化合物進行質(zhì)譜分析。經(jīng)過氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用法分析TMS-衍生物,識別主要源于對熱解代謝物片段類型的翻譯。分子離子的m/z值為644,代表二羥維生素D2外加額外質(zhì)量占216單位的三個TMS基團。因為1α-(OH)D2具有3β-和1α-基團,而且推定的代謝物有一個另外的羥基,因此,所有三個羥基都是衍生來的。在m/z值601,511,421,331所發(fā)現(xiàn)的特殊片段表示單獨片段或附加有1、2、3個TMS基固(每個90單位)的片段均失去一個43質(zhì)量單位。這一情形最可能的解釋是C24與C25鍵斷裂,占43質(zhì)量單位的C3H7喪失。這表示C26-C25-C27片段的喪失。而且,質(zhì)譜缺乏所有25-羥化維生素D化合物的m/z131片段特征。
質(zhì)譜還顯示了m/z513片段表明因A環(huán)斷裂伴隨C2-C3-C4喪失而使131質(zhì)量單位喪失,這也是維生維D化合物的特征。質(zhì)譜還含有m/z143,它可能衍生于C24與C23的斷裂及一個甲基的丟失。表示C24-C25鍵脆性的43單位的不尋常喪失和因C23-C24斷裂所致的片段喪失表明,在1α,X-(OH)2D2中的額外羥基是在C24上。因此,該結(jié)構(gòu)鑒定為1α,24-(OH)2D2。
通過直接探測質(zhì)譜對天然代謝物進行分析。這一分析結(jié)果與24位上有一羥基的結(jié)論是一致的,也與上文描述的對TMS-衍生物進行的氣相色譜-質(zhì)譜法分析結(jié)果一致。天然代謝物顯示出在m/z428的被預(yù)料的分子離子和在m/z367的一個特殊片段,這表明喪失了一個水分子和43質(zhì)量單位的C25-C26-C27片段。
實施例21α,24二羥維生素D2的合成乙酸(22E)-5,7,22-麥角甾三烯-3β-基酯(2)向含有50mg(0.13mol)麥角甾醇(1)的300ml無水吡啶溶液中加入33.3ml(0.35mol)乙酸酐,混合物于室溫下攪拌過夜,再加入600ml水。將沉淀物濾掉,并用每份200ml乙腈洗三次,然后于空氣中干燥,生成42.0g(74%)(2)乙酸22-氧代-5α,8α-(4-苯基-3,5-二氧代-1,2,4-三唑烷-1,2-二基)23,24-二降膽甾-6-烯-3β-基酯。
向含有33.0g(0.075mol)乙酸麥角甾醇酯(2)的1000ml氯仿溶液中加入13.2g(0.075mol)4-苯基-1,2,4-三唑啉-3,5二酮。所得(3)溶液于室溫下攪拌30分鐘,然后加入5ml吡啶。該溶液冷卻至-78℃,并于該溫度下用臭氧——氧混合物處理2小時,然后用氮徹底凈化。繼而加入50ml二甲硫醚,用300ml水洗混合物,再用200ml 2N HCl洗二次,最后用300ml水洗一次。有機層被分離出來,用無水硫酸鎂干燥,并于真空中濃縮至干燥。殘留物用硅膠柱(用己烷30%乙酸乙酯洗脫)提純生成泡沫固態(tài)的標(biāo)題化合物16.0g(39%)。
1H NMR(400MHz;CDCl3)δppm 0.85(3H,s,18-CH3),1.10(3H,s,19-CH3),1.15(3H,d,21-CH3),1.99(3H,s,3β-CH3CO),5.45(1H,m,3α-H),6.26(1H,d,7-H),6.40(1H,d,6-H),7.42(5H,m,ph),9.58(1H,d,HCO)。乙酸(22E)5α,8α-(4-苯基-3,5-二氧-1,2,4-三唑烷-1,2-二基)6.22-膽甾二烯-24酮-3β基酯(5)將1.6M丁基鋰溶液(含己烷8.94ml,0.014mol)加入到在通氮氣情況下經(jīng)攪拌和冷卻至0℃的含1.45g(0.014mol)二異丙胺的20ml無水四氫化呋喃溶液中。在0℃于15分鐘內(nèi)將含1.23g(0.014mol)3-甲基丁烷-2-酮的6ml無水四氫化呋喃滴加到溶液中。所得溶液于0℃攪拌1小時以上,然后冷卻至-70℃,并加入含6.0g(0.011mol)醛(4)的60ml無水四氫化呋喃溶液。將溫度升至-20℃,并持續(xù)3小時,然后于-20℃下加入20ml冰乙酸,再將溶液放置于室溫。加入800ml乙醚和400ml水,有機層分離開來,并用10%HCl(2×300ml)、飽和碳酸氫鈉溶液(2×300ml)和水(2×300ml)洗滌。濃縮得粗產(chǎn)物7.5g將其溶解于含有1.5N HCl(12ml)的100ml四氫化呋喃中?;亓?.5小時后,用600ml乙醚稀釋混合物,并用5%碳酸鈉溶液(2×200ml)和水(2×200ml)洗滌,然后用無水硫酸鎂干燥。在減壓條件下濃縮得粗產(chǎn)品(7.0g)。經(jīng)硅膠(己烷50%乙酸乙酯洗脫)層析得到烯酮(5)4.0g(59%)。
1H NMR(400MHz)δppm 0.83(3H,s,18-CH3),0.99(3H,s,19-CH3),1.09(6H,dd,26 and 27-CH3),1.12(3H,d,21-CH3),2.0(3H,s,3β-CH3CO),2.84(1H,m,25-H),5.45(1H,m,3α-H),6.06(1H,d,23-H),6.24(1H,d,7-H),6.39(1H,d,6-H),6.71(1H,dd,22-H),7.42(5H,m,ph)。(22E)-5α,8α-(4-苯基-3,5-二氧-1,2,4-三唑烷-1,2-二基)-6,22-麥角甾二烯-3β,24-二醇(6)含3.5g(5.7mmol)烯酮的無水乙醚100ml被冷卻至0℃,然后向其中滴加3.0M的溴化甲基鎂溶液(含6.8ml乙醚,0.02mol)。上述溶液置0℃1小時后,再向其中加入100ml飽和氯化銨。有機層被分離開來,用乙醚(2×200ml)抽提水層,乙醚相結(jié)合在一起經(jīng)無水硫酸鎂干燥,并于真空中濃縮至干燥,生成3.0g(90%)(6)的粗產(chǎn)品。
(22E)-5,7,22-麥角甾三烯-3β,24-二醇(7)向含3.0g(5.1mmol)(6)的250ul無水四氫呋喃中加入3.6g(0.09mol)氫化鋰鋁?;旌衔锘亓骷訜?小時后,用冰水浴冷卻,反應(yīng)混合物經(jīng)小心滴加5ml冰水而分解。將混合物過濾,所得過濾物于真空中濃縮以去掉絕大部分四氫呋喃。殘留物溶解于200ml乙酸乙酯中,用飽和NaCl溶液洗二次(2×200ml),經(jīng)無水硫酸鎂干燥,于真空中濃縮。殘留物用硅膠柱(用己烷30%乙酸乙酯洗脫)純化,產(chǎn)生1.5g(71%)的(7)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 0.64(3H,s,18-H),0.88(6H,dd,26 and 27-CH3),0.93(3H,s,19-CH3),1.06(3H,d,21-CH3),1.19(3H,s,28-CH3),3.55(1H,m,3α-H),5.36(1H,d,7-H),5.42(2H,m,22 and 23-H),5.52(1H,d,6-H).UV(乙醇)λmax282nm。
24-羥維生素D2(8)
1g(2.4mmol)(7)溶解于250ml乙醚和苯(4∶1)中,在用Hanovia中壓紫外燈光照2小時的同時,通氮氣于水冷式石英浸沒井中攪拌混合物。溶液于真空中濃縮,再重新溶解于100ml乙醇溶液中,并加熱回流過夜。溶液再于真空中濃縮至干燥,殘留物用硅膠柱(用己烷30%乙酸乙酯洗脫)純化,生成0.55g(55%)的(8)。
1H NMR(400MHz),CDCl3)δppm 0.57(3H,s,18-CH3),0.92(6H,dd,26 and 27-CH3),1.06(3H,d,21-CH3),1.20(3H,s,28-CH3),3.93(1H,m,3-H),4.79(1H,m尖峰,19-H),5.01(1H,m,(尖峰),19-H),5.43(2H,m,22 and 23-H),6.02(1H,d,7-H),6.22(1H,d,6-H).UV(乙醇)λmax265nm。
24-羥維生素D2甲苯磺酸酯(9)向溶解有0.55g(1.3mmol)(8)的5ml無水比啶溶液中加入0.6g(3.2mmol)甲苯磺酰氯?;旌衔镌谕ǖ獨鈼l件下于5℃攪拌20小時。然后反應(yīng)混合物倒入100ml冷的飽和NaHCO3溶液中,用乙醚抽提三次(3×100ml)。結(jié)合有機抽提物,用5%HCl溶液(2×200ml)、飽和NaHCO3溶液(2×200ml)和飽和NaCl溶液(2×200ml)各洗二次,再經(jīng)無水MgSO4干燥,并于真空濃縮,生成0.62g(84%)的(9)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 0.57(3H,s,18-CH3),0.92(6H,dd,26 and 27-CH3),1.08(3H,d,21-CH3),1,24(3H,s,28-CH3),2..43(3H,s,CH3(甲苯磺酸酯)),4.69(1H,m,3-H),4.77(1H,m,(尖峰),19-H),5.0(1H,m,(尖峰),19-H),5.42(2H,m,22 and23-H),6.03(1-H,d,7-H),6.25(1-H,d,6-H)7.31 and 7.83(4H,d,芳烴)。
24-羥-3,5-環(huán)維生素D2(10)向溶解有0.6g(1.06mmol)(9)的50ml無水甲醇溶液中加入4.0(0.047mol)NaHCO3?;旌衔锛訜峄亓?小時。反應(yīng)混合物于真空進行濃縮。加入100ml水,接著用乙醚抽提二次(2×200ml)。結(jié)合乙醚抽提物,經(jīng)無水MgSO4干燥,再于真空中濃縮至干燥,生成油狀450mg(100%)(10)。
1α,24-二羥-3,5-環(huán)維生素D2(11)將870μl(2.61mmol)的叔丁基過氧化氫(3M甲苯溶液)在通氮條件下加入到含73mg(0.66mmol)二氧化硒的50ml無水二氯甲烷的懸浮液中。混合物在通氮條件下于室溫攪拌3小時。然后加入0.1ml無水吡啶,接著加入溶解了450mg(1.06mmol)(10)的15ml無水二氯甲烷溶液?;旌衔镌谕ǖ獥l件下于室溫攪拌10分鐘,然后加入10%NaOH溶液25ml,并用乙醚抽提混合物三次(3×100ml)。結(jié)合乙醚抽提物,用10%NaOH溶液(2×100ml)、水(2×100ml)、飽和NaCl溶液(2×100ml)各洗二次,再經(jīng)無水MgSO4干燥,并于真空濃縮至干燥,殘留物用硅膠柱(用含30%乙酸乙酯的己烷混合物洗脫)純化,生成110mg(24%)的(11)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δPPP 0.55(3H,s,18-CH3),0.90(6H,dd,26 and 27-CH3),1.03(3H,d,21-CH3),1.19(3H,s,28-CH3),3.25(3H,s,-OCH3),4.19(1H,d,6-H),4.19(1H,m,1-H),4.92(2H,d,7-H),5.15(1H,m,(尖峰,19-H),5.2(1H,m,(尖峰),19-H),5.42(2H,m,22 and 23-H)。5,6-順式和5,6-反式-1α,24-二羥維生素D2(12,13)1α,24-二羥-3,5-環(huán)維生素D2(11)110mg(0.25mmol)溶解于2.0ml二甲亞砜和1.5ml乙酸中,并在通氮條件下于50℃加熱1小時。該溶液被傾于冰和50ml飽和NaHCO3溶液中,用乙醚抽提混合物三次(3×100ml)。結(jié)合乙醚抽提物,用飽和NaHCO3溶液(3×100ml)、水(2×100ml)、飽和NaCl溶液(2×200ml)洗,再經(jīng)無水MgSO4干燥,并于真空濃縮,生成100mg(93%)(12)和(13)的粗產(chǎn)品。
5,6-順式-1α,24-二羥維生素D2(12)向含有(12)和(13)的5ml乙酸乙酯溶液中加入20mg(0.2mmol)順式丁烯二酸if,并將混合物在通氮條件下于35℃攪拌24小時,所得溶液于真空中濃縮至干燥,殘留物用硅膠柱(以己烷50%乙酸乙酯洗脫)純化,生成20mg(22%)的(12)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 0.57(3H,s,18-CH3),0.89(6H,dd,2j and 27-CH3),1.04(3H,d,21-CH3),1.21(3H,s,23-CH3),4.23(1H,m,3-H),4.40(1H,m,1-H),5.0(1H,m,(尖峰),19-H),5.33(1H,m,(尖峰),19-F,5.44(2H,m,22 and 23-H),6.01(1H,d,7-H),6.37(1H,d,6-H).UV(乙醇)λmax265nm。
實施例3在體外增加底物濃度有利生成1α,24-(OH)2D2如上文所述,將Hep3B細(xì)胞與1α-OH-D2-起培養(yǎng),最終濃度為1,10或100nM(實驗1)和1或10μm(實驗2),并提取和純化1α,24-(OH)2D2。用回收放射性標(biāo)記(實驗1)或用光電二極管檢測分光光度法(實驗2)對1α,24-(OH)2D2和1,25-(OH)2D2代謝物進行定量分析。如表1所示,當(dāng)?shù)孜餄舛仍黾訒r,1α,24-(OH)2D2的量相比于1,25-(OH)2D2的量有所增加。這表明,在該體系中有較高的底物濃度時,1α,24-(OH)2D2是1α-OH-D2的主要天然活性代謝物。
*N.D.表示不可檢測實施例4在施用1α-(OH)2D2的骨質(zhì)疏松婦女體內(nèi)產(chǎn)生1α,24-(OH)2D2本發(fā)明人還觀察到,在接受1α-OH-D2治療并以此作為藥物治療骨質(zhì)疏松的觀察部分的人類女性患者體內(nèi),1α,24-(OH)2D2相對于1,25-(OH)2D2形成量也增加。在給予2μg 1α-OH-D2一次量或8μg/day的每日劑量一周后,采血并對代謝物1α,24-(OH)2D2和1,25-(OH)2D2進行分析。從血樣中抽提脂類,用標(biāo)準(zhǔn)方法經(jīng)HPCL純化代謝物,并用Incstar(Stillwater,Minnesota)提供的放射受體試驗對代謝物定量。在給予2μg的一次劑量一天后,1α,24-(OH)2D2的量檢測不到,而1,25-(OH)2D2為約11pg/ml。相反,在給予8μg的最后一次劑量一天后,1 α,24-(OH)2D2的量平均為9pg/ml,1,25-(OH)2D2的量平均為30pg/ml。
實施例5 1α,24-(OH)2D2對維生素D受體的親和力對1α,24-(OH)2D2與哺乳動物維生素D受體(VDR)親和力評估是用商售牛胸腺VDR藥盒和得自Incstar(Stillwater,Minnesota)的標(biāo)準(zhǔn)1,25-(OH)2-D3溶液進行的。純化的1α,24-(OH)2D2經(jīng)光電二極管檢測分光光度法定量,并用放射受體試驗分析。1α,24-(OH)2D2的半最大結(jié)合量為約150pg/ml,而1α,25-(OH)2D2為80pg/ml。因此,牛胸腺VDR對1α,24-(OH)2D2的親和力比對1α,25-(OH)2D3的親和力低1/2,這表明1α。24-(OH)2D3具更有效的生物活性。
實施例6 1α,24-(OH)2D3對維生素D血清結(jié)合蛋白的親和力對1α,24-(OH)2D2與維生素D血清結(jié)合蛋白(DBP)親和力的評估是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的已知方法用維生素D缺乏小鼠血清進行的。所得數(shù)據(jù)表明,DBP與1α,24-(OH)2D2的結(jié)合至少比它與25-OH-D3的結(jié)合弱1000倍。1α,24-(OH)2D2與VDR的結(jié)合強,與DBP的結(jié)合弱說明該化合物易于被靶細(xì)胞接納,因而具有效的生物活性。此外,與DBP較弱的結(jié)合表明了一種更快的清除率,使得其毒性更低。
因此,所進行的試驗表明,新的1α,24-(OH)2D2顯示出了與眾不同的獨特活性范圍,即高生物活性和低毒性,它是明顯不同于現(xiàn)有技術(shù)已知的有關(guān)化合物。
實施例7生物學(xué)試驗。
20名絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女入選公開標(biāo)記研究,所選病人年齡在55-75歲之間,由LUNAR骨密度測量儀(Lunar Corpora-tion,Madison,Wisconsin)測量顯示的L2—L3腰椎骨礦物質(zhì)密度為0.7~1.05g/cm2。
在入選本研究時,所有病人都接受了每天選用含400~600mg鈣飲食的指示。病人對這一飲食的適應(yīng)性通過每隔一周的24小時食物記錄和與每位病人的交談加以證實。
所有病人完成一周的基礎(chǔ)期、五周的治療期和一周的治療后觀察期。在治療期間,病人自行口服1α,24-二羥維生素D2,第一周的起始劑量為0.5μg/day,在接著四周中的每周中,分別以1.0,2.0,4.0和8.0μg/day不斷增加的劑量服用。所有劑量均在早餐前服用。
在整個研究中以每周為基礎(chǔ)進行血尿的化學(xué)分析。重要的血中化學(xué)分析包括空腹時血清中鈣、磷、骨鈣、肌酐和血尿素氮的水平。重要的尿中化學(xué)分析包括鈣、磷和肌酐的24小時排出量。
此項臨床研究的血尿數(shù)據(jù)表明,該化合物不對腎功能產(chǎn)生有害的影響,正如由肌酐清除率和血中尿素氮的水平所測定的;該化合物也不增加尿中羥脯氨酸的排泄,這表明它對骨質(zhì)吸收沒有任何刺激作用。該化合物對所有常規(guī)血清監(jiān)測指標(biāo)沒有任何影響,這意味著它不產(chǎn)生代謝付作用。
1α,24-二羥維生素D2對鈣自穩(wěn)態(tài)的正性作用是來自于它適度增加24小時尿鈣水平的證據(jù),這證實該化合物增加腸道鈣吸收;其正性作用還從血清中骨鈣水平增加得到證據(jù),這表明該化合物刺激成骨細(xì)胞。
實施例8以年齡在55~75歲之間的絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松門診病人進行臨床研究。該研究涉及被隨機分為三個治療組,并連續(xù)治療24~36個月的120名病人。其中的二個治療組服用恒量的1α,24-二羥-維生素D2(u.i.d.;分別以1.0μg/day或1.0μg/day以上的兩種劑量),另外一組配以相應(yīng)安慰劑。所有病人維持正常的飲食鈣攝入(500~800mg/day)并制止使用鈣添加劑,通過各組病人治療前后下述指標(biāo)變化的比較來評價化合物的效果(a)總的體內(nèi)鈣維持量,(b)通過雙光子吸收測定儀(DPA)或雙能X-線吸收測定儀(DEXA)確定的橈骨和脊骨礦物質(zhì)密度。通過比較尿中羥脯氨酸排泄量、血清和尿中鈣水平、肌酐清除率、血尿素氮和其它常規(guī)指標(biāo)來評價其安全性。
結(jié)果表示,用1α,24-二羥維生素D2治療的病人相對于用安慰劑治療的病人,其體內(nèi)總鈣量和橈骨、脊椎骨密度有明顯增高。監(jiān)測的安全性指標(biāo)證實,用1α,24-二羥維生素D2進行治療不會明顯產(chǎn)生高鈣血癥或高鈣尿癥,或任何其它代謝失衡。
實施例9
以年齡在55~60歲之間的絕經(jīng)后健康婦女進行臨床研究,該研究涉及被隨機分成二個治療組的80名病人,她們接受24~36個月的連續(xù)治療。一個治療組服用恒量的1α,24-二羥維生素D2(u.i.d.;1.0μg/day或大于1.0μg/day的劑量),另外一組配以相應(yīng)安慰劑。該研究按上述實施例2所示進行。
所得結(jié)果表明,接受1α,24-二羥維生素D2治療的病人顯示出了體內(nèi)總鈣、橈骨或脊椎骨密度的喪失相對于基礎(chǔ)值減少。相反,接受安慰劑病人的上述指標(biāo)相對于基礎(chǔ)值有顯著的喪失,監(jiān)測的安全性指標(biāo)證實了長期服用上述劑量水平的1α,24-二羥維生素D2的安全性。
實施例10選擇30名患有腎性疾病且正在進行慢性血液透析的男、女性患者進行12個月的雙盲、安慰劑對照臨床試驗。所有病人都經(jīng)過8周的服用400IU/day維持劑量維生素D3的對照期。對照期之后,病人被隨機分為二個治療組一組接受恒量的1α,24-二羥維生素D2(u.i.d.,劑量大于3.0μg/day),另一組配以相應(yīng)安慰劑。兩個治療組都接受維持劑量的維生素D3,并保證飲食中鈣的正常攝入,并制止應(yīng)用鈣添加劑。通過對兩組病人治療前后下述指標(biāo)變化的比較來評估其效果(a)腸道鈣吸收的直接測定;(b)體內(nèi)總鈣保持量;(c)撓骨和脊椎骨礦物質(zhì)密度;(d)血清鈣的檢測。安全性是通過對血清鈣的常規(guī)監(jiān)測進行評定的。
臨床數(shù)據(jù)分析表明,通過雙-同位素技術(shù)的直接測定證明了1α-24,-二羥維生素D2顯著增加腸道鈣的吸收。接受該化合物治療的病人顯示出了相對于基礎(chǔ)值而言正常的血清鈣水平、穩(wěn)定的體內(nèi)總鈣含量及穩(wěn)定的橈骨和脊椎骨骨質(zhì)密度。相反,服用安慰劑的病人表現(xiàn)出頻發(fā)的低血鈣癥,體內(nèi)總鈣含量及橈骨和脊椎骨骨質(zhì)密度的顯著降低。在治療組不產(chǎn)生明顯的高鈣血癥。
實施例11藥劑的制備局部用霜劑的制備是將1.0mg1α,24-二羥維生素D2溶解于1g杏仁油中。向該溶液中加入40mg礦物油和20mg自乳化蜂蠟。將混合物加熱液化。在加入40ml熱水后,混合物即可混均。所得霜劑每克含有約10μg的1α,24-二羥維生素D2。
實施例12油膏的制備是將1.0mglα,24-二羥維生素D2溶解于30g杏仁油中。再向該溶液中加入70mg經(jīng)加熱至液化的白色軟石蠟。將油膏混合均勻并冷卻。所制得的油膏每克含約10μg1α,24-二羥維生素D2。
實施例13將0.5g腺苷和2.0g罌粟堿溶解于最小量的二甲亞砜中,徹底混合后加入到實施例12的油膏中。其中這額外兩種成份的含量為約0.5wt%(腺苷)和2wt%(罌粟堿)。
實施例14將10,000U維生素A溶于最小量的植物油中,充分混合后加入到實施例12的油膏中。所得的油膏每克含有約100U的維生素A。
實施例15皮膚病洗劑的制備是將1.0mg1α,24-二羥維生素D2溶解于100g無水亞丙基二醇中,洗劑貯放在棕色瓶內(nèi)置于冰箱中,每克洗劑含有約10μg的1α,24-二羥維生素D2。
實施例16將0.2mg1α24-二羥維生素D2溶解于1g杏仁油中。向該溶液中加入40g礦物油和20g自乳化蜂蠟,接著再加入40ml熱水。將混合物混勻,得到的美容霜每克含約2.0μg1α,24-二羥維生素D2。
實施例17在根據(jù)實施例16制備的美容霜中加入100mg腺苷。將所得霜劑混勻,其中含有0.1wt%的腙苷。
實施例18將100μg1α,24-二羥基維生素D2溶于30g杏仁油中制備油膏。向所得溶液中加入70g經(jīng)加熱至液化的白色軟石蠟。將油膏混勻并冷卻。所得油膏每克含1.0μg1α24-二羥維生素D2。
實施例19將200U/g的維生素A溶于最小量的植物油中,充分混勻后加到實施例18的美容油膏中。
實施例20將300μg1α24-二羥維生素D2溶于100g無水亞丙基二醇中制備美容洗液。所得洗液貯于棕色瓶內(nèi)置冰箱中,每克洗液含約3.0μg1α24-二羥維生素D2。
實施例21皮膚學(xué)試驗在局部治療接觸性和異位性皮炎中評價含1α,24-二羥維生素D2組合物的治療效果。被評價的組合物是分散于凡士林-杏仁油基質(zhì)中的油膏,每克油膏含10μg1α,24-二羥維生素D2。對照組合物除了不含活性成分1α,24-二羥維生素D2外,其余成分都相同,病人在門診所接受治療,他們被教導(dǎo)每天用上述制劑二次。
油膏盡可能用于單個病變,或用于病患區(qū)域。在治療開始前對油膏及其盛器稱量,在治療結(jié)束時對沒用完的油膏再稱量。
對治療的病變區(qū)以及相當(dāng)?shù)摹皩φ铡辈∽儏^(qū)進行評價和記錄,如果需要的話,還可以拍照。“對照”病變要么選在被治療病變的附近,要么在對稱的對測部位,并最好與被治療的病變有相似的大小和發(fā)展階段。詳細(xì)記錄有關(guān)的拍照過程(如距離、光圈、角度、背景等),以便在對病變再次拍照時能加以重復(fù)。油膏每天用二次,最好將所涂部位敞開?!皩φ铡辈∽儾贿M行治療,但如果非治不可的話,需對所行治療進行記錄。
由內(nèi)科大夫每周對紅斑、脫皮和厚度進行評估。其病患嚴(yán)重程度按0—3分級。通常在治療4~6周結(jié)束時進行最終評價,以1,24(OH)2D2治療的病變其分值低于對照病變。未觀察到明顯的高鈣血癥。
實施例22表皮細(xì)胞的分化和增殖試驗根據(jù)對Rheinwa1d和Green(Cell,6331,1975)最早描述的系統(tǒng)進行已知的改良方法來培養(yǎng)人類角質(zhì)細(xì)胞。將溶解于乙醇中的1α,24-二羥維生素D2加到上述培養(yǎng)細(xì)胞中,所得一系列濃度在0.05~5μg/ml之間而乙醇的濃度不超過0.5%(V/V)。對照培養(yǎng)物中加入終濃度為0.5%(V/V)的乙醇。
培養(yǎng)物中的表皮細(xì)胞的分化和增殖以下述方法檢測1、定量角化包膜;2、定量貼壁細(xì)胞的細(xì)胞密度;3、監(jiān)測轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶活性;或4、通過3H-胸苷摻入監(jiān)測DNA合成。
與1α,24-二羥維生素D2一起孵育的培養(yǎng)物比對照培養(yǎng)物有更多的角化包膜,較少的貼壁細(xì)胞,更高的轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶活性和較低的DNA合成。
在對本發(fā)明進行描述和列舉一些具體實例后,本領(lǐng)域的專業(yè)人員將認(rèn)識到根據(jù)本發(fā)明的描述可作出的各種改良,包括變化、增加和省略。據(jù)此,本發(fā)明意在包括上述改良,而且,本發(fā)明的范圍僅限于與所附權(quán)利要求法律上一致的最廣泛的解釋。
權(quán)利要求
1. 1α,24-二羥基維生素D2作為制備用于治療皮膚疾病的皮膚表面抗感染藥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的應(yīng)用,其中所說的藥物包含適于皮膚表面應(yīng)用的載體和所說的1,24-二羥基維生素D2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的應(yīng)用,其中1,24-二羥基維生素D2的量為0.01μg至10μg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的應(yīng)用,其中所說的藥物進一步包含從上皮形成誘導(dǎo)劑,色原烷醇,β-促效藥,抗炎劑和角質(zhì)塑化劑中選出的一種藥劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有激素活性的天然代謝物-1α,24-二羥基維生素D
文檔編號A61K45/06GK1133712SQ9511818
公開日1996年10月23日 申請日期1995年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月8日
發(fā)明者C·W·畢曉普, G·瓊斯, J·C·克努森, S·施特拉格內(nèi)爾, R·M·莫里亞蒂, R·彭馬斯塔, 梁國 申請人:倫納公司