專利名稱：可用作帶有雌激素結(jié)構(gòu)的骨靶向藥物的化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種含有雌激素結(jié)構(gòu)的化合物，具體講是一種可以成為帶有雌激素結(jié)構(gòu)且具有骨靶向功能的藥物的化合物。
骨質(zhì)疏松癥是危及老年人健康的一種最常見疾病，特別是絕經(jīng)期或絕經(jīng)期后的婦女，由于機(jī)體的性激素水平變化，波及甲狀旁腺激素分泌的改變，導(dǎo)致體內(nèi)骨鈣代謝調(diào)節(jié)受到影響，骨鈣丟失增多。有文獻(xiàn)報(bào)道，用雌激素替補(bǔ)治療可有很好的效果。研究發(fā)現(xiàn)，雌激素在體內(nèi)除影響和調(diào)節(jié)機(jī)體的內(nèi)分泌和激素水平外，其在骨組織中也有可能起作用，表明骨組織中有可與雌激素相結(jié)合的受體存在。這就為雌激素對(duì)骨質(zhì)疏松治療機(jī)理的研究及治療藥物的研制提出了新的課題。但同時(shí)，人們也擔(dān)心長期使用雌激素除影響機(jī)體內(nèi)分泌外，還有使乳腺癌、子宮癌發(fā)病率增加的可能性。因此，尋找定向性強(qiáng)，對(duì)機(jī)體整體影響小的預(yù)防和治療骨質(zhì)疏松癥的藥物是必需的。
四環(huán)素類藥物，包括如四環(huán)素、土霉素、金霉素及其它衍生物，除個(gè)別取代基團(tuán)上的局部差別外，具有基本相同的骨架結(jié)構(gòu)，是一類常用的抗生素藥物。其進(jìn)入體內(nèi)后，在骨、牙等組織中的沉積是這類藥物的一個(gè)公認(rèn)和常見的副作用，尤其對(duì)兒童或幼兒還被限制或禁止使用。有研究報(bào)道，口服或注射了四環(huán)素類藥物，48小時(shí)后就可以到達(dá)機(jī)體中骨骼的新生部位，70多天尚不會(huì)排出體外。根據(jù)這類藥物與骨組織中的四環(huán)素類受體結(jié)合上的這一特點(diǎn)，有將其應(yīng)用在組織化學(xué)中稱為骨雙標(biāo)記法的研究工作。在對(duì)四環(huán)素進(jìn)入骨之后的治療作用的研究中發(fā)現(xiàn)，四環(huán)素類藥物能促進(jìn)骨膠蛋白的合成和對(duì)破骨細(xì)胞的抑制作用。這都表明四環(huán)素類藥物的趨骨特性已被人們重視并加以利用。能否利用四環(huán)素類藥物的趨骨特性而設(shè)計(jì)一種可望成為供研究骨質(zhì)疏松癥治療機(jī)理和/或治療骨質(zhì)疏松癥的藥物的化合物是本發(fā)明所希望給予解決的。
本發(fā)明的目的是提供一種可用作帶有雌激素結(jié)構(gòu)并具有趨骨特性的骨靶向藥物的化合物，供骨質(zhì)疏松癥治療機(jī)理的研究和/或研制骨質(zhì)疏松癥治療藥物使用。
本發(fā)明的化合物從結(jié)構(gòu)上可劃分為三部分，其間以化學(xué)鍵聯(lián)接雌激素結(jié)構(gòu)、四環(huán)素類結(jié)構(gòu)及使其相互聯(lián)接的鏈橋結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)為四環(huán)素類結(jié)構(gòu)中的2-位酰胺N經(jīng)至少含有5個(gè)原子組成的鏈橋結(jié)構(gòu)與雌激素甾環(huán)結(jié)構(gòu)中的3-、6-或17-位中的至少一個(gè)位置以醚鍵聯(lián)接。此化合物的結(jié)構(gòu)通式為
通式中的X可以為
R1可以為H或OH， R2可以為H或OH，R3可以為H或CH3， R4可以為H、Cl或N(CH3)2，R5可以為OH或酮基 R6可以為H或-C≡CH，R7可以為H或OH， R8可以為OH或無取代基團(tuán)，R9可以為CH3或(CH2CH2O)n-，式中的n均為1～5。
在上述化合物(Ⅰ)的結(jié)構(gòu)中，經(jīng)酰胺N與鏈橋聯(lián)接的是常用四環(huán)素類藥物或它們的酸鹽的通式，例如，當(dāng)式中R＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3時(shí)，即為四環(huán)素;R1＝R2＝OH，R3＝CH3，R4＝H時(shí)為土霉素;R1＝H，R2＝OH，R3＝CH3，R4-Cl時(shí)為金霉素;R1＝R2＝R3＝H，R4＝NC(CH3)2時(shí)為二甲胺四環(huán)素;R1＝OH，R2＝R4＝H，R3＝CH3時(shí)為強(qiáng)力霉素等。本發(fā)明并不在于改變這些四環(huán)素類藥物的結(jié)構(gòu)，而是要利用這類藥物可與骨組織結(jié)合的強(qiáng)趨骨傾向和作用。因此通式所示的各類四環(huán)素衍生物結(jié)構(gòu)在本發(fā)明化合物中均可被使用，即，利用其結(jié)構(gòu)中酰胺N原子的化學(xué)活性經(jīng)鏈橋與雌激素相聯(lián)接。
化合物(Ⅰ)中的鏈橋的主體是取代乙氧基，其中呈鏈狀相聯(lián)的乙氧基的數(shù)目可以為1～5個(gè)不等。不同數(shù)目的乙氧基決定了鏈橋的不同長度。進(jìn)入體內(nèi)后，可利用標(biāo)記跟蹤等方法，了解不同鏈橋長度的化合物(Ⅰ)在骨組織中的結(jié)合狀況可研究四環(huán)素類和雌激素類在骨組織中分布情況和/或其空間距離等對(duì)于機(jī)理研究和藥物研制都是極為重要的數(shù)據(jù)。不同長度的鏈橋可以由不同的乙二醇或聚乙二醇及其衍生物反應(yīng)得到。從化學(xué)角度講，為使此鏈橋主體與四環(huán)素類結(jié)構(gòu)中的酰胺N聯(lián)接，通過直接或間接與乙氧基末端聯(lián)接的N原子經(jīng)甲醛與酰胺N縮合所成的亞甲基聯(lián)接是必要和可行的。為此，與鏈橋主體的乙氧基末端碳原子相聯(lián)并進(jìn)行縮合反應(yīng)的N原子可以為氨基、取代氨基或哌嗪基等直接或間接形式。
在雌激素甾環(huán)結(jié)構(gòu)中的3-、6-和17-三個(gè)位置是易于聯(lián)接取代基的常用化學(xué)反應(yīng)活性部位，因而同樣也都是可以在本發(fā)明化合物中用于與鏈橋相聯(lián)接的部位。雖然在雌激素結(jié)構(gòu)中隨16-、17-位上取代基的不同可以有雌二醇(R5＝R8＝OH，R6＝R7＝H)雌炔醇(R5＝R8＝OH，R6＝-C≡CH，R7＝H)、雌三醇(R5＝R7＝R8＝OH，R6＝H)和雌甾酮(R8＝OH，R5與R6為酮基，R7＝H)的不同，它們不僅都可以用于本發(fā)明的化合物，而且由于其結(jié)構(gòu)中的3-和17-位都有-OH或酮基的氧原子，因此這兩個(gè)位置上可以較方便與鏈橋乙氧基中的端位氧原子縮合成鍵而聯(lián)接，與6-位以鍵聯(lián)接時(shí)，則要有必要的化學(xué)修飾步驟配合才能完成。與前述的意義相同，鏈橋與雌激素的不同位置聯(lián)接，可以得到空間長度和/或空間構(gòu)型、構(gòu)象不盡相同的化合物。另一方面，當(dāng)鏈橋中有兩個(gè)游離的乙氧基氧原子端時(shí)，此鏈橋還可能同時(shí)聯(lián)接兩個(gè)雌激素甾環(huán)，所得的化合物的空間距離及構(gòu)型、構(gòu)象又有所不同，這對(duì)于研制最佳治療藥物無疑都是極為有益的。
本發(fā)明化合物可采用下列的合成路線及方法得到所用主要原料化合物為
四環(huán)素類化合物(Ⅳ)，三聚甲醛(Ⅴ)。
c.先修飾雌激素16-，17位基團(tuán)，然后接四環(huán)素類結(jié)構(gòu)
d，先修飾雌激素的6位，然后接四環(huán)素類結(jié)構(gòu)。
以下介紹的是本發(fā)明所述化合物的具體實(shí)例，但本發(fā)明主題的范圍并非僅限于這些實(shí)例。
例11°，3-氯乙氧基-17-氧-雌甾-1，3，5(10)三烯(化合物Ⅸ)的合成雌酚酮27.1克、氯乙基-對(duì)-甲苯磺酸酯22.2克及少許三乙基苯胺硫酸鹽在甲苯溶液中加入NaOH溶液，使pH約10，反應(yīng)4小時(shí)，蒸除溶劑，固體用乙醇重結(jié)晶，得化合物(Ⅸ，其中R7＝H)，收率79%，mp86-88℃，元素分析C72.40H7.43Cl10.71。
2°，N-(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)哌嗪(化合物Ⅵ)的合成上步產(chǎn)物(Ⅸ)7.8克，無水哌嗪46.6克及二甲基甲酰胺(DMF)120毫升，在80～100℃反應(yīng)5小時(shí)，蒸除DMF，所得固體用乙醇-丙酮重結(jié)晶，得化合物(Ⅵ)白色結(jié)晶，收率85%，mp140-142℃，元素分析C75.10H9.20N7.40。
3°，N-4-(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)-哌嗪-1-亞甲基-四環(huán)素(化合物Ⅰ)的合成上步產(chǎn)物(Ⅵ)3.8克，三聚甲醛0.3克，異丙醇15毫升，在40℃反應(yīng)2小時(shí)后，加入四環(huán)素3.5克，攪拌反應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)畢，過濾，用異丙醇及乙醚洗滌后，得到黃色固體的產(chǎn)物(Ⅰ)(其中R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率95%，mp160℃(dec.)元素分析C67.21H7.12N6.67。
例21°，N-(17β-羥基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)哌嗪(化合物Ⅹ)的合成將上例中的化合物(Ⅵ)3.8克溶解于甲醇中，在堿性條件下加入鉀硼氫0.5克，加熱回流反應(yīng)3小時(shí)。反應(yīng)液用酸中和，蒸除甲醇，所得固體粗品用乙醇重結(jié)晶后得到白色結(jié)晶產(chǎn)物(Ⅹ，其中R7＝H)。收率91%，mp141-142℃，元素分析C75.21H9.23N7.41。
2°，N-4-(17β-羥基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)-哌嗪-1-亞甲基-四環(huán)素(化合物Ⅰ)的合成上步產(chǎn)物(Ⅹ)3.84克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在40℃反應(yīng)2小時(shí)后，加入四環(huán)素3.5克，攪拌反應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)畢，過濾，用異丙醇及乙醚洗滌后，得淡黃色固體(Ⅰ)(其中R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率95%，mp165℃(dec.)，元素分析C67.30H7.34N6.54。
例3N-4-(17β-羥基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)哌嗪-1-亞甲基-土霉素(化合物Ⅰ)的合成例2中的化合物(Ⅹ)3.8克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升在40℃反應(yīng)2小時(shí)后，加入土霉素3.5克，攪拌反應(yīng)5小時(shí)。反應(yīng)后處理同例1的3°，得淡黃色固體產(chǎn)物(Ⅰ)(其中R1＝R2＝OH，R3＝CH3，R4＝H)。收率93%，mp171℃(dec.)，元素分析C65.62H7.10N6.67。
例41°，雙[N，N-(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基]胺(化合物Ⅷ)的合成鹽酸氨芥3.6克，雌酚酮12克，硫酸三乙基苯胺4克，水，甲苯，在攪拌下加入NaOH溶液。加畢回流5小時(shí)。蒸除溶劑后，固體用乙醇重結(jié)晶后得產(chǎn)物(Ⅷ，其中R7＝H)。收率72%，mp256-259℃，元素分析C78.50H8.60N2.31。
2°，雙[N，N-(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基]氨亞甲基四環(huán)素(化合物Ⅰ)的合成上步產(chǎn)物(Ⅷ)6.1克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在40℃反應(yīng)2小時(shí)后再加入四環(huán)素3.5克，攪拌反應(yīng)8小時(shí)。反應(yīng)畢后處理同例1的3°步。得淡黃色固體產(chǎn)物(Ⅰ)(R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率68%，mp183℃(dec)，元素分析C71.10H7.21N3.89。其結(jié)構(gòu)為
例51°，雙N，N-(17β-羥基-雌甾-1，3，5(10)三烯-3-氧乙基胺(化合物Ⅺ)的合成上例化合物(Ⅷ)6.1克在甲醇及堿性條件下加入鉀硼氫0.5克，回流反應(yīng)5小時(shí)后，用酸中和，蒸除甲醇，固體用丙酮-乙醇溶液精制，得化合物(Ⅷ)中雌甾-17-酮還原為-17β-羥基的白色產(chǎn)物。收率82%，mp193-197℃元素分析C78.41H8.51N2.33。
2°，雙-[N，N-(17β-羥基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基]氨亞甲基四環(huán)素(化合物Ⅰ)的合成上步化合物(Ⅺ)5.4克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在40℃反應(yīng)2小時(shí)后再加入四環(huán)素1.7克，攪拌反應(yīng)8小時(shí)。反應(yīng)畢后處理同例1的3°步。得淡黃色固體產(chǎn)物(Ⅰ)(R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率94%，mp171℃(dec)元素分析C71.02H7.02N3.98。其結(jié)構(gòu)為
例61°，雙-N，N-(17β-羥基-17α-乙炔基-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)胺(化合物ⅩⅢ)的合成例4中的化合物(Ⅷ)6.1克溶解在四氫呋喃100毫升及氫氧化鉀細(xì)粉1.0克，在強(qiáng)烈攪拌及0℃條件下通入乙炔氣使反應(yīng)完全。然后用酸中和至pH4，蒸除溶劑，用水洗至中性，干燥，用乙醇及氯仿重結(jié)晶，得白色結(jié)晶產(chǎn)物(ⅩⅢ)，收率78%，mp201-205℃，元素分析C79.21H8.56N2.18，其結(jié)構(gòu)為
2°，雙-N，N-(17β-羥基-17α-乙炔基-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-氧乙基)-氨亞甲基-四環(huán)素的合成上述產(chǎn)物(ⅩⅢ)6.6克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在60℃反應(yīng)2小時(shí)后，再加入四環(huán)素3.4克，攪拌反應(yīng)8小時(shí)反應(yīng)畢后處理同例1的3°步，得淡黃色固體產(chǎn)物(Ⅰ)(R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)。收率93%，mp178℃(dec)，元素分析C72.01H7.12N3.90。其結(jié)構(gòu)為
例71°，N(17-氧-雌甾1，3，5(10)三烯-3-氧乙基)-N-甲胺(化合物Ⅶ)的合成氯乙基雌酚酮2.7克，甲胺1克及少許三乙基苯胺硫酸鹽在甲苯溶液中加入氫氧化鈉溶液，使pH約10，反應(yīng)4小時(shí)，蒸除溶劑，固體用乙醇重結(jié)晶，得化合物(Ⅶ，其中R7＝H)，收率71%，mp262-266℃，元素分析C75.24H9.41N4.28。其結(jié)構(gòu)為
2°，N(17-氧-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-氧乙基-N-甲氨亞甲基-四環(huán)素的合成上步化合物(Ⅶ)3.3克，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，在60℃加熱回流4小時(shí)后加入四環(huán)素3.5克，攪拌反應(yīng)8小時(shí)。反應(yīng)畢后處理同例1的3°步，得淡黃色固體產(chǎn)物(Ⅰ)(R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3)，收率90%，mp190℃(dec)，元素分析C68.80H7.22N3.62。其結(jié)構(gòu)為
例81°，N-(3，17β-二羥基-雌甾-1，3，5(10)-三烯-6-氨乙基)-哌嗪(化合物XIV)的合成化合物(Ⅻ)5.2克溶于四氫呋喃120毫升中，加入氨乙基哌嗪3.2克，回流反應(yīng)2小時(shí)，蒸去THF，加入甲醇100毫升和甲酸銨2.8克，再回流反應(yīng)3小時(shí)，蒸去甲醇，殘留物用乙醇重結(jié)晶，得化合物XIV，mp172-179℃。
2°，N-4-(3，17β-二羥基-雌甾-1，3，5(10)-三烯-6-氨乙基)-哌嗪-1-亞甲基-四環(huán)素(化合物XV)的合成上步產(chǎn)物XIV4.1g，三聚甲醛0.3克，異丙醇20毫升，將混合物在50℃反應(yīng)2小時(shí)后，加入四環(huán)素3.5g攪拌反應(yīng)5小時(shí)，反應(yīng)完畢，過濾，用異丙醇及乙醚洗滌后，真空干燥，得淡黃色固體XV，mp167℃(dec)收率81.2%。
例9N-4-(17-氧-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-氧乙基)哌嗪-1-亞甲基-脫氧土霉素鹽酸鹽(化合物Ⅰ)的合成化合物Ⅵ2.2克，三聚甲醛0.2克，異丙醇100毫升于60℃加熱攪拌1.5小時(shí)，加入脫氧土霉素鹽酸鹽3克，于60℃保溫?cái)嚢?.5小時(shí)，反應(yīng)完畢，過濾，用異丙醇、乙醚洗滌，干燥，得淡黃色固體，mp172℃(dec)，收率87%。
例10N-4-(17-氧-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-氧乙基)哌嗪-1-亞甲基-土霉素(化合物Ⅰ)的合成化合物Ⅵ0.91克，三聚甲醛80毫克，異丙醇50毫升，60℃攪拌反應(yīng)2小時(shí)，加入土霉素1克，再于60℃保溫?cái)嚢?小時(shí)，過濾，用異丙醇、乙醚洗滌，干燥，得淡土黃色固體，mp175℃(dec)，收率89%。
例11N-4-(17-羥基-雌甾-1，3，5(10)-三烯-3-乙氧乙基)-哌嗪-1-亞甲基-四環(huán)素(化合物Ⅰ)的合成N-(17-羥基-雌甾1，3，5(10)-三烯-3-乙氧乙基)-哌嗪4.1克，三聚甲醛0.5克，異丙醇50毫升，于60℃攪拌反應(yīng)2小時(shí)，加入四環(huán)素4克，在40-45℃保溫反應(yīng)3小時(shí)，過濾，用異丙醇、乙醚洗滌，得淡黃色固體，mp154℃(dec)，收率68.6%。
權(quán)利要求
1.一種具有雌激素結(jié)構(gòu)的化合物，其特征在于分子中還具有四環(huán)素類結(jié)構(gòu)，并且該四環(huán)素類結(jié)構(gòu)中的2-位酰胺N經(jīng)至少由5個(gè)原子組成的鏈橋結(jié)構(gòu)與至少一個(gè)雌激素甾環(huán)結(jié)構(gòu)中的3-、6-或17-位中的至少一個(gè)位置以醚鍵相聯(lián)接，其結(jié)構(gòu)通式為
(Ⅰ)式中的X為
R1為H或OH， R2為H或OH，R3為H或CH3， R4為H、Cl、或N(CH3)2，R5為OH或酮基， R6為H或-C≡CH，R7為H或OH， R8為OH或無取代基團(tuán)，R9為CH3或(CH2CH2O)n-，式中的n=1～5。
2.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的R1＝R4＝H，R2＝OH，R3＝CH3。
3.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的n＝1～2，且X為
。
4.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的n＝1，X和R9的整體為
結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的n＝1，X和R9的整體為
6.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的R5＝OH，R6＝R7＝H。
7.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的R5＝OH，R6為-C＝CH，R7＝H。
8.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于通式中的R5為酮基，R7＝H。
9.如權(quán)利要求5所述的化合物，其特征在于所說的鏈橋中的兩個(gè)乙氧基分別以醚鍵與兩個(gè)雌激素甾環(huán)相聯(lián)接。
10.如權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于所說的四環(huán)素類結(jié)構(gòu)為四環(huán)素類化合物的酸鹽形式。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種具有通式(I)結(jié)構(gòu)的化合物以四環(huán)素類結(jié)構(gòu)作為趨骨性載體，取代的哌嗪乙氧基、取代的氨基乙醇或取代的氨基聚乙二醇為鏈橋，經(jīng)甾環(huán)第3-、6-或17-位與一個(gè)或二個(gè)雌激素聯(lián)接，可成為用于研究和/或治療骨質(zhì)疏松癥的骨靶向藥物的化合物。
文檔編號(hào)A61K31/65GK1105669SQ9411168
公開日1995年7月26日 申請(qǐng)日期1994年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月25日
發(fā)明者鄭虎, 翁玲玲 申請(qǐng)人:華西醫(yī)科大學(xué)藥物研究所