(57)【要約】式Iの1a,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD類似体およびそれらの薬学的使用が開示される。これらの新規ビタミンD類似体は19-ノルビタミンD類似体であり、該19-ノルビタミンD類似体は、側鎖中の24位(C-24)において2個のフッ素原子置換基を有し、かつ2-メチレン置換基を任意で有する。2018521010.tif 000046
2018521010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式I:
2018521010.tif 000041
を有する化合物:
式中、X1、X2、およびX3は、同一でもまたは異なっていてもよく、それぞれ独立して水素またはヒドロキシ保護基より選択され、かつY1およびY2は、水素であるか、または一緒になってメチレン基を形成する。
【請求項２】
X1が水素である、請求項1に記載の化合物。
【請求項３】
X2が水素である、請求項1または2に記載の化合物。
【請求項４】
X1およびX2がいずれもt-ブチルジメチルシリルである、請求項1に記載の化合物。
【請求項５】
X3が水素である、前記請求項のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項６】
X3がトリエチルシリルである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
【請求項７】
下記の式:
2018521010.tif 000042
を有する、化合物(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3。
【請求項８】
下記の式:
2018521010.tif 000043
を有する、化合物(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3。
【請求項９】
下記の式:
2018521010.tif 000044
を有する、化合物(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3。
【請求項１０】
下記の式:
2018521010.tif 000045
を有する、化合物(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3。
【請求項１１】
前記請求項のいずれか一項に記載の少なくとも1つの化合物またはその薬学的塩の有効量を、薬学的に許容される賦形剤と共に含有する、薬学的組成物。
【請求項１２】
前記有効量が、前記組成物1グラム当たり約1.0μg〜約1000.0μgを構成する、請求項11に記載の薬学的組成物。
【請求項１３】
それを必要とする患者において骨疾患または骨障害を処置または予防する方法であって、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量、または請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量を含む請求項11もしくは12に記載の薬学的組成物を、該患者に投与する段階を含む、方法。
【請求項１４】
前記骨疾患または骨障害が、骨量の増大が望ましい骨代謝疾患または骨代謝障害である、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記骨代謝疾患が、骨粗鬆症、骨減少症、および骨軟化症からなる群より選択される、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
それを必要とする患者において骨強度を増大させるための方法であって、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量、または請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量を含む請求項11もしくは12に記載の薬学的組成物を、該患者に投与する段階を含む、方法。
【請求項１７】
それを必要とする患者において皮膚疾患、皮膚障害、または皮膚状態を処置または予防する方法であって、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量、または請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量を含む請求項11もしくは12に記載の薬学的組成物を、該患者に投与する段階を含む、方法。
【請求項１８】
前記皮膚疾患、皮膚障害、または皮膚状態が、乾癬、ざ瘡、皮膚の十分な堅固さの欠如、皮膚の十分な水和の欠如、および不十分な皮脂分泌からなる群より選択される、請求項17に記載の方法。
【請求項１９】
それを必要とする患者において細胞増殖性疾患または細胞増殖性障害を処置または予防する方法であって、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量、または請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量を含む請求項11もしくは12に記載の薬学的組成物を、該患者に投与する段階を含む、方法。
【請求項２０】
それを必要とする患者において肥満を処置もしくは予防し、脂肪細胞分化を阻害し、SCD-1遺伝子転写を阻害し、かつ/または体脂肪を減少させる方法であって、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量、または請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量を含む請求項11もしくは12に記載の薬学的組成物を、該患者に投与する段階を含む、方法。
【請求項２１】
それを必要とする患者において腎性骨異栄養症の二次性副甲状腺機能亢進症を処置する方法であって、請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量、または請求項1〜10のいずれか一項に記載の化合物の有効量を含む請求項11もしくは12に記載の薬学的組成物を、該患者に投与する段階を含む、方法。
【請求項２２】
対象の体重1kg当たり約1.0ng〜対象の体重1kg当たり約20.0ngの用量レベルで前記化合物を投与する段階を含む、請求項13〜21のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府支援による研究または開発に関する記載
本発明は、米国国立衛生研究所が授与したDK047814に基づく政府支援により行った。政府は本発明において一定の権利を有する。
【０００２】
関連特許出願の相互参照
本出願は2015年5月26日出願の米国特許仮出願第62/166,494号に対する米国特許法第119条(e)項に基づく優先権の恩典を主張するものであり、その内容は全体として参照により本明細書に組み入れられる。
【０００３】
本発明は、ビタミンD化合物およびそれらの薬学的使用に関する。特に、本発明は、1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD類似体およびそれらの薬学的使用に関する。
【背景技術】
【０００４】
ビタミンD3の生物活性代謝産物1α,25-(OH)2D3(すなわち天然ホルモンまたは「カルシトリオール」)は、カルシウム恒常性およびリン恒常性を制御することが最もよく知られているが、それはまた、細胞分化または細胞増殖の誘導などの他の生物機能を制御する際に役割を果たす。過剰増殖性障害におけるカルシトリオールの使用には、その血漿カルシウム上昇効果による限界があり、したがって1α,25-(OH)2D3の化学修飾類似体およびそれらの臨床的適用に対する関心が続いている1。
【０００５】
天然ホルモンは、CYP24A1ヒドロキシラーゼにより触媒される23S-および24R-ヒドロキシル化、ケトンへの24-ヒドロキシ基の酸化、ならびに(23S)-23,25-ジヒドロキシ-24-オキソビタミンD3のC-23-C-24結合の開裂などの、インビボでの化学変換を経る2。この異化分解を防止するかまたは遅延させることで、例えばフッ素原子を導入することで、寿命がより長く酸化に対する耐性がより高い類似体を調製することができる3。フッ素原子による水素原子の置換は物理特性および化学特性によって規定される。フッ素の高い電気陰性度、フッ素の小さなサイズ、2sまたは2p軌道と炭素の対応する電子軌道との良好な重複、および3つの孤立電子対の存在は、C-F結合が常にsp3炭素原子(δ+)からフッ素原子(δ-)に向かって分極することを意味する。C-F結合に安定性があり、水素原子およびフッ素原子のサイズが同様であることから、より遅い異化分解を示すフッ素化ビタミンD類似体が調製された4,5。
【０００６】
フッ素置換側鎖類似体は1980年代初頭に最初に合成された。24-ヒドロキシル化がビタミンDの作用に必要ではないことを示すために、24,24-ジフルオロ-25-ヒドロキシビタミンD3が使用された6。低カルシウム血症、くる病、および骨軟化症の処置のために販売されているファレカルシトリオール(26,27-ヘキサフルオロカルシトリオール)は、カルシトリオールに比べて、インビトロ系およびインビボ系の両方において数倍強力であり、インビボでの作用時間が長いことがわかった7。フッ素化側鎖に対する数多くの他の修飾(例えば二重結合8-10および三重結合9、スルホン8、カルボニル基10、オキセタン11)、ならびにビタミンD3のA環上でのフッ素原子の導入も検討された12。
【０００７】
フッ素化以外に、ビタミンD類似体の立体化学配置も、生物活性に影響することが示された。例えば、天然ホルモンは(20R)立体化学配置を有しており、(20R)立体化学配置よりもむしろ(20S)立体化学配置を有する1α,25-(OH)2D3の20-エピマー類似体が生物活性の増大を示すことがわかった。さらに、ビタミンD類似体のA環上のメチレン基の位置が生物活性に影響することが示された。例えば、天然ホルモンはC-10メチレン基を有しており、20R立体化学配置から20S立体化学配置へのC-20エピマー化とC-10炭素からC-2炭素へのメチレン基の置換との組み合わせにより、骨合成活性の増大および吸収活性の増大(すなわち代謝回転活性の増大)を示す類似体が得られる。
【０００８】
ここで、本発明者らは、24,24-ジフルオロ-19-ノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD化合物中でC-20の立体配置がR配置である場合に、C-2炭素へのC-10メチレン基の置換(すなわち「2-メチレン置換」)が骨カルシウム動員活性を著しく増大させることを発見した。しかし、24,24-ジフルオロ-19-ノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD化合物中でC-20がS配置である場合、2-メチレン置換は骨カルシウム動員活性に対する効果をほとんどまたは全く示さない。
【発明の概要】
【０００９】
概要
1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD類似体およびそれらの薬学的使用が開示される。これらの新規ビタミンD類似体は19-ノルビタミンD類似体であり、この19-ノルビタミンD類似体は、側鎖中の24位(C-24)において2個のフッ素原子置換基を有し、かつ2-メチレン置換基を任意で有する。
【００１０】
構造的には、これらの1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD類似体は、以下に示す一般式I:
2018521010.tif 000003
を特徴とし、式中、X1、X2、およびX3は同一でもまたは異なっていてもよく; X1、X2、およびX3はそれぞれ水素またはヒドロキシ保護基より選択され; かつY1およびY2は、水素であるか、または一緒になってメチレン基を形成する。
【００１１】
1つの開示される化合物は、本明細書において「F-24」とも呼ばれかつ式:
2018521010.tif 000004
を有する、(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3である。
【００１２】
別の開示される化合物は、本明細書において「DIF-24」とも呼ばれかつ式:
2018521010.tif 000005
を有する、(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3である。
【００１３】
別の開示される化合物は、本明細書において「24F2-DM」とも呼ばれかつ式:
2018521010.tif 000006
を有する、(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3である。
【００１４】
別の開示される化合物は、本明細書において「DIF」とも呼ばれかつ式:
2018521010.tif 000007
を有する、(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3である。
【００１５】
開示される化合物は、望ましくかつ有利な生物活性を示す。第一に、開示される化合物は、天然ホルモン(1α,25-(OH)2D3別名「カルシトリオール」)と同様の活性でビタミンD受容体(VDR)に結合する。しかし、すべての開示される化合物は、がん細胞株HL-60の分化を引き起こす際の活性が天然ホルモンよりも有意に高い。また、すべての開示される化合物は、24-ヒドロキシラーゼ遺伝子プロモーターからの転写を増大させる際の活性が天然ホルモンよりも有意に高い。また、本化合物は、骨カルシウム動員および腸管カルシウム輸送に関して望ましくかつ有利な生物活性を示す。
【００１６】
開示される化合物の望ましくかつ有利な生物活性により、開示される化合物は、それを必要とする患者においてビタミンD活性に関連する疾患または障害を処置および/または予防するための方法において用いることができる。いくつかの態様では、本明細書に開示される化合物は、骨量の増大が望ましい骨代謝疾患および骨代謝障害、例えば骨粗鬆症(例えば老人性骨粗鬆症、閉経後骨粗鬆症、ステロイド性骨粗鬆症および低骨代謝回転骨粗鬆症)、骨減少症、ならびに骨軟化症を含みうる骨疾患および骨障害を処置および/または予防するための方法において用いることができる。開示される化合物は、患者において骨強度を増大させるための方法において投与することもできる。
【００１７】
他の態様では、本明細書に開示される化合物は、それを必要とする患者において皮膚疾患、皮膚障害、および皮膚状態を処置および/または予防するための方法において用いることができる。これらとしては乾癬、ざ瘡、皮膚の十分な堅固さの欠如、皮膚の十分な水和の欠如、および不十分な皮脂分泌を挙げることができるがそれらに限定されない。
【００１８】
さらなる態様では、本明細書に開示される化合物は、それを必要とする患者においてがんなどの細胞増殖性疾患または細胞増殖性障害を処置および/または予防するための方法において用いることができる。これらとしては白血病、結腸がん、乳がん、皮膚がん、および前立腺がんを挙げることができるがそれらに限定されない。
【００１９】
なおさらなる態様では、本明細書に開示される化合物は、それを必要とする患者において自己免疫疾患および自己免疫障害を処置および/または予防するための方法において用いることができる。これらとしては多発性硬化症、糖尿病、ループス、宿主対移植片反応、および移植片拒絶を挙げることができるがそれらに限定されない。
【００２０】
なおさらなる態様では、本明細書に開示される化合物は、炎症性疾患を処置および/または予防するための方法において用いることができる。これらとしては関節リウマチ、喘息、および炎症性腸疾患を挙げることができるがそれらに限定されない。本化合物は、具体的に言えば、クローン病および潰瘍性大腸炎を含む炎症性腸疾患を処置または予防する方法において用いることができる。
【００２１】
なおさらなる態様では、本明細書に開示される化合物は、肥満を処置および/もしくは予防し、脂肪細胞分化を阻害し、SCD-1遺伝子転写を阻害し、かつ/または体脂肪を減少させるための方法において用いることができる。
【００２２】
なおさらなる態様では、本明細書に開示される化合物は、二次性副甲状腺機能亢進症、例えば腎性骨異栄養症の二次性副甲状腺機能亢進症を処置および/または予防するための方法において用いることができる。
【００２３】
開示される化合物は、薬学的組成物などの組成物として製剤化することができる。いくつかの態様では、薬学的組成物は、開示される化合物(またはその薬学的に許容される塩)を組成物1グラム当たり少なくとも約0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、50.0、100.0、500.0、または1000.0μgの最小量で含みうる。他の態様では、薬学的組成物は、開示される化合物(またはその薬学的に許容される塩)を組成物1グラム当たり1000.0、500.0、100.0、50.0、10.0、5.0、1.0、0.1、0.05μg以下、好ましくは組成物1グラム当たり約0.1μg〜約500μgの最大量で含みうる。他の態様では、本組成物は、開示される化合物を、これらの開示される用量のいずれかをエンドポイントとして有する用量範囲(例えば組成物1グラム当たり0.01〜1000.0μg)内で含みうる。最小量および/または最大量を毎日、週3回、毎週、または他の頻度などの任意の好適な頻度で投与することができる。
【００２４】
開示される化合物を、治療を実現するための最小量レベルで投与することができる。いくつかの態様では、治療を実現するための最小量レベルは対象の体重1kg当たり少なくとも約0.1、0.25、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0、12.5、15.0、または20.0ngでありうる。開示される化合物を、高カルシウム血症などの望ましくない副作用を生じさせることなく、治療を実現するための最大量レベルで投与することができる。いくつかの態様では、最大量レベルは、対象の体重1kg当たり約20.0、15.0、12.5、10.0、5.0、2.5、1.0、0.5、0.25、および0.1ngを超えることができない。最小量および/または最大量レベルは、これらの開示される用量レベルのいずれかをエンドポイントとして有する用量レベル範囲(例えば対象の体重1kg当たり0.1〜20.0ng)を含みうる。最小量および/または最大量レベルを毎日、週3回、毎週、または他の頻度などの任意の好適な頻度で投与することができる。
【００２５】
開示される化合物は、任意の好適な投与経路によって投与することができる。好適な投与経路としては局所、経皮、経口、直腸、経鼻、舌下、または非経口投与経路を挙げることができるがそれらに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】1α,25-(OH)2D3(1)、2MD(2)、およびビタミンD類似体(3〜6)の構造。
【図２】ビタミン3(F-24)および5(24F2-DM)の単結晶X線解析から得られたORTEP図。
【図３】骨カルシウムストアを放出する各類似体の能力を反映する、類似体3(F-24)および5(24F2-DM)の総血清カルシウムレベル。注: 示される値はビヒクル対照との差である。類似体3(F-24)および5(24F2-DM)のインビボ腸管カルシウム輸送の天然ホルモンとの比較。注: 示される値はビヒクル対照との差である。
【図４】骨カルシウムストアを放出する各類似体の能力を反映する、類似体4(DIF-24)および6(DIF)の総血清カルシウムレベル。注: 示される値はビヒクル対照との差である。類似体4(DIF-24)および6(DIF)のインビボ腸管カルシウム輸送の天然ホルモンとの比較。注: 示される値はビヒクル対照との差である。
【図５】ビタミンD類似体3(F-24)の1H NMRスペクトル。
【図６】ビタミンD類似体3(F-24)の13C NMRスペクトル。
【図７】ビタミンD類似体4(DIF-24)の1H NMRスペクトル。
【図８】ビタミンD類似体4(DIF-24)の13C NMRスペクトル。
【図９】ビタミンD類似体5(24F2-DM)の1H NMRスペクトル。
【図１０】ビタミンD類似体5(24F2-DM)の13C NMRスペクトル。
【図１１】ビタミンD類似体6(DIF)の1H NMRスペクトル。
【図１２】ビタミンD類似体6(DIF)の13C NMRスペクトル。
【図１３】1α,25-(OH)2D3(1)、2MD(2)、および合成ビタミンD類似体3〜6による競合的VDR結合。
【図１４】1α,25-(OH)2D3(1)、2MD(2)、および合成ビタミンD類似体3〜6による単球へのHL-60前骨髄球の分化の誘導。
【図１５】1α,25-(OH)2D3(1)、2MD(2)、および合成ビタミンD類似体3〜6の24-OHアーゼ転写。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
発明の詳細な説明
開示される主題は、以下に定義の用語を用いてさらに記述することができる。
【００２８】
文脈により別途指定または指示しない限り、「1つの（a）」、「1つの（an）」、および「その（the）」という用語は「1つまたは複数」を意味する。例えば、「1つの化合物(a compound)」および「1つの類似体(an analog)」という語句は、それぞれ「1つまたは複数の化合物」および「1つまたは複数の類似体」を意味するものと解釈すべきである。
【００２９】
本明細書において使用される「約(about)」、「約(approximately)」、「実質的に」、および「有意に」は当業者に理解されるものであり、それらが使用される文脈によってある程度異なる。用語が使用される文脈を前提として、当業者に不明瞭にその用語が使用される場合、「約(about)」および「約(approximately)」は特定の用語のプラスまたはマイナス10%以下を意味し、「実質的に」および「有意に」は特定の用語のプラスまたはマイナス10%超を意味する。
【００３０】
本明細書において使用される「含む(include)」および「含む(including)」という用語は、「含む(comprise)」および「含む(comprising)」という用語と同一の意味を有する。「含む(comprising)」という移行語は「開放的」であると解釈すべきであり、したがって、「含む(comprising)」という用語を用いる請求項は、記載の構成要素を必要とするが他のさらなる構成要素を含むことが許容されるものと解釈すべきである。「から本質的になる」という移行語は「半開放的」であると解釈すべきであり、したがって、「から本質的になる」という用語を用いる請求項は、記載の構成要素を必要とし、かつ特許請求される主題の基本的でかつ新規の特徴に実質的に影響しない他のさらなる構成要素のみを許容するものと解釈すべきである。「からなる」という移行語は「閉鎖的」であると解釈すべきであり、したがって、「からなる」という用語を用いる請求項は、記載の構成要素を必要としかつ他のさらなる構成要素を許容しないものと解釈すべきである。
【００３１】
本明細書において使用される「1α,25(OH)2D3」、「天然ホルモン」、および「カルシトリオール」という用語は互換的に使用することができる。
【００３２】
本明細書において使用される「F-24」という化合物は、(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3を意味する。
【００３３】
本明細書において使用される「DIF-24」という化合物は、(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3を意味する。
【００３４】
本明細書において使用される「24F2-DM」という化合物は、化合物(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3を意味する。
【００３５】
本明細書において使用される「DIF」という化合物は、(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3を意味する。
【００３６】
本明細書において使用される「2MD」という化合物は、2-メチレン-(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-19-ノルビタミンD3を意味する(その内容が全体として参照により本明細書に組み入れられるDeLucaらの米国特許第5,843,928号を参照)。
【００３７】
本明細書に開示される類似体は、本明細書において既に示した一般式Iを特徴とする。本明細書に開示される類似体のプロドラッグ形態および保護ヒドロキシ形態も一般式Iを特徴とする。本明細書において想定される「保護ヒドロキシ」基とは、ヒドロキシ官能基の一時的または恒久的保護に一般に使用される基のいずれか(例えばアルコキシカルボニル基、アシル基、シリル基、またはアルコキシアルキル基)で誘導体化または保護されたヒドロキシ基のことである。「ヒドロキシ保護基」という用語は、ヒドロキシ官能基の一時的保護に一般に使用される任意の基、例えばアルコキシカルボニル基、アシル基、アルキルシリル基、またはアルキルアリールシリル基(以下単に「シリル」基と呼ぶ)、およびアルコキシアルキル基を意味する。アルコキシカルボニル保護基とは、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、イソプロポキシカルボニル、ブトキシカルボニル、イソブトキシカルボニル、tert-ブトキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル、またはアリルオキシカルボニルなどのアルキル-O-CO-基のことである。「アシル」という用語は、すべての異性体形態の炭素数1〜6のアルカノイル基、あるいはオキサリル基、マロニル基、スクシニル基、グルタリル基などの炭素数1〜6のカルボキシアルカノイル基、あるいはベンゾイル、またはハロ置換、ニトロ置換、もしくはアルキル置換ベンゾイル基などの芳香族アシル基を意味する。本明細書において想定されるように、本明細書または特許請求の範囲において使用される「アルキル」という用語は、すべての異性体形態の炭素数1〜10の直鎖状または分岐状のアルキル基を示す。「アルコキシ」とは、酸素によって結合する任意のアルキル基(すなわち「アルキル-O-」で表される基)を意味する。アルコキシアルキル保護基とは、メトキシメチル、エトキシメチル、メトキシエトキシメチル、またはテトラヒドロフラニルおよびテトラヒドロピラニルなどの基のことである。好ましいシリル保護基としてはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、ジブチルメチルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、フェニルジメチルシリル基、ジフェニル-t-ブチルシリル基、および類似のアルキル化シリル基がある。「アリール」という用語はフェニル基、またはアルキル置換、ニトロ置換、もしくはハロ置換フェニル基を指す。「ヒドロキシアルキル」、「ジュウテロアルキル」、および「フルオロアルキル」という用語は、それぞれ1個または複数のヒドロキシ基、重水素基、またはフルオロ基で置換されたアルキル基を意味する。「アルキリデン」とは、Kが整数である一般式CkH2k-を有する基を意味する。
【００３８】
本明細書に開示される化合物は、それを必要とする患者において疾患または障害を処置および/または予防するために用いることができる。「患者」、「対象」、および「個体」という用語は本明細書において互換的に使用することができる。
【００３９】
それを必要とする患者は任意の動物を含みうる。動物は、ヒト、イヌもしくはネコなどの飼育動物、または、ニワトリ、シチメンチョウ、キジ、もしくはウズラのような家禽およびウマ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、もしくはブタ動物を含む、農業用動物でありうる。
【００４０】
それを必要とする患者とは、ビタミンD活性に関連する疾患もしくは障害を有するかまたはそれに罹患する危険性がある患者を意味しうる。例えば、それを必要とする患者は、ビタミンD活性に関連する骨疾患および骨障害を有するかまたはそれに罹患する危険性がある患者を含むことができ、骨疾患および骨障害としては、骨量の増大が望ましい骨代謝疾患および骨代謝障害、例えば骨粗鬆症(例えば老人性骨粗鬆症、閉経後骨粗鬆症、ステロイド性骨粗鬆症、および低骨代謝回転骨粗鬆症)、骨減少症、ならびに骨軟化症を挙げることができる。それを必要とする患者は、骨強度の増大を必要とする患者を含んでもよい。
【００４１】
それを必要とする患者は、皮膚疾患、皮膚障害、および皮膚状態(例えば、ビタミンD活性に関連する皮膚疾患、皮膚障害、および皮膚状態)を有する患者またはそれらを発症する危険性がある患者を含みうる。これらとしては乾癬、ざ瘡、皮膚の十分な堅固さの欠如、皮膚の十分な水和の欠如、および不十分な皮脂分泌を挙げることができるがそれらに限定されない。
【００４２】
それを必要とする患者は、がんなどの細胞増殖性疾患または細胞増殖性障害(例えば、ビタミンD活性に関連するがんなどの細胞増殖性疾患または細胞増殖性障害)を有する患者またはそれらを発症する危険性がある患者を含みうる。これらとしては白血病、結腸がん、乳がん、皮膚がん、および前立腺がんを挙げることができるがそれらに限定されない。
【００４３】
それを必要とする患者は、自己免疫疾患および自己免疫障害(例えば、ビタミンD活性に関連する自己免疫疾患および自己免疫障害)を有する患者またはそれらを発症する危険性がある患者を含みうる。これらとしては多発性硬化症、糖尿病、ループス、宿主対移植片反応、および移植片拒絶を挙げることができるがそれらに限定されない。
【００４４】
それを必要とする患者は、炎症性疾患または炎症性障害(例えば、ビタミンD活性に関連する炎症性疾患または炎症性障害)を有する患者またはそれらを発症する危険性がある患者を含みうる。これらとしては関節リウマチ、喘息、および炎症性腸疾患を挙げることができるがそれらに限定されない。それを必要とする患者は、クローン病および潰瘍性大腸炎を有する患者またはそれらを発症する危険性がある患者を含みうる。
【００４５】
それを必要とする患者は、肥満(例えば、ビタミンD活性に関連する肥満)を有する患者またはそれを発症する危険性がある患者を含みうる。それを必要とする患者は、脂肪細胞分化を阻害し、SCD-1遺伝子転写を阻害し、かつ/もしくは体脂肪を減少させる必要があるかまたはそうすることが望ましい患者を含みうる。
【００４６】
それを必要とする患者は、二次性副甲状腺機能亢進症(例えば、ビタミンD活性に関連する二次性副甲状腺機能亢進症)を有する患者またはそれを発症する危険性がある患者を含みうる。特に、それを必要とする患者は、腎性骨異栄養症の二次性副甲状腺機能亢進症を有する患者またはそれを発症する危険性がある患者を含みうる。
【００４７】
予防および/または処置の目的で、本明細書に開示される化合物を、当技術分野において公知である従来の方法に従って、治療用途として、例えば、無害の溶媒中の溶液剤として、または好適な溶媒もしくは担体中の乳剤、懸濁液剤、もしくは分散液剤として、または固体担体と共に丸剤、錠剤、もしくはカプセル剤として製剤化することができる。任意のそのような製剤は、安定剤、抗酸化剤、結合剤、着色料、または乳化剤もしくは矯味剤などの他の薬学的に許容される無毒の賦形剤を含有してもよい。
【００４８】
本明細書に開示される化合物は、経口、局所、非経口、直腸、経鼻、舌下、または経皮を含むがそれらに限定されない任意の好適な投与経路で投与することができる。本化合物は、好適な滅菌溶液剤の注射もしくは静脈内注入によって、または、液体用量もしくは固体用量の形態で消化管を通じて、または、クリーム剤、軟膏剤、パッチ剤、もしくは経皮適用に好適な同様のビヒクルの形態で投与することが有利である。
【００４９】
開示される処置方法および予防方法における使用のための組成物は、有効成分としての有効量の開示される化合物と、好適な担体とを含む。開示される方法による使用のためのそのような化合物の有効量は、所望の治療効果を実現するほどの多さであり、望ましくない副作用(例えば高カルシウム血症)を引き起こさないほどの少なさである。いくつかの態様では、薬学的組成物は、開示される化合物を組成物1グラム当たり少なくとも約0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、50.0、100.0、500.0、または1000.0μgの最小量で含みうる。他の態様では、薬学的組成物は、開示される化合物を組成物1グラム当たり1000.0、500.0、100.0、50.0、10.0、5.0、1.0、0.1、0.05μg以下の最大量で含みうる。他の態様では、薬学的組成物は、開示される化合物を、これらの開示される用量のいずれかをエンドポイントとして有する用量範囲(例えば組成物1グラム当たり0.01〜1000.0μg)内で含みうる。最小量および/または最大量を毎日、週3回、毎週、または他の頻度などの任意の好適な頻度で投与することができる。
【００５０】
開示される処置方法および予防方法では、それを必要とする患者に有効量レベルの開示される化合物を投与することができる。開示される方法による使用のための該化合物の有効量レベルは、所望の治療効果を実現するほどの多さであり、望ましくない副作用(例えば高カルシウム血症)を引き起こさないほどの少なさである。いくつかの態様では、治療を実現するための最小量レベルは、対象の体重1kg当たり少なくとも約0.1、0.25、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0、12.5、15.0、または20.0ngでありうる。いくつかの態様では、最大量レベルは、対象の体重1kg当たり約20.0、15.0、12.5、10.0、5.0、2.5、1.0、0.5、0.25、および0.1ngを超えることができない。他の態様では、最小量および/または最大量レベルは、これらの開示される用量レベルのいずれかをエンドポイントとして有する用量レベル範囲(例えば対象の体重1kg当たり0.1〜20.0ng)を含みうる。最小量および/または最大量レベルを毎日、週3回、毎週、または他の頻度などの任意の好適な頻度で投与することができる。
【００５１】
開示される化合物は、正常マクロファージへの前骨髄球の分化を実行するために十分な量で投与することが有利でありうる。上記の投与量が好適であるが、但し、当技術分野において十分に理解されるように、投与される量は疾患の重症度、ならびに対象の状態および応答に従って調整すべきであると理解される。
【００５２】
開示される化合物は、クリーム剤、ローション剤、軟膏剤、局所パッチ剤、丸剤、カプセル剤もしくは錠剤、坐薬、エアロゾル剤として、または薬学的に無害でかつ許容される溶媒もしくは油中の溶液剤、乳剤、分散液剤、もしくは懸濁液剤などの液体形態として製剤化することができ、そのような製剤は、安定剤、抗酸化剤、乳化剤、着色料、結合剤、または矯味剤などの他の薬学的に無害または有益な成分をさらに含有しうる。
【００５３】
本発明の製剤は、有効成分とその薬学的に許容される担体、および任意で他の治療用成分を含む。担体は、製剤の他の成分に適合性がありかつそのレシピエントに有害でないという意味で、「許容される」ものでなければならない。
【００５４】
経口投与に好適な本発明の製剤は、それぞれ所定量の有効成分を含有するカプセル剤、サシェ剤、錠剤、もしくは舐剤などの分離単位の形態; 散剤もしくは顆粒剤の形態; 水性液体もしくは非水性液体中の溶液剤もしくは懸濁液剤の形態; または水中油型乳剤もしくは油中水型乳剤の形態でありうる。
【００５５】
直腸投与用製剤は、有効成分とカカオバターなどの担体とを包含する坐薬の形態、または浣腸剤の形態でありうる。
【００５６】
非経口投与に好適な製剤は、レシピエントの血液と等張性であることが好ましい有効成分の滅菌油性または水性製剤を好都合に含む。
【００５７】
局所投与に好適な製剤としては、リニメント剤、ローション剤、塗布剤; クリーム剤、軟膏剤、もしくはペースト剤などの水中油型もしくは油中水型乳剤; または液滴剤などの溶液剤もしくは懸濁液剤; またはスプレー剤などの、液体または半液体の製剤が挙げられる。
【００５８】
経鼻投与では、スプレー缶、ネブライザー、または噴霧器によって分配される散剤、自己推進製剤、またはスプレー製剤の吸入を使用することができる。製剤は分配される場合に10〜100μの範囲の粒径を有することが好ましい。
【００５９】
製剤は、単位剤形で好都合に与えられることができ、薬学分野において周知の方法のいずれかによって調製することができる。「用量単位」という用語は、有効成分をそのまま含むか、または有効成分と固体もしくは液体の薬学的希釈剤もしくは担体との混合物として含む、物理的および化学的に安定な単位用量として患者に投与可能な一体用量、すなわち単一用量を意味する。
【００６０】
実験方法
題名: 24,24-ジフルオロ-19-ノル-1,25-ジヒドロキシビタミンD3のC-2のメチレン基はインビボでの骨カルシウム動員を著しく増大させる
Agnieszka Flores、Ilaria Massarelli、James B. Thoden、Lori A. Plum、およびHector F. DeLucaにより執筆され、Journal of Medicinal Chemistry, 2015 Dec 24;58(24):9731-41; doi: 10.1021/acs.jmedchem.5b01564; Epub 2015 Dec 9に掲載された「24,24-ジフルオロ-19-ノル-1,25-ジヒドロキシビタミンD3のC-2上のメチレン基はインビボでの骨カルシウム動員を著しく増大させる(A Methylene Group on C-2 of 24,24-Difluoro-19-nor-1,25-Dihydroxyvitamin D3 Markedly Increases Bone Calcium Mobilization in vivo)」と題する文書が参照され、この文書の内容は全体として参照により本出願に組み入れられる。
【００６１】
要約
1α,25-ジヒドロキシ-19-ノルビタミン(1)の4つの側鎖フッ素化類似体を、Wittig-Horner反応を主要工程として使用する収束合成において調製した。類似体3および5の構造および絶対配置をX線結晶構造解析により確認した。すべての類似体は、1α,25-ジヒドロキシビタミンD3(1)に比べて高い、HL-60細胞分化およびビタミンD-24-ヒドロキシラーゼ(24-OHアーゼ)転写における潜在能力を示した。最も重要なのは、すべての20S配置誘導体がインビボでの高い骨動員活性を有していたということである。しかし、20R系列においては、2-メチレン基が高い骨動員活性に必要であった。2-メチレン基が存在する場合の、ビタミンD受容体中の20R分子の位置づけの変化は、ビタミンDにより誘導される骨カルシウム動員の分子的基礎に関する新たな洞察を提供するものでありうる。
【００６２】
序論
ビタミンD3の生物活性代謝産物[カルシトリオール、1α,25-(OH)2D3(1); 図1]は、カルシウム恒常性およびリン恒常性を制御することが最もよく知られているが、それはまた、細胞分化または細胞増殖の誘導などの他の生物機能を制御する際に役割を果たす。過剰増殖性障害におけるカルシトリオールの使用には、その血漿カルシウム上昇効果による限界があり、したがって1α,25-(OH)2D3の化学修飾類似体およびそれらの臨床的適用に対する関心が続いている1。
【００６３】
ホルモン(1)は、CYP24A1ヒドロキシラーゼにより触媒される23S-および24R-ヒドロキシル化、ケトンへの24-ヒドロキシ基の酸化、ならびに(23S)-23,25-ジヒドロキシ-24-オキソビタミンD3のC-23-C-24結合の開裂などの、インビボでの化学変換を経る2。この異化分解を防止するかまたは遅延させることで、例えばフッ素原子を導入することで、寿命がより長く酸化に対する耐性がより高い類似体が得られる3。フッ素による水素原子の置換は物理特性および化学特性によって規定される。フッ素の高い電気陰性度、フッ素の小さなサイズ、2sまたは2p軌道と炭素の対応する電子軌道との良好な重複、および3つの孤立電子対の存在は、結合が常にsp3炭素(δ+)からフッ素(δ-)に向かって分極することを意味する。C-F結合に安定性があり、水素原子およびフッ素原子のサイズが同様であることから、フッ素化ビタミンD類似体が異化阻害剤として適用された4,5。
【００６４】
フッ素置換側鎖類似体は1980年代初頭に最初に合成された。24-ヒドロキシル化がビタミンDの作用に必要ではないことを示すために、24,24-ジフルオロ-25-ヒドロキシビタミンD3が使用された6。低カルシウム血症、くる病、および骨軟化症の処置のために販売されているファレカルシトリオール(26,27-ヘキサフルオロカルシトリオール)は、カルシトリオールに比べて、インビトロ系およびインビボ系の両方において数倍強力であり、インビボでの作用時間が長いことがわかった7。フッ素化側鎖に対する数多くの他の修飾(例えば二重結合8-10および三重結合9、スルホン8、カルボニル基10、オキセタン11)、ならびにビタミンD3のA環上でのフッ素原子の導入も検討された12。
【００６５】
1α,25-(OH)2D3の20-エピマー化が生物活性を増大させ、一方で、C-20エピマー化とC-10からC-2へのメチレン基の移動との組み合わせが骨合成および骨吸収の両方を大きく増大させることがわかった。ここで、われわれは、24,24-ジフルオロ-19-ノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD化合物中でC-20の立体配置がRである場合にのみ、C-20-メチレン置換が骨カルシウム動員活性を著しく増大させることを発見した。C-20がSである場合、2-メチレン置換は骨カルシウム動員活性に対する影響を示さない。
【００６６】
結果
合成 Takayamaらは、市販のリトコール酸から出発して、また、三フッ化(ジエチルアミノ)硫黄(DAST)をフッ素化試薬として使用して、24,24-ジフルオロ-1α,25-(OH)2D3を合成した5,13。同グループは、1α,3β-ビス[tert-ブチルジメチルシリル)オキシ]アンドロスト-5-エンを出発化合物として包含し、24,24-ジフルオロ-1α,25-(OH)2D3を10工程を通じて全収率4%で得る、代替経路を提示した14。
【００６７】
有機フッ素化合物が多くの場合、危険でかつ腐食性の物質であることから(例えばフッ素元素、フッ化水素酸)、フッ素化分子の合成は、多くの場合、フッ素を既に含有するビルディングブロックおよびシントンを使用する。スキーム1に示すように、ビタミンD類似体3および5を20R-および20S-ニトリル7および8から調製した15。得られたニトリルをDIBALHで還元することでアルデヒド916および10をそれぞれ収率90%および99%で得た。ブロモジフルオロ酢酸エチルから調製されるレフォルマトスキー試薬をアルデヒドおよびイミン上に付加する。このジフルオロメチル化法は薬化学において広範に適用されている17。Posnerらは、ブロモジフルオロ酢酸エチルおよび活性化亜鉛を使用してgem-ジフルオロエステルアルコールを1:1比のジアステレオマーとして得るレフォルマトスキー反応において、1α,25-(OH)2D3の24-二フッ素化ハイブリッド類似体を合成した18。Zn促進レフォルマトスキー反応に代わる有用なものとしてはランタニド試薬がある19。われわれは、Barbier条件下でのブロモジフルオロアセテートとアルデヒド9および10とのラジカル反応の開始にヨウ化サマリウム(II)を使用することで、α,α-ジフルオロ-β-ヒドロキシエステル11a,bおよび12a,bをそれぞれ収率45%および66%で調製した。Barton-McCombie20還元でのアルコール11a,bおよび12a,bの脱酸素化を2回の連続する反応において行い、最初に1,1'-チオカルボニルジイミダゾールと反応させてチオノ炭酸エステル13a,bおよび12a,bを得て、次にトリエチルシランおよび過酸化ベンゾイルと反応させてエステル15および16を収率82%および65%(2工程にわたる)で得た。エステル15および16を臭化メチルマグネシウム、次にフッ化テトラブチルアンモニウムで処理することでシリル保護基を除去することによって、ジオール19および20を収率90%および95%で得た。続いて化合物19および20を4-メチルモルホリンN-オキシドの存在下にて過ルテニウム酸テトラプロピルアンモニウムで酸化し、形成された生成物中の25-ヒドロキシ基をTESエーテルとして保護することでGrundmannケトン21および22を全収率45%および82%で得た。ステロイドから開始する合成とは対照的に、われわれはホスフィンオキシドカップリングに基づく収束型アプローチを使用してビタミンD3類似体3〜6を調製した(スキーム1)。
【００６８】
2018521010.tif 000008
スキーム1。(a) DIBAL、CH2Cl2; (b) BrCF2CO2Et、SmI2、THF; (c) 1,1'-チオカルボニルジイミダゾール、THF; (d) Et3SiH、[PhC(O)]2O2、トルエン; (e) CH3MgBr、Et2O; (f) TBAF、THF; (g) (1) NMO、TPAP、4Åモレキュラーシーブ、CH2Cl2; (2) TESOTf、2,6-ルチジン、CH2Cl2; (h) PhLi、THF; (i) 48% HF水溶液、MeCN、THF; (j) PhLi、THF; (k) 48% HF水溶液、MeCN、THF。
【００６９】
Lythgoeら21が最初に開発したこの方法では、アリルホスフィンオキシドのアニオンがWittig-Horner反応によってGrundmannケトンと反応する。公知のホスフィンオキシドA22をフェニルリチウムで処理してアニオンを生成し、ケトン21および22とカップリングして対応する保護19-ノルビタミンD類似体23および24を収率61%および59%で得た。シリル保護基をフッ化水素酸で除去して最終化合物3および4をそれぞれ収率72%および79%で得た。ビタミン3の構造および絶対配置をX線結晶構造解析により確認した(図2)。ホスフィンオキシドB24から生成されたアニオンをケトン21aおよび22の両方とのWittig-Hornerカップリングに供してビタミンD3類似体25および26を収率29%および58%で得た。生成物25および26中のシリル基を除去した後、対応するビタミンD3類似体5および6をそれぞれ収率59%および23%で得た。化合物5の構造および絶対配置をX線結晶構造解析により確認した(図2)。
【００７０】
生物学的評価 上記の24,24-F2類似体のインビトロでの生物活性を表1に要約する。すべての24-フルオロ化合物は、1α,25-(OH)2D3の親和性22とほぼ同等の高い親和性でビタミンD受容体に結合し、一方、20S-2-メチレン類似体5の有効性は1α,25-(OH)2D3よりもわずかに高かった。すべての類似体は、HL-60細胞の分化を引き起こす際に1α,25-(OH)2D3よりも優れており、2-メチレン-20S化合物である類似体2は1α,25-(OH)2D3よりも高活性であった。このパターンはCYP24A1転写試験においても繰り返された。
【００７１】
（表１）ビタミンDホルモン(1)、2MD(2)、およびビタミンD類似体3〜6のVDR結合特性a、HL-60分化活性b、および転写活性c
2018521010.tif 000009
【００７２】
a全長組換えラットビタミンD受容体に対する1□,25-(OH)2D3(1)および合成ビタミンD類似体の競合的結合。実験を二つ組で2つの異なる場合に行った。放射標識1□,25-(OH)2D3が1nMで存在しかつKd 0.2nMを使用する場合に、Ki値が用量反応曲線から得られ、Ki値は阻害定数を表す。結合比は、1□,25-(OH)2D3のKi対類似体のKiの平均比とする。b1□,25-(OH)2D3(1)および合成ビタミンD類似体による単球へのHL-60前骨髄球の分化の誘導。分化状態を、ニトロブルーテトラゾリウム(NBT)を還元する細胞の割合を測定することで判定した。実験を二つ組で2回繰り返した。ED50値が用量反応曲線から得られ、ED50値は50%成熟を誘導可能な類似体濃度を表す。分化活性比は、1□,25-(OH)2D3のED50対類似体のED50の平均比とする。c24-ヒドロキシラーゼ遺伝子レポータープラスミドを安定的に遺伝子導入したラット骨肉腫細胞中での転写アッセイ。ED50値が用量反応曲線から得られ、ED50値はルシフェラーゼ活性を50%増大可能な類似体濃度を表す。ルシフェラーゼ活性比は、1□,25-(OH)2D3のED50対類似体のED50の平均比とする。
【００７３】
インビボ結果はインビトロ測定値と異なる。確実に、本系列において、20S配置が最高の骨動員活性を支持した。したがって、化合物4および6は最高の骨動員活性を有し、2-メチレン基の存在または非存在はそのパラメータにほとんど差をもたらさなかった。C-20の立体配置がRである場合、2-メチレン基は骨動員活性に対する強力な正の効果を示し、これにより本系列の20S-2-メチレンメンバーである化合物4の活性と等しい活性が生じた。したがって、2-メチレンのない20R化合物は1α,25-(OH)2D3よりも低い骨カルシウム動員活性を有した。2-メチレン基の存在が20R化合物の骨動員活性を大きく増大させる正確な理由は不明のままであるが、このことは、VDRポケット中のリガンドの位置の小さな変化によりもたらされているに違いない。
【００７４】
すべての化合物は腸管カルシウム輸送に対して活性があり、また、すべての値が最低用量(16pmol)で高かったことから、腸管カルシウム輸送に対する優れた活性を本系列のいずれかの類似体に対応付けることは不可能であった。
【００７５】
これらの結果はいずれも、24,24-ジフルオロ置換19-ノル-20S-2-メチレン-1α,25-(OH)2D3が、2-メチレン-19-ノル-(20S)-1,25-ジヒドロキシビタミンD3または2MDに匹敵する骨カルシウム動員活性を有する最も生物活性の高いビタミンD化合物の1つであることを示している。さらに、2-メチレン置換によって、24,24-ジフルオロ-1α-ヒドロキシ-19-ノルビタミンD3がその20S対応物と同等に高い骨動員活性を実現することが可能になる。
【００７６】
考察 2-メチレン-19-ノル-(20S)-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3(2MD)は、大きく増大した骨カルシウム動員活性を有するビタミンD3の一形態である。20S-1,25-(OH)2D3の活性がその20R対応物よりも高いことから、インビボ活性の増大が一般的に予想された。しかし、2MDは、腸管カルシウム吸収が1,25-(OH)2D3で見られるそれを超えて増大することがないという点で選択的である。2-メチレン基の存在は、選択性を20Sに付与するようであり、20Sほどではないが2MDの20R形態にも付与するようである。24位がフルオロ基で遮断されている本系列では、2-メチレン基は、骨動員活性を20R化合物においてのみ著しく増大させる一方で、20S化合物においてはほとんどまたは全く変化させない(図5および図6の3対5を参照)。これはおそらく、VDR中の分子の位置づけに2-メチレン基が影響を与えるやり方の結果である。
【００７７】
すべての類似体は1α,25-(OH)2D3よりも高い転写活性を示し、構造的に最も2MDと類似している類似体4の活性は2MDとほぼ同じであった。インビトロ結果とインビボ結果との間の不一致は、代謝に影響しかつ類似体の異化分解を遅延させる、フッ素原子の存在によって説明することができた。特に、化合物3および5は、HL-60分化における高い潜在能力を示したが、インビボでは類似体4および6ほど強力ではなかった。
【００７８】
ここでジフルオロ誘導体によって示されたように、われわれの結果は、20S配置が1α-ヒドロキシル化ビタミンD化合物の骨動員活性を著しく増大させるという発想を面裏付けるものである。まったく驚くべきことに、2-メチレン基は、20R(天然立体配置)化合物の骨動員活性を著しく増大させるが、20S化合物にはこの活性を付与しない。
【００７９】
実験セクション
化学的性質 融点(未補正)をThomas-Hoover毛細管融点装置において決定した。旋光度をクロロホルム中22℃でPerkin-Elmerモデル343旋光計を使用して測定した。紫外線(UV)吸収スペクトルをエタノールまたはヘキサン中でPerkin-Elmer Lambda 3B紫外可視分光光度計によって記録した。1H核磁気共鳴(NMR)スペクトルをジュウテリオクロロホルム中にてBruker Instruments DMX-400およびDMX-500 Avanceコンソール分光計によって400および500MHzで記録した。化合物のジアステレオ異性混合物の場合、主異性体に属するプロトン信号を列挙し、副異性体の選択された信号をイタリック体で表示する。13C NMRスペクトルをジュウテリオクロロホルム中にて同じBruker Instrumentsの機器によって100および125MHzで記録した。化学シフト(δ)を内部標準としての(CH3)4Si(δ0.00)に対して百万分率で報告する。使用する略語は一重項(s)、二重項(d)、三重項(t)、四重項(q)、多重項(m)とする。13C NMRスペクトル中の化学シフトに続く括弧内の数字は、DEPT実験により明らかになる結合水素の数を指す。19F NMRスペクトルをジュウテリオクロロホルム中にてBruker Instrumentsの機器によって376MHzで記録した。化学シフト(δ)を、アセトン-d6中10% CCl3Fおよび6%(CH3)4Siを含有する1%ジクロロジフルオロエタンに対して百万分率で報告する。電子衝撃(EI)質量スペクトルをMicromass AutoSpec(マサチューセッツ州Beverly)の機器によって得た。HPLCを、モデル6000A溶媒送達システム、モデルU6Kユニバーサルインジェクター、およびモデル486波長可変吸光度検出器を備えたWaters Associates液体クロマトグラフ上で行った。溶媒を標準的手順に従って乾燥させ、蒸留した。
【００８０】
最終化合物の純度をHPLCにより決定したところ、純度が少なくとも99%であると判断された。表1(補足情報)に示すように、2つのHPLCカラム(9.4mm×25cm Zorbax-SilおよびZorbax RX-C18)を使用した。さらに、合成ビタミンの純度および独自性を1H NMRおよび高分解能質量スペクトルの点検により確認した。
【００８１】
(8S,20R)-デス-A,B-20-(ホルミルメチル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(9)
シアン化物7(0.22g、0.66mmol)のジクロロメタン(6mL)溶液に水素化ジイソブチルアルミニウム(トルエン中1.0M、1.3mL、0.18g、1.3mmol)を-10℃で加えた。反応混合物を-10℃で1時間攪拌した後、飽和酒石酸ナトリウムカリウム水溶液(5mL)で反応停止させた。水相をジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機層をブラインで洗浄し、乾燥させ(Na2SO4)、濃縮してアルデヒド9(0.20g、収率90%)を得た。
【００８２】
(8S,20S)-デス-A,B-20-(ホルミルメチル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(10)
9に関して記載のようにシアン化物8と水素化ジイソブチルアルミニウムとの反応を行ってアルデヒド10(48mg、99%の収率%)を得た。
【００８３】
(8S,20R)-デス-A,B-20-(2'R-および2'S-ヒドロキシ-3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニル-プロピル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(11a,b)
アルデヒド9(0.20g、0.59mmol)およびブロモジフルオロ酢酸エチル(0.085mL、0.13g、0.66mmol)の溶液にヨウ化サマリウム(II)(THF中0.07〜0.12M、20mL、0.97g、2.4mmol)を加えた。反応混合物をアルゴン下、室温で1時間攪拌し、水で希釈し、酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機相を乾燥させ(Na2SO4)、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(10%酢酸エチル/ヘキサン)で精製して、エステル11a,b(0.12g、収率45%)を得た。
【００８４】
(8S,20S)-デス-A,B-20-(2'R-および2'S-ヒドロキシ-3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニル-プロピル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(12a,b)
11a,bについて記載のようにアルデヒド10とブロモジフルオロ酢酸エチルおよびヨウ化サマリウム(II)との反応を行ってエステル12a,b(43mg、収率66%)を得た。
【００８５】
(8S,20R)-デス-A,B-20-[2'R-および2'S-O-(1H-イミダゾール-1-イルカルボノチオニル)-3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル]-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(13a,b)
エステル11a,b(0.12g、0.26mmol)のTHF(6mL)溶液に1,1'-チオカルボニルジイミダゾール(0.15g、0.84mmol)を加えた。反応混合物を室温で3日間攪拌し、水で希釈し、酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機相を乾燥させ(Na2SO4)、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(5%、次に10%および20%酢酸エチル/ヘキサン)で精製してチオノ炭酸エステル13a,b(0.13g、収率89%)を得た。
【００８６】
(8S,20S)-デス-A,B-20-[2'R-および2'S-O-(1H-イミダゾール-1-イルカルボノチオニル)-3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル]-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(14a,b)
13a,bについて記載のようにエステル12a,bと1,1'-チオカルボニルジイミダゾールとの反応を行ってエステル14a,b(35mg、収率66%)を得た。
【００８７】
(8S,20R)-デス-A,B-20-(3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(15)
チオノ炭酸エステル13a,b(0.13g、0.23mmol)にトリエチルシラン(2mL、1.46g、12.5mmol)をアルゴン下で加えた。過酸化ベンゾイル(23mg、0.095mmol)のトルエン(0.3mL)溶液を3回に分けて加えた。反応液を115℃で2.5時間攪拌した後、室温に冷却し、濃縮した。粗生成物をWatersシリカSep-Pakカートリッジ(5g)に適用した。酢酸エチル/ヘキサン(3:97、次に5:95)で溶離してエステル15(92mg、収率92%)を得た。
【００８８】
(8S,20S)-デス-A,B-20-(3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(16)
15について記載のようにエステル14a,bとトリエチルシランおよび過酸化ベンゾイルとの反応を行ってエステル16(27mg、収率99%)を得た。
【００８９】
(8S,20R)-デス-A,B-24,24-ジフルオロ-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]コレスタン-25-オール(17)
エステル15(92mg、0.21mmol)の無水THF(3mL)溶液に臭化メチルマグネシウム(ジエチルエーテル中3.0M溶液、0.15mL、0.45mmol)を0℃で加えた。反応混合物を0℃で1時間攪拌した後、水で反応停止させ、酢酸エチルで抽出し、乾燥させ(Na2SO4)、濃縮した。残渣をWatersシリカSep-Pakカートリッジ(10g)上に適用した。酢酸エチル/ヘキサン(5:95)で溶離してアルコール17(80mg、収率90%)を得た。
【００９０】
(8S,20S)-デス-A,B-24,24-ジフルオロ-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]コレスタン-25-オール(18)
17について記載のようにエステル16と臭化メチルマグネシウムとの反応を行ってエステル18(29mg、収率97%)を得た。
【００９１】
(8S,20R)-デス-A,B-24,24-ジフルオロコレスタン-8β,25-ジオール(19)
アルコール17(80mg、0.18mmol)のTHF(4mL)溶液にフッ化テトラブチルアンモニウム(THF中1.0M、3mL、3mmol)を0℃で加えた。反応混合物を室温で4時間攪拌した。次に水で希釈し、酢酸エチルで抽出した。一緒にした有機抽出物を乾燥させ(Na2SO4)、濃縮した。粗生成物をWatersシリカSep-Pakカートリッジ(5g)に適用した。酢酸エチル/ヘキサン(5:95、次に10:90および20:80)で溶離してジオール19(59mg、収率100%)を得た。
【００９２】
(8S,20S)-デス-A,B-24,24-ジフルオロコレスタン-8β,25-ジオール(20)
19について記載のようにアルコール18とフッ化テトラブチルアンモニウムとの反応を行ってジオール20(21mg、収率98%)を得た。
【００９３】
(20R)-デス-A,B-24,24-ジフルオロ-25-[(トリエチルシリル)オキシ]コレスタン-8-オン(21)
4-メチルモルホリンオキシド(60mg、0.51mmol)のジクロロメタン(0.5mL)溶液にモレキュラーシーブ(4Å、60mg)を加えた。混合物を室温で15分間攪拌し、過ルテニウム酸テトラプロピルアンモニウム(4mg、11.4μmol)を加えた後、ジオール19(31.6mg、0.11mmol)のジクロロメタン(500 + 300μL)溶液を加えた。得られた懸濁液を室温で1時間攪拌した。反応混合物をWatersシリカSep-Pakカートリッジ(2g)を通じて濾過し、さらにカートリッジを酢酸エチルで洗浄して25-ヒドロキシ-8-ケトン21a(31mg、99%)を得た。
【００９４】
得られた25-ヒドロキシ-8-ケトン21a(31mg、98μmol)および2.6-ルチジン(30μL、28mg、0.26mmol)のジクロロメタン(2mL)溶液にトリエチルシリルトリフルオロメタンスルホネート(30μL、35mg、132μmol)を-40℃で滴下した。反応混合物を-40℃で15分間攪拌した。次にジクロロメタンで希釈し、水で洗浄した。有機層を乾燥させ(Na2SO4)、濃縮した。残渣をWatersシリカSep-Pakカートリッジ(5g)上に適用した。酢酸エチル/ヘキサン(3:97、次に10:90)で溶離して保護ケトン21(19.8mg、46%)を得た。
【００９５】
(20S)-デス-A,B-24,24-ジフルオロ-25-[(トリエチルシリル)オキシ]コレスタン-8-オン(22)
19から21への変換について記載のように、ジオール20を過ルテニウム酸テトラプロピルアンモニウムおよび4-メチルモルホリンオキシドで酸化し、続いて得られた25-ヒドロキシ-8-ケトンをシリル化した。保護ケトン22を収率82%で得た。
【００９６】
(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3(3)
ホスフィンオキシドA(80mg、137μmol)の無水THF(500μL)中攪拌溶液にフェニルリチウム(ジ-n-ブチルエーテル中1.8M、77μL、11.6mg、138μmol)を-30℃で加えた。30分後、混合物を-78℃に冷却し、ケトン21(19.8mg、46μmol)の無水THF(300 + 200μL)中予冷溶液を加えた。反応混合物をアルゴン下、-78℃で4時間、次に+4℃で19時間攪拌した。酢酸エチルを加え、有機相をブラインで洗浄し、乾燥させ(Na2SO4)、濃縮した。残渣をWatersシリカSep-Pakカートリッジ(5g)に適用した。カートリッジをヘキサンおよび酢酸エチル/ヘキサン(1:99)で洗浄して保護ビタミン23(22.2mg、収率61%)を得た。
【００９７】
保護化合物23(22.1mg、27.8μmol)をTHF(3mL)およびアセトニトリル(3mL)に溶解させた。48% HF水溶液のアセトニトリル溶液(1:9比、4mL)を0℃で加え、得られた混合物を室温で2時間攪拌した。飽和NaHCO3水溶液を加え、反応混合物をジクロロメタンで抽出した。一緒にした有機相を乾燥させ(Na2SO4)、減圧濃縮した。残渣をヘキサン/酢酸エチル(7:3)2mLで希釈し、WatersシリカSep-Pakカートリッジ(5g)に適用した。ヘキサン/酢酸エチル(7:3、次に1:1)で溶離して粗生成物3を得た。さらに、ビタミン3を順相HPLC[9.4×250mm Zorbaxシリカカラム、5mL/分、ヘキサン/2-プロパノール(85:15)溶媒系、Rt = 5.1分]および逆相HPLC[9.4×250mm Zorbax RX-C18カラム、4mL/分、メタノール/水(80:20)溶媒系、Rt = 12.5分]で精製して純粋な化合物3(8.96mg、収率72%)を得た。ヘキサン/2-プロパノールからの結晶化後に類似体3の純粋な結晶を得て、X線解析により特性評価した。
【００９８】
(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3(4)
23の調製について先に記載のプロセスと同様に行ったケトン22とホスフィンオキシドAとのWittig-Horner反応により、保護ビタミン24を収率59%で調製した。保護ビタミン24を23について記載のように加水分解し、さらに生成物4を順相HPLC[9.4mm×25cm Zorbaxシリカカラム、4mL/分、ヘキサン/2-プロパノール(85:15)溶媒系、Rt = 8.4分]および逆相HPLC[9.4×25cm Zorbax RX-C18カラム、3mL/分、メタノール/水(85:15)溶媒系、Rt = 8.7分]で精製して純粋な化合物4(3.5mg、79%)を得た。
【００９９】
(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3(5)
23の調製について先に記載のプロセスと同様に行ったケトン21aとホスフィンオキシドBとのWittig-Horner反応により、保護ビタミン25を収率29%で調製した。保護ビタミン25を23について記載のように加水分解し、さらに生成物5を順相HPLC[9.4mm×25cm Zorbaxシリカカラム、5mL/分、ヘキサン/2-プロパノール(85:15)溶媒系、Rt = 7.7分]および逆相HPLC[9.4×25cm Zorbax RX-C18カラム、3mL/分、メタノール/水(85:15)溶媒系、Rt = 8.2分]で精製して純粋な化合物5(6.7mg、59%)を得た。ヘキサン/2-プロパノールからの結晶化後に類似体5の純粋な結晶を得て、X線解析により特性評価した。
【０１００】
(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3(6)
異性体ビタミン25と同様にして、ケトン22から保護ビタミン26を収率58%で調製した。26中のシリル保護基の加水分解を23について記載のように行い、得られたビタミン6を順相HPLC[9.4mm×25cm Zorbax-Silカラム、5mL/分、ヘキサン/2-プロパノール(85:15)溶媒系、Rt = 8.1分]および逆相HPLC[9.4mm×25cm Zorbax RX-C18カラム、4mL/分、メタノール/水(85:15)溶媒系、Rt = 5.8分]で精製して純粋な化合物6(2.5mg、23%)を得た。
【０１０１】
生物学的試験
1. インビトロ試験 VDR結合アッセイ、HL-60分化アッセイ、および24-ヒドロキシラーゼ転写アッセイを既に記載したように行った。表1の脚注に示す16,25。
【０１０２】
2. インビボ試験
骨カルシウム動員および腸管カルシウム輸送 雄の離乳Sprague-DawleyラットをHarlan(インディアナ州インディアナポリス)から購入した。動物を集団収容し、食餌11(0.47% Ca) + AEK油を1週間、続いて食餌11(0.02% Ca) + AEK油を3週間与えた。次にラットを1週間の0.47% Caを含有する食餌26、続いて2週間の0.02% Caを含有する食餌に切り換えた。投薬を0.02% Ca食餌の最終週の間に開始した。連続4回の腹腔内投与を約24時間の間隔で行った。最終投与の24時間後、切断した頸部から血液を採取し、血清カルシウム濃度を骨カルシウム動員の尺度として決定した。また、腸管の最初の10cmを、反転腸嚢法を使用する腸管カルシウム輸送分析のために採取した25。
【０１０３】
結晶試験
化合物3の結晶データ
2018521010.tif 000010
化合物5の結晶データ
2018521010.tif 000011
【０１０４】
構造決定 データを、PROTEUMソフトウェアスイート(ウィスコンシン州マジソン、Bruker AXS Inc.)で制御されるBruker AXS Platinum 135 CCD検出器を使用して収集した。X線源は、50kVおよび90mAで操作される、Montel光学素子を備えたRigaku RU200 X線発生器からのCuK線(1.54178Å)とした。X線データをSAINTバージョン7.06A(Bruker AXS Inc.)で処理し、SADABSバージョン2005/1(Bruker AXS Inc.)で内部スケーリングした(internally scaled)。試料を真空グリースを使用してガラス繊維に装着し、100Kに冷却した。強度データを5〜20秒/フレームで各1°の一連のφおよびω振動フレームとして測定した。検出器を512×512モードで操作し、試料から4.5cmの位置に置いた。セルパラメータを4.0＜θ＜55°の範囲の非線形最小二乗フィッティングより決定した。
【０１０５】
空間群を消滅則および統計検定により決定し、引き続く精密化により確認した。構造を直接法により解析し27、F2に対する完全行列最小二乗法により精密化した。水素原子の位置を差分ピークから決定し、理想的な幾何配置を伴うライディングモデルにより最終的に精密化した。非水素原子を異方性変位パラメータを用いて精密化した。絶対構造をFlackパラメータの精密化により決定した28。
【０１０６】
本論文において報告された構造の結晶データはCambridge Crystallographic Data Centerに寄託番号CCDC 1402441(3)およびCCDC 1402442(5)として寄託されている。
【０１０７】
合成ビタミンD化合物の純度基準 われわれが合成したすべてのビタミンD類似体は、HPLC上で単一の鋭いピークを示し、純度が少なくとも99%であると判断された。表2に示すように、2つのHPLCシステム(順相および逆相)を使用した。さらに、合成ビタミンの純度および独自性を1H NMRおよび高分解能質量スペクトルの点検により確認した。
【０１０８】
（表２）標的ビタミンD化合物の純度基準
2018521010.tif 000012
aZorbax-Sil 9.4mm×25cmカラム。bZorbax RX-C18 9.4mm×25cmカラム。
【０１０９】
合成化合物のスペクトルデータ
(8S,20R)-デス-A,B-20-(ホルミルメチル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(9):
2018521010.tif 000013
【０１１０】
(8S,20S)-デス-A,B-20-(ホルミルメチル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(10):
2018521010.tif 000014
【０１１１】
(8S,20R)-デス-A,B-20-(2'R-および2'S-ヒドロキシ-3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(11a,b):
2018521010.tif 000015
【０１１２】
(8S,20S)-デス-A,B-20-(2'R-および2'S-ヒドロキシ-3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(12a,b):
2018521010.tif 000016
【０１１３】
(8S,20R)-デス-A,B-20-[2'R-および2'S-O-(1H-イミダゾール-1-イルカルボノチオニル)-3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル]-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(13a,b):
2018521010.tif 000017
【０１１４】
(8S,20S)-デス-A,B-20-[2'R-および2'S-O-(1H-イミダゾール-1-イルカルボノチオニル)-3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル]-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(14a,b):
2018521010.tif 000018
【０１１５】
(8S,20R)-デス-A,B-20-(3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(15):
2018521010.tif 000019
【０１１６】
(8S,20S)-デス-A,B-20-(3',3'-ジフルオロ-3'-エトキシカルボニルプロピル)-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]プレグナン(16):
2018521010.tif 000020
【０１１７】
(8S,20R)-デス-A,B-24,24-ジフルオロ-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]コレスタン-25-オール(17):
2018521010.tif 000021
【０１１８】
(8S,20S)-デス-A,B-24,24-ジフルオロ-8β-[(トリエチルシリル)オキシ]コレスタン-25-オール(18):
2018521010.tif 000022
【０１１９】
(8S,20R)-デス-A,B-24,24-ジフルオロコレスタン-8β,25-ジオール(19):
2018521010.tif 000023
【０１２０】
(8S,20S)-デス-A,B-24,24-ジフルオロコレスタン-8β,25-ジオール(20):
2018521010.tif 000024
【０１２１】
(20R)-デス-A,B-24,24-ジフルオロ-25-[(トリエチルシリル)オキシ]コレスタン-8-オン(21):
2018521010.tif 000025
【０１２２】
(20R)-デス-A,B-24,24-ジフルオロコレスタン-8-オン(21a):
2018521010.tif 000026
【０１２３】
(20S)-デス-A,B-24,24-ジフルオロ-25-[(トリエチルシリル)オキシ]コレスタン-8-オン(22):
2018521010.tif 000027
【０１２４】
(20R)-1α-[(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ]-24,24-ジフルオロ-25-[(トリエチルシリル)オキシ]-2-メチレン-19-ノルビタミンD3 tert-ブチルジメチルシリルエーテル(23):
2018521010.tif 000028
【０１２５】
(20S)-1α-[(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ]-24,24-ジフルオロ-25-[(トリエチルシリル)オキシ]-2-メチレン-19-ノルビタミンD3 tert-ブチルジメチルシリルエーテル(24):
2018521010.tif 000029
【０１２６】
(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3(3):
2018521010.tif 000030
【０１２７】
(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-2-メチレン-19-ノルビタミンD3(4):
2018521010.tif 000031
【０１２８】
(20R)-1α-[(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ]-24,24-ジフルオロ-25-[(トリエチルシリル)オキシ]-19-ノルビタミンD3 tert-ブチルジメチルシリルエーテル(25):
2018521010.tif 000032
【０１２９】
(20S)-1α-[(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ]-24,24-ジフルオロ-25-[(トリエチルシリル)オキシ]-19-ノルビタミンD3 tert-ブチルジメチルシリルエーテル(26):
2018521010.tif 000033
【０１３０】
(20R)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3(5):
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【０１３１】
(20S)-1α,25-ジヒドロキシ-24,24-ジフルオロ-19-ノルビタミンD3(6):
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【０１３２】
参照文献
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【０１３３】
前述の説明において、当業者には、本発明の範囲および真意を逸脱することなく本明細書に開示される本発明に様々な置換および修正を加えることができることが容易に明らかになろう。本明細書に例示的に記載されている本発明は、本明細書に具体的に開示されていない任意の1つまたは複数の要素、1つまたは複数の限定の非存在下で好適に実施することができる。使用された用語および表現は、限定の用語ではなく記述の用語として使用されており、そのような用語および表現の使用において、提示および記述される特徴の任意の均等物またはその一部を排除するという意図はなく、むしろ、本発明の範囲内で様々な修正が可能であると認識される。したがって、特定の態様および任意的な特徴により本発明を説明してきたが、本明細書に開示される概念の修正および/または変形に当業者が依拠することができること、および、そのような修正および変形が本発明の範囲内であると考えられることを理解すべきである。
【０１３４】
いくつかの特許および非特許参照文献の引用が本明細書において行われうる。引用参照文献は全体として参照により本明細書に組み入れられる。本明細書における用語の定義と引用参照文献における該用語の定義との間に齟齬がある場合、該用語は本明細書における定義に基づいて解釈すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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