CN1182091A - 一种含氟甾体5α－还原酶抑制剂、合成方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种新型的含氟甾体－5α－还原酶抑制剂及其合成方法。该含氟甾体－5α－还原酶抑制剂是4－三氟甲基－17－(M－叔丁基氨基甲酰)雄甾－4－烯－3－酮。其具有高的抑制甾体－5α－还原酶的生物活性,故有可能进一步发展成为治疗***肥大和***肿瘤疾病的药物。它可从商业易得的甾体化合物(雄酮、孕酮及其衍生物)经卤代、三氟甲基化等关键反应制备。本发明提供了三种不同的合成4－三氟甲基－17－(N－叔丁基氨基甲酰)雄甾－4－烯－3－酮的合成途径。
Description
本发明涉及一种含氟的甾体5α-还原酶抑制剂、即4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮、合成及其用途。
随着科学技术的发展，人类的寿命不断延长，社会逐步趋向老龄化。一些老年性疾病，如***肥大等，越来越受到科学人员的关心和重视。对于男性老年人而言，良性***增生症(Benign Prostatic Hyperplasia，BPH)是最常见的多发疾病。据报道，50岁以上年龄的男人即可不同程度出现***肥大；在70-79岁年龄的男人中，发病率为70％；80岁以上年龄的男人的发病率高达90％(任国铨，国外医学老年医学分册，1991，12(5)，222)。因此，设计、合成并进行生物活性筛选以寻找理想的治疗***增生症的药物具有很大的必要性和重要意义。至今为止，治疗良性***增生症的药物主要包括：促性激素释放因子LH-RH，雄激素拮抗剂和甾体5α-还原酶抑制剂。前两种药物在治疗时，伴有雄激素缺乏症状的副作用。进一步研究表明：良性***增生主要与体内二氢睾酮有关。甾体5α-还原酶抑制剂能通过抑制甾体5α-还原酶而抑制体内睾酮到二氢睾酮的生物转化，而有不影响正常循环中的睾酮以及其
生理作用。因此，甾体5α-还原酶抑制剂就成为优良的治疗***增生症的药物(***等，国外医学抗生素分册，1995，16(6)，462)。考察已经发现的5α-还原酶抑制剂，不难发现它们均为甾体A/B环经过修饰的衍生物，如MK 906(Proscar 1)(Scripp，1993，18，15)、SK&F 105657(Epristeride 2)(M.A.Levy et al，Bioorg.Chem.，1991，19，245)以及4-腈基甾体3(M.Haase-Held et al，JChem.Soc Perkin I，1992，2999)。如图1所示。近年来大量研究表明：在生物活性的分子中引入氟原子或三氟甲基可显著提高或改变原有母体分子的生物活性。在总结现有5α-还原酶抑制剂构效关系的基础上，我们设计了三氟甲基取代的图1中的甾体化合物4。并预计它及其它的类似物能够具有一定的抑制甾体5α-还原酶的活性。
本发明的目的就是提供一种高活性的含氟甾体5α-还原酶抑制剂：4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮，并提供简便有效的合成方法和用途。
本发明所提供的含氟甾体5α-还原酶抑制剂的分子式如下：
即4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮。
本发明还提供了一种简便有效地合成上述4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮的方法，就是以分子式为：
其中R1＝CH3COO、OH、O，R2＝COCH3、COOH、O、CONHC(CH3)3，
的甾体烯醇酮经氧化、溴代或碘代、脱溴或碘和三氟甲基化、羧化、降解、胺化中的一步或多步反应的组合的方法制得。其中以孕烯醇酮类化合物为原料合成4-三氟甲基-17-(N-叔丁基
a.NaOBr；b，H+，CH3OH；c.Oppenauer氧化；d.10％NaOH/EtOH，H+；e.SOCl2，t-Butylamine；f.Br2；g.Collidine；g.三氟甲基化试剂，40-80℃。氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮的反应步骤，是经Oppennauer氧化、降解胺化、溴代或碘代、脱溴或碘和三氟甲基化的多步反应制得。反应式如上图所示。
在以孕甾烯酮类化合物为原料合成4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮的反应步骤，，是经溴代或碘代、脱溴或碘和三氟甲基化、降解、胺化的多步反应制得反应式如图所示：
a.溴代或碘代。b.脱溴化氢或碘化氢。c.三氟甲基化(溶剂、Cu粉或、CuI、三氟甲基化试剂、40-80℃)。d.I2，Py.CH3ONa/CH3OH.e.(COCl)2，叔丁胺。
在以去氢表雄酮、雄甾烯酮类化合物为原料合成4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮的反应步骤，，是经Oppenauer氧化、溴代或碘代、脱溴或碘和三氟甲基化、羧化、胺化的多步反应制得，反应式如图所示：
a.Oppenauer氧化。b.溴代或碘代。c.脱溴化氢或碘化氢。d.三氟甲基化(溶剂、Cu粉或CuI、三氟甲基化试剂、40-80℃)。e.羧化。f.胺化。
本发明合成方法中氧化、溴代或碘代、脱溴或碘、羧化、降解、胺化都是公知技术，其关键是三氟甲基化反应，即甾体烯醇酮经一步或多步组合反应制得溴代或碘代产物后，在溶剂和催化剂存在下，溴代或碘代产物与三氟甲基化试剂反应，其中溶剂为***、石油醚、苯、四氯化碳、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺(HMPA)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMA)。推荐溶剂是六甲基磷酰胺(HMPA)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMA)。催化剂为CuI或Cu粉，溴代或碘代产物、催化剂和三氟甲基化试剂的克分子比为1∶0.1-5∶1-5，反应时间为1-10小时，反应温度为30-120℃。推荐温度为40-80℃。反应得率为70-92％、其中三氟甲基化的试剂是X(CF2CF2O)m(CF2)kCO2Y，其中X＝Cl、Br、I或FO2S，Y＝H、CH3、C2H5或K m＝0或1，k＝1或2。如FO2SCF2CO2CH3、FO2SCF2CO2C2H5、FO2SCF2CF2OCF2CO2CH3、FO2SCF2CF2OCF2CO2K、FO2SCF2CF2OCF2CF2CO2CH3、XCF2CO2CH3XCF2CO2C2H5、XCF2CO2K等。
本发明的新型甾体药物5α-还原酶抑制剂可进一步发展成为治疗***增生症疾病的药物。4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮经初步生物活性测定表明它们具有抑制甾体5α-还原酶的活性。其生物活性数据见表1所示。表1 化合物4以及有关化合物抑制甾体5α-还原酶(Ki值)样品* 同位素法 酶动力学法
[3H]-T→[3H]-DHT NADPHProscar 88.2nM 54.7nMCompounds 1 20.9nM 20.2nMCompounds 2 95.2nM 28.8nMCompounds 3 ＞1000nM ＞1000nM
*Proscar，已作为药物的甾体5α-还原酶抑制剂；Compounds 1，4-三
氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮；Compounds 2，
雄甾-4-三氟甲基-4-烯-3，17-二酮；Compounds，孕甾-4-三氟
甲基-4-烯-3，20-二酮。
综上所述，本发明新型的含氟甾体药物5α-还原酶抑制剂与已有的甾体药物5α-还原酶抑制剂相比具有显著特点：
1、高生理活性，从表1中可以看出其Ki值分别为20.9nM和20.2nM，而已知药物Proscar是88.2nM和54.7nM。
2、反应条件温和，高得率。不必经过光反应以及羰基化反应，克服反应时间长和由于反应位阻大而引起的得率低的缺点。
下述实施例将有助于理解本发明，但不限于本发明的内容：实施例1
1、溶解孕烯醇酮醋酸酯(9克，25mmol.)在180毫升二氧六环(含50毫升水)中，冷却至10℃以下，滴加NaOBr溶液(溶解13克NaOH在100毫升中，在0-5℃，滴加13克溴。滴加完成后，加75毫升二氧六环稀释。保存在0℃备用)。滴加完成后，继续反应1小时，加入50毫升10％NaHSO3溶液，回流反应15分钟。加10毫升浓盐酸后，减压浓缩至原体积的1/2，0℃静置过夜。过滤收集析出的沉淀物，并且用水洗至中性，干燥得7.2克3-羟基雄甾-5-烯-17-羧酸。收率92％。熔点276-278℃。所得羧酸在催化量对甲苯磺酸存在下与甲醇回流反应以75％左右的收率得到3-羟基雄甾-5-烯-17-羧酸甲酯。
2、溶解18.5克3-羟基雄甾-5-烯-17-羧酸甲酯、10.2克异丙醇铝和48毫升环丙酮在260毫升甲苯中。回流反应1小时，加1克活性碳搅拌15分钟，过滤，滤液用饱和食盐水洗涤至中性后，加无水Na2SO4干燥，减压除去溶剂得到13.7克雄甾-5-烯-3-酮-17-羧酸甲酯。收率74.5％。熔点128-131℃。
3、溶解13.7克雄甾-5-烯-3-酮-17-羧酸甲酯在80毫升95％乙醇中，加40毫升10％KOH水溶液，回流反应4小时。减压除去乙醇，剩余水溶液用6N HCl调节pH＝3。过滤收集沉淀物，洗涤，干燥给出12.7克雄甾-5-烯-3-酮-17-羧酸。收率96％。熔点245-256℃。
4、溶解5克雄甾-5-烯-3-酮-17-羧酸在50毫升甲苯中，加1.6毫升吡啶。在冰浴冷却下，滴加1.75毫升草酰氯(经1.75毫升甲苯稀释)，室温搅拌反应1小时。保持反应温度在40℃以下，滴加8.5毫升叔丁胺(在10毫升甲苯中)，滴加完后，室温搅拌反应1小时。将反应溶液倾入70毫升冰水中，分出甲苯层，水层用乙酸乙酯提取。合并有机相，依次用2N HCl、饱和NaHCO3溶液和饱和食盐水洗涤，干燥，减压除去溶剂，残留物经甲苯/石油醚重结晶得5.5克N-叔丁基-雄甾-4-烯-3-酮-17-甲酰胺。收率93.7％。熔点214-217℃。
5、溶解1.86克(3mmol)N-叔丁基-雄甾-4-烯-3-酮-17-甲酰胺在30毫升无水***(含4.5毫升三甲基吡啶)，滴加1.2毫升溴(在10毫升乙酸中)。反应混合物室温搅拌反应后。用***稀释反应液后，依次用饱和亚联赛氢钠溶液、2N盐酸、饱和NaHCO3溶液和饱和食盐溶液洗涤，干燥，减压除去溶剂得N-叔丁基-雄甾-4-溴-4-烯-3-酮-17-甲酰胺粗品。经快速硅胶柱层析后以64％收率得到N-叔丁基-雄甾-4-溴-4-烯-3-酮-17-甲酰胺。熔点106-107℃。红外光谱(KBr)：3400，2900，1690，1680，1580，1510，1450，1390，1360，1260，1120cm-1；氢核磁共振谱(300MHz，CDCl3)：0.73(s，3H，18-CH3)，1.24(s，3H，19-CH3)，1.35(s，9H，C(CH3)3)，5.09(s，NH)ppm；质谱m/z：452，45，449，434，387，370，369，354，313，298，269 253，57。元素分析C24H36O2NBr计算值：C 63.99，H 8.05，N 3.11。
实测值：C 69.81，H 8.05，N 3.00
6、溶解0.9g N-叔丁基-雄甾-4-溴-4-烯-3-酮-17(-甲酰胺在80ml干燥的N，N-二甲基甲酰胺DMF中，加100mgCuI和1ml甲氧基甲酰二氟甲基磺酰氟。在氮气保护下，60-80(C反应8小时。反应混合物用***稀释后，经硅藻土过滤。滤液洗涤，干燥，减压除去溶剂的反应粗产物。经硅胶柱层析纯化以91％收率得到4-三氧甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮。熔点158-159℃。红外光谱(KBr)：3499，2900，1680，1590，1510，1450，1360，1260，1230，1120cm-1。氢核磁共振谱(300MHz)，CDCl3)：0.74(s，3H，18-CH3)，1.26(s，3H，19-CH3)，1.35(s，9H，C(CH3)3)，5.08(s，NH)ppm。氟核磁共振(60MHz，CDCl3)：-20.8ppm质谱m/z：439，424，404，384，368，339，248，149，69，57元素分析C25H36O2NF3计算值：C 68.31，H 8.25，N 3.19
实测值：C 68.22，H 8.31，N 2.98。实施例2
1、按实施例1第5步反应的操作条件反应，从原料孕甾-4-烯-3，20-二酮以70％的收率合成得到孕甾-4-溴-4-烯-3，20-二酮。熔点162℃。
2、溶解0.04mmol孕甾-4-溴-4-烯-3，20-二酮在60ml干燥的N，N-二甲基乙酰胺(DMA)中，加0.2mmol Cu粉和0.1mmol三氟甲基化试剂(FO2SCF2CO2CH3、FO2SCF2CO2C2H5或FO2SCF2CF2OCF2CO2CH3)。在氮气保护下，80-120℃反应2小时。反应混合物用***稀释后，经硅藻土过滤。滤液洗涤，干燥，减压除去溶剂的反应粗产物。经硅胶柱层析纯化，以74％的收率得到孕甾-4-三氟甲基-4-烯-3，20-二酮。熔点124℃。
3、按实施例第1步和第3步反应的操作程序条件反应，从孕甾-4-三氟甲基-4-烯-3，20-二酮以70％收率得到孕甾-4-三氟甲基-4-烯-3-酮-17-羧酸
4、按实施例第4步反应的操作程序条件反应，以孕甾-4-三氟甲基-4-烯-3-酮-17(-羧酸为原料，以85％收率得到产物4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)-雄甾-4-烯-3-酮。熔点158℃。红外光谱(KBr)：3500，2900，1680，1590，1510，1450，1360，1260，1230，1120cm-1。氢核磁共振谱(300MHz)，CDCl3)：0.74(s，3H，18-CH3)，1.25(s，3H，19-CH3)，1.35(s，9H，C(CH3)3)，5.08(s，NH)ppm。氟核磁共振(60MHz，CDCl3)：-20.8ppm质谱m/z：437，424，400，384，368，339，248，149，69，57元素分析C25H36O2NF3计算值：C 68.31，H 8.25，N 3.19
实测值：C 68.29，H 8.30，N 3.08实施例3
1、按实施例1的第5步反应条件操作，其中以碘代替相应的溴反应，从雄甾-4-烯-3，17-二酮以80％的收率得到雄甾-4-碘-4-烯-3，17-二酮。熔点152℃。
2、溶解0.1mmol雄甾-4-溴-4-烯-3，17-二酮在60ml干燥的六甲基磷酰胺(HMPA)中，加0.01mmol Cu粉和0.05mmol三氟甲基化试剂(FO2SCF2CF2OCF2CO2K、FO2SCF2CF2OCF2CF2CO2CH3、XCF2CO2CH3、XCF2CO2C2H5或XCF2CO2K)。在氮气保护下，30-50℃反应10小时。反应混合物用***稀释后，经硅藻土过滤。滤液洗涤，干燥，减压除去溶剂的反应粗产物。经硅胶柱层析纯化，以81％得到雄甾-4-三氟甲基-4-烯-3，17-二酮。熔点150℃
3、溶解雄甾-4-三氟甲基-4-烯-3，17-二酮(710mg，2mmol)15毫升乙酸酐中，催化量的对甲基苯磺酸。反应混合物在60℃进行2小时，处理得3-乙酰氧基雄甾-4-三氟甲基-3，5-烯-17-酮。溶解所得3-乙酰氧基雄甾-4-三氟甲基-3，5-烯-17-酮在10毫升无水四氢呋喃中，在-78(C，滴加4毫克分子量1，3-二硫六环基锂(溶解4毫克分子1，3-二硫六环在5毫升无水四氢呋喃中，在0℃，滴加等毫克分子的丁基锂，搅拌反应1小时)。滴加完成后，进行搅拌反应10小时，室温静置过夜，后处理得到反应粗品。用NBS氧化后以50％总收率得到雄甾-4-三氟甲基-4-烯-3-酮-17-羧酸。粗品未经纯化直接用于下一步反应。
4、按实施例1的第4步反应条件操作，从雄甾-4-三氟甲基-4-烯-3-酮-17-羧酸以82％收率得到产物4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮。熔点159℃。红外光谱(KBr)：3500，2890，1680，1590，1500，1450，1360，1260，1250，1120cm-1.氢核磁共振谱(300MHz)，CDCl3)：0.72(s，3H，18-CH3)，1.25(s，3H，19-CH3)，1.36(s，9H，C(CH3)3)，5.08(s，NH)ppm。氟核磁共振(60MHz，CDCl3)：-20.6ppm。质谱m/z：435，427，400，384，368，339，248，148，69，57元素分析C25H36O2NF3计算值：C 68.31，H 8.25，N 3.19
实测值：C 68.25，H 8.20，N 3.27
Claims (10)
1.一种新型的甾体5α-还原酶抑制剂，其特征在于是含氟的甾体化合物4-三氟甲基-17-(N-叔丁基氨基甲酰)雄甾-4-烯-3-酮，分子式如下：
2.一种如权利要求1所述的甾体5α-还原酶抑制剂的合成方法，其特征在于是通过分子式为：其中R1＝CH3COO、OH、O，R2＝COCH3、COOH、O、CONHC(CH3)3， 
的甾体烯醇酮经氧化、溴代或碘代、脱溴或碘和三氟甲基化、羧化、降解、胺化中的一步或多步反应的组合的方法制得。
3.一种如权利要求2所述的甾体5α-还原酶抑制剂的合成方法，其特征在于以孕烯醇酮类化合物为原料，是经Oppenauer氧化、降解胺化、溴代或碘代、脱溴或碘和三氟甲基化的多步反应制得。
4.一种如权利要求2所述的甾体5α-还原酶抑制剂的合成方法，其特征在于以孕甾烯酮类化合物为原料，是经溴代或碘代、脱溴或碘和三氟甲基化、降解胺化的多步反应制得。
5.一种如权利要求2所述的甾体5α-还原酶抑制剂的合成方法，其特征在于以去氢表雄酮、雄甾烯酮类化合物为原料，是经Oppenauer氧化、溴代或碘代、脱溴或碘和三氟甲基化、羧化、胺化的多步反应制得。
6.一种如权利要求2、3、4或5所述的甾体5α-还原酶抑制剂的合成方法，其特征在于三氟甲基化反应是在溶剂和催化剂存在下，溴代或碘代产物与三氟甲基化试剂反应，其中溶剂为是***、石油醚、苯、四氯化碳、二甲基亚砜、六甲基磷酰胺(HMPA)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMA)。催化剂为CuI或Cu粉，溴代或碘代产物、催化剂和三氟甲基化试剂的克分子比为1∶0.1-5∶1-5，反应时间为1-10小时，反应温度为30-120℃。
7.一种如权利要求6所述的甾体药物5α-还原酶抑制剂的合成方法，其特征在于三氟甲基化被推荐的反应温度为40-80℃。
8.一种如权利要求6所述的4-三氟甲基-3-酮-甾体化合物的制备方法，其特征在于反应中所用的溶剂是六甲基磷酰胺(HMPA)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMA)。
9.一种如权利要求6所述的甾体-5α-还原酶抑制剂的合成方法，其特征在于三氟甲基化的试剂是X(CF2CF2O)m(CF2)kCO2Y，其中X＝Cl、Br、I或FO2S，Y＝H、CH3、C2H5或K，m＝0或1，k＝1或2。
10.一种如权利要求1所述的甾体5α-还原酶抑制剂的用途，其特征在于可进一步发展成为治疗***增生症疾病的药物。
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