Рацемический 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-13а-эстра-1,3,5(10),8(9),15-пентаен-17-он в качестве средства заместительной гормональной терапии и способ его получения

Изобретение относится к рацемическому 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-13α-эстра-1,3,5(10),8,15-пентаен-17-ону формулы

,

который используют в качестве индуктора липопротеидов высокой плотности, а также к способу его получения. Способ включает реакцию 6-гидрокси-7-фтортетралона-1 с винилмагнийбромидом, конденсацию образовавшегося винилкарбинола с 2,4-диметилциклопентан-1,3-дионом с последующей циклодегидратацией полученного секосоединения под действием п-толуолсульфокислоты в толуоле. 2 н. п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к области синтеза биологически активных аналогов стероидных эстрогенов, конкретно к получению рацемического 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-13α-эстра-1,3,5,8(9),15-пентаен-17-она (I). Под действием этого соединения увеличивается содержание липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) в сыворотке крови при отсутствии гипертриглицеридемической активности, что предполагает его применение в медицине в качестве средства заместительной гормональной терапии.

Модифицированные эстрогены широко применялись для лечения и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, поскольку их главным достоинством считалось наличие гипохолестеринемической активности. Однако многолетние клинические исследования не подтвердили ожидаемого положительного результата [1]. Более того, выявлены многочисленные побочные эффекты применяемых веществ, наиболее серьезным из которых является повышение риска онкологических заболеваний [2, 3]. Поэтому в настоящее время уделяется внимание изучению биологических свойств стероидных эстрогенов с неприродным сочленением колец, в частности, соединениям 13α-ряда [4]. Наиболее исследованным из них является 13α-эстрон [5], обладающий гипохолестеринемическим действием при пониженной гормональной активности (прототип). О других свойствах этого вещества не сообщается.

Известно, что под влиянием липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) активируется «обратный транспорт» холестерина из пораженных сосудов [6], что предотвращает развитие атеросклероза. Поэтому важно создание веществ, под действием которых повышается содержание ЛПВП в крови. Такими свойствами обладает 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-13α-эстра-1,3,5,8(9),15-пентаен-17-он (I).

Важной особенностью структуры этого соединения является наличие фтора при C-2 и метальной группы при C-16, что должно привести к снижению риска возникновения опухолевых заболеваний [7-9].

Стероид (I) можно синтезировать по следующей схеме.

Строение стероида (I) доказано методами спектроскопии ЯМР на ядрах ¹H и ¹³C.

Эстрогенную активность этого соединения определяли на клетках MCF-7 по методике, предложенной в работе [10]. Исследованное соединение не активно при концентрациях 1 нМ и 10 нМ. При увеличении концентрации до 100 нМ эстрогенная активность сравнима с активностью эстрадиола в концентрации 1 рМ. В то же время отсутствует влияние на эстроген-зависимый процесс пролиферации клеток рака молочной железы MCF-7.

Типичные эстрогены повышают содержание триглицеридов в крови, что рассматривается как независимый фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний [11]. У 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-13α-эстра-1,3,5(10),8(9),15-пентаен-17-она (I) этого негативного эффекта нет.

Пример.

а) 6-Гидрокси-7-фтор-1-тетралон (III).

К раствору 4.65 г соединения (II) [9] в 170 мл АсОН добавляют 45 мл 48% HBr, реакционную смесь кипятят 40 ч, охлаждают до комнатной температуры, добавляют 100 мл Et₂O, экстрагируют 0.5 л 10% раствора NaOH, водный слой реэкстрагируют 100 мл Et₂O. Органический слой сушат над Na₂SO₄, после отгонки растворителя на ротационном испарителе получают 0.15 г исходного соединения (II). Водный слой подкисляют до pH=0, экстрагируют Et₂O. Эфирную вытяжку сушат над Na₂SO₄, растворитель отгоняют на ротационном испарителе. Получают 3.95 г (94% в расчете на вступившее в реакцию исходное вещество) 6-гидрокси-7-фтор-1-тетрагона (III), т.пл. 175-176°C.

Спектр ЯМР ¹Н ((CD₃)₂SO, δ, м.д.): 1.93-2.01 м (2Н, Н³), 2.80 т (2Н, Н², J_HH=5.8 Гц), 3.30-3.50 м (2Н), 6.87 д (1H, Н⁵, ⁴J_HF=8.0 Гц), 7.50 д (1Н, Н⁸, ³J_HF=11.6 Гц), 10.98 уш. с (1Н, ОН). Спектр ЯМР ¹³С ((CD₃)₂SO, δ, м.д.): 23.79 (СН₂), 29.22 (СН₂), 38.71 (СН₂), 114.12 д (С⁸, J=17.0 Гц), 117.54, 125.16, 143.40, 150.00 д (С⁶, J=13.0 Гц), 150.83 д (С⁷, J=242.3 Гц), 196.41 (С=O). Масс-спектр, m/z (I_отн, %): 180.1 (83), 152.0 (100), 124 (81), 98 (18), 75.0 (17), 51.0 (16).

16-Метил-2-фтор-8,14-секоэстра-1,3,5(10),9(11)-тетраен-14,17-дион (VI).

К раствору винилмагнийбромида в 40 мл ТГФ, полученному из 4.2 г магния, медленно прикапывают при -14°C раствор 4.0 г 6-гидрокси-7-фтор-1-тетралона (III) в 30 мл ТГФ так, чтобы температура не поднималась выше -10°C и перемешивают 2 ч, оставляют при той же температуре на 10 ч, а затем перемешивают 1 ч при 40°C. Реакционную смесь выливают в 0.5 кг льда, 10 г NH₄Cl, 100 мл воды. Продукты реакции экстрагируют Et₂O, экстракт промывают водой до нейтральной реакции промывных вод, органическую фазу сушат над Na₂SO₄, растворители удаляют при температуре не выше 25°C.

К полученному винилкарбинолу (IV) добавляют 1.5 г 2,4-диметилциклопентан-1,3-диона (V), 170 мг KOH, 45 мл MeOH, реакционную смесь кипятят 4 ч. Растворитель удаляют на ротационном испарителе, остаток кристаллизуют из смеси EtOAc/петролейный эфир (1:4). Получают 1.1 г (50% в расчете на 2 стадии) секосоединения (VI), т.пл. 173-175°C.

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д.): 1.18-1.29 м (7Н), 1.70-1.79 м (2Н), 2.20-2.30 м (1H), 2.33-2.67 м (5Н), 2.82-2.91 м (1H), 2.97-3.08 м (1Н), 5.56 т (1Н, Н¹¹, J=8.0 Гц), 6.11 уш. с (1Н, ОН), 6.70 д (1H, Н⁴, ⁴J_HF=9.5 Гц), 7.17 д (1Н, Н¹, ³J_HF=12.4 Гц). Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃, δ, м.д.): 15.45, 20.80, 23.45 (CH₂), 26.45 (CH₂), 30.17 (СН₂), 34.56, 41.63, 45.06 (СН₂), 57.45, 110.74 д (С¹, J=18.4 Гц), 115.95, 117.37, 128.66 д (С¹⁰, J=5.4 Гц), 134.81, 137.45, 143.17 д (С³, J=15.1 Гц), 150.22 д (С², J=234.8 Гц), 217.34 (С=O), 219.84 (С=O).

HRMS (ESI-TOF), вычислено для C₁₉H₂₂FO₃ (М+Н)⁺: 317.1548; найдено: 317.1569.

Найдено, %: C 70.63; H 6.61. C₁₉H₂₁FO₃x1/3H₂O. Вычислено, %: С 70.79; Н 6.77.

16-Метил-2-фтор-13α-эстра-1,3,5(10),8,15-пентаен-17-он (I).

К раствору 220 мг секосоединения (VI) в 20 мл толуола добавляют 20 мг моногидрата n-толуолсульфокислоты, реакционную смесь кипятят 4 ч и оставляют на 10 ч при комнатной температуре, промывают 5% раствором бикарбоната натрия, водой, насыщенным раствором NaCl. После удаления растворителя в вакууме получают 176 мг (85%) эстрапентаена (I), т.пл. 170-172°C.

Спектр ЯМР ¹Н (CDCl₃, δ, м.д.): 1.20 с (3Н, Н¹⁸), 1.18-1.32 м (1Н), 1.56-1.66 м (1H), 1.80 с (3Н), 1.88-1.97 м (1Н), 2.01-2.11 м (1H), 2.18-2.31 м (1Н), 2.37-2.50 м (1Н), 2.66-2.80 м (2Н), 3.04 с (1Н, Н¹⁴), 5.69 уш. с (1Н, ОН), 6.80 д (1Н, Н⁴, J_HF=8.7 Гц), 6.87 д (1Н, Н¹, J_HF=12.3 Гц).

Спектр ЯМР ¹³С (CDCl₃, δ, м.д.): 10.75, 22.80 (СН₂), 23.26, 27.91 (СН₂), 28.08 (СН₂), 30.09 (СН₂), 32.00 (СН₂), 47.50, 53.83, 110.29 д (С¹, J=19.1 Гц), 116.59, 128.72, 129.33 д (С¹⁰, J=5.3 Гц), 130.97, 131.93, 138.76, 141.97 д (С³, J=13.7 Гц), 150.15 д (С², J=234.1 Гц), 214.75 (С=O).

HRMS (ESI-TOF), вычислено для C₁₉H₂₀FO₂ (М+Н)⁺: 299.1442; найдено: 299.1456.

Масс-спектр триметилсилильного производного, m/z (I_отн., %): 370 (100, М⁺), 342 (52), 281 (6), 207 (8.5), 165 (8), 73 (37).

Литература

[1] Arnal J-F., Scarabin P-Y., Trémolliéres F. Laurell H., Gourdy P. Current Opin. Lipidol. 2007. Vol. 18. N 5. P. 554.

[2] Beral V. & Million Women Study Collaborators. Lancet. 2003. Vol. 362. N 9382. P. 419-427.

[3] Beral V., Bull D., Reeves G. & Million Women Study Collaborators. Lancet. 2005. Vol.365. N 9469. P. 1543-1552.

[4] Wölfling J., Mernyák E., Frank É., Falkay G., Márki Á., Minorics R., Schneider G. Synthesis and receptor-binding examinations of the normal and 13-epi-D-homoestrones and their 3-methyl ethers. Steroids. 2003. Vol. 68. N 3. P. 277-288.

[5] Stein R.P., Smith H. Optically active 13α- alkylgona-1,3,5(10)-trienes. Pat. USA 3576829 (1971).

[6] Rosenson R.S., Brewer H.B., Davidson W.S., Fayad Z.A., Fuster V., Goldstein J., Hellerstein M., Jiang X.-C., Phillips M.C., Rader D.J., Remeley A.T., Rothblat G.N., Tall A.R., Yvan-Charvet L. Cholesterol Efflux and Atheroprotection. Advancing the concept of Reverse Cholesterol Transport. Circulation. 2012. Vol. 125. N 15. P. 1905-1919.

[7] Bolton J., Thatcher G.R.J. Chem. Res. Toxicol. 2008. Vol. 21. N 1. P. 93-101.

[8] Zhang Q., Aft R.L., Gross M.L. Chem. Res. Toxicol. 2008. Vol.21. N 8. P.1509-1513.

[9] Патент США 4.522.758 (1985). Chem. Abstr. 1985. Vol. 103. 123790k.

[10] Test Method Nomination for the MCF-7 Cell Proliferation Assay of Estrogenic Activity (January 2006) // http: // 3rs.ccac.ca

[11] Koren E., Corder C, Mueller G. et al. Triglyceride enriched lipoprotein particles correlate with the severity of coronary artery disease. Atherosclerosis (Shannon, Irel). 1996. Vol. 122. N 1. P. 105-115.

Рацемический 3-гидрокси-16-метил-2-фтор-13α-эстра-1,3,5(10),8,15-пентаен-17-он формулы

в качестве индуктора липопротеидов высокой плотности.

2. Способ получения соединения по п.1, включающий реакцию 6-гидрокси-7-фтортетралона-1 с винилмагнийбромидом, конденсацию образовавшегося винилкарбинола с 2,4-диметилциклопентан-1,3-дионом с последующей циклодегидратацией полученного секосоединения под действием п-толуолсульфокислоты в толуоле.