已知血胆固醇过多症是局部缺血性心血管疾病如动脉硬化的一种主要的危险因素。胆汁酸多价螯合剂已被用于治疗该种疾病;看来它们具有中等效果,但用量很大,即每次需用几克,也不很可口。 市售的MEVACORTM(lovastatin)是一组非常有效的抗血胆固醇过多症药剂中的一种,它们通过抑制β-羟-β-甲基戊二酸单酰辅酯A(HMG-CoA)还原酶,进而限制胆固醇的生物合成而起作用。除天然发酵产品mevastatin和lovastatin外,还有许多通过微生物技术、酶技术及合成技术生产的类似产品。
天然存在的化合物及其类似物具有下述结构通式:
式中,
R1为氢、C1-5烷基或由苯基、二甲氨基或乙酰氨基之一取代的C1-5烷基;及
R*为
式中,
Q为R3为氢或OH或Q为
M为,R4为氢或羟基;X为CR5R6、O、S或NH;R5和R6为H、OH或OR7,其中R7表示磷酰基或酰基;
R2为氢或甲基;a、b、c和d代表单键,a、b、c或d其中之一代表双键,或a和c二者或b和d二者代表双键,条件是当a为双键时,Q为当d为双键时,M为以及当R5或R6为羟基或OR7,或X为O、S或NH时,a、b和c为单键。
美国专利4,517,373公开了上述通式所示的含羟基化合物,其中R*为
美国专利4,537,859和美国专利4,448,979也公开了上述通式所示的含羟基化合物,其中R*为
这些化合物由一些微生物作用于相应的非羟基化的基质制备。描述在美国专利4,537,859中的一种这样的生物属于诺卡(放线)菌属。
英国专利2,075,013公开了上述通式所示的含羟基化合物,其中R*为
式中R1为H或Me,而R2为氢或酰基。
美国专利申请系列254,525(1988年10月6日提交)公开了上述通式所示的6-取代的化合物,其中R*为
式中R为CH2OH、CH2、CO2R7或R9;而R1、R4、R7、R8和R9广泛地限定为有机部分。
美国专利4,604,472和4,733,003公开了上式化合物,其中R*为
式中X代表氢原子或2-甲基丁酰基,Y代表氢原子或甲基,而R1和R2是相同的或不同的,分别代表氧原子或式=N-OR3所示的一个基团,其中R3为氢或烷基。
本发明涉及结构式(Ⅰ)和(Ⅱ)所示的HMG-CoA还原酶抑制剂。
式中R1选自:
(1)C1-10烷基;
(2)取代的C1-10烷基,其中的一个或多个取代基选自
(a)卤素,
(b)羟基,
(c)C1-10烷氧基,
(d)C1-5烷氧羰基,
(e)C1-5酰氧基,
(f)C3-8环烷基,
(g)苯基,
(h)取代的苯基,其中地取代基是X和Y,
(i)C1-10烷基S(O)n,其中n是0~2,
(j)C3-8环烷基S(O)n,
(k)苯基S(O)n,
(l)取代的苯基S(O)n,其中的取代基是X和Y,
(m)氧;
(3)C1-10烷氧基;
(4)C2-10烯基;
(5)C3-8环烷基;
(6)取代的C3-8环烷基,其中一个取代基选自:
(a)C1-10烷基,
(b)取代的C1-10烷基,其中的取代基选自
(ⅰ)卤素,
(ⅱ)羟基,
(ⅲ)C1-10烷氧基,
(ⅳ)C1-5烷氧羰基,
(ⅴ)C1-5酰氧基,
(ⅵ)苯基,
(ⅶ)取代的苯基,其中的取代基是X和Y,
(ⅷ)C1-10烷基S(O)n,
(ⅸ)C3-8环烷基S(O)n,
(ⅹ)苯基S(O)n,
(ⅹⅰ)取代的苯基S(O)n,其中的取代基是X和Y,及
(ⅹⅱ)氧,
(c)C1-10烷基S(O)n,
(d)C3-8环烷基S(O)n,
(e)苯基S(O)n,
(f)取代的苯基S(O)n,其中的取代基是X和Y,
(g)卤素,
(h)羟基,
(i)C1-10烷氧基,
(j)C1-5烷氧羰基,
(k)C1-5酰氧基,
(l)苯基,及
(m)取代的苯基,其中的取代基是X和Y;
(7)苯基;
(8)取代的苯基,其中取代基是X和Y;
(9)氨基,
(10)C1-5烷基氨基;
(11)二(C1-5烷基)氨基;
(12)苯基氨基;
(13)取代的苯基氨基,其中取代基是X和Y;
(14)苯基C1-10烷基氨基;
(15)取代的苯基C1-10烷基氨基,其中的取代基是X和Y;
(16)下述基团之一:
(a)哌啶基,
(b)吡咯烷基,
(c)哌嗪基,
(d)吗啉基,和
(e)硫代吗啉基;以及
(17)R3S,其中R3选自
(a)C1-10烷基,
(b)苯基;和
(c)取代的苯基,其中取代基是X和Y;
R2为H、CH2或CH2OH;
X和Y分别独立地选自:
(a)OH,
(b)卤素,
(c)三氟甲基,
(d)C1-3烷氧基,
(e)C1-3烷基羰氧基,
(f)苯基羰基氧基,
(g)C1-3烷氧羰基,
(h)苯氧羰基,
(i)氢,
(j)C1-5烷基;
Z选自:
(1)氢;
(2)C1-5烷基;
(3)取代的C1-5烷基,其中取代基选自:
(a)苯基;
(b)二甲氨基,和
(c)乙酰氨基;以及
(4)2,3-羟丙基;
卤素是Cl或F;
a是单键或双键;
以及Z为氢的化合物(Ⅱ)的可药用盐。
除非特别指明,术语“烷基”,“烯基”,“酰基”,“芳氧基”和“烷氧基”包括其直链和支链两种情况。
本发明的一个实际例子是式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的一类化合物,其中:
R1选自:
(1)C1-10烷基;
(2)取代的C2-10烷基,其中的一个或多个取代基选自:
(a)卤素,
(b)羟基,
(c)C1-10烷氧基,
(d)C1-5烷氧羰基,
(e)C1-5酰氧基,
(f)C3-8环烷基,
(g)苯基,
(h)取代的苯基,其中的取代基是X和Y,及
(i)氧;
(3)C3-8环烷基;
(4)取代的C3-8环烷基,其中一个取代基选自:
(a)C1-10烷基,
(b)取代的C1-10烷基,其中的取代基选自
(ⅰ)卤素,
(ⅱ)羟基,
(ⅲ)C1-10烷氧基,
(ⅳ)C1-5酰氧基,
(ⅴ)C1-5烷氧羰基,
(ⅵ)苯基,
(ⅶ)取代的苯基,其中的取代基是X和Y,及
(ⅷ)氧,
(c)卤素,
(d)羟基,
(e)C1-10烷氧基,
(f)C1-5烷氧羰基,
(g)C1-5酰氧基,
(h)苯基,
(i)取代的苯基,其中的取代基是X和Y;
(5)苯基氨基;
(6)取代的苯基氨基,其中取代基是X和Y;
(7)苯基C1-10烷基氨基;及
(8)取代的苯基C1-10烷基氨基,其中的取代基是X和Y;
X和Y独立地选自:
(a)OH,
(b)F,
(c)三氟甲基,
(d)C1-3烷氧基,
(e)氢,
(f)C1-5烷基;
在一小类式(Ⅰ)或(Ⅱ)化合物中,
R1是C1-10烷基。
下述的式(Ⅰ)或(Ⅱ)化合物可说明这一小类化合物,其中:
R1为2-丁基或2-甲基-2-丁基;及
R2为H或CH3。
这一小类化合物的实例为下述化合物:
(1)6(R)-〔2-〔8(S)-(2-甲基丁酰氧基)-2-(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮;
(2)6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮;
(3)6(R)-〔2-〔8(S)-(2-甲基丁酰氧基)-2(S)-甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮;
(4)6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2-(S)-甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮;
(5)6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6(R)-二甲基-3-氧代-1,2,3,5,6,7,8,8a(R)-八氢萘基-1(S)乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮;
(6)6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S)-甲基-3-氧代-1,2,3,5,6,7,8,8a(R)-八氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮;
(7)6(R)-〔2-〔8(S)-(2-甲基丁酰氧基)-2(S)6(R)-二甲基-3-氧代-1,2,3,5,6,7,8,8a(R)-八氢萘基-1(S)〕乙基-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮;
(8)6(R)-〔2-〔8(S)-(2-甲基丁酰氧基)-(S)-甲基-3-氧代-1,2,3,5,6,7,8,8a(R)-八氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮。
式(Ⅰ)和(Ⅱ)中R2为甲基而a为双键的化合物可以按下述微生物学方法中的一种从lovastatin或Simvastatin或其具有6-甲基取代基的类似物制备:
(a)将基质加到自营诺卡氏菌的生长培养物中适当地培养一段时间,然后分离,需要时还可进行衍生化;
(b)收集生物转化微生物的培养物,并使收集的细胞与基质接触;或
(c)从生物转化微生物的细胞制备无细胞的、含酶的提取物,并使该提取物与基质接触。
诺卡氏菌属生物转化微生物的培养可在常规的。含有已知常用于这样的微生物的营养素的培养基中用常规方法培养。如熟知的那样,这样的培养基中含有可同化的碳源和可同化的氮源,并且通常含有无机盐。可同化的碳源的实例包括葡萄糖、蔗糖、淀粉、甘油、黍凝胶、糖蜜和大豆油。可同化的氮源的实例包括大豆固体(包括大豆饼粉和大豆粉)、小麦胚、肉类提取物,蛋白胨、玉米浸渍液、干酵母及铵盐和硫酸铵。需要时,也可以包括无机盐如氯化钠、氯化钾、碳酸钙或磷酸钙。需要时也可以适当地结合形式使用其它能够促进羟基化酶生成的添加剂。具体的培养技术对本发明的方法来说不是严格的,通常用于微生物培养的任何技术都可等同地用于本发明。当然,通常情况下,所用的技术根据工业效益选择。这样,从工业上的观点来说,液体培养物通常是优选的,深层培养法是最方便的。
培养通常是在有氧条件下和20°-37℃温度范围(更优选为26°-28℃)内进行。
方法(a)是通过在培养过程中把基质加到培养基中进行的。培养过程中加入起始化合物的精确时间随培养设备、培养基成分、培养基温度和其它因素而变化,但是优选的是在微生物的羟基化能力开始增加时加入,该时间通常是微生物培养开始后的1-2天。加入基质的量为培养基重量的0.01-5.0%较好,为0.05-0.5%更好,例如,0.05-0.1%。加入基质后,通常是在上述温度范围内继续有氧培养。在加入基质后,培养通常继续1-2天。
在方法(b)中,微生物的培养首先在可达到最大羟基化能力的条件下进行;这一能力通常在培养开始后4-5天达到最大,虽然这一段时间随培养基的性质和温度、微生物的种类及其它因素在变化。培养物在羟基化能力可以用下述方法监测,即以适当的时间间隔,对培养物取样,使它们在标准条件下与基质接触来测定样品的羟基化能力,并测定所得产物的量,然后将这种能力对时间作图。当羟基化能力达到最大时,停止培养并收集微生物细胞,这可以通过将培养物进行离心分离、过滤或相似的已知分离方法来完成。然后最好用合适的洗涤液如生理盐水或适当的缓冲液洗涤收集的培养微生物的完整细胞。
收集的诺守氏菌属的微生物细胞与基质的接触一般是在含水介质如pH值为5-9的磷酸盐缓冲液中是进行的。反应温度最好为20°-45℃,为25°-30℃更好。基质在反应介质中的浓度最好为0.01-5.0%(重量)。允许的反应时间最好为1-5天虽然这一点可以根据基质在反应介质中的浓度、反应温度、微生物的羟基化能力(当然,微生物的羟基化能力依种类不同而不同,并且,如上所述,这取决于培养时间)以及其它因素而变化。
方法(c)中所用的无细胞的、含酶的提取物可用物理或化学手段破裂上述方法(b)中得到的微生物的完整细胞得到,例如,研磨或超声处理以提供分散的细胞物质或用表面活性剂或酶处理以产生细胞溶液。然后将得到的无细胞的提取物在上述方法中所述的相同条件下与基质接触。
用于本发明新方法的微生物属于诺卡氏菌属。特别重要的为已知的微生物菌株,自营诺卡氏菌,亚种Canberrica,培养物MA-6181的ATCC 35203,和亚种amethystina,培养物MA1680的ATCC 35204(设在Rahway,New Jersey的Merck & Co.,Inc.,的培养收集处存放)。培养物ATCC 35203和ATCC 35204的样品可从设在12301 Parklawn Drive,Rockville,MD 20852的American Type Culture Collection的永久性培养物收藏处得到。
用上述任何一种方法完成转化反应后,可用常规的手段直接离析分离或纯化所需化合物。例如,可以如下有效地进行分离和纯化:过滤反应混合物,用与水不混溶的有机溶剂(如乙酸乙酯)提取所得滤液,从提取液中蒸除溶剂,将所得化合物粗品进行柱层析(例如硅胶或氧化铝)并且适当的洗脱剂洗脱,特别是在HPLC设备上进行柱层析较好。
若式(Ⅰ)或(Ⅱ)的酰基部分不是2-甲基丁酰基或2,2-二甲基丁酰基时,可以按照美国专利4,444,784中的方法水解lovastatin中的酰基部分并用适当的链烷酰卤重新酯化该羟基。链烷酰卤可以通过标准转化方法如用烷基卤或其它合适的亲电试剂在可得到的起始原料的酸性C-H部位进行取代形成。参见例如美国专利4,766,145和1988年6月10日提交的审定的申请205,406和205,407。
R2为CH2OH的起始原料(1)可以按照1988年10月6日提交的待审批的申请254,525中的方法制备。
式(Ⅰ)和(Ⅱ)化合物也可以按照路线1所示的合成方法制备。
路线1
T=羟基保护基如三烷基硅烷基。
R12=H,CH3或CH2OT.
将起始原料(1)用适于保护内酯4-位上醇基的试剂处理。合适的试剂的实例有三烷基硅烷基氯、二烷基芳基硅烷基氯及二氢吡喃。
将二烯(2)在约-80℃和惰性溶剂中用约等摩尔数的卤化试剂如苯基氧硒基氯或苯基氧硒基溴或苯基亚磺酰氯(最好是苯基氧硒基氯)处理约20分钟;所述惰性溶剂的实例有二氯甲烷、乙醚等。经常规处理后,将产物残留物溶于醚性溶剂中,冷至约0℃,用一种试剂如30%过氧化氢或过氧酸如过氧苯甲酸氧化得到卤代醇类似物(3)。
将中间体(3)在70°-100℃温度(最好约90℃)下,在惰性溶剂如苯中用卤化物还原剂如氢化三烷基锡或氢化三芳基锡,最好是氢化三正丁基锡,和游离基引发剂如偶氮二异丁腈(AIBN)处理0.5-5小时(最好2小时),得到化合物(4)。
化合物(4)在甲苯中用氯铬酸吡啶(PCC)/氧化铝处理得到烯酮(5)。将化合物(5)与三甲基硅烷基三氟甲磺酸酯和胺接触得到三甲基硅烷基醚二烯(6)。
将化合物(6)在乙腈中用乙酸钯处理得到二烯酮(7)。在四氢呋喃中用氟化四丁胺和乙酸处理除去羟基保护基得到产物(Ⅰ)。
将烯酮(5)在乙酸中用氟化四丁胺处理可以转化成式(Ⅰ)中a为单键的化合物。
或者,式(Ⅰ)化合物也可以按路线2的合成线路制备。
路线2
将二烯起始原料(1)在约0℃下用间氯过氧苯甲酸处理转化成环氧化物(8)和(9)。然后将环氧化物混合物用三(二亚苄基丙酮)二钯(0)和三异丙氧基膦处理得到羟基二烯(10)和(11)的混合物。再用3,5-二甲基吡唑减弱的PCC氧化该混合物,得到5-酮化合物(12)和产物(Ⅰ)。
路线1中的烯酮(5)也可以从羟基被保护的环氧化物(9)或环氧化物(8)和(9)的混合物按如下方法生成,
然后按路线1方法用化合物(5)形成产物(Ⅰ)。
若上述化学转化条件可能有害于8-酰氧基部分的取代基时,可用乙酰氧基作为保护基,它可以在分子中的其它位的反应完成后通过水解而除去,得到8-羟基衍生物,然后再按照美国专利4,661,483中所述的通用方法将其酰化。
若按照上述合成途径生成的产品不是所期望的该化合物形式,可用通常方法使该化合物再进一步进行一种或多种反应,如水解、二硅烷基化、成盐作用、酯化作用、酰化作用、氨解或内酯化作用。
较好的金属盐是与碱金属(如钠或钾)所成的盐,与碱土金属(如钙或镁)所成的盐,或与其它金属(如铝、铁、锌、铜、镍、或钴)所成的盐,其中碱金属盐、碱土金属盐、和铝盐较好,钠、钙和铝所成的盐最好。
形成氨基酸盐的较好的氨基酸是碱性氨基酸,如精氨酸、赖氨酸α,β-二氨基丁酸或鸟氨酸。
形成胺盐的较好的胺类包括二苄基胺、乙二胺、吗啉、和三(羟甲基)氨基甲烷。用氨形成铵盐也比较好。
酯类中较好的是烷基酯,如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基或戊基酯,其中甲基酯较好。但其它的酯类如苯基C1-5烷基、二甲氨基C1-5烷基、或乙酰氨基C1-5烷基需要时也可以采用。
式(Ⅱ)羧酸的金属盐也可通过使氢氧化物或碳酸盐与式(Ⅱ)的羧酸接触而制得。所用的水性溶剂较好的是水,或者它也可以是水与一种有机溶剂(最好是醇类(如甲醇或乙醇)、酮类(如丙酮)、脂肪烃类(如乙酸乙酯))的混合物。用一种亲水有机溶剂与水的混合物最好。这些反应通常在室温,但需要时也可在加热或冷却条件下进行。
式(Ⅱ)羧酸的胺盐可以通过使胺在含水溶剂中与式(Ⅱ)的羧酸接触而制得。合适的含水溶剂包括水和水与醇(如甲醇或乙醇)、醚(如乙醚或四氢呋喃)、腈(如乙腈)或酮(丙酮)的混合物;对于该反应最好用含水丙酮。该反应在室温或更低的温度进行较好,在5°至10℃更好。这一反应直接完成,或者,将式(Ⅱ)羧酸的金属盐(它可以如上所述已经制得)溶于含水溶剂中,然后加入所需要胺的无机酸盐(如盐酸盐),采用该胺本身与式(Ⅱ)羧酸进行反应时的同样条件,然后通过复分解作用得到所需产品。
式(Ⅱ)的羧酸的氨基酸盐可以通过使氨基酸的水溶液与式(Ⅱ)的羧酸反应而制得。适宜的含水溶剂包括水和水与醇(如甲醇或乙醇)或醚(如四氢呋喃)的混合物。
式(Ⅱ)羧酸的酯类(最好是烷基酯)可以通过使式(Ⅱ)的羧酸与适当的醇、最好在酸性催化剂〔如无机酸(如盐酸或硫酸)、路易斯酸(如三氟化硼)或酸性离子交换树脂〕存在下反应来制备。该反应所用溶剂不很严格,但要求它不对反应产生不利影响;适当的溶剂包括醇本身、苯、氯仿、醚类等。或者,所需产品可以通过使式(Ⅱ)的羧酸与重氮烷反应制得,其中的烷基部分可以带有或不带取代基。进行该反应时通常是使酸与重氮烷的醚溶液接触。制备酯的又一个方法是使式(Ⅱ)羧酸的金属盐与卤化物(较好的是烷基卤化物在适当溶剂中反应;较好的溶剂包括二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲亚砜和丙酮。最后,酯类也可以由式(Ⅰ)的内酯、通过与适当的醇盐在无水链烷醇中反应来制备。所有这些生成酯的反应最好在约室温下进行,但是如果反应体系需要,也可以在加热或冷却条件下进行反应。
式(Ⅰ)羧酸的内酯可以在本领域熟练人员已知的通常条件下通过使式(Ⅱ)羧酸内酯化而制得。
所要求的化合物的内在的HMG-CoA还原酶抑制活性按在J.Med.Chem.,28,p347-358(1985)公布的体外试验记录进行测量。
所要求化合物的内在的HMG-CoA还原酶抑制活性的代表数据是下述化合物的相对效力:当与Simvastatin的IC50值4.2毫微克/毫升相比,化合物6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮显示出2毫微克/毫升的IC50值。化合物6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6(R)-二甲基-3-氧代-1,2,3,5,6,7,8,8a(R)-八氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮显示出20毫微克/毫升的IC50值。
本发明化合物可作为抗血胆固醇过多药物用于治疗人类动脉硬化、血脂过高、家族血胆固醇过多等类似疾病。它们可以胶囊、片剂注射剂或类似剂型口服或非肠胃给药。通常希望通过口服途径给药。可以根据病人的年龄、严重程度、体重和其它条件改变剂量,但成年人的日剂量是约2毫克至2000毫克(10至100毫克较好),可以分成2至4个分剂量给药。需要时可使用较大剂量。
本发明化合物也可以与能在胃肠道中以不可再吸收形式与胆汁酸结合的可药用的非毒性阳离子聚合物一起使用。这种聚合物的例子包括消胆胺、消胆宁和聚〔甲基-(3-三甲氨基丙基)亚氨基-三亚甲基二卤化物〕。本发明化合物与这些聚合物的相对量在1∶100和1∶15,000之间。
包括在本发明范围内的还有治疗动脉硬化、家族血胆固醇过多或血脂过多症的方法,该方法包括对需要这种治疗的病人使用一种无毒的、治疗有效量的式(Ⅰ)或(Ⅱ)化合物或它们的药用组合物。
下述实例说明式(Ⅰ)和(Ⅱ)化合物的制备方法以及将它们掺入药用组合物中去的方法,并且这些实例不应被认为是对所附权利要求中提出的发明内容的限制。
实施例1
6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4-(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮的制备
用1988年10月6日提交的共同待定的专利申请SN 254,525中所述的生物转化7-〔1,2,6,7,8,8a(R)-六氢-2(S),6(R)-二甲基-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-1(S)-萘基〕-3(R),5(R)-二羟基庚酸钠盐的一般方法,分离得到了少量的上述标题化合物的产品。
在下述生物转化反应中使用的是下述培养基:
培养基A 克/每升蒸馏水
酵母提取液 4.0
麦芽提取液 10.0
营养肉汤 4.0
葡萄糖 4.0
pH 7.4
培养基在121℃下消毒20分钟。
培养基B 克/每升蒸馏水
葡萄糖 10.0
多冻(polypeptone) 2.0
肉类提取物 1.0
玉米浸渍液 3.0
pH 7.0
培养基在121℃下消毒20分钟。
Ⅰ.培养条件和生物转化
用冷冻干燥过的一试管自营诺卡氏菌中的Canberrica亚种ATCC 35204(MA-6180)对18×175的琼脂斜面(培养基A)进行接种,然后在27℃培养7天。将斜面培养物用5毫升无菌的培养基B洗涤,再转移到装有50毫升无菌培养基B的250ML烧瓶中。使该第一阶段接种物在220rpm的震荡器上在27℃生成,24小时后,将2毫升转移到另一个装有无菌培养基B的烧瓶中。
在上述条件下生长后,用第二阶段接种物引发生物转化培养:将20毫升接种培养物加入装有400毫升无菌培养基B的2L烧瓶中培养物生长24小时后,将80毫克7-〔1,2,6,7,8,8a(R)-六氢-2(S)。6(R)-二甲基-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-1(S)-萘基〕-3(R)、5(R)-二羟基庚酸钠盐加到每一个烧瓶中。继续培养28小时或继续培养至用HPLC检验不到7-〔1,2,6,7,8,8a(R)-六氢-2(S),6(R)-二甲基-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-1(S)-萘基〕-3(R),5(R)-二羟基庚酸的存在。将整个液体培养基离心澄清,然后通过2号Whatman滤纸过滤。
Ⅱ.HPLC方法
用HPLC法分析整个液体培养基的等分试样中的7-〔1,2,6,7,8,8a(R)-六氢-2(S),6(R)-二甲基-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-1(S)-萘基〕-3(R),5(R)-二羟基庚酸衍生物。将过滤后的液体培养基直接进样(10-20微升)或用甲醇稀释后进样。在反相柱上用流速为1-3毫升/分的35-45%的乙腈水溶液进行梯度洗脱来分离化合物。分离游离酸时需加入冰醋酸或H3PO4(0.1毫升/每升流动相)。7-〔1,2,6,7,8,8a(R)-六氢-2(S),6(R)-二甲基-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基-1(S)-萘基〕-3(R),5(R)-二羟基庚酸的衍生物通过监测238nm处的吸收及238nm/228nm的吸收比来检测。所需产物6(R)-〔2-〔8(S)-(2-烷基酰氧基)-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮可通过监测293nm处的吸收来检测。
Ⅲ.6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕-乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮
按照上述的一般方法,用2N硫酸调节由20千克7-〔1,26,7,8,8a(R)-六氢-2(S),6(R)-二甲基-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-1(S)-萘基〕-3(R),5(R)-二羟基庚酸钠盐的生物转化所得的所有液体培养基(12,700升)的pH值至4.0,然后用乙酸乙酯(2×4500升)提取。接着用1N碳酸氢钠(20%体积)提取乙酸乙酯溶液,并用乙酸乙酯洗涤含水提取物。然后于含水提取液中加入甲基异丁酮(MIBK,570升),用7.2N硫酸调水相的pH值至3.1。酸化水相的MIBK提取液与水相分离,然后用第二份MIBK(570升)提取水相,合并MIBK提取液,经硅藻土过滤,共沸干燥后,真空下浓缩至870升。将MIBK溶液加热至95℃,然后用在MIBK(23升)中的三氟乙酸(0.9升)处理。约15分钟后,将混合物冷却至25℃,依次用1N碳酸氢钠(0.5份体积)和水(2×0.5份体积)洗涤。真空下浓缩有机相,然后将残留物溶于乙腈中,再用pH为7的0.02M磷酸盐缓冲液稀释至30%乙腈。将含有约700毫克的6(R)-〔2-〔〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-6-羟甲基-2(S)-甲基-1,2,6,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮的部分(1/3)经SP-207(300升,苯乙烯和二乙烯基苯的溴化共聚物,由三菱公司生产)柱进行层析,用乙腈/缓冲液(30%,37%,47%,57%)和乙腈/水(67%)洗脱得到上述标题产物和6-羟甲基化合物的混合物,所需产物可按下法进一步纯化,即将混合物溶于乙酸异丙酯(IPAC)或甲基叔丁基醚(MTBE)中,然后将该溶液加到非极性溶剂(正庚烷,环己烷或石油醚)中结晶,除去大部分6-羟甲基化合物。
Ⅳ.6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮的分离
将第三步得到的结晶母液浓缩成油状物,然后溶于甲苯∶甲醇∶乙腈(8∶1∶1,体积比)中使最终体积为100毫升。将该溶液装到用己烷∶甲苯∶甲醇(3∶1∶1,体积比)平衡过的10升Sephadex LH-20(Pharmacia Inc.)柱中并用该溶剂以100毫升/分的流速洗脱。
在第11-14倍柱体积的洗脱液中含有所需化合物,浓缩富集产物的洗脱液得到固体物。用制备性反相HPLC层析法进一步纯化产物(层析是在C18柱(21.4毫米内径×30厘米)上,以225%-75%乙腈/水为线性梯度洗脱剂进行的,梯度洗脱是在进样后10分钟开始的,洗脱时间为40分钟,洗脱液流速为10毫升/分)。合并含所需产物(在29分钟时洗出)的馏分,浓缩后得到约400毫克结晶状所需产物。
13C NMR数据(CD2Cl2,δC=53.8ppm)
ppm ppm ppm
9.4 36.5 67.0
10.6 36.8 76.0
24.1 37.7 123.1
24.3 39.0 124.5
24.4 39.6 144.3
24.9 42.7 154.9
32.9 43.3 170.2
33.4 63.1 177.6
203.4
质谱分析表明m/z 432处为弱的分子离子峰,m/z 316和173(基峰)处为碎片离子峰,紫外吸收显示出λmax=290nm,ε=21.900。
以相似的方式,把自营诺卡氏菌中的canberrica亚种ATCC 35203(MA 6181)用于7-〔1,2,6,7,8,8a(R)-六氢-2(S),6(R)-二甲基-8(S)-(22-二甲基丁酰氧基-1(S)-萘基〕-3(R),5(R)-二羟基庚酸钠盐的生物转化反应中,得到了所需产物。
此外,用自营诺卡氏菌中的amethystina亚种ATCC 35204(MA 6180)和自营诺卡氏菌中的canberrica亚种ATCC 35203(MA 6181)使7-〔1,2,6,7,8,8a(R)-六氢-2(S),6(R)-二甲基-8(S)-(2-甲基丁酰氧基)-1(S)-萘基〕-3(R),5(R)-二羟基庚酸钠盐,开环lovastatin的钠盐,进行相似的生物转化反应,得到6(R)-〔2-〔8(S)-(2-甲基丁酰氧基)-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮。
实施例2
6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,5,6,7,8,8a(R)-八氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮的制备
将溶解在3毫升乙酸乙酯中的30毫克实施例1的二烯酮产物(R1=2-甲基-2-丁基,a=双键)在6毫克10% Pd/C上氢化(1个大气压H2,室温)30小时。滤除催化剂并蒸发溶剂后,得到标题化合物。IR(液膜):1718cm-1,1665cm-1。MS(EI):m/z 434(M+)。
实施例3
6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮的制备
(a)6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6(R)-二甲基-1,2,6,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-(叔丁基二甲基硅氧基)-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮(2′)
在0℃,将叔丁基二甲基甲硅烷基氯(8克,52毫摩尔)加到6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6(R)-二甲基-1,2,6,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮(20克,48毫摩尔)和咪唑(6.8克0.1摩尔)在DMF(150毫升)中的搅拌溶液中,将得到的混合物在0℃下搅拌5分钟,然后温热至室温,搅拌5小时。试样的TLC分析表明反应已完全。将反应混合物倒入冷水中,用乙醚提取,乙醚提取液用稀盐酸、水及5%碳酸氢钠溶液洗涤。MgSO4干燥后,过滤有机提取液,并将滤液真空浓缩,得到无色的、粘稠油状的所需产物;NMR(CDCl3)δ0.84(3H,t,J=7Hz),0.89(3H,d,J=7Hz),
0.90(9H,s),1.09(3H,d,J=7Hz),1.11(3H,s),1.12(3H,s),4.30(H,m),4.60(H,m),5.33(H,m),5.51(H,m),5.77(H,d of d,J=10,6Hz),5.98(H,d,J=10Hz).
(b)6(R)-〔2-〔5(S)-氯-4a(S)-羟基-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6(R)-二甲基-1,2,4a,5,6,7,8,8a(S)-八氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-(叔丁基二甲基硅氧基)-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮(3′)
将苯基氧硒基氯(10克,52毫摩尔)在二氯甲烷(50毫升)中的溶液滴加到干冰/异丙醇浴(-78℃)中冷却的化合物2′(25.2克,48毫摩尔)在二氯甲烷(350毫升)中的搅拌溶液中。将所得混合物在-78℃搅拌20分钟,然后倒入冷水(300毫升)中,用乙醚(先用400毫升,再用150毫升)提取两次。将合并的提取液用MgSO4干燥、过滤并浓缩,得到油状残留物,将其溶于四氢呋喃(300毫升)中。将该溶液在冰浴(0℃)冷却下,于其中加入30%过氧化氢(15毫升)。将所得混合物在0℃搅拌5分钟,然后温热至室温,再继续搅拌1小时。将反应混合物倒入冷水中,用氯仿(先用400毫升,再用2×100毫升)提取三次。合并的提取液用MgSO4干燥,过滤并浓缩,得到残留物,再将残留物在硅胶柱上进行闪式层析。用己烷∶乙酸乙酯(5∶1,体积比)洗脱除去杂质。用己烷∶乙酸乙酯(4∶1,体积比)进一步洗脱得到标题产物,为浅黄色树胶状物质,放置后固化。
C31H53ClO6Si 计算值:C,63.61;H,9.13.
实验值:C,63.80;H,9.04.
(c)6(R)-〔2-〔4a(S)-羟基-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6(R)-二甲基-1,2,4a,5,6,7,8,8a(S)-八氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-(叔丁基二甲基硅氧基)-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮(4′)
将氢化三丁基锡(7.06毫升,26.25毫摩尔)和偶氮二异丁腈(AIBN)(0.82克,5.0毫摩尔)加到磁力搅拌着的氯代醇3′(8.78克,15毫摩尔)在苯(100毫升)中的溶液中,将所得溶液回流2小时,然后冷却并真空浓缩,得到粘稠的黄色油状物,在-15℃(冰/丙酮浴)与石油醚(200毫升)一起搅拌,得到4′,为松散的无色固体(6.9克,mp97-9℃)。滤液用乙腈(4×50毫升)提取除去石油醚中所含的所有产物。合并乙腈提取液,浓缩后得到无色油状物,在硅胶柱上进行闪式层析纯化。用乙酸乙酯/己烷(1∶3,体积比)洗脱,得到无色固体(1.0克),将该固体物在0℃的石油醚中搅拌除去一些锡残留物。混合物过滤后得到产物4′,为无色固体物。
C31H54O6Si 计算值:C,67.59;H,9.88.
实验值:C,67.20;H,9.99.
(d)6(R)-〔2-〔3-氧代-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6(R)-二甲基-1,2,3,5,6,7,8,8a-八氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-(叔丁基二甲基硅氧基)-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮(5′)
将7.2克(12毫摩尔)化合物(4′)与60毫升甲苯和442克氯铬酸吡啶盐/氧化铝合并。将混合物在蒸汽浴上搅拌加热20分钟后,用TLC检测表明反应已完全。将混合物冷却、过滤,固体物用温热的甲苯(4×50毫升)洗涤。蒸发溶剂后得到琥珀色树胶状物质。Nmr
(CDCl3)δ0.073(3H,s),0.079(3H,s),0.804(3H,t,J=7Hz),0.881(9H,s),1.026(2H,d,J=6Hz),1.036(3H,d,J=6Hz),1.10(6H,br s),2.55-2.66(3H,m),4.276(H,m),4.588(H,m),5.42(H,m),5.910(H,d,J=1.5Hz)
(e)6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6(R)-二甲基-3-(三甲基硅氧基)-1,2,6,7,8,8a(R)-六氢-1(S)〕乙基〕-4(R)-(叔丁基二甲基硅氧基)-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮(6′)
在氩气下,将步骤3d中的琥珀色树胶状产物溶于二氯甲烷中,冷却至0℃。将该溶液用三乙胺(7.2毫升,50毫摩尔)处理,接着慢慢加入三氟甲磺酸三甲基硅烷基酯(5.4毫升,28毫摩尔),同时维持温度在3℃以下。在0℃下搅拌15分钟后(TLC表明5分钟时反应已完全),将暗色溶液用二氯甲烷(100毫升)稀释,用饱和NaHCO3(100毫升)洗涤,干燥并蒸发溶剂。
(f)6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-(叔丁基二甲基硅氧基)-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮(7′)
将步骤(3e)的暗琥珀色残留物溶于乙腈/四氢呋喃中。于该混合物中加入乙酸钯(Ⅱ)(3.0克,13.0毫摩尔),并将混合物在室温下搅拌22小时,此时,TLC表明反应已完全。将混合物通过3厘米的硅胶滤垫过滤,然后用乙酸乙酯(150毫升)洗涤,并蒸发溶剂。Nmr
(CDCl3)δ0.076(3H,s)0.082(3H,s),0.752(3H,t,J=7Hz),0.883(9H,s)1.033(3H,d,J=7Hz),1.059(3H,s)1.065(3H,s)1.804(3H,s),4.295(H,m)4.606(H,m),5.408(H,m)5.781(H,br s),6.136(H,br s).
(g)6(R)-〔2-〔8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基-2(S),6-二甲基-3-氧代-1,2,3,7,8,8a(R)-六氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮(Ⅰ)
将步骤(3f)的暗棕色树胶状物溶于四氢呋喃中,于其中加入氟化四正丁铵(30毫升)和乙酸(5.6毫升)的混合物。将合并的混合物在50℃搅拌4小时,然后冷却,用乙醚(400毫升)稀释,用水(5×100毫升)洗涤,干燥并蒸发溶剂。残留物固化得棕色物质。在50毫米LP柱上进行层析,先用己烷-乙酸乙酯(1∶1)洗脱,收集10份(每份25毫升)后,用己烷-乙酸乙酯(1∶2)洗脱,收集11份,最后用己烷-乙酸乙酯(1∶4)洗脱。从25-53份中得到了标题产物,m.p.160-174℃,然后用乙酸乙酯(30毫升)-己烷(30毫升)重结晶该产物。在60℃和真空下干燥2小时后,得到了标题产物,m.p.179-180℃。
C25H36O6计算值:C,69.42;H,8.39
实验值:C,69.73;H,8.54
实施例4
6(R)-〔2-〔3-氧代-8(S)-(2,2-二甲基丁酰氧基)-2(S),6(R)-二甲基-1,2,3,5,6,7,8,8a-八氢萘基-1(S)〕乙基〕-4(R)-羟基-3,4,5,6-四氢-2H-吡喃-2-酮的制备
将实施例3中的化合物(5′)(500毫克,0.9毫摩尔)在乙酸(42毫升)和水(15毫升)中的溶液在70℃下加热3小时。冷却后,将反应混合物用水稀释并用乙醚提取。乙醚提取物用水洗涤五次,然后用碳酸氢钠水溶液和盐水洗涤。干燥后过滤,滤液蒸发后得到残留物,将残留物在硅胶柱上进行闪式层析纯化,用30%的丙酮在二氯甲烷中的溶液洗脱,得到固体状标题产物:
mp 117-8℃;nmr(CDCl3)δ0.80(3H,t,J=7Hz),1.02(3H,d,J=7Hz),1.04(3H,d,J=7Hz),1.10(6H,s),2.64(H,m of d,J=18Hz),2.72(H,d of d,J=18,4Hz),4.3H(H,m),4.65(H,m),5.44(H,m),5.92(H,bs).
C25H38O6计算值:C,69.09;H,8.81
实验值:C,68.85;H,8.65
实施例5-9
按照实施例3的方法,用相当量的反应物(A)代替步骤(a)中的Simvastatin,形成了产物(B)。
实施例
5 R1=2-丁基,R2=CH3;
6 R1=2-丁基,R2=H;
7 R1=2-甲基-2-丁基,R2=H;
8 R1=2-甲基-2-丁基,R2=CH2OH;
9 R1=2-丁基,R2=CH3OH。
实施例10
式(Ⅱ)化合物的铵盐的制备
在室温下将实例1的内酯(1.0毫摩尔)搅拌溶于0.1N NaOH(1.1毫摩尔)中。将所得溶液冷却并通过滴加1N HCl酸化。所得混合物用乙醚提取,提取液用盐水洗涤并干燥(MgSO4)。滤除MgSO4,滤液用氨气饱和得到胶状物,固化后得到铵盐。
实施例11
式(Ⅱ)化合物的碱金属盐和碱土金属盐的制备
于实施例1得到的44毫克内酯在2毫升乙醇中的溶液中加入1毫升(1当量)NaOH水溶液。在室温保持1小时后,将混合物真空处理至干,得到所需钠盐。
用类似方法,用1当量氢氧化钾制得钾盐,用1当量CaO制得钙盐。
实施例12
式(Ⅱ)化合物的乙二胺盐的制备
于0.50克实施例10铵盐在10毫升甲醇中的溶液中加入0.75毫升乙二胺。真空下蒸去甲醇得到所需的乙二胺盐。
实施例13
式(Ⅱ)化合物的三(羟甲基)氨基甲烷盐的制备
于202毫克实施例10的铵盐在5毫升甲醇中的溶液中加入60.5毫克三(羟甲基)氨基甲烷在5毫升甲醇中的溶液。真空除去溶剂,得到所需的三(羟甲基)氨基甲烷盐。
实施例14
式(Ⅱ)化合物的L-赖氨酸盐的制备
将0.001摩尔赖氨酸和0.0011摩尔实施例10的铵盐在15毫升85%乙醇中的溶液真空浓缩至干,得到所需的赖氨酸盐。
按类似方法制得L-精氨酸盐、L-鸟氨酸盐和N-甲基葡萄糖胺盐。
实施例15
式(Ⅱ)化合物的四甲铵盐的制备
将在2毫升二氯甲烷中的68毫克实施例10的铵盐和在甲醇中的0.08毫升24%氢氧化四甲铵的混合物用乙醚稀释,得到所需的四甲基铵盐。
实施例16
式(Ⅱ)化合物的甲基酯的制备
于400毫克实施例1的内酯在100毫升无水甲醇中的溶液中加入10毫升0.1M甲醇钠的无水甲醇溶液。该溶液在室温放置1小时,然后用水稀释,用乙酸乙酯提取两次。分出有机相,干燥(Na2SO4),过滤并真空蒸发,得到所需的甲基酯。
用类似方法,使用相当量的丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、异戊醇、2-二甲氨基乙醇、苄醇、2-乙酰氨基乙醇等,得到相应的酯。
实施例17
游离二羟基酸的制备
将实施例11的式(Ⅱ)化合物钠盐溶于2毫升乙醇-水(1∶1,体积比)中,并将其加到10毫升1N盐酸中,用乙酸乙酯从中提取出二羟基酸。将有机提取物用水洗一次,干燥(Na2SO4)并真空蒸发(浴温不超过30℃)。所得到的二羟基酸衍生物放置时慢慢转变成相应的母体内酯,但在pH值7.0以上时是稳定的。
实施例18
作为本发明组合物的一个具体实例,将20毫克实施例1的内酯与足够细的乳糖一起加工成总量为580至590毫克的制剂,装入0号硬明胶胶囊中。