专利名称：用于治疗骨质疏松症的三氟甲基苄基膦酸酯的制作方法
骨质疏松症是一种骨消耗疾病，这种疾病是因为骨生成速率和骨吸收速率之间存在着不平衡或松脱而造成整个骨质的下降。由于骨质下降，骨骼变得脆弱并不能承受支承正常重量的压力。骨质疏松症的影响通常出现在骨骼的支承重量部位，特别是脊柱和髋部，它们能在无外伤的情况下骨折。骨质疏松症在美国影响着二千四百万人，而全世界约有二亿人，且每年在老年妇女中造成二百五十万人骨折。美国医学协会估计，有25%的白人妇女在她们的一生中将遭受由骨质疏松症所导致的髋部和脊柱骨折。
现行的对于绝经后的骨质疏松症的疗法大多是预防性治疗。雌激素补给、双膦酸酯、维生素D代谢物和钙的添加物都对抑制与绝经开始有关的骨吸收起作用。在这些病人中，雌激素补给对减少进一步的骨质下降是十分有效的，而不会导致对于减少骨折危险和疼痛所必需的骨质的增加。这些治疗对于那些患者有由骨质疏松症引起的骨质下降、且具有高的骨折危险和背/关节疼痛的病人而言疗效甚低。具有脊椎骨骨质低于100mg/cc的绝经后妇女被认为处于“骨折阈值”以下，应选择药物治疗，以增加骨质并恢复被损耗的骨质。本发明把焦点集中在通过提高各单个骨的骨质从而减少或消除骨折危险来有可可脂。对于不经肠的制剂，载体通常包括消毒水，不过其它成分，例如，助溶或起防腐作用的组分，也可以被包括。也可以制备可注射的悬浮剂，在这种情况下，适当的液体载体、悬浮剂等也可以使用。这里，制剂成分用每单位药量单位表示，例如，片剂、胶囊、粉剂、注射剂、栓剂、一茶匙容量(teaspoonful)等等，约为0.1～100mg/kg。无论是连续每天给药或者定期给药都是可以的。
下面的例子是用于说明本发明的，但并不限于此。例1、2、3和5-14说明本发明的化合物，例4说明为了获得例5、6和7的化合物所使用的中间物的制备。
例1二乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯将3-三氟甲基苄基溴化物(5.74g，24.0mmol)和三乙基亚磷酸酯(4.98g，30mmol)的混合物，在氮气中回流加热3小时，用蒸馏法去掉多余的三乙基亚磷酸酯，并将获得的粗制产品在4毫米汞高、140-145℃温度下蒸馏，获得6.44g(90.7%)的分析纯产品，它如同一种清澈的液体，D.C.I.M.S.[MH+，297].
例23-三氟甲基苄基膦酸将二乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯(3.0g，10.0mmol)溶于50毫升浓盐酸和1.5毫升EtOH的混合物中，并回流加热17小时，在将清澈的反应混合物在冰水混合物中冷却后，收集所形成的白色晶状固体，得到2.05克(84.3%)的分析制品，mp＝163-164;D.C.I.M.S.[MH+，241]。
效治疗骨质消耗疾病的药物上。很清楚，目前需要这种药物治疗，尤其是对有关雌激素补给治疗适应差的病人。
美国专利US-4，610，807公开了一种二乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯，该化合物并不是上述专利要求专门保护的范围并未加以表征，但很明显地是用作一种未加工的合成中间物，该中间物用于非医用(织物增白剂)用途的无关的化合物。在该参考文献中既未公开也没有要求保护酸类。异构的邻和对位三氟甲基苄基膦酸酯同样作为脂类公开。
美国专利US-2，917，533公开了若干种用有效保护着的抗组胺、抗菌、除莠或植物生长调节的活性的取代的苄基膦酸和苄基膦酸酯。未讨论及3-CF3取代基的类似物。
通式Ⅰ所示的是一种新的苄基膦酸脂化合物
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6将在以后定义，已发现，该化合物，通过提高骨钙化作用，而不是采取通常包括的抑制骨退化或骨吸收的传统途径，可以有效地治疗包括骨质疏松症在内的骨消耗疾病。本发明也涉及含分子式Ⅰ的化合物的药物配方，和使用这种化合物和配方治疗骨质疏松症的方法。
本发明涉及分子式Ⅰ的化合物
术语“芳(香)基”，在此可单独使用，或与其它的术语结合使用，表示如苯基或萘基基团的芳香烃基团。术语“芳烷基”表示含有用芳香基取代的较低级的C1-C8烷基基团。
本发明的化合物也可以是药物上可接受的盐的形式，如钠、钾、精氨酸、赖氨酸以及如环己基胺和三(羟乙基)胺的烷基铵盐。碱性酯也可以是以盐的形式，如盐酸盐、氢溴酸盐、P-甲苯磺酸盐、甲磺酸盐和如延胡索酸盐的有机酸盐。
按照本发明，化合物可以按照下列一般反应方案制备。
反应方案
式中R1和R2可以相同或不相同，它们从下列基团中任选氢，C1-C8烷基，C1-C8链烯基，烷基部分是C1-C8的羟基烷基，烷基部分是C1-C8的烷氧基烷基，烷基部分是C1-C8的芳烷基，例如苄基、苯乙基、苯丙基，如苯基或氨基烷基的芳(香)基。氨烷基包括分子式为-(CH2)n-NR7R8的取代基，其中n＝2-6，R7和R8可以相同或者不相同，它们从氢、C1-C4烷基、烷基部分是C1-C4的芳烷基中任选，或者R7和R8可以一并考虑，以形成一个具有5-7个环原子的杂环，这种环原子包含有一个或多个如N、O和S的杂原子。合适的环系统的例子包括由R9取代在N-4位置上的哌啶子基、吗啉代、四氢化喹啉基、四氢化异喹啉基、硫代吗啉代和哌嗪(piperazino)，其中R9从C1-C4烷基或烷基部分是C1-C4的芳烷基或苯基中任选一个。
R3和R5各自可以是H或CF3附带条件是R3或R5中同时只有一个是CF3，R4和R6各自也可以是H或CF3，附带条件是如果R4或R6之一或者两者都是CF3，那么R3和R5两者都不能是CF3。更进一步的附带条件则是R3-R6不能同时都是H。
这里使用的术语“烷基”、“链烯基”和“烷氧基”，当单独使用或与另一部份一起使用时包括直链和支链的烷基基团如图所示，起始物质，三氟卤化物，其中X或是氯基或是溴基而R3、R4、R5和R6是如这里所定义的，它在约50℃-200℃的温度下与三烷基亚磷酸酯反应生成分子式为Ⅲ的烷基三氟苄基膦酸酯。用酸，如盐酸或其它合适的酸(如(CH3)3SiBr、HBr或BBr3)进行水解作用，得到分子式为Ⅳ的游离膦酸。另一方面，分子式Ⅲ的化合物可以与一个碱，如氢氧化钾或氢氧化钠反应，生成相应的分子式为Ⅴ的单酸产品，把这种单酸转换成分子式为Ⅵ的酰基氯是由使用草酰氯和二甲基甲酰胺或PCl5实现的。分子式为Ⅶ的混合的双酯可以由分子式为Ⅵ的酰基氯通过它与合适的醇，如二乙基氨基乙醇，3-苯基丙醇，羟乙基吗啉，甲氧乙醇，1，2-亚乙基二醇或其它众所周知的醇类反应制备。
为了制备本发明的药物组合物，分子式Ⅰ的化合物，作为活性成分按照传统的药物配合技术与药物载体混合，所述的载体可以取各种各样的，这取决于所要求的投药的制剂形式，例如口服、用栓剂、可注射的或者不经肠的。在制备口服剂的组合物时，任何常用的药物介质都可以使用。因此，对于液体口服制剂，如悬浮剂、酏剂和溶液，合适的载体和添加剂包括水、乙二醇类、油、醇类、调味剂、防腐剂、着色剂等等。对于固体口服制剂，如粉剂、胶囊和片剂，合适的载体和添加剂包括淀粉、糖、稀释剂、成粒剂、润滑剂、粘结剂、崩解剂等等。由于片剂和胶囊易于给药，所以它们是最优选的口服剂量单元形式，这样，显然可以使用固体制剂载体。如果需要，片剂可以包糖衣，或者用标准的技术包肠溶衣。对于栓剂，载体通常包括例3乙基3-三氟甲基苄基膦酸将二乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯(10.0g，34.0mmol)溶于300毫升的75%的含水乙醇和18.9克氢氧化钾的混合液中，所得的混合物回流加热3小时，将反应的混合物倒入水中，再用盐酸酸化，并用CHCl3(3×500ml)萃取。用无水Na2SO4干燥氯仿萃取物并蒸发，获得8.64克(94.7%)的白色固体产品。mp＝48-51℃，D.C.I.M.S.[MH+，269]。
例43-三氟甲基苄基膦酰氯酸乙酯将乙基3-三氟甲基苄基膦酸(7.46mmol)溶于15毫升的CH2Cl2中，并在氮气中冷却到0℃，加入草酰氯(0.95g，7.46mmol)之后，分三次慢慢加入0.03毫升的DMF，所得的混合物在室温下搅拌3小时，在真空下蒸发，获得在没有进一步纯化下使用的粗制氯化物。
例5烯丙基乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯将例4中的3-三氟甲基苄基膦酰氯酸乙基酯(0.2g，0.7mmol)溶于20毫升的CH2Cl2中，并在0℃条件下慢慢地加到1.0mmol的烯丙醇和1.0mmol的三乙基胺于20毫升CH2Cl2的混合液中，将反应的混合物搅拌5小时，然后用水稀释。用CH2Cl2将含水相进一步萃取三次。有机萃取物被合并，并用无水Na2SO4干燥后蒸发，得到油状的粗制产品。在使用乙酸乙酯/(正)己烷(2.5∶1)为洗脱剂的硅胶上用柱色谱法纯化，得到0.14克(63%)的无色油状的分析纯制品。D.C.I.M.S.[MH+，309]。
例6二乙基氨基乙基乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯将乙基3-三氟甲基苄基膦酸(7.55g，28mmol)溶于100毫升的CH2Cl2中，在氮气中冷却到0℃，加入草酰氯(28mmol)后，分三次慢慢地加入0.5mmol的DMF，所得混合物在室温下搅拌3小时，在真空条件下蒸发，得到粗制的酰基氯，将其溶于90毫升的CH2Cl2中，并滴入在0℃下冷却的N，N-二乙基氨基乙醇(3.29g，28mmol)和三乙基胺(3.42g，34mmol)于60毫升CH2Cl2的混合物中，把所得混合物加热到室温并搅拌4小时，加入水(100ml)，用CH2Cl2将含水相萃取三次，用无水H2SO4干燥合并的有机萃取物，蒸发得到油状的粗制产品，在用含2%MeOH和0.1%NH3的CH2Cl2为洗脱剂的硅胶上用柱色谱法纯化，取得1.1克橙色油状的分析纯制品，D.C.I.M.S.[MH+，368]。
例7乙基3-三苯丙基3-三氟甲基苄基膦酸酯将3-三氟甲基苄基膦酸单乙基脂(1.5g，5.6mmol)溶于20毫升的CH2Cl2中，在氮气中冷却到0℃，加入草酰氯(8.46mmol)后，分三份慢慢地加入0.04毫升的DMF，所得的混合物在室温下搅拌3小时，在真空下蒸发得到粗制的酰基氯，这种酰基氯在没有进一步纯化下使用。将在15毫升的CH2Cl2中的3-苯基-1-丙醇(0.76g，5.6mmol)加入到冷却到0℃的粗制的乙基3-三氟甲基苄基膦酰氯(5.6mmol)、三乙基胺(0.85g，8.4mmol)和CH2Cl2(20ml)的冷的混合物中，所得的反应混合物在室温下搅拌4小时，让挥发成分蒸发掉而取得定量产率预期的产品，用柱色谱法纯化(硅胶，25%的乙酸乙酯/(正)己烷)，得到1.66克(52.3%)的浅黄色油状的分析纯产品，D.C.I.M.S.[MH+，387]。
例8二乙基4-三氟甲基苄基膦酸酯将4-三氟甲基苄基溴化物(5.68g，23.8mmol)和三乙基亚膦酸酯(10.4g，63mmol)的混合物在氮气中回流加热5小时，用蒸馏去掉多余的三乙基亚膦酸酯，并在95℃(0.07毫米汞柱)下用蒸馏法提纯粗制的产品，获得6.27克，89%的油状的产品，D.C.I.M.S.[MH3，297]。
例94-三氟甲基苄基膦酸将二乙基4-三氟甲基苄基膦酸酯(3.0g，10mmol)溶于50毫升的浓盐酸和5毫升的EtOH的混合物中，并回流加热17小时，混合物在冰浴器内冷却后，收集白色晶体物质，将所得固体物质在水中再结晶，取得1.80g，75%的分析纯制品，其mp＝163-164℃，D.C.I.M.S.[MH+，241]。
例10二乙基2-三氟甲基苄基膦酸脂将2-三氟甲基苄基氯化物(2.0g，10.0mmol)和三乙基亚膦酸酯(2.13g，13mmol)的混合物在氮气中、在160℃条件下加热3小时，用蒸馏法去掉多余的三乙基亚膦酸酯，并将所得的粗制产品在87-90℃(0.05毫米汞柱)条件下蒸馏，分离出无色油状的物质，得到1.68克，56.8%的产品，D.C.I.M.S.[MH+，297]。
例112-三氟甲基苄基膦酸将二乙基2-三氟甲基苄基膦酸酯(1.22g，4.12mmol)溶于50毫升浓盐酸和5毫升EtOH的混合物中，并在回流加热温度下加热17小时，在冰浴器内将混合物冷却后，收集白色的晶体酸，得到0.46克，46%的所需产品，其mp＝190-192℃，D.C.I.M.S.[MH+，241]。
例12二乙基3，5-二(三氟甲基)苄基膦酸酯将3，5-二-三氟甲基苄基溴化物(5.0g，16mmol)和三乙基亚膦酸酯(3.4g，20mmol)的混合物在160℃的温度下加热20小时，并将反应混合物冷却并在83℃(0.03毫米汞柱)蒸馏，取得2.36克，48%的类似于无色油状的制品，D.C.I.M.S.[MH+，365]。
例133，5-二(三氟甲基)苄基膦酸将溶于15毫升浓盐酸和0.5毫升乙醇中的二乙基3，5-二(三氟甲基)苄基膦酸酯(1.0g，2.7mmol)回流加热72小时，所得的混合物被蒸发成油状剩余物，该剩余物放置后结晶，取得0.41克，49%的白色固体的制品，其mp＝206-208℃，D.C.I.M.S.[MH+，309]。
例14乙基吗啉乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯将在20毫升的CH2Cl2中的3-三氟甲基苄基膦酰氯酸乙基酯(7.0mmol)慢慢地加入到在冰浴器内冷却的N-(2-羟乙基)吗啉和乙基胺(7mmol)的20毫升CH2Cl2混合物中，所得产品可以达到室温并被搅拌5小时，加入水(100ml)，并用CH2Cl2(3×100ml)萃取含水相三次，用无水MgSO4使合并了的有机萃取物干燥并蒸发，以得到所需产品。
本发明的化合物可用于通过促进骨的钙化来治疗包括骨质疏松症在内的骨损耗疾病，而毋需采用通常的包括抑制骨退化或再吸收的传统方法。本发明的化合物已经由成骨细胞培养增长的刺激作用而得到了评价，所说的成骨细胞培养增长的刺激作用是指预示着要在活体内提高骨质和促进骨的成形。
成骨细胞的增殖选择刺激成骨增长的化合物的作用，可以在培养中通过3H-胸苷结合到DNA中的速率来估计DNA合成速率进行测量。只有经历了丝分裂的细胞才会合成新的DNA，因此，只有这些细胞才会与放射线同位素示踪的DNA特殊的胸苷相结合。骨成形细胞增殖的刺激作用和它们的分化是骨成形和骨质增加的先决条件，促进成骨细胞增殖和分化的药物的能力可以由它们在活体内培养的成骨线细胞的作用而进行预测。在该试验中，将由日本Koriyama的Sudo等培养的无性系老鼠(MC3T3-E1)和人(TE-85)的成骨线细胞(美国型组织培养收集中心，＃CRL1543，Rockville，Md)在活体内培养，测试不同药物对成骨细胞增殖的效果。成骨细胞是按文献(J.E.Puzas，R.H.Drivdahl，A.G.Howard和D.J.Baylink，Proc.Soc.Exper.Biol，Med.，166，113-122，1981)中的方法分离和培养的。细胞从大的培养瓶中采集，在该培养瓶中，它们能生长到接近使用胰蛋白酶的汇合点。将细胞涂在96井的培养平板中，在具有25mMHEPES缓冲液、L-谷酰胺(584mg/L)、用胎牛血清(10%)补充的D-葡萄糖(4.5g/L)、青霉素(100单位/mL)和链霉素(100mcg/mL)丙酮酸钠(最终浓度10μM)的Dulbencos改性的伊格尔培养基中，每个井在100μL中有1600个细胞。这些细胞能在前一天晚上涂在含有10%的胎牛血清、温度为37℃、大气中含5%的二氧化碳、95%的空气的DMEM中，之后放进96井培养平板中，所有的成骨线细胞，或是MC3T3-E1。或是TE-85的细胞线都能在只含0.1%的胎牛血清的介质中增加24小时的预孵化周期，第二天加入测试化合物，并根据研究对象在浓度为10-4-10-8M的范围内对其进行筛选。20小时以后，将20μL含0.4μCi的3H-胸苷的介质的等分试样加入到每个培养井中，然后，细胞再孵化4小时。抽出介质，并用HBSS(Hank平衡盐溶液)清洗以终止培育。之后，用100μL含0.5%胰蛋白酶钠和5.3mm的EDTA的溶液在室温下对细胞处理30分钟;将细胞抽取到玻璃纤维过滤器上，用水清洗;再用液体闪烁分光仪定量测试过滤器上的放射性。3H-胸苷与DNA结合的速率被用作衡量细胞增长的指标，其结果如表Ⅰ所示，它用%X对照表示，对照为100%。
权利要求
1.分子式Ⅰ的化合物及其药物可接受的盐类
式中R1和R2可以相同或不相同，它们可以从下列物质中任选氢、烷基、链烯基、羟基烷基、烷氧基烷基、芳烷基、芳基或氨烷基；式中R3和R5各自可以是H或CF3，附带条件是R3或R5中同时只有一个可以是CF3；式中R4和R6各自可以是H或CF3，但附带条件是如果R4和R6之一或者两者都是CF3，那么，R3和R5都不可能是CF3；进一步的附加条件是R3-R6不可能同时都是H；更进一步的附带条件则是当R4和R6都是CF3时，R1和R2两者只可能是乙基。
2.按照权利要求1所述的化合物，其中氨烷基是-(CH2)n-NR7R8，这里n＝2-6，R7和R8可以相同，也可以不相同，它们可以从下列基团中任选氢、烷基、芳烷基，或者R7和8一起以形成含一个或多个从N、O和S中任选的杂原子的杂环。
3.按照权利要求2所述的化合物，其中杂环从下列任选哌啶子基、吗啉代、硫代吗啉代、哌嗪、四氢化异喹啉基、四氢化喹啉基和取代哌嗪的物质，其中哌嗪在端部的N-4位置由一个芳烷基和苯基取代。
4.权利要求1的化合物可以从下列中任选一个3-三氟甲基苄基膦酸;乙基3-三氟甲基苄基膦酸;烯丙基乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯;二乙基氨基乙基乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯和乙基3-苯丙基3-三氟甲基苄基膦酸酯。
5.一种药物组合物，包括分子式Ⅰ的化合物和药物可接受的载体，其中式(Ⅰ)的化合物以治疗有效量存在
式中R1和R2可以相同或不相同，它们从下列中任选氢、烷基、链烯基、羟基烷基、烷氧基烷基、芳烷基、芳基或者氨烷基;式中R3和R5各自可以是H或CF3，附带条件是R3和R5同时只有一个是CF3;式中R4和R6各自可以是H或CF3，附带条件是，如果R4和R6之一或者两者都是CF3，那么，R3和R5都不能是CF3;进一步的附带条件是R3-R6不可能同时都是H。
6.按照权利要求5所说的组合物，其中氨烷基是-(CH2)n-NR6R7，n＝2-6，R7和R8可以相同或不相同，它们可以从下列任选氢，烷基，氨烷基，芳烷基;或者R7和R8一起，以形成含一个或多个从N、O和S中任选的杂原子的杂环。
7.按照权利要求6所说的组合物其中所说的杂环是从下列任选的哌啶子基，吗啉代，哌嗪，四氢化异喹啉基，四氢化喹啉基和取代哌嗪的物质，其中哌嗪在端部N-4的位置上由一个芳烷基和苯基取代。
8.按照权利要求5所说的组合物，其中所说的化合物是从下列任选的二乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯，3-三氟甲基苄基膦酸，乙基3-三氟甲基苄基膦酸，烯丙基乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯，二乙基氨基乙基乙基3-三氟甲基苄基膦酸酯和乙基3-三苯丙基3-三氟甲基苄基膦酸酯。
全文摘要
本发明公开了一种新的通式为I的苄基膦酸酯化合物。用于治疗包括绝经后的骨质疏松症在内的骨损耗疾病，以促进哺乳动物骨的成型和提高骨质。
文档编号A61P3/00GK1070408SQ9210976
公开日1993年3月31日 申请日期1992年7月18日 优先权日1991年7月18日
发明者C·施文德, K·德马雷斯特, D·武斯特罗 申请人:邻位药品公司