A失碳甾体——偕二膦酸酯抗骨质疏松剂的合成
作者：徐鸣夏 张大永 邓力 郑虎
单位：华西医科大学药学院，成都 610041
关键词：骨质疏松；A失碳甾体；偕二膦酸酯；骨定向；促骨形成
中国药物化学杂志000209 摘要 为了寻找新的骨质疏松防治药，作者以偕二膦酸酯为趋骨性载体，与A失碳甾体化合物偶联，合成了4个目标物.对TM-1和TM-2进行了体外骨细胞培养实验，证实有一定的促骨形成作用.
The Synthesis of New Anorsteroid Derivatives
Xu Mingxia Zhang Dayong Den Li Zheng Hu
(School of Pharmacy,West China University of Medical Sciences,Chengdu,610041)
, http://www.100md.com
Abstract In order to obtain more effective drugs to be used in the treatment of osteoporosis,four anorsteroid derivatives have been designed and synthesized,biphosphonate as the carrier of bone guided drug,anorsteroids as effect drugs.TM-1,TM-2 were found to promote bone formation in bone cell culture.
Key words anorsteroid;derivative;synthesis;bone targeted;bone formation
偕二膦酸类化合物具有抑制骨吸收的作用，已用于骨质疏松症的防治〔1，2〕.偕二膦酸类化合物通过与骨中具有很大表面积的羟基磷灰石晶体进行离子交换和化学吸附而进入骨质，一般骨摄取率高达50%～60%，病灶骨的摄取率更高.由此，偕二膦酸类化合物常被用作骨组织疾病治疗药物的载体，利用其趋骨性，使治疗药物选择性分布于骨组织，以达到增强疗效，减少对非骨组织的副作用.
, 百拇医药
为了寻找新的骨质疏松防治药，作者选择了具有抗雌激素和弱的雌激素活性的A失碳甾体化合物α-双炔失碳醇与偕二膦酸酯偶联，合成目标物TM-1和TM-2，希望所得偶联物进入体内后能选择性分布于骨组织，与骨中相应受体结合，发挥抗骨质疏松作用.为了进行对比研究，作者也选择了α-双炔失碳醇的2位异构体β-双炔失碳醇及具有雄激素活性的化合物17α-甲基表雄醇与相同的载体偶联，合成了TM-3和TM-4，希望从药效的角度考察它们对骨组织作用的差异.
1 合成路线设计
TM-1和TM-2的合成都是先制得甾体的半琥珀酸酯，再与功能化偕二膦酸酯缩合得目标物，TM-1和TM-2的合成路线见图1.
Fig.1 Synthesis of TM-1,TM-2
按类似的方法制得(3)和(4)， 再与功能化偕二膦酸酯缩合得TM-3和TM-4，合成路线见图2.
, http://www.100md.com
Fig.2 Synthesis of TM-3，TM-4
2 合成实验
熔点用1A 6304型电热熔点仪测定，温度未校正；元素分析用Carlo-Erba 1106型仪测定；红外光谱用PE-983型红外光谱仪测定，溴化钾压片；核磁共振谱用Bruker-AC-E 200型核磁共振仪测定，TMS为内标.3-硫代-5，5-双(二乙氧膦酰)-1-戊醇按文献〔5〕方法制备.
2.1 α-双炔失碳醇-2β琥珀酸酯(1)的制备
取α-双炔失碳醇2.0 g(6.1 mmol)置于40 mL无水吡啶中，加入琥珀酸酐6.0 g(60 mmol).回流反应，TLC检查至终点.减压回收吡啶，放冷，残余物用二氯甲烷50 mL溶解，用5%冷稀盐酸洗涤，再水洗，分净水层，无水硫酸钠干燥，活性炭脱色，回收溶剂，残余物用硅胶柱色谱快速分离，得化合物(1)1.50 g，mp 194～195℃.收率：47.09%，同时得到α-双炔失碳醇-2β琥珀酸酯(2)0.09 g，mp 205～205.5℃(文献〔4〕mp 204～206℃，收率：28.04%.
, 百拇医药
2.2 α-双炔失碳醇-2β琥珀酸酯(1)——偕二膦酸酯偶合物(TM-1)的制备
将α-双炔失碳醇-2β琥珀酸酯(1)0.43 g(1 mmol)和3-硫代-5，5-双(二乙氧膦酰)-1-戊醇0.38 g(1 mmol)溶于15 mL干燥的二氯甲烷中，搅拌溶解，加入DCC 0.21 g(1 mmol)，有沉淀析出，加入DMAP 5 mg，室温搅拌反应，TLC检查至终点，滤去DUC，滤液先用稀碱液冼，再水洗，无水硫酸钠干燥，回收二氯甲烷，残余物用硅胶柱色谱快速分离，得无色油状物(TM-1)0.65 g，收率：82.28%.
按类似方法，分别制得TM-2，TM-3，TM-4.
目标物TM-1～TM-4均未见文献报道.其结构经元素分析、红外光谱、核磁共振谱等确认.部分理化数据见表1.
Tab.1 Physical data of compounds Compd.
, http://www.100md.com
Yield/%
Elemental analysis/%
Found(calcd.)
IR
/cm-1
1H-NMR δ
C
H
TM-1
82.3
58.00(57.70)
, http://www.100md.com
7.69(7.64)
3390(νOH)，2190(νCC)，1246(νPO)
4.20(m,8H,OCH2CH3)，2.64(t,4H,COCH2CH2O)，0.86(d,18-CH3,19-CH3)
TM-2
58.1
52.00(51.60)
7.27(7.30)
3273(νC—H)，2110(νCC)，1249(νPO)
, 百拇医药
4.24(m,8H,OCH2CH3)，2.63(t,8H,COCH2CH2CO)，2.84(d,18-CH3,19-CH3)
TM-3
80.1
58.00(57.76)
7.69(7.64)
3381(νOH)，2109(νCC)，1244(νPO)
9.20(m,8H,OCH2CH3)，2.60(t,4H,COCH2CH2CO)，0.85(S,6H,18-CH3,19-CH3)
, 百拇医药
TM-4
75.3
56.38(57.70)
8.41(8.53)
3443(νOH)，1734(νCO)，1248(νPO)
4.70(m,1H,3-CH)，2.60(t,4H,COCH2CH2CO)，0.85(s,6H,18-CH3,19-CH3)
3 骨细胞培养实验
为了考察目标物对骨组织的作用，本文对目标物TM-1和TM-2进行了骨细胞培养实验.
, 百拇医药
用25～35周龄Wister雄性大鼠的头盖骨，经酶消化处理后，在10名胎牛血清的F-12培养液中培养一周，培养液中分别加入TM-1，TM-2，另做空白对照(促骨作用为零)，利用OLYMPVS倒量光相差显微镜动态观察成骨细胞形成情况，连续观察18 d，经Von Kossa染色，用Bio Mutli Scaner BMS-400(Toyo-sokki)测定骨节面表面积，然后通过公式dish面积×B/A(mm2)进行定量作为骨形成定量指标，经统计学分析：以不加药物组为对照(促骨形成作用为零)计算，TM-1为15%～20%，TM-2为5%～10%，其浓度范围在1×10-6～1×10-7 mol/L内对分离培养的成骨细胞促骨形成作用与浓度成正比.在浓度范围1×10-8～1×10-9 mol/L内无促骨形成作用.
国家自然科学基金资助课题No.39430120
, 百拇医药
参考文献
1，Carano.Bisphosphonates directly inhibit the bone resorption activity of isolated avian osteoclasts in vitro.J Clin Invest,1990,85(2):456～461
2，Michael J,Holt I,Michael WJ.Osteoclast recruitment in mice is stimulated by(3-amino-1-hydroxypyldene)-1,1-biphosphonate.Calcify Tissue Int，1993,52(1):21～25
3，Sugioka T.Inazu Mizuho.Pat EP,548884
4，周群，李正化，任忠，等.双炔失碳酯类似物的结构修饰及抗生育活性.中国药物化学杂志，1995，5(2)：86～90
5，吴勇，翁玲玲，郑虎.功能化偕二膦酸酯的合成.中国药物化学杂志，1995，5(4)：254
收稿日期：2000-02-03, http://www.100md.com
单位：华西医科大学药学院，成都 610041
关键词：骨质疏松；A失碳甾体；偕二膦酸酯；骨定向；促骨形成
中国药物化学杂志000209 摘要 为了寻找新的骨质疏松防治药，作者以偕二膦酸酯为趋骨性载体，与A失碳甾体化合物偶联，合成了4个目标物.对TM-1和TM-2进行了体外骨细胞培养实验，证实有一定的促骨形成作用.
The Synthesis of New Anorsteroid Derivatives
Xu Mingxia Zhang Dayong Den Li Zheng Hu
(School of Pharmacy,West China University of Medical Sciences,Chengdu,610041)
, http://www.100md.com
Abstract In order to obtain more effective drugs to be used in the treatment of osteoporosis,four anorsteroid derivatives have been designed and synthesized,biphosphonate as the carrier of bone guided drug,anorsteroids as effect drugs.TM-1,TM-2 were found to promote bone formation in bone cell culture.
Key words anorsteroid;derivative;synthesis;bone targeted;bone formation
偕二膦酸类化合物具有抑制骨吸收的作用，已用于骨质疏松症的防治〔1，2〕.偕二膦酸类化合物通过与骨中具有很大表面积的羟基磷灰石晶体进行离子交换和化学吸附而进入骨质，一般骨摄取率高达50%～60%，病灶骨的摄取率更高.由此，偕二膦酸类化合物常被用作骨组织疾病治疗药物的载体，利用其趋骨性，使治疗药物选择性分布于骨组织，以达到增强疗效，减少对非骨组织的副作用.
, 百拇医药
为了寻找新的骨质疏松防治药，作者选择了具有抗雌激素和弱的雌激素活性的A失碳甾体化合物α-双炔失碳醇与偕二膦酸酯偶联，合成目标物TM-1和TM-2，希望所得偶联物进入体内后能选择性分布于骨组织，与骨中相应受体结合，发挥抗骨质疏松作用.为了进行对比研究，作者也选择了α-双炔失碳醇的2位异构体β-双炔失碳醇及具有雄激素活性的化合物17α-甲基表雄醇与相同的载体偶联，合成了TM-3和TM-4，希望从药效的角度考察它们对骨组织作用的差异.
1 合成路线设计
TM-1和TM-2的合成都是先制得甾体的半琥珀酸酯，再与功能化偕二膦酸酯缩合得目标物，TM-1和TM-2的合成路线见图1.
Fig.1 Synthesis of TM-1,TM-2
按类似的方法制得(3)和(4)， 再与功能化偕二膦酸酯缩合得TM-3和TM-4，合成路线见图2.
, http://www.100md.com
Fig.2 Synthesis of TM-3，TM-4
2 合成实验
熔点用1A 6304型电热熔点仪测定，温度未校正；元素分析用Carlo-Erba 1106型仪测定；红外光谱用PE-983型红外光谱仪测定，溴化钾压片；核磁共振谱用Bruker-AC-E 200型核磁共振仪测定，TMS为内标.3-硫代-5，5-双(二乙氧膦酰)-1-戊醇按文献〔5〕方法制备.
2.1 α-双炔失碳醇-2β琥珀酸酯(1)的制备
取α-双炔失碳醇2.0 g(6.1 mmol)置于40 mL无水吡啶中，加入琥珀酸酐6.0 g(60 mmol).回流反应，TLC检查至终点.减压回收吡啶，放冷，残余物用二氯甲烷50 mL溶解，用5%冷稀盐酸洗涤，再水洗，分净水层，无水硫酸钠干燥，活性炭脱色，回收溶剂，残余物用硅胶柱色谱快速分离，得化合物(1)1.50 g，mp 194～195℃.收率：47.09%，同时得到α-双炔失碳醇-2β琥珀酸酯(2)0.09 g，mp 205～205.5℃(文献〔4〕mp 204～206℃，收率：28.04%.
, 百拇医药
2.2 α-双炔失碳醇-2β琥珀酸酯(1)——偕二膦酸酯偶合物(TM-1)的制备
将α-双炔失碳醇-2β琥珀酸酯(1)0.43 g(1 mmol)和3-硫代-5，5-双(二乙氧膦酰)-1-戊醇0.38 g(1 mmol)溶于15 mL干燥的二氯甲烷中，搅拌溶解，加入DCC 0.21 g(1 mmol)，有沉淀析出，加入DMAP 5 mg，室温搅拌反应，TLC检查至终点，滤去DUC，滤液先用稀碱液冼，再水洗，无水硫酸钠干燥，回收二氯甲烷，残余物用硅胶柱色谱快速分离，得无色油状物(TM-1)0.65 g，收率：82.28%.
按类似方法，分别制得TM-2，TM-3，TM-4.
目标物TM-1～TM-4均未见文献报道.其结构经元素分析、红外光谱、核磁共振谱等确认.部分理化数据见表1.
Tab.1 Physical data of compounds Compd.
, http://www.100md.com
Yield/%
Elemental analysis/%
Found(calcd.)
IR
/cm-11H-NMR δ
C
H
TM-1
82.3
58.00(57.70)
, http://www.100md.com
7.69(7.64)
3390(νOH)，2190(νCC)，1246(νPO)
4.20(m,8H,OCH2CH3)，2.64(t,4H,COCH2CH2O)，0.86(d,18-CH3,19-CH3)
TM-2
58.1
52.00(51.60)
7.27(7.30)
3273(νC—H)，2110(νCC)，1249(νPO)
, 百拇医药
4.24(m,8H,OCH2CH3)，2.63(t,8H,COCH2CH2CO)，2.84(d,18-CH3,19-CH3)
TM-3
80.1
58.00(57.76)
7.69(7.64)
3381(νOH)，2109(νCC)，1244(νPO)
9.20(m,8H,OCH2CH3)，2.60(t,4H,COCH2CH2CO)，0.85(S,6H,18-CH3,19-CH3)
, 百拇医药
TM-4
75.3
56.38(57.70)
8.41(8.53)
3443(νOH)，1734(νCO)，1248(νPO)
4.70(m,1H,3-CH)，2.60(t,4H,COCH2CH2CO)，0.85(s,6H,18-CH3,19-CH3)
3 骨细胞培养实验
为了考察目标物对骨组织的作用，本文对目标物TM-1和TM-2进行了骨细胞培养实验.
, 百拇医药
用25～35周龄Wister雄性大鼠的头盖骨，经酶消化处理后，在10名胎牛血清的F-12培养液中培养一周，培养液中分别加入TM-1，TM-2，另做空白对照(促骨作用为零)，利用OLYMPVS倒量光相差显微镜动态观察成骨细胞形成情况，连续观察18 d，经Von Kossa染色，用Bio Mutli Scaner BMS-400(Toyo-sokki)测定骨节面表面积，然后通过公式dish面积×B/A(mm2)进行定量作为骨形成定量指标，经统计学分析：以不加药物组为对照(促骨形成作用为零)计算，TM-1为15%～20%，TM-2为5%～10%，其浓度范围在1×10-6～1×10-7 mol/L内对分离培养的成骨细胞促骨形成作用与浓度成正比.在浓度范围1×10-8～1×10-9 mol/L内无促骨形成作用.
国家自然科学基金资助课题No.39430120
, 百拇医药
参考文献
1，Carano.Bisphosphonates directly inhibit the bone resorption activity of isolated avian osteoclasts in vitro.J Clin Invest,1990,85(2):456～461
2，Michael J,Holt I,Michael WJ.Osteoclast recruitment in mice is stimulated by(3-amino-1-hydroxypyldene)-1,1-biphosphonate.Calcify Tissue Int，1993,52(1):21～25
3，Sugioka T.Inazu Mizuho.Pat EP,548884
4，周群，李正化，任忠，等.双炔失碳酯类似物的结构修饰及抗生育活性.中国药物化学杂志，1995，5(2)：86～90
5，吴勇，翁玲玲，郑虎.功能化偕二膦酸酯的合成.中国药物化学杂志，1995，5(4)：254
收稿日期：2000-02-03, http://www.100md.com