La Vitamina D2, o ergocalciferol, es un análogo de la vitamina D.

Se diferencia de la Vitamina D3 por la presencia de un doble enlace trans y un grupo metilo extra en la cadena lateral. La presente invención describe un procedimiento de obtención de la 25-hidroxicetona de Grundmann-Windaus (22E,24S)-de-A,B-25-Hidroxiergost-22-en-8-ona, precursor de un extenso número de análogos de la Vitamina D2, en una ruta que aplica la reacción de Wittig-Horner para generar el doble enlace trans y que utiliza como compuesto de partida el diol de Inhoffen-Lythgoe fácilmente asequible a partir de la vitamina D2 comercial.

Procedimiento de obtención de "25-hidroxicetona de Windaus" que comprende la reacción de Wittig-Horner.

Campo técnico de la invención

La presente invención se ubica en el sector de la biotecnología, en concreto en el de la síntesis de proteínas y más en concreto en un nuevo procedimiento de síntesis del precursor de análogos de la Vitamina D₂. Dichos análogos de la Vitamina D₂ tienen aplicación en la industria farmacéutica y en la de productos alimenticios.

Antecedentes de la invención

La vitamina D es un heterolípido insaponificable del grupo de los esteroides. Es una provitamina soluble en grasas y se puede obtener por transformación del colesterol o del ergosterol propio de los vegetales con las radiaciones solares.

La vitamina D es la encargada de regular el paso de calcio a los huesos. Por ello si falta los huesos empiezan a debilitarse y a curvarse ocasionando malformaciones, osteomalacia y raquitismo, además de otros desórdenes. Además representa un papel importante en el mantenimiento de órganos y sistemas por medio de la regulación de los niveles de calcio y fósforo en sangre, promoviendo la absorción intestinal de los mismos a partir de los alimentos y la reabsorción de calcio a nivel renal. Con esto contribuye a la formación y mineralización ósea, siendo esencial para el desarrollo del esqueleto.

La Vitamina D es una pro-hormona, no tiene actividad hormonal por sí misma, pero se convierte en la hormona activa 1α,25-(OH)₂-D a través de un mecanismo de síntesis muy regulado. Su producción en la naturaleza requiere de la presencia de rayos UV. La forma activa de la vitamina es el calcitriol que se sintetiza a partir de vitamina D₂ ó D₃ por hidroxilaciones en el hígado y en los riñones. Como resultado de su actuación, se produce el mantenimiento mencionado de los niveles de calcio y fósforo en los huesos y en la sangre con la asistencia de la hormona paratiroides y calcitonina.

La 25-hidroxicetona de Windaus es un precursor del que se obtienen un gran número de análogos de D₂, y responde a la fórmula

Esta estructura muestra el doble enlace C₂₂-C₂₃ trans como elemento distintivo de la molécula. Conseguir esta isomería trans de C₂₂-C₂₃ es la principal dificultad en cualquier ruta para obtención del precursor.

La solicitud US 200917702 divulga un procedimiento de síntesis de la 25-hidroxicetona de Windaus a partir de la Vit. D₂ por dos rutas diferentes. Ambas son un procedimiento de oxidación en un soporte oxidante de tipo sílice y alúmina en presencia de un agente oxidante. No se refiere en la publicación a la utilización de la reacción de Wittig-Horner y por tanto no afecta esta publicación a la patentabilidad de la presente invención.

Hanekamp describe la obtención de la 25-hidroxicetona de Windaus con el hidroxilo C₈ protegido a partir de la Vit. D₂ (Hanekamp et al. "25-Hydroxidihydrotachysterol. An innovative Synthesis of a key metabolite of Dihydrotachysterol", 1992, Tetrahedron, Vol. 48, No. 42, pp. 9283-9294). Para obtener el isómero trans del doble enlace hace reaccionar el aldehído con un iluro en éter a -40ºC, según la reacción:

Es decir, utiliza la reacción de Wittig entre el aldehído y una sal de fosfonio. Las condiciones de reacción son por tanto completamente distintas ya que la reacción de Wittig-Horner requiere del aldehído y un óxido de fosfina, tal como describe la presente invención.

El documento más cercano de la técnica es la solicitud internacional WO 2006086608, que describe un procedimiento de síntesis de un derivado de una 25-dihidroxivitamina D₂. Se describe un compuesto donde la única diferencia con el compuesto de la invención es que los dos carbonos C₂₀ y C₂₄ están epimerizados. Sin embargo, la formación del doble enlace no se lleva a cabo mediante una condensación de Wittig sino mediante una reacción de "Julia" clásica usando amalgama de sodio, dando lugar a configuración trans de interés, según la reacción siguiente:

La reacción de Wittig-Horner se describe en esta ruta en uno de los pasos pero aplicada a otro enlace, por lo que la publicación no puede anticipar ni sugiere el procedimiento de la presente invención. Está aplicada a la formación del sistema triénico por acoplamiento de la cetona de Grundman y del óxido de fosfina del anillo A, que conduce al análogo de Vit D₂ deseado, según el esquema siguiente:

El problema que se plantea por tanto en la técnica es conseguir una alternativa al método de obtención de la 25-hidroxicetona de Windaus a partir de la Vitamina D₂ realizado por la técnica, con más eficiencia y evitando reactivos tóxicos y peligrosos, como la amalgama de sodio y mercurio que se utiliza en la Julia clásica. La solución que propone la presente invención es una ruta a través de la reacción de un óxido de fosfina y del aldehído (2R)-2,3-dimetil-3-(tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)butanal que permite la condensación de Wittig-Horner, rindiendo exclusivamente el alqueno trans.

Descripción de la invención

El diol de Inhoffen-Lythgoe de fórmula 2 es fácilmente asequible a partir de la Vitamina D₂ comercial gracias a una reacción de ozonolisis reductora, según el esquema

El agente reductor es preferiblemente NaBH₄. Esta reacción se realiza en dos etapas y ofrece un rendimiento del 84%. Una realización de la presente invención comprende incluir esta etapa previa al procedimiento objeto de protección.

La invención es un procedimiento de obtención del precursor de análogos de la Vitamina D₂ de fórmula 1, o de sus sales o formas activas, que comprende:

- hacer reaccionar el compuesto de fórmula 2 con yodo, imidazol y trifenilfosfina en THF, seguido de protección del alcohol secundario para dar el compuesto de fórmula 3, según el esquema siguiente:

donde R1 es un grupo protector del alcohol, preferiblemente terciobutildimetilsilil (TBS) o tetrahidropirano (THP). Esta reacción ofrece un rendimiento global del 97%.

En la presente solicitud se entiende por "grupo protector del alcohol" a aquel grupo o reactivo químico que induce una modificación química del grupo alcohol donde se introduce eliminando su reactividad, con el fin de obtener quimioselectividad en la reacción química subsecuente.

- Hacer reaccionar el compuesto de fórmula 3 con difenilfosfina y oxidar la fosfina obtenida para dar el compuesto de fórmula 4, según el esquema:

En una realización preferible esta oxidación se realiza en presencia de agua oxigenada (H₂O₂). La reacción ofrece un rendimiento global del 95%.

- Hacer reaccionar el compuesto de fórmula 4 con el aldehído de fórmula 5 en un disolvente polar a temperatura igual o inferior a -70ºC en medio básico, para dar el compuesto de fórmula 6.

Donde R2 es un grupo protector del alcohol independiente de R1, preferiblemente TBS o THP. En otra realización preferible de la invención, dicho medio polar es tetrahidrofurano (THF), y en otra realización más, dicho medio básico es butil litio (BuLi). Esta reacción ofrece un rendimiento global del 98%.

- Hacer... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de obtención del precursor de análogos de la Vitamina D₂ de fórmula 1, o de sus sales o formas activas, que comprende

- hacer reaccionar el diol de Inhoffen-Lythgoe de fórmula 2

con yodo, imidazol y trifenilfosfina en THF, seguido de protección del alcohol secundario para dar el compuesto de fórmula 3, donde R1 es un grupo protector del alcohol;

- hacer reaccionar el compuesto de fórmula 3 con difenilfosfina seguido de oxidación de la fosfina obtenida para dar el compuesto de fórmula 4;

- hacer reaccionar el compuesto de fórmula 4 con el aldehído de fórmula 5

en un disolvente polar a temperatura igual o inferior a -70ºC en medio básico para dar el compuesto de fórmula 6, donde R2 es un grupo protector del alcohol independiente de R1;

- hacer reaccionar el compuesto de fórmula 6 con una base en un disolvente polar en condiciones de temperatura creciente desde 0ºC hasta Ta, para dar el compuesto trans de fórmula 7;

- desprotección de los alcoholes protegidos del compuesto 7 para dar el compuesto de fórmula 8.

- oxidación del diol de configuración trans de fórmula 8 para dar el compuesto de fórmula 1.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende la etapa previa de ozonolisis reductora de la Vitamina D₂ para dar el compuesto de fórmula 2.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en que dicha ozonolisis reductora de la Vitamina D₂ se realiza en presencia de NaBH₄ como agente reductor.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en que dicha oxidación de la fosfina en la obtención del compuesto de fórmula 4 se realiza en presencia de H₂O₂.

5. Procedimiento de obtención del precursor de análogos de la Vitamina D₂ de fórmula 1, o de sus sales o formas activas, que comprende:

- hacer reaccionar el óxido de fosfina de fórmula 4 y el aldehído quiral (2R)-2,3-dimetil-3-(tetrahidro-2H-piran-2-iloxi)butanal a temperatura inferior a -70ºC en un disolvente polar y en medio básico para dar el compuesto de fórmula 6;

- hacer reaccionar dicho compuesto de fórmula 6 en un disolvente polar con una base en condiciones de temperatura creciente desde 0ºC hasta Ta, para dar el compuesto de fórmula 7, según la reacción:

donde R1 y R2 son dos grupos protectores de alcohol;

- desprotección de los alcoholes y oxidación de dicho diol trans para dar el compuesto de fórmula 1.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en que dicho disolvente polar es THF.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en que dicho medio básico en la reacción de obtención del compuesto de fórmula 6 es BuLi.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en que dicha base en la reacción de obtención del compuesto de fórmula 7 es NaH.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en que la desprotección de los alcoholes protegidos se lleva a cabo en medio ácido.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en que dicha oxidación del diol trans en la obtención del compuesto de fórmula 1 se realiza en presencia de PDC como agente oxidante.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que dichos grupos protectores de alcohol R1 y R2 son TBS o THP.