胆甾－5－烯－3β，19－二羟基－24－酮及衍生物的合成方法

摘要

本发明公开了一种胆甾－5－烯－3β，19－二羟基－24－酮及衍生物的合成方法，该方法是以猪去氧胆酸为原料，制备3β－乙酰氧基－胆甾－5－烯－24－酸，通过和氯化亚砜反应制备成3β－乙酰氧基－胆甾－5－烯－24－酰氯，超声波辐射下和异丙基镉试剂反应得3β－乙酰氧基－胆甾－5－烯－24－酮，再与N－溴代丁二酰亚胺/高氯酸水溶液体系反应得到3β－乙酰氧基－胆甾－5α－溴－6β－羟基－24－酮，氧化关环生成3β－乙酰氧基－胆甾－5α－溴－6β，19－环氧－24－酮，用锌粉/冰醋酸体系或锌粉/醇体系还原生成 3β，19－二乙酰氧基－胆甾－5－烯－24－酮或3β－乙酰氧基－胆甾－5－烯－19－羟基－24－酮，再通过碱解得胆甾－5－烯－3β，19－羟基－24－酮；最后和甲基三苯基溴化膦反应合成24－亚甲基－胆甾－5－烯－3β，19－二醇。本发明的合成方法具有原料廉价易得、合成路线科学合理、各步合成产率高等特点。胆甾－5－烯－3β，19－二羟基－24－酮和24－亚甲基－胆甾－5－烯－3β，19－二醇对低钾诱导的神经原调亡细胞有显著的保护作用。

说明书

技术领域

本发明涉及胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮及衍生物的合成方法。

背景技术

海洋甾体24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，19-二醇是从软珊瑚LitophytonvIR(CM-1)idis中分离得到的一种多羟基甾体化合物(Kazuo IGUCHI，ShuichiSAITOH，Yasuji YAMADA，Chem.Pharm.Bull.，1989，37，2553-2554)。该化合物对人体直肠癌细胞、人体肺癌细胞、鼠类淋巴癌细胞均具有较强的杀伤能力。该化合物在海洋生物中的含量极低，直接用海洋生物原料提取目前尚存在很多问题，为满足研究开发该化合物的药用价值需要，迫切需要人工合成该化合物及中间体。

胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮(结构如式I所示)是合成海洋甾体24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，19-二醇及24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，5α，6β，19-四醇的重要中间体，其本身对低钾诱导的神经元凋亡细胞有显著的保护作用，衍生物也存在潜在的药理活性。

I   R¹＝H   R²＝H   R³＝OII  R¹＝Ac  R²＝H   R³＝OIII R¹＝Ac  R²＝Ac  R³＝OIV  R¹＝H   R²＝H   R³＝CH

发明内容

本发明的目的是提供一种胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮及衍生物的合成方法。

本发明的合成方法是以猪去氧胆酸为原料，制备3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酸，通过和氯化亚砜反应制备成3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酰氯，超声波辐射下和异丙基镉试剂反应得3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮，再与N-溴代丁二酰亚胺/高氯酸水溶液体系反应得到3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β-羟基-24-酮，氧化关环生成3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β，19-环氧-24-酮，用锌粉/冰醋酸体系或锌粉/醇体系还原生成3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮或3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮，再通过碱解得胆甾-5-烯-3β，19-羟基-24-酮；最后和甲基三苯基溴化膦反应合成24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，19-二醇。反应路线如下图所示：

I.胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮；

II.3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮；

III.3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮；

IV.24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，19-二醇；

V.3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酸；

VI.3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮；

VII.3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β-羟基-24-酮；

VIII.3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β，19-环氧-24-酮。

本发明的合成方法的具体步骤是：

(1)V参照文献(Bharucha KR，Buckley GC，Cross CK，et al.Can J Chem.，1955，34：982-990.)合成；

(2)将V溶于无水苯中，加入氯化亚砜，加入催化量的吡啶，在室温下搅拌2～4小时，减压浓缩至干，再补加苯继续浓缩，带出残留的氯化亚砜，得黄色粘稠的液体；

(3)称取干燥镁粉，加入无水乙醚，滴加异溴丙烷/无水乙醚溶液，加完后超声波辐射15～30分钟，冷却后分批加入氯化镉，在25～40℃下，超声波辐射，搅拌，冰浴冷却，将上步产物的30～40％无水苯溶液慢慢滴加到反应体系中，滴完后继续超声波辐射回流1～2小时，冰浴冷却后，滴加1∶1盐酸水溶液，用苯萃取，苯层用蒸馏水洗至中性，干燥，减压浓缩，硅胶柱层析，得白色固体VI；

(4)取白色固体VI，加入有机溶剂溶解，再加入HClO₄及水，然后在避光条件下分批加入N-丁二酰亚胺，控制温度低于10℃，之后在15～20℃下反应1～2小时，向反应液中加入10％Na₂S₂O₈水溶液，分层后，上层浓缩，下层用CH₂Cl₂萃取，合并有机层，用饱和NaHCO₃溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，干燥，减压浓缩，硅胶柱层析，得白色固体VII；

(5)取白色固体VII，溶入环己烷/苯混合液，加入氧化剂，30～45℃，紫外灯照射2～7小时或超声波，反应液依次用10％硫代硫酸钠水溶液，饱和NaHCO₃溶液及蒸馏水洗涤至中性，干燥，减压浓缩得浅黄色化合物VIII；

(6)取化合物VIII加入溶剂溶解，加入锌粉，搅拌回流20～24小时，趁热抽滤，滤液用二氯甲烷萃取，萃取液分别用饱和碳酸氢钠溶液及蒸馏水洗至中性，干燥，减压浓缩，硅胶柱层析，得浅黄色粘稠液体II或III；

(7)将上步产物III溶解在甲醇中，加入强碱溶液，加热回流15～30分钟，调整溶液的pH为中性，减压蒸馏除去甲醇，乙酸乙酯萃取，有机层干燥，减压蒸去溶剂，得浅黄色固体，硅胶柱层析，得白色固体I；

(8)将甲基三苯基溴化膦加入浓度为10～25％的无水四氢呋喃溶液中，注入适量的正丁基锂，其注入量以甲基三苯基溴化膦刚好溶解为宜，室温下搅拌反应4～6小时，将上步中的I加入反应体系，继续反应2～3小时，将反应液迅速倒入饱和的氯化铵溶液中，用乙醚萃取，醚层干燥，减压蒸去溶剂，得浅黄色固体，硅胶柱层析，得白色固体IV。

上述反应步骤中，步骤(2)中II的苯溶液的浓度是25～45％，氯化亚砜的量是II的摩尔数的1.0～2.0倍；步骤(3)中镁粉的量是II的摩尔数的1.2～3.0倍；步骤(4)中有机溶剂为四氢呋喃或二氧六环；步骤(5)中氧化剂为二乙酰氧基碘代苯或四醋酸铅，化合物III∶I₂∶四醋酸铅＝1∶0.6∶2.5～6，反应温度为30～45℃；步骤(7)中的强碱溶液为氢氧化钾的甲醇溶液，浓度为3～6％。

本发明的合成方法具有原料廉价易得、合成路线科学合理、各步合成产率高等特点。合成的产物胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮是合成海洋甾体24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，19-二醇及24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，5α，6β，19-四醇的重要中间体，其本身对低钾诱导的神经元凋亡细胞有显著的保护作用，衍生物也存在潜在的药理活性。

具体实施方式

以下实施例用以说明本发明，但本发明的保护范围并不仅限以下实施例。除非有特别说明，以下实施例中：I代表胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮；II代表3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮；III代表3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮；IV代表24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，19-二醇；V代表3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酸；VI代表3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮；VII代表3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β-羟基-24-酮；VIII代表3β-乙酰氧基-胆甾-5α-溴-6β，19-环氧-24-酮。

实施例1

3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的合成

(1)取化合物(V)100克，加入300ml苯，20ml氯化亚砜，1ml吡啶，在室温下搅拌2小时，减压浓缩至干，除去残留的氯化亚砜，得酰氯化合物用200ml苯溶解，备用。取20克干燥的镁粉，加入60ml无水乙醚，在60％超声波辐射下滴注73ml异溴丙烷的无水乙醚溶液，加完继续超声15～30分钟，冷却后分四批加入78克氯化镉，在25～40℃下开60％超声波振荡半小时。冰水冷却下，慢慢滴加酰氯的苯溶液，滴毕继续超声回流2小时。加冰水冷冻30分钟后，滴加150ml(1∶1)盐酸水溶液，用苯萃取三次，苯层用蒸馏水洗至中性，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，硅胶柱层析，得白色固体(VI)。

(2)取白色固体(VI)20克，加入20mL四氢呋喃溶解，加入适量HClO₄及水，然后在避光条件下降20克N-丁二酰亚胺分批加入到反应液中，控制温度低于10℃，之后在15～20℃下反应2小时。向反应液中加入10％Na₂S₂O₈水溶液，分层后，用CH₂Cl₂萃取，合并有机层，用饱和NaHCO₃溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，硅胶柱层析，得白色固体(VII)。

(3)取化合物(VII)5克，溶入1000mL环己烷/苯混合液，加入4克二乙酰氧基碘苯，2.8克碘，40℃下，超声波辐射1小时，反应液依次用10％硫代硫酸钠水溶液，饱和NaHCO₃溶液及蒸馏水洗涤至中性，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得浅黄色粘稠状化合物(VIII)。

(4)取化2克合物(VIII)加入40冰醋酸溶解，加入6锌粉，搅拌回流20～24小时。趁热抽滤，滤液到入5倍量水中，用二氯甲烷萃取，萃取液分别用饱和碳酸氢钠溶液及蒸馏水洗至中性，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，硅胶柱层析，得浅黄色粘稠液体(III)。

实施例2

3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的合成

(1)与实施例1的步骤(1)相同。

(2)取白色固体(VI)20克，加入166mL二氧六环溶解，加入适量HClO₄及水，然后在避光条件下将22.4克N-丁二酰亚胺分批加入到反应液中，控制温度低于10℃，之后在15～20℃下反应1小时。向反应液中加入10％Na₂S₂O₈水溶液，下层用CH₂Cl₂萃取，合并有机层，用饱和NaHCO₃溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，硅胶柱层析，得白色固体(VII)。

(3)～(4)与实施例1的步骤(3)～(4)相同。

实施例3

3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的合成

(1)～(2)与实施例1的步骤(1)～(2)相同。

(3)取化合物(VII)5克，溶入1000mL环己烷/苯混合液，加入4克二乙酰氧基碘苯，0.9克碘，40℃下，超声波辐射1小时，反应液依次用10％硫代硫酸钠水溶液，饱和NaHCO₃溶液及蒸馏水洗涤至中性，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得浅黄色粘稠状化合物(VIII)。

(4)与实施例1的步骤(4)相同。

实施例4

3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的合成

(1)～(2)与实施例1的步骤(1)～(2)相同。

(3)反应温度为室温(30℃)其它与实施例1的步骤(3)相同。

(4)与实施例1的步骤(4)相同。

实施例5

3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的合成

(1)～(2)与实施例1的步骤(1)～(2)相同。

(3)反应温度为45℃，紫外灯照射2小时，其它与实施例1的步骤(3)相同。

(4)与实施例1的步骤(4)相同。

实施例6

3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的合成

(1)～(2)与实施例1的步骤(1)～(2)相同。

(3)反应温度为40℃，紫外灯照射2小时，其它与实施例1的步骤(3)相同。

(4)与实施例1的步骤(4)相同。

实施例7

3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的合成

(1)～(2)与实施例1的步骤(1)～(2)相同。

(3)取化合物(VII)5克，溶入1000mL环己烷/苯混合液，加入17.5克四醋酸铅，7.5克无水CaCO₃，5克碘，搅拌下，紫外灯照射7小时，反应液依次用10％硫代硫酸钠水溶液，饱和NaHCO₃溶液及蒸馏水洗涤至中性，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得浅黄色粘稠状化合物。

(4)与实施例1的步骤(4)相同。

实施例8

3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的合成

(1)～(2)与实施例1的步骤(1)～(2)相同。

(3)化合物(VII)∶四醋酸铅∶I₂＝5∶17.5∶3，其它与实施例1的步骤(3)相同。

(4)与实施例1的步骤(4)相同。

实施例9

3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的合成

(1)～(2)与实施例1的步骤(1)～(2)相同。

(3)化合物(VII)∶四醋酸铅∶I₂＝5∶30∶3其它与实施例1的步骤(3)相同。

(4)与实施例1的步骤(4)相同。

实施例10

3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮的合成

(1)～(4)与实施例1的步骤(1)～(4)相同。

(5)取2克化合物(VIII)加入20mL乙醇溶液溶解，加入4克锌粉，搅拌回流3小时。趁热抽滤，滤液减压浓缩，用乙酸乙酯溶解，蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥，得白色固体(II)。

实施例11

3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮的合成

(1)～(4)与实施例1的步骤(1)～(4)相同。

(5)取2克化合物(VIII)加入20mL异丙醇溶解，加入4克锌粉，搅拌回流3小时。趁热抽滤，滤液减压浓缩，用乙酸乙酯溶解，蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥，得白色固体(II)。

实施例12

胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮的合成

(1)～(5)与实施例10的步骤(1)～(5)相同。

(6)将上步产物(II)10g加到500mL3％的氢氧化钾甲醇溶液，加热回流30分钟，用5％盐酸调整溶液的pH为中性，减压蒸馏除去甲醇，乙酸乙酯萃取三次，有机层合并用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂，得浅黄色固体，硅胶柱层析，得白色固体(I)。

实施例13

胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮的合成

(1)～(5)与实施例10的步骤(1)～(5)相同。

(6)将上步产物(II)10g加到500mL3％的甲醇钠的甲醇溶液，室温搅拌2小时，用5％盐酸调整溶液的pH为中性，减压蒸馏除去甲醇，乙酸乙酯萃取三次，有机层合并用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂，得浅黄色固体，硅胶柱层析，得白色固体(I)。

实施例14

胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮的合成

(1)～(5)与实施例10的步骤(1)～(5)相同。

(6)将上步产物(IV)10g加到500mL3％的氢氧化钾甲醇溶液，加热回流30分钟，用5％盐酸调整溶液的pH为中性，减压蒸馏除去甲醇，乙酸乙酯萃取三次，有机层合并用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂，得浅黄色固体，硅胶柱层析，得白色固体(I)。

实施例15

胆甾-5-烯-3β，19-二羟基-24-酮的合成

(1)～(5)与实施例10的步骤(1)～(5)相同。

(6)将上步产物(IV)10g加到500mL3％的甲醇钠的甲醇溶液，室温搅拌2小时，用5％盐酸调整溶液的pH为中性，减压蒸馏除去甲醇，乙酸乙酯萃取三次，有机层合并用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂，得浅黄色固体，硅胶柱层析，得白色固体(I)。

实施例16

24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，19-二醇的合成

(1)～(6)与实施例12的步骤(1)～(6)相同。

(7)在50mL无水四氢呋喃溶液中加入2克甲基三苯基溴化膦，通氮气，注入适量的正丁基锂，室温下搅拌反应6小时，将1克(I)的四氢呋喃溶液注入反应体系，继续反应2小时，将反应液迅速倒入饱和的氯化铵溶液中，用乙醚萃取，醚层用无水硫酸钠干燥，减压蒸去溶剂，得浅黄色固体，硅胶柱层析，得色固体(IV)。

目的产物1：3β-乙酰氧基-胆甾-5-烯-19-羟基-24-酮的结构确证

熔点：131-132℃

元素分析：C：75.32，H：9.40，理论计算值：C₂₉H₄₆O₄，C：75.93，H：10.29；

MS：[M]⁺＝458

IR(cm^-1)：3400，2934，1734，1711，1467，1446，1379，1044，964，

¹HNMR(DMSO)：

5.68(1H，t，6-CH)，4.50(1H，m，3-CH)，3.80(1H，d，J＝11Hz，19-CHb)，2.58(1H，d，J＝11Hz，19-CHb)，2.55(1H，m，25-CH)，2.20(3H，s，CH₃COO)，1.0.9(3H，d，J＝7.5Hz，26-CH₃，27-CH₃)，0.90(3H，d，21-CH₃)，0.70(3H，s，18-CH₃).

¹³CNMR(DMSO)：

215.3(C)，170.8(C)，134.9(C)，127.0(CH)，73.6(CH)，64.7(CH₂)，57.5(CH)，

56.3(CH)，50.4(CH)，42.7(C)，41.8(C)，40.0(CH)，38.4(CH₂)，37.5(CH₂)，

35.6(CH₂)，33.2(CH)31.8(CH₂)，31.6(CH₂)，30.1(CH₂)，28.4(CH₂)，28.2(CH₂)，

24.4(CH₂)，21.9(CH₂)，21.6(CH₃)，21.3(CH₃)，18.8(CH₃)，18.7(CH₃)，18.6(CH₃)，

12.8(CH₃).

目的产物2：3β，19-二乙酰氧基-胆甾-5-烯-24-酮的结构确证

元素分析：C：74.46，H：9.52，理论计算值：C₃₁H₄₈O₅  C：74.36，H：9.66；

MS：[M+1]⁺＝501

IR(cm^-1)：2941，2871，1739，1711，1466，1370，1240，1031，980，¹HNMR(CDCl₃)：

5.49(1H，t，6-CH)，4.48(1H，m，3-CH)，4.32(1H，d，＝11.8Hz，19-CHa)，3.86(1H，d，J＝11.8Hz，19-CHb)，2.49(1H，m，25-CH)，2.25(6H，s，CH₃COO)，0.96(6H，d，J＝7.8Hz，26-CH₃，27-CH₃)，0.82(3H，d，21-CH₃)，0.56(3H，s，18-CH₃).

¹³CNMR(CDCl₃)：

215 .3(C)，170.8(C)，170.6(C)，134.9(C)，127.0(CH)，73.6(CH)，64.7(CH₂)，57.5(CH)，56.3(CH)，50.4(CH)，42.7(C)，41.8(C)，40.0(CH)，38.4(CH₂)，37.5(CH₂)，35.6(CH₂)，33.2(CH)31.8(CH₂)，31.6(CH₂)，30.1(CH₂)，28.4(CH₂)，28.2(CH₂)，24.4(CH₂)，21.9(CH₂)，21.6(CH₃)，21.3(CH₃)，18.8(CH₃)，18.7(CH₃)，18.6(CH₃)，12.8(CH₃).

目的产物3：胆甾-5-烯-3β，19-二醇-24-酮的结构确证

熔点：155-156℃

元素分析：C：74.46，H：9.52，理论计算值：C₂₇H₄₄O₃  C：74.36，H：9.66；

MS：[M]⁺＝416

IR(cm^-1)：3455，2941，2871，，1711，1466，1370，，1031 980，

¹HNMR(CDCl₃)：

5.68(1H，t，6-CH)，4.60(1H，m，3-CH)，3.80(1H，d，J＝11.5Hz，19-CHa)，3.54(1H，d，J＝11.8Hz，19-CHb)，2.55(1H，m，25-CH)，1.06(6H，d，J＝7.0Hz，26-CH₃，27-CH₃)，0.87(3H，d，21-CH₃)，0.68(3H，s，18-CH₃).

¹³CNMR(CDCl₃)：

216.0(C)，136.3(C)，126.6(CH)，71.3(C)，62.8(CH)，57.7(CH)，56.1(CH)，

50.1(CH)，42.7(C)，42.2(CH)，41.5(C)，41.0(CH₂)，40.3(CH)，37.4(CH₂)，

35.6(CH)，33.5(CH₂)，33.3(CH₂)，31.4(CH₂)，30.0(CH₂)，28.7(CH₂)，27.9(CH₂)，

24.3(CH₂)，22.0(CH₂)，18.7(CH₃)，18.5(CH₃)，18.4(CH₃)，12.4(CH₃).

目的产物4：24-亚甲基-胆甾-5-烯-3β，19-二醇的结构确证

熔点：165-166℃

元素分析：C，80.35；H，11.20；计算值：C₂₈H₄₆O₂，C，80.10；H，11.18；

MS：[M]⁺＝414

IR(CM^-1)：3390，3082，1640，1466，1370，1240，1053，890，

¹HNMR(DMSO)：

5.72(1H，t，6-CH)，4.68(2H，d，J＝4.8Hz，28-CH₂)，3.80(2H，d，J＝12.0Hz，19-CH₂)，3.57(1H，m，3-CH)，2.25(1H，m，25-CH)，1.06(6H，d，J＝7.0Hz，26-CH₃，27-CH₃)，095(3H，d，21-CH₃)，0.70(3H，s，18-CH₃).

¹³CNMR(DMSO)：

156.5(C)137.2(C)，125.3(CH)，107.2(CH)，70.6(CH)，64.7(CH₂)，56.3(CH)，55.7(CH)，50.6(CH)，42.9(C)，41.2(CH)，40.9(C)，41.7(CH₂)，40.6(CH)，39.8(CH₂)，35.6(CH)，33.9(CH₂)，33.4(CH₂)，31.4(CH₂)，30.0(CH₂)，28.7(CH₂)，27.9(CH₂)，24.3(CH₂)，22.0(CH₂)，21.5(CH₃)，19.3(CH₃)，18.9(CH₃)，12.5(CH₃).