奧貝膽酸的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種奧貝膽酸的合成方法，包括如下步驟：鵝去氧膽酸與氧化劑進行氧化反應和酯化反應制備式III化合物；用叔丁基二甲基氯硅烷對式III化合物環(huán)上的羥基和羰基進行保護得到式IV化合物；式IV化合物與三聚乙醛進行親電加成反應，然后脫保護后得到式V化合物；式V化合物進行催化加氫，最后進行還原和水解反應得到式VI化合物奧貝膽酸；本方法操作簡便，條件溫和，產(chǎn)率較高，適合推廣至工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】
奧貝膽酸的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于藥物合成領(lǐng)域，具體涉及一種奧貝膽酸(6-乙基鵝去氧膽酸)的合成工 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 肝硬化是臨床常見的慢性進行性肝病，是一種或多種病因長期或反復作用形成的 彌漫性肝損害。非酒精性脂肪性肝病是當代醫(yī)學領(lǐng)域的新挑戰(zhàn)，近期內(nèi)非酒精性脂肪性肝 病對人類健康的危害仍將不斷增加。奧貝膽酸屬法尼醇X受體激動劑，通過活化法尼醇X受 體，間接抑制細胞色素7A1(CYP7A1)的基因表達。由于CYP7A1是膽酸生物合成的限速酶，因 此奧貝膽酸可以促進膽酸合成，用于治療原發(fā)性膽汁性肝硬化和非酒精性脂肪性肝病。
[0003] 目前，奧貝膽酸仍在臨床實驗階段，未能大規(guī)模投入生產(chǎn)應用，已知的方法中使用 LDA等強堿制備中間體，此種方法原料昂貴且需要嚴格的無水無氧低溫環(huán)境;后續(xù)步驟中使 用乙醛這一親核試劑，沸點低，容易聚合，操作繁瑣，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決反應條件苛刻，產(chǎn)率不高，合成路線不成熟等問題，提供 一種奧貝膽酸的合成方法，這種方法操作簡便，條件溫和，產(chǎn)率較高，適合推廣至工業(yè)化生 產(chǎn)。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到：
[0006] -種奧貝膽酸的合成方法，它包括如下步驟：
[0007] (1)鵝去氧膽酸與氧化劑進行氧化反應得到化合物（Π )，再進行酯化反應制備式 III化合物3α-羧基-7酮-5β膽留烷-24-酸甲酯；
[0008] (2)用叔丁基二甲基氯硅烷對式III化合物環(huán)上的羥基和羰基進行保護得到式IV 化合物；
[0009] (3)式IV化合物與三聚乙醛進行親電加成反應，然后脫保護后得到式V化合物3α-羥基-6-亞乙基-7-酮-5β-膽烷酸-24-甲酯；
[0010] (4)式V化合物進行催化加氫，最后進行還原和水解反應得到式VI化合物奧貝膽 酸；
[0012] 以下對本發(fā)明的各步驟做詳細說明。
[0013] 步驟(1)，鵝去氧膽酸與氧化劑進行氧化反應得到化合物（Π )，再進行酯化反應制 備式III化合物3α-羧基-7酮-5β膽留烷-24-酸甲酯；
[0015] 在氧化反應中，如何選擇性的氧化7位上的羥基同時讓3位的羥基不發(fā)生反應是化 合物（Π )合成中比較關(guān)鍵的問題，因此在氧化反應的選用特定的氧化劑，具體選自NBS、 PCC、三氧化鉻中的一種或幾種，實驗發(fā)現(xiàn)當采用NBS(N-溴代琥珀酰亞胺)為氧化劑時可以 達到最佳的氧化效果。
[0016] 該氧化反應的溫度為20~30°C，氧化反應的溶劑為丙酮水混合溶劑。
[0017]酯化反應中式II化合物與甲醇進行酯化反應，反應中加入硫酸，反應溫度55~65 °C。經(jīng)過實驗驗證，該反應中采用甲醇做酯化反應中的醇，較其他醇相比，例如乙醇，更易溶 解，另外甲醇沸點也更低，后處理時更容易除去。
[0018] 在該反應中，鵝去氧膽酸與氧化劑的摩爾比為1:1~2,優(yōu)選1:1.5。
[0019] 步驟(2)，用叔丁基二甲基氯硅烷對式III化合物環(huán)上的羥基和羰基進行保護得到 式IV化合物；
[0021] 本發(fā)明在對羥基和羰基進行保護的反應中，采用叔丁基二甲基氯硅烷，其反應條 件溫和，產(chǎn)率高，脫去簡便。然而叔丁基二甲基氯硅烷遇水會生成氯化氫，因此要保證反應 進行時容器的干燥，另外該保護基團過于容易脫去，因此如果反應條件控制不佳則會嚴重 影響產(chǎn)率。
[0022] 采用叔丁基二甲基氯硅烷時一般會使用二異丙基氨基鋰(LDA)作為拔氫，形成碳 負離子的堿，但使用LDA時必須保證無水無氧環(huán)境，且必須在_78°C下進行以保證反應的安 全進行，操作困難，成本高。本發(fā)明采用不加入LDA的方法，通過適當?shù)臈l件控制，使得在室 溫條件下反應也得到了產(chǎn)率較高的化合物(IV)。
[0023] 在該步驟的反應中，式III化合物與叔丁基二甲基氯硅烷和咪唑在縛酸劑的作用 下進行反應，反應溫度為20~30°C，反應溶劑為四氫呋喃。所述縛酸劑可采用吡啶、三乙胺、 三乙醇胺、N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基甲酰胺等;然而實驗中發(fā)現(xiàn)，合適的縛酸劑及其用 量也是提高反應產(chǎn)率的重要因素;本發(fā)明經(jīng)過實驗驗證了當采用三乙胺作為縛酸劑時以及 縛酸劑的摩爾量用與化合物ΠΙ的用量比為1.6~2.5:1時，或者更優(yōu)選采用2:1時，可以達 到最佳的反應效果。
[0024] 在該反應中，式III化合物與叔丁基二甲基氯硅烷的摩爾比為1:1.5~3.5,優(yōu)選1: 2~3,最優(yōu)選1:2.2。
[0025]步驟(3)，式IV化合物與三聚乙醛進行親電加成反應，然后脫保護后得到式V化合 物3α-羥基-6-亞乙基-7-酮-5β_膽烷酸-24-甲酯，
[0027] 式IV化合物與三聚乙醛和三氟化硼乙醚在-35~0°C下進行親電加成反應，反應后 加入四丁基氟化銨于〇~30 °C下進行脫保護反應，得到式V化合物。
[0028]在親電加成反應中，使用三聚乙醛作為乙醛前體加入反應，三聚乙醛穩(wěn)定，它在強 酸性條件下解聚為乙醛，此反應中三氟化硼乙醚即為強Lewi s酸，可使反應中生成乙醛，從 而避免了乙醛保存困難，純度不高的問題?；衔铮╒)的合成是制備奧貝膽酸的關(guān)鍵一步， 6位碳負離子進攻乙醛上的帶正電的碳，反應中讓乙醛上的氧去進攻帶正電的基團，從而脫 去一分子水，生成雙鍵，所以需要Lewis酸參與反應已提供正電基團。故選擇合適的Lewis酸 對提高化合物（V)的產(chǎn)率十分重要。
[0029] 該反應中所使用的Lewis酸可選自氯化鋁、氯化鐵或三氟化硼乙醚，但實驗發(fā)現(xiàn)， 采用三氟化硼乙醚做Lewis酸時，可以得到較高的產(chǎn)率。基于三氟化硼乙醚的特性，在具體 使用時應確保在無水條件進行。
[0030] 該親電加成反應的溶劑可選用二氯甲烷。
[0031] 在本步驟中，式IV化合物與三聚乙醛、三氟化硼乙醚和四丁基氟化銨的摩爾比為 1:4~6:3~5:0.5~2 〇
[0032] 步驟(4)，式V化合物進行催化加氫，最后進行還原和水解反應得到式VI化合物奧 貝膽酸，
[0034]式V化合物在鈀碳催化下進行加氫反應，反應溫度為20~30°C，反應溶劑可選用冰 醋酸;加氫反應后在還原劑的作用下于20~30°C進行還原反應，最后加入氫氧化鈉于90~ 110 °C下進行水解反應，得到奧貝膽酸。
[0035] 式V化合物在完成催化加氫的步驟之后，需要對7位羰基進行選擇性的還原，因此 選擇合適的還原試劑很關(guān)鍵，還原劑可采用硼氫化鈉、硼氫化鉀、氯化亞錫或氫化鋁鋰，實 驗發(fā)現(xiàn)，當還原劑采用硼氫化鈉時可以達到較高的還原效果。式V化合物與還原劑的摩爾比 為1:5~8，實驗發(fā)現(xiàn)當摩爾比為1:6時可以達到最佳的收率。
[0036] 本發(fā)明以鵝去氧膽酸為原料，經(jīng)氧化、酯化、親電加成、催化加氫、還原水解5步反 應得到6-乙基鵝去氧膽酸（奧貝膽酸），總收率達40%。其結(jié)構(gòu)經(jīng) 1HNMR、MS分析測試技術(shù)確 認。此方法有以下特點：
[0037] (1)不使用LDA等危險物質(zhì)，反應條件溫和，改良了文獻中的低溫環(huán)境，且除加氫外 都可在常壓下進行，操作簡便，設(shè)備要求低，適合實驗室制備和工業(yè)化生產(chǎn)；
[0038] (2)用三聚乙醛作為乙醛前體，解決了乙醛純度不高，不易保存的問題；
[0039] (3)每步反應產(chǎn)物的分離純化較簡便，單步產(chǎn)率與總產(chǎn)率均較高；
[0040] (4)反應所需原料都可由工業(yè)化生產(chǎn)，價格低廉易獲得。
【具體實施方式】
[0041] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于下述各 實施例。
[0042]試劑與儀器
[0043]鵝去氧膽酸(98%，湖北遠成賽創(chuàng)科技有限公司）；叔丁基二甲基氯硅烷、咪唑、四 丁基氟化銨、三聚乙醛(GC，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）；N_溴代琥珀酰亞胺、四氫 呋喃、三乙胺(AR，成都市科龍化工試劑廠）；三氟化硼乙醚(CP，成都市科龍化工試劑廠）；硼 氫化鈉，硫酸，鹽酸，10 % (質(zhì)量分數(shù))鈀碳，其余試劑均為AR。
[0044] X-5顯微熔點測定儀(控溫型）（南京嘉美倫科學儀器有限公司），未經(jīng)校正。Bruker Avance ΙΠ (500ΜΗζ)核磁共振波譜儀（德國Burker公司）；Finnigan TSQ Quantum ultra AM 質(zhì)譜儀(美國Finnigan公司）。
[0045] 實施例1、13α-羥基-7-酮-5β_膽烷酸-24-甲酯（ΙΠ )的合成
[0046] 取2g(5. lmmol)鸛去氧膽酸（I)，1.3g(7.3mmol)N-溴代琥?自酰亞胺于100mL單口圓 底燒瓶中，加入48mL丙酮-水(3:1，體積比），室溫下攪拌反應4h，經(jīng)TLC檢測反應完畢。向燒 瓶中加入1 OmL 20 % (質(zhì)量分數(shù))亞硫酸氫鈉，蒸干丙酮，然后用5mL鹽酸溶液(5 % )酸化，待 固體析出后過濾，濾渣水洗至中性，干燥，用無水乙醇重結(jié)晶后再干燥，得白色固體1.84g。
[0047] 取所得白色固體于150mL單口圓底燒瓶中，加入60mL甲醇，加熱至60°C，滴加 lmL 98 %濃硫酸，回流攪拌反應12h，經(jīng)TLC檢測反應完畢，加入2g碳酸氫鈉，待無氣泡生成后，過 濾除去過量碳酸氫鈉，將濾液旋蒸除去大部分甲醇，剩余液體用乙酸乙酯萃取，蒸干乙酸乙 酯，得到白色固體 1 · 66g即為化合物（ΙΠ )，產(chǎn)率91 %。4 NMR(CDC13，500MHz)δ : 〇 · 65(3H，s， 18-CH3)，0.80(3H，s，19-CH3)，0.95(3H，s，21-CH3)，3.57(lH，m，3-CH)3.65(3H，s，-C〇2CH 3)〇
[0048] 在本例的氧化反應中，分別采用NBS、PCC、三氧化鉻、DMSO/草酰氯、高錳酸鉀為氧 化劑，氧化劑的用量均為化合物(I)物質(zhì)的量的1.5倍，其他條件與本例相同，考察不同氧化 劑對產(chǎn)物的影響，結(jié)果見表1。
[0049] 表 1
[00511 實施例2、3α，7_二(叔丁基二甲硅氧基)-6_烯-5β_膽烷酸-24-甲酯(IV)的合成
[0052] 取5g(12.4mmo 1)化合物（ΙΠ )于150mL單口圓底燒瓶中，加入25mL干燥的四氫呋喃 并溶解，取4. lg(27.3_〇1)叔丁基二甲基氯硅烷和2g(29.8_〇1)咪唑緩緩加入到不斷攪拌 的溶液中，〇.5h后取10mL三乙胺緩緩加入該溶液，待全部加入后室溫下攪拌4h，經(jīng)TLC檢測 反應完畢。向溶液中加入25mL碳酸氫鈉飽和溶液，待溶液溫度回至室溫后，用乙酸乙酯萃取 有機相，飽和鹽水洗滌后，無水硫酸鈉干燥，旋蒸得到棕色油狀固體6.63g即為化合物(IV)， 產(chǎn)率84%,Η 匪R(CDCl3,500MHz)δ:0~0·2(12H，m，3,7-0Si(t-Bu)Me2)，0·66(3H，s，18-CH3)，0·70(3H，s，19-CH3)，0·92(3H，s，21-CH3)，3·50(lH，m，3-CH)3·68(3H，s，-C02CH3)，4·70 (lH，dd，6-CH)。
[0053] 在本例反應中，分別采用吡啶、三乙胺、N，N-二甲基苯胺、三乙醇胺、N，N-二甲基甲 酰胺為縛酸劑，縛酸劑的用量均為化合物（ΙΠ )物質(zhì)的量的2倍，其他條件與本例反應相同， 考察不同縛酸劑對產(chǎn)物的影響，結(jié)果見表2。
[0054] 表 2
[0056] 在本例反應中，調(diào)整三乙胺與式III化合物的摩爾用量比例，其他條件與本例反應 相同，其對產(chǎn)生的影響見表3。
[0057] 表 3
[0059] 在本例反應中，調(diào)整叔丁基二甲基氯硅烷與式III化合物的摩爾用量比例，其他條 件與本例反應相同，其對產(chǎn)生的影響見表4。
[0060] 表 4
[0062] 實施例3、3α-羥基-6-亞乙基-7-酮-5β_膽烷酸-24-甲酯（V)的合成
[0063] 取12.7g(23.2mmol)化合物(IV)和二氯甲烷(20mL)于150mL單口圓底燒瓶中，降溫 至-30°C，加入1.711^(0.121111〇1)三聚乙醛不斷攪拌，攪拌中緩慢滴加2.21^(0.09111〇1)三氟 化硼乙醚，攪拌下反應lh后可升溫至0°C。然后向溶液中加入二氯甲烷20mL，攪拌過夜，經(jīng) TLC檢測反應完畢，向溶液中加入6.5g( 25mmol)四丁基氟化銨，攪拌lh后向溶液中加入50mL 碳酸氫鈉飽和溶液后靜置，用二氯甲烷萃取有機相，飽和鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減壓 蒸餾，用快速柱層析（石油醚：乙酸乙酯= 7:3，v/v)分離得到白色固體6.7g即為化合物 (V)，產(chǎn)率67%</H NMR(CDC13,500MHz)S:0.64(3H，s，18-CH3)，0.91(3H，s，19-CH 3)，0.99 (3H，s，2hCH3)，1.71(3H，d，2'-CH3)，2.77(lH，dd，8-CH)，3.65(3H，s，-C〇2CH 3)6.21(lH，dd， 1，-CH)〇
[0064] 在本例中，分別采用氯化鋁、氯化鐵、氯化鋅和三氟化硼乙醚作為Lewis酸，其用量 均為式IV化合物摩爾量的4倍，其他條件保持不變，測試其對化合物V產(chǎn)率的影響，結(jié)果見表 5〇
[0065] 表 5
[0067]實施例4、6_乙基鵝去氧膽酸(VI)的合成
[0068] 取3.0g(6.97mmol)化合物（V)于500mL高壓反應釜中，加入150mL冰醋酸溶解后投 入〇.5g鈀碳，抽出容器中的空氣后通入氫氣置換2次，再通氫氣至2atm，攪拌下反應12h。反 應停止后過濾除去鈀碳，將溶液濃縮，將混合液溶于水和乙酸乙酯的混合物中，用飽和碳酸 氫鈉溶液洗滌，水相用乙酸乙酯萃取，兩有機相混合后飽和鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，減 壓蒸餾。
[0069]將產(chǎn)物溶于50mL甲醇中，加入1.5g硼氫化鈉，室溫下攪拌2h，加入醋酸停止反應， 乙酸乙酯萃取產(chǎn)物后，洗滌，干燥，減壓蒸餾濃縮，快速柱層析(石油醚：乙酸乙酯= 1:1，v/ v)分離得到棕色粘稠狀固體2.53g。
[0070] 將所得產(chǎn)物溶于20mL甲醇中，加入0.5g氫氧化鈉和5mL水，攪拌回流反應5h，將溶 液濃縮后，緩緩加入5 %的鹽酸酸化，待固體析出后過濾，濾餅用水洗滌至中性，干燥后用乙 酸乙酯重結(jié)晶，得到白色固體2.45g，產(chǎn)率83%。]?4.108~ΙΙΟΓ; 1!! NMR(CDC13,500MHz)S: 0.56(3H，s，18-CH3)，0.72(3H，t，6-CH2CH 3)，2.20(2H，m，23-CH2)，3· ll(lH，m，7-CH)3.44
[0071] 在還原反應中分別采用6倍式V化合物摩爾量的硼氫化鈉、硼氫化鉀、氫化鋁鋰和 氯化亞錫為還原劑，其他條件采用本例同樣的方法進行制備式VI化合物的反應，分對式VI 化合物的收率如表6所示。
[0072] 表 6
[0074] 在還原反應中采用硼氫化鈉為還原劑，分別調(diào)整硼氫化鈉與式V化合物的摩爾比， 其他條件采用本例同樣的方法進行制備式VI化合物的反應，分對式VI化合物的收率如表7 所示。
[0075] 表 7
【主權(quán)項】
1. 一種奧貝膽酸的合成方法，其特征在于它包括如下步驟： (1) 鵝去氧膽酸與氧化劑進行氧化反應得到化合物（n)，再進行酯化反應制備式in化 合物3a-羧基-7酮-5M旦留烷-24-酸甲酯； (2) 用叔丁基二甲基氯硅烷對式III化合物環(huán)上的羥基和羰基進行保護得到式IV化合 物； (3) 式IV化合物與三聚乙醛進行親電加成反應，然后脫保護后得到式V化合物3a_羥基-6-亞乙基-7-酮-5f3-膽烷酸-24-甲酯； (4) 式V化合物進行催化加氫，最后進行還原和水解反應得到式VI化合物奧貝膽酸；2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟（1)中，所述氧化劑選自NBS、PCC、三 氧化鉻中的一種或幾種，優(yōu)選NBS;氧化反應的溫度為20~30°C。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟（1)中，鵝去氧膽酸與氧化劑的摩爾 比為1:1~2,優(yōu)選1:1.5。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟（1)中，酯化反應中式II化合物與甲 醇進行酯化反應，反應中加入硫酸，反應溫度為55~65 °C。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(2)中，式III化合物與叔丁基二甲基 氯硅烷和咪唑在縛酸劑的作用下進行反應。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于在步驟(2)中，反應溫度為20~30°C;所述縛 酸劑選用吡啶、三乙胺、三乙醇胺、N，N-二甲基苯胺或N，N-二甲基甲酰胺，優(yōu)選三乙胺。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于在步驟(2)中，縛酸劑與化合物III的摩爾用 量比為1.6~2.5:1，優(yōu)選2:1;式III化合物與叔丁基二甲基氯硅烷的摩爾比為1:1.5~3.5， 優(yōu)選1:2~3。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟（3)中，式IV化合物與三聚乙醛和三 氟化硼乙醚在-35~0°C下進行親電加成反應，反應后加入四丁基氟化銨于0~30°C下進行 脫保護反應，得到式V化合物。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在步驟(4)中，式V化合物在鈀碳催化下進行 加氫反應，加氫反應后在還原劑的作用下進行還原反應，最后加入氫氧化鈉進行水解反應， 得到奧貝膽酸。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在步驟(4)中，加氫反應溫度為20~30°C; 還原劑選自硼氫化鈉、硼氫化鉀、氯化亞錫或氫化鋁鋰，優(yōu)選硼氫化鈉，還原反應溫度為20 ~30°C，式V化合物與還原劑的摩爾比為1:5~8，優(yōu)選1:6;水解反應溫度為90~110°C。
【文檔編號】C07J9/00GK106046095SQ201610394654
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】姚繹炎, 杜楊
【申請人】南京理工大學