CN102675393A - 制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,以雌酚酮为原料,依次通过醚化反应、缩酮反应、伯奇还原反应、水解反应得到19-去甲-4-雄烯二酮,反应式如下:

Description

制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法
技术领域
本发明涉及一种化学品的制备方法,具体涉及一种制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法。
背景技术
19-去甲-4-雄烯二酮是一种非常重要的医药中间体,可用于合成炔诺酮、诺龙苯丙酸酯等多种药物。炔诺酮用于功能性子宫出血症、痛经、月经不调、子宫内膜异位症及不育症等;诺龙苯丙酸酯用于营养不良,手术后及慢性消耗性疾病的复原。
19-去甲-4-雄烯二酮的结构式为:
Figure BDA0000151399850000011
现有技术中,19-去甲-4-雄烯二酮主要是通过脱羧反应制备,《全国原料药工艺汇编》收录了酸性脱羧和碱性脱羧这两种常用的方法,即以铬酸-硫酸为氧化剂,将4-雄甾烯-19-甲醇-3,17-二酮转化成4-雄甾烯-19-羧基-3,17-二酮,羧基物在乙醇-盐酸溶液中加热酸性脱羧,或者在吡啶中加热碱性脱羧,以60%左右的收率得到19-去甲-4-雄烯二酮粗品。另外,也有报道可以通过加成反应、脱羧氧化物提纯、碱脱反应,以50%左右的收率制备19-去甲-4-雄烯二酮。但是,这些原有的制备工艺底物转化低不高,总收率低,导致19-去甲-4-雄烯二酮的工业化生产效率低。
另外,现有技术中酚基甲醚化主要采用硫酸二甲酯或碘甲烷为甲醚化试剂,此工艺虽然收率高,一般在94%以上,但硫酸二甲酯或碘甲烷为高毒致癌醚化试,对人体损害大,对环境污染严重。有研究人员尝试用无毒的碳酸二甲酯替代,以18-冠醚为溶剂,但收率只有65%。有人用碳酸二甲酯替代时,发现以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,1,1,3,3-四甲基胍为碱,收率在96%左右,但1,1,3,3-四甲基胍价格昂贵,生产成本高。
现有技术的制备例如下:
比较例1
往500ml反应瓶中加入二氯甲烷100ml,再加入雌酚酮5.4g,TBAB0.24g,碘甲烷6ml,加入10%NaOH100ml,60℃反应4小时,二氯甲烷萃取水相,无水硫酸钠干燥,旋干得白色粉末5.8g,收率105%,HPLC含量90%。
比较例2
往250ml反应瓶中加入雌酚酮27g,碳酸钾20.7g,在室温下先加入18-冠-6-醚2.4g,再加入碳酸二甲酯33g,于100℃反应8小时;反应结束,加入适量水,用乙醚提取数次,合并有机相,回收溶剂后,析出固体,于60℃减压干燥,得到醚化物,收65%,HPLC含量98%。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,它可以提高收率。
为解决上述技术问题,本发明制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法的技术解决方案为:
本发明制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,以雌酚酮为原料,依次通过醚化反应、缩酮反应、Birch反应(伯奇还原反应)、水解反应得到19-去甲-4-雄烯二酮,反应式如下:
具体步骤如下:
第一步,醚化反应;在反应瓶中加入雌酚酮、无机碱、反应溶剂、甲醚化试剂,加热,在100~150℃的温度下使其进行醚化反应;反应结束后,倒入冰水水析,抽滤得到醚化物粗品;
甲醚化试剂可以是无毒的碳酸二甲酯;
无机碱可以是碳酸钾、碳酸钠、磷酸钾、磷酸钠、氢氧化物中的一种;
反应溶剂可以是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、环丁砜中的一种;
雌酚酮、无机碱、甲醚化试剂的质量比在1∶1∶3~1∶3∶6之间;
反应浓度在0.1~1mol/L之间;
第二步,缩酮反应;在反应瓶中加入乙二醇、原甲酸三乙酯、三氟化硼乙醚,搅拌;再加入醚化物粗品的二氯甲烷的溶液,使其进行缩酮反应;反应结束后加入三乙胺,减压浓缩至无馏分蒸出,倒入冰水水析;
乙二醇、原甲酸三乙酯、三氟化硼乙醚、二氯甲烷、三乙胺的体积比为1∶1∶∶0.01∶1∶0.1~1∶1.5∶0.02∶3∶0.2;醚化物粗品的二氯甲烷溶液浓度在0.1~0.5mol/L之间;
缩酮反应的反应温度为20~40℃;
第三步,Birch反应;将金属锂粒加入液氨中,搅拌30分钟,加入缩酮粗品和四氢呋喃的混合液,使其进行Birch反应;反应结束时缓慢滴加无水乙醇,继续搅拌60分钟,再加入醋酸水溶液;用二氯甲烷提取,水洗至中性,再用饱和食盐水洗涤,干燥,减压回收溶剂;
液氨、四氢呋喃、无水乙醇、醋酸水溶液、二氯甲烷的体积比为1∶0.5∶1∶1∶2~1∶1∶2∶2∶5;缩酮粗品与金属锂的质量比为1∶1.5~1∶0.5;缩酮粗品和四氢呋喃的混合液的浓度为0.1~0.5mol/L;
Birch反应的反应温度为-78~-40℃之间;
第四步,水解反应;在反应瓶中加入Birch产物粗品、甲醇、盐酸溶液,反应2~3小时,冷却至室温;加入氢氧化钠溶液调PH值至中性;减压回收溶剂,倒入冰水水析;
甲醇、盐酸溶液、氢氧化钠溶液体积比为2∶1∶1~4∶1∶1;盐酸溶液、氢氧化钠溶液的浓度为2~5mol/L。
本发明可以达到的技术效果是:
不同于传统的脱羧制备工艺,本发明以雌酚酮为原料,通过改良的醚化反应保护羟基,缩酮反应保护羰基后,进行Birch反应,Birch产物在醇中酸解,即可得到19-去甲-4-雄烯二酮。
本发明对传统的酚基甲醚化工艺进行改良,用无毒的碳酸二甲酯代替传统的高毒致癌醚化试剂硫酸二甲酯、碘甲烷,并且采用廉价的碳酸钾作为碱,降低了生产成本,不但环境友好,而且收率极高,在97%以上。
本发明每步的收率都在94%以上,总收率在80~86%之间,与传统的脱羧工艺相比,本发明的产率提高了20%左右,粗产品的HPLC含量高达97%,适合规模化工业生产。
本发明具有原料转化率高,副产物少,产品纯度高等诸多优点。
具体实施方式
下面结合实施例,更具体地说明本发明的内容,本发明的应用并不局限于下面的实施例,对本发明所做的任何形式上的变通都将落入本发明保护范围。
具体步骤如下:
第一步,醚化反应;在反应瓶中加入雌酚酮、碳酸钾、高沸点极性溶剂(N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺其中一种)、碳酸二甲酯,加热,在100~150℃的温度下醚化反应10~24小时;反应结束后,倒入冰水水析,抽滤得到醚化物粗品;
醚化反应的反应式如下:
Figure BDA0000151399850000051
其中,雌酚酮、碳酸钾、碳酸二甲酯的质量比在1∶1∶3~1∶3∶6之间;
反应浓度(即雌酚酮在高沸点极性溶剂中的浓度)在0.1~1mol/L之间;
反应温度最好为100~130℃;
其中,N,N-二甲基甲酰胺是最合适的溶剂,底物转化在99%以上,产品HPLC含量在98%以上。
第二步,缩酮反应;在反应瓶中加入乙二醇、原甲酸三乙酯、三氟化硼乙醚,10~30℃的温度下搅拌15分钟;再加入第一步得到的醚化物粗品的二氯甲烷溶液,于10~30℃的温度下进行缩酮反应2~5小时;缩酮反应结束后加入三乙胺,搅拌10分钟;减压浓缩至无馏分蒸出,倒入冰水水析,抽滤得到缩酮粗品;
此缩酮反应的收率也极高,底物转化在98%以上,产品HPLC含量在98%以上。
缩酮反应的反应式如下:
Figure BDA0000151399850000061
乙二醇、原甲酸三乙酯、三氟化硼乙醚、二氯甲烷、三乙胺的体积比为1∶1∶∶0.01∶1∶0.1~1∶1.5∶0.02∶3∶0.2;
醚化物粗品的二氯甲烷溶液浓度在0.1~0.5mol/L之间;
第三步,Birch反应;将金属锂粒加入液氨中,搅拌30分钟,滴加第二步得到的缩酮粗品和四氢呋喃的混合液,于-40~-50℃进行Birch反应6~12小时;反应结束时缓慢滴加无水乙醇,继续搅拌60分钟,再加入醋酸水溶液;用二氯甲烷提取,水洗至中性,再用饱和食盐水洗涤,干燥,减压回收溶,得到Biirch产物粗品;
Birch反应的收率很高,底物转化在99%以上,产品HPLC含量在94%以上。
Birch反应的反应式如下:
Figure BDA0000151399850000071
缩酮粗品与金属锂的质量比在1∶1.5~1∶0.5之间;
缩酮粗品和四氢呋喃的混合液的浓度在0.1~0.5mol/L之间;
液氨、四氢呋喃、无水乙醇、醋酸水溶液、二氯甲烷的体积比为1∶0.5∶1∶1∶2~1∶1∶2∶2∶5;
醋酸水溶液的浓度在5~15%(质量比)之间;
Birch反应的反应温度可以在-78~-40℃之间;
第四步,水解反应;在反应瓶中加入第三步得到的Birch产物粗品、甲醇、盐酸溶液,在65℃反应2~3小时,冷却至室温;加入氢氧化钠溶液调PH值至中性;减压回收溶剂,倒入冰水水析,抽滤得到醚化物粗品;
此水解反应的收率颇高,底物转化在96%以上,产品HPLC含量在98%以上;
水解反应的反应式如下:
Figure BDA0000151399850000072
甲醇、盐酸溶液、氢氧化钠溶液体积比为2∶1∶1~4∶1∶1;
盐酸溶液和氢氧化钠溶液的浓度为2~5mol/L之间;
Birch产物粗品的甲醇溶液浓度在0.1~0.5mol/L之间。
本发明以雌酚酮为原料,经四步反应,以80%以上总收率得到高纯度的19-去甲-4-雄烯二酮。与现有的通过脱羧反应工艺相比,本发明的产率提高了20%左右,粗产品的纯度也更高。
本发明优化了现有的酚基甲醚工艺,以无毒的碳酸二甲酯为甲醚化试剂,以无机碱碳酸钾为碱,对一系列高沸点溶剂筛选后,发现以N,N-二甲基甲酰胺代替原有工艺中的18-冠醚,可使产率有原来的65%提高到97%以上。
实施例1
第一步,在250ml反应瓶中加入雌酚酮10g,碳酸钾15g,在室温下先加入溶剂N,N-二甲基甲酰胺100ml,再加入碳酸二甲酯50ml,于130℃反应16小时;反应结束,倒入冰水中搅拌一小时,过滤,水洗,于60℃减压干燥,得到醚化物,收率104%,HPLC含量98%;
第二步,在干燥的250ml反应瓶中加入乙二醇20ml,原甲酸三乙酯25ml,三氟化硼乙醚0.2ml,25℃搅拌15分钟,再加入醚化物10g,二氯甲烷40ml,25℃缩酮反应5小时;TLC(薄层色谱法)检测无原料点,加入三乙胺,搅拌10分钟;减压浓缩至无馏分蒸出,倒入冰水中搅拌一小时,过滤,水洗,于60℃减压干燥,得到缩酮产物,收率111%,HPLC含量98%。
第三步,-78℃下,在干燥的1000mL反应瓶中收集经氢氧化钠干燥后的液氨200mL,温度上升到-50℃时于搅拌下加入金属锂粒10g,控制温度在-40℃至-50℃之间,搅拌30分钟,反应体系呈金黄色,加入缩酮10g和四氢呋喃200ml的混合液,于-40℃至-50℃反应6~12小时;缓慢滴加无水乙醇200ml,继续搅拌60分钟,直至反应体系呈白色;再加入醋酸40ml和水250ml的混合液;用二氯甲烷提取,水洗至中性,再用饱和食盐水洗涤,干燥,减压回收溶剂,于60℃减压干燥Birch产物,收率99%,HPLC含量94%;
第四步,在500mL反应瓶中加入Birch产物,甲醇100ml,盐酸溶液(3N)30ml,在65℃反应2~3小时,TLC检测无原料点,冷却至室温,加入氢氧化钠溶液(3N)调PH值至中性;减压回收溶剂,倒入冰水中搅拌一小时,过滤,水洗,于60℃减压干燥,得到19去甲基二酮粗产物,收率80%,HPLC含量98%。
实施例2
第一步,在250ml反应瓶中加入雌酚酮10g,碳酸钾20g,在室温下先加入溶剂N,N-二甲基乙酰胺100ml,再加入碳酸二甲酯50ml,于100℃反应16小时;反应结束,倒入冰水中搅拌一小时,过滤,水洗,于60℃减压干燥,得到醚化物,收率103%,HPLC含量86%。

Claims (10)

1.一种制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于:以雌酚酮为原料,依次通过醚化反应、缩酮反应、伯奇还原反应、水解反应得到19-去甲-4-雄烯二酮,反应式如下:
Figure FDA0000151399840000011
2.根据权利要求1所述的制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
第一步,醚化反应;在反应瓶中加入雌酚酮、无机碱、反应溶剂、甲醚化试剂,加热,在100~150℃的温度下使其进行醚化反应;反应结束后,倒入冰水水析,抽滤得到醚化物粗品;
第二步,缩酮反应;在反应瓶中加入乙二醇、原甲酸三乙酯、三氟化硼乙醚,搅拌;再加入醚化物粗品的二氯甲烷溶液,使其进行缩酮反应;反应结束后加入三乙胺,减压浓缩至无馏分蒸出,倒入冰水水析;
第三步,伯奇还原反应;将金属锂粒加入液氨中,搅拌30分钟,加入缩酮粗品和四氢呋喃的混合液,使其进行伯奇还原反应;反应结束时缓慢滴加无水乙醇,继续搅拌60分钟,再加入醋酸水溶液;用二氯甲烷提取,水洗至中性,再用饱和食盐水洗涤,干燥,减压回收溶剂; 
第四步,水解反应;在反应瓶中加入伯奇还原产物粗品、甲醇、盐酸溶液,反应2~3小时,冷却至室温;加入氢氧化钠溶液调PH值至中性;减压回收溶剂,倒入冰水水析。
3.根据权利要求2所述的制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于,所述第一步中,甲醚化试剂是碳酸二甲酯;无机碱是碳酸钾、碳酸钠、磷酸钾、磷酸钠、氢氧化物中的一种;反应溶剂是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、环丁砜中的-种。
4.根据权利要求2所述的制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于,所述第一步中,雌酚酮、无机碱、甲醚化试剂的质量比为1∶1∶3~1∶3∶6。
5.根据权利要求2所述的制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于,所述第一步中,反应浓度为0.1~1mol/L。
6.根据权利要求2所述的制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于,所述第二步中,乙二醇、原甲酸三乙酯、三氟化硼乙醚、二氯甲烷、三乙胺的体积比为1∶1∶∶0.01∶1∶0.1~1∶1.5∶0.02∶3∶0.2;醚化物粗品的二氯甲烷溶液浓度在0.1~0.5mol/L之间。
7.根据权利要求2所述的制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于,所述第二步中,缩酮反应的反应温度为20~40℃。
8.根据权利要求2所述的制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于,所述第三步中,伯奇还原反应的反应温度为-78~-40℃。
9.根据权利要求2所述的制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于,所述第三步中,液氨、四氢呋喃、无水乙醇、醋酸水溶液、二氯甲 烷的体积比为1∶0.5∶1∶1∶2~1∶1∶2∶2∶5;缩酮粗品与金属锂的质量比为1∶1.5~1∶0.5;缩酮粗品和四氢呋喃的混合液的浓度为0.1~0.5mol/L。
10.根据权利要求2所述的制备19-去甲-4-雄烯二酮的方法,其特征在于,所述第四步中,甲醇、盐酸溶液、氢氧化钠溶液体积比为2∶1∶1~4∶1∶1;盐酸溶液、氢氧化钠溶液的浓度为2~5mol/L。 
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