一种甾醇化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成领域,特别是涉及一种甾醇化合物的制备方法。
背景技术
甾醇化合物反式去氢表雄酮是一种中药品种的主要成分之一,而从天然产物中获得该化合物的途经有限,不能满足生产需求,通过对其非对映异构体进行构型翻转从而得到该化合物是目前解决其生产需求的主要工艺途经,如下式所示:
目前采用的工艺存在许多缺点,包括污染严重、纯化困难、收率低下等,所以有必要寻求一种新的合成方法,以期获得更佳的经济效益。
发明内容
为了解决以上工艺中存在的不足,本发明在进行相关文献调研和大量实验探索及验证的基础上,针对目前工艺不足之处,提供一种甾醇化合物(包括反式去氢表雄酮)的制备方法。所述甾醇化合物的制备方法通过化学反应得到羟基构型翻转的芳基酸酯;再水解芳基酸酯得到目标化合物,具体包括如下步骤:
1)以化合物A1为原料,与芳基甲酸进行酯化反应,得化合物A2,反应通式如下:
2)化合物A2水解得到化合物A3,反应通式如下:
优选的,所述步骤(1)中,化合物A1选自各种含羟基的甾体化合物。
更优选的,所述含羟基的甾体化合物选自去氢表雄酮、反式去氢表雄酮,反式雌二醇、7α-烯丙基雄甾-4-烯-17α-醇、双氢睾酮、3β,5α-孕烷醇酮、3β,5β-孕烷醇酮、3α,5β-孕烷醇酮、7α-烯丙基-3-氧代雄甾-1,4-二烯-17α-醇、表雄酮等中的一种。
所述去氢表雄酮的反应步骤如下:
所述反式去氢表雄酮的反应步骤如下:
所述7α-烯丙基雄甾-4-烯-17α-醇的反应步骤如下:
所述双氢睾酮的反应步骤如下:
所述3β,5α-孕烷醇酮的反应步骤如下:
所述3β,5β-孕烷醇酮的反应步骤如下:
所述3α,5β-孕烷醇酮的反应步骤如下:
所述7α-烯丙基-3-氧代雄甾-1,4-二烯-17α-醇的反应步骤如下:
优选的,所述步骤(1)中,芳基甲酸选自苯甲酸衍生物中的一种。
优选的,所述步骤(1)中,芳基甲酸选自对硝基苯甲酸、3-甲基-2-硝基苯甲酸、苯甲酸、3-甲氧基苯甲酸、2-甲氧基苯甲酸、2-甲基苯甲酸、对甲基苯甲酸中的一种。
更优选的,所述步骤(1)中,芳基甲酸选自对硝基苯甲酸。
优选的,所述步骤(1)中,所述酯化反应的反应条件为在DIAD(偶氮二甲酸二异丙酯)和TPP(三苯基膦)的作用下发生酯化反应(Mitsunobu酯化反应)。
更优选的,所述步骤(1)中,芳基甲酸的当量为1.0-4.0eq。进一步优选的,芳基甲酸的当量为1.5-2.5eq。
更优选的,所述步骤(1)中,DIAD的当量为1.0-4.0eq,TPP的当量为1.0-4.0eq,反应温度为20-60℃,反应时间为2-8小时。
进一步优选的,DIAD的当量为1.5-2.5eq,TPP的当量为1.5-2.5eq,反应温度为室温,反应时间为3-5小时左右。
所述具体指所投物料与化合物A1的质量比。
所述步骤(1)中加料时,先将化合物A1、芳基甲酸和TPP混合后加入溶剂,再在低温和氮气保护下缓慢滴加DIAD。
优选的,所述步骤(1)中,反应溶剂选自非质子性溶剂。
更优选的,所述步骤(1)中,反应溶剂选自甲苯、THF(四氢呋喃)、DME等非质子性溶剂中的一种或多种的组合。
优选的,所述步骤(2)中,水解条件为碱性水解。
优选的,所述步骤(2)中,水解条件具体为:在强碱存在的条件下加热水解。
进一步优选的,所述步骤(2)中,强碱选自NaOH、KOH和LiOH等一元强碱中的一种或多种的组合。
进一步优选的,所述步骤(2)中,NaOH的当量为1.0-4.0eq,反应温度为20-80℃,反应时间为1-8小时。
进一步优选的,所述步骤(2)中,NaOH的当量为2.0-4.0eq,反应温度为60-80℃,反应时间为1.5-2.5小时。
所述具体指所投物料与化合物A2的质量比。
优选的,所述步骤(2)中,反应溶剂为质子性溶剂。
更优选的,所述步骤(2)中,反应溶剂为甲醇或乙醇等质子性溶剂中的一种或多种的组合。
本发明所提供的一种甾醇化合物的制备方法革除了使用吡啶作为溶剂这一弊端并消除了反应的副产物,同时大大优化了产品的纯化手段,提高了产品的收率。
附图说明
图1显示为本发明实施例9所得产物的核磁鉴定结果示意图。
图2显示为本发明实施例14所得产物的核磁鉴定结果示意图。
图3显示为本发明实施例14所得产物与原料的混合LC-MS结果示意图。
图4显示为本发明实施例14所得产物LC-MS结果示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知,下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置;所有压力值和范围都是指绝对压力。
此外应理解,本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤,除非另有说明;还应理解,本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置,除非另有说明。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
将去氢表雄酮(2.0g,6.9mmol),三苯基膦(3.6g,13.7mmol)和苯甲酸(1.7g,13.9mmol)加入30mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(2.7mL,13.8mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率58%。产物的核磁鉴定结果如下:1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ5.40(d,1H,J=5.2Hz),3.58(m,1H),1.04(s,3H),0.90(s,3H);13C-NMR:(100MHz,CDCl3)δ212.4,82.0,54.1,51.0,46.9,44.9,43.2,38.8,38.3,36.9,35.9,35.6,31.5,30.7,29.0,23.6,21.2,11.7,11.4。
实施例2
将反式去氢表雄酮(2.0g,6.9mmol),三苯基膦(3.6g,13.7mmol)和对硝基苯甲酸(2.3g,13.8mmol)加入30mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(2.7mL,13.8mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率66%。产物的核磁鉴定结果如下:1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ5.40(d,1H,J=5.2Hz),3.54(m,1H),1.04(s,3H),0.90(s,3H);13C-NMR:(100MHz,CDCl3)δ212.4,82.0,54.1,51.0,46.9,44.9,43.2,38.8,38.3,36.9,35.9,35.6,31.5,30.7,29.0,23.6,21.2,11.7,11.4。
实施例3
将7α-烯丙基雄甾-4-烯-17α-醇(2.2g,6.9mmol),三苯基膦(3.6g,13.7mmol)和对甲基苯甲酸(1.9g,13.9mmol)加入30mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(2.7mL,13.8mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率49%。产物的核磁鉴定结果如下:1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ5.70(m,1H),5.25(dd,1H,J1=2.3Hz,J2=2.3Hz),4.96(m,2H),3.64(dd,1H,J1=8.6Hz,J2=8.6Hz),1.04(s,3H),0.77(s,3H);13C-NMR:(100MHz,CDCl3)δ141.1,138.5,121.8,115.5,82.0,47.3,46.3,42.9,38.8,37.9,37.2,36.6,36.2,35.3,30.4,29.5,25.8,22.8,21.1,19.9,19.3,10.9。
实施例4
将双氢睾酮(2.0g,6.9mmol),三苯基膦(3.6g,13.7mmol)和邻甲基苯甲酸(1.9g,13.9mmol)加入30mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(2.7mL,13.8mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率53%。产物的核磁鉴定结果如下:1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ3.65(m,1H),1.02(s,3H),0.76(s,3H);13C-NMR:(100MHz,CDCl3)δ212.4,82.0,54.1,51.0,46.9,44.9,43.2,38.8,38.3,36.9,35.9,35.6,31.5,30.7,29.0,23.6,21.2,11.7,11.4。
实施例5
将3β,5α-孕烷醇酮(2.2g,6.9mmol),三苯基膦(3.6g,13.7mmol)和邻甲氧基苯甲酸(2.1g,13.8mmol)加入30mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(2.7mL,13.8mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率52%。产物的核磁鉴定结果如下:1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ3.62-3.57(m,1H),2.52(t,1H,J=9.0Hz),2.18-1.97(m,2H),2.11(s,3H),1.83-0.86(m,20H),0.81(s,3H),0.71-0.65(m,1H),0.60(s,3H).13C-NMR:(100MHz,CDCl3)δ210.0,71.5,64.0,56.9,54.4,45.0,44.5,39.3,38.3,37.2,35.7,32.2,31.7,28.8,24.6,23.0,21.5,13.7,12.5。
实施例6
将3β,5β-孕烷醇酮(2.2g,6.9mmol),三苯基膦(3.6g,13.7mmol)和间甲氧基苯甲酸(2.1g,13.8mmol)加入30mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(2.7mL,13.8mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率48%。产物的核磁鉴定结果如下:1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ3.67-3.62(m,1H),2.53(t,1H,J=9.6Hz),2.18-0.96(m,23H),2.11(s,3H),0.92(s,3H),0.59(s,3H).13C-NMR:(100MHz,CDCl3)δ210.0,71.9,64.1,56.9,44.5,42.2,40.6,39.4,36.6,36.0,35.5,34.8,31.8,30.7,27.3,26.6,24.6,23.5,23.1,21.0,13.6。
实施例7
将3α,5β-孕烷醇酮(2.2g,6.9mmol),三苯基膦(3.6g,13.7mmol)和2‐硝基‐3‐甲基苯甲酸(2.5g,13.8mmol)加入30mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(2.7mL,13.8mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率60%。产物的核磁鉴定结果如下:1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ4.12(t,1H,J=2.8Hz),2.53(t,1H,J=9.2Hz),2.20-1.00(m,23H),2.11(s,3H),0.96(s,3H),0.60(s,3H).13C-NMR:(100MHz,CDCl3)δ210.0,67.2,64.1,57.0,44.6,39.9,39.5,36.7,35.8,35.4,33.7,31.8,30.1,28.0,26.7,26.4,24.6,24.1,23.0,21.3,13.7。
实施例8
将7α-烯丙基-3-氧代雄甾-1,4-二烯-17α-醇(2.3g,6.9mmol),三苯基膦(7.2g,27.4mmol)和对硝基苯甲酸(4.6g,27.6mmol)加入30mL四氢呋喃中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(5.5mL,27.6mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率40%。产物的核磁鉴定结果如下:1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ7.06(1H,d,J=10.1Hz),6.23(1H,dd,J1=10.1Hz,J2=1.8Hz),6.06(1H,dd,J1=1.8Hz,J2=1.7Hz),5.64(m,1H),5.05(ddd,1H),5.00(ddd,1H),3.65(dd,1H,J1=8.6Hz,J2=8.6Hz),1.24(s,3H),0.83(s,3H);13C-NMR(100MHz,CDCl3)δ185.9,166.1,155.6,136.7,127.5,126.3,116.9,81.4,45.9,45.2,43.6,43.1,38.2,37.5,36.1,35.4,30.2,29.4,22.9,22.2,19.1,10.9。
实施例9
将表雄酮(2.0g,6.9mmol),三苯基膦(3.6g,13.7mmol)和对硝基苯甲酸(2.3g,13.8mmol)加入30mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(2.7mL,13.8mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,得白色固体,收率66%。所得产物的核磁鉴定结果如图1所示。
如实施例1-9所述,对于不同的芳基甲酸和该甾醇化合物成酯,在这些不同的芳基甲酸中,对硝基苯甲酸与该甾醇化合物成酯的收率最高,不同取代基的芳基甲酸和该甾醇化合物成酯的收率比较如表1所示:
表1
从以上实验结果可以看出,在本项目的酯化阶段,苯甲酸及其相关衍生物都可以与甾醇成酯。其中,对硝基苯甲酸与该甾醇化合物进行酯化反应时反应收率最高且后处理较简便。
实施例10
将表雄酮(2.0g,6.9mmol),三苯基膦和对硝基苯甲酸(2.3g,13.8mmol)加入30mL甲苯或四氢呋喃中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD,反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌4h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,得白色固体。
不同溶剂、DIAD的用量和三苯基膦的用量对反应收率的影响如表2所示。根据实验筛选的结果,以甲苯为溶剂,以2倍当量的DIAD和三苯基膦为添加物作为目前较为合适的反应条件。
表2
溶剂 |
DIAD当量 |
TPP当量 |
产率(%) |
四氢呋喃 |
4.0 |
4.0 |
40 |
四氢呋喃 |
2.0 |
2.0 |
55 |
甲苯 |
2.0 |
2.0 |
66 |
实施例11
将对硝基苯甲酸酯(2.0g,4.5mmol),氢氧化钠(0.7g,17.5mmol)加入50.0mL甲醇中,25℃搅拌12h,取反应悬浊液点板,TLC显示有少量产物生成,大部分原料未反应。
实施例12
将对硝基苯甲酸酯(2.0g,4.5mmol),碳酸钠(1.9g,17.5mmol)加入50.0mL甲醇中,25℃搅拌12h,取反应悬浊液点板,TLC显示有少量产物生成,大部分原料未反应。
实施例13
将对硝基苯甲酸酯(2.0g,4.5mmol),碳酸钾(2.5g,17.5mmol)加入50.0mL甲醇中,25℃搅拌12h,取反应悬浊液点板,TLC显示有少量产物生成,大部分原料未反应。
实施例14
将对硝基苯甲酸酯(2.0g,4.5mmol),氢氧化钠(0.7g,17.5mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,收率90%,m.p.185.3‐186.2℃。核磁鉴定结果如图2所示,1H-NMR:1H-NMR:(400MHz,CDCl3)δ8.31(d,J=8.8Hz),8.21(d,J=8.8Hz),5.3(m,1H),2.42-2.49(m,1H),2.13-0.83(m,22H),0.89(s,6H);13C-NMR:(100MHz,CDCl3)δ220.0,164.0,150.5,136.5,130.6,123.6,72.0,54.5,51.5,47.8,40.6,36.1,35.8,35.0,33.2,32.9,31.5,30.8,28.0,26.2,21.7,20.1,13.8,11.4。原料与水解产物混合LC‐MS如图3所示,水解产物LC‐MS如图4所示。
实施例15
将对硝基苯甲酸酯(2.0g,4.5mmol),氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,收率91%,m.p.185.3‐186.2℃。核磁鉴定结果如图2所示。
实施例16
将对苯甲酸酯(1.8g,4.5mmol),氢氧化钠(0.45g,17.5mmol)加入到50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,取反应悬浊液点板,TLC显示有仍有部分原料未反应。
水解反应不同反应条件的对比结果如表3所示:
表3
碱 |
温度(℃) |
当量 |
反应时间 |
转化率(%) |
产率(%) |
Na2CO3 |
25 |
4.0 |
12h |
- |
trace |
K2CO3 |
25 |
4.0 |
12h |
- |
trace |
NaOH |
25 |
4.0 |
12h |
- |
trace |
NaOH |
60 |
4.0 |
2h |
100 |
90 |
NaOh |
60 |
2.5 |
2h |
100 |
91 |
以对硝基苯甲酸甾醇酯和苯甲酸甾醇酯为原料,分别考察了不同碱、碱的用量、反应温度、反应时间对水解反应的影响,苯甲酸甾醇的水解反应不完全,对硝基苯甲酸甾醇酯在2.5倍当量的氢氧化钠、60℃下反应可以基本水解完全。
实施例17
将去氢表雄酮(2.0g,6.9mmol),三苯基膦(1.8g,6.9mmol)和苯甲酸(0.85g,6.9mmol)加入20mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(1.35mL,6.9mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在室温继续搅拌8h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.22g,5.6mmol)加入50.0mL甲醇中,80℃搅拌1h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率48%。
实施例18
将反式去氢表雄酮(2.0g,6.9mmol),三苯基膦(7.2g,27.4mmol)和对硝基苯甲酸(4.6g,27.6mmol)加入50mL甲苯中,在0℃氮气保护下缓慢滴加DIAD(5.4mL,27.6mmol),反应液变为黄色澄清溶液后在60℃继续搅拌2h。反应液减压浓缩至干,加入30mL甲醇,搅拌15min,过滤,白色固体粗产物用甲醇(20mL×3)洗涤,干燥,将所得白色固体,氢氧化钠(0.45g,11.25mmol)加入50.0mL甲醇中,60℃搅拌2h,反应液变为澄清溶液,减压回收溶剂后粗产物用用去离子水(30mL×3)洗涤得白色固体,干燥,两步反应总收率56%。
综上所述,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。