CN103613628A

CN103613628A - 25-羟基胆固醇的生产方法

Info

Publication number: CN103613628A
Application number: CN201310548668.5A
Authority: CN
Inventors: 陈新志; 赵倩; 计立; 钱国平; 刘建刚; 王子强
Original assignee: ZHEJIANG GARDEN BIOCHEMICAL HIGH-TECH CO LTD; Zhejiang University ZJU
Current assignee: ZHEJIANG GARDEN BIOCHEMICAL HIGH-TECH CO LTD; Zhejiang University ZJU
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: CN103613628B

Abstract

本发明公开了一种25-羟基胆固醇的生产方法，包括以下步骤：1）对24-去氢胆固醇的3-羟基进行保护，得到酰化24-去氢胆固醇；2）在溶剂中，酰化24-去氢胆固醇、去离子水和卤化试剂于-20～-1℃的温度下反应2～4h；得羟卤化产物；3）将羟卤化产物在碱和林德拉催化剂的催化下与氢气在有机溶剂中进行反应；得25-羟基胆固醇。本发明的25-羟基胆固醇的生产方法，采用林德拉催化剂进行反应，条件较温和，反应时间较短，结果可靠，采用氢气作为氢源，降低生产成本，绿色清洁。

Description

25-羟基胆固醇的生产方法

技术领域

本发明涉及一种生产1,25-(OH)₂D₃的重要中间体----25-羟基胆固醇的生产方法，特别涉及一种催化氢化制备25-羟基胆固醇的方法。

背景技术

维生素D₃属于类甾醇衍生物，对于骨骼的形成有着重要的意义。它可促进钙、磷在肠道内的吸收，确保这两种元素在体液中的含量，促进骨骼的正常钙化。人体缺乏维生素D₃，小儿可出现佝偻病，成人则可出现骨质软化。维生素D₃的抗佝偻病作用主要是通过1,25-(OH)₂D₃来实现的，其生物活性强度是维生素D₃的10000倍。25-羟基胆固醇作为生成1,25-(OH)₂D₃的重要前体，其合成尤为重要。

25-羟基胆固醇的结构式如下述式Ⅰ所示：

目前文献报道的合成方法中，包括以下几类：

1）、羟汞法合成25-羟基胆固醇（C.R.Chimie,6,79-82,2003.）。该方法以24-去氢胆固醇作为原料，采用醋酸汞和水进行羟汞化反应，并在硼氢化钠的氢氧化钠溶液中发生脱汞反应，得到最终产品。羟汞化反应的反应温度为室温，收率为85%，羟汞法涉及到重金属汞，存在毒性，污染大。

2）、采用环氧化再开环的方法进行反应。该方法以24-去氢胆固醇作为起始原料，在间氯过氧苯甲酸作为环氧化试剂、氯仿作为溶剂的条件下进行环氧化反应。环氧化反应结束后利用四氢铝锂进行开环（Chem.Pharm.Bull.21(2),457-458,1973.）。环氧化反应温度为0℃左右，最终收率为50%，环氧化步骤收率为60%。该方法的主要缺陷是：选择性较差，收率相对较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺合理、反应条件温和，选择性高，操作简单，环境友好，生产成本低的25-羟基胆固醇的生产方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种25-羟基胆固醇的生产方法，包括以下步骤：

1）、对式Ⅱ所示化合物3-羟基进行保护：

在吡啶（吡啶兼作溶剂和缚酸剂）中，于4-二甲氨基吡啶的催化作用下，24-去氢胆固醇与羧酸酐于10℃～40℃反应10～24h；所述24-去氢胆固醇与羧酸酐的摩尔比为1:1.2～2；4-二甲氨基吡啶与24-去氢胆固醇用量的质量比为0.005～0.05:1；每0.052mol的24-去氢胆固醇配用120～180ml的吡啶；

所得的反应液经水洗、酸洗后，萃取（利用二氯甲烷），所得的萃取液碱洗（利用饱和碳酸氢钠溶液）至中性，干燥后，得到酰化24-去氢胆固醇；

所述24-去氢胆固醇的结构式如下述式Ⅱ所示：

2）、将步骤1）制得产物24位上的双键进行羟卤化反应：

在溶剂中，步骤1）制备而得的酰化24-去氢胆固醇、去离子水和卤化试剂于-20～-1℃的温度下反应2～4h；所述酰化24-去氢胆固醇与卤化试剂的摩尔比为1:1～1.5；所述每1mmol的酰化24-去氢胆固醇配用8～12mL去离子水；

所得的反应液稀释后萃取，所得的萃取液洗涤后干燥，所得的干燥后产物经柱色谱分离，得羟卤化产物；

3）、将步骤2）所得的羟卤化产物在碱和林德拉催化剂的催化下与氢气在有机溶剂中进行反应，反应温度为0～40℃，反应时间为3～8小时；林德拉催化剂的用量（为林德拉催化剂中的钯的量）为所述羟卤化产物的摩尔量的0.02～0.3倍，碱的用量为羟卤化产物的摩尔量的2～8倍，氢气的压力为0.1MPa；

反应结束后，过滤，滤液酸洗，萃取，所得萃取液洗涤后干燥，得25-羟基胆固醇粗品；所述25-羟基胆固醇粗品经重结晶，得25-羟基胆固醇；

所述25-羟基胆固醇的结构式如下述式Ⅰ所示：

作为本发明的25-羟基胆固醇的生产方法的改进：

步骤1）中：羧酸酐为乙酸酐，

步骤1）的较佳工艺参数为：

反应温度为10℃～25℃，反应时间为10～11h；所述24-去氢胆固醇与乙酸酐的摩尔比为1:1.8～2；4-二甲氨基吡啶与24-去氢胆固醇用量的质量比为0.01～0.02:1；每0.052mol的24-去氢胆固醇配用150ml的吡啶；

步骤2）中：卤化试剂为N-溴代丁二酰亚胺(NBS)；

步骤2）的较佳工艺参数为：

反应温度为-10℃，反应时间为2～3h；所述酰化24-去氢胆固醇与卤化试剂的摩尔比为1:1～1.2；所述每1mmol的酰化24-去氢胆固醇配用8～12mL去离子水。

作为本发明的25-羟基胆固醇的生产方法的进一步改进：

步骤3）中：所述有机溶剂为质子溶剂；质子溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、异丁醇或叔丁醇。一般而言，每1mmol的羟卤化产物配用20～60ml的质子溶剂。

作为本发明的25-羟基胆固醇的生产方法的进一步改进：步骤3）中的碱为甲醇钠、乙醇钠、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂；林德拉催化剂中的钯的质量含量为3%、5%、10%。

本发明所选用的林德拉催化剂例如可选用Pd-CaCO3-PbO。

步骤2）中所用的溶剂为四氢呋喃、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯、叔丁醇、二甘醇二甲醚；一般而言，每1mmol的酰化24-去氢胆固醇配用20～100mL的溶剂。

本发明的25-羟基胆固醇的生产方法，采用林德拉催化剂进行反应，条件较温和，反应时间较短，结果可靠，采用氢气作为氢源，降低生产成本，绿色清洁。

具体实施方式

以下实施例中的室温是指10～25℃。

实施例1、一种25-羟基胆固醇的生产方法，依次进行以下步骤：

1）、在150mL吡啶（兼作溶剂和缚酸剂）中，加入20g的24-去氢胆固醇（约0.052mol）、0.2g的4-二甲氨基吡啶（DMAP），室温下滴加10g（约0.097mmol）乙酸酐（约30分钟滴完）。反应过程利用TLC进行监测，滴加结束后于室温下继续反应10h，反应结束。

反应液水洗（水的用量为50ml×2），酸洗（利用体积浓度为5%的稀盐酸溶液，用量为50ml×2）后利用二氯甲烷（用量为30ml×3）萃取，萃取液利用饱和碳酸氢钠溶液洗至中性，无水硫酸钠（约5g）干燥后脱干溶剂（即，二氯甲烷），得到乙酰化24-去氢胆固醇19.1g，收率为90.0%。

收率=实际得到产品质量/产品的理论量。

2）、以40mL四氢呋喃为溶剂，加入0.4226g（约1mmol）乙酰化24-去氢胆固醇，10mL去离子水，0.213g（1.2mmol）N-溴代丁二酰亚胺(NBS)于-10℃下缓慢分批加入（分四批加入，约1h左右加完）反应瓶中；反应过程利用TLC进行监测，保温（-10℃）反应2h。

所得的反应液用水（30ml×2）稀释，加入二氯甲烷（30ml×3）萃取，所得萃取液依次用饱和亚硫酸钠溶液（30ml×2）、饱和碳酸氢钠溶液（30ml×2）、饱和氯化钠溶液（30ml）洗涤后用无水硫酸钠（约5g）干燥，减压（0.1MPa）旋转蒸发除去溶剂（即，二氯甲烷），得到白色固体（0.52g），将该白色固体进行柱色谱分离。

柱色谱分离的具体内容为：采用内径为2cm的玻璃柱，200-300目的硅胶装柱，干法上样，采用正己烷/乙酸乙酯=8:1（体积比）的洗脱剂进行洗脱，洗脱液采用TLC进行检测，当检测到此时洗脱液中为羟溴化固体纯品时进行收集，对收集的流出液经减压（0.1MPa）旋转蒸发除去溶剂，可得到羟溴化固体（即，羟溴化产物），收率85%。

备注说明：羟溴化产物为羟卤化产物中的具体一种。

3）、0.523g的羟溴化产物（1mmol）溶解于20mL的甲醇钠（0.16g，3mmol）的甲醇溶液中，加入70mg林德拉催化剂（钯含量为3%，钯的摩尔量0.02mmol），反应混合物在40℃，0.1MPa的氢气中进行反应，当氢气压力基本不再下降时停止反应（反应时间约为5～6小时）。反应结果可利用HPLC进行检测。

所得的反应液过滤，滤液用5%（体积%）的稀盐酸溶液（50ml×2）洗涤后加入二氯甲烷（30ml×3）萃取，所得萃取液依次用饱和碳酸氢钠溶液（30×2ml）、饱和氯化钠溶液（30ml）洗涤后用无水硫酸钠（5g）干燥，减压（0.1MPa）旋转蒸发除去溶剂（即，二氯甲烷），得到25-羟基胆固醇粗品，粗品利用甲苯（10ml）重结晶，得最终产品25-羟基胆固醇0.33g，收率88%。

收率=实际得到25-羟基胆固醇的质量/25-羟基胆固醇的理论量。

实施例2、一种25-羟基胆固醇的生产方法，

利用实施例1步骤2）所得的羟溴化产物，然后进行如下的步骤3）：

将0.523g的羟溴化产物（1mmol）溶解于20mL乙醇钠（0.27g，4mmol）的乙醇溶液中，加入160mg林德拉催化剂（钯含量为10%，钯的摩尔量0.15mmol），反应混合物在0℃，0.1MPa的氢气中进行反应，当氢气压力基本不再下降时停止反应（反应时间约为5～6小时）。反应结果利用HPLC进行检测。

所得的反应液过滤，滤液用5%的稀盐酸溶液洗涤后加入二氯甲烷萃取，所得萃取液依次用饱和碳酸氢钠溶液、饱和氯化钠溶液洗涤后用无水硫酸钠干燥，减压旋转蒸发除去溶剂，所得粗品利用甲苯重结晶，得0.35g25-羟基胆固醇，收率90.5%。

实施例3、一种25-羟基胆固醇的生产方法，

将0.523g的羟溴化产物（1mmol）溶解于40mL丙三醇溶液中，加入210mg林德拉催化剂（钯含量为5%，0.1mmol），0.08g氢氧化钠固体（2mmol），反应混合物在20℃，0.1MPa的氢气中进行反应，当氢气压力基本不再下降时停止反应（反应时间约为5～6小时）。反应结果利用HPLC进行检测。

所得的反应液过滤，滤液用5%的稀盐酸溶液洗涤后加入二氯甲烷萃取，所得萃取液依次用饱和碳酸氢钠溶液、饱和氯化钠溶液洗涤后用无水硫酸钠干燥，减压旋转蒸发除去溶剂，所得粗品利用甲苯重结晶，得0.34g25-羟基胆固醇。

实施例4、一种25-羟基胆固醇的生产方法，

将0.523g羟溴化产物（1mmol）溶解于20mL乙醇溶液中，加入64mg林德拉催化剂（钯含量为10%，0.06mmol），0.34g浓氨水（氨水浓度25%，5mmol），反应混合物在30℃，0.1MPa的氢气中进行反应，当氢气压力基本不再下降时停止反应（反应时间约为5～6小时）。反应结果利用HPLC进行检测。

所得的反应液过滤，滤液用5%的稀盐酸溶液洗涤后加入二氯甲烷萃取，所得萃取液依次用饱和碳酸氢钠溶液、饱和氯化钠溶液洗涤后用无水硫酸钠干燥，减压旋转蒸发除去溶剂，所得粗品利用甲苯重结晶，得0.35g25-羟基胆固醇。

对比例1-1、在实施例4的步骤3）中，将反应温度下调至-20℃，其余条件均等同于实施例4，最终可得到0.09g25-羟基胆固醇，收率仅24.5%。

对比例1-2、在实施例4的步骤3）中，将反应压力上升至1MPa，其余条件均等同于实施例4，最终可得到0.037g25-羟基胆固醇，收率仅10%。

对比例2-1、实施例4的步骤3）中，将林德拉催化剂变为Raney-Ni催化剂，其余条件均等同于实施例4，最终无法得到25-羟基胆固醇，即收率为0%。

对比例2-2、实施例4的步骤3）中，将林德拉催化剂变为Pd-C催化剂，其余条件均等同于实施例4，最终无法得到25-羟基胆固醇，即收率为0%。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.25-羟基胆固醇的生产方法，其特征是包括以下步骤：

1）、对式Ⅱ所示化合物3-羟基进行保护：

在吡啶中，于4-二甲氨基吡啶的催化作用下，24-去氢胆固醇与羧酸酐于10℃～40℃反应10～24h；所述24-去氢胆固醇与羧酸酐的摩尔比为1:1.2～2；4-二甲氨基吡啶与24-去氢胆固醇的质量比为0.005～0.05:1；每0.052mol的24-去氢胆固醇配用120～180ml的吡啶；

所得的反应液经水洗、酸洗后，萃取，萃取液碱洗至中性，干燥后，得到酰化24-去氢胆固醇；

所述24-去氢胆固醇的结构式如下述式Ⅱ所示：

2）、将步骤1）制得产物24位上的双键进行羟卤化反应：

3）、将步骤2）所得的羟卤化产物在碱和林德拉催化剂的催化下与氢气在有机溶剂中进行反应，反应温度为0～40℃，反应时间为3～8小时；林德拉催化剂的用量为所述羟卤化产物的摩尔量的0.02～0.3倍，碱的用量为羟卤化产物的摩尔量的2～8倍，氢气的压力为0.1MPa；

所述25-羟基胆固醇的结构式如下述式Ⅰ所示：

2.根据权利要求1所述的25-羟基胆固醇的生产方法，其特征是：

所述步骤1）中：羧酸酐为乙酸酐；

所述步骤2）中：卤化试剂为N-溴代丁二酰亚胺。

3.根据权利要求2所述的25-羟基胆固醇的生产方法，其特征是：

所述步骤3）中：所述有机溶剂为质子溶剂。

4.根据权利要求3所述的25-羟基胆固醇的生产方法，其特征是：所述质子溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙三醇、丁醇、异丁醇或叔丁醇。

5.根据权利要求4所述的25-羟基胆固醇的生产方法，其特征是：所述步骤3）中的碱为甲醇钠、乙醇钠、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂。

6.根据权利要求5所述的25-羟基胆固醇的生产方法，其特征是：所述林德拉催化剂中的钯的质量含量为3%、5%、10%。

7.根据权利要求6所述的25-羟基胆固醇的生产方法，其特征是：

林德拉催化剂的用量为所述羟卤化产物的摩尔量的0.06倍，碱的用量为羟卤化产物的摩尔量的5倍，反应温度为30～40℃。