CN105254697A - △16甾体类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种△16甾体类化合物的制备方法，在保护气体氛围下，将式(Ⅱ)化合物、氧化剂和二氧化硫在有机溶剂中反应，反应的温度为-50℃～0℃，反应的时间为1.5h～2.5h，制得△16甾体类化合物(Ⅰ)：其中，R1选自H、卤素、C1-5的酰氧基或OH；R2选自αC1-3烷基、βC1-3烷基或H；R3选自H、αC1-3烷基、βC1-3烷基、α卤素或β卤素；R4，R5＝H或双键；R7选自H且R6选自H、C1-3烷基或C1-5的酰氧基；或R6，R7＝双键。上述△16甾体类化合物的制备方法，采用17位OH的式(Ⅱ)化合物为原料，式(Ⅱ)化合物已实现工业生产，易于得到；且该制备方法的反应条件温和，不需要高温强碱强酸，副产物少，产物收率和纯度高。收率达90％以上，纯度达93％以上。
Description
技术领域
本发明涉及甾体类化合物的制备，特别是涉及一种△16甾体类化合物的制备方法。
背景技术
△16甾体类化合物是肾上腺皮质激素类药物的重要医药中间体。甾体16位引入双键后，可以与甲基格氏试剂发生加成反应制备16α甲基化合物。其中，16α甲基化合物是合成“皮质激素之王”地塞米松的必须中间体。此外，甾体16位双键还可以发生烯烃二醇化，可进一步作为制备布地奈德、地索奈德和环索奈德等治疗支气管炎症和哮喘类疾病类药物的基础原料。甾体16位双键还可以发生16,17环氧化反应，进而发生一系列官能团转换。
目前，关于△16甾体类化合物16位引入双键的合成报道主要有两种。
方法一：式(Ⅱ)化合物17位的OH先发生酯化反应，然后在强碱作用下，以DMF做溶剂，高温脱酯得到△16甾体类化合物(Ⅰ)，具体路线如下：
该制备方法存在的缺点：由于受立体位阻的影响，式(Ⅱ)化合物17位的OH较难酯化，而且得到的酯化物需要在高温强碱条件下才能脱酯得到△16甾体类化合物(Ⅰ)，反应条件困难，脱酯反应收率一般较低。
方法二：以16，17环氧中间体为原料，在铬试剂作用下一步合成△16甾体类化合物(Ⅰ)，具体路线如下：
该制备方法存在的缺点：首先，反应需要用到化学当量的重金属镉盐，对环境造成极大污染。其次，16，17环氧中间体主要是通过△16甾体类化合物环氧化得到，故而反应的起始原料不易获得。
发明内容
基于此，有必要提供一种制备原料易得、产物收率高的△16甾体类化合物的制备方法。
一种△16甾体类化合物的制备方法，在保护气体下，将式(Ⅱ)化合物、氧化剂和二氧化硫在有机溶剂中反应，反应的温度为-50℃～0℃，反应的时间为1.5h～2.5h，制得△16甾体类化合物(Ⅰ)：
其中，R1＝H、卤素、C1-5的酰氧基或OH；
R2＝αC1-3烷基、βC1-3烷基或H；
R3＝H、αC1-3烷基、βC1-3烷基、α卤素或β卤素；
R4，R5＝H或双键；
R7＝H且R6＝H、C1-3烷基或C1-5的酰氧基；或R6，R7＝双键。
上述△16甾体类化合物的制备方法，采用17位OH的式(Ⅱ)化合物为原料，式(Ⅱ)化合物已实现工业生产，易于得到；且将式(Ⅱ)化合物、氧化剂和二氧化硫在有机溶剂中反应得到△16甾体类化合物(Ⅰ)，反应条件温和，不需要高温强碱强酸，副产物少，产物收率和纯度高。收率达90％以上，纯度达93％以上。
在其中一个实施例中，所述△16甾体类化合物的制备方法还包括所述△16甾体类化合物(Ⅰ)的提纯步骤：
将所述△16甾体类化合物(Ⅰ)加入酸性水溶液中除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层制得△16甾体类化合物(Ⅰ)。
在其中一个实施例中，所述式(Ⅱ)化合物为：
R1＝H、Cl、乙酰氧基或OH；
R2＝α甲烷基、β甲烷基或H；
R3＝H、α甲烷基、β甲烷基、αF或βF；
R4，R5＝H或双键；
R7＝H且R6＝H、甲烷基或乙酰氧基；或R6，R7＝双键。
在其中一个实施例中，所述式(Ⅱ)化合物为孕甾-1,4,9(11)-三烯-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯-6α-甲基-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4-烯-6α-甲基-3,20-二酮-17-羟基-11,21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯-16β-甲基3,20-二酮-17-羟基-21-氯、孕甾-4,9(11)-二烯-6α-氟-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯--3,20-二酮-17-羟基-21-甲基中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述氧化剂为N-溴代琥珀酰亚胺、N-氯代琥珀酰亚胺、二溴海因、二氯海因及二溴氰基乙酰胺中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述式(Ⅱ)化合物与所述氧化剂的摩尔比为1:1～5。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂为吡啶、1，4-二氧六环、DMF、THF、C1-3氯代烷烃及乙腈中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述式(Ⅱ)化合物与所述有机溶剂的质量体积比为1g:4～6mL。
在其中一个实施例中，所述式(Ⅱ)化合物与所述二氧化硫的摩尔比为1:1～5。
在其中一个实施例中，所述保护气体为氮气或氩气。
附图说明
图1为一实施方式的△16甾体类化合物的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
如下式所示的△16甾体类化合物(Ⅰ)的制备方法，以式(Ⅱ)化合物为原料，其中，R1＝H、卤素、C1-5的酰氧基或OH；
R2＝αC1-3烷基、βC1-3烷基或H；
R3＝H、αC1-3烷基、βC1-3烷基、α卤素或β卤素；
R4，R5＝H或双键；
R7＝H且R6＝H、C1-3烷基或C1-5的酰氧基；或R6，R7＝双键。
上式中R2＝αC1-3烷基，代表16位碳上的C1-3烷基与13位碳上的甲基位于异侧；其中R2＝βC1-3烷基，代表16位碳上的C1-3烷基与13位碳上的甲基位于同侧。R3＝αC1-3烷基或α卤素，代表6位碳上的C1-3烷基或卤素与10位碳上的甲基位于异侧；R3＝βC1-3烷基或β卤素，代表6位碳上的C1-3烷基或卤素与10位碳上的甲基位于同侧。
参照图1，上述△16甾体类化合物的制备方法，包括以下步骤。
步骤S100：将式(Ⅱ)化合物、氧化剂和二氧化硫在有机溶剂中反应，反应的温度为-50℃～0℃，反应的时间为1.5h～2.5h，得到含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液。
优选的，式(Ⅱ)化合物尤指：
R1＝H、Cl、乙酰氧基或OH；
R2＝α甲烷基、β甲烷基或H；
R3＝H、α甲烷基、β甲烷基、αF或βF；
R4，R5＝H或双键；
R7＝H且R6＝H、甲烷基或乙酰氧基；或R6，R7＝双键。
更优选的，式(Ⅱ)化合物为孕甾-1,4,9(11)-三烯-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯-6α-甲基-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4-烯-6α-甲基-3,20-二酮-17-羟基-11,21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯-16β-甲基3,20-二酮-17-羟基-21-氯、孕甾-4,9(11)-二烯-6α-氟-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯--3,20-二酮-17-羟基-21-甲基中的至少一种。
优选的，氧化剂为N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)、N-氯代琥珀酰亚胺(NCS)、二溴海因、二氯海因及二溴氰基乙酰胺中的至少一种。
优选的，式(Ⅱ)化合物与氧化剂的摩尔比为1:1～5。更优选的，式(Ⅱ)化合物与氧化剂的摩尔比为1:1～2。
优选的，有机溶剂为吡啶、1，4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)、C1-3氯代烷烃及乙腈中的至少一种。其中，C1-3氯代烷烃代表有氯取代的C1-3烷基。
更优选的，有机溶剂为吡啶、1，4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)、1,2-二氯乙烷及乙腈中的至少一种。
优选的，式(Ⅱ)化合物与有机溶剂的质量体积比为1g:4～6mL。
优选的，式(Ⅱ)化合物与二氧化硫的摩尔比为1:1～5。更优选的，式(Ⅱ)化合物与二氧化硫的摩尔比为1:1.2～4。
优选的，二氧化硫是以气体形式通入有机溶剂中。具体的，二氧化硫的量通过减重法测定。
优选的，步骤S100的反应温度为-50℃～-5℃。
优选的，步骤S100的反应时间为2h。
具体的，步骤S100通过薄层层析(thin-1ayerchromatography)监测式(Ⅱ)化合物是否反应完全。待式(Ⅱ)化合物反应完全后，进行步骤S200。
其中，步骤S100在保护气体氛围下进行。优选的，保护气体为氮气或氩气。
从反应机理上，步骤S100包括(1)-(3)步骤，反应过程如下式所示。
(1)、式(Ⅱ)化合物与氧化剂在有机溶剂中反应，得到式(a)中间产物，其中X＝卤素。由于卤素的吸电子能力比氧原子强，式(a)中间产物中17位的O-X键中，氧原子略显示正电性，即式(Ⅱ)化合物被氧化剂氧化。
(2)、式(a)中间产物与二氧化硫在有机溶剂中反应，得到式(b)中间产物。由于二氧化硫具有强还原性，与式(a)中间产物中17位的-OX反应，硫原子转化为八电子稳定结构，生成式(b)中间产物。
(3)、式(b)中间产物发生消去反应，制得△16甾体类化合物(Ⅰ)。式(b)中间产物17位的基团在有机溶剂的作用下与16位的氢发生消去反应，从而在16、17位生成双键，生成△16甾体类化合物(Ⅰ)。而式(b)中间产物16、17位消去的基团与有机溶剂发生络合作用，转化为SO3与对应的有机溶剂的络合物及HX与对应的有机溶剂的络合物。
以有机溶剂为吡啶为例，式(b)中间产物16、17位消去的基团与吡啶(Py)发生络合作用，转化为SO3·Py及HX·Py。
步骤S200：将含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液加入酸性水溶液中除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层制得△16甾体类化合物(Ⅰ)。步骤S200为△16甾体类化合物(Ⅰ)的提纯步骤。
优选的，酸性水溶液为盐酸水溶液。优选的，酸性水溶液的浓度为1.5mol/L。
优选的，酸性水溶液的温度为0℃左右。具体的，酸性水溶液的制备方法为将酸加入到冰水中。
在其中一个实施例中，步骤S200中得到有机层的步骤具体为：将含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液加入酸性水溶液中，静置分层，除去水层以除去水溶性杂质，从而得到有机层。
在其中一个实施例中，步骤S200中浓缩有机层得到△16甾体类化合物(Ⅰ)的步骤具体为：浓缩有机层至有机层为少量液体，过滤，得到固体，干燥得到△16甾体类化合物(Ⅰ)。
优选的，固体干燥的温度为60℃。
上述△16甾体类化合物的制备方法，采用17位OH的式(Ⅱ)化合物为原料，式(Ⅱ)化合物已实现工业生产，易于得到；且将式(Ⅱ)化合物、氧化剂和二氧化硫在有机溶剂中反应得到△16甾体类化合物(Ⅰ)，反应条件温和，不需要高温强碱强酸，副产物少，产物收率和纯度高。收率达90％以上，纯度达93％以上。
以下为具体实施例。实施例中式(Ⅱ)化合物均由湖南新合新生物医药有限公司生产。
实施例1
在氮气保护下，将上式所示50g(0.13mol)孕甾-1,4,9(11)-三烯-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、200mL吡啶投入反应瓶中，降温到-15℃，搅拌下加入30gN-氯代琥珀酰亚胺(NCS)，于1h内向溶液体系中缓慢通入17.5g(0.27mol)SO2气体，控温不超过-10℃，通完SO2气体后继续搅拌半小时，TLC监测反应完全后，得到含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液。
将含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液倒入含有300ml浓盐酸的2000ml冰水中，静置2h分层，除去水层以除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层至有机层为少量液体，过滤，得到固体，60℃干燥得到47g上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)。
上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)的收率为98.8％，经高效液相色谱法(HPLC)测定纯度为99％。
实施例2
在氮气保护下，将上式所示50g(0.13mol)孕甾-4,9(11)-二烯-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、200mLDMF投入反应瓶中，降温到-15℃，搅拌下加入30gN-氯代琥珀酰亚胺(NCS)，于1.5h内向溶液体系中缓慢通入25g(0.39mol)SO2气体，控温不超过-10℃，通完SO2气体后继续搅拌半小时，TLC监测反应完全后，得到含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液。
将含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液倒入含有300ml浓盐酸的2000ml冰水中，静置2h分层，除去水层以除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层至有机层为少量液体，过滤，得到固体，60℃干燥得到47g上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)。
上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)的收率为99％，经高效液相色谱法(HPLC)测定纯度为98％。
实施例3
在氩气保护下，将上式所示50g(0.125mol)孕甾-4,9(11)-二烯-6α-甲基-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、300mL吡啶投入反应瓶中，降温到-25℃，搅拌下加入30gN-溴代琥珀酰亚胺(NBS)，于1.5h内向吡啶中缓慢通入12gSO2气体(0.188mol)，控温不超过-20℃，通完SO2气体后继续搅拌半小时，TLC监测反应完全后，得到含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液。
将含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液倒入含有300ml浓盐酸的2000ml冰水中，静置2h分层，除去水层以除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层至有机层为少量液体，过滤，得到固体，60℃干燥得到46g上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)。
上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)的收率为96％，经高效液相色谱法(HPLC)测定纯度为97％。
实施例4
在氩气保护下，将上式所示50g(0.11mol)孕甾-4-烯-6α-甲基-3,20-二酮-17-羟基-11,21-醋酸酯、300mL乙腈投入反应瓶中，降温到-30℃，搅拌下加入40g二氯海因，于2h内向溶液体系中缓慢通入28g(0.44mol)SO2气体，控温不超过-25℃，通完SO2气体后继续搅拌半小时，TLC监测反应完全后，得到含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液。
将含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液倒入含有300ml浓盐酸的2000ml冰水中，静置2h分层，除去水层以除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层至有机层为少量液体，过滤，得到固体，60℃干燥得到45g上式所示△16甾体类化合物。
上式所示△16甾体类化合物的收率为93.6％，经高效液相色谱法(HPLC)测定纯度95％。
实施例5
在氮气保护下，将上式所示50g(0.13mol)孕甾-4,9(11)-二烯-16β-甲基3,20-二酮-17-羟基-21-氯、300mLDMF投入反应瓶中，降温到-50℃，搅拌下加入50g二溴氰基乙酰胺，于1.0h内向溶液体系中缓慢通入23g(0.36mol)SO2气体，控温不超过-40℃，通完SO2气体后继续搅拌半小时，TLC监测反应完全后得到含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液。
将含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液倒入含有300ml浓盐酸的2000ml冰水中，静置2h分层，除去水层以除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层至有机层为少量液体，过滤，得到固体，60℃干燥得到45g上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)。
上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)的收率为94.5％，经高效液相色谱法(HPLC)测定纯度为93％。
实施例6
在氩气保护下，将上式所示50g(0.12mol)孕甾-4,9(11)-二烯-6α-氟-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、300mL1,2-二氯乙烷投入反应瓶中，降温到-10℃，搅拌下加入30gN-氯代琥珀酰亚胺(NCS)，于1.5h内向溶液体系中缓慢通入17.5g(0.27mol)SO2气体，控温不超过-5℃，通完SO2气体后继续搅拌半小时，TLC监测反应完全后得到含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液。
将含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液倒入含有300ml浓盐酸的2000ml冰水中，静置2h分层，除去水层以除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层至有机层为少量液体，过滤，得到固体，60℃干燥得到43g上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)。
上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)的收率为90％，经高效液相色谱法(HPLC)测定纯度为95％。
实施例7
在氩气保护下，将上式所示50g(0.12mol)孕甾-4,9(11)-二烯--3,20-二酮-17-羟基-21-甲基、200mL1,4-二氧六环投入反应瓶中，降温到-10℃，搅拌下加入30gN-氯代琥珀酰亚胺(NCS)，于1.0h内向溶液体系中缓慢通入17.5g(0.27mol)SO2气体，控温不超过-5℃，通完SO2气体后继续搅拌半小时，TLC监测反应完全后得到含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液。
将含有△16甾体类化合物(Ⅰ)的混合液倒入含有300ml浓盐酸的2000ml冰水中，静置2h分层，除去水层以除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层至有机层为少量液体，过滤，得到固体，45℃干燥得到43g上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)。
上式所示△16甾体类化合物(Ⅰ)的收率为91％，经高效液相色谱法(HPLC)测定纯度为94％。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，在保护气体氛围下，将式(Ⅱ)化合物、氧化剂和二氧化硫在有机溶剂中发生反应，反应的温度为-50℃～0℃，反应的时间为1.5h～2.5h，制得△16甾体类化合物(Ⅰ)：
其中，R1＝H、卤素、C1-5的酰氧基或OH；
R2＝αC1-3烷基、βC1-3烷基或H；
R3＝H、αC1-3烷基、βC1-3烷基、α卤素或β卤素；
R4，R5＝H或双键；
R7＝H且R6＝H、C1-3烷基或C1-5的酰氧基；或R6，R7＝双键。
2.根据权利要求1所述的△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，所述△16甾体类化合物的制备方法还包括所述△16甾体类化合物(Ⅰ)的提纯步骤：
将所述△16甾体类化合物(Ⅰ)加入酸性水溶液中除去水溶性杂质，得到有机层，浓缩有机层制得△16甾体类化合物(Ⅰ)。
3.根据权利要求1所述的△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，所述式(Ⅱ)化合物为：
R1＝H、Cl、乙酰氧基或OH；
R2＝α甲烷基、β甲烷基或H；
R3＝H、α甲烷基、β甲烷基、αF或βF；
R4，R5＝H或双键；
R7＝H且R6＝H、甲烷基或乙酰氧基；或R6，R7＝双键。
4.根据权利要求3所述的△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，所述式(Ⅱ)化合物为孕甾-1,4,9(11)-三烯-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯-6α-甲基-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4-烯-6α-甲基-3,20-二酮-17-羟基-11,21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯-16β-甲基3,20-二酮-17-羟基-21-氯、孕甾-4,9(11)-二烯-6α-氟-3,20-二酮-17-羟基-21-醋酸酯、孕甾-4,9(11)-二烯--3,20-二酮-17-羟基-21-甲基中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为N-溴代琥珀酰亚胺、N-氯代琥珀酰亚胺、二溴海因、二氯海因及二溴氰基乙酰胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，所述式(Ⅱ)化合物与所述氧化剂的摩尔比为1:1～5。
7.根据权利要求1所述的△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为吡啶、1，4-二氧六环、DMF、THF、C1-3氯代烷烃及乙腈中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，所述式(Ⅱ)化合物与所述有机溶剂的质量体积比为1g:4～6mL。
9.根据权利要求1所述的△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，所述式(Ⅱ)化合物与所述二氧化硫的摩尔比为1:1～5。
10.根据权利要求1所述的△16甾体类化合物的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氮气或氩气。
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2015
- 2015-11-17 CN CN201510793590.2A patent/CN105254697A/zh active Pending
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