CN105777835B - 一种制备鹅去氧胆酸类似物的方法 - Google Patents

一种制备鹅去氧胆酸类似物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备3α,7α‑二羟基‑6α‑烷基‑5β‑胆烷酸Ⅰ的新方法及其中间体。该方法无需低温反应,反应条件温和,纯化方法简单,适合工业化生产。

Description

一种制备鹅去氧胆酸类似物的方法
技术领域
本发明涉及药物有机合成领域,特别是涉及鹅去氧胆酸类似物3α,7α-二羟基-6α-烷基-5β-胆烷酸的制备方法。
背景技术
胆汁酸是体内胆固醇的溶解剂和肠内脂类的乳化剂,对肝肠内疏水性化合物的吸收、清除和转运有重要作用。正常胆汁酸代谢对维持人体的生理功能有重要作用,人体内胆汁酸代谢受多种因素的调节,近年研究发现,法尼醇X受体(farnesoid X receptor,FXR)是调节胆汁酸代谢的核心因子。FXR在相应配体、协同活化因子及激素的调控下,对胆汁酸代谢的多种酶和胆盐载体进行着精密的调控。FXR在1995年作为一种孤儿核受体被发现,近年发现生理浓度的多种初级和次级天然存在的胆汁酸可激活FXR,其中鹅去氧胆酸(chenodexycholic acid,CDCA)为FXR的最适配体。而人工合成物6α-乙基鹅去氧胆酸(奥贝胆酸)的结合性超过了天然配体,其效力比最有效的天然FXR激动剂大两个数量级。
在WO02072598中报道了具有通式(A)的FXR激动剂的合成方法:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中R’为乙基、丙基或烯丙基。
Figure 199978DEST_PATH_IMAGE002
该方法虽然步骤较少,但其中间产物均需要柱层析纯化,总产率极低(<3.5%)且需超低温反应,不利于工业化生产。
专利CN101203526A公开了一种制备3α,7α-二羟基-6α-烷基-5β-胆烷酸的方法:
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中R是C1~C5的直链或支链烷基。
该方法无需柱层析纯化,可以较高的产率(24.6%)获得所需产物,但仍然存在需要超低温反应(-90℃~ -60℃)的问题。
在专利WO2013192097中对该方法进行了优化,但无显著的改变。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的制备3α,7α-二羟基-6α-烷基-5β-胆烷酸(Ⅰ)的方法及用于该方法的中间体。该方法无需柱层析分离且避免了超低温反应,更适合工业化生产并可获得高质量的产品及满意的收率。
Figure 54802DEST_PATH_IMAGE004
其中R是氢或C1~C5的直链或支链烷基。
本发明采用如下技术方案:
3α,7α-二羟基-6-酮基-5β-胆烷酸酯(Ⅱ)(化合物Ⅱ可参照J. CHEM. SOC. PERKIN TRANS. 1 1990中的方法或其他已知方法制得)在碱的作用下与三苯基烷基溴化膦(Ⅲ)发生wittig反应,得到中间体3α,7α-二羟基-6-烯基-5β-胆烷酸酯(Ⅳ),合成路线如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中R是氢或C1~C5的直链或支链烷基,R1是C1~C5的直链或支链烷基。
所述非质子溶剂选自甲苯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、二氧六环、四氢呋喃或二甲亚砜,优选四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺;所述碱选自C1~C4的醇钾、C1~C4的醇钠、C1~C4的醇锂、氢化钠、氢化钾、氢化锂或二异丙氨基锂,优选叔丁醇钾;反应温度为0℃~70℃,优选20℃~40℃。
可用HPLC或TLC监控反应进程,通过原料含量变化确定反应终点。反应完成后,向反应体系中加水并用酸中和残留的碱后用有机溶剂提取,分离出有机层,蒸除有机溶剂后得到的油状产物可直接进行下一步反应,所述有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯或甲基叔丁基醚,优选乙酸乙酯。
由中间体Ⅳ合成式Ⅰ化合物有两种方法,可采取先水解再催化氢化,或者先催化氢化再水解的方式得到,具体步骤叙述如下。
方法1:先水解得到中间体Ⅴ,然后催化氢化中间体Ⅴ得到式Ⅰ化合物。
Figure 772222DEST_PATH_IMAGE006
其中R是氢或C1~C5的直链或支链烷基。
其中,水解反应是在碱催化下于醇中进行,所述碱选自10%~40%的氢氧化钠水溶液,优选30%~40%的氢氧化钠水溶液;所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇,优选甲醇;反应温度为20℃~60℃。
可用HPLC或TLC监控反应进程,通过原料含量变化确定反应终点。反应完成后,向反应体系中加水并调节pH至酸性,0℃~30℃冷却析晶,过滤,重结晶精制,干燥后得到3α,7α-二羟基-6-烯基-5β-胆烷酸(Ⅴ)。
然后,3α,7α-二羟基-6-烯基-5β-胆烷酸(Ⅴ)在氢氧化钠水溶液中在催化剂作用下催化氢化,所述氢氧化钠水溶液浓度为1%~20%,优选10%~20%;所述催化剂选自钯系、铂系或镍系加氢催化剂,优选5%~10%钯碳;反应体系的氢气压力为1~5个大气压;反应温度为20℃~100℃。
可用HPLC或TLC监控反应进程,通过原料含量变化确定反应终点。反应完成后,过滤除去催化剂后调节pH至酸性,0℃~30℃冷却析晶,过滤,重结晶精制,干燥后得到3α,7α-二羟基-6α-烷基-5β-胆烷酸(Ⅰ)。
方法2:先催化氢化得到中间体Ⅵ,然后水解中间体Ⅵ得到式Ⅰ化合物。
Figure DEST_PATH_IMAGE007
其中R是氢或C1~C5的直链或支链烷基,R1是C1~C5的直链或支链烷基。
其中,3α,7α-二羟基-6-烯基-5β-胆烷酸酯(Ⅳ)在醇溶液中在催化剂作用下催化氢化,所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇;所述催化剂选自钯系、铂系或镍系加氢催化剂,优选5%~10%钯碳;反应体系的氢气压力为1~5个大气压;反应温度为20℃~60℃。
可用HPLC或TLC监控反应进程,通过原料含量变化确定反应终点。反应完成后,过滤除去催化剂,加水后在0℃~30℃冷却析晶,过滤,重结晶精制,干燥后得到3α,7α-二羟基-6α-烷基-5β-胆烷酸酯(Ⅵ)。
然后,3α,7α-二羟基-6α-烷基-5β-胆烷酸酯(Ⅵ)在碱催化下于醇中水解,所述碱选自10%~40%的氢氧化钠水溶液,优选40%的氢氧化钠水溶液;所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇;反应温度为20℃~60℃。
反应完成后,向反应体系中加水并调节pH至酸性,0℃~30℃冷却析晶,过滤,重结晶精制,干燥后得到3α,7α-二羟基-6α-烷基-5β-胆烷酸(Ⅰ)。
另一方面,本发明涉及到的中间体式Ⅳ和Ⅴ化合物,未在现有文献中检索到,属于新化合物,因此,这些化合物本身也构成本发明的另一个方面。
特别有用的是中间体Ⅳ优选R为甲基;中间体V也优选R为甲基。
本发明所述的合成路线如下:
Figure 105114DEST_PATH_IMAGE008
或者
Figure DEST_PATH_IMAGE009
采用本发明所述的方法制备3α,7α-二羟基-6α-烷基-5β-胆烷酸,不需要特殊设备,工艺操作简单,无需柱层析分离且避免了超低温反应,收率更高,至少能达到50%以上,大大地降低了生产成本,更适合工业化生产。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,以下通过实施例进行说明。所述的实施例仅为了帮助理解本发明内容,不应被理解为对本发明主旨和保护范围的限定。
实施例1
室温下将4.8g叔丁醇钾(0.043mol)悬浮于50ml四氢呋喃中,搅拌下加入16.0g乙基三苯基溴化膦(0.043mol),反应溶液变为血红色,搅拌30分钟后滴加16.3g的3α,7α-二羟基-6-酮基-5β-胆烷酸甲酯(0.040mol)的50ml四氢呋喃溶液,室温反应2小时,TLC监控反应。反应完成后加入100ml水并用2M盐酸调节pH值为6~7,加入200ml乙酸乙酯萃取,分液,减压蒸除溶剂后得到18.9g油状产物3α,7α-二羟基-6-乙烯基-5β-胆烷酸甲酯,此产物直接进行下一步反应。
Figure 355705DEST_PATH_IMAGE010
对3α,7α-二羟基-6-乙烯基-5β-胆烷酸甲酯进行质谱,核磁共振氢谱及碳谱分析,得到以下结果:
MS:433.5(M+H+)。
H1NMR:0.65ppm(s,C18甲基3个氢);0.91ppm(d,C21甲基3个氢);0.96(s,C19甲基3个氢);1.89ppm(d,C26甲基3个氢);2.2~2.4ppm(m,C23亚甲基2个氢);3.60ppm(m,C3次甲基1个氢);3.66ppm(s,C27甲基3个氢);4.23ppm(m,C7次甲基1个氢);5.32ppm(m,C25的-CH=上1个氢)。
C13NMR:174.92ppm(C24),139.98ppm(C6),119.90ppm(C25),70.92ppm(C7),70.80ppm(C3),56.23ppm(C17),56.04ppm(C27),18.40ppm(C19),13.99ppm(C26),12.23ppm(C18)。
实施例2
将实施例1得到的18.9g油状产物溶于80ml甲醇中,加入8.0g 40%氢氧化钠溶液,加热至30~40℃反应约1小时,TLC监控反应。反应完成后加入150ml水并用2M盐酸调节pH值为4~5,有大量白色沉淀产生,在约10℃下析晶1小时,过滤,滤饼用50ml水洗涤,干燥得3α,7α-二羟基-6-乙烯基-5β-胆烷酸粗品14.8g。所得粗品用50ml乙酸丁酯重结晶后干燥得白色粉末状固体3α,7α-二羟基-6-乙烯基-5β-胆烷酸13.2g,HPLC纯度为96.6%,以起始物料3α,7α-二羟基-6-酮基-5β-胆烷酸甲酯计算产率为81.0%。
对3α,7α-二羟基-6-乙烯基-5β-胆烷酸进行质谱,核磁共振氢谱及碳谱分析,得到以下结果:
MS:417.5(M-H+)。
H1NMR: 0.65ppm(s,C18甲基3个氢);0.92ppm(d,C21甲基3个氢);0.96(s,C19甲基3个氢);1.86ppm(d,C26甲基3个氢);2.2~2.4ppm(m,C23亚甲基2个氢);3.10ppm(m,C3次甲基1个氢); 4.23ppm(m,C7次甲基1个氢);5.33ppm(m,C25的-CH=上1个氢)。
C13NMR:179.40ppm(C24),139.85ppm(C6),119.92ppm(C25),70.98ppm(C7),70.95ppm(C3),56.32ppm(C17),56.11ppm(C27),18.39ppm(C19),13.98ppm(C26),12.27ppm(C18)。
实施例3
将13.2g的3α,7α-二羟基-6-乙烯基-5β-胆烷酸悬浮于80ml水中,加入15g 20%氢氧化钠溶液,搅拌溶清,再加入1g 10%钯碳,加热至80℃,通入氢气,在3个大气压下反应,HPLC监控反应进程。反应完成后降温至室温,过滤除去催化剂,用2M盐酸调节pH值至4~5,有大量白色沉淀产生,在0℃~5℃下析晶1小时,过滤,滤饼用50ml水洗涤,干燥得3α,7α-二羟基-6α-乙基-5β-胆烷酸粗品12.8g。所得粗品用50ml乙酸丁酯重结晶后干燥得白色粉末状固体3α,7α-二羟基-6α-乙基-5β-胆烷酸11.5g,HPLC纯度为98.3%,产率为87.1%。
Figure 115850DEST_PATH_IMAGE012
3α,7α-二羟基-6α-乙基-5β-胆烷酸进行质谱,核磁共振氢谱及碳谱分析,得到以下结果:
MS:419.3(M-H+)。
H1NMR: 0.61ppm(s,C18甲基3个氢);0.83ppm(t,C26甲基3个氢);0.87ppm(d,C21甲基3个氢);0.88(s,C19甲基3个氢); 2.0~2.2ppm(m,C23亚甲基2个氢);3.13ppm(m,C3次甲基1个氢); 4.29ppm(m,C7次甲基1个氢);5.75ppm(m,C25的-CH=上1个氢)。
C13NMR:174.82ppm(C24),70.57ppm(C7),68.37ppm(C3),55.49ppm(C17),50.05ppm(C14),22.13ppm(C21),20.37ppm(C19),18.12ppm(C26),11.66ppm(C18)。
实施例4
室温下将9.6g叔丁醇钾(0.086mol)悬浮于100ml N,N-二甲基甲酰胺中,搅拌下加入34.3g丁基三苯基溴化膦(0.086mol),反应溶液变为血红色,加热至70℃搅拌30分钟后滴加34.8g的3α,7α-二羟基-6-酮基-5β-胆烷酸乙酯(0.080mol)的100ml N,N-二甲基甲酰胺溶液,保温70℃反应1小时,TLC监控反应。反应完成后降温至室温,加入200ml水并用2M盐酸调节pH值为6~7,加入400ml乙酸乙酯萃取,分液,减压蒸除溶剂后得到39.2g油状产物,此产物直接进行下一步反应。
实施例5
将实施例4得到的39.2g油状产物溶于150ml乙醇中,加入25.0g 30%氢氧化钠溶液,加热至50~60℃反应约1小时,TLC监控反应。反应完成后加入300ml水并用2M盐酸调节pH值为4~5,有大量白色沉淀产生,在约20℃下析晶2小时,过滤,滤饼用100ml水洗涤,干燥得3α,7α-二羟基-6-丁烯基-5β-胆烷酸粗品28.4g。所得粗品用120ml乙酸乙酯重结晶后干燥得白色粉末状固体3α,7α-二羟基-6-丁烯基-5β-胆烷酸26.6g,HPLC纯度为95.9%,以起始物料3α,7α-二羟基-6-酮基-5β-胆烷酸乙酯计算产率为74.5%。
实施例6
将26.6g的3α,7α-二羟基-6-丁烯基-5β-胆烷酸悬浮于200ml水中,加入60g 10%氢氧化钠溶液,搅拌溶清,再加入3g 5%钯碳,加热至50℃,通入氢气,在1个大气压下反应,HPLC监控反应进程。反应完成后降温至室温,过滤除去催化剂,用2M盐酸调节pH值至4~5,有大量白色沉淀产生,在10℃~15℃下析晶1小时,过滤,滤饼用100ml水洗涤,干燥得3α,7α-二羟基-6α-丁基-5β-胆烷酸粗品25.5g。所得粗品用100ml乙酸乙酯重结晶后干燥得白色粉末状固体3α,7α-二羟基-6α-丁基-5β-胆烷酸22.3g,HPLC纯度为97.8%,产率为83.8%。
实施例7
室温下将2.3g甲醇钠(0.043mol)悬浮于50ml乙腈中,搅拌下加入16.6g异丙基三苯基溴化膦(0.043mol),反应溶液变为血红色,降温至0℃,搅拌30分钟后滴加17.9g的3α,7α-二羟基-6-酮基-5β-胆烷酸异丙酯(0.040mol)的50ml乙腈溶液,0℃反应2小时,TLC监控反应。反应完成后加入100ml水并用2M盐酸调节pH值为6~7,加入200ml乙酸乙酯萃取,分液,减压蒸除溶剂后得到20.2g油状产物,此产物直接进行下一步反应。
实施例8
将实施例7得到的20.2g油状产物溶于100ml异丙醇中,搅拌溶清,再加入1g 10%钯碳,20℃~30℃下通入氢气,在5个大气压下反应,HPLC监控反应进程。反应完成后降温至室温,过滤除去催化剂,反应完成后加入150ml水,有大量白色沉淀产生,在约25℃下析晶1小时,过滤,滤饼干燥得3α,7α-二羟基-6-异丙基-5β-胆烷酸酯粗品12.4g。所得粗品用50ml乙酸异丙酯重结晶后干燥得白色粉末状固体3α,7α-二羟基-6-异丙基-5β-胆烷酸酯10.3g,HPLC纯度为95.1%,以起始物料3α,7α-二羟基-6-酮基-5β-胆烷酸异丙酯计算产率为55.7%。
实施例9
将10.3g的3α,7α-二羟基-6-异丙基-5β-胆烷酸酯溶于60ml异丙醇中,加入5g 40%氢氧化钠溶液,20℃~30℃下反应约2小时,HPLC监控反应进程。反应完成后用2M盐酸调节pH值至4~5,有大量白色沉淀产生,在20℃~30℃下析晶1小时,过滤,滤饼用50ml水洗涤,干燥得3α,7α-二羟基-6α-异丙基-5β-胆烷酸粗品9.3g。所得粗品用50ml乙酸异丙酯重结晶后干燥得白色粉末状固体3α,7α-二羟基-6α-异丙基-5β-胆烷酸8.5g,HPLC纯度为97.7%,产率为90.8%。

Claims (5)

1.一种制备具有通式Ⅰ的3α,7α-二羟基-6α-烷基-5β-胆烷酸的方法,
Figure 910305DEST_PATH_IMAGE001
其中R是氢或C1~C5的直链或支链烷基;
所述方法包括使3α,7α-二羟基-6-酮基-5β-胆烷酸酯Ⅱ在碱的作用下与三苯基烷基溴化膦Ⅲ于非质子溶剂中反应,得到3α,7α-二羟基-6-烯基-5β-胆烷酸酯Ⅳ,然后先水解再催化氢化,或者先催化氢化再水解,即可得到式I所示化合物;
Figure 139030DEST_PATH_IMAGE002
其中R是氢或C1~C5的直链或支链烷基,R1是C1~C5的直链或支链烷基。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述碱选自C1~C4的醇钾、C1~C4的醇钠、C1~C4的醇锂、氢化钠、氢化钾、氢化锂或二异丙氨基锂;非质子溶剂选自甲苯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、二氧六环、四氢呋喃或二甲亚砜;反应温度0℃~70℃。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述碱为叔丁醇钾,反应温度为20℃~40℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于得到3α,7α-二羟基-6-烯基-5β-胆烷酸酯Ⅳ后,先水解得到中间体Ⅴ,然后催化氢化中间体Ⅴ得到式Ⅰ化合物,合成路线如下:
其中,R是氢或C1~C5的直链或支链烷基,R1是C1~C5的直链或支链烷基;
其中,水解反应是在碱催化下于醇中进行,所述碱选自10%~40%的氢氧化钠水溶液,所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇,反应温度为20℃~60℃;
其中,催化反应是在氢氧化钠水溶液中在催化剂作用下进行,所述氢氧化钠水溶液浓度为1%~20%,所述催化剂选自钯系、铂系或镍系加氢催化剂,反应体系的氢气压力为1~5个大气压,反应温度为20℃~100℃。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于得到3α,7α-二羟基-6-烯基-5β-胆烷酸酯Ⅳ后,先催化氢化得到中间体Ⅵ,然后水解中间体Ⅵ得到式Ⅰ化合物,合成路线如下:
Figure 189343DEST_PATH_IMAGE004
其中,R是氢或C1~C5的直链或支链烷基,R1是C1~C5的直链或支链烷基;
其中,3α,7α-二羟基-6-烯基-5β-胆烷酸酯Ⅳ在醇溶液中在催化剂作用下催化氢化,所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇,所述催化剂选自钯系、铂系或镍系加氢催化剂,反应体系的氢气压力为1~5个大气压,反应温度为20℃~60℃;
其中,中间体Ⅵ在碱催化下于醇中水解,所述碱选自10%~40%的氢氧化钠水溶液,所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇,反应温度为20℃~60℃。
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