CN106478756A - Oca-e单晶及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及OCA-E的单晶及其制备方法和用途，所述OCA-E单晶的X射线粉末衍射在衍射角2θ＝6.1，11.5，12.3，14.0，15.6，16.8，17.9，18.4，23.1，24.1度处有特征峰，所得单晶未见报道，测定其晶体结构属斜方晶系，空间群为P2(1)2(1)2(1)，晶包内分子数Z＝8，常温下为淡黄色片状结晶，形态良好，纯度高达99.0％；其制备方法使得OCA-E与其他杂质实现良好的分离，且重现性好。

Description

OCA-E单晶及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体而言，本发明涉及一种奥贝胆酸中间体(E)-3a-羟基-6-乙烯基-7-氧代-5β-胆烷酸(OCA-E)单晶及其制备方法和用途。

背景技术

奥贝胆酸(OCA)属法尼醇X受体激动剂，能够选择性激活胆汁酸核受体FXR。临床前和临床研究提示，其具有较好的抗胆汁淤积、抗炎症和抗纤维化的作用。奥贝胆酸是一种半合成的初级胆汁酸鹅去氧胆酸(CDCA)的类似物，合成起始原料鹅去氧胆酸纯度难以保证。胆酸类化合物的合成复杂性，低熔点及结构本身具有的多个手性中心，使得其在纯化和结构确认方面有一定的困难。

OCA-E作为奥贝胆酸合成工艺的重要中间体，良好的纯度及绝对构型的确定对最终活性化合物奥贝胆酸的合成具有重要意义。

然而，现阶段的OCA-E杂质含量较高，且不易分离。因而，目前高纯度的OCA-E单晶的获得及其制备方法的研究，意义重大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择，为此，本发明的一个目的在于提出了一种纯度高、形态好的OCA-E单晶及其制备方法。

根据本发明的第一方面，本发明提出了一种OCA-E单晶。根据本发明的实施例，OCA-E的化学结构式如式I所示，所述OCA-E单晶的X射线粉末衍射在衍射角2θ分别为6.1，11.5，12.3，14.0，15.6，16.8，17.9，18.4，23.1，24.1度处有特征峰；所述OCA-E单晶晶体结构为斜方晶系，空间群为P2(1)2(1)2(1)，晶包内分子数Z＝8，常温下是淡黄色片状结晶。

式I

发明人惊奇地发现，于CCDC(Cambridge Crystallographic Data Centre)和Acta E(晶体学报E)进行晶体数据检索未发现OCA-E的单晶结构描述信息，即本发明的OCA-E单晶未见报道。并且本发明的OCA-E单晶形态良好，纯度可高达99.0％，且通过X射线衍射分析即可容易地确定OCA-E单晶的绝对结构，从而在应用时能够保证作为奥贝胆酸合成工艺的重要中间体的结构正确性。

此外，需要说明的是，单晶结构分析可以提供一个化合物在固态中所有原子的精确空间位置，包括原子的连接形式、分子构象、准确的键长和键角等数据，从而能够为化学、材料科学和生命科学等研究提供广泛而重要的信息。同时，发明人对本发明的OCA-E单晶进行了X-射线粉末衍射测试，确定了该OCA-E单晶的X射线粉末衍射中具有特征峰的衍射角。

根据本发明的实施例，所述OCA-E单晶的X射线粉末衍射还在衍射角2θ＝9.1，15.0，16.5，17.9，19.7，36.9，37.1度处有特征峰。

根据本发明的实施例，所述OCA-E单晶具有如图1所示的X射线粉末衍射图谱。

根据本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备上述OCA-E单晶的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：向OCA-E粗品中加入结晶溶剂；在预定温度下，缓慢挥发结晶溶剂，并进行培养，以便得到结晶产品，所述结晶产品构成所述OCA-E单晶。

发明人惊奇地发现，利用本发明的方法制备OCA-E时，OCA-E易于与其他杂质分离，得到的OCA-E单晶形态良好，纯度可高达99.0％，并且该方法的重现性非常好。此外，利用本发明的方法制备得到的OCA-E成品易于通过单晶的X射线衍射分析确定产品的绝对结构，进而应用时能够保证该奥贝胆酸重要中间体的结构正确性。

根据本发明的实施例，所述结晶溶剂为选自乙酸乙酯，乙酸丁酯，丙酮和乙醇中的至少一种。

根据本发明的实施例，所述结晶溶剂与所述OCA-E粗品的质量体积比为3～15：1。由此，按该比例得到的OCA-E溶液尚未完全饱和，适合培养单晶。而如果结晶溶剂体积比小于3：1，则挥发过快，形成单晶的可能性小；如果溶剂体积比大于15：1，则单晶成长慢，耗时较长。

根据本发明的一些具体实施例，所述结晶溶剂为乙酸乙酯，且所述乙酸乙酯与所述OCA-E粗品的质量体积比为15：1。

根据本发明的一些具体实施例，所述结晶溶剂为乙酸丁酯，且所述乙酸丁酯与所述OCA-E粗品的质量体积比为12.5：1。

根据本发明的一些具体实施例，所述结晶溶剂为丙酮，且所述丙酮与所述OCA-E粗品的质量体积比为10：1。

根据本发明的一些具体实施例，所述结晶溶剂为乙醇，且所述乙醇与所述OCA-E粗品的质量体积比为3：1。

根据本发明的实施例，所述预定温度为10～30摄氏度。在此温度下易于控制反应，结晶容易挥发速度适合，利于晶体成长。

根据本发明的实施例，所述培养的时间为3～25天。根据多次试验观察的结果发现，一般随溶剂沸点的增高培养单晶的时间相应延长。

此外，需要说明的是，OCA-E粗品的来源不受特别限制，可以通过市购获得，也可以自行合成。其中，合成OCA-E的路线也不受特别限制。根据本发明的一些具体示例，合成OCA-E的化学反应路线为：

以鹅去氧胆酸(CDCA)为原料氧化得到中间体3α-羟基-7-氧代-5β-胆烷酸(KLCA)，经浓硫酸甲酯化得到中间体3α-羟基-7-氧代-5β-胆烷酸甲酯(OCA-A)，通过硅醚保护得到中间体3α-7-双三甲基硅氧基-5β-6-烯胆酸甲酯(OCA-C)。OCA-C在路易斯酸的催化下和乙醛低温反应并脱保护得到中间体3a-羟基-6-乙烯基-7-氧代-5β-胆烷酸甲酯(OCA-D)，OCA-D进一步水解并初步纯化得到OCA-E粗品。

根据本发明的再一方面，本发明还提出了OCA-E单晶在制备药物中的用途。根据本发明的实施例，所述药物用于预防或治疗胆汁淤积性肝病。

本发明附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的OCA-E单晶的X-射线粉末衍射图；

图2为根据本发明实施例的OCA-E单晶的分子立体结构投影图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照文本或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。

实施例1 OCA-E粗品的合成

按照下列5个步骤合成OCA-E粗品，具体合成方法如下：

步骤1 合成3α-羟基-7-氧代-5β-胆烷酸(KLCA)，具体方法如下：

室温下向1L的三口瓶中加入38.0g鹅去氧胆酸，0.5g溴化钠，0.1g四丁基溴化铵，40ml醋酸，122ml甲醇，266ml乙酸乙酯和9.7ml水，搅拌得到淡黄色溶液。冰浴降温，滴加5.2％的次氯酸钠水溶液，控温<5℃，监控直至反应完全。新体系中加入420ml水，搅拌1h，过滤水洗，滤饼50℃鼓风干燥，得到白色固体产品27.1g，收率：71.2％。

步骤2 合成3α-羟基-7-氧代-5β-胆烷酸甲酯(OCA-A)，具体步骤如下：

室温下向反应瓶中加入125ml甲醇，25g KLCA，搅拌下滴加0.25ml浓硫酸，升温回流反应4h，反应完毕。向体系中滴加约100ml清水，继续搅拌，逐渐形成大量固体粉末，过滤，滤饼水洗，50℃鼓风干燥15h，得到25.3g白色固体产品，收率：97.7％。

步骤3 合成3α-7-双三甲基硅氧基-5β-6-烯胆酸甲酯(OCA-C)，具体步骤如下：

于1L三口瓶中加入196ml四氢呋喃和36.7g二异丙胺，搅拌下降温至-30℃，滴加145.4ml(2.5N)正丁基锂,滴加完毕，保温搅拌30min，制备LDA。向LDA中滴加由24.5g OCA-A，29.6g三甲基氯硅烷和36.7ml四氢呋喃组成的混合溶液(预冷至-35℃)，控温≤-25℃，滴加完毕保温搅拌1h，向体系中滴加100ml水淬灭反应。有机层水洗，无水硫酸钠干燥，45℃浓缩，得到32.6g淡黄色油状物，收率：98％。

步骤4 合成3a-羟基-6-乙烯基-7-氧代-5β-胆烷酸甲酯(OCA-D)，具体方法如下：

氮气保护下，于1L三口瓶中加入二氯甲烷120ml，三氟化硼乙醚溶液21.3g，搅拌下降温至-78℃，得到混合溶液(A)。

氮气保护下，于250ml三口瓶中加入66ml二氯甲烷和33g OCA-C，搅拌下降温至-78℃，加入5.3g乙醛，得到混合溶液(B)。

将溶液(B)导入溶液(A)中，控温＜-70℃，加毕，保温搅拌2h，缓慢升温至约30℃，加水稀释，用氢氧化钠溶液调节pH至中性。二氯甲烷层水洗，浓缩，得到黄色油状液体25g，粗品收率：96.9％。

步骤5 合成3a-羟基-6-乙烯基-7-氧代-5β-胆烷酸(OCA-E)，具体方法如下：

于100ml三口瓶中加入17g OCA-D，26ml甲醇，滴加7ml 25％(w/w)的氢氧化钠水溶液，加热至45℃反应3h，反应完毕，向体系中补加100ml清水，加入170ml乙酸乙酯和柠檬酸水溶液，调pH至4～5，分取上层有机层，清水洗涤，浓缩，析出大量黄色固体，过滤，滤饼用乙酯反复打浆，得到8.9g粗品OCA-E，收率：54.2％。

实施例2 OCA-E单晶的制备

称取实施例1得到的OCA-E粗品2.0克，加入结晶溶剂乙酸乙酯30ml(乙酸乙酯与OCA-E粗品的质量体积比为15：1)，待产物完全溶解，利用溶剂缓慢挥发法，温度设定为20℃，培养10天，有淡黄色片状晶体析出，经显微镜观测，该结晶即为OCA-E单晶。

实施例3 OCA-E单晶的制备

称取实施例1得到的OCA-E粗品2.0克，加入结晶溶剂乙酸丁酯25ml(乙酸丁酯与OCA-E粗品的质量体积比为12.5：1)，待产物完全溶解，利用溶剂缓慢挥发法，温度设定为10℃，培养25天，有淡黄色片状晶体析出，经显微镜观测，该结晶即为OCA-E单晶。

实施例4 OCA-E单晶的制备

称取实施例1得到的OCA-E粗品2.0克，加入结晶溶剂丙酮20ml(丙酮与OCA-E粗品的质量体积比为10：1)，待产物完全溶解，利用溶剂缓慢挥发法，温度设定为30℃，培养3天，有淡黄色片状晶体析出，经显微镜观测，该结晶即为OCA-E单晶。

实施例5 OCA-E单晶的制备

称取实施例1得到的OCA-E粗品2.0克，加入结晶溶剂乙醇6ml(乙醇与所述OCA-E粗品的质量体积比为3：1)，待产物完全溶解，利用溶剂缓慢挥发法，温度设定为25℃，培养7天，有淡黄色片状晶体析出，经显微镜观测，该结晶即为OCA-E单晶。

实施例6 X-射线粉末衍射测试

将实施例2-5制备获得的OCA-E单晶碾成粉末，利用X射线衍射仪进行粉末衍射测试，

具体如下：

仪器型号：荷兰PANalytical EMPYREAN X-射线衍射仪；

测定条件为管压：40kV，管流：100mA，Cu Kα辐射。

OCA-E单晶的X-射线粉末衍射图谱见图1。

OCA-E单晶的衍射角度(2θ)、晶面间距d(nm)、相对丰度(I/I0)等晶体参数，具体数据见下表1：

表1 OCA-E晶体粉末X-射线衍射测试结果

另外选取尺寸为0.20 x 0.10 x 0.10 mm³的单晶，用Bruker Apex DUO(JY/T 008-1996)单晶衍射仪进行检测。测量方法为ω/2θ扫描，用石墨单色化的MoKa射线辐射，在100(2)K温度下，在θ为1.42～29.80°，-7<＝h<＝8，-17<＝k<＝17，-39<＝l<＝37范围内共收集到21337个衍射点，其中，独立衍射点6623个。分析结果表明:晶体属斜方晶系，空间群：P2(1)2(1)2(1)，晶胞参数：α＝β＝γ＝90°；晶包体积晶包内分子数Z＝8。

利用几何计算法和差值Fourier法解析晶体结构，最终收敛偏差因子R₁＝0.0392，wR₂＝0.0859，最终确定该OCA-E单晶化学计量式为C₂₆H₄₀O₄，计算分子量为416.58，计算该OCA-E单晶的晶体密度值为1.193克/厘米³，化合物的分子结构图如式I所示，图2为该OCA-E单晶的分子立体结构投影图。其中，该OCA-E单晶的原子坐标参数及等价温度因子见表2，成键原子的键长和键角见表3。

表2 原子坐标(×10⁴)和等效各向同性位移参数

表3 成键原子的键长和键角

综上可知，本发明的OCA-E单晶的X射线粉末衍射在衍射角2θ＝6.1，11.5，12.3，14.0，15.6，16.8，17.9，18.4，23.1，24.1度，以及9.1，15.0，16.5，17.9，19.7，36.9，37.1度处有特征峰；该OCA-E单晶晶体结构为斜方晶系，空间群为P2(1)2(1)2(1)，晶包内分子数Z＝8，常温下是淡黄色片状结晶，形态良好；经HPLC测定，纯度高于99.0％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、”一些实施例“、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种OCA-E单晶，OCA-E的化学结构式如式I所示，其特征在于，所述OCA-E单晶的X射线粉末衍射在衍射角2θ＝6.1，11.5，12.3，14.0，15.6，16.8，17.9，18.4，23.1，24.1度处有特征峰；所述OCA-E单晶晶体结构为斜方晶系，空间群为P2(1)2(1)2(1)，晶包内分子数Z＝8，常温下是淡黄色片状结晶。

2.根据权利要求1所述的OCA-E单晶，其特征在于，所述OCA-E单晶的X射线粉末衍射还在衍射角2θ＝9.1，15.0，16.5，17.9，19.7，36.9，37.1度处有特征峰。

3.根据权利要求1所述的OCA-E单晶，其特征在于，所述OCA-E单晶具有如图1所示的X射线粉末衍射图谱。

4.一种制备权利要求1～3任一项所述的OCA-E单晶的方法，其特征在于，包括：向OCA-E粗品中加入结晶溶剂；以及在预定温度下，缓慢挥发结晶溶剂，并进行培养，以便得到结晶产品，所述结晶产品构成所述OCA-E单晶。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述结晶溶剂为选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮和乙醇中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述结晶溶剂与所述OCA-E粗品的质量体积比为3～15：1。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述结晶溶剂为乙酸乙酯，且所述乙酸乙酯与所述OCA-E粗品的质量体积比为15：1，

任选地，所述结晶溶剂为乙酸丁酯，且所述乙酸丁酯与所述OCA-E粗品的质量体积比为12.5：1，

任选地，所述结晶溶剂为丙酮，且所述丙酮与所述OCA-E粗品的质量体积比为10：1，

任选地，所述结晶溶剂为乙醇，且所述乙醇与所述OCA-E粗品的质量体积比为3：1。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定温度为10～30摄氏度。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述培养的时间为3～25天。

10.权利要求1～3任一项所述的OCA-E单晶在制备奥贝胆酸药物中的用途，所述药物用于治疗或预防胆汁淤积性肝病。