CN107245089A - 一种奥贝胆酸的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种奥贝胆酸的制备方法，包括如下步骤：(1)猪去氧胆酸II在催化剂的作用下与醇类化合物III反应生成酯类化合物IV；(2)上述酯类化合物IV在二氯甲烷中经PDC氧化生成化合物V；(3)上述化合物V与三甲基氯硅烷在四氢呋喃中，以二异丙基氨基锂作碱，在‑70～‑20℃反应生成硅烯醇醚化合物VI；(4)上述硅烯醇醚化合物VI在二氯甲烷中经间氯过氧苯甲酸氧化及脱保护得化合物VII；(5)上述化合物VII在0～70℃与乙基三苯基溴化膦在强碱作用下生成的Yield发生Wittig烯基化反应，将酮转化为乙烯基生成化合物VIII；(6)上述化合物VIII在混合溶剂中通过催化氢化还原双键生成化合物IX；(7)上述化合物IX在碱性条件下水解生成所述奥贝胆酸。

Description

一种奥贝胆酸的制备方法

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种奥贝胆酸的制备方法。

背景技术

奥贝胆酸(Obeticholic acid)，化学名3α，7α-二羟基-6α-乙基-5β-胆烷酸，是Intercept制药公司在研的各期临床试验疗效优异的新药，又称INT747或6α-乙基鹅去氧胆酸，是半合成的鹅去氧胆酸(CDCA)的衍生物，可激活法尼酯X受体(FXR)，具有抗淤胆、抗纤维化的效果，其在研适应症包括原发性胆汁性肝硬化(PBC)，非酒精性脂肪肝(NASH)，原发性硬化性胆管炎(PSC)，门静脉高压症和腹泻。其中原发性胆汁性肝硬化(PBC)已成功完成III期临床试验，目前在美国及欧盟处于预注册状态(Pre-registration)，不久将会上市销售；非酒精性脂肪肝(NASH)已成功完成II期临床试验，其III期临床计划(实验代号REGENERA)已于2015年5月底得到FDA和EMA两个药监部门的同意，很快将进入实施阶段；原发性硬化性胆管炎(PSC)和门静脉高压症正处于II期临床研究；腹泻处于临床前研究。PBC是一种自身免疫性肝病，与胆汁淤积有关，将胆汁酸从肝脏输出的导管出现自身免疫破坏，导致有毒的胆汁酸逐渐积聚引起。该疾病引起渐进性肝损伤，常常导致需要肝移植或死亡，依据最新的美国和欧洲的指南，高碱性磷酸酶(ALP)和抗线粒体抗体(AMA)阳性即可诊断PBC，这使PBC的早期诊断率明显提高。该疾病主要影响女性，尚缺乏有效控制或治愈的药物。NASH近年来逐渐替代了病毒性肝炎，成为欧美发达国家最主要的肝病，它包含了一系列肝疾病谱，主要阶段有单纯肝脏脂肪变性，脂肪性肝炎，肝纤维化以及终末期肝硬化。据预测，仅需10年左右的时间，NASH将有可能成为终末期肝病和肝移植的首要病因。它不仅进展至纤维化和肝硬化，增加了肝病相关的死亡率，更重要的是作为代谢综合征的组分，显著增加了动脉粥样硬化和心血管疾病的死亡率以及II型糖尿病的发病率，奥贝胆酸是NASH迎来的第一个III期临床药物。

WO02072598及文献Journal of medicinal chemistry，2002，45(17)：3569-3512于2002年首次公开报道了包含奥贝胆酸在内的鹅去氧胆酸衍生物的制备方法，其中奥贝胆酸的合成路线如下所示：

该工艺以7-酮石胆酸(7-KLCA)为起始原料，依次经过3α-羟基保护、羧酸成乙酯的同时6α-乙基化、7-羰基还原和酯水解四个步骤即得奥贝胆酸，包含了较少的合成步骤，但是存在着两大重要缺陷：一是在所有步骤中，反应产物均需要经过色谱柱分离纯化，这将大大增加其制备成本，难以用于工业化生产：二是第二步的反应收率非常低，只有12％左右，致使该工艺的总收率仅为3％左右，收率过低大大降低了该方法的实用性。

US2009062526和文献Steroids，2012，11：1335-133，分别于2009年和2012年公开和报道了一种基于专利WO02072598中奥贝胆酸制备方法的改进工艺，工艺路线如下：

该工艺以鹅去氧胆酸为起始原料，先后经过7α-羟基氧化得7-酮石胆酸(7-KLCA)、3α-羟基保护、6α乙基化和7-羰基还原四个步骤得奥贝胆酸，与2002年公布的方法相比，合成步骤进一步减少(以7-KLCA为起始原料计)，总体收率提高至20％以上，但依然存在着各步产物均需色谱柱分离纯化的问题，难以实现工业化生产。

WO2006122977(中国同族专利CN101203526)公开的方法是以7-KLCA为起始原料，分别经过C-24羧酸酯化、3-羟基硅醚保护、7-羰基形成硅烯醇醚、与乙醛羟醛缩合、C-24酯水解、6一亚乙基氢化、6一乙基构型转化和7-羰基的选择性还原八步反应，合成路线如下所示：

WO2013192097(中国同族专利CN104781272)中的合成路线与WO2006122977中的合成线基本一致，但在其基础上进行了如下改进：(1)压缩了操作步骤，如将3-羟基硅醚保护和7-羰基形成硅烯醇醚这两步反应采用″一锅煮″的方式合为一个步骤，再如将6-亚乙基氢化和6-乙基构型转化两步同样″一锅煮″为一个步骤；(2)优化了部分中间体的纯化过程，如在7-KLCA甲酯化以及氢化反应后增加了用活性炭处理的操作；(3)用毒性相对更低或安全性相对更高的试剂代替毒性大、安全性低的试剂，如用硫酸代替甲磺酸，甲醇代替甲苯，用三氟化硼乙腈代替三氟化硼乙醚等。合成路线如下所示：

WO2006122977中公开的工艺及其优化后的WO2013192097中的工艺，合成路线均较长，7-KLCA甲酯化过程中，无论采用甲磺酸还是硫酸，均存在引入磺酸酯类潜在遗传毒性杂质的风险，给药品质量埋下了安全隐患，增加了药品质量研究控制的内容。

文献J.Med.Chem.2012，55，84-93报道了以鹅去氧胆酸(CDCA)为原料，经过7-羟基氧化后成羧酸苄酯、强碱低温下制备硅烯醇醚、羟醛缩合、7-羰基选择性还原和催化氢化得奥贝胆酸，合成路线如下：

该方法第二步成硅烯醇醚时，使用正丁基锂和二异丙胺的目的是为了拔除羰基α位上的氢(即6位碳上的氢)形成碳负离子，但在第一步的产物中存在3α羟基氢，致使正丁基锂的消耗量要增加一倍，由于正丁基锂高度易燃，危险系数大，用量的成倍增加，提高了试验操作的危险性。同时，多步中间体需要用硅胶柱层析的方法纯化分离，成本偏高不易实现工业化。

CN105315320A于2015年报道了以7-酮石胆酸(7-KLCA)为起始原料，先用苄氧甲基保护3α-羟基及羧酸，再与三甲基氯硅烷成硅烯醇醚，通过羟醛缩合引入6位亚乙基，酮和烯键分别通过还原和氢化最终得到奥贝胆酸，工艺路线如下：

该方法在文献J.Med.Chem.2012，55，84-93报道方法基础上作了相应的改进，成本有所降低，但在第四步羰基的选择性还原上涉及低温反应，增大了能耗同时也不利于工业化生产。

以上制备奥贝胆酸的现有技术中，起始原料都是鹅去氧胆酸或其氧化产物7-KLCA，原料不易得，成本偏高，制约了奥贝胆酸的放大生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种奥贝胆酸的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种奥贝胆酸的制备方法，该奥贝胆酸的结构式如下：

包括如下步骤：

(1)猪去氧胆酸II在催化剂的作用下与醇类化合物III反应生成酯类化合物IV：将猪去氧胆酸II和醇类化合物III混合溶解并加入催化剂，升温回流反应过夜；反应结束后将反应液用乙酸乙酯稀释，使用常规后处理方法得到酯类化合物ＩV；所述常规后处理可采用如下处理步骤：稀释后有机相分别用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤，用无水硫酸钠或无水硫酸镁干燥，抽滤，滤饼用乙酸乙酯淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得产品，无需进一步纯化，直接用于下一步反应；

(2)上述酯类化合物IV在二氯甲烷中经PDC氧化生成化合物V：将酯类化合物IV溶于二氯甲烷中，常温下分批加入PDC，常温下搅拌反应；反应结束后，加入饱和亚硫酸钠溶液淬灭反应，有机相再用1N盐酸和饱和食盐水洗涤，用无水硫酸钠或无水硫酸镁干燥，抽滤，滤饼用二氯甲烷淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得粗品；粗品用乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂重结晶得化合物V；

(3)上述化合物V与三甲基氯硅烷在四氢呋喃中，以二异丙基氨基锂作碱，在-70～-20℃反应生成硅烯醇醚化合物VI：将酯类化合物IV溶于四氢呋喃中，降温至0℃以下，加入三甲基氯硅烷，所得溶液在惰性条件下滴入碱中，混合液控制在合适温度下搅拌反应。反应结束后，在0～10℃滴加水淬灭，两相分离弃水相，有机相减压浓缩干后用二氯甲烷溶解并用水洗涤两次，用无水硫酸钠或无水硫酸镁干燥，抽滤，滤饼用二氯甲烷淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得硅烯醇醚化合物VI，无需进一步纯化，直接用于下一步反应；

(4)上述硅烯醇醚化合物VI在二氯甲烷中经间氯过氧苯甲酸氧化及脱保护得化合物VII：将硅烯醇醚化合物VI溶于二氯甲烷中，冷却至0～5℃，滴加间氯过氧苯甲酸的二氯甲烷溶液，滴完升温至常温下搅拌反应过夜；反应结束后，分别用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤，用无水硫酸钠或无水硫酸镁干燥，抽滤，滤饼用二氯甲烷淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得粗品；粗品柱层析纯化得化合物VII；

(5)上述化合物VII在0～70℃与乙基三苯基溴化膦在强碱作用下生成的Yield发生Wittig烯基化反应，将酮转化为乙烯基生成化合物VIII：将乙基三苯基溴化膦与四氢呋喃混合，常温下加入强碱，加完常温搅拌10min，将化合物VII的四氢呋喃溶液一次性加入体系，调整至合适温度反应2～3h；反应结束后，加水淬灭反应，减压蒸馏除去四氢呋喃，剩余水溶液用乙酸乙酯提取，无水硫酸钠干燥，抽滤，滤饼用乙酸乙酯淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得粗品；粗品柱层析纯化得化合物VIII；

(6)上述化合物VIII在混合溶剂中通过催化氢化还原双键生成化合物IX：氢化反应釜中加入催化剂、化合物VIII及混合溶剂，室温下加入一定氢气压力搅拌反应，反应结束后抽滤滤除催化剂，滤液减压浓缩至干得化合物IX，直接用于下步反应；

(7)上述化合物IX在碱性条件下水解生成所述奥贝胆酸：化合物IX与氢氧化钠水溶液混合后升温至90～95℃反应。反应结束后冷却至40～50℃，搅拌下慢慢滴加入1N的稀盐酸中，析出固体抽滤，滤饼用水洗，抽干得化合物I粗品，用乙酸正丁酯结晶得奥贝胆酸；

上述猪去氧胆酸II、醇类化合物III、酯类化合物IV、化合物V、硅烯醇醚化合物VI、化合物VII、化合物VIII和化合物IX的结构式依次如下：

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)的催化剂为浓硫酸，浓盐酸或甲磺酸。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(2)为：上述化合物V与三甲基氯硅烷在四氢呋喃中，以二异丙基氨基锂作碱，在-30～-20℃反应生成硅烯醇醚化合物VI。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(5)为：上述化合物VII在50～70℃与乙基三苯基溴化膦在强碱作用下生成的Yield发生Wittig烯基化反应，将酮转化为乙烯基生成化合物VIII。

进一步优选的，所述步骤(5)中的强碱为正丁基锂、苯基锂、二异丙基氨基锂或叔丁醇钾。

进一步优选的，所述步骤(5)中的强碱为叔丁醇钾。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(6)中的混合溶剂有四氢呋喃和甲醇以1∶1的体积比组成。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(6)中的氢化的催化剂为Pd/C，氢气压力为0.1～0.2Mpa。

本发明的有益效果：

1、本发明的制备方法采用猪去氧胆酸作为起始原料，相对传统的鹅去氧胆酸更加易得且成本较低；

2、本发明的制备方法包括较少的低温反应，降低成本的同时也更适合工业化生产。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

实施例1

一种奥贝胆酸的制备方法，该奥贝胆酸的结构式如下：

包括如下步骤：

(1)猪去氧胆酸II在催化剂的作用下与醇类化合物III反应生成酯类化合物IV：500mL三口瓶中加入猪去氧胆酸II(39.26g，0.1mol)溶解于100mL甲醇中，加入0.5mL浓硫酸，升温回流反应过夜；将反应液冷却至常温，加入400mL乙酸乙酯稀释，饱和碳酸氢钠水溶液洗涤(100mL*2)和饱和食盐水100mL洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，滤饼用50mL乙酸乙酯淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得酯类化合物IV(40g，收率98.5％)：¹H-NMR(CDCl3)：4.06(m，IH)，3.67(s，3H)，3.62(m，1H)，2.36(m，1H)，2.24(m，IH)，0.92(d，J＝6.2Hz，3H)，0.91(s，3H)，0.64(s，3H)；

(2)上述酯类化合物IV在二氯甲烷中经PDC氧化生成化合物V：2L三口瓶中，酯类化合物IV(20.3g，50mmol)溶于1L二氯甲烷中，常温下分批加入PDC(21g，56mmol)，常温下搅拌反应6h；反应液过滤，滤饼用100mL二氯甲烷淋洗，合并滤液依次用0.5M盐酸，饱和亚硫酸钠溶液水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，滤饼用二氯甲烷淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得粗品。粗品用乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂重结晶得化合物V(15.2g，收率75％)：¹H-NMR(CDCl3)：3.66(s，3H)，3.62(m，1H)，2.35(m，1H)，2.24(m，1H)，0.91(d，J＝6.2Hz，3H)，0.83(s，3H)，0.64(s，3H)；

(3)上述化合物V与三甲基氯硅烷在四氢呋喃中，以二异丙基氨基锂作碱，在-70～-20℃反应生成硅烯醇醚化合物VI：250mL三口瓶，氮气保护下，化合物V(10g，25mmol)溶于20ml四氢呋喃中，降温至0℃以下，加入三甲基氯硅烷(13.6g，125mmol)，搅拌混匀备用；另一500mL三口瓶，氮气保护下，加入2M的LDA(87.5mL，175mmol)，冷却至-30℃，将上述备用的溶液滴加入LDA中，混合液控制在-20～-30℃搅拌反应2h；反应结束后，在0～10℃滴加水淬灭，两相分离弃水相，有机相减压浓缩干后用100mL二氯甲烷溶解并用水洗涤两次，用无水硫酸钠干燥，抽滤，滤饼用20mL二氯甲烷淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得硅烯醇醚化合物VI，无需进一步纯化，直接用于下一步反应；

(4)上述硅烯醇醚化合物VI在二氯甲烷中经间氯过氧苯甲酸氧化及脱保护得化合物VII：2L三口瓶中，将上述硅烯醇醚化合物VI溶于500mL二氯甲烷中，冷却至0-5℃，滴加间氯过氧苯甲酸(10.8g，62.5mmol)的二氯甲烷(500mL)溶液，滴完升温至常温下搅拌反应过夜；反应结束后，分别用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥，抽滤，滤饼用100mL二氯甲烷淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得粗品；粗品柱层析纯化得化合物VII(7.46g，收率71％)：1H-NMR(400MHz，CDCl3)：3.98(m，1H)，3.66(s，3H)，3.63(m，1H)，2.45(m，1H)，2.39(m，1H)，2.27(m，1H)，0.92(d，3H，J＝6.4Hz)，0.78(s，3H)，0.61(s，3H)；

(5)上述化合物VII在0～70℃与乙基三苯基溴化膦在强碱作用下生成的Yield发生Wittig烯基化反应，将酮转化为乙烯基生成化合物VIII：100mL三口瓶，氮气保护下加入乙基三苯基溴化膦(18.6g，50mmol)与40mL四氢呋喃，常温下加入叔丁醇钾(5.6g，50mmol)，加完常温搅拌10min，将化合物VII(4.2g，10mmol)的四氢呋喃(10mL)溶液一次性加入体系，升温至回流反应2-3h。反应结束后，加水淬灭反应，减压蒸馏除去四氢呋喃，剩余水溶液用乙酸乙酯提取，无水硫酸钠干燥，抽滤，滤饼用乙酸乙酯淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得粗品，粗品柱层析纯化得化合物VIII(2.81g，收率65％)。或：100mL三口瓶，氮气保护下加入乙基三苯基溴化膦(5.6g，15mmol)与20mL四氢呋喃，常温下加入2.5M正丁基锂(6.4mL，16mmol)，加完常温搅拌10min，将化合物VII(4.2g，10mmol)的四氢呋喃(10mL)溶液一次性加入体系，升温至40～50℃反应2-3h。反应结束后，加饱和氯化铵溶液淬灭反应，减压蒸馏除去四氢呋喃，剩余水溶液用乙酸乙酯提取，无水硫酸钠干燥，抽滤，滤饼用乙酸乙酯淋洗，滤液合并后减压浓缩至干得粗品，粗品柱层析纯化得化合物VIII(2.59g，60％)：1H-NMR(400MHz，CDCl3)：5.64(q，1H，J＝6.2Hz)，3.98(m，1H)，3.66(s，3H)，3.64(m，1H)，2.47(m，1H)，2.39(m，1H)，2.27(m，1H)，1.60(d，3H，J＝6.2Hz)，0.91(d，3H，J＝6.4Hz)，0.77(s，3H)，0.61(s，3H)；

(6)上述化合物VIII在混合溶剂中通过催化氢化还原双键生成化合物IX：250mL氢化反应釜中加入5％湿Pd/C 0.5g、化合物VIII(5g，11.5mmol)及四氢呋喃与甲醇1∶1混合溶剂(100mL)，氮气置换三次后氢气置换三次，室温下按0.1～0.2MPa氢气压力搅拌反应，反应结束后抽滤滤除催化剂，滤液减压浓缩至干得化合物IX，直接用于下步反应；

(7)上述化合物IX在碱性条件下水解生成所述奥贝胆酸：100mL三口瓶中加入实施例(6)中得到的化合物IX和1N氢氧化钠水溶液(20mL)混合后升温至90-95℃反应，反应结束后冷却至40-50℃，搅拌下慢慢滴加入1N的稀盐酸(30mL)中，析出固体抽滤，滤饼用水洗，抽干得奥贝胆酸粗品，用乙酸正丁酯结晶得奥贝胆酸(3.87g，收率80％)：MS(ESI，m/z)：421.3(M+H)⁺¹H-NMR(CD3OD)：3.63(s，1H，7-CH)，3.34(m，1H，3-CH)，2.33-2.23(m，2H，23-CH2)，1.62-1.18(m，25H)，0.96(d，3H，J＝6.3Hz，21-CH3)，0.93-0.90(m，6H，2′CH3，19-CH3)，0.69(s，3H，18-CH3)。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种奥贝胆酸的制备方法，该奥贝胆酸的结构式如下：

其特征在于：包括如下步骤：

(1)猪去氧胆酸II在催化剂的作用下与醇类化合物III反应生成酯类化合物IV；

(2)上述酯类化合物IV在二氯甲烷中经PDC氧化生成化合物V；

(3)上述化合物V与三甲基氯硅烷在四氢呋喃中，以二异丙基氨基锂作碱，在-70～-20℃反应生成硅烯醇醚化合物VI；

(4)上述硅烯醇醚化合物VI在二氯甲烷中经间氯过氧苯甲酸氧化及脱保护得化合物VII；

(5)上述化合物VII在0～70℃与乙基三苯基溴化膦在强碱作用下生成的Yield发生Wittig烯基化反应，将酮转化为乙烯基生成化合物VIII；

(6)上述化合物VIII在混合溶剂中通过催化氢化还原双键生成化合物IX；

(7)上述化合物IX在碱性条件下水解生成所述奥贝胆酸；

上述猪去氧胆酸II、醇类化合物III、酯类化合物IV、化合物V、硅烯醇醚化合物VI、化合物VII、化合物VIII和化合物IX的结构式依次如下：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的催化剂为浓硫酸，浓盐酸或甲磺酸。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)为：上述化合物V与三甲基氯硅烷在四氢呋喃中，以二异丙基氨基锂作碱，在-30～-20℃反应生成硅烯醇醚化合物VI。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)为：上述化合物VII在50～70℃与乙基三苯基溴化膦在强碱作用下生成的Yield发生Wittig烯基化反应，将酮转化为乙烯基生成化合物VIII。

5.如权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的强碱为正丁基锂、苯基锂、二异丙基氨基锂或叔丁醇钾。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的强碱为叔丁醇钾。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中的混合溶剂有四氢呋喃和甲醇以1∶1的体积比组成。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中的氢化的催化剂为Pd/C，氢气压力为0.1～0.2Mpa。